WO2009018808A1 - Hydraulikanordnung für ein automatikgetriebe - Google Patents
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- F16H61/0031—Supply of control fluid; Pumps therefor using auxiliary pumps, e.g. pump driven by a different power source than the engine
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H2312/14—Going to, or coming from standby operation, e.g. for engine start-stop operation at traffic lights
Definitions
- the invention relates to a hydraulic arrangement for an automatic transmission which can be assigned to an internal combustion engine operable in a start-stop mode, to an automatic transmission equipped therewith and to a motor vehicle having such an automatic transmission.
- Continuously variable automatic transmissions include, for example, a starter unit, a planetary reversing gear as a forward / reverse drive unit, a hydraulic pump, a variator, an intermediate shaft and a differential.
- the variator consists of two conical disk pairs and a belt. Each conical disk pair contains a second conical disk which can be displaced in the axial direction. Between these conical disk pairs runs the belt, for example a push belt, a pull chain or a belt. About the adjustment of the second conical disk, the radius of the Umschlingungsorgans and thus the ratio of the continuously variable automatic transmission changes.
- Infinitely variable automatic transmissions require a high level of pressure in order to be able to adjust the variator's conical disks at the desired speed at all operating points and, moreover, to transmit the torque largely wear-free with a sufficient basic contact pressure.
- the hydraulic pump of the automatic transmission is usually driven by the main drive unit, in passenger cars usually by an internal combustion engine. After the stoppage of the drive unit, the continuously variable automatic transmission is depressurized, so that after starting, some time elapses to build up the contact pressure for the conical disks. Namely, if the CVT transmission is operated with too low contact pressure, it may cause the Umschlingungsorgans slipping with the risk of component damage.
- the object is in a hydraulic arrangement for an operable to be operated in a start-stop operation internal combustion engine automatic transmission, with a hydraulic energy source for supplying the hydraulic system with hydraulic energy and at least one electrically driven hydraulic pump, the hydraulic energy source for supplying the hydraulic system with hydraulic energy during a Stop phase of the internal combustion engine, solved in that the electrically driven hydraulic pump is additionally switched on as needed during an operating phase of the internal combustion engine.
- Stop phase can be understood as an operating state of the internal combustion engine in which the latter is switched off, that is to say no mechanical energy is available.
- the operating phase of the internal combustion engine can be understood as an operating state in which it is switched on, that is to say provides mechanical energy, for example for driving a motor vehicle equipped therewith and various units, for example the hydraulic system, of the motor vehicle.
- a start-stop module may be provided.
- the start-stop module can control the electrically driven hydraulic pump, so that it can supply the hydraulic system with a moderate pressure in the stop phases of the internal combustion engine and / or directly after starting the internal combustion engine.
- the electrically driven hydraulic pump can also be switched on in volume flow or pressure-critical driving situations, that is to say during the operating phase of the internal combustion engine, in order to additionally supply the hydraulic system with hydraulic energy.
- the hydraulic energy source has a hydraulic pump which is mechanically driven by means of the internal combustion engine for supplying the hydraulic system with hydraulic energy during the operating phases.
- the mechanically driven hydraulic pump can advantageously obtain its energy directly from the internal combustion engine.
- the mechanically driven hydraulic pump can be designed for an operating point in which comparatively little mechanical energy is provided by means of the internal combustion engine.
- maximum pressure and / or volume flow must be available in such states for safe operation of the hydraulic system.
- the mechanically driven hydraulic pump can be made smaller or weaker by up to 30 percent compared to conventional mechanically driven hydraulic pumps. This advantageously makes it possible to reduce the consumption and emissions of the internal combustion engine driving the hydraulic pump.
- the additional start-stop pump or electrically driven hydraulic pump can be designed for comparatively low delivery pressures, wherein demand peaks can be filled or compensated within the scope of the available delivery pressure.
- the hydraulic power source is assigned to a pilot circuit and a main circuit of the hydraulic system.
- the hydraulic power source can supply the pilot circuit and the main control circuit with the hydraulic energy necessary for operation.
- the pilot circuit can be designed to control the main control circuit.
- the electrically driven hydraulic pump is assigned to the pilot circuit substantially directly.
- the existing start-stop module which is provided to supply some consumers with oil in the stop phases or holding phases and / or directly after starting the internal combustion engine with moderate pressure, can advantageously be switched on in volume flow or pressure-critical driving situations, at least to supply the pilot circuit, for example with a pressure of 5 bar.
