Hydraulisches Hvbridsvstem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Hybridsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Verbrennungsmotorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7 und ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Hybridsystems und eines Verbrennungsmotorsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8.

Stand der Technik

In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem

Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder

Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe. Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt.

Kraftfahrzeuge mit einem hydraulischen Hybridsystem weisen einen

hydraulischen Motor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, eine hydraulische Pumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und einen Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie auf. Mit dem hydraulischen Hybridsystem kann mechanische Energie, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor oder in einem Rekuperationsbetrieb die kinetische Energie des Kraftfahrzeuges, genutzt werden, um den Druck an Hydraulikflüssigkeit in einem Druckspeicher, insbesondere in einem Hochdruckspeicher, zu erhöhen um dadurch hydraulische Energie in dem Hochdruckspeicher zu speichern. Aus diesem Grund ist es erforderlich, an dem Kraftfahrzeug mit dem hydraulischen Hybridsystem sowohl einen gesonderten hydraulischen Motor als auch eine gesonderte hydraulische Pumpe sowie den Druckspeicher vorzuhalten. Die hydraulische Pumpe dient zur Umwandlung von mechanischer Energie, z. B. des Verbrennungsmotors, in hydraulische Energie, d. h. zur Erhöhung des Druckes in dem Druckspeicher. Zusätzliche Bauteile an dem Kraftfahrzeug führen jedoch zu einem zusätzlichen Bauraumbedarf und zu höheren Kosten und auch zu einem höheren Gewicht an dem Kraftfahrzeug in nachteiliger weise.

Aus der WO 2010/069857 A1 ist ein Hybridantriebssystem mit einer

Brennkraftmaschine bekannt, die mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank betrieben wird und mit einer hydraulischen Maschine, die mit einem hydraulischen

Energiespeicher zusammen wirkt, wobei die hydraulische Maschine mit dem gleichen Kraftstoff betrieben wird, mit dem auch die Brennkraftmaschine betrieben wird.

Aus der DE 10 2013 204 025 ist ein hydraulisches Hybridsystem für ein

Kraftfahrzeug bekannt. Das hydraulische Hybridsystem umfasst einen hydraulischen Motor, eine hydraulische Pumpe und einen Druckspeicher mit denen hydraulische Energie unter Hochdruck speicherbar und als mechanische Energie nutzbar ist. Der hydraulische Motor und die hydraulische Pumpe sind von einer identischen hydraulischen Maschine gebildet.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäßes Hybridsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem

Verbrennungsmotor, umfassend einen hydraulischen Hochdruckmotor als hydraulische Maschine zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, eine hydraulische Hochdruckpumpe als hydraulische Maschine zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, indem von der hydraulischen Pumpe eine Hydraulikflüssigkeit förderbar ist, einen Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei die Hochdruckpumpe und der

Hochdruckmotor von einer identischen hydraulischen Maschine gebildet ist und die hydraulische Maschine wenigstens ein bewegliches Arbeitsorgan und wenigstens einen im Volumen variablen Arbeitsraum umfasst, wobei die hydraulische Maschine je Arbeitsraum ein Niederdruckventil mit einem ND-Aktuator zum Öffnen und Schließen des Niederdruckventils und ein Hochdruckventil mit einem HD-Aktuator zum Öffnen und Schließen des Hochdruckventils umfasst zum Ein- und Ausleiten der Hydraulikflüssigkeit in und aus dem Arbeitsraum. An dem Arbeitsraum der hydraulischen Maschinen ist ein Niederdruckventil mit dem ND-Aktuator und ein Hochdruckventil mit dem HD-Aktuator angeordnet. Das Nieder- und

Hochdruckventil kann damit aktiv von einer Steuereinheit geöffnet und geschlossen werden. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass die hydraulische Maschine mit dem beweglichen Arbeitsorgan sowie dem im Volumen variablen Arbeitsraum sowohl als Hochdruckmotor als auch als Hochdruckpumpe eingesetzt werden kann. Das Arbeitsorgan kann somit sowohl hydraulische Energie in mechanische Energie umwandeln als Hochdruckmotor und als Hochdruckpumpe mechanische Energie in hydraulische Energie umwandeln. Mit einem geringen konstruktiven Aufwand, d. h. dem Versehen der hydraulischen Maschinen mit aktiv steuerbaren Hoch- und Niederdruckventilen, kann diese damit sowohl als Hochdruckmotor als auch als Hochdruckpumpe eingesetzt werden und arbeiten.

Insbesondere umfasst das hydraulische Hybridsystem, insbesondere die

hydraulische Maschine, eine Steuereinheit und von der Steuereinheit ist das Öffnen und Schließen des wenigstens einen Niederdruckventils und des wenigstens einen Hochdruckventils steuerbar.

In einer weiteren Ausgestaltung stützt sich das bewegliche wenigstens eine

Arbeitsorgan, insbesondere ein Arbeitskolben, mittelbar auf einer rotierenden Antriebswelle ab, und auf das wenigstens eine Arbeitsorgan ist von je einem elastischen Element, insbesondere einer Feder, eine Kraft, insbesondere

Druckkraft, mittelbar oder unmittelbar aufgebracht, so dass eine

Rotationsbewegung der Antriebswelle eine oszillierende Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes bedingt und/oder das wenigstens eine Arbeitsorgan ist zwischen einem oberen Totpunkt mit einem minimalen Volumen des zugeordneten Arbeitsraumes und einem unteren Totpunkt mit einem maximalen Volumen des zugeordneten Arbeitsraumes bewegbar und/oder das wenigstens eine

Niederdruckventil umfasst je einen von dem ND-Aktuator beweglichen Ventilkolben und das wenigstens eine Hochdruckventil umfasst je einen von dem HD-Aktuator beweglichen Ventilkolben und/oder der wenigstens eine ND-Aktuator ist von einem Elektromagneten oder einem Hydraulikaktuator gebildet ist und der wenigstens eine HD-Aktuator von einem Elektromagneten oder einem Hydraulikaktuator gebildet.

In einer ergänzenden Ausführungsform umfasst die hydraulische Maschine einen Drehwinkelsensor zur Erfassung einer Drehwinkelposition der Antriebswelle und in Abhängigkeit von der Drehwinkelposition der Antriebswelle ist das Öffnen und Schließen des wenigstens eine Niederdruckventils und des wenigstens einen Hochdruckventils steuerbar.

In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das Öffnen und Schließen des wenigsten einen Niederdruckventils und des wenigstens einen Hochdruckventiles in

Abhängigkeit von dem durch die hydraulische Maschine zu leitenden Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit steuerbar und/oder in Abhängigkeit von dem Betriebsmodus als Hochdruckpumpe oder als Hochdruckmotor steuerbar.

