KR-102960021-B1 - 유압 조립체

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 전기 기계(3)와 제어 유닛(50)을 갖는 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인(2)의 유압 조립체(1)에 관한 것으로, 유압 조립체는 유압 저장소(6)로부터 제1 유압 유체(5)를 제1 전환 밸브(9)의 제1 유압 연결점(8)에 결합되는 제1 유압 경로(7)로 운반하는 제1 유압 펌프(4)를 포함하며, 전환 밸브(9)는 제2 유압 경로(11)에 결합되는 제2 유압 연결점(10)을 갖고, 제2 유압 경로는 제2 유압 연결점(10)을 전기 기계(3)의 제1 냉각 유체 연결점(12)에 연결하고, 전기 기계(3)는 제1 전환 밸브(9)의 제3 연결점(15)에 결합된 제3 유압 경로(14)에 연결되는 제2 냉각 유체 연결점(13)을 포함하고, 제1 전환 밸브(9)는 유압 저장소(6)로 이어지는 제4 유압 경로(17)에 결합되는 제4 유압 연결점(16)을 갖는다.

Inventors

• 크닐 요나스
• 하일만 미햐엘
• 플락 막시밀리안

Assignees

• 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220802

Priority Date

20210819

Claims (12)

1. 적어도 하나의 전기 기계(3)와 제어 유닛(50)을 갖는 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인(2)의 유압 조립체(1)로서, 상기 유압 조립체는 유압 저장소(6)로부터 제1 유압 유체(5)를 제1 전환 밸브(9)의 제1 유압 연결점(8)에 결합되는 제1 유압 경로(7)로 운반하는 제1 유압 펌프(4)를 포함하며, 전환 밸브(9)는 제2 유압 경로(11)에 결합되는 제2 유압 연결점(10)을 갖고, 상기 제2 유압 경로는 제2 유압 연결점(10)을 전기 기계(3)의 제1 냉각 유체 연결점(12)에 연결하고, 전기 기계(3)는 제1 전환 밸브(9)의 제3 연결점(15)에 결합된 제3 유압 경로(14)에 연결되는 제2 냉각 유체 연결점(13)을 포함하고, 제1 전환 밸브(9)는 유압 저장소(6)로 이어지는 제4 유압 경로(17)에 결합되는 제4 유압 연결점(16)을 가지며, 제1 전환 밸브(9)는 제어 유닛(50)을 통해, 제1 유압 연결점(8)이 제2 유압 연결점(10)에 유압식으로 연결되고 제3 유압 연결점(15)이 제4 유압 연결점(16)에 유압식으로 연결되는 제1 작동 위치(18)로 이동될 수 있고, 제1 전환 밸브(9)는 제어 유닛(50)을 통해, 제1 유압 연결점(8)이 제3 유압 연결점(15)에 유압식으로 연결되는 제2 작동 위치(19)로 이동될 수 있고, 제어 유닛(50)을 통해 작동될 수 있는 제2 전환 밸브(20)가 제3 유압 경로(14)에 배치되어, 제1 작동 위치(21)에서 제3 유압 경로(14)를 통해 루프를 형성하고 제2 작동 위치(22)에서 제3 유압 경로(14)를 열교환기(24)가 배치된 제5 유압 경로(23)에 결합하는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 제6 유압 경로(27)가 연결되는 제5 유압 연결점(25)이 제1 전환 밸브(9)에 형성되며, 제6 유압 경로(27)는 변속기 장치(29)의 제1 냉각 유체 연결점(28)에 연결되고, 변속기 장치(29)의 제2 냉각 유체 연결점(30)은 유압 저장소(6) 내로 개방되는 제7 유압 경로(31)에 결합되고, 제1 전환 밸브(9)는 제어 유닛(50)을 통해, 제1 유압 연결점(8)이 제3 유압 연결점(15)에 유압식으로 연결되고 제2 유압 연결점(10)이 제5 유압 연결점(25)에 유압식으로 연결되는 제2 작동 위치(19)로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
4. 제1항에 있어서, 제1 전환 밸브(9)는 제어 유닛(50)을 통해, 제1 유압 연결점(8)이 제2 유압 연결점(10)에 유압식으로 연결되고 제3 유압 연결점(15)이 제5 유압 연결점(25)에 유압식으로 연결되는 제3 작동 위치(32)로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
5. 제1항에 있어서, 열교환기(24)는 냉각수 순환로(33)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
6. 제3항에 있어서, 변속기 장치(29)는 유성기어장치인 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
7. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제1 작동 위치(18)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제1 작동 위치(21)로 이동되는 제1 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
8. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제1 작동 위치(18)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제2 작동 위치(22)로 이동되는 제2 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
9. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제2 작동 위치(19)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제1 작동 위치(21)로 이동되는 제3 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
10. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제2 작동 위치(19)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제2 작동 위치(22)로 이동되는 제4 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
11. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제3 작동 위치(32)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제1 작동 위치(21)로 이동되는 제5 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).
12. 제1항에 있어서, 제어 유닛(50)은 유압 조립체(1)를 제1 전환 밸브(9)가 제3 작동 위치(32)로 이동되고 제2 전환 밸브(20)가 제2 작동 위치(22)로 이동되는 제6 작동 모드(60)로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압 조립체(1).