- the mechanically driven hydraulic pump can advantageously be displaced by an amount of a leakage of the pilot control gear. - A - ses be relieved, while the electrically driven hydraulic pump only has to apply a required additional power.
- the mechanically driven hydraulic pump which operates, for example, at a higher pressure level, be designed by up to 30 percent smaller.
- the mechanically driven hydraulic pump is assigned directly to the main circuit.
- the mechanically driven hydraulic pump can advantageously supply the main circuit directly with a higher pressure level.
- the electrically driven hydraulic pump is assigned to the main circuit via an overflow valve.
- an overflow valve by means of the overflow valve from a certain pressure, a substantially non-pressure-reduced volume flow of the electrically driven hydraulic pump can be conducted into the main circuit. This is conceivable, for example, during a stop phase, that is to say in an operating state in which the mechanically driven hydraulic pump stands still.
- this desired overflow is also possible during the operating phase of the internal combustion engine, but the mechanically driven hydraulic pump alone could provide too low a volume flow and / or pressure, for example in driving conditions with comparatively low speed and / or a large demand for hydraulic energy of the downstream hydraulic system ,
- the mechanically driven hydraulic pump is assigned to the pilot circuit via a pressure reducing valve.
- the pressure reducing valve can ensure that in the pilot circuit to its function sufficient comparatively low pressure level can be maintained, although the mechanically driven hydraulic pump provides the downstream hydraulic system, a high pressure level.
- a connection of the electrically driven hydraulic pump during the operating phase of the internal combustion engine is dependent on a required pressure and / or flow rate to supply main consumers of the main circuit.
- the electrically driven hydraulic pump is switched on only when its provided hydraulic energy is needed in the main circuit. This makes it possible to powered hydraulic pump as rarely as possible, which also consumption and CCVEmissionen the internal combustion engine can be reduced. Pressure- and / or volume-critical operating situations can be cushioned.
- the object is also achieved with an automatic transmission with hydraulic components of a hydraulic arrangement described above. This results in the advantages described above.
- Figure 1 is a schematic representation of a hydraulic system with a hydraulic power source with an electrically driven hydraulic pump and a mechanically driven hydraulic pump and
- FIG. 2 shows a detailed view of the hydraulic energy source of the hydraulic arrangement shown in FIG.
- the hydraulic energy source 3 has an electrically driven hydraulic pump 5 and a mechanically driven hydraulic pump 7.
- the electrically driven hydraulic pump 5 is an electric motor 9 and the mechanically driven hydraulic pump 7 a Combustion engine 11 assigned.
- the internal combustion engine 11 may be the drive unit of a vehicle 13, for example a motor vehicle.
- the hydraulic energy source 3 is assigned via a first riser 15 to a downstream pilot circuit 17 of the hydraulic system 1 and via a second riser 19 to a downstream main circuit 21 of the hydraulic system 1.
- the pilot control circuit 17 is designed to control hydraulic components or consumers of the main circuit 21, which is indicated by arrows 23 in FIG.
- the hydraulic system 1 can be a closed circuit Nes form not shown hydraulic medium and has to have a preferably common tank 25, which is connected upstream of the hydraulic power source 3 and the pilot circuit 17 and the main circuit 21 downstream.
- FIG. 2 shows a detailed view of the hydraulic energy source 3 shown in FIG. 1.
- the hydraulic energy source 3 has a valve arrangement 27 connected downstream of the electrically driven hydraulic pump 5 and the mechanically driven hydraulic pump 7 and connected upstream of the riser conduits 15, 19.
- the valve assembly 27 has a check valve 29 connected downstream of the electrically driven hydraulic pump 5.
- the check valve 29 prevents a backflow of the hydraulic medium through the electrically driven hydraulic pump 5 in the direction of the tank 25.
- the electrically driven hydraulic pump 5 is the first riser 15 and thus the pilot circuit 17 substantially directly associated.
- the electrically driven hydraulic pump 5 via an overflow valve 31 of the second riser 19, so the main circuit 21, assigned.
- the overflow valve 31 is connected between the first riser 15 and the second riser 19 and has a pressure return 33.
- the overflow valve 31 may be designed so that it opens at a certain delivery pressure of the electrically driven hydraulic pump 5, for example, about 5 bar, and a precirculation of the pilot circuit 17 exceeding volume flow in the second riser 19 of the main control circuit 21 passes.
- the mechanically driven hydraulic pump 7 is the second riser 19 and thus the main circuit 21 assigned directly.
- the mechanically driven hydraulic pump 7 is assigned via a parallel branch with a pressure reducing valve 35 of the first riser 15 and thus the pilot circuit 17.
- the pressure reducing valve 35 also has a pressure return 37 and can be designed so that a substantially high delivery pressure of the mechanically driven hydraulic pump 7 is reduced to a relatively lower pilot pressure in the pilot circuit 17 and thus provided there.
- a first operating state which corresponds for example to an operating phase of the internal combustion engine 11
- the electrically driven hydraulic pump 5 can be switched off, the main circuit 21 being direct and the pilot circuit 17 by means of the pressure reducing valve 35 is pressure-reduced via the mechanically driven hydraulic pump 7 can be supplied with hydraulic energy.
- a second operating state which may also correspond to an operating phase of the internal combustion engine, but with an example comparatively low speed and / or a simultaneously comparatively large required amount of hydraulic energy of the downstream circuits 17 and 21, advantageously, the electrically driven hydraulic pump 5, the pilot circuit 17th supply with hydraulic energy.
- the overflow valve 31 provided that a sufficiently large volume flow is available, a partial flow into the second riser 19, so the main circuit 21, are fed. In this second operating state, therefore, load peaks of the main circuit 21, in particular in phases with minimal promotion of the mechanically driven hydraulic pump, can be cushioned.
- a third operating state which corresponds for example to a stop phase of the internal combustion engine 11
- the electrically driven hydraulic pump 5 alone can take over the supply of the pilot circuit 17 and at least partially of the main circuit 21.
- the hydraulic medium conveyed by means of the electrically driven hydraulic pump 5 can be conveyed directly into the first riser 15 and via the overflow valve 31 into the second riser 19.
- the mechanically driven hydraulic pump 7 can also have a device for preventing backflow into the tank 25. Theoretically, a reflux through the pressure reducing valve 35 in the direction of the main circuit 21 is conceivable, but only up to a maximum pressure or deceleration point at which the pressure reduction valve 35 is closed via the pressure return 37.
- the pressure reducing valve 35 is designed as a 2/2-way valve, wherein also other embodiments, such. 3/2 or 3/3-way valves are conceivable.
- the pressure returns 33 and 37 of the overflow valve 31 and the pressure reducing valve 35 may be matched to each other, so that in each of the above-described Radio- states of the hydraulic energy source 3, a substantially equal pilot pressure of the first riser 15 and the pilot circuit 17 results.
- a start-stop module not shown in detail, which in the stop phases or holding phases or directly after starting the internal combustion engine 11 with moderate pressure some consumers of the hydraulic system 1 with the Hydraulikme- supplied.
- this start-stop module or this start-stop functionality can be switched on in volume flow and / or pressure-critical driving situations of the vehicle 13 to at least supply the pilot circuit 17, for example, with a pressure of 5 bar.
- the mechanically driven hydraulic pump 7 or main pump can thereby be relieved by the amount of pilot leakage of the pilot circuit 17, while the electrically driven hydraulic pump 5 has to apply only the additional power.
- the mechanically driven hydraulic pump 7, which operates at a higher pressure level can advantageously be designed smaller by up to 30 percent.
- Figure 1 shows an electrically driven hydraulic pump 5, which may be part of the start-stop module, for example, which promotes through the check valve 29 in the pilot circuit 17 and arranged there, not shown in Figures 1 and 2 proportional solenoid valves with the hydraulic medium provided.
- the overflow valve 31 ensures that moreover offered volumetric flow can flow into the main circuit 21, since the pressure reducing valve 35 closes with the attainment of a nominal pilot control total pressure, for example of 5.5 bar, to the main circuit 21.
- the hydraulic system 1 may be part of an automatic transmission 39 of a drive train of the vehicle 13 for driving.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung (1) für ein in einem Start-Stopp- Betrieb betreibbaren Verbrennungsmotor (11) zuordenbares Automatikgetriebe mit: - einer hydraulischen Energiequelle (3) zur Versorgung der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie, - zumindest einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe (5) der hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie während einer Stoppphase des Verbrennungsmotors. Um eine Senkung des Verbrauchs und der C02-Emissionen zu erreichen, ist vorgesehen, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe zusätzlich während einer Betriebsphase des Verbrennungsmotors bedarfsweise zuschaltbar ist.
Description
Hydraulikanordnunq für ein Automatikqetriebe
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für ein einem in einem Start-Stopp-Betrieb betreibbaren Verbrennungsmotor zuordenbares Automatikgetriebe, ein damit ausgestattetes Automatikgetriebe sowie ein ein solches Automatikgetriebe aufweisendes Kraftfahrzeug.
Es sind Automatikgetriebe bekannt, die beispielsweise stufenlose Kegelscheiben- Umschlingungsgetriebe (CVT) oder konventionelle Stufen-Automatikgetriebe aufweisen. Solche Getriebe erfreuen sich wegen des hohen Komforts und auch wegen der mit ihnen gegenüber Handschaltgetrieben erreichbaren Verbrauchsminderung steigender Beliebtheit, insbesondere in Personenkraftwagen.
Stufenlose Automatikgetriebe weisen beispielsweise eine Anfahreinheit, ein Planetenwendegetriebe als Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit, eine Hydraulikpumpe, einen Variator, eine Zwischenwelle und ein Differential auf. Der Variator besteht aus zwei Kegelscheibenpaaren und einem Umschlingungsorgan. Jedes Kegelscheibenpaar enthält eine in axialer Richtung verschiebbare zweite Kegelscheibe. Zwischen diesen Kegelscheibenpaaren läuft das Umschlingungsorgan, zum Beispiel ein Schubgliederband, eine Zugkette oder ein Riemen. Über die Verstellung der zweiten Kegelscheibe ändert sich der Laufradius des Umschlingungsorgans und somit die Übersetzung des stufenlosen Automatikgetriebes.
Stufenlose Automatikgetriebe erfordern ein hohes Druckniveau, um die Kegelscheiben des Variators in allen Betriebspunkten mit der gewünschten Geschwindigkeit verstellen zu können und außerdem mit einem genügenden Basisanpressdruck weitgehend verschleißfrei das Drehmoment zu übertragen. Die Hydraulikpumpe des Automatikgetriebes wird in der Regel von dem Hauptantriebsaggregat, bei Personenkraftwagen üblicherweise von einem Verbrennungsmotor angetrieben. Nach dem Stillstand des Antriebsaggregats ist das stufenlose Automatikgetriebe drucklos, so dass nach dem Starten zunächst eine gewisse Zeit zum Aufbau des Anpressdrucks für die Kegelscheiben verstreicht. Wenn nämlich das CVT-Getriebe mit zu geringem Anpressdruck betrieben wird, kann es zum Durchrutschen des Umschlingungsorgans mit der Gefahr von Bauteilschädigungen kommen. Bei Stufenautomaten können bei zu geringem Hydraulikdruck nach dem Starten die in diesen enthaltenen Kupplungen nicht betätigt werden.
Es ist bereits bekannt, automatische Getriebe mit einer hydraulischen Steuerung beziehungsweise mit hydraulischen Betätigungsbauteilen mit einer zusätzlichen elektrischen Pumpe zu versehen, welche den hydraulischen Druck bereits vor dem Hochlaufen des Hauptantriebsaggregats bereitstellt. Mit einem solchen Start-Stopp-Modul kann beispielsweise der Verbrennungsmotor eines Personenkraftwagens bei jedem verkehrsbedingten Anhalten ausgeschaltet werden, wodurch sich eine zusätzliche Kraftstoffeinsparung ergibt.
Bei den bekannten Automatikgetrieben bestimmt die kleinste vorkommende Motordrehzahl die Auslegungsgröße der Hydraulikpumpe, in den meisten Fahrzuständen ist sie damit größer als nötig und nimmt unnütz Leistung auf. Die zusätzliche Start-Stopp-Pumpe mit Elektroantrieb ist nicht auf hohe Förderdrücke ausgelegt und kann somit keine Hochdruckbedarfsspitzen auffüllen.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung für ein einem in einem Start-Stopp-Betrieb betreibbaren Verbrennungsmotor zuordenbares Automatikgetriebe, mit einer hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie und zumindest einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe der hydraulische Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie während einer Stoppphase des Verbrennungsmotors, dadurch gelöst, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe zusätzlich während einer Betriebsphase des Verbrennungsmotors bedarfsweise zuschaltbar ist. Unter Stoppphase kann ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors verstanden werden, bei dem dieser abgeschaltet ist, also keine mechanische Energie zur Verfügung stellt. Unter Betriebsphase des Verbrennungsmotors kann ein Betriebszustand verstanden werden, bei dem dieser angeschaltet ist, also mechanische Energie zur Verfügung stellt, beispielsweise zum Antrieb eines damit ausgerüsteten Kraftfahrzeuges sowie diversen Aggregaten, beispielsweise der Hydraulikanordnung, des Kraftfahrzeuges. Zur Steuerung beziehungsweise zum Wechseln zwischen den Stopp- und Betriebsphasen kann ein Start-Stopp-Modul vorgesehen sein. Das Start-Stopp-Modul kann die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe ansteuern, so dass diese in den Stoppphasen des Verbrennungsmotors und/oder direkt nach dem Starten des Verbrennungsmotors die Hydraulikanordnung mit einem moderaten Druck versorgen kann. Vorteilhaft kann die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe auch in volumenstrom- o- der druckkritischen Fahrsituationen, also während der Betriebsphase des Verbrennungsmotors, zugeschaltet werden, um die Hydraulikanordnung zusätzlich mit hydraulischer Energie zu versorgen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die hydraulische Energiequelle eine mittels des Verbrennungsmotors mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe zur Versorgung der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie während der Betriebsphasen aufweist. Die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe kann vorteilhaft ihre Energie direkt vom Verbrennungsmotor beziehen. Da Verbrennungsmotoren üblicherweise mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, kann die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe auf einen Betriebspunkt ausgelegt werden, bei dem vergleichsweise wenig mechanische Energie mittels des Verbrennungsmotors bereitgestellt wird. Zusätzlich kann beachtet werden, welcher maximale Druck und/oder Volumenstrom in solchen Zuständen zum sicheren Betrieb der Hydraulikanordnung zur Verfügung stehen muss. Vorteilhaft ist es möglich, bei dieser Auslegung zusätzlich den mittels der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe zur Verfügung stehenden Volumenstrom und/oder Druck mit einzurechnen, wobei vorteilhaft eine insgesamt kleinere Auslegung der mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpe möglich ist. Vorteilhaft kann dadurch beispielsweise die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe im Vergleich zu üblichen mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpen um bis zu 30 Prozent kleiner beziehungsweise schwächer ausgelegt werden. Vorteilhaft ist dadurch eine Verbrauchs- und Emissionsreduzierung des die Hydraulikpumpe antreibenden Verbrennungsmotors möglich. Die zusätzliche Start-Stopp-Pumpe beziehungsweise elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe kann auf vergleichsweise niedrige Förderdrücke ausgelegt sein, wobei im Rahmen des zur Verfügung stehenden Förderdrucks Bedarfsspitzen aufgefüllt beziehungsweise ausgeglichen werden können.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die hydraulische Energiequelle einem Vorsteuerkreis und einem Hauptkreis der Hydraulikanordnung zugeordnet ist. Die hydraulische Energiequelle kann den Vorsteuerkreis und den Hauptsteuerkreis mit der zum Betrieb notwendigen hydraulischen Energie versorgen. Der Vorsteuerkreis kann zur Ansteuerung des Hauptsteuerkreises ausgelegt sein.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe dem Vorsteuerkreis im Wesentlichen direkt zugeordnet ist. Das vorhandene Start-Stopp-Modul, welches vorgesehen ist, in den Stoppphasen beziehungsweise Haltephasen und/oder direkt nach dem Starten des Verbrennungsmotors mit moderatem Druck einige Verbraucher mit Öl zu versorgen, kann vorteilhaft auch in volumenstrom- oder druckkritischen Fahrsituationen zugeschaltet werden, um zumindest den Vorsteuerkreis, zum Beispiel mit einem Druck von 5 bar zu versorgen. Die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe kann vorteilhaft um einen Betrag einer Leckage des Vorsteuerkrei-
- A - ses entlastet werden, während die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe nur eine dazu erforderliche zusätzliche Leistung aufbringen muss. In Folge kann vorteilhaft die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe, die beispielsweise auf einem höheren Druckniveau arbeitet, um bis zu 30 Prozent kleiner ausgelegt werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe dem Hauptkreis direkt zugeordnet ist. Die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe kann vorteilhaft den Hauptkreis direkt mit einem höheren Druckniveau versorgen.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe dem Hauptkreis über ein Überströmventil zugeordnet ist. Vorteilhaft kann mittels des Überströmventils ab einem bestimmten Druck ein im Wesentlichen nicht druckgeminderter Volumenstrom der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe in den Hauptkreis geleitet werden. Dies ist beispielsweise während einer Stoppphase denkbar, also in einem Betriebszustand, bei dem die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe still steht. Dieses erwünschte Überströmen ist jedoch auch möglich während der Betriebsphase des Verbrennungsmotors, wobei jedoch die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe allein einen zu geringen Volumenstrom und/oder Druck bereitstellen könnte, beispielsweise in Fahrzuständen mit vergleichsweise niedriger Drehzahl und/oder einem großen Bedarf an hydraulischer Energie der nachgeschalteten Hydraulikanordnung.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe dem Vorsteuerkreis über ein Druckminderventil zugeordnet ist. Das Druckminderventil kann sicherstellen, dass im Vorsteuerkreis ein zu dessen Funktion genügendes vergleichsweise geringes Druckniveau eingehalten werden kann, obwohl die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe der nachgeschalteten Hydraulikanordnung ein hohes Druckniveau liefert.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass ein Zuschalten der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe während der Betriebsphase des Verbrennungsmotors abhängig von einem erforderlichen Druck und/oder Volumenstrom zur Versorgung von Hauptverbrauchern des Hauptkreises erfolgt. Vorteilhaft wird die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe nur dann zugeschaltet, wenn deren bereitgestellte hydraulische Energie im Hauptkreis benötigt wird. Dadurch ist es möglich, die elektrisch ange-
triebene Hydraulikpumpe so selten wie möglich zu betreiben, wodurch ebenfalls Verbrauch und CCVEmissionen des Verbrennungsmotors reduzierbar sind. Druck- und/oder volumenkritische Betriebssituationen können abgefedert werden.
Die Aufgabe ist außerdem mit einem Automatikgetriebe mit hydraulischen Bauelementen einer vorab beschriebenen Hydraulikanordnung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Die Aufgabe ist schließlich mit einem Fahrzeug mit einem vorab beschriebenen Automatikgetriebe gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Hydraulikanordnung mit einer hydraulischen Energiequelle mit einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe und einer mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpe und
Figur 2 eine Detailansicht der hydraulischen Energiequelle der in Figur 1 dargestellten Hydraulikanordnung.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema einer Hydraulikanordnung 1 mit einer hydraulischen Energiequelle 3. Die hydraulische Energiequelle 3 verfügt über eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 und eine mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7. Zur Energiekopplung ist die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 einem Elektromotor 9 und die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 einem Verbrennungsmotor 11 zugeordnet. Bei dem Verbrennungsmotor 11 kann es sich um das Antriebsaggregat eines Fahrzeuges 13, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, handeln. Die hydraulische Energiequelle 3 ist über eine erste Steigleitung 15 einem nachgeschalteten Vorsteuerkreis 17 der Hydraulikanordnung 1 und über eine zweite Steigleitung 19 einem nachgeschalteten Hauptkreis 21 der Hydraulikanordnung 1 zugeordnet. Der Vorsteuerkreis 17 ist zur Ansteuerung von hydraulischen Bauelementen beziehungsweise Verbrauchern des Hauptkreises 21 ausgelegt, was in Figur 1 mittels Pfeilen 23 angedeutet ist. Die Hydraulikanordnung 1 kann einen geschlossenen Kreislauf ei-
nes nicht näher dargestellten Hydraulikmediums bilden und verfügt dazu über einen vorzugsweise gemeinsamen Tank 25, der der hydraulischen Energiequelle 3 vorgeschaltet und dem Vorsteuerkreis 17 sowie dem Hauptkreis 21 nachgeschaltet ist.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht der in Figur 1 dargestellten hydraulischen Energiequelle 3. Die hydraulische Energiequelle 3 weist eine der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe 5 und der mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpe 7 nachgeschaltete und den Steigleitungen 15, 19 vorgeschaltete Ventilanordnung 27 auf. Die Ventilanordnung 27 weist ein der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe 5 nachgeschaltetes Rückschlagventil 29 auf. Es ist jedoch auch möglich, die Funktion des Rückschlagventils 29 in die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 zu integrieren, wobei diese beispielsweise bei einem Stillstand einen Rückfluss des Hydraulikmediums in Richtung Tank 25 verhindern kann. Das Rückschlagventil 29 verhindert einen Rückfluss des Hydraulikmediums durch die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 hindurch in Richtung des Tanks 25. Die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 ist der ersten Steigleitung 15 und damit dem Vorsteuerkreis 17 im Wesentlichen direkt zugeordnet. Außerdem ist die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 über ein Überströmventil 31 der zweiten Steigleitung 19, also dem Hauptkreis 21, zugeordnet. Das Überströmventil 31 ist zwischen die erste Steigleitung 15 und die zweite Steigleitung 19 geschaltet und weist eine Druckrückführung 33 auf. Das Überströmventil 31 kann so ausgelegt sein, dass es ab einem bestimmten Förderdruck der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe 5, beispielsweise circa 5 bar, öffnet und einen eine Vorsteuerleckage des Vorsteuerkreises 17 überschreitenden Volumenstrom in die zweite Steigleitung 19 des Hauptsteuerkreises 21 überleitet.
Die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 ist der zweiten Steigleitung 19 und damit dem Hauptkreis 21 direkt zugeordnet. Außerdem ist die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 über einen Parallelzweig mit einem Druckminderventil 35 der ersten Steigleitung 15 und damit dem Vorsteuerkreis 17 zugeordnet. Das Druckminderventil 35 weist ebenfalls eine Druckrückführung 37 auf und kann so ausgelegt sein, dass ein im Wesentlichen hoher Förderdruck der mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpe 7 auf einen vergleichsweise niedrigeren Vorsteuerdruck im Vorsteuerkreis 17 gemindert und damit dort bereitgestellt wird.
Wie aus Figur 2 zu erkennen ist, sind verschiedene Betriebszustände der hydraulischen Energiequelle denkbar. In einem ersten Betriebszustand, der beispielsweise einer Betriebsphase des Verbrennungsmotors 11 entspricht, kann die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 abgeschaltet sein, wobei der Hauptkreis 21 direkt und der Vorsteuerkreis 17 mittels
des Druckminderventils 35 druckgemindert über die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 mit hydraulischer Energie versorgbar ist.
In einem zweiten Betriebszustand, der ebenfalls einer Betriebsphase des Verbrennungsmotors entsprechen kann, jedoch mit einer beispielsweise vergleichsweise geringen Drehzahl und/oder einer gleichzeitig vergleichsweise großen benötigten Menge an hydraulischer Energie der nachgeschalteten Kreise 17 und 21 , kann vorteilhaft die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 den Vorsteuerkreis 17 mit hydraulischer Energie versorgen. Zusätzlich kann über das Überströmventil 31, sofern ein genügend großer Volumenstrom zur Verfügung steht, auch ein Teilstrom in die zweite Steigleitung 19, also den Hauptkreis 21 , eingespeist werden. In diesem zweiten Betriebszustand können also Lastspitzen des Hauptkreises 21, insbesondere in mit Phasen minimaler Förderung der mechanisch angetriebenen Hydraulikpumpe, abgefedert werden.
In einem dritten Betriebszustand, der beispielsweise einer Stoppphase des Verbrennungsmotors 11 entspricht, kann die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 alleine die Versorgung des Vorsteuerkreises 17 und zumindest teilweise des Hauptkreises 21 übernehmen. In diesem dritten Betriebszustand kann das mittels der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe 5 geförderte Hydraulikmedium direkt in die erste Steigleitung 15 und über das Überströmventil 31 in die zweite Steigleitung 19 gefördert werden. Für diesen Betriebszustand kann auch die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 über eine Vorrichtung zur Verhinderung eines Rückflusses in den Tank 25 verfügen. Theoretisch ist auch ein Rückfluss durch das Druckminderventil 35 in Richtung des Hauptkreises 21 denkbar, jedoch nur bis zu einem Maximaldruck beziehungsweise Abregelpunkt, an dem über die Druckrückführung 37 das Druckminderventil 35 geschlossen wird. Das Druckminderventil 35 ist als 2/2-Wegeventil ausgelegt, wobei auch andere Ausgestaltungen, wie z.B. 3/2- oder 3/3-Wegeventile denkbar sind. Die Druckrückführungen 33 und 37 des Überströmventils 31 und des Druckminderventils 35 können aufeinander abgestimmt sein, so dass sich in jedem der oben beschriebenen Betriebszu- stände der hydraulischen Energiequelle 3 ein im Wesentlichen gleicher Vorsteuerdruck der ersten Steigleitung 15 beziehungsweise des Vorsteuerkreises 17 ergibt.
Zur Ansteuerung der verschiedenen Betriebszustände der hydraulischen Energiequelle 3 kann ein nicht näher dargestelltes Start-Stopp-Modul vorgesehen sein, das in den Stoppphasen beziehungsweise Haltephasen oder direkt nach einem Starten des Verbrennungsmotors 11 mit moderatem Druck einige Verbraucher der Hydraulikanordnung 1 mit dem Hydraulikme-
dium versorgt. Vorteilhaft kann dieses Start-Stopp-Modul beziehungsweise diese Start-Stopp- Funktionalität auch in volumenstrom- und/oder druckkritischen Fahrsituationen des Fahrzeuges 13 zugeschaltet werden, um zumindest den Vorsteuerkreis 17, beispielsweise mit einem Druck von 5 bar, zu versorgen. Vorteilhaft kann dadurch die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 beziehungsweise Hauptpumpe damit um den Betrag der Vorsteuerleckage des Vorsteuerkreises 17 entlastet werden, während die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5 nur die zusätzliche Leistung aufbringen muss. In Folge kann vorteilhaft die auf einem höheren Druckniveau arbeitende mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe 7 um bis zu 30 Prozent kleiner ausgelegt werden.
Figur 1 zeigt eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 5, die beispielsweise Teil des Start- Stopp-Moduls sein kann, die durch das Rückschlagventil 29 in den Vorsteuerkreis 17 fördert und dort angeordnete, in den Figuren 1 und 2 nicht näher dargestellte Proportional- Magnetventile mit dem Hydraulikmedium versorgt. Das Überströmventil 31 sorgt dafür, dass darüber hinaus angebotener Volumenstrom in den Hauptkreis 21 fließen kann, da das Druckminderventil 35 mit Erreichen eines Nenn-Vorsteuergesamtdruckes, beispielsweise von 5,5 bar, zum Hauptkreis 21 hin schließt.
Die Hydraulikanordnung 1 kann zur Ansteuerung Teil eines Automatikgetriebes 39 eines Antriebstrangs des Fahrzeugs 13 sein.
Bezugszeichenliste
I Hydraulikanordnung
3 hydraulische Energiequelle
5 elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe
7 mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe
9 Elektromotor
I 1 Verbrennungsmotor 13 Fahrzeug
15 erste Steigleitung
17 Vorsteuerkreis
19 zweite Steigleitung
21 Hauptkreis
23 Pfeile
25 Tank
27 Ventilanordnung
29 Rückschlagventil
31 Überströmventil
33 Druckrückführung
35 Druckminderventil
37 Druckrückführung
39 Automatikgetriebe
Claims
1. Hydraulikanordnung (1 ) für ein einem in einem Start-Stopp-Betrieb betreibbaren Verbrennungsmotor (11 ) zuordenbares Automatikgetriebe (39), mit
- einer hydraulischen Energiequelle (3) zur Versorgung der Hydraulikanordnung (1 ) mit hydraulischer Energie,
- zumindest einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe (5) der hydraulischen Energiequelle (3) zur Versorgung der Hydraulikanordnung (1 ) mit hydraulischer Energie während einer Stoppphase des Verbrennungsmotors (11), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (5) zusätzlich während einer Betriebsphase des Verbrennungsmotors (11 ) bedarfsweise zuschaltbar ist.
2. Hydraulikanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energiequelle (3) eine mittels des Verbrennungsmotors (11 ) mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe (7) zur Versorgung der Hydraulikanordnung (1) mit hydraulischer Energie während der Betriebsphase aufweist.
3. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energiequelle (3) einem Vorsteuerkreis (17) und einem Hauptkreis (21) der Hydraulikanordnung (1 ) zugeordnet ist.
4. Hydraulikanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (5) dem Vorsteuerkreis (17) im Wesentlichen direkt zugeordnet ist.
5. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe (7) dem Hauptkreis (21) direkt zugeordnet ist.
6. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (5) dem Hauptkreis (21 ) über eine Überströmventil (31 ) zugeordnet ist.
7. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden vier Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe (7) dem Vorsteuerkreis (17) über ein Druckminderventil (35) zugeordnet ist.
8. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschalten der elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe (5) während der Betriebsphase des Verbrennungsmotors (11 ) abhängig von einem erforderlichen Druck und/oder Volumenstrom zur Versorgung von Hauptverbrauchern des Hauptkreises (21) erfolgt.
9. Automatikgetriebe (39) mit hydraulischen Bauelementen einer Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Fahrzeug (13) mit einem Automatikgetriebe (39) nach dem vorhergehenden Anspruch.
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