DE102006008169A1

DE102006008169A1 - Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102006008169A1
Application number: DE102006008169A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pape; Bernd Morthorst
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: DE102006008169B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei die Vorrichtung (1) ventilähnlich ausgebildet ist und mindestens eine Zuflussöffnung (2) und mindestens eine Abflussöffnung (3) für das Kühlmittel aufweist. Die Einstellung eines präzisen Kühlmittel-Volumenstromes ist dadurch realisierbar, dass die Vorrichtung (1) als ein Schieberventil mit einer Verstellblende (4) ausgeführt ist und dass das Schieberventil durch einen zusätzlich vorgesehenen Aktuator (5) ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Vorrichtung ventilähnlich ausgebildet ist und mindestens eine Zuflussöffnung und mindestens eine Abflussöffnung für das Kühlmittel aufweist.
Insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben bedarf die Kühlung der beiden Kupplungen eines möglichst exakt dosierten Kühlmittelstromes. In allgemeinen liegen die Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes "ineinander" verschachtelt, d.h. es existiert eine „innere Kupplung" und eine diese innenliegende Kupplung umgebende „äußere Kupplung". Der Kühlmittelstrom wird im allgemeinen zunächst mittig der inneren Kupplung zugeführt und gelangt insbesondere auch aufgrund von Fliehkräften dann in die äußere Kupplung, wobei der Kühlmittelstrom dann die beiden Kupplungen radial wieder verlässt. Insbesondere auch um größere Schleppmomente zu vermeiden, ist die Dosierung des Kühlmittelstromes in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrzeugzustände des Kraftfahrzeuges von großer Bedeutung.

Im Stand der Technik wird bisher bei den Doppelkupplungsgetrieben der Volumenstrom des Kühlmittels zu den Kupplungen über ein Proportional-Druckregelventil mit einem nachgeschalteten Schieberventil zur Verstärkung realisiert. Über das Schieberventil wird letztlich der Druck vor einer Blende entsprechend der Vorgabe durch das Proportional-Druckventil eingestellt. Hinter der Blende ist der Zulauf zu den Kupplungen angeordnet, der wiederum mit dem Umgebungsdruck verbunden ist, so dass sich auch bei hohen Volumenströmen nur kleine Staudrücke einstellen. Mit der Einstellung des Druckes vor der Blende ist eine dem Druck nahezu gleiche Druckdifferenz über die Blende zu verzeichnen und es ergibt sich mit höheren Differenzdrücken auch jeweils ein höherer Kühlmittel-Volumenstrom. Hierbei ist allerdings ungünstig, dass der funktionelle Zusammenhang zwischen Differenzdruck und Kühlmittel-Volumenstrom (Blendenformel) hinsichtlich der Steigung einen degressiven Verlauf hat. Bei einer nur geringen Druckdifferenz stellt sich daher bereits ein erheblicher Kühlmittel-Volumenstrom ein, wobei sich bei Erhöhung der Druckdifferenz der Kühlmittel-Volumenstrom nur noch in geringerem Ausmaß steigert. Mit dem bekannten System sind daher große Kühlmittel-Volumenströme präzise einstellbar, kleine Kühlmittel-Volumenströme jedoch nicht unbedingt präzise einstellbar.

Da aber die Zeiträume des Bedarfs für geringere Kühlmittel-Volumenströme für die Kupplungen einen deutlich größeren Anteil an der gesamtem Betriebsdauer haben, hat man in der Praxis versucht, die bisherigen Einstellungsgenauigkeiten der Kühlmittel-Volumenströme dadurch zu verbessern, dass man mit einer „getakteten Kühlung" arbeitet. Allerdings ist von Nachteil, dass hierdurch akustische Geräusche, insbesondere Pumpengeräusche wahrnehmbar sind, und teilweise, – bei grundsätzlich tendenziell zu hohen Kühlmittel-Volumenströmung – sich ein entsprechend hohes Schleppmoment in der geöffneten Kupplung einstellt.

Es sind auch Systeme bekannt, die eine Konstantdruckregelung auf der Versorgungsseite des Proportional-Druckregelventils durchführen, um den Einfluss unterschiedlicher Systemdrücke auf die resultierende Kühlmittelmenge zu minimieren. Hierdurch ergibt sich allerdings eine weitere Kostenerhöhung oder auch ein spürbarer Einfluss des Systemdruckes. In jedem Fall ist durch die Existenz eines hydraulischen Vorsteuerdurcksystems der zusätzliche Nachteil der Leckage gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die oben genannten Nachteile vermieden sind, insbesondere der Nachteil der Leckage verringert und eine präzise Steuerung des Kühlmittelstromes ermöglicht ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass die Vorrichtung als ein Schieberventil mit einer Verstellblenden-Funktion ausgeführt ist und dass das Schieberventil durch einen zusätzlich vorgesehenen Aktuator ansteuerbar ist. Dadurch, dass nun als Verstellblende ein Schieberventil selbst verwendet wird, wobei das Schieberventil durch einen separaten Aktuator ansteuerbar ist, ist es sehr präzise möglich, den Kühlmittel-Volumenstrom zu steuern. Weitere Komponenten wie bspw. ein Vorsteuerdrucksystem können entfallen, wodurch zusätzliche Leckage vermieden ist. Eine präzise Ansteuerung ist auch insbesondere aufgrund einer bevorzugten Ausführungsform des Aktuators als Linearaktuator gegeben, was im folgenden noch ausführlich erläutert werden wird. Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden soll nun mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazugehörenden Beschreibung näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt:
1 in schematischer Darstellung die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eine Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Steuerung des Kühlmittel-Volumenstromes für die entsprechende Kupplung bzw. Kupplungen, und
2 in schematischer Darstellung die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges. Die dargestellte Vorrichtung 1 dient insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung des Kühlmittel-Volumenstromes zu den Kupplungen eines ebenfalls hier nicht dargestellten Doppelkupplungsgetriebes.
Wie die 1 und 2 zeigt, ist die Vorrichtung 1 ventilähnlich ausgebildet und weist eine Zuflussöffnung 2 und eine Abflussöffnung 3 für das entsprechende Kühlmittel auf.
Über hier nicht dargestellte Leitungen ist die Zuflussöffnung 2 mit einer Kühlmittelversorgung verbunden, wobei die Abflussöffnung 3 über eine entsprechende Leitung vzw. mit den Kupplungen, insbesondere der „innenliegenden Kupplung" der beiden Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes verbunden ist. Gut zu erkennen ist, dass die Zuflussöffnung 2 bzw. die Abflussöffnung 3 hier innerhalb eines Gehäuses 1a der Vorrichtung 1 ausgebildet ist.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Vorrichtung 1 als ein Schieberventil mit einer Verstellblenden-Funktion ausgeführt ist und dass das Schieberventil durch einen zusätzlich vorgesehenen Aktuator 5 ansteuerbar ist. Dadurch, dass nun die Vorrichtung 1 selbst als Schieberventil ausgebildet ist und eine durch einen vzw. kegelförmigen Abschnitt 6a gebildete Verstellblende 4 aufweist, wobei das Schieberventil durch einen zusätzlich vorgesehenen Aktuator ansteuerbar ist, ist in dieser Kombination eine sehr präzise ansteuerbare Verstellblende 4 realisiert, so dass ein präziser Kühlmittel-Volumenstrom realisierbar ist. Es ist nicht notwendig ein Vorsteuerdrucksystem zu implementieren, so dass Leckage vermieden ist. Auch ist das erfindungsgemäße Schieberventil mit der Verstellblende kostengünstig herstellbar, so dass ein kostengünstiges System ausgebildet ist.
Vzw. ist der Aktuator 5 als Linearaktuator, insbesondere auch als Schrittmotor 5a ausgebildet. Damit ist eine feine Ansteuerung der Verstellblende 4 möglich, was im folgenden noch erläutert werden wird.
Die als Schieberventil ausgebildete Vorrichtung 1 weist nun einen Kolben 6 auf, der wiederum vzw. einen zumindest teilweise kegelförmig ausgebildeten Abschnitt 6a aufweist. Es ist aus 1 gut zu erkennen, dass durch den Kolben 6 bzw. durch den kegelförmigen Abschnitt 6a des Kolben 6 und durch die Abflussöffnung 3 die Verstellblende 4 gebildet ist. Der Kolben 6 ist nun innerhalb des Gehäuses 1a im wesentlichen axial über den Aktuator 5 verschiebbar. Hierdurch ist die Querschnittsöffnung der Abflussöffnung 3 durch eine im wesentlichen axiale Verschiebung des Kolbens 6a öffnenbar, verschließbar und/oder vzw. stufenlos veränderbar. Die Verstellblende 4 wird als vzw. gebildet aus dem kegelförmigen Abschnitt 6a des Kolbens 6 im Zusammenwirken mit der Querschnittsöffnung der Abflussöffnung 3.
Vzw. ist für den Kolben 6 eine erste Anschlagerkennung in Schließrichtung vorgesehen, insbesondere für den Kolben 6 auch eine zweite Anschlagerkennung in Öffnungsrichtung vorgesehen. Hierdurch bedingt kann durch einen regelmäßigen Abgleich der Weginformation des Kolbens 6 die Funktion der Schieberbewegung immer überprüft werden und im Endeffekt damit auch ein präziser Kühlmittel-Volumenstrom eingestellt werden.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 werden entschiedene Vorteile realisiert. Einerseits werden Leckagen vermieden, da kein Vorsteuerdrucksystem mehr vorhanden ist. Auch ist durch eine präzise Einstellung des Öffnungsquerschnittes der Abflussöffnung 3, also über die Einstellung des Öffnungsquerschnittes der so realisierten Verstellblende 4 die Einstellung, d.h. Steuerung und/oder Regelung eines sehr präzisen Kühlmittel-Volumenstromes möglich, so dass insbesondere auch Schleppmomente der Kupplungen vermieden werden können.

1: Vorrichtung
1a: Gehäuse
2: Zuflussöffnung
3: Abflussöffnung
4: Verstellblende
5: Aktuator
5a: Schrittmotor
6: Kolben
6a: Abschnitt

Claims

Vorrichtung (1) zur Steuerung und/oder Regelung der Kupplungskühlung eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei die Vorrichtung (1) ventilähnlich ausgebildet ist und mindestens eine Zuflussöffnung (2) und mindestens eine Abflussöffnung (3) für das Kühlmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als ein Schieberventil mit einer Verstellblenden-Funktion ausgeführt ist und dass das Schieberventil durch einen zusätzlich vorgesehenen Aktuator (5) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5) als Linearaktuator ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5) als Schrittmotor (5a) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberventil einen Kolben (6) mit einem zumindest teilweise kegelförmig ausgebildeten Abschnitt (6a) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kolben (6) und/oder den kegelförmigen Abschnitt (6a) des Kolbens (6) und durch die Abflussöffnung (3) die Verstellblende (4) realisiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsöffnung der Abflussöffnung (3) durch eine im wesentlichen axiale Verschiebung des Kolbens (6) öffnenbar, verschließbar und/oder veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kolben (6) eine erste Anschlagerkennung in Schließrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kolben (6) eine zweite Anschlagerkennung in Öffnungsrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen regelmäßigen Abgleich der Weginformation des Kolbens (6) die Funktion der Schieberbewegung überprüfbar und damit ein präziser Kühlmittel-Volumenstrom realisierbar ist.