Description

유압 조립체 본 발명은 적어도 하나의 전기 기계와 제어 유닛을 갖는 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인의 유압 조립체에 관한 것으로, 유압 조립체는 유압 저장소로부터 제1 유압 유체를 제1 전환 밸브의 제1 유압 연결점에 결합되는 제1 유압 경로로 운반하는 제1 유압 펌프를 포함하며, 전환 밸브는 제2 유압 경로에 결합되는 제2 유압 연결점을 갖고, 제2 유압 경로는 제2 유압 연결점을 전기 기계의 제1 냉각 유체 연결점에 연결하고, 전기 기계는 제1 전환 밸브의 제3 연결점에 결합된 제3 유압 경로에 연결되는 제2 냉각 유체 연결점을 포함하고, 제1 전환 밸브는 유압 저장소로 이어지는 제4 유압 경로에 결합되는 제4 유압 연결점을 갖는다. 전기 모터는 화석 연료를 필요로 하는 내연기관의 대안을 창출하기 위해 자동차를 구동하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다. 일상적인 사용을 위한 전기 구동의 적합성을 개선하고 사용자에게 익숙한 운전 편의성을 제공할 수 있도록 이미 상당한 노력이 이루어졌다. 전기 구동에 대한 자세한 설명은 독일 자동차 잡지 ATZ, 113권, 113권, 05/2011, 360~365페이지[Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit fuer E-Fahrzeuge(전기 차량을 위한 고도로 통합적이고 유연한 전기 구동 유닛), Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski 및 Jens Liebold]의 기사에서 찾을 수 있다. 이 기사는 베벨기어 차동장치와 동심 및 동축으로 배치된 전기 모터를 포함하는 차량의 차축용 구동 유닛에 있어서, 변속 가능한 2단 유성기어 세트가 전기 모터와 베벨기어 차동장치 사이의 파워 트레인에 배치되고 또한 전기 모터 또는 베벨기어 차동장치 또는 스퍼 기어 차동장치와 동축이 되도록 위치 설정되는, 구동 유닛을 기술한다. 구동 유닛은 매우 콤팩트하고, 변속 가능 2단 유성기어 세트로 인해 등반 능력, 가속 및 에너지 소비 간의 양호한 절충을 가능하게 한다. 이러한 구동 유닛은 e-차축(e-axle) 또는 전기적으로 작동 가능한 구동 트레인으로도 지칭된다. 순수하게 전기적으로 작동되는 구동 트레인 외에, 하이브리드 구동 트레인도 알려져 있다. 하이브리드 차량의 이러한 구동 트레인은 일반적으로 내연기관과 전기 모터의 조합을 포함하고, 예를 들어 도시 지역에서, 특히 육상 주행 시 충분한 범위와 가용성을 모두 갖는 순수 전기 작동 모드를 가능하게 한다. 또한, 특정 작동 상황에서 내연기관과 전기 모터를 동시에 구동할 가능성도 있다. e-차축 또는 하이브리드 모듈용 전기 기계의 개발에서, 전력 밀도를 증가시킬 필요가 지속적으로 존재하므로 이를 위해 필요한 전기 기계의 냉각이 점점 더 중요해지고 있다. 필요한 냉각 용량으로 인해, 냉각 오일과 같은 유압 유체는 전기 기계의 열 부하 영역으로부터 열을 제거하기 위한 대부분의 개념에서 확립되었다. 동시에, e-차축 또는 하이브리드 모듈의 변속기 장치는 열적 응력을 받는 구성요소의 냉각을 제공하기 위해, 뿐만 아니라 변속기 장치의 낮은 마찰 손실을 보장하기 위해 충분히 양호한 윤활을 필요로 한다. 유성기어장치는 e-차축이나 하이브리드 모듈에 사용되는 변속기 장치에서, 예를 들어 차동기어장치로도 종종 사용된다. 