Vorzugsweise sind das wenigstens eine Hochdruckventil und das wenigstens eine Niederdruckventil der hydraulischen Maschine als Hochdruckpumpe dahingehend gesteuert, dass während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt das wenigstens eine

Hochdruckventil geöffnet ist und das wenigstens eine Niederdruckventil geschlossen ist und während einer Bewegung des wenigstens einen

Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt das wenigstens eine Hochdruckventil geschlossen ist und das wenigstens eine Niederdruckventil geöffnet ist und/oder das wenigstens eine Hochdruckventil und das wenigstens eine Niederdruckventil der hydraulischen Maschine als Hochdruckmotor dahingehend gesteuert sind, dass während einer Bewegung des wenigstens einen

Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt das wenigstens eine Hochdruckventil geschlossen ist und das wenigstens eine Niederdruckventil geöffnet ist und während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt ist das wenigstens eine

Hochdruckventil geöffnet und das wenigstens eine Niederdruckventil geschlossen ist.

In einer Variante ist als Hydraulikflüssigkeit zur Speicherung von hydraulischer Energie Kraftstoff, insbesondere Diesel, des Verbrennungsmotors eingesetzt, insbesondere ist ausschließlich Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt und/oder bei einem geöffneten Hochdruckventil der Arbeitsraum in fluidleitender Verbindung mit wenigstens einem Injektor und/oder einem Hochdruckspeicher steht und/oder bei einem geöffneten Niederdruckventil der Arbeitsraum in fluidleitender Verbindung mit einem Niederdruckspeicher, insbesondere einem Kraftstofftank, steht.

Erfindungsgemäßes Verbrennungsmotorsystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Hochdruckeinspritzsystem mit einer Injektorhochdruckpumpe, vorzugsweise einem Hochdruck-Rail, vorzugsweise einer Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Injektorhochdruckpumpe, vorzugsweise einen Antriebsstrang zum Antreiben von Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und/oder einem hydraulischen Motor, ein hydraulisches Hybridsystem mit einem hydraulischen Hochdruckmotor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, einer hydraulische

Hochdruckpumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, einem Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei das hydraulische Hybridsystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung

beschriebenes hydraulisches Hybridsystem ausgebildet ist und/oder die

Injektorhochdruckpumpe von der Hochdruckpumpe gebildet ist.

Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Hybridsystems, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen hydraulischen Hybridsystems, und/oder eines Verbrennungsmotorsystems, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verbrennungsmotorsystems, mit den Schritten: Fördern von Hydraulikflüssigkeit von einem Niederdruckspeicher zu einem Hochdruckspeicher mit einer hydraulischen Pumpe, so dass von der hydraulischen Pumpe mechanische Energie in hydraulische Energie umwandelt wird, Leiten der Hydraulikflüssigkeit von dem Hochdruckspeicher zu dem

Niederdruckspeicher und durch einen hydraulischen Motor, so dass in dem hydraulischen Motor hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und die mechanische Energie zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eingesetzt wird, wobei die hydraulische Pumpe als Hochdruckpumpe und der hydraulische Motor als Hochdruckmotor von einer identischen hydraulischen Maschine gebildet sind und an der identischen hydraulischen Maschine wenigstens ein Arbeitsorgan bewegt wird, so dass das Volumen eines dem wenigstens einen Arbeitsorgan zugeordneten Arbeitsraumes verändert wird.

Zweckmäßig umfasst die hydraulische Maschine je Arbeitsraum ein

Niederdruckventil mit einem ND-Aktuator zum Öffnen und Schließen des

Niederdruckventils und ein Hochdruckventil mit einem HD-Aktuator zum Öffnen und Schließen des Hochdruckventils zum Ein- und Ausleiten der Hydraulikflüssigkeit in und aus dem Arbeitsraum und/oder als Hydraulikflüssigkeit, insbesondere ausschließlich, wird Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, des Verbrennungsmotors eingesetzt, insbesondere wird der Kraftstoff von der hydraulischen Maschine als Hochdruckpumpe zu dem Hochdruckspeicher gefördert und/oder wird von der hydraulischen Maschine als Injektorhochdruckpumpe zu wenigstens einem Injektor des Verbrennungsmotors gefördert und/oder das wenigstens eine Hochdruckventil der hydraulischen Maschine wird durch eine Hochdruckkraftstoffleitung in fluidleitender Verbindung zu wenigstens einem Injektor des Verbrennungsmotors und/oder zu einem Hochdruckspeicher gebracht und/oder das wenigstens eine Niederdruckventil wird mit einer Kraftstoff leitung in fluidleitender Verbindung zu einem Kraftstofftank gebracht und/oder das wenigstens eine Arbeitsorgan, insbesondere ein Arbeitskolben, wird, insbesondere mit einer Antriebswelle, zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt bewegt.

In einer weiteren Ausführungsform ist beim Betrieb der hydraulischen Maschine als Hochdruckpumpe während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt das wenigstens eine

Hochdruckventil geöffnet und das wenigstens eine Niederdruckventil ist

geschlossen und von einer Antriebwelle wird eine Kraft auf das wenigstens eine Arbeitsorgan übertragen zum Bewegen des Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt entgegen der von der Hydraulikflüssigkeit auf das Arbeitsorgan aufgebrachten Druckkraft, so dass mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird und die Hydraulikflüssigkeit aus dem wenigstens einen Arbeitsraum heraus gefördert wird und während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt ist das wenigstens eine Hochdruckventil geschlossen und das wenigstens eine Niederdruckventil ist geöffnet, so dass die Hydraulikflüssigkeit in den

Arbeitsraum hinein gefördert wird.

Insbesondere ist beim Betrieb der hydraulischen Maschine als Hochdruckmotor während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt das wenigstens eine Hochdruckventil geöffnet und das wenigstens eine Niederdruckventil ist geschlossen und die von der Hydraulikflüssigkeit auf das Arbeitsorgan aufgebrachte Druckkraft wird auf eine

Antriebwelle übertragen, so dass hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und die Hydraulikflüssigkeit in den wenigstens einen Arbeitsraum hinein gefördert wird und während einer Bewegung des wenigstens einen

Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt ist das wenigstens eine Hochdruckventil geschlossen und das wenigstens eine

Niederdruckventil ist geöffnet, so dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum heraus gefördert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung ist beim Betrieb der hydraulischen Maschine als Hochdruckmotor während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt das wenigstens eine

Hochdruckventil geöffnet und das wenigstens eine Niederdruckventil ist

geschlossen und während der Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt wird das Hochdruckventil geschlossen, so dass das Einströmen des Hydraulikfluides in den Arbeitsraum unterbrochen wird und je früher das Hochdruckventil geschlossen wird, desto weniger hydraulische Energie wird in mechanische Energie umgewandelt und umgekehrt. In einer ergänzenden Variante wird beim Betrieb der hydraulischen Maschine als

