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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern von Hydraulikfluid
eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung sowie ein Verfahren
zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 bzw. des Patentanspruches 15 näher
definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeuggetriebe
gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 13 näher definierten Art.
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Sowohl
zur Reduzierung des Verbrauchs als auch zur Verringerung der Schadstoffemissionen
von mit Verbrennungsmotoren ausgeführten und aus der Praxis bekannten
Fahrzeugen, ist es vorgesehen, Verbrennungsmaschinen von Fahrzeugen
mit Hilfe verschiedener Fahrzeugkonzepte in geeigneten Betriebszuständen der
Fahrzeuge abzuschalten.
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Derartige
Funktionen werden unter anderem als Motor-Start-Stop-Funktionen bezeichnet,
die in Abhängigkeit
von Betriebszuständen
verschiedenster Fahrzeugkomponenten aktiviert oder deaktiviert werden
und selbst bei kurzen Fahrzeugstillständen ein Abschalten der Verbrennungsmaschine
eines Fahrzeuges auslösen.
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Um
einen herkömmlichen
Fahrbetrieb durch eine Motor-Start-Stop-Funktion nicht zu beeinträchtigen,
ist bei einer fahrerseitig angeforderten Weiterfahrt des Fahrzeuges,
insbesondere bei der Einfahrt in stark befahrene und vorfahrtberechtigte
Straßen, ein
kurzer Startvorgang der Verbrennungsmaschine und ein sofortiger
Kraftschlussaufbau in einem Getriebe des Fahrzeuges erforderlich.
Bei herkömmlich ausgeführten Automatgetrieben
oder automatisierten Schaltgetrieben, welche mit nasslaufenden Lamellenkupplungen
ausgeführt
sind