DE102006006181A1

DE102006006181A1 - Vorrichtung zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung

Info

Publication number: DE102006006181A1
Application number: DE102006006181A
Authority: DE
Inventors: Georg Gierer; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2026-02-11
Also published as: DE102006006181B4; US7617918B2; US20070187204A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf (2) einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung (3) beschrieben. Die Anfahreinrichtung (3) ist mit einem mit hydraulischem Druck (p_A) beaufschlagbaren Kolbenraum (4) zum Betätigen eines reibschlüssigen Schaltelementes und mit einem mit hydraulischem Druck (p_SD) beaufschlagbaren Hydraulikraum (6) zum Kühlen und Schmieren eines Bereiches der Anfahreinrichtung (3) ausgeführt. Erfindungsgemäß liegt ein im Bereich zwischen einer Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) eines zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) und eines Rücklaufbereiches des Hydraulikraumes (6) vorliegender und zu einem Schmierdruck (p_SD) äquivalenter Hydraulikdruck (p_vor) an einer zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) eines ersten druckvariablen Druckbegrenzungsventils (DBV1) an, der an einem Ventilschieber (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) in Bezug auf den an einer ersten Rückführsteuerzunge (DBV16) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) anliegenden Arbeitsdruck (p_A) entgegen gerichtet angreift, wobei die Druckrückführung des Hydraulikdrucks (p_vor) auf das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) additiv zur Vorsteuersignalcharakteristik des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Aus der Praxis bekannte Antriebsstränge von Fahrzeugen werden üblicherweise mit Verbrennungsmotoren ausgeführt, welche eine Mindestdrehzahl aufweisen. Zum Anfahren aus dem Fahrzeugstillstand ist eine Drehzahllücke zwischen der niedrigsten Motorbetriebsdrehzahl und der stillstehenden Getriebeeingangswelle einer Getriebeeinrichtung mittels eines Drehzahlwandlers bzw. einer Anfahreinrichtung zu schließen. Derartige Anfahreinrichtungen werden in an sich bekannter Art und Weise bei Handschaltgetrieben als Trockenkupplung und bei konventionellen Automatgetrieben als hydrodynamische Drehmomentwandler oder in Form einer automatisierten Anfahrkupplung als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführt.

Um die im Bereich von hydrodynamischen Drehmomentwandlern auftretenden hydraulischen Verluste zu reduzieren bzw. zu eliminieren, ist dazu übergegangen worden, Drehmomentwandlern so genannte Wandlerüberbrückungskupplungen zuzuordnen. In geschlossenem Zustand einer Wandlerüberbrückungskupplung wird eine Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs im Bereich eines Drehmomentwandlers überbrückt. Die Drehmomentübertragung erfolgt dann im Wesentlichen mit geringeren Verlusten über eine durch Reibschluss hergestellte Verbindung.

Hierbei ist grundsätzlich zwischen zwei unterschiedlichen Systemgruppen von Anfahreinrichtungen, die einen Drehmomentwandler und eine damit korrespondierende Wandlerüberbrückungskupplung umfassen, zu unterscheiden:
Bei einer ersten Systemgruppe ist die hydraulische Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung in den Hydraulikfluidkreislauf des damit korrespondierenden hydraulischen Drehmomentwandlers integriert, wobei derartige Systeme als Zweileitungswandler bezeichnet werden. Ein zur Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung vorgesehener und im Bereich eines Kolbenraumes mit hydraulischem Druck beaufschlagbarer Wandlerkupplungskolben eines Zweileitungswandlers ist als flexibler Teller ausgebildet, dessen Nabe drehfest mit einer Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden ist.

Bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung wird der Wandlerkupplungskolben von einer Zulaufseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ausgehenden Ölströmung, die einen Hydraulikraum der Anfahreinrichtung in Richtung einer Rücklaufseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und des Kolbenraumes durchströmt, beaufschlagt bzw. von dieser überströmt. Zum Schließen der Wandlerüberbrückungskupplung wird ein Zulaufdruck des hydrodynamischen Drehmomentwandlers im Wesentlichen auf Null reduziert bzw. geschaltet, so dass ein im Hydraulikraum des hydrodynamischen Drehmomentwandlers vorliegender statischer Gesamtdruck ebenfalls im Wesentlichen auf Null abfällt. Der in Schließrichtung der Wandlerüberbrückungskupplung angefederte Wandlerkupplungskolben, der auf einer dem hydrodynamischen Drehmomentwandler abgewandten Seite mit einem Reibbelag beschichtet ist, wird bei dem letztgenannten Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers durch die Federeinrichtung des Wandlerkupplungskolbens gegen das Gehäuse der Pumpenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers gedrückt.

Um die Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung und damit auch das über die Wandlerüberbrückungskupplung führbare Drehmoment zu erhöhen, wird ein Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung angehoben. Die Erhöhung des Zulaufdrucks der Wandlerüberbrückungskupplung vergrößert die Anpressung des Wandlerkupplungskolbens gegen das Gehäuse der Pumpenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Zudem verringert der Wandlerkupplungskolben bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung die Ölströmung durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler auf ein vordefiniertes Minimum, so dass dem Wandlerkupplungskolben der Wandlerüberbrückungskupplung im Wesentlichen die Funktionalität eines herkömmlichen hydraulischen Rückschlagventils zugrunde liegt.

Zur Vermeidung einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts wird die Wandlerüberbrückungskupplung vorzugsweise lediglich in solchen Betriebszuständen des Antriebsstranges geschlossen, während welchen aus Drehungleichförmigkeiten einer Brennkraftmaschine des Antriebsstranges resultierende und akustisch von einem Fahrer wahrnehmbare Anregungen im Fahrzeug unterbleiben. Im Gegensatz hierzu steht jedoch das Bestreben, die Wandlerüberbrückungskupplung zur Reduzierung der bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung im hydrodynamischen Drehmomentwandler auftretenden hydraulischen Verlustleistung während eines Anfahrvorganges möglichst rasch zu schließen.

Aus der Automobiltechnischen Zeitschrift 97 (1995), Nr. 10, S. 698 bis 706, "Elektrohydraulische Steuerung und äußere Schaltung des automatischen Getriebes W5A 330/580 von Mercedes-Benz", ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einer damit korrespondierenden Wandlerüberbrückungskupplung bekannt. Die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung ist vom Hydraulikfluidkreislauf des Drehmomentwandlers getrennt ausgeführt. Der Kolbenraum der Wandlerüberbrückungskupplung ist über eine vom hydraulisch durchströmten Bereich des Drehmomentwandlers getrennte Steuerleitung mit dem für die Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung erforderlichen hydraulischen Betätigungsdruck beaufschlagbar, während die Wandlerüberbrückungskupplung wie bei einem Zweileitungswandler räumlich in das Gehäuse des Drehmomentwandlers integriert ist. Derartige Anfahreinrichtungen werden in der Praxis als Dreileitungswandler bezeichnet und werden vorliegend der zweiten Systemgruppe zugeordnet.

Die bekannten Vorrichtungen zum Betreiben von Anfahreinrichtungen der ersten Systemgruppe und die bekannten Vorrichtungen zum Betreiben von Anfahreinrichtungen der zweiten Systemgruppe weisen mit Steuerzungen von Ventileinrichtungen der Vorrichtungen verbundene Steuerleitungen, welche jeweils über Hydraulikleitungen eines Hydraulikleitungssytems mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler und der Wandlerüberbrückungskupplung verbunden sind, um dort jeweils die erforderlichen Betätigungsdrücke betriebszustandsabhängig einstellen zu können.

Als nasse Lamellenkupplungen ausgeführte Anfahreinrichtungen sind in ähnlicher Art und Weise wie Zweileitungswandler oder Dreileitungswandler mit einem so genannten Kupplungsraum und mit einem Hydraulikraum ausgeführt, wobei der Kupplungsraum zum Betätigen der Lamellenkupplung mit hydraulischem Druck beaufschlagt ist, während der Hydraulikraum zum Kühlen und Schmieren der miteinander in Eingriff stehenden Lamellen mit hydraulischem Druck beaufschlagbar ist.

Sowohl bei den Anfahreinrichtungen der beiden Systemgruppen als auch bei nasslaufenden Lamellenkupplungen, bei welchen der Kolbenraum und der Hydraulikraum zumindest bereichsweise durch den Kupplungskolben räumlich voneinander getrennt sind, wirkt der im Hydraulikraum vorliegende hydraulische Druck dem im Kolbenraum anliegenden hydraulischen Druck während eines Schließvorganges der Lamellenkupplung bzw. der dem Drehmomentwandler zugeordneten Wandlerüberbrückungskupplung nachteilhafterweise entgegen.

Dabei ist besonders von Nachteil, dass der hydraulische Druck im Hydraulikraum messtechnisch nur schwer ermittelbar ist, so dass der dem zum Schließen der Lamellenkupplung im Kolbenraum angelegte hydraulische Druck in ungünstigen Betriebssituationen eines Antriebsstranges, während den der Hydraulikdruck im Hydraulikraum unzulässig hohe Werte annimmt, nicht ausreichend hoch ist, um die betriebszustandsabhängig angeforderte Übertragungsfähigkeit der Lamellenkupplung einstellen zu können. In besonders kritischen Betriebszuständen eines Antriebsstranges führt die Unkenntnis über die im Hydraulikraum herrschenden hydraulischen Zustände dazu, dass die Übertragungsfähigkeit der Lamellenkupplung während eines Anfahrvorganges durch einen Anstieg des Hydraulikdruckes im Hydraulikraum in einem derart unerwünschten Umfang reduziert wird, dass einen Fahrkomfort beeinträchtigende Unstetigkeiten im Verlauf eines am Abtrieb des Antriebstranges bzw. des Fahrzeuges anliegenden Abtriebsmomentes auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung zu schaffen, mittels der einen hohen Fahrkomfort beeinträchtigende Unstetigkeiten im Verlauf eines Abtriebsmomentes sicher vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung, die mit einem mit hydraulischem Druck beaufschlagbaren Kolbenraum zum Betätigen eines reibschlüssigen Schalt elementes und mit einem mit hydraulischem Druck beaufschlagbaren Hydraulikraum zum Kühlen und Schmieren eines Bereiches der Anfahreinrichtung ausgeführt ist, ist ein erstes druckvariables Druckbegrenzungsventil zum Regeln eines dem Kolbenraum zuführbaren Arbeitsdruckes und ein zweites druckvariables Druckbegrenzungsventil zum Regeln des dem Hydraulikraum zuführbaren Schmierdruckes vorgesehen. Ventilschieber der beiden Druckbegrenzungsventile sind jeweils in Abhängigkeit von über Drucksteuerventile einstellbaren Vorsteuerdrücken und an diesen angreifenden Federeinrichtungen ansteuerbar, wobei an einer ersten Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils der Arbeitsdruck und an einer Rückführsteuerzunge des zweiten Druckbegrenzungsventils der Schmierdruck anliegt.

Erfindungsgemäß ist ein im Bereich zwischen einer Schmierdrucksteuerzunge des zweiten Druckbegrenzungsventils und eines Rücklaufbereiches des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung vorliegender und zu dem Schmierdruck äquivalenter Hydraulikdruck an einer zweiten Rückführsteuerzunge des ersten druckvariablen Druckbegrenzungsventils anlegbar, der an dem Ventilschieber des ersten druckvariablen Druckbegrenzungsventils in Bezug auf den an der ersten Rückführsteuerzunge anliegenden Arbeitsdruck entgegengerichtet angreift, wobei die Druckrückführung des Hydraulikdrucks auf das erste Druckbegrenzungsventil additiv zur Vorsteuersignalcharakteristik des ersten Druckbegrenzungsventils erfolgt.

Damit ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass der im Kolbenraum anliegende und geregelt einstellbare Arbeitsdruck über den gesamten Betriebsbereich der Anfahreinrichtung in Abhängigkeit des zu dem geregelt eingestellten Schmierdruck stehenden und im Bereich des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung vorliegenden Hydraulikdruckes eingestellt wird und Veränderungen des Hydraulikdruckes zu einer Anpassung des Arbeitsdruckes im Kolbenraum führen.

Das bedeutet, dass Veränderungen des temperatur- und drehzahlabhängigen Hydraulikdruckes im Bereich zwischen der Schmierdrucksteuerzunge des zweiten Druckbegrenzungsventils und des Rücklaufbereiches des Hydraulikraumes im Wesentlichen keinen Einfluss auf die über den aktuell am Kolbenraum anliegenden Arbeitsdruck eingestellte Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes der Anfahreinrichtung zur Folge haben und Unstetigkeiten im Verlauf eines am Abtrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs anliegenden Abtriebsmomentes sicher vermieden werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht eine bei einer Rückführung des im Hydraulikraum der Anfahreinrichtung vorliegenden Hydraulikdruckes auf die zweite Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils im Bereich der ersten Rückführsteuerzunge mit dem Hydraulikdruck beaufschlagbare erste Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils im Wesentlichen einer zweiten Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils, welche über die erste Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar ist. Dadurch wird erreicht, dass eine Veränderung des direkt im Hydraulikraum vorliegenden Hydraulikdruckes eine gleiche hohe Veränderung des im Kolbenraum der Anfahreinrichtung vorliegenden Arbeitsdruckes zur Folge hat.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der eine Rückführung des in einem Zulaufbereich des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil und dem Hydraulikraum vorliegenden Hydraulikdruckes auf die zweite Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils vorgesehen ist, ist eine im Bereich der zweiten Rückführsteuerzunge mit dem Hydraulikdruck beaufschlagbare erste Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils kleiner als eine zweite Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils, welche über die erste Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.

Dadurch wird auf einfache Art und Weise berücksichtigt, dass der stromauf des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung vorliegende Hydraulikdruck aufgrund hydrodynamischer Verluste größer ist als der direkt im Hydraulikraum vorliegende Hydraulikdruck und Veränderungen des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes größer sind als Veränderungen des Hydraulikdruckes direkt im Hydraulikraum.

Alternativ zu letztgenannter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, den in einem Rücklaufbereich des Hydraulikraumes vorliegenden Hydraulikdruck auf die zweite Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils zurückzuführen, wobei dann eine im Bereich der ersten Rückführsteuerzunge mit dem Hydraulikdruck beaufschlagbare erste Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils größer als eine zweite Wirkfläche des Ventilschiebers des ersten Druckbegrenzungsventils ist, welche über die erste Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils mit dem Arbeitsdruck beaufschlagbar ist, um Veränderungen des im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes wirkenden Hydraulikdruckes, der aufgrund hydrodynamischer Verluste kleiner ist als der direkt im Hydraulikraum vorliegende Hydraulikdruck, in entsprechende Anpassungen des Arbeitsdruckes umzuwandeln.

Alternativ ist auch eine Kombination beider Kompensationsflächen denkbar. Die Summe der Flächen entspricht dann der Rückkopplungsfläche des Ventils. Damit können Veränderungen des Strömungswiderstands durch temperatur- oder hydrodynamische Effekte kompensiert werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispielen der Übersichtlichkeit halber für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1a ein stark schematisiertes Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben einer als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführten Anfahreinrichtung;
1b jeweils zwei Verläufe des Arbeitsdruckes in einem Zulaufbereich des Kolbenraumes der Anfahreinrichtung und des Schmierdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung über Vorsteuerdrücken, mit welchen ein erstes Druckbegrenzungsventil und ein zweites Druckbegrenzungsventil angesteuert werden;
2 eine graphische Gegenüberstellung der Volumen-/Druckcharakteristik der Anfahreinrichtung gemäß 1a im Zulaufbereich des Hydraulikraumes, direkt im Hydraulikraum und im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes;
3 das erste Druckbegrenzungsventil der Vorrichtung gemäß 1a in einer stark schematisierten vergrößerten Längsschnittansicht in Alleinstellung;
4a eine 1a entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung;
4b Verläufe des sich im Betrieb der Vorrichtung gemäß 4a im Zulaufbereich des Kolbenraumes und im Zulaufbereich des Hydraulikraumes einstellenden Arbeitsdruckes bzw. Schmierdruckes über den Vorsteuerdrücken des ersten und des zweiten Druckbegrenzungsventils in einer 1b entsprechenden Darstellung;
5a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche mit einem zusätzlichen Schaltventil ausgeführt ist;
5b Verläufe des Arbeitsdruckes im Zulaufbereich des Kolbenraumes und Verläufe des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes stromab des Schaltventils der Vorrichtung gemäß 5a;
6a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles der Vorrichtung nach der Erfindung;
6b Verläufe des Arbeitsdruckes im Zulaufbereich des Kolbenraumes der Anfahreinrichtung und Verläufe des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes stromab des Schaltventils der Vorrichtung gemäß 6a;
7a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher das Schaltventil zusätzlich mit einem über ein Magnetventil eingestellten Vorsteuerdruck ansteuerbar ist;
7b Verläufe des Arbeitsdruckes im Zulaufbereich des Kolbenraumes der Anfahreinrichtung der Vorrichtung gemäß 7a und Verläufe des Hydraulikdrucks im Zulaufbereich des Hydraulikraumes stromab des Schaltventils;
8a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
8b Verläufe des Arbeitsdruckes im Zulaufbereich des Kolbenraumes und des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes der Anfahreinrichtung gemäß 8a;
9a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben eines Dreileitungswandlers;
9b Verläufe des im Zulaufbereich des Kolbenraumes der Wandlerüberbrückungskupplung des Dreileitungswandlers anliegenden Arbeitsdruckes und des im Zulaufbereich des Hydraulikraumes des hydrodynamischen Drehmomentwandlers des Dreileitungswandlers stromab des Schaltventils anliegenden Hydraulikdruckes über Vorsteuerdrücken des ersten Druckbegrenzungsventils, des zweiten Druckbegrenzungsventils und des Schaltventils der Vorrichtung gemäß 9a;
10a ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispieles der Vorrichtung nach der Erfindung zum Betreiben einer als Zweileitungswandler ausgeführten Anfahreinrichtung; und
10b Verläufe des Arbeitsdruckes im Zulaufbereich des Kolbenraumes einer Wandlerüberbrückungskupplung des Zweileitungswandlers gemäß 10a und Verläufe des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des hydrodynamischen Drehmomentwandlers stromab des Schaltventils über Vorsteuerdrücken des ersten Druckbegrenzungsventils, des zweiten Druckbegrenzungsventils und des Schaltventils.
In 1a ist eine Vorrichtung 1 zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf 2 einer nicht näher dargestellten Getriebeeinrichtung eines Fahrzeugs in Wirkverbindung bringbaren und vorliegend als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführten Anfahreinrichtung 3 dargestellt. Die Anfahreinrichtung 3 ist mit einem mit hydraulischem Druck p_A beaufschlagbaren Kolbenraum 4 zum Betätigen des reibschlüssigen Schaltelementes bzw. der Lamellenkupplung 3 entgegen einer Federeinrichtung 5 ausgeführt. Zusätzlich ist die Anfahreinrichtung 3 mit einem Hydraulikraum 6 ausgebildet, in dem ein besonders im Schlupfbetrieb der Lamellenkupplung 3 zu kühlendes Lamellenpaket 7 angeordnet ist. Der Kolbenraum 4 und der Hydraulikraum 6 der Anfahreinrichtung 3 sind durch einen in einem Gehäuse 8 längsverschieblich angeordneten Kolben 9 voneinander getrennt, wobei ein im Hydraulikraum 6 vorliegender Hydraulikdruck p_in der Betätigung des Lamellenpaketes 7 durch den Kolben 9 gemeinsam mit der Federkraft der Federeinrichtung 5 der Anfahreinrichtung 3 in Öffnungsrichtung der Anfahreinrichtung 3 entgegensteht.
Zum Regeln des dem Kolbenraum 4 zuführbaren Arbeitsdruckes p_A ist ein erstes druckvariables Druckbegrenzungsventil DBV1 vorgesehen, welches mehrere Steuerzungen DBV11 bis DBV16 und DBV110, einen Ventilschieber DBV1_S sowie eine am Ventilschieber DBV1_S angreifende Federeinrichtung DBV_F aufweist. Der im Hydraulikraum 6 anliegende Hydraulikdruck p_in, der zu einem Schmierdruck p_SD äquivalent ist, wird über ein zweites druckvariables Druckbegrenzungsventil DBV2 geregelt, welches ebenfalls mit mehreren Steuerzungen DBV21 bis DBV26, einem Ventilschieber DBV2_S und einer am Ventilschieber DBV2_S angreifenden Federeinrichtung DBV2_F ausgebildet ist.
Das erste Druckbegrenzungsventil DBV1 ist an seiner der Federeinrichtung DBV1_S abgewandten Stirnseite des Ventilschiebers DBV1_S mit einem über ein Drucksteuerventil 10 einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) beaufschlagbar, um den Arbeitsdruck p_A betriebszustandsabhängig einstellen zu können. Gleichzeitig ist der Ventilschieber DBV2_S des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 über eine Vorsteuerdrucksteuerzunge bzw. Federraumsteuerzunge DBV26 im Bereich der der Federeinrichtung DBV2_F zugewandten Stirnseite mit einem über ein weiteres Drucksteuerventil 11 einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) beaufschlagbar, wobei der Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) zusätzlich an einer zweiten Vorsteuerdruckzunge DBV25 des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 an einer kreisringförmigen Wirkfläche 12 des Ventilschiebers DBV2_S des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 bei entsprechender Stellung des Ventilschiebers DBV2_S anlegbar ist.
An den beiden Drucksteuerventilen 10 und 11 liegt ein über ein Druckregelventil DRV geregelt einstellbarer Reduzierdruck p_red an, der in Abhängigkeit eines am Druckregelventil DRV anliegenden Primärdruckes p_prim eines Primärdruckkreislaufes eingestellt wird. Das Druckregelventil DRV ist ebenfalls mit mehreren Steuerzungen DRV1 bis DRV5, einem Ventilschieber DRV_S und einer Federeinrichtung DRV_F ausgeführt, wobei der über das Druckregelventil DRV eingestellte Reduzierdruck p_red an einer Rückführsteuerzunge DRV1 anliegt und an der der Federeinrichtung DRV_F abgewandten Stirnseite des Ventilschiebers DRV_S an diesem angreift. Bei steigenden Druckwerten des Reduzierdrucks p_red wird der Ventilschieber DRV_S zunehmend in Richtung einer Federraumsteuerzunge DRV5 verschoben, so dass bei unzulässig hohen Druckwerten des Reduzierdrucks p_red die Verbindung zwischen einer Versor gungssteuerzunge DRV2, an welcher der Primärdruck p_prim anliegt, und einer Reduzierdrucksteuerzunge DRV3 ventilschieberseitig gesperrt wird.
Gleichzeitig wird eine Verbindung zwischen der Reduzierdrucksteuerzunge DRV3 und einer Entlastungssteuerzunge DRV4 des Druckregelventils DRV ventilschieberseitig geöffnet, sodass der stromab des Druckregelventils DRV vorliegende Reduzierdruck p_red in Richtung eines drucklosen Bereiches der Vorrichtung 1 abgebaut wird. Bei dem drucklosen Bereich der Vorrichtung 1 kann es sich beispielsweise um einen Ölsumpf einer als Automatikgetriebe ausgeführten Getriebeeinrichtung oder ein beliebig anderes Hydraulikfluidreservoir handeln.
Des Weiteren wird ein in 1a nicht näher dargestelltes Systemdruckventil eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung von dem zweiten Drucksteuerventil 11 mit einem über das zweite Drucksteuerventil 11 eingestellten Vorsteuerdruck p_VS_sys, der dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 entspricht, angesteuert, womit das zweite Drucksteuerventil 11 eine Doppelfunktionalität aufweist. Das Systemdruckventil reduziert bzw. begrenzt einen Pumpenförderdruck einer Hydraulikpumpe des Hydrauliksystems der Getriebeeinrichtung, so dass die Hydraulikpumpe nur einen dem aktuellen im Antriebsstrang fließenden Drehmoment entsprechenden Druckaufbau aufweist. Die Doppelfunktionalität des zweiten Drucksteuerventils bietet nunmehr die Möglichkeit, auch den Schmierdruck p_SD in Abhängigkeit des im Antriebsstrang fließenden Drehmomentes einzustellen. Damit steht beispielsweise bei im Antriebsstrang verlaufenden höheren Drehmomentwerten, mit welchen ein höherer Kühlleistungsbedarf einhergeht, auch eine höhere Hydraulikfluidmenge zum Kühlen der Anfahreinrichtung zur Vertilgung.
Die elektrische Ansteuerung des zweiten Drucksteuerventils erfolgt vorzugsweise über ein elektrisches Getriebesteuergerät, welches zur Ermittlung des aktuell im Antriebsstrang geführten Drehmomentes beispielsweise mit einem Motorsteuergerät oder einer Messeinrichtung zum Ermitteln des aktuellen Drehmomentes in Verbindung steht. Das bedeutet, dass das elektronische Getriebesteuergerät das zweite Drucksteuerventil 11 mit einem zu dem aktuell im Antriebsstrang fließenden Drehmoment äquivalenten elektrischen Signal ansteuert, dass einerseits ein dem aktuellen Moment entsprechender Systemdruck im Hydrauliksystem der Getriebeeinrichtung eingestellt wird und andererseits die Anfahreinrichtung mit dem für eine ausreichende Kühlung und Schmierung der Anfahreinrichtung erforderlichen Schmierdruck p_SD versorgt wird.
Der Primärdruck p_prim liegt zusätzlich an einer Versorgungssteuerzunge DBV15 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 an, die in Abhängigkeit einer Stellung des Ventilschiebers DBV1_S mit einer Arbeitsdrucksteuerzunge DBV14 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 verbindbar ist. Über die Arbeitsdrucksteuerzunge DBV14 ist der Kolbenraum 4 der Anfahreinrichtung 3 mit dem somit in Abhängigkeit des Primärdruckes p_prim stehenden Arbeitsdruckes p_A beaufschlagbar.
Zur Regelung des Arbeitsdruckes p_A ist die Arbeitsdrucksteuerzunge DBV14 zusätzlich mit einer Rückführsteuerzunge DBV16 verbunden, auf die der Arbeitsdruck p_A im Bereich des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 derart zurückgeführt wird, dass der Arbeitsdruck p_A im Bereich der Rückführsteuerzunge DBV16 gleichgerichtet zu der Federkraft der Federeinrichtung DBV1_F und dem am Ventilschieber DBV1_S anliegenden Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) am Ventilschieber DBV1_S des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 angreift.
Der im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 vorliegende Hydraulikdruck p_vor, der zu dem Schmierdruck p_SD äquivalent ist, wird über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 in Abhängigkeit eines an einer Versorgungs steuerzunge DBV22 des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 anliegenden Sekundärdrucks p_sek eines Sekundärdruckkreislaufes, der Federeinrichtung DBV2_F, dem an den Vorsteuerdrucksteuerzungen DBV25 und DBV26 anliegenden Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) und den an einer Rückführsteuerzunge DBV21 anliegenden Schmierdruck p_SD über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellt. Der im Hydraulikraum 6 wirkende Hydraulikdruck p_in ist aufgrund hydraulischer Strömungsverluste kleiner als der im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 vorliegende Hydraulikdruck p_vor.
Im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6, d. h. zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 und dem Hydraulikraum 6 zweigt eine Steuerleitung L1 in Richtung des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 ab, so dass der Schmierdruck p_SD an einer zweiten Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 anliegt und bei entsprechender Stellung des Ventilschiebers DBV1_S gleichgerichtet zum Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) am Ventilschieber DBV1_S des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 angreift. Damit erfolgt die Druckrückführung eines mit dem im Hydraulikraum 6 wirkenden Hydraulikdruck p_in korrespondierenden Schmierdruckes p_SD auf das erste Druckbegrenzungsventil DBV1 additiv zur Vorsteuersignalcharakteristik des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1, wodurch der zur Betätigung der Anfahreinrichtung 3 dem Kolbenraum 4 zugeführte Arbeitsdruck p_A zumindest wenigstens annähernd in Abhängigkeit des im Hydraulikraum 6 vorliegenden Hydraulikdruckes p_in eingestellt wird und Änderungen des Hydraulikdruckes p_in im Hydraulikraum in etwa gleich große Änderungen des Arbeitsdruckes p_A im Kolbenraum 4 der Anfahreinrichtung 3 zur Folge haben.
Um unzulässig hohe Druckwerte des Arbeitsdruckes p_A zu vermeiden, wird die Arbeitsdrucksteuerzunge DBV14 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 bei Übersteigen eines bestimmten Druckwertes des Arbeitsdruckes p_A mit einer Entlastungssteuerzunge DBV13 verbunden, die über ein vorliegend als Plattenventil ausgeführtes drittes Druckbegrenzungsventil DBV3 mit einem drucklosen Hydraulikfluidreservoir verbunden ist. Dabei wird über das dritte Druckbegrenzungsventil DBV3 gewährleistet, dass ein vordefiniertes Druckniveau im Leitungssystem der Vorrichtung 1 nicht unterschritten wird. Das dritte Druckbegrenzungsventil DBV3 weist eine gegen den im Bereich der Entlastungssteuerzunge DBV13 vorliegenden hydraulischen Druck angefederte Ventilplatte 17 und eine Federeinrichtung 18 auf. Somit ist der durch das dritte Druckbegrenzungsventil DBV3 im Leitungssystem der Vorrichtung 1 einstellbare Mindestdruck von der dem im Bereich der Entlastungssteuerzunge DBV13 wirkenden hydraulischen Druck beaufschlagbaren Plattenventilwirkfläche der Ventilplatte 17 sowie der Federkraft der Federeinrichtung 18 des dritten Druckbegrenzungsventils DBV3 abhängig und beispielsweise durch Variation dieser beiden Parameter in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes der Vorrichtung 1 veränderbar.
In 1b sind jeweils zwei Verläufe des Arbeitsdruckes p_A im Zulaufbereich des Kolbenraumes 4 und des Schmierdruckes p_SD im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 8 der Anfahreinrichtung 3 gemäß 1a über dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 bzw. über dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 dargestellt, wobei sich die beiden Verläufe des Arbeitsdruckes p_A und die beiden Verläufe des Schmierdruckes p_SD bei unterschiedlich hoch eingestellten Vorsteuerdrücken p_VS_sys bzw. p_VS(DBV2) des zweiten Drucksteuerventils 11 mit den jeweils gleichen Gradienten einstellen.
Zu einem ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0, der im Wesentlichen 0 bar ist, ist der dem Hydraulikraum 6 der Anfahreinrichtung 3 zugeführte Schmierdruck p_SD größer als der dem Kolbenraum 4 der Anfahreinrichtung 3 zugeführte Arbeitsdruck p_A, wobei die Differenz zwischen dem Schmierdruck p_SD und dem Arbeitsdruck p_A zum ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 im Wesentlichen einem Druckwert entspricht, der der am Kolben 9 der Anfahreinrichtung 3 angreifenden Federkraft der Federeinrichtung 5 entspricht.
Der Verlauf des Schmierdruckes p_SD ist im Wesentlichen über den gesamten Vorsteuerdruckbereich p_VS des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV1) konstant und ist in der in 1b mit der durch den Pfeil I dargestellten Art und Weise durch Verändern des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV2) bzw. p_VS_sys gegenüber der Abszisse verschiebbar. Der Arbeitsdruck p_A ist durch Verändern des durch das zweite Drucksteuerventil 11 einstellbaren Vorsteuerdruckes p_VS(DBV2) oder p_VS_sys in der gleichen Art und Weise wie der Verlauf des Schmierdruckes p_SD entlang der Ordinate jeweils um den gleichen Wert wie der Verlauf des Schmierdrucks p_SD verschiebbar.
Des Weiteren weisen die in 1b dargestellten Verläufe des Arbeitsdruckes p_A ein zu dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 proportionales Verhalten auf und steigt ausgehend vom ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 über den Vorsteuerdruckbereich p_VS stetig und linear an.
Das zum ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 vorliegende Druckniveau des Schmierdruckes p_SD, stellt sich im Wesentlichen bei einem Vorsteuerdruckwert p_VS(DBV2) des zweiten Druckbegrenzungsventils 11 von 0 bar und aufgrund der am Ventilschieber DBV2_S anliegenden Federkraft der Federeinrichtung DBV2_F des zweiten Druckbegrenzungsventiles DBV2 ein, wobei der Schmierdruck p_SD bei konstantem Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 auf diesem Druckniveau verbleibt. Mit steigendem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) steigt der Arbeitsdruck p_A an und erreicht zu einem zweiten Vorsteuerdruckwert p_VS_1 des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV1) des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 das Druckniveau des Schmierdruckes p_SD, womit der Kolben 9 der Anfahreinrichtung 3 im Wesentlichen kraftausgeglichen ist. Mit ansteigendem Vorsteuerdruckwertwerten des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV1) des ersten Druckbegrenzungsventiles DBV1 übersteigt der Arbeitsdruck p_A den Schmierdruck p_SD, womit der Kolben 9 das Lamellenpaket 7 zunehmend verpresst und die Übertragungsfä higkeit der Anfahreinrichtung 3 ansteigt, bis die Lamellenkupplung bzw. die Anfahreinrichtung 3 vollständig geschlossen ist.
Der dem Hydraulikraum 6 ausgehend vom zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 zugeführte Hydraulikvolumenstrom wird anschließend dem Versorgungskreislauf 2 der Getriebeeinrichtung zugeführt, wobei das Hydraulikfluid zunächst eine Kühlereinrichtung 13 zur bedarfsweisen Reduzierung der Hydraulikfluidtemperatur durchströmt, bevor es in den Versorgungskreislauf 2 eintritt.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Drehmoment führende Teil der Anfahreinrichtung 3 mit dem primären Systemdruck bzw. vom Primärdruck p_prim versorgt, während der durch den Hydraulikraum 6 geführte Kühlölvolumenstrom mit dem sekundären Systemdruck bzw. vom Sekundärdruck p_sek versorgt wird. Die Kühlung des Lamellenpaketes 7 der Anfahreinrichtung 3 sowie der im Hydraulikraum 6 der Anfahreinrichtung 3 gemäß 1a wirkende Hydraulikdruck p_in, der zu dem Arbeitsdruck p_A im Kolbenraum 4 einen Gegendruck darstellt, stehen stark in Abhängigkeit der Hydraulikfluidtemperatur sowie der Drehzahl einer Antriebsmaschine des Antriebstranges eines Fahrzeugs. Die Drehzahl- und Temperaturabhängigkeit wirkt sich direkt auf die Übertragungsfähigkeit der Anfahreinrichtung 3 aus, da die am Kolben 9 der Anfahreinrichtung 3 anliegende resultierende Kraftkomponente sich aus der Differenz des Arbeitsdruckes und des Schmierdruckes ergibt.
Um die Drehzahl- und Temperaturabhängigkeit des Schmierdruckes p_SD bzw. der dazu äquivalenten Hydraulikdrücke p_vor, p_in oder p_na direkt auf den Arbeitsdruck p_A abbilden zu können, wird der Schmierdruck p_SD in vorbeschriebener Art und Weise additiv zur proportionalen Vorsteuersignalcharakteristik des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 über die Leitung L1 auf die zweite Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 zurückgeführt. Idealerweise wird dadurch der Arbeits druck p_A bzw. der Druck im Kolbenraum 4 der Anfahreinrichtung 3 genau um den Druckwert geändert, um den sich der Hydraulikdruck p_in im Hydraulikraum 6 temperatur- und/oder drehzahlbedingt verändert.
Da der im Hydraulikraum 6 vorliegende Hydraulikdruck p_in nicht bzw. nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand direkt aus dem Hydraulikraum 6 auf die zweite Rückführsteuerkante DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 zurückführbar ist, wird die zweite Rückführsteuerkante DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 vorzugsweise mit dem im Zuführbereich des Hydraulikraumes 6 stromab des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 und/oder mit dem im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes 6 stromauf der Kühlereinrichtung 13 wirkenden Hydraulikdruck p_vor bzw. p_na beaufschlagt.
2 zeigt einen Vergleich dreier Volumenstrom-/Druckcharakteristiken der Vorrichtung 1 im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6, im Hydraulikraum 6 und im Rücklaufbereich 6 des Hydraulikraumes 6. Daraus geht hervor, dass der im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 vorliegende hydraulische Druck p_vor, der im Wesentlichen dem durch das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellten Schmierdruck p_SD entspricht, größer ist als der im Hydraulikraum 6 anliegende Hydraulikdruck p_in. Des Weiteren ist ersichtlich, dass der im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes 7 wirkende Hydraulikdruck p_na kleiner ist als der im Hydraulikraum 6 wirkende Hydraulikdruck p_in, wobei der Hydraulikdruck p_na im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes 6 im Wesentlichen aus dem Strömungswiderstand der Kühlereinrichtung 13 und dem Strömungswiderstand des stromab der Kühlereinrichtung 13 angeordneten Versorgungskreislaufes 2 der Getriebeeinrichtung resultiert. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit des jeweils auf die zweite Rückführsteuerzunge 2 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 zurückgeführten Hydraulikdruckes p_vor bzw. p_na vorzugsweise eine Korrektur durchzuführen ist, um die im Hydraulikraum 6 tatsächlich vorliegenden Druckverhältnisse exakt im Bereich des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 abbilden zu können.
Die auftretenden Abweichungen zwischen den Drücken p_vor, p_in und p_na des Hydraulikdruckes im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6, im Hydraulikraum 6 selbst und im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes 6 beruhen auf hydrodynamischen Strömungsverlusten, welche vorliegend durch Einstellung eines entsprechenden Flächenverhältnisses zwischen einer mit der zweiten Rückführsteuerkante DBV12 korrespondierenden Wirkfläche 14 des Ventilschiebers DBV1_S des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 und einer weiteren Wirkfläche 15 des Ventilschiebers DBV1_S, die mit der ersten Rückführsteuerkante DBV16 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 korrespondiert, ausgeglichen werden.
In 3 ist das erste Druckbegrenzungsventil DBV1 in einer vergrößerten Einzellängsschnittansicht dargestellt, das zur Kompensation der Abweichung zwischen dem auf die zweite Rückführsteuerzunge DBV12 zurückgeführten Hydraulikdruckes p_vor bzw. p_na und dem Hydraulikdruck p_in im Hydraulikraum 6 im Betriebstemperaturbereich der Vorrichtung 1 mit einer entsprechenden Ventilübersetzung ausgeführt. Bei einer Rückführung des im Hydraulikraum 6 vorliegenden Hydraulikdruckes p_in auf die zweite Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 ist das Flächenverhältnis zwischen der Wirkfläche 14 und der weiteren Wirkfläche 15 des Ventilschiebers DBV1_S gleich Eins.
Wird hingegen der im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 anliegende Hydraulikdruck p_vor oder der im Rücklaufbereich des Hydraulikraumes 6 vorliegende Hydraulikdruck p_na auf das erste Druckbegrenzungsventil DBV1 zurückgeführt, ist das Flächenverhältnis von Eins in nachbeschriebener Art und Weise zu korrigieren.
Der Druckverlust zwischen Einlass und Auslass des Hydraulikraumes 6 sowie der in Bezug auf den Arbeitsdruck p_A im Kolbenraum 4 wirkende Gegendruck bzw. Hydraulikdruck im Hydraulikraum 6 fließen dabei in die Korrektur ein, wobei ein am Kolben 9 anliegender Effektivdruck p_eff gemäß nachfolgendem formelmäßigem Zusammenhang bestimmbar ist: p_eff = p_VS(DBV1) × A16/A15 + p_vor/na × A14/A15 – F_Fed/A15
Dabei entspricht die Variable F_Fed der Federkraft der Federeinrichtung DBV1_F des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1, die Variable A16 der Stirnfläche des Ventilschiebers DBV1_S, welche mit dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) beaufschlagt wird, die Variable A15 der Wirkfläche 15 des Ventilschiebers DBV1_S im Bereich der ersten Rückführsteuerzunge DBV16 und die Variable A14 der Wirkfläche 14 des Ventilschiebers DBV1_S im Bereich der zweiten Rückführsteuerzunge DBV12.
Aufgrund der Druckverluste ist die Ventilübersetzung des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 bzw. das Flächenverhältnis der Wirkflächen 14 und 15 des Ventilschiebers DBV1_S des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 im Bereich der beiden Rückführsteuerkanten DBV12 und DBV16 bei Rückführung des Hydraulikdrucks p_vor um einen Faktor f_vor kleiner Eins und bei der Rückführung des Hydraulikdrucks p_na im Rücklaufbereich des Hydraulikraums 6 mit einem Faktor f_na größer Eins gegenüber dem Flächenverhältnis von Eins zu korrigieren. Dabei ist der Korrekturfaktor f_vor gemäß nachstehendem formelmäßigen Zusammenhang bestimmbar, wenn der Druckverlust der Zuleitung und Ableitung nahezu gleich ist: f_vor = (p_vor + p_na)/(2 × p_vor)
Der Korrekturfaktor f_na ist dagegen wie folgt bestimmbar: f_na = (p_vor + p_na)/(2 × p_na)
In 4a ist ein Hydraulikschema einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, welches sich von dem in 1a gezeigten Hydraulikschema des ersten Ausführungsbeispieles im Wesentlichen nur in der Ausgestaltung des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 unterscheidet, weshalb nachfolgend nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen wird und bezüglich der Funktionalität der Vorrichtung 1 gemäß 4a im Wesentlichen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
Das erste Druckbegrenzungsventil DBV1 der Vorrichtung 1 gemäß 4a weist neben den Steuerzungen DBV11 bis DBV16 und DBV10 drei weitere Steuerzungen DBV17, DBV18, und DBV19 auf, um den vom zweiten Drucksteuerventil 11 einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 über eine Zulaufsteuerzunge DBV19 und eine Ablaufsteuerzunge DBV18 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 ausgehend vom zweiten Drucksteuerventil 11 zu dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 zu führen. Die Ablaufsteuerzunge DBV18 ist ventilschieberseitig mit einer Entlastungssteuerzunge DBV17 verbindbar, wenn die Verbindung zwischen der Zulaufsteuerzunge DBV19 und der Ablaufsteuerzunge DBV18 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 ventilschieberseitig gesperrt ist. Damit ist der Leitungsbereich zwischen der Ablaufsteuerzunge DBV18 und dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 über die Entlastungssteuerzunge DBV17 in Richtung des damit verbundenen drucklosen Hydraulikfluidreservoirs entlastbar.
Mit einem derart ausgeführten ersten Druckbegrenzungsventil DBV1 ist das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 erst bei einer entsprechenden Stellung des Ventilschiebers DBV1_S des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 mit dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV2) bzw. p_VS_sys beaufschlagbar, so dass sich beispielsweise eine durch das zweite Drucksteuerventil 11 eingestellte Systemdruckerhöhung erst bei einer Durchschaltung des Vorsteuerdru ckes p_VS(DBV2) im Bereich des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 in Richtung des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 auf die Ansteuerung des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 auswirkt.
4b zeigt eine 1b entsprechende Darstellung von Verläufen des Arbeitsdruckes p_A und des Schmierdruckes p_SD, wobei die Verläufe im Wesentlichen den in 1b dargestellten Verläufen entsprechen und an dieser Stelle auf die oben stehende Beschreibung zu 1b verwiesen wird.
5a zeigt ein Hydraulikschema eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, welche sich von dem in 1a dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 durch ein zusätzliches Schaltventil SV unterscheidet, welches sowohl in dem Strömungsweg des Hydraulikfluides zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 und dem Hydraulikraum 6 sowie zwischen dem Hydraulikraum 6 und der Kühlereinrichtung 13 angeordnet ist.
Das Schalventil SV ist mit mehreren Steuerzungen SV1 bis SV7, einem Ventilschieber SV_S und einer Federeinrichtung SV_F ausgeführt, wobei das Schaltventil SV im Bereich einer der Federeinrichtung SV_F abgewandten Stirnfläche des Ventilschiebers SV_S mit dem über das erste Drucksteuerventil 10 einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS(SV) der dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 entspricht, entgegen der Federkraft der Federeinrichtung SV_F beaufschlagbar ist.
Der restliche Teil des Hydraulikschemas der Vorrichtung 1 gemäß 5a entspricht im Wesentlichen dem Hydraulikschema der Vorrichtung 1 gemäß 1a, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung im wesentlichen auf den Bereich des Hydraulikschemas der Vorrichtung 5a eingegangen wird, welcher mit dem Schaltventil SV in Verbindung steht.
Die Schmierdrucksteuerzunge DBV23 des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 ist mit einer Schmierdrucksteuerzunge SV3 des Schaltventils SV verbunden, welche bei der in 5a dargestellten Ausgangslage des Schaltventils SV ventilschieberseitig mit einer Zulaufsteuerzunge SV2 des Schaltventils verbunden ist. Damit wird der über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellte Schmierdruck p_SD über das Schaltventil SV in Richtung des Hydraulikraumes 6 der Anfahreinrichtung 3 sowie der zweiten Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 geführt und der Hydraulikraum 6 in Abhängigkeit des am zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 anliegenden Sekundärdruckes p_sek von einem mit dem Schmierdruck p_SD korrespondierenden Hydraulikfluidvolumenstrom durchströmt.
Der aus dem Hydraulikraum 6 abfließende Hydraulikfluivolumenstrom wird bei der in 5a dargestellten Position des Ventilschiebers SV_S der Schaltventils SV über eine mit der Rücklaufsteuerzunge SV5 ventilschieberseitig verbundene Ablaufsteuerzunge SV4 in Richtung der Kühlereinrichtung 13 und des Versorgungskreislaufes 2 der Getriebeeinrichtung durchgeleitet.
5b zeigt eine 1b entsprechende Darstellung von Verläufen des Arbeitsdruckes p_A und des Schmierdruckes p_SD über dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) bzw. p_VS(SV) und des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV2) bzw. p_VS_sys, wobei die Verläufe des Schmierdruckes p_SD die Hydraulikdruckwerte wiedergeben, welche sich stromab des Schaltventils SV zwischen dem Schaltventil SV und dem Hydraulikraum 6 im Betrieb der Vorrichtung 1 einstellen.
Die in 5b gezeigten Verläufe des Arbeitsdruckes p_A und des Schmierdruckes p_SD entsprechen den in 1b dargestellten Verläufen des Arbeitsdruckes p_A und p_SD qualitativ in einem Vorsteuerdruckbereich p_VS zwischen einem ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 und einem dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2, zu dem der Ventilschieber SV_S des Schaltventils SV ausgehend von der in 5a dargestellten Position in Richtung einer Federraumsteuerzunge SV_7 verschoben wird und die Verbindung zwischen der Schmierdrucksteuerzunge SV3 des Schaltventils SV und der Zulaufsteuerzunge SV2 des Schaltventils SV ventilschieberseitig zunehmend gesperrt wird, während die Verbindung zwischen der Schmierdrucksteuerzunge SV3 und der mit der Kühlereinrichtung 13 wirkverbundenen Ablaufsteuerzunge SV4 des Schaltventils SV ventilschieberseitig freigegeben wird, so dass der über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 durchgeleite Hydraulikfluidvolumenstrom im Bereich des Schaltventils SV nicht mehr in Richtung des Hydraulikraumes 6 sondern in Richtung des Versorgungskreislaufes 2 der Getriebeeinrichtung geführt wird.
Die Umleitung des über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellten Hydraulikfluidvolumenstromes vom Hydraulikraum 6 in Richtung des Versorgungskreislaufes 2 wird dann durchgeführt, wenn die Anfahreinrichtung 3 vollständig geschlossen ist und schlupffrei betrieben wird. in einem derartigen Betriebszustand der Anfahreinrichtung 3 ist im Wesentlichen nur noch ein geringer Hydraulikfluidvolumenstrom durch den Hydraulikraum 6 erforderlich, um im Bereich des Lamellenpaketes 7 der Anfahreinrichtung 3 entstehende Wärme abzuführen.
Das über den Rücklauf des Hydraulikraumes 6 in Richtung des Schaltventils SV abfließende Hydraulikfluid wird über die Rücklaufsteuerzunge SV5 und die bei ventilschieberseitig gesperrter Verbindung zwischen der Schmierdrucksteuerzunge SV3 und der Zulaufsteuerzunge SV2 mit der Rücklaufsteuerzunge SV5 verbundenen Entlastungssteuerzunge SV6 in Richtung des damit verbundenen drucklosen Hydraulikfluidreservoirs abgeleitet.
Das Umschalten des Schaltventils SV zum dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 führt zu einer sprungförmigen Absenkung des im Bereich zwischen dem Schaltventil SV und dem Hydraulikraum 6 vorliegenden Schmier druckes p_SD bzw. Hydraulikdruckes p_vor, wobei die Druckabsenkung in Abhängigkeit einer zwischen einer zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 und dem Schaltventil SV verlaufenden Steuerleitung L3 und einer zwischen dem Schaltventil SV und dem Hydraulikraum 6 verlaufenden Steuerleitung L4 vorgesehenen Steuerleitung L5, die mit einer Drosseleinrichtung D1 ausgeführt ist, steht. Das bedeutet, dass der zum dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 vorliegende Druckabfall des Schmierdruckes p_SD im Bereich zwischen dem Schaltventil SV und dem Hydraulikraum 6 in Abhängigkeit der Drosselwirkung der Drossel D1 steht.
Da der Arbeitsdruck p_A aufgrund des auf die zweite Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 rückgeführten Schmierdruckes p_SD eingestellt wird, sinkt auch der Arbeitsdruck p_A zum dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2, zu dem das Schaltventil SV umschaltet, um die Druckabsenkung des Schmierdruckes p_SD ab. Anschließend weisen die Verläufe des Schmierdruckes p_SD im Bereich der Steuerleitung L4 einen in Abhängigkeit des Vorsteuerdruckes p_VS(DBV2) stehenden konstanten Verlauf auf, während die Verläufe des Arbeitsdruckes p_A mit steigendem Vorsteuerdruckwerten p_VS proportional zum Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) ansteigen.
Ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in 6a dargestellt, welches sich von der in 5a dargestellten Vorrichtung 1 lediglich im Bereich des Schaltventils SV unterscheidet, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung im Wesentlichen hierauf Bezug genommen wird.
Das Schaltventil SV der Vorrichtung 1 gemäß 6a ist mit einer weiteren Ablaufsteuerzunge SV8 ausgeführt, welche mit der Ablaufsteuerzunge SV4 verbunden ist. Dabei ist eine stromab der weiteren Ablaufsteuerzunge SV8 vorgesehene Steuerleitung L6, die die weitere Ablaufsteuerzunge SV8 mit der Ablaufsteuerzunge SV4 verbindet, mit einer Drosseleinrichtung D2 ausgeführt, mittels welcher nach dem Umschalten des Schaltventils SV zum dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 stromab des Schalventils SV im Vergleich zum Schaltventil SV der Vorrichtung 1 gemäß 5a ein höherer Strömungswiderstand darstellbar ist.
Dies resultiert aus der Tatsache, dass vor dem Umschalten des Schaltventils SV der über das zweite Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellte Hydraulikfluidvolumenstrom über das Schaltventil SV in den Hydraulikraum 6 und anschließend vom Hydraulikraum 6 über das Schaltventil SV in Richtung der Kühlereinrichtung 13 und des Versorgungskreislaufes 2 geführt wird. Nach dem Umschalten des Schaltventils SV wird der vom zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 eingestellte Hydraulikfluidvolumenstrom ausgehend von der Schmierdrucksteuerzunge SV3 des Schaltventils SV sofort in Richtung der Kühlereinrichtung 13 und des Versorgungskreislaufes 2 geführt, ohne den Hydraulikraum 6 und die zum Hydraulikraum 6 hinführenden und vom Hydraulikraum 6 weg verlaufenden Steuerleitungen der Vorrichtung 1 zu Durchströmen. Deshalb steht dem zweiten Druckbegrenzungsventil DBV2 im Bereich der Schmierdrucksteuerzunge DBV23 und der Rückführsteuerzunge DBV21 nach dem Umschalten des Schaltventils SV bei der Vorrichtung 1 gemäß 5a ein geringerer Gegendruck entgegen wie bei der Vorrichtung 1 gemäß 6a, die im Bereich der Steuerleitung L6 mit der Drosseleinrichtung D2 ausgeführt ist. Damit wird auf einfache Art und Weise vermieden, dass der im Bereich des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 eingestellte Schmierölvolumenstrom durch eine Reduzierung des Gegendruckes stromab des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 erhöht wird.
6b zeigt Verläufe des Arbeitssteuerdruckes p_A im Zulaufbereich des Kolbenraumes 6 und des Schmierdruckes p_SD im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 der Anfahreinrichtung 3, wobei die Verläufe im Wesentli chen den in 5b dargestellten Verläufen entsprechen, weshalb an dieser Stelle auf die Beschreibung zur 5b verwiesen wird.
7a zeigt ein Hydraulikschema einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, welche im Wesentlichen dem in 6a dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht und sich im Wesentlichen von der Vorrichtung 1 gemäß 6a im Vorsteuerbereich des Schaltventils SV unterscheidet.
Das Schaltventil SV ist sowohl über das erste Drucksteuerventil 10 als auch über ein zusätzliches Magnetventil 20 mit Vorsteuerdruck beaufschlagbar, wobei die Auswahl, mit welchem Vorsteuerdruck das Schaltventil SV angesteuert wird, über ein als Kugelventil ausgeführtes Oder-Ventil 21 erfolgt. Über das Magnetventil 20 bzw. den zusätzlichen Aktuator besteht bei gleichzeitig niedrigem Systemdruck und Arbeitsdruck p_A die Möglichkeit eine Schlupfregelung der Anfahreinrichtung 3 durchzuführen.
In 7b sind Verläufe des Arbeitsdruckes p_A und des Schmierdruckes p_SD im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 6 während des Betriebs der Vorrichtung 1 gemäß 7a dargestellt, wobei die Verläufe grundsätzlich den in 6b dargestellten Verläufen entsprechen, weshalb auf die Beschreibung zur 5b verwiesen wird.
In 8a ist ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, welches zur Ansteuerung einer als nasslaufende Anfahrkupplung an ausgeführten Anfahreinrichtung 3 vorgesehen ist und sich im Wesentlichen von dem in 7a dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Schaltventils SV unterscheidet.
Zusätzlich zeigt 9a die Vorrichtung 1 gemäß 8a, mittels welcher eine als so genannter Dreileitungswandler ausgeführte Anfahreinrichtung 3 betreibbar ist. Bei der Anfahreinrichtung 3 gemäß 9a begrenzt der Torusraum des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 25 den Hydraulikraum 6 während der Kolbenraum 4 der Anfahreinrichtung 3 von einem Gehäuse 26 und dem Kolben 9 einer dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 25 zugeordneten Wandlerüberbrückungskupplung 27 begrenzt ist.
Die die Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 8a und die die Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 9a umgebende Peripherie sind identisch ausgeführt. Die Vorrichtungen 1 gemäß 8a und 9a werden jedoch aufgrund der verschiedenen Funktionalitäten der Anfahreinrichtungen 3 unterschiedlich betrieben, was aus den in 8b und 9b dargestellten Verläufen des Arbeitsdruckes p_A im Zulaufbereich des Kolbenraumes 4 und des Schmierdruckes p_SD im Zulaufbereich des Hydraulikraumes 8 der Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung gemäß 8a und der Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 9a hervorgeht, wobei die in 8b dargestellten Verläufe prinzipiell den in 5b dargestellten Verläufen entsprechen.
Ein Hydraulikschema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in 10a gezeigt, wobei mittels der Vorrichtung 1 eine als so genannter Zweileitungswandler ausgeführte Anfahreinrichtung 3 betreibbar ist. Dabei entspricht die die Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 10a umgebende Peripherie im Wesentlichen den Peripherien der Vorrichtungen 1 gemäß 8a und 9a.
Der wesentliche Unterschied zwischen den Vorrichtungen 1 gemäß 8a bzw. 9a und der Vorrichtung 1 gemäß 10a ergibt sich aus dem systembedingten Unterschied des Zweileitungswandlers gegenüber einem Dreileitungswandler und gegenüber einer nasslaufenden Anfahrkupplung, da der Zweileitungswandler bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung ausgehend von der Zulaufsteuerzunge SV2 des Schaltventils SV überströmt wird und anschließend der Rücklauf des Zweileitungswandlers in Richtung der Ar beitsdrucksteuerzunge DBV_14 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 geführt wird.
Damit der durch die als Zweileitungswandler ausgeführte Anfahreinrichtung 3 geführte Hydraulikfluidvolumenstrom anschließend durch die Kühlereinrichtung 13 und den stromab der Kühlereinrichtung 13 angeordneten Versorgungskreislauf 2 führbar ist, ist die Entlastungssteuerzunge DBV13 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 abweichend von den Vorrichtungen 1 gemäß 8a und 9a über eine Steuerleitung L10 mit der Rücklaufsteuerzunge SV5 des Schaltventils SV verbunden. Die Rücklaufsteuerzunge SV5 des Schaltventils SV ist bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung 27 der Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 10a ventilschieberseitig mit der Ablaufsteuerzunge SV4 des Schaltventils SV verbunden, so dass das über den Zweileitungswandler geführte Hydraulikfluid sowohl der Kühlereinrichtung 13 als auch dem Versorgungskreislauf 2 zuführbar ist. Das bedeutet, dass der bei den in 1a bis 9a dargestellten Vorrichtungen 1 von der Arbeitsdrucksteuerzunge DBV14 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 dem Kolbenraum 4 zugeführte Arbeitsdruck p_A bei der Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 10a zunächst dem Rücklaufdruck des Kolbenraumes 4 der Anfahreinrichtung 3 entspricht.
In 10b sind jeweils zwei Verläufe des Schmierdruckes p_SD zwischen dem Schaltventil SV und der Anfahreinrichtung 3 sowie des Arbeitsdruckes p_A zwischen der Anfahreinrichtung 3 und dem Schaltventil SV bzw. zwischen der Anfahreinrichtung 3 und dem ersten Druckbegrenzungsventil DBV1 über dem Vorsteuerdruck p_VS(DBV1) bzw. p_VS(SV) dargestellt.
Zum ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 ist der Arbeitsdruck p_A kleiner als der Schmierdruck p_SD, wobei der Schmierdruck p_SD den Zulaufdruck p_vor des Hydraulikraumes 6 des Zweileitungswandlers bzw. der Anfahreinrichtung 3 der Vorrichtung 1 gemäß 10a darstellt und der Arbeits druck p_A prinzipiell dem Rücklaufdruck p_na des Hydraulikraumes 6 des Zweileitungswandlers 3 entspricht. Mit steigenden Vorsteuerdruckwerten p_VS steigen die Verläufe des Arbeitsdruckes p_A proportional zum Vorsteuerdruck p_VS an, während die Verläufe des Schmierdrucks p_SD über einen konstanten Verlauf aufweisen. Zu dem dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 erreicht der Vorsteuerdruck p_VS(SV) des Schaltventils SV einen Druckwert, zu welchem das Schaltventil SV von der in 10a dargestellten Position vollständig in Richtung der Federraumsteuerzunge SV7 umschaltet, wobei der Schmierdruck p_SD sprungartig auf ein Druckniveau absinkt, welches durch die Drosselwirkung der Drossel D1 eingestellt wird.
Dadurch, dass der Schmierdruck p_SD an der zweiten Rückführsteuerzunge DBV12 des ersten Druckbegrenzungsventils DBV1 anliegt, sinken auch die Verläufe des Arbeitsdruckes p_A um die Druckabsenkung des Schmierdruckes p_SD ab. Mit weiter steigenden Vorsteuerdruckwerten p_VS steigen die Verläufe der Arbeitsdrücke p_A proportional zum Vorsteuerdruck p_VS an, während die Verläufe des Schmierdruckes p_SD auf dem durch die Drosseleinrichtung D1 eingestellte Druckniveau konstant verbleiben. Zu einem vierten Vorsteuerdruckwert p_VS_3 übersteigt der Arbeitsdruck p_A den Schmierdruck p_SD, womit die Wandlerüberbrückungskupplung 27 der Anfahreinrichtung 3 geschlossen ist und die Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 27 mit zunehmendem Effektivdruck p_eff, der der Differenz zwischen dem Arbeitsdruck p_A und dem Schmierdruck p_SD entspricht, bis auf ihren vollen Wert ansteigt.
Das Schaltventil SV ist bei den Vorrichtungen 1 gemäß 8a bis 10a im Vergleich zu der Vorrichtung 1 gemäß 7a mit einer weiteren Entlastungssteuerzunge SV_9 ausgeführt, die ventilschieberseitig mit der Zulaufsteuerzunge SV_2 des Schaltventils SV in Wirkverbindung bringbar ist.
Des Weiteren ist die Rücklaufsteuerzunge SV_5 bei den Vorrichtungen 1 gemäß 8a bis 10a über ein viertes Druckbegrenzungsventil DBV4 mit dem drucklosen Hydraulikfluidreservoir verbindbar, wobei das vierte Druckbegrenzungsventil DBV4 im Wesentlichen den selben Aufbau wie das dritte Druckbegrenzungsventil DBV3 aufweist, wobei ein Wandlerfußpunkt über das als so genanntes Wandlerfußpunktventil ausgeführte vierte Druckbegrenzungsventil DBV4 im Bereich des Schaltventils SV eingestellt wird.
Zusätzlich ist stromab des Schaltventils SV zwischen dem Schaltventil SV und der Kühlereinrichtung 13 ein fünftes Druckbegrenzungsventil DBV5 vorgesehen, welches prinzipiell denselben konstruktiven Aufbau wie das dritte Druckbegrenzungsventil DBV3 aufweist. Das fünfte Druckbegrenzungsventil DBV5 stellt ein so genanntes Wandlerrückhalteventil dar, mittels welchem das Leerlaufen des Hydraulikraumes 6, der wahlweise den Wandlertorus bzw. den Kupplungstorus darstellt, bei abgestellter Hydraulikpumpe verhindert. Dabei besteht abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Anordnung des fünften Druckbegrenzungsventils DBV5 zwischen dem Schaltventil SV und der Kühlereinrichtung 13 auch die Möglichkeit, das fünfte Druckbegrenzungsventils DBV5 in den Rückführbereich des Hydraulikraumes 6 der Anfahreinrichtung 3 zwischen der Anfahreinrichtung 3 und dem Schaltventil SV anzuordnen.
Grundsätzlich entspricht der zum Schließen einer Anfahreinrichtung notwendige Hydraulikdruck dem am Kolben einer nasslaufenden Anfahrkupplung oder einer Wandlerüberbrückungskupplung angreifenden Effektivdruck p_eff, der sich aus der Differenz zwischen dem im Kolbenraum wirkenden Arbeitsdruck p_A und dem im Hydraulikraum 6 wirkenden Schmierdruck p_SD bzw. Hydraulikdruck p_in ergibt. Um die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes, d. h. der nasslaufenden Anfahrkupplung oder der Wandlerüberbrückungskupplung, gewährleisten zu können, kann es in bestimmten Betriebszuständen der Vorrichtung 1 notwendig sein, den Systemdruck p_sys durch Anheben des Vorsteuerdruckes p_VS_sys des zweiten Drucksteuerventils 11 zu erhöhen.
Beträgt der Hydraulikdruck p_in im Hydraulikraum 6 einer Anfahreinrichtung 3 beispielsweise 4 bar, muss der Arbeitsdruck p_A im Kolbenraum 4 zur Überwindung des Gegendrucks p_in im Hydraulikraum 6 und der Federkraft der Federeinrichtung 5 der Anfahreinrichtung 3, die beispielsweise 1 bar entsprechen kann, mindestens 5 bar sein, um das reibschlüssige Schaltelement der Anfahreinrichtung 3 zu schließen. Da der minimale Systemdruck in vielen Betriebszuständen einer Getriebeeinrichtung 5 bar nicht überschreitet, ist dann eine Systemdruckanhebung notwendig. Eine derartige Systemdruckanhebung wirkt sich jedoch negativ aus, wenn sie den Systemdruckbedarf weiterer Schaltelemente der Getriebeeinrichtung übersteigt.
Aus diesem Grund wird eine Systemdruckanhebung nur dann durchgeführt, wenn ein entsprechend hoher Durchfluss durch den Hydraulikraum einer Anfahreinrichtung und durch eine in Reihe zum dem Hydraulikraum geschaltete Kühlereinrichtung sowie durch einen stromab der Kühlereinrichtung angeordneten Versorgungskreislauf der Getriebeeinrichtung erforderlich ist.
Besonders bei einer als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführten Anfahreinrichtung kann ein erhöhter Durchfluss durch den Hydraulikraum für einen längeren Zeitraum nach dem Schließen der Kupplung gefordert sein, während bei als Zweileitungswandler oder Dreileitungswandler ausgeführten Anfahreinrichtungen der Durchfluss des Hydraulikraumes einer Anfahreinrichtung direkt vor dem Einregeln der Wandlerüberbrückungskupplungen reduziert werden kann. Daraus ergibt sich, dass Anfahreinrichtungen mit Drehmomentwandlern grundsätzlich keine außerordentliche Systemdruckanhebung zur Einstellung eines ausreichenden Effektivdrucks benötigen.
Alle Vorrichtungen 1 gemäß 5a bis 10a weisen die Gemeinsamkeit auf, dass bei möglicher Reduzierung des Durchflusses durch den Hydraulikraum 6 der Anfahreinrichtung 3 eine Umschaltung des stromab des zweiten Druckbegrenzungsventils DBV2 verlaufenden Hydraulikfluidvolumenstromes von einer Reihenschaltung in eine Parallelschaltung durchgeführt wird.
Damit ist eine starke Ölverschäumung vermeidbar, die bei einer dauerhaften Reihenschaltung mit hohem Durchfluss durch den Hydraulikraum auftritt, da die Getriebepumpe dann einen großen Volumenstrom aus dem Getriebesumpf über einen Ölfilter fördern muss.
Nach dem Übergang von der Reihenschaltung in die Parallelschaltung können die Anfahreinrichtungen 3 jeweils über eine Drosselsteuerung im Bereich der Drossel D1 mit reduziertem Volumenstrom in den Getriebesumpf durchströmt und gekühlt werden, während die Getriebeschmierung im Bereich des Versorgungskreislaufes über das als druckbegrenzendes Ventil ausgeführte Schaltventil direkt erfolgt.

1: Vorrichtung
2: Versorgungskreislauf
3: Anfahreinrichtung
4: Kolbenraum
5: Federeinrichtung der Anfahreinrichtung
6: Hydraulikraum
7: Lamellenpaket
8: Gehäuse
9: Kolben
10: Drucksteuerventil
11: weiteres Drucksteuerventil
12: Wirkfläche
13: Kühlereinrichtung
14: erste Wirkfläche
15: zweite Wirkfläche
17: Ventilplatte
18: Federeinrichtung
20: Magnetventil
21: Oder-Ventil
25: hydrodynamischer Drehmomentwandler
26: Gehäuse
27: Wandlerüberbrückungskupplung
D1, D2: Drosseleinrichtung
DBV1 bis DBV5: Druckbegrenzungsventil
DBV11 bis DBV110: Steuerzungen des ersten Druckbegrenzungsventils
DBV1_F: Federeinrichtung
DBV1_S: Ventilschieber
DBV21 bis DBV26: Steuerzungen des zweiten Druckbegrenzungsventils
DBV2_F: Federeinrichtung
DBV2_S: Ventilschieber
DRV: Druckregelventil
DRV_F: Federeinrichtung
DRV1 bis DRV5: Steuerzungen des Druckregelventils
DRV_S: Ventilschieber
L1, L3, L4, L5, L10: Steuerleitung
p_A: Arbeitsdruck
p_eff: Effektivdruck
p_prim: Primärdruck
p_SD: Schmierdruck
p_sek: Sekundärdruck
p_vor, p_in, p_na: Hydraulikdruck
p_VS: Vorsteuerdruck
p_VS_0 bis p_VS_3: Vorsteuerdruckwert
SV: Schaltventil
SV1 bis SV9: Steuerzungen des Schaltventils
SV_F: Federeinrichtung
SV_S: Ventilschieber

Claims

Vorrichtung (1) zum Betreiben einer mit einem hydraulischen Versorgungskreislauf (2) einer Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung bringbaren Anfahreinrichtung (3), die mit einem mit hydraulischem Druck (p_A) beaufschlagbaren Kolbenraum (4) zum Betätigen eines reibschlüssigen Schaltelementes (27) und mit einem mit hydraulischem Druck (6) beaufschlagbaren Hydraulikraum zum Kühlen und Schmieren eines Bereiches der Anfahreinrichtung (3) ausgeführt ist, wobei ein erstes druckvariables Druckbegrenzungsventil (DBV1) zum Regeln eines dem Kolbenraum (4) zuführbaren Arbeitsdruckes (p_A) und ein zweites druckvariables Druckbegrenzungsventil (DBV2) zum Regeln des dem Hydraulikraum (6) zuführbaren Schmierdruckes (p_SD) vorgesehen ist, deren Ventilschieber (DBV1_S, DBV2_S) jeweils in Abhängigkeit von über Drucksteuerventile (10, 11) einstellbaren Vorsteuerdrücken (p_VS(DBV1), p_VS(DBV2)) und an diesen angreifenden Federeinrichtungen (DBV1_F, DBV2_F) ansteuerbar sind, und wobei an einer ersten Rückführsteuerzunge (DBV16) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) der Arbeitsdruck (p_A) und an einer Rückführsteuerzunge (DBV21) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) der Schmierdruck (p_SD) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Bereich zwischen einer Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) und eines Rücklaufbereiches des Hydraulikraumes (6) vorliegender und zu dem Schmierdruck (p_SD) äquivalenter Hydraulikdruck (p_vor, p_in, p_na) an einer zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten druckvariablen Druckbegrenzungsventils (DBV1) anlegbar ist, der an dem Ventilschieber (DBV1_S) in Bezug auf den an der ersten Rückführsteuerzunge (DBV16) anliegenden Arbeitsdruck (p_A) entgegengerichtet angreift, wobei die Druckrückführung des Hydraulikdrucks (p_vor, p_in, p_na) auf das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) additiv zur Vorsteuersignalcharakteristik des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückführung des im Hydraulikraum (6) vorliegenden Hydraulikdruckes (p_in) auf die zweite Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) eine im Bereich der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) mit dem Hydraulikdruck (p_in) beaufschlagbare erste Wirkfläche (14) des Ventilschiebers (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventiles (DBV1) im wesentlichen einer zweiten Wirkfläche (15) des Ventilschiebers (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) entspricht, welche über die erste Rückführsteuerzunge (DBV16) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) mit dem Arbeitsdruck (p_A) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückführung des in einem Zulaufbereich des Hydraulikraumes (6) zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil (DBV2) und dem Hydraulikraum (6) vorliegenden Hydraulikdruckes (p_vor) auf die zweite Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) eine im Bereich der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) mit dem Hydraulikdruck (p_vor) beaufschlagbare erste Wirkfläche (14) des Ventilschiebers (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventiles (DBV1) kleiner als eine zweite Wirkfläche (15) des Ventilschiebers (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils ist, welche über die erste Rückführsteuerzunge des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) mit dem Arbeitsdruck (p_A) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückführung des in einem Rücklaufbereich des Hydraulikraumes (6) vorliegenden Hydraulikdruckes (p_na) auf die zweite Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) eine im Bereich der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV16) mit dem Hydraulikdruck (p_na) beaufschlagbare erste Wirkfläche (14) des Ventilschiebers (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventiles (DBV1) größer als eine zweite Wirkfläche (15) des Ventilschiebers (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) ist, welche über die erste Rückführsteuerzunge (DBV16) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) mit dem Arbeitsdruck (p_A) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der an der ersten Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) anliegende Arbeitsdruck (p_A) dem über das dem ersten Druckbegrenzungsventil (DBV1) zugeordneten Drucksteuerventil (10) einstellbaren Vorsteuerdrucks (p_VS(DBV1)) entgegenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) mit einer Entlastungssteuerzunge (DBV13) ausgeführt ist, die mit einem dritten Druckbegrenzungsventil (DBV3) verbunden ist und über den Ventilschieber (DBV1_S) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) mit einer Arbeitsdrucksteuerzunge (DBV14) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1), über welche der Kolbenraum (4) mit dem Arbeitsdruck (p_A) beaufschlagbar ist und die mit der ersten Rückführsteuerzunge (DBV16) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) in Wirkverbindung steht, verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) mit einer mit einem Primärdruckkreislauf der Getriebeeinrichtung verbindbaren Versorgungssteuerzunge (DBV15) ausgeführt ist, die bei ventilschieberseitig gesperrter Verbindung zwischen der Arbeitsdrucksteuerzunge (DBV14) und der Entlastungssteuerzunge (DBV13) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) mit der Arbeitsdrucksteuerzunge (DBV14) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Druckbegrenzungsventil (DBV2) eine mit einem Sekundärdruckkreislauf der Getriebeeinrichtung verbindbare Versorgungssteuerzunge (DBV22) aufweist, welche ventilschieberseitig mit der Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) verbindbar ist, über welche der Hydraulikraum (6) der Anfahreinrichtung mit dem Schmierdruck (p_SD) beaufschlagbar ist und die sowohl mit der Rückführsteuerzunge (DBV21) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) als auch mit der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) des zweiten Druckbegrenzungsventil (DBV2) bei ventilschieberseitig gesperrter Verbindung zwischen der Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) und der Versorgungssteuerzunge (DBV22) mit einer Entlastungssteuerzunge (DBV24) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckregelventil (DRV) vorgesehen ist, welches zwischen dem Primärdruckkreislauf und den Drucksteuerventilen (10, 11) angeordnet ist und mittels welchem ein Primärdruck (p_prim) des Primärdruckkreislaufes auf einen Reduzierdruck (p_red) einregelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikraum (6) über ein zwischen dem zweiten Druckbegrenzungsventil (DBV2) und dem Hydraulikraum (6) angeordnetes Schaltventil (SV) mit dem Schmierdruck (p_SD) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskreislauf (2) der Getriebeeinrichtung über das Schaltventil (SV) mit dem Schmierdruck (p_SD) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf des Hydraulikraumes (6) mit einer Rücklaufsteuerzunge (SV5) des Schaltventils (SV) verbunden ist, die über einen Ventilschieber (SV_S) des Schaltventils (SV) mit einer Ablaufsteuerzunge (SV4) des Schaltventils (SV) in Wirkverbindung bringbar ist, welche mit dem Versorgungskreislauf (2) verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (SV) mit einer Schmierdrucksteuerzunge (SV3) ausgebildet ist, welche mit der Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) verbunden ist, wobei die Schmierdrucksteuerzunge (SV3) des Schaltventils (SV) über den Ventilschieber (SV_S) des Schaltventils (SV) mit einer Zulaufsteuerzunge (SV2) des Schaltventils (SV) in Wirkverbindung bringbar ist, die mit dem Zulauf des Hydraulikraumes (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierdrucksteuerzunge (SV3) des Schaltventils (SV) bei ventilschieberseitig gesperrter Verbindung zwischen der Schmierdrucksteuerzunge (SV3) und der Zulaufsteuerzunge (SV2) des Schaltventils (SV) über den Ventilschieber (SV_S) des Schaltventils (SV) mit der Ablaufsteuerzunge (SV4) wirkverbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufsteuerzunge (SV2) des Schaltventils (SV) mit der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (SV) mit einer mit der Rücklaufsteuerzunge (SV5) des Schaltventils (SV) in Wirkverbindung bringbaren ersten Entlastungssteuerzunge (SV6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entlastungssteuerzunge (SV6) mit einem vierten Druckbegrenzungsventil (DBV4) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (SV) mit einer mit der Zulaufsteuerzunge (SV2) in Wirkverbindung bringbaren zweiten Entlastungssteuerzunge (SV9) ausgeführt ist, die mit dem vierten Druckbegrenzungsventil (DBV4) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verbindungen zwischen der Schmierdrucksteuerzunge (DBV23) des zweiten Druckbegrenzungsventils (DBV2) und der der Schmierdrucksteuerzunge (SV3) des Schaltventils (SV) sowie zwischen der Zulaufsteuerzunge (SV2) des Schaltventils (SV) und der zweiten Rückführsteuerzunge (DBV12) des ersten Druckbegrenzungsventils (DBV1) eine mit einer Drosseleinrichtung (1) ausgeführte Verbindung (L5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (SV) mit einer mit der Schmierdrucksteuerzunge (SV3) in Wirkverbindung bringbaren weiteren Ablaufsteuerzunge (SV8) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltventil (SV) und dem Versorgungskreislauf (2) der Getriebeeinrichtung ein fünftes Druckbegrenzungsventil (DBV5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) und das Schaltventil (SV) von demselben Drucksteuerventil (10) mit Vorsteuerdruck (p_VS(DBV1), p_VS(SV)) beaufschlagbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetventil (20) vorgesehen ist, mittels welchem das Schaltventil (SV) über ein Oder-Ventil (21) alternativ zu dem dem ersten Druckbegrenzungsventil (DBV1) zugeordneten Drucksteuerventil (10) mit Vorsteuerdruck (p_VS(SV)) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der über das mit dem zweiten Druckbegrenzungsventil (DBV2) korrespondierende Drucksteuerventil (11) einstellbare Vorsteuerdruck (p_VS(DBV2)) über das erste Druckbegrenzungsventil (DBV1) zum zweiten Druckbegrenzungsventil (DBV2) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung (3) als nasslaufende reibschlüssige Lamellenkupplung ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung (3) als hydrodynamischer Drehmomentwandler mit zugeordneter Wandlerüberbrückungskupplung (27), vorzugsweise als Zweileitungs- oder Dreileitungswandler, ausgeführt ist.