Hochdruckmotor während der Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt nach dem Schließen oder während des Schließens oder kurz vor dem Schließen des Hochdruckventils das

Niederdruckventil geöffnet, um eine starke Druckreduzierung in dem Arbeitsraum zu vermeiden. In einer weiteren Variante ist beim Betrieb der hydraulischen Maschine als

Hochdruckmotor während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt das wenigstens eine

Hochdruckventil geschossen und das wenigstens eine Niederdruckventil wird anfangs geöffnet und vor dem oberen Totpunkt geschlossen, so dass während der Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt der Druck in dem Arbeitsraum aufgrund des geschlossenen Hochdruck- und Niederdruckventils ansteigt und am oberen Totpunkt eine kleinere Druckdifferenz zwischen Arbeitsraum und einer Hochdruckleitung, insbesondere Hochdruckkraftstoffleitung, an dem Hochdruckventil vorhanden ist als ohne ein Schließen des wenigstens einen Niederdruckventils vor dem oberen Totpunkt und der HD-Aktuator dadurch eine geringere Kraft benötigt zum Öffnen des

Ventilkolbens des Hochdruckventils aufgrund der kleineren Druckdifferenz.

In einer weiteren Ausgestaltung sind beim Betrieb der hydraulischen Maschine als Hochdruckpumpe während einer Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt das wenigstens eine

Hochdruck- und Niederdruckventil in einer Anfangsphase der Bewegung des Arbeitsorganes geschlossen, so dass der Druck in dem Arbeitsraum ansteigt und dadurch eine kleinere Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum und einer Hochdruckleitung, insbesondere Hochdruckkraftstoffleitung, an dem

Hochdruckventil vorhanden ist als ohne ein anfängliches Schließen des

Hochdruckventils und erst nach der Anfangsphase der Bewegung des wenigstens einen Arbeitsorganes nur das Hochdruckventil geöffnet wird und dadurch der HD- Aktuator eine geringe Kraft benötigt zum Öffnen des Ventilkolbens des

Hochdruckventils aufgrund der kleineren Druckdifferenz.

Insbesondere ist die Hochdruckpumpe dahingehend ausgebildet, dass von der Hochdruckpumpe der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf einem Druck von wenigstens 200 bar, 500 bar, 1000 bar oder 2000 bar erhöhbar ist zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und/oder der Hochdruckmotor ist dahingehend ausgebildet, dass Hydraulikflüssigkeit mit einem Druck von wenigstens 200 bar, 500 bar, 1000 bar oder 2000 bar verarbeitbar ist zur

Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanischer Energie. In einer ergänzenden Ausführungsform ist als Hydraulikflüssigkeit zur Speicherung von hydraulischer Energie Kraftstoff, insbesondere Diesel, des

Verbrennungsmotors eingesetzt, insbesondere ist ausschließlich Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt. Kraftstoff, insbesondere Diesel eines

Verbrennungsmotors als Dieselmotor oder Benzin eines Benzinmotors als

Verbrennungsmotor, wird aufgrund des Verbrauches des Kraftstoffes ständig ausgetauscht, so dass dadurch keine Wartung oder ein Austausch der

Hydraulikflüssigkeit erforderlich ist.

Vorzugsweise umfasst der Druckspeicher einen Hochdruckspeicher und einen Niederdruckspeicher und der Niederdruckspeicher ist von einem Kraftstofftank des Verbrennungsmotors gebildet. Als Niederdruckspeicher wird der Kraftstofftank eingesetzt, so dass dadurch der ohnehin an dem Kraftfahrzeug vorhandene

Kraftstofftank als Niederdruckspeicher für das hydraulische Hybridsystem

eingesetzt werden kann. In vorteilhafter Weise ist dadurch kein zusätzlicher Niederdruckspeicher für das hydraulische Hybridsystem erforderlich.

In einer Variante ist in einem Rekuperationsbetrieb von der Hochdruckpumpe kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in mechanische Energie umwandelbar, da die Hochdruckpumpe mechanisch mit einem Antriebsrad des Kraftfahrzeuges verbunden ist.

Zweckmäßig ist die Hochdruckpumpe auch als Injektorhochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems eingesetzt Dadurch kann mit einer einzigen

hydraulischen Maschine sowohl die Hochdruckpumpe als auch der Hochdruckmotor als auch die Injektorhochdruckpumpe zur Verfügung gestellt werden. Dadurch können zusätzliche hydraulische Maschinen an dem hydraulischen Hybridsystem in vorteilhafter Weise eingespart werden, so dass das hydraulische Hybridsystem in der Herstellung preiswert, wenig Bauraum sowie auch wenig Masse an dem

Kraftfahrzeug in vorteilhafter Weise benötigt.

Insbesondere wird als Niederdruckspeicher der Kraftstofftank des

Verbrennungsmotors eingesetzt und/oder in dem hydraulischen Hochdruckmotor wird der Druck der Hydraulikflüssigkeit um wenigstens 100 bar, 300 bar, 600 bar, 1000 bar oder 2000 bar reduziert und/oder in der hydraulischen Pumpe wird der Druck der Hydraulikflüssigkeit um wenigstens 100 bar, 300 bar, 600 bar, 1000 bar oder 2000 bar erhöht.

In einer weiteren Ausgestaltung beträgt der Druck in dem Niederdruckspeicher, insbesondere dem Kraftstofftank, weniger als 5 bar, 3 bar oder 2 bar, insbesondere beträgt der Druck in dem Niederdruckspeicher als Kraftstofftank im Wesentlichen 1 bar.

In einer weiteren Variante wird die hydraulischen Hochdruckpumpe in einem Rekuperationsbetrieb von einem Antriebsrad des Kraftfahrzeuges angetrieben, so dass kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in hydraulische Energie in dem Druckspeicher umgewandelt wird.

In einer weiteren Ausführungsform wird Kraftstoff von dem Hochdruckspeicher in das Hochdruck-Rail geleitet und umgekehrt.

In einer Variante umfasst das Hybridsystem einen Niederdruckspeicher und einen Hochdruckspeicher.

Zweckmäßig ist die Hydraulikflüssigkeit Benzin als Kraftstoff.

In eine weiteren Ausführungsform ist der hydraulische Hochdruckmotor und die hydraulische Hochdruckpumpe als eine Kolbenpumpe ausgebildet, insbesondere ist der wenigstens eine Kolben von einem Kurbeltrieb, einer Kurbelwelle, einer Nockenwelle oder einer Exzenterwelle bewegt und der Kurbeltrieb, die Kurbelwelle, die Nockenwelle oder die Exzenterwelle ist von dem Verbrennungsmotor angetrieben.

