DE102005056029A1 - Hydraulic system for vehicle, has valve for controlling component, and actuating unit for controlling control pressure acting on valve by supply pressure of pilot control circuit and connected upstream of pressure reducing mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit wenigstens einem Hydraulikventil zum Ansteuern einer Komponente, wobei ein auf das Hydraulikventil wirkender Steuerdruck über einen Versorgungsdruck eines Vorsteuerkreises mit zumindest einem Stellglied ansteuerbar ist.The The present invention relates to a hydraulic system with at least a hydraulic valve for driving a component, wherein a acting on the hydraulic valve control pressure via a supply pressure a pilot control circuit with at least one actuator controllable is.
Aus der Fahrzeugtechnik ist ein derartiges Hydrauliksystem beispielsweise zum Ansteuern von Getriebekomponenten hinreichend bekannt. Das üblicherweise mit einem Vorsteuerkreis gekoppelte Hydrauliksystem weist in der Regel als Stellglied ein oder mehrere Proportional- und/oder Schaltventile auf, welche zum Einstellen eines Steuerdruckes an dem Hydraulikzylinder eine Leckage erzeugen, welche in einen angeschlossenen Tank abgeführt wird. Die von den Stellgliedern jeweils erzeugte Leckage ist dabei abhängig von einer in dem Vorsteuerkreis verwendeten Vorsteuerblende und von dem Bestromungszustand der in der Regel als Elektromagnetventile ausgebildeten Stellgliedern.Out Vehicle technology is such a hydraulic system, for example well known for driving gear components. That usually coupled with a pilot circuit hydraulic system points in the Usually one or more proportional and / or switching valves as an actuator, which for adjusting a control pressure on the hydraulic cylinder create a leakage, which is discharged into a connected tank. The each of the actuators generated leakage is dependent on a pilot control diaphragm used in the pilot circuit and of the Bestromungszustand of usually as solenoid valves trained actuators.
Es hat sich gezeigt, dass die jeweils erzeugte Leckage insbesondere bei der Verwendung von mehreren Elektromagnetventilen zu einer nicht unerheblichen Menge ansteigt. Somit ist unter anderem eine entsprechend größere Auslegung der Pumpe zum Rückführen des Leckagestromes erforderlich.It has been shown that the particular leakage generated in particular when using multiple solenoid valves to one not insignificant amount increases. Thus, inter alia, a corresponding larger design the pump for returning the Leakage current required.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hydrauliksystem der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, bei dem die Leckage verringert wird, ohne dabei die Dynamik des Hydrauliksystems zu verschlechtern.Therefore The present invention is based on the object, a hydraulic system to propose the type mentioned, in which the leakage is reduced without compromising the dynamics of the hydraulic system deteriorate.
Diese Aufgabe wird durch ein Hydrauliksystem mit wenigstens einem Hydraulikventil zum Ansteuern einer Komponente, wie z. B. einer Getriebekomponente oder dergleichen, gelöst, wobei ein auf das Hydraulikventil wirkender Steuerdruck über einen Versorgungsdruck eines Vorsteuerkreises mit zumindest einem Stellglied ansteuerbar ist. Erfindungsgemäß kann dem Stellglied zumindest eine Druckreduziereinrichtung vorgeschaltet sein.These Task is by a hydraulic system with at least one hydraulic valve for driving a component, such. B. a transmission component or the like, solved, wherein a control pressure acting on the hydraulic valve via a Supply pressure of a pilot circuit with at least one actuator is controllable. According to the invention can Actuator upstream of at least one pressure reducing device be.
