DE102008005042A1

DE102008005042A1 - Aktuator-Anordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102008005042A1
Application number: DE102008005042A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Magussen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktuator-Anordnung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung, wobei das Kraftfahrzeug (2) ein Hybrid-Antriebsmodul (3) mit einem Elektromotor (4) und einer Trennkupplung (5), insbesondere einer K0-Kupplung, aufweist, wobei die Trennkupplung (5) mit Hilfe der Aktuator-Anordnung (1) hydraulisch betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, wobei mindestens eine Aktuatoreinheit (6) vorgesehen und einerseits zur hydraulischen Versorgung mit einem Vorratsbehälter (7) sowie andererseits mit der Trennkupplung (5) und/oder einer mit der Trennkupplung (5) zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung (8) strömungstechnisch verbunden ist.
Die Kosten sind dadurch verringert, dass die Aktuatoreinheit (6) als Spindelaktuator (6a) ausgeführt ist und als Vorratsbehälter (7) der Bremsflüssigkeitsbehälter (7a) des Kraftfahrzeuges (2) verwendet wird, wobei der Spindelaktuator (6a) mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (7a) hydraulisch verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktuator-Anordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung, wobei das Kraftfahrzeug ein Hybrid-Antriebsmodul mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, insbesondere einer K0-Kupplung, aufweist, wobei die Trennkupplung mit Hilfe der Aktuator-Anordnung hydraulisch betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, wobei mindestens eine Aktuatoreinheit vorgesehen und einerseits zur hydraulischen Versorgung mit einem Vorratsbehälter sowie andererseits mit der Trennkupplung und/oder einer mit der Trennkupplung zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung strömungstechnisch verbunden ist.
Im Stand der Technik sind unterschiedlich ausgebildete Aktuator-Anordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt, insbesondere auch für Hybrid-Kraftfahrzeuge. Im Allgemeinen weisen derartige Hybrid-Kraftfahrzeuge ein Hybrid-Antriebsmodul mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung auf, die entweder in Serie, also sequentiell nacheinander oder parallel zu einem Verbrennungsmotor bzw. mit einem Getriebe derart gekoppelt sind, dass das Kraftfahrzeug entweder mit Hilfe des Verbrennungsmotors oder mit Hilfe des Elektromotors betrieben werden kann. Damit beide Betriebsweisen realisiert werden können, weist insbesondere das Hybrid-Antriebsmodul auch eine Trennkupplung auf, um den Elektromotor vom Getriebe und/oder vom Verbrennungsmotor abzukoppeln. Diese Trennkupplung, auch „K0-Kupplung" genannt, ist hydraulisch betätigbar, insbesondere ist eine mit der Trennkupplung zusammenwirkende Ausrückvorrichtung vorgesehen, die strömungstechnisch mit der Aktuatoreinheit verbunden ist.
Zumeist wird bei derartigen Systemen zur Betätigung der Ausrückvorrichtung bzw. der Tennkupplung des Hybrid-Antriebsmodules ein separat hierfür ausgelegtes Hydrauliksystem realisiert, mit dessen Hilfe dann die Trennkupplung ein- bzw. auskuppelbar bzw. die Ausrückvorrichtung zum Ein- bzw. Ausrücken der Trennkupplung hydraulisch betätigbar ist. Dies bedeutet einen hohen Wartungsaufwand sowie einen großen Raumbedarf für einen entsprechenden Vorratsbehälter zur hydraulischen Versorgung der Aktuatoreinheit. Die damit verbunden Kosten sind damit sehr hoch und noch nicht optimal.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Aktuator-Anordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die eingangs genannten Nachteile vermieden sind, insbesondere der Wartungsaufwand sowie die damit verbundenen Kosten und auch der Raumbedarf zur Anordnung der einzelnen Komponenten verringert sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass die Aktuatoreinheit als Spindelaktuator ausgeführt ist und als Vorratsbehälter der Bremsflüssigkeitsbehälter des Kraftfahrzeuges verwendet wird, wobei der Spindelaktuator mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter hydraulisch verbunden ist. Hierdurch können die im Stand der Technik bisher bekannten Nachteile vermieden werden. Dadurch, dass nämlich zunächst der bereits im Kraftfahrzeug vorgesehene Bremsflüssigkeitsbehälter als Vorratsbehälter zur hydraulischen Versorgung der Aktuatoreinheit verwendet wird, entfällt der Raumbedarf für die