Insbesondere ist der Hochdruckspeicher ein Blasenspeicher, ein Kolbenspeicher oder ein Federspeicher. In dem Blasenspeicher ist ein Gas innerhalb einer elastischen Blase angeordnet, das beim Einleiten von Hydraulikflüssigkeit in den Blasenspeiche komprimiert wird und umgekehrt. Die Blase aus Gummi oder Kunststoff ist von Hydraulikflüssigkeit umgeben innerhalb eines Speichergehäuses. Die Hydraulikflüssigkeit dient zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Hochdruckspeichers und die Energiespeicherung findet in dem Hochdruckspeicher statt. In einer weiteren Variante umfasst das Verbrennungsmotorsystem und/oder das hydraulische Hybridstem den Verbrennungsmotor und/oder einen mechanischen Antriebsstrang zur mechanischen Kraftübertragung von dem Verbrennungsmotor und/oder einen hydraulischen Antriebsstrang mit hydraulischen Hochdruckmotor zur hydraulischen Kraftübertragung zu dem wenigstens einen Antriebsrad des Kraftfahrzeuges.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorforderpumpe eine Vorforderpumpe mit Elektromotor, so dass die Vorforderpumpe von dem Elektromotor angetrieben ist und insbesondere ist die Förderleistung der Vorforderpumpe steuerbar und/oder regelbar.

In einer weiteren Variante stützt sich der Kolben der hydraulischen Maschine mittelbar mit einer Laufrolle oder einem Tassenstößel an der Antriebswelle, z. B. einer Nockenwelle oder Exzenterwelle, der hydraulischen Maschine ab.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines hydraulischen

Hybridsystem und eines Verbrennungsmotorsystems,

Fig. 2 einen Querschnitt einer Hochdruckpumpe,

Fig. 3 einen Schnitt A-A der Hochdruckpumpe gemäß Fig. 2 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle,

Fig. 4 ein Diagramm des Druckverlaufes in einem Arbeitsraum einer

hydraulischen Maschine als Hochdruckpumpe bei dem an der Abszisse die Drehwinkelposition φ der Antriebswelle und an der Ordinate der Druck p in dem Arbeitsraum aufgetragen ist, Fig. 5 ein Diagramm des Druckverlaufes in dem Arbeitsraum der hydraulischen Maschine als Hochdruckmotor bei dem an der Abszisse die

Drehwinkelposition φ der Antriebswelle und an der Ordinate der Druck p in dem Arbeitsraum aufgetragen ist und

Fig. 6 ein weiteres Diagramm des Druckverlaufes in dem Arbeitsraum der hydraulischen Maschine als Hochdruckmotor bei dem an der Abszisse die Drehwinkelposition φ der Antriebswelle und an der Ordinate der Druck p in dem Arbeitsraum aufgetragen ist.

Ausführungsformen der Erfindung

Ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor 18 als Dieselmotor zum Antrieb des Kraftfahrzeuges auf. Der Verbrennungsmotor 18 weist vier nicht dargestellte Verbrennungsmotorkolben mit entsprechenden Verbrennungsmotorzylindern auf. In die Arbeitsräume an den

Verbrennungsmotorzylindern wird durch jeweils einen von vier Injektoren 17 Diesel als Kraftstoff von einem Hochdruck-Rail 16 eingespritzt. In einem

Kraftstofftank 10 ist Diesel als Kraftstoff aufbewahrt und mit einer

Vorförderpumpe 1 1 wird der Kraftstoff durch eine Kraftstoffzulaufleitung 13 und einer Injektorhochdruckpumpe 15 zugeführt. Von der Injektorhochdruckpumpe 15 wird der Kraftstoff, welcher von der Vorförderpumpe 1 1 unter einem Druck zwischen 3 bar und 5 bar der Injektorhochdruckpumpe 15 zugeführt wird, in dem Druck stark erhöht auf einen Druckbereich zwischen 3000 bar und 4000 bar. Der Kraftstoff unter Hochdruck wird von der Injektorhochdruckpumpe 15 durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 33 dem Hochdruck-Rail 16 zugeführt. Mit einem Drucksensor 32 wird der Druck in dem Hochdruck-Rail 16 erfasst und mittels nicht dargestellter Datenleitung einer Steuereinheit 30 eines

Verbrennungsmotorsystems 2 zugeführt. Mittels einer Steuerung des von der Injektorhochdruckpumpe 15 geförderten Volumenstromes an Kraftstoff durch die Hochdruckkraftstoffleitung 33 kann in dem Hochdruck-Rail 16 ein im

Wesentlichen konstanter Druck zwischen 3000 bar und 4000 bar vorgehalten werden. Die von dem Verbrennungsmotor 18 abgegebene mechanische Energie wird mittels eines Antriebsstranges 20 Antriebsrädern 25 zugeführt. Mittels einer Antriebsstrangwelle 39 kann die mechanische Energie von dem Verbrennungsmotor 18 direkt (nicht dargestellt) einem Getriebe 21 sowie von dem Getriebe 21 einem Differentialgetriebe 23 zugeführt werden. Das

Differentialgetriebe 23 treibt zwei Radantriebswellen 24 mit jeweils einem Antriebsrad 25 an. In Fig. 1 und 2 ist die Antriebswelle 12 dargestellt und mittels der Antriebswelle 12 mit Nocken 29 wird die Injektorhochdruckpumpe 15 von dem Verbrennungsmotor 18 mechanisch angetrieben. Mittels einer Kupplung 22 kann die mechanische Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor 18 und der Injektorhochdruckpumpe 15 gelöst werden, wobei vorzugsweise die mechanische Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor 18 und dem Antriebsstrang 20 mit der Antriebsstrangwelle 39 erhalten bleibt (nicht dargestellt).

Das nicht dargestellte Kraftfahrzeug weist auch ein hydraulisches Hybridsystem 1 als Bestandteil eines Verbrennungsmotorsystems 2 auf. Von einer

hydraulischen Pumpe 5 als Hochdruckpumpe 6 kann Kraftstoff von der

Kraftstoffzulaufleitung 13 als Kraftstoffleitung 40 angesaugt und durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 34 einem Druckspeicher 7 als Hochdruckspeicher 8 unter einem Druck von 3000 bar bis 4000 bar zugeführt werden. Die hydraulische Pumpe 5 ist somit dahingehend ausgebildet, so dass diese als Hochdruckpumpe 6 eingesetzt werden kann, d. h. den Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Hybridsystems 1 auf einen Druck von mehr als 3000 bar bis 4000 bar erhöht. Ferner weist das hydraulische Hybridsystem 1 einen hydraulischen Motor 3 als Hochdruckmotor 4 auf. Mit der Hochdruckpumpe 6 kann

mechanische Energie des Verbrennungsmotors 18 oder in einem

Rekuperationsbetrieb kinetische Energie des Kraftfahrzeuges in hydraulische

Energie umgewandelt werden, indem die Hydraulikflüssigkeit, d. h. der Kraftstoff als Dieselkraftstoff in den Hochdruckspeicher 8 gefördert wird. Durch Leiten von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 8 in den hydraulischen Motor 3 als Hochdruckmotor 4 kann hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt werden. Der Kraftstoff als Diesel wird somit durch die