Demnach wird durch die Vorschaltung einer Druckreduziereinrichtung die maximal mögliche Leckagemenge, welche von dem Stellglied erzeugt wird, insgesamt erheblich reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass beispielsweise bei vollständig geöffnetem Elektromagnetventil der Vorsteuerdruck hinter der Vorsteuerblende deutlich reduziert wird. Beispielsweise bei einem Versorgungsdruck von 5 bar und einer Vorsteuerblende von 0,8 mm wird bei dem bekannten Hydrauliksystem eine maximale Leckage von ca. 0,75 l/min pro Stellglied erzeugt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Druckreduziereinrichtung, welche vor dem Stellglied vorgesehen ist, kann den Differenzdruck verringern. Somit kann unter den oben genannten Bedingungen die maximale Leckage auf ca. 0,34 l/min pro Stellglied bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem reduziert werden.Therefore By the upstream of a pressure reducing the maximum possible Leakage amount, which is generated by the actuator, in total considerably reduced. This is achieved by, for example when fully open Solenoid valve the pilot pressure behind the pilot valve is significantly reduced. For example, at a supply pressure of 5 bar and a pilot aperture of 0.8 mm is in the known Hydraulic system a maximum leakage of about 0.75 l / min per actuator generated. The inventively provided Pressure reducing device, which is provided in front of the actuator can reduce the differential pressure. Thus, among the above Conditions the maximum leakage to about 0.34 l / min per actuator in the hydraulic system according to the invention be reduced.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckreduziereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Differenzdruck zwischen dem Versorgungsdruck des Vorsteuerkreises und dem Steuerdruck reduzierbar ist. Da der maximale Leckagestrom bei vollständig geöffnetem Stellglied, also bei minimalem Steuerdruck, auftritt, ist die erfindungsgemäße Reduzierung des resultierenden Differenzdruckes zwischen dem Versorgungsdruck und dem Steuerdruck besonders effektiv.in the Within the scope of an advantageous development of the present invention it can be provided that the pressure reducing device designed in such a way is that a differential pressure between the supply pressure of the pilot circuit and the control pressure is reducible. Because the maximum leakage current at complete open Actuator, so at minimum control pressure occurs, is the reduction of the invention the resulting differential pressure between the supply pressure and the control pressure particularly effective.
Wenn gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Stellglied ein elektromagnetisch betätigtes Proportionalventil vorgesehen ist, kann mit besonderem Vorteil als Druckreduziereinrichtung ein Druckbegrenzungsventil verwendet werden, welches dem Proportionalventil vorgeschaltet wird. Somit ist das Druckbegrenzungsventil zwischen einer Vorsteuerblende des Vorsteuerkreises und dem Proportionalventil geschaltet. Auf diese Weise kann der vor der Vorsteuerblende konstante Versorgungsdruck durch die Funktionsweise des Druckbegrenzungsventils nach der Vorsteuerblende derart reduziert werden, dass der maximale Leckagestrom bei vollständig geöffnetem Proportionalventil erheblich reduziert wird, da durch das Druckbegrenzungsventil der resultierende Differenzdruck in diesem Betriebspunkt vermindert wird.If according to a potential embodiment the present invention as an actuator an electromagnetic actuated Proportional valve is provided, with particular advantage as a pressure reducing device a pressure relief valve can be used, which precedes the proportional valve becomes. Thus, the pressure relief valve is between a pilot aperture the pilot circuit and the proportional valve switched. To this Way, the supply pressure constant before the pilot control orifice by the operation of the pressure relief valve after the pilot control panel be reduced such that the maximum leakage current at fully open Proportional valve is significantly reduced because of the pressure relief valve the resulting differential pressure is reduced at this operating point becomes.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Funktionsweise des Druckbegrenzungsventils durch einen federbelasteten Steuerkolben mit einer von dem Versorgungsdruck beaufschlagten Fläche und einer vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche realisiert werden. Somit kann bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil, also wenn der Steuerkolben gegen den korrespondierenden Dichtungssitz in Proportionalventil gepresst wird, die erste Fläche des Steuerkolbens von dem Versorgungsdruck beaufschlagt werden, so dass sich der Steuerkolben von der Dichtfläche abheben kann, wodurch das Hydraulikmedium in das Proportionalventil einströmen kann. Bei vollständig geöffnetem Proportionalventil, also bei einem Steuerdruck etwa gleich Null, wird nur die erste Fläche mit dem Versorgungsdruck nach der Vorsteuerblende beaufschlagt, so dass der resultierende Differenzdruck in dem Proportionalventil aufgrund der auf den Steuerkolben wirkenden Federkraft in vorteilhafter Weise reduziert wird. Somit wird auch die Leckage erheblich reduziert.According to one Development of the present invention, the operation the pressure limiting valve by a spring-loaded control piston with an acted upon by the supply pressure surface and realized by the control pressure surface. Consequently can with closed pressure relief valve, so if the spool against the corresponding seal seat in proportional valve is pressed, the first surface of the control piston are acted upon by the supply pressure, so that the control piston can lift off from the sealing surface, whereby the Hydraulic medium can flow into the proportional valve. When fully open Proportional valve, so at a control pressure about zero, will only be the first area supplied with the supply pressure after the pilot control diaphragm, so that the resulting differential pressure in the proportional valve due to the force acting on the control piston spring force in an advantageous Way is reduced. Thus, the leakage is significantly reduced.