Anordnung eines zusätzlichen weiteren separaten Vorratsbehälters, der nun nicht mehr notwendig ist. Dadurch ist auch der Wartungsaufwand erheblich verringert. Insbesondere können auch die Kosten bei der Erstbefüllung von nur einem Behälter, nämlich – nunmehr nur noch – dem Bremsflüssigkeitsbehälter entsprechend eingespart werden, der vzw. mit Betriebsmittel, insbesondere Hydraulikmittel nur noch durch einen Arbeitsschritt befüllt werden muss, anders als bisher im Stand der Technik. Es kann nun auch für die Aktivierung der Bremse des Kraftfahrzeuges, sowie für die Aktivierung/Deaktivierung der Kupplung nunmehr das gleiche Betriebsmittel, also das gleiche Medium verwendet werden, so dass auch der weiteren zukünftigen Wartung das Betriebsmittel, also die Hydraulikflüssigkeit für den Bremskreislauf sowie für das Hydrauliksystem der Trennkupplung nunmehr in einem einzigen Arbeitsschritt ausgetauscht werden kann. Auch durch die bereits bestehende Überwachung des Bremskreislaufsystems kann nun auch das Hydrauliksystem der Trennkupplung überwacht werden. Für die Aktivierung, insbesondere das Ausrücken der Trennkupplung, insbesondere der K0-Kupplung des Hybrid-Antriebsmoduls sowie für die Aktivierung der Bremse des Kraftfahrzeuges kann nun auf den gleichen Vorratsbehälter zurückgegriffen werden. Auch dadurch, dass die Aktuatoreinheit als Spindelaktuator ausgeführt ist, in Kombination mit dem Merkmal, dass nunmehr der Spindelaktuator durch den Bremsflüssigkeitsbehälter hydraulisch versorgt wird, ergeben sich bei den Anordnungsmöglichkeiten entscheidende bauraumoptimierte sowie wirkungstechnische Vorteile, die im Folgenden noch erläutert werden sollen. Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Aktuator-Anordnung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung verwiesen werden. In der Zeichnung zeigt:
1 in schematischer, leicht perspektivischer Darstellung die wesentlichen Komponenten der Aktuator-Anordnung, jedoch ohne die Darstellung der Befestigung bzw. ohne die Darstellung der relativen Lage in einem Kraftfahrzeug,
2 in schematischer, leicht perspektivischer Explosionsdarstellung das Hybrid-Antriebsmodul für ein Kraftfahrzeug,
3 die wesentlichen Komponenten der Aktuator-Anordnung in schematischer Darstellung und deren Positionierung bzw. Lage relativ zu wesentlichen Bestandteilen eines Kraftfahrzeuges von der Seite,
4 die Darstellung aus 3a in schematischer Darstellung von vorne,
5 in schematischer, teilweise vergrößerte Darstellung eine Aktuatoreinheit in leicht perspektivischer Darstellung,
6a bis 6e in schematischen Darstellungen die entsprechenden Verläufe der Druckleitungen und/oder deren Anschlüsse an das Hybrid-Antriebsmodul bzw. die Aktuatoreinheit und den Bremsflüssigkeitsbehälter.
Die 1 bis 6 zeigen – zumindest teilweise – in schematischer Darstellung die Aktuator-Anordnung 1 für ein nicht im Einzelnen, aber ausschnittsweise dargestelltes Kraftfahrzeug 2, hier insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug mit einer nicht im Einzelnen dargestellten Hybrid-Getriebeanordnung. Vzw. wird die hier dargestellte Aktuator-Anordnung 1 bei einem sogenannten „Parallel-Hybrid-Fahrzeug" verwendet.
Die 2 zeigt in schematischer Explosionsdarstellung ein Hybrid-Antriebsmodul 3 für das Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor 4 und einer Trennkupplung 5, insbesondere einer sogenannten „K0-Kupplung". Die Trennkupplung 5 weist entsprechende weitere einzelne Bauteile, insbesondere die in 2 gezeigte Kupplungsscheibe 5a auf. Weitere einzelne Bestandteile sind in 2 bzw. 1 schematisch dargestellt.
Wie die 1 schematisch dargestellt soll ist die Trennkupplung 5 mit Hilfe der Aktuator-Anordnung 1 nun hydraulisch betätigbar, insbesondere nämlich ausrückbar. Hierfür ist eine Aktuatoreinheit 6 vorgesehen und einerseits zu deren hydraulischer Versorgung mit einem Vorratsbehälter 7 sowie andererseits mit der Trennkupplung 5 und/oder einer mit der Trennkupplung 5 zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung 8 strömungstechnisch verbunden.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass die Aktuatoreinheit 6 als Spindelaktuator 6a ausgeführt ist und als Vorratsbehälter der Bremsflüssigkeitbehälter 7a des Kraftfahrzeuges 2 verwendet wird, wobei der Spindelaktuator 6a mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 7a hydraulisch verbunden ist. Dies ist im Wesentlichen in der 1 ohne die Darstellung des Kraftfahrzeuges 2 schematisch dargestellt.