Hochdruckkraftstoffleitung 34 von dem Hochdruckspeicher 8 dem

Hochdruckmotor 4 zugeführt und in dem Hochdruckmotor 4 wird der Druck des Diesels stark reduziert, z. B. von 4000 bar auf einen Druck zwischen 1 bar und 2 bar. Durch diese Druckreduzierung kann hydraulische Energie freigesetzt und diese wird von dem Hochdruckmotor 4 in mechanische Energie umgewandelt und dadurch die Antriebsstrangwelle 39 angetrieben und damit auch die Antriebsräder 25 zum Antrieb des Kraftfahrzeuges. Nach dem Durchleiten des Diesels durch die Hochdruckkraftstoffleitung 34 und den Hochdruckmotor 4 wird der Diesel durch eine Kraftstoffrücklaufleitung 14 als Kraftstoffleitung 40 mit einem sehr geringen Druck zwischen 1 bar und 2 bar wieder dem Kraftstofftank 10 zugeführt, so dass der Kraftstofftank 10 auch als Niederdruckspeicher 9 des hydraulischen Hybridsystems 1 dient. Die Hochdruckpumpe 6 und der

Hochdruckmotor 4 sind von der gleichen bzw. identischen hydraulischen Maschine 4, 6 gebildet und weisen wenigstens ein Arbeitsorgan 26, d. h. einen Arbeitskolben 27, auf. Der Arbeitskolben 27 wird dabei sowohl in der

Hochdruckpumpe 6 zur Erhöhung des Druckes, d. h. zum Fördern des

Kraftstoffes durch die Hochdruckkraftstoffleitung 34 in den Hochdruckspeicher 8 eingesetzt als auch zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie indem der Diesel durch die Hochdruckkraftstoffleitung 34 durch einen Arbeitsraum 28 an dem Arbeitskolben 27 wieder in die Kraftstoffrücklaufleitung 14 eingeleitet wird.

In der Hochdruckkraftstoffleitung 33 ist ein Ventil 36 eingebaut, in der

Hochdruckkraftstoffleitung 34 ein Ventil 38 und mit einer

Hochdruckkraftstoffverbindungsleitung 35 ist die Hochdruckkraftstoffleitung 33 mit der Hochdruckkraftstoffleitung 34 verbunden. In der

Hochdruckkraftstoffverbindungsleitung 35 ist ein zusätzliches Ventil 37 eingebaut. Die Ventile 36, 37, 38 sind mittels nicht dargestellter Datenleitungen mit der Steuereinheit 30 verbunden. Ferner ist auch die Vorförderpumpe 1 1 mittels entsprechender Datenleitungen mit der Steuereinheit 30 verbunden. Durch entsprechendes Öffnen und Schließen der Ventile 36, 37, 38 und Steuerung der von der Injektorhochdruckpumpe 15 dem Hochdruck-Rail 16 zugeführten Volumenstromes an Kraftstoff und des durch die

Hochdruckkraftstoffleitung 34 geleiteten Volumenstromes an Kraftstoff in jeweils beiden Richtungen kann somit gesteuert und/oder geregelt werden, welcher Volumenstrom an Kraftstoff dem Hochdruck-Rail 16 und/oder dem

Hochdruckspeicher 8 zugeführt und/oder zuführbar ist und/oder von dem Hochdruckspeicher 8 in den Kraftstofftank 10 eingeleitet wird und/oder von dem Hochdruckspeicher 8 in das Hochdruck-Rail 16 eingeleitet wird und/oder umgekehrt. Die Hochdruckpumpe 6, der Hochdruckmotor 4 als auch die

Injektorhochdruckpumpe 15 sind von einer identischen hydraulischen Maschine gebildet, so dass die Arbeitskolben 27 an den Arbeitsräumen 28 sowohl zum Fördern von Kraftstoff zu dem Hochdruck-Rail 16 als auch in den

Hochdruckspeicher 8 eingesetzt sind als auch zum Leiten von Kraftstoff von dem

Hochdruckspeicher 8 durch den Hochdruckmotor 4 zu dem Kraftstofftank 10 als Niederdruckspeicher 9 zum Umwandeln von hydraulischer Energie in

mechanische Energie. Von der Steuereinheit 30 können somit unterschiedliche Betriebszustände des hydraulischen Hybridsystemes 1 und/oder des Verbrennungsmotorsystemes 2 gesteuert werden. Beispielsweise kann in einem Betriebsmodus zur

ausschließlichen Speicherung von hydraulischer Energie von der

Hochdruckpumpe 6, die mittels kinetischer Energie des Kraftfahrzeuges angetrieben ist, der Kraftstoff durch die Hochdruckkraftstoffleitung 34 in den

Hochdruckspeicher 8 gefördert werden, so dass das Ventil 38 geöffnet und die Ventile 36 und 37 geschlossen sind. In einem weiteren Betriebszustand, bei welchem der Ist-Druck in dem Hochdruck-Rail 16 kleiner ist als der Soll-Druck, ist das Ventil 38 und 37 geöffnet und von der Hochdruckpumpe 6 wird Kraftstoff in den Hochdruckspeicher 8 gefördert und überschüssiger Kraftstoff unter

Hochdruck wird durch die Hochdruckkraftstoffverbindungsleitung 35 dem

Hochdruck-Rail 16 zugeführt. In einem weiteren Betriebszustand, in welchem der Ist-Druck in dem Hochdruck-Rail 16 größer ist als der Druck in dem

Hochdruckspeicher 8 wird von der Hochdruckpumpe 6 mit mehreren

Pumpeneinheiten, die jeweils einen Arbeitskolben 27 mit jeweils einem

Arbeitsraum 28 umfassen, von einem Teil der Pumpeneinheiten Kraftstoff dem Hochdruckspeicher 8 zugeführt und von einem anderen Teil der

Pumpeneinheiten Kraftstoff dem Hochdruck-Rail 16 zugeführt. Dadurch kann von der Hochdruckpumpe 6 der Kraftstoff in seinem Druckniveau auf unterschiedliche Druckniveaus erhöht werden. Bei einem ausschließlichen Betrieb des

Kraftfahrzeuges mit hydraulischer Energie ist der Verbrennungsmotor 18 abgeschaltet und das Ventil 38 geöffnet, so dass der Kraftstoff unter Hochdruck von 4000 bar aus dem Hochdruckspeicher 8 durch den Hochdruckmotor 4 strömt zu dem Kraftstofftank 10 und dadurch von dem Hochdruckmotor 4 das

Kraftfahrzeug mittels der Antriebsräder 25 angetrieben wird. In einem weiteren

Betriebszustand, bei welchem der Ist-Druck und der Soll-Druck in dem Hochdruck-Rail 16 kleiner ist als in dem Hochdruckspeicher 8, wird Kraftstoff von dem Hochdruckspeicher 8 mittels des geöffneten Ventiles 37 dem Hochdruck- Rail 16 zugeführt und gleichzeitig durch das geöffnete Ventil 38 Kraftstoff dem Hochdruckmotor 4 zugeführt, so dass dadurch das Kraftfahrzeug auch mit hydraulischer Energie aus dem Hochdruckspeicher 8 angetrieben ist. In einem weiteren Betriebszustand, bei welchem der Ist-Druck in dem Hochdruck-Rail 16 größer ist als in dem Hochdruckspeicher 8 wird von einem Teil der

Pumpeinheiten der Hochdruckpumpe 6 Kraftstoff durch die

Hochdruckkraftstoffleitung 33 bei einem geöffneten Ventil 36 dem Hochdruck- Rail 16 zugeführt und ein anderer Teil der Pumpeinheiten der hydraulischen

Maschine 3, 5 arbeitet als Hochdruckmotor 4 in dem der Kraftstoff von dem Hochdruckspeicher 8 durch den Hochdruckmotor 4 dem Kraftstofftank 10 zugeleitet wird. In Fig. 2 und 3 ist ein Querschnitt der Hochdruckpumpe 6, des Hochdruckmotor 4 und der Injektorhochdruckpumpe 15 für ein Hochdruckeinspritzsystem 19 dargestellt. Die Hochdruckpumpe 6 weist eine Antriebswelle 12 mit zwei Nocken 29 auf, die um eine Rotationsachse 41 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Rotationsachse 41 liegt in der Zeichenebene von Fig. 2 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 3. Der Arbeitskolben 27 als ein Arbeitsorgan 26 ist in einem Zylinder 49 als Kolbenführung 44 gelagert, der von einem Gehäuse 43 gebildet ist. Ein Arbeitsraum 28 wird von dem Zylinder 49, dem Gehäuse 43 und dem Arbeitskolben 27 begrenzt. In den Arbeitsraum 28 mündet ein Kanal als Kraftstoff leitung 40 als Kraftstoffzulaufleitung 13 und Kraftstoffrücklaufleitung 14 mit einem Niederdruckventil 53 und ein Kanal als Hochdruckkraftstoffleitung 33,

34 mit einem Hochdruckventil 50. Durch den Kanal bzw. die Kraftstoffleitung 13, 14 40 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 28 ein bei einem Betrieb als Hochdruckpumpe 6 und Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 28 heraus bei einem Betrieb als Hochdruckmotor 4 und durch den Kanal bzw. die

Hochdruckkraftstoffleitung 33, 34 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den

Arbeitsraum 28 wieder aus bei einem Betrieb als Hochdruckpumpe 6 und umgekehrt bei einem Betrieb als Hochdruckmotor 4. Das Volumen des

Arbeitsraumes 28 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des

Arbeitskolbens 27 verändert. Der Arbeitskolben 27 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 12 ab. Am Ende des Arbeitskolbens 27 ist ein Rollenschuh 45 mit einer Laufrolle 46 befestigt. Die Laufrolle 46 kann dabei eine Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 57 in der Zeichenebene gemäß Fig. 2 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 3 steht. Die Laufrolle 46 ist mit einer Gleitlagerung 56 (Fig. 3) an dem Rollenschuh 45 gelagert. Die Antriebswelle 12 mit dem wenigstens einen Nocken 28 weist eine Wellen-Rollfläche 42 und die Laufrolle 46 eine Rollen-Rollfläche 48 auf.

Die Rollen-Lauffläche 48 der Laufrolle 46 rollt sich auf der Wellen-Rollfläche 42 der Antriebswelle 12 mit den beiden Nocken 29 ab, so dass zwischen der Laufrolle 46 und der Antriebswelle 12 eine Kontaktfläche 47 vorhanden ist. Der Rollenschuh 45 ist in einer von dem Gehäuse 43 gebildeten

Rollenschuhlagerung als Gleitlagerung gelagert. Eine Feder 58 bzw. Spiralfeder 58 als elastisches Element 59, die zwischen dem Gehäuse 43 und dem

Rollenschuh 45 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 45 eine Druckkraft auf, so dass die Rollen-Rollfläche 48 der Laufrolle 46 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 42 der Antriebswelle 12 steht. Der Rollenschuh 45 und der

Arbeitskolben 27 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus. Die hydraulische Maschine als Hochdruckmotor 4, als Hochdruckpumpe 6 und als Injektorhochdruckpumpe 15 weist mehrere Arbeitsorgane 26 als

Arbeitskolben 27 auf, welche an der Antriebswelle 12 mittelbar gelagert sind und in Fig. 2 ist nur ein Arbeitskolben 27 dargestellt.

Das Hochdruckventil 50 umfasst einen HD-Aktuator 51 als einen

Elektromagneten 52 und einen beweglichen Ventilkolben 55. In analoger Weise umfasst das Niederdruckventil 53 einen ND-Aktuator 54 als einen

Elektromagneten 52 und einen beweglichen Ventilkolben 55. Anstelle eines elektrischen Aktuators 51 , 54 kann beispielsweise auch ein hydraulisch betätigter Aktuator 51 , 54 (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Die Steuereinheit 30 kann mittels einer Bestromung der Elektromagneten 52 aktiv das Öffnen und

Schließen des Hochdruckventiles 50 und des Niederdruckventiles 53 steuern. Ein Drehwinkelsensor 60 erfasst die Drehwinkelposition φ der Antriebswelle 9 und in Abhängigkeit von der Drehwinkelposition φ und dem Betriebsmodus als Hochdruckpumpe 6 oder als Hochdruckmotor 4 sowie dem durch die

hydraulische Maschine gewünschten zu leitenden Volumenstrom an

Hydraulikflüssigkeit, d. h. Kraftstoff, bei identischer Drehzahl der Antriebswelle 12 erfolgt das Öffnen und Schließen des Hochdruckventiles 50 und des

Niederdruckventiles 53. Dadurch kann der oszillierende Arbeitskolben 27 in dem Betriebsmodus des Hochdruckmotors 4 eingesetzt werden, um hydraulische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, indem die auf den Arbeitskolben 27 auch wirkende Druckkraft der Hydraulikflüssigkeit auf die Antriebswelle 12 übertragen wird und umgekehrt im Betriebsmodus der Hochdruckpumpe 6 mechanische Energie von der Antriebswelle 12 auf den Arbeitskolben 27 übertragen wird, so dass dieser entgegen der von der Hydraulikflüssigkeit auf den Arbeitskolben 27 wirkenden Druckkraft von einem unteren Totpunkt UT zu einem oberen Totpunkt OT bewegt wird und dadurch der Druck der

Hydraulikflüssigkeit in dem Hochdruckspeicher 8 erhöht wird, da

Hydraulikflüssigkeit in den Hochdruckspeicher 8 von dem Arbeitskolben 7 hinein gefördert wird.

In Fig. 4 ist ein Diagramm des Druck p der Hydraulikflüssigkeit in dem

Arbeitsraum 28 im Betriebszustand der hydraulischen Maschine als

Hochdruckpumpe 6 an der Ordinate aufgetragen und an der Abszisse ist die

Drehwinkelposition φ der Antriebswelle 12 aufgetragen. Während der gesamten Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom oberen Totpunkt OT zum unteren Totpunkt UT ist das Hochdruckventil 50 ständig geschlossen. Das

Niederdruckventil 53 ist am oberen Totpunkt und während einer

Anfangsphase AP der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem oberen

Totpunkt zu dem unteren Totpunkt geschlossen. Damit sind während der Anfangsphase AP der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt sowohl das Hochdruckventil 50 als auch das Niederdruckventil 53 geschlossen. Dadurch sinkt der Druck p aufgrund der Verringerung des Volumens des Arbeitsraumes 28 während der Bewegung des

Arbeitskolbens 27 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt während der Anfangsphase AP der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem oberen Totpunkt OT zu dem unteren Totpunkt UT schnell ab. Nach dem Ende dieser Anfangsphase AP wird an der Drehwinkelposition ONV das Niederdruckventil 53 geöffnet, so dass dadurch aufgrund des niederen Druckes in dem

Arbeitsraum 28 die Hydraulikflüssigkeit als Kraftstoff in den Arbeitsraum 28 einströmen kann bzw. von der Vorförderpumpe 1 1 eingefördert wird. Aufgrund des Schließens bzw. des geschlossen Haltens des Niederdruckventils 53 während der Anfangsphase AP wird am Ende der Anfangsphase AP, d. h. bei der Drehwinkelposition ONV nur sehr wenig Kraft zum Öffnen des

Niederdruckventiles 53 benötigt, weil eine geringe Druckdifferenz zwischen dem Druck an der Kraftstoffleitung 13, 40 und dem Druck innerhalb des

Arbeitsraumes 28 auftritt, weil der Druck während der Anfangsphase AP stark innerhalb des Arbeitsraumes 28 abfällt. Während der weiteren Bewegung des Arbeitskolbens 27 von der Drehwinkelposition ONV zum unteren Totpunkt UT erfolgt das Befüllen des Arbeitsraumes 28 mit Hydraulikflüssigkeit. Am unteren

Totpunkt UT erfolgt außerdem das Schließen des Niederdruckventils 53, so dass die Drehwinkelposition des unteren Totpunktes UT identisch ist mit der

Drehwinkelposition SNV des Schließens des Niederdruckventiles 53. Während der weiteren Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem unteren Totpunkt UT zu dem oberen Totpunkt OT erfolgt das Öffnen des Hochdruckventiles 50 erst nach dem Ende der Anfangsphase AP an der Drehwinkelposition OHV des Öffnens des Hochdruckventiles 50. Während der Anfangsphase AP der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem unteren Totpunkt UT zu dem oberen Totpunkt OT sind sowohl das Hochdruckventil 50 als auch das Niederdruckventil 53 gleichzeitig geschlossen, so dass dadurch während der Anfangsphase AP der

Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem unteren Totpunkt UT zu dem oberen Totpunkt OT ein schneller Druckanstieg innerhalb des Arbeitsraumes 28 ausgeführt wird. Aufgrund dieses schnellen Druckanstieges während der Anfangsphase AP wird an der Drehwinkelposition OHV des Öffnens des

Hochdruckventiles 50 eine geringe Kraft zum Öffnen des Ventilkolbens 55 benötigt, da zwischen dem Arbeitsraum 28 und der Hochdruckkraftstoffleitung 33, 34 eine geringe Druckdifferenz vorliegt. Um mit der Hochdruckpumpe 6 auch einen geringeren Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit bei einer gleichen Drehzahl der Antriebswelle 12 ausführen zu können, erfolgt das Schließen des Hochdruckventiles 50 nicht am oberen Totpunkt gemäß der Darstellung in Fig. 4, bei welcher die Drehwinkelposition SHV des Schließens des

Hochdruckventiles 50 dem oberen Totpunkt OT entspricht, sondern das

Schließen des Hochdruckventiles 50 erfolgt bereits vor dem oberen Totpunkt während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt und gleichzeitig wird das Niederdruckventil 53 geöffnet, so dass ein Teil der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Arbeitsraumes 28 während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt während einer nicht in Fig. 4 dargestellten Endphase nicht in die

Hochdruckkraftstoffleitung 33, 34 gefördert wird, sondern in die

Kraftstoffleitung 40. In Fig. 5 ist der Druck p der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Arbeitsraumes 28 für den Betriebsmodus des Hochdruckmotors 4 in Abhängigkeit von dem

Drehwinkel φ dargestellt. Am oberen Totpunkt OT des Arbeitskolbens 27 erfolgt das Öffnen des Hochdruckventiles 50, so dass der obere Totpunkt OT der Drehwinkelposition OHV des Öffnens des Hochdruckventiles 50 entspricht.

Während des geöffneten Hochdruckventiles 50 strömt Kraftstoff aus dem

Hochdruckspeicher 8 durch die Hochdruckkraftstoffleitung 34 in den Arbeitsraum 28 ein, so dass dadurch aufgrund des großen auf den Arbeitskolben 27 wirkenden Druckes der Hydraulikflüssigkeit dieser vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt wird und diese auf den Arbeitskolben 27 von der

Hydraulikflüssigkeit übertragenen Druckkraft auf die Antriebswelle 12 übertragen wird zum Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie. Kurz vor dem unteren Totpunkt UT während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom oberen Totpunkt OT zum unteren Totpunkt UT erfolgt mit Beginn einer Endphase EP an der Drehwinkelposition SHV das Schließend es

Hochdruckventiles 50 und während dieser Endphase EP ist gleichzeitig das Niederdruckventil 53 geschlossen. Aufgrund der beiden geschlossenen

Hochdruck- und Niederdruckventile 50, 53 sinkt somit während dieser Endphase der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom oberen Totpunkt OT zum unteren Totpunkt UT der Druck innerhalb des Arbeitsraumes 28 stark ab, so dass dadurch am Ende der Endphase EP und am unteren Totpunkt UT eine geringe Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum 28 und dem Druck der

Hydraulikflüssigkeit in der Kraftstoff leitung 40 vorhanden ist. Dadurch ist zum Öffnen des Niederdruckventiles 53 am unteren Totpunkt UT nur eine geringe auf den Ventilkolben 55 aufzubringende Kraft erforderlich, um das Niederdruckventil

53 am unteren Totpunkt zu öffnen. Während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt ist zunächst das

Niederdruckventil 53 geöffnet, so dass dadurch die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 28 in die Kraftstoffleitung 40 hinein gefördert wird. Während der gesamten Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom unteren Totpunkt zum oberen

Totpunkt ist das Hochdruckventil 50 geschlossen. Kurz vor dem oberen Totpunkt folgt mit Beginn einer Endphase EP an der Drehwinkelposition SNV das

Schließend des Niederdruckventiles 53, so dass während der Endphase EP während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem unteren Totpunkt UT zu dem oberen Totpunkt OT sowohl das Hochdruckventil 50 als auch das

Niederdruckventil 53 geschlossen sind, und dadurch während der Endphase EP ein starker Druckanstieg aufgrund der Verringerung des Volumens des

Arbeitsraumes 28 eintritt. Aufgrund dieses Druckanstieges während der

Endphase EP bei der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt tritt am oberen Totpunkt eine geringe

Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum 28 und dem Druck der

Hydraulikflüssigkeit in der Hochdruckkraftstoffleitung 33, 34 auf. Dadurch wird zum Bewegen, d. h. dem Öffnen des Hochdruckventiles 50 am oberen Totpunkt, da die Drehwinkelposition OHV zum Öffnen des Hochdruckventiles 50 dem oberen Totpunkt entspricht, zum Bewegen des Ventilkolbens 55 des

Hochdruckventiles 50 eine geringe Kraft benötigt.

In Fig. 6 ist ein weiterer Verlauf des Druckes der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Arbeitsraumes 28 für den Hochdruckmotor 4 dargestellt. In Abweichung von dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei in Fig. 5 bei einer entsprechenden konstanten Drehzahl der Antriebswelle 12 ein maximaler

Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit durch den Hochdruckmotor 4 geleitet wird, wird in Fig. 6 ein geringerer als der maximal mögliche Volumenstrom an

Hydraulikflüssigkeit durch den Hochdruckmotor 4 bei gleicher konstanter Drehzahl der Antriebswelle 12 geleitet zur Umwandlung von hydraulischer in mechanische Energie. Nun erfolgt das Öffnen des Niederdruckventiles 50 nicht am unteren Totpunkt, sondern während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt vor dem unteren Totpunkt an der Drehwinkelposition ONV des Öffnens des Niederdruckventiles 53. Vor der Drehwinkelposition ONV des Öffnens des Niederdruckventiles 53 erfolgt an der Drehwinkelposition SHV des Schließens des Hochdruckventiles 50 das

Schließen des Hochdruckventiles 50. Zwischen der Drehwinkelposition SHV und ONV tritt die Endphase EP auf. Während der Endphase EP ist somit sowohl das Hochdruckventil 50 als auch das Niederdruckventil 53 während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt geschlossen, so dass währen dieser Endphase EP eine sehr schnelle

Druckreduzierung innerhalb des Arbeitsraumes 28 erfolgt, so dass am Ende der Endphase EP eine geringe Druckdifferenz zwischen dem Druck der

Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Arbeitsraumes 28 und dem Druck der

Hydraulikflüssigkeit in der Kraftstoffleitung 40 auftritt. Dadurch wird am Ende der Endphase EP an der Drehwinkelposition ONV eine geringe Kraft zum Öffnen des

Ventilkolbens 55 des Niederdruckventiles 53 benötigt. Während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 von der Drehwinkelposition ONV zum unteren Totpunkt wird somit im Wesentlichen keine hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt, weil innerhalb des Arbeitsraumes 28 ein nur sehr geringer Druck vorhanden ist. Außerdem erfolgt das Einleiten von Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 28 während der Bewegung des Arbeitskolbens 27 vom oberen

Totpunkt zum unteren Totpunkt nur von der Drehwinkelposition OHV bzw. dem oberen Totpunkt zur Drehwinkelposition SHV des Schließens des

Hochdruckventiles 50, so dass dadurch während eines Hubes des

Arbeitskolbens 27 ein geringeres Volumen an Hydraulikflüssigkeit in den

Arbeitsraum 28 eingeleitet wird als gemäß der Darstellung in Fig. 5.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen hydraulischen

Hybridsystem 1 und dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotorsystemes 2 wesentliche Vorteile verbunden. Als Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Hybridsystemes 1 wird der Kraftstoff des Verbrennungsmotors 18, nämlich

Diesel, eingesetzt. Darüber hinaus wird der Kraftstoff in dem

Hochdruckspeicher 8 unter einem großen Druck im Bereich zwischen 3000 bar bis 4000 bar vorgehalten, so dass dadurch von dem Hochdruckspeicher 8 eine große Energiemenge pro Bauvolumen und pro Masseneinheit gespeichert werden kann. Ein zusätzlicher Niederdruckspeicher 9 ist nicht erforderlich, da dieser von dem ohnehin vorhandenen Kraftstofftank 10 gebildet ist. Die

Hochdruckpumpe 6, der Hochdruckmotor 4 als auch die Injektorhochdruckpumpe 15 bilden eine Baueinheit, so dass keine zusätzlichen Baueinheiten getrennt jeweils für den Hochdruckmotor 4, die Hochdruckpumpe 6 und die

Injektorhochdruckpumpe 15 erforderlich sind. Die Steuerung des Öffnens und

Schließens des Hochdruckventils 50 und des Niederdruckventils 53 der hydraulischen Maschine erfolgt mit einer Steuereinheit 30 aktiv mit HD- und ND- Aktuatoren 51 , 54 in Abhängigkeit von der Drehwinkelposition φ, dem

Betriebszustand als Pumpe 5 oder Motor 4 und dem durch die hydraulische Maschine gewünschten und geleiteten Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit bzw. Kraftstoff bei einer bestimmten Drehzahl der Antriebswelle 12, so dass die hydraulische Maschine als hydraulische Pumpe 5 und als hydraulischer Motor 4 arbeiten kann mit unterschiedlichen Volumenströmen bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 12 an Hydraulikflüssigkeit. Der HD-Aktuator 51 und der ND- Aktuator 54 benötigt nur wenig Kraft zum Bewegen der Ventilkolben 55 aufgrund der vorteilhaften Steuerung des Hochdruck-und Niederdruckventils 50, 53, weil beim Öffnen bzw. Schließen nur eine geringe Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum 28 und der Kraftstoffleitung 40 bzw. der Hochdruckkraftstoffleitung 33, 34 vorhanden ist.