Bei einem sich schließenden Proportionalventil wird die zweite Fläche des Steuerkolbens mit dem resultierenden Steuerdruck beaufschlagt, wobei der Druck von dem Druckbegrenzungsventil in Abhängigkeit des Verhältnisses von erster Fläche und zweiter Fläche reduziert wird. Auf diese Weise wird neben der vorteilhaften Reduzierung der Leckage auch die gewünschte Dynamik des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems beibehalten.at a closing one Proportional valve will be the second surface of the control piston with the resulting control pressure applied, the pressure of the Pressure relief valve in dependence of the relationship from first surface and second surface is reduced. In this way, besides the advantageous reduction the leakage also the desired Dynamics of the hydraulic system according to the invention maintained.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Stellglied ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil eingesetzt werden. Im Gegensatz zu einem Proportionalventil kann das Schaltventil lediglich zwei Schaltstellungen einnehmen. Zur vorteilhaften Vereinfachung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems kann in diesem Fall als Druckreduziereinrichtung der federbelastete Steuerkolben des Hydraulikventils zum Herstellen von vorbestimmten Hydraulikverbindungen vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Steuerkolben des Hydraulikventils zum einen die Funktion der Druckreduzierung und zum anderen die Funktion des Hydraulikventils zum Schalten zumindest eines Steuerkanals des Hydraulikzylinders erfüllt. Auf diese Weise wird die konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems im Rahmen dieser Ausführungsform erheblich vereinfacht.at another possible embodiment The present invention may be an electromagnetic actuator actuated Switching valve can be used. Unlike a proportional valve the switching valve can take only two switching positions. For advantageous simplification of the hydraulic system according to the invention can in this case as a pressure reducing the spring-loaded Control piston of the hydraulic valve for producing predetermined Hydraulic connections are provided. This has the advantage that the Control piston of the hydraulic valve on the one hand, the function of pressure reduction and on the other hand, the function of the hydraulic valve for switching at least a control channel of the hydraulic cylinder met. In this way, the constructive design of the hydraulic system according to the invention in the context this embodiment considerably simplified.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann bei dieser Ausführungsform vorsehen, dass der Steuerkolben des Hydraulikventils zum Realisieren der Druckreduzierung zumindest eine mit dem Versorgungsdruck nach der Vorsteuerblende beaufschlagte erste Fläche und eine mit dem Druck im Schaltventil beaufschlagte zweite Fläche aufweist. Somit sind auch bei dieser Ausführungsform zwei von unterschiedlichen Drücken beaufschlagte Flächen vorgesehen.A Further development of the present invention can in this embodiment Provide that the control piston of the hydraulic valve to realize the pressure reduction at least one with the supply pressure after the pilot control panel acted upon first surface and one with the pressure in the Switching valve acted upon second surface. Thus, too in this embodiment two of different pressures applied areas intended.