Hierdurch sind nun entscheidende Vorteile erzielt, insbesondere kann nun mit einem Vorratsbehälter, nämlich dem Bremsflüssigkeitsbehälter 7a sowohl der Bremskreislauf des Fahrzeugs als auch der hydraulische Kreislauf zur Betätigung der Trennkupplung 5 des Hybrid-Antriebsmoduls 3 versorgt werden, wodurch der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten erheblich vermindert sind.
Wie die 1 weiter zeigt, ist der Spindelaktuator 6a mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 7a über eine erste Druckleitung 9 verbunden. Weiterhin ist der Spindelaktuator 6a mit dem Hybrid-Antriebsmodul 3, insbesondere mit der Trennkupplung 5 oder der mit der Trennkupplung 5 zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung 8 über eine zweite Druckleitung 10 verbunden.
Diese Realisierung hat den Vorteil, dass nun der Spindelaktuator 6a über die erste Druckleitung 9 mit Hydraulikmedium, nämlich mit Bremsflüssigkeit versorgbar ist und über einen im Spindelaktuator 6a bewegbaren, hier nicht dargestellten Kolben die Druckbeaufschlagung und/oder Druckentlastung innerhalb der zweiten Druckleitung 10 realisierbar ist.
Als Ausrückvorrichtung 8 ist hier insbesondere ein sogenannter „Zentralausrücker" vorgesehen, der die Kupplungsscheibe 5a entsprechend betätigen, insbesondere ausrücken kann und hydraulisch betätigt wird, hierzu ist dieser Zentralausrücker (auch „Central Slave Cylinder" genannt) über die hydraulische zweite Druckleitung 10 mit dem Spindelaktuator 6a verbunden. Die Bewegung des Zentralausrückers wird daher durch die Bremsflüssigkeit als Hydraulikmedium bewirkt, die aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 7a stammt.
Der Spindelaktuator 6a ist vzw. elektrisch betätigbar bzw. antreibbar und weist hierzu insbesondere einen elektrisch betätigbaren Spindelantrieb auf, der allerdings nicht im Einzelnen dargestellt ist.
Die 2 zeigt – wie bereits eingangs erläutert – in Explosionsdarstellung das Hybrid-Antriebsmodul 3 mit den einzelnen Komponenten, insbesondere auch der Trennkupplung 5, nämlich der sogenannten „K0-Kupplung". Oben rechts bei der 2, hinter dem Elektromotor 4, an der sich das hier nicht dargestellte Getriebe anschließt, ist dann die sogenannte K1-Kupplung angeordnet. Eine derartige Anordnung wird auch als „Ein-Wellen-Anordnung" bezeichnet.
Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Druckleitung 9 und 10 aus einer Kombination eines starren Rohres und einer flexiblen Leitung hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass die erste und zweite Druckleitung 9 und 10 flexibel und optimal an die jeweiligen zur Verfügung stehenden Bereiche/Motorräume angepasst und hier gut montiert werden kann.
Wie auch die 3 und 4 zeigen, ist nun vzw. der Spindelaktuator 6a derart angeordnet, so. dass die zweite Druckleitung 10, vzw. auch die erste Druckleitung 9 im Wesentlichen stetig steigend angeordnet ist, so dass die im System vorhandene Luftbläschen nach oben steigend abführbar sind. Dies ist insbesondere aus der 4 gut erkennbar, wo die zweite Druckleitung, die das Hybrid-Antriebsmodul 3 mit dem Spindelaktuator 6a verbindet leicht steigend ausgeführt ist, so dass im System vorhandene Luftbläschen nach oben weiter steigen können und insbesondere auch in den Bremsflüssigkeitsbehälter 7a abgeführt und hier abgeschieden werden können. Die 3 und 4 zeigen auch den hier nicht näher bezeichneten Bremskraftverstärker, der direkt hinter dem Bremsflüssigkeitsbehälter 7a angeordnet ist, sowie das Hybrid-Antriebsmodul 3 und das Kupplungsgehäuse 5b.
Weiterhin zeigen die 3 und 4, dass der Spindelaktuator 6a im Bereich der A-Säule 11, insbesondere direkt an der A-Säule 11 des Kraftfahrzeuges 2 angeordnet ist. Hierdurch bedingt ist der Spindelaktuator 6a in einem höher gelegenen Bereich gut anordenbar bzw. gelagert, was den Vorteil hat, dass die hydraulische zweite Druckleitung 10 stetig steigend ausgeführt ist. Zwar sind auch andere Positionen der Anordnung für den Spindelaktuator 6a denkbar, die A-Säule 11 des Kraftfahrzeugs 2 hat sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen. Denkbar ist auch die Anordnung an der A-Säule 11 und/oder der Spritzwand.
Während die 5 in vergrößerter Darstellung den Spindelaktuator 6a in schematischer Darstellung zeigt, zeigen die 6a bis 6e den Verlauf der ersten und zweiten Druckleitungen 9 und 10 bzw. die Anordnungen der einzelnen Komponenten im Motorraum bzw. im Radhaus des Kraftfahrzeuges 2. Gut erkennbar ist, dass die erste und/oder zweite Druckleitung 9 und 10 mit dem Spindelaktuator 6a über im wesentliche u-förmig ausgebildete Rohr-Kontaktstücke 12 verbunden sind. Weiterhin ist erkennbar, dass die Anordnung hier der einzelnen Komponenten besonders platzsparend und vorteilhaft erfolgen kann.

1: Aktuator-Anordnung
2: Kraftfahrzeug
3: Hybrid-Antriebsmodul
4: Elektromotor
5: Trennkupplung
5a: Kupplungsscheibe
5b: Kupplungsgehäuse
6: Aktuatoreinheit
6a: Spindelaktuator
7: Vorratsbehälter
7a: Bremsflüssigkeitsbehälter
8: Ausrückvorrichtung
9: erste Druckleitung
10: zweite Druckleitung
11: A-Säule
12: u-förmiges Kontaktstück

Claims

Aktuator-Anordnung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Getriebeanordnung, wobei das Kraftfahrzeug (2) ein Hybrid-Antriebsmodul (3) mit einem Elektromotor (4) und einer Trennkupplung (5), insbesondere einer K0-Kupplung, aufweist, wobei die Trennkupplung (5) mit Hilfe der Aktuator-Anordnung (1) hydraulisch betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, wobei mindestens eine Aktuatoreinheit (6) vorgesehen und einerseits zur hydraulischen Versorgung mit einem Vorratsbehälter (7) sowie andererseits mit der Trennkupplung (5) und/oder einer mit der Trennkupplung (5) zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung (8) strömungstechnisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (6) als Spindelaktuator (6a) ausgeführt ist und als Vorratsbehälter (7) der Bremsflüssigkeitsbehälter (7a) des Kraftfahrzeuges (2) verwendet wird, wobei der Spindelaktuator (6a) mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (7a) hydraulisch verbunden ist.
Aktuator-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (7a) über eine erste Druckleitung (9) verbunden ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) mit dem Hybrid-Antriebsmodul (3), insbesondere mit der Trennkupplung (5) oder der mit der Trennkupplung (5) zusammenwirkenden Ausrückvorrichtung (8) über eine zweite Druckleitung (10) verbunden ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) mit Hydraulikmedium, nämlich mit Bremsflüssigkeit versorgbar ist und über einen im Spindelaktuator (6a) bewegbaren Kolben die Druckbeaufschlagung und/oder Druckentlastung innerhalb der zweiten Druckleitung (10) realisierbar ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) elektrisch betätigbar bzw. antreibbar ist, insbesondere einen elektrisch betätigbaren Spindelantrieb aufweist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Druckleitung (9, 10) aus einer Kombination aus starrem Rohr und einem flexiblen Material hergestellt ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) derart angeordnet ist, so dass die zweite Druckleitung (10), vzw. auch die erste Druckleitung (9) im Wesentlichen stetig steigend angeordnet ist, so dass im System vorhandene Luftbläschen nach oben steigend abführbar sind.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) im Bereich der A-Säule (11), insbesondere direkt an der A-Säule (11) des Kraftfahrzeuges (2) angeordnet ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) im Radhaus des Kraftfahrzeuges (2) angeordnet ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelaktuator (6a) mit Hilfe einer separaten Haltevorrichtung an der A-Säule (11), insbesondere akustisch abgekoppelt angeordnet ist.
Aktuator-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Druckleitung (9, 10) mit dem Spindelaktuator (6a) über im wesentlichen U-förmig ausgebildete Rohr-Kontaktstücke (12) verbunden sind.