자동차 변속기의 유성구동장치의 구조는 유성기어가 유성 캐리어에 수용되는 유성기어 볼트 상에 롤링 또는 슬라이딩 방식으로 회전 가능하게 배치되는 적어도 하나의 유성기어 세트를 포함한다. 효과적인 유성기어 베어링의 윤활과 마찰열의 발산은 유성기어장치의 장기적인 기능과 긴 사용 수명을 보장하는 데 매우 중요하다. 오일은 특히 유성구동장치의 중앙으로 배치된 입력 또는 출력 샤프트의 방향으로부터, 바람직하게는 유성기어 베어링의 오일 채널 또는 보어를 통한 원심력에 의해 윤활유로서 공급된다. DE 10 2010 054 868 A1은 차동장치, 바람직하게는 차축 차동장치로 사용될 수 있는 유성기어장치를 보여준다. 유성기어 베어링을 윤활하기 위해, 유성기어 볼트는 계단형 보어로 설계된 윤활유 채널을 포함하고, 이 채널로부터 윤활유가 반경방향 보어를 통해 유성기어 베어링으로 흐른다. 입구측 상의 윤활유 채널 내로 삽입된 오일 수집 트레이에 의해 윤활유의 목표 공급이 보장된다. DE 10 2005 054 084 A1에 따르면, 유성기어장치의 유성기어 캐리어는 채널 프로파일을 형성하는 오일 수집 링을 포함하고, 이의 개구부는 유성기어 캐리어의 회전축과 정렬된다. 여러 오일 가이드 채널이 유성기어 캐리어를 향한 오일 수집 링의 측부 상의 채널 프로파일에 제공되고, 이를 통해 오일이 채널 프로파일로부터 유성기어 베어링으로 안내된다. 또한, DE 199157 A1로부터, 유성기어 베어링을 윤활하는 원심력에 의한 윤활유 공급이 알려져 있다. 오일은 오일 수집 장치를 통해 유성기어 볼트의 중앙 보어로 유입되고 이로부터 반경방향 개구부를 통해 유성기어 베어링에 도달한다. 특허 EP 178 56 46 B1은 유성 캐리어를 갖는 유성기어장치를 포함하는 자동차용 자동 변속기의 섹션을 보여준다. 유성기어는 유성 캐리어에 고정된 유성기어 볼트 상에 회전 가능하게 장착된다. 오일 캐치 팬은 소켓이 연결되고 유성기어 볼트의 리셉터클에 맞물리는 홈 내로 외측에서 반경방향으로 합쳐지는 반경방향 디스크 형상 섹션을 갖는다. 유성기어 볼트에 들어가는 오일은 크로스 보어를 통해 각각의 유성기어 볼트 상의 유성기어의 베어링 지점으로 전달된다. DE 10 2015 201 454 A1에는 냉각 순환로의 흐름을 역전시키는 방향 제어 밸브가 개시되어 있다. 자동차의 전기 작동식 차축 구동 트레인의 냉각 및/또는 윤활을 최대한 효율적이면서 동시에 비용 효율적으로 만들 필요가 계속해서 존재한다. 따라서, 본 발명의 목적은 이러한 기존 모순을 제거하고, 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인의 가장 효율적인 냉각 및/또는 윤활을 가능하게 하는 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인의 유압 조립체를 제공하는 것이다. 이 목적은 적어도 하나의 전기 기계와 제어 유닛을 갖는 전기적으로 작동 가능한 차축 구동 트레인의 유압 조립체에 의해 달성되며, 유압 조립체는 유압 저장소로부터, 제1 전환 밸브의 제1 유압 연결점에 결합되는 제1 유압 경로 내로 제1 유압 유체를 운반하는 제1 유압 펌프를 포함하며, 전환 밸브는 제2 유압 경로에 결합되는 제2 유압 연결점을 갖고, 제2 유압 경로는 제2 유압 연결점을 전기 기계의 제1 냉각 유체 연결점에 연결하고, 전기 기계는 제1 전환 밸브의 제3 연결점에 결합된 제3 유압 경로에 연결되는 제2 냉각 유체 연결점을 포함하고, 제1 전환 밸브는 유압 저장소로 이어지는 제4 유압 경로에 결합되는 제4 유압 연결점을 갖고, 제1 전환 밸브는 제어 유닛을 통해, 제1 유압 연결부가 제2 유압 연결점에 유압식으로 연결되는 제1 작동 위치로 이동될 수 있고, 제3 유압 연결점은 제4 유압 연결점에 유압식으로 연결되고, 제1 전환 밸브는 제어 유닛을 통해, 제1 유압 연결점이 제3 유압 연결점에 유압식으로 연결되는 제2 작동 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 조립체는 역방향 또는 양방향 펌프에 의존할 필요 없이 상응하는 유압 경로를 통해 유압 유체의 방향이 역전되도록 한다. 또한, 방향의 역전이 냉각 성능의 균질화를 가져올 수 있기 때문에, 유압 유체의 흐름 방향의 역전 가능성에 의해 유압 경로의 열적 핫스팟이 효과적으로 방지되거나 완화될 수 있다. 마지막으로, 예를 들어 유압 경로에 위치된 구성요소를 최대한 빨리 원하는 작동 온도로 가져오기 위해, 방향을 반대로 함으로써 냉각 기능 외에 가열 기능을 구현하는 것도 가능하다. 이는, 예를 들어 유압 유체가 여전히 상대적으로 점성이 높은, 예열 단계의 변속기 장치에 중요하다. 본 발명에 따른 유압 조립체의 유압 경로는, 예를 들어 개방형 또는 폐쇄형 채널, 파이프라인, 호스 및/또는 유압 흐름 경로, 스프레이 경로, 스플래시 경로 등으로 설계될 수 있다. 본 발명의 청구된 주제의 개별 요소가 청구범위에서 명명된 순서로 먼저 설명되고, 이어서 본 발명의 주제의 특히 바람직한 구현예가 설명될 것이다. 자동차의 전기 차축 구동 트레인은 적어도 하나의 전기 기계 및 적어도 하나의 변속기 장치를 포함할 수 있으며, 전기 기계 및 변속기 장치는 바람직하게는 각각 구조적 유닛을 형성한다. 전기 차축 구동 트레인은 바람직하게는 제1 변속기 장치를 갖는 제1 전기 기계 및 제2 변속기 장치를 갖는 제2 전기 기계를 갖는다. 특히, 각각의 전기 기계 및 변속기 장치가 공통 구동 트레인 하우징에 배치되도록 제공될 수 있다. 대안적으로, 전기 기계가 모터 하우징을 갖고 기어장치가 기어 하우징을 갖는 것도 물론 가능하며, 구조적 유닛은 이어서 전기 기계에 대해 변속기 장치를 고정함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 구조적 유닛은 종종 e-차축으로도 지칭된다. 전기 기계 및 변속기 장치는 구동 트레인 하우징에 공동으로 또는 개별적으로 수용될 수도 있다. 구동 트레인 하우징은 적어도 전기 기계 및 변속기 장치를 수용하도록 제공된다. 구동 트레인 하우징은 바람직하게는 금속 재료, 특히 바람직하게는 알루미늄, 회주철 또는 주강으로, 특히 주조 또는 다이캐스팅과 같은 1차 성형 공정에 의해 형성된다. 그러나, 원칙적으로, 플라스틱 재료로 구동 트레인 하우징을 형성하는 것도 가능하다. 본 발명의 맥락에서, 전기 기계는 반경방향 또는 축방향 플럭스 기계로 구성될 수 있다. 축방향으로 특히 콤팩트한 차축 구동 트레인을 형성하려면, 축방향 플럭스 기계를 선호해야 한다. 전기 기계는 특히 자동차의 전기적으로 작동 가능한 구동 트레인 내에서 사용하도록 의도되었다. 특히, 전기 기계는 50 km/h 초과, 바람직하게는 80 km/h 초과, 특히 100 km/h 초과의 차량 속도가 달성될 수 있도록 치수가 결정된다. 전기 모터는 특히 바람직하게는 30 kW 초과, 바람직하게는 50 kW 초과, 특히 70 kW 초과의 출력을 갖는다. 또한, 전기 기계는 5,000 rpm 초과, 특히 바람직하게는 10,000 rpm 초과, 매우