Bei geöffnetem Schaltventil wird nur die erste Fläche mit dem Versorgungsdruck nach der Vorsteuerblende beaufschlagt, sodass der resultierende Differenzdruck in dem Schaltventil aufgrund der auf den Steuerkolben wirkenden Federkraft reduziert wird. Somit wird auch bei dieser Ausführungsform der maximale Leckagestrom bei geöffnetem Schaltventil erheblich reduziert. Die Federkraft, welche auf den Steuerkolben wirkt, kann so gewählt werden, dass sich nach der Vorsteuerblende ein Druck unterhalb des maximalen Druckes in dem Schaltventil einstellt. Dies bedeutet, dass der Steuerkolben über seinem Dichtungssitz schwebt, damit auch hier kleine Druckdifferenzen nach der Vorsteuerblende realisiert werden.at open Switching valve will only be the first surface with the supply pressure after the pilot control diaphragm applied, so that the resulting Differential pressure in the switching valve due to the on the control piston acting spring force is reduced. Thus, also in this embodiment the maximum leakage current when open Switching valve significantly reduced. The spring force acting on the control piston acts, can be chosen be that after the pilot control diaphragm, a pressure below the maximum pressure in the switching valve sets. This means, that the control piston over his seal seat floats, so here too small pressure differences be realized after the pilot control diaphragm.
Bei einem sich schließenden bzw. bei geschlossenem Schaltventil wird die zweite Fläche des Steuerkolbens mit dem resultierenden Druck in dem Schaltventil beaufschlagt, sodass sich der Steuerkolben gegen die auf den Steuerkolben wirkende Federkraft bewegt. Diese Bewegung kann bis zu einem Anschlag erfolgen. Sobald der Steuerkolben sich von seinem Dichtungssitz abgehoben hat, wird zusätzlich auch die erste Fläche durch den in dem Schaltventil resultierenden Druck beaufschlagt, sodass der Steuerkolben in eine Endstellung bringbar ist.at a closing one or when the switching valve is closed, the second surface of the control piston subjected to the resulting pressure in the switching valve, so that the control piston against the force acting on the control piston spring force emotional. This movement can be done up to a stop. As soon as the control piston has lifted from its seal seat is in addition also the first area acted upon by the pressure resulting in the switching valve, so that the control piston can be brought into an end position.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Steuerkolben zum Schalten zumindest eines Steuerkanals des Hydraulikzylinders bzw. zum Beaufschlagen zumindest eines Steuerkanals mit dem Steuerdruck etwa kreiszylindrische Abschnitte auf. Diese Abschnitte können in Abhängigkeit der Bewegung des Steuerkolbens bestimmte Steuerkanäle öffnen und verschließen, sodass auf diese Weise von dem Hydraulikzylinder vorbestimmte Komponenten ansteuerbar sind.According to one advantageous embodiment of the present invention, the Control piston for switching at least one control channel of the hydraulic cylinder or for applying at least one control channel with the control pressure approximately circular cylindrical sections. These sections can be dependent open the control piston movement certain control channels and close, so predetermined components of the hydraulic cylinder are controllable.
Beispielsweise können als Abschnitte bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem ein erster kreiszylindrischer Abschnitt und ein zweiter kreiszylindrischer Abschnitt vorgesehen sein, wobei zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein mittlerer Abschnitt mit verringertem Außendurchmesser angeordnet ist. Die Übergangsbereiche zwischen den Abschnitten und dem mittleren Abschnitt können gerundet ausgebildet sein. Es sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen des Hydraulikventils bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystems möglich.For example can as sections in the hydraulic system according to the invention a first circular cylindrical Section and a second circular cylindrical section provided being between the first section and the second section a central portion is arranged with a reduced outer diameter. The transition areas between the sections and the middle section can be rounded be educated. There are also other constructive embodiments the hydraulic valve in the hydraulic system according to the invention possible.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Hydrauliksystem bei Doppelkupplungsgetrieben, CVT-Getriebe-Systemen oder dergleichen zur Steuerung bestimmter Getriebekomponenten bzw. zum Steuern von Teilbereichen der Getriebesysteme verwendet werden.Preferably can the inventively proposed Hydraulic system for dual-clutch transmissions, CVT transmission systems or the like for controlling certain transmission components or be used to control portions of the transmission systems.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:
In
In
Dem
Proportionalventil
Als
Druckreduzierungseinrichtung wird bei der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Druckbegrenzungsventil
Das
dem Proportionalventil
Die Abmessung der ersten Fläche A1 ergibt sich durch folgende Gleichung: The dimension of the first area A 1 is given by the following equation:
Die Abmessung der zweiten Fläche A2 ergibt sich durch folgende Gleichung: mitThe dimension of the second area A 2 is given by the following equation: With
- D1:D 1 :
-
Außendurchmesser des Steuerkolbens
7 ,Outer diameter of the control piston7 . - D2:D 2 :
-
Innerer Durchmesser
des Steuerkolbens
7 .Inner diameter of the control piston7 ,
Die
auf den Steuerkolben
In
Wenn
das Proportionalventil
In
Aus
dem Druckverlauf ist das Absinken des Druckes des Druckbegrenzungsventils
in Abhängigkeit
des Steuerdruckes bis zu dem Punkt zu erkennen, an dem der Druck
des Druckbegrenzungsventils
In
Der
in
Die
Funktionsweise des Hydrauliksystems, bei dem als Stellglied
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem
wird mit einem konstanten Versorgungsdruck von etwa 5 bar beaufschlagt,
welcher durch den Kanal
The hydraulic system according to the invention is subjected to a constant supply pressure of about 5 bar, which through the channel
Die
Bei
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung übernimmt
das nachgeschaltete Hydraulikventil
Das
Federelement
Bei
geschlossenem Schaltventil
Ferner
sind an dem Hydraulikventil
Bei
der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems,
bei dem als Stellglied
Bei
vollständig
geöffnetem
Schaltventil
Sowohl
bei der ersten Ausführungsform
als auch bei der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems
ist jeweils eine Entlüftung
- 11
- Hydraulikventilhydraulic valve
- 22
- Vorsteuerkreispilot control
- 33
- Stellgliedactuator
- 44
- Vorsteuerblendepilot orifice
- 55
- Proportionalventilproportional valve
- 66
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 77
- Steuerkolbenspool
- 88th
- Bohrungdrilling
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- Ventilsitzvalve seat
- 1111
- Kanalchannel
- 1212
- Tanktank
- 1313
- Schaltventilswitching valve
- 1414
- Steuerkolbenspool
- 1515
- Bohrungdrilling
- 1616
- Ventilsitzvalve seat
- 1717
- Federelementspring element
- 1818
- Steuerkanälecontrol channels
- 1919
- Entlüftungvent
- 2020
- Ventilgehäusevalve housing
- 2121
- erster kreiszylindrischer Abschnittfirst circular cylindrical section
- 2222
- zweiter kreiszylindrischer Abschnittsecond circular cylindrical section
- 2323
- mittlerer Abschnittmiddle section
- 2424
- ÜbergangsbereichTransition area
- 2525
- ÜbergangsbereichTransition area
- 2626
- Versorgungsquellesource
- 2727
- Pfeil (Steuerdruckleitung)arrow (Control pressure line)
- A1 A 1
-
erste
Fläche
des Steuerkolbens
7 first surface of the control piston7 - A2 A 2
-
zweite
Fläche
des Steuerkolbens
7 second surface of the control piston7 - A3 A 3
-
erste
Fläche
des Steuerkolbens
14 first surface of the control piston14 - A4 A 4
-
zweite
Fläche
des Steuerkolbens
14 second surface of the control piston14
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DE102005056029A DE102005056029A1 (en) | 2004-12-18 | 2005-11-24 | Hydraulic system for vehicle, has valve for controlling component, and actuating unit for controlling control pressure acting on valve by supply pressure of pilot control circuit and connected upstream of pressure reducing mechanism |
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DE102004060986.1 | 2004-12-18 | ||
DE102004060986 | 2004-12-18 | ||
DE102005056029A DE102005056029A1 (en) | 2004-12-18 | 2005-11-24 | Hydraulic system for vehicle, has valve for controlling component, and actuating unit for controlling control pressure acting on valve by supply pressure of pilot control circuit and connected upstream of pressure reducing mechanism |
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---|---|
DE102005056029A1 true DE102005056029A1 (en) | 2006-06-29 |
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ID=36580342
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DE (1) | DE102005056029A1 (en) |
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-
2005
- 2005-11-24 DE DE102005056029A patent/DE102005056029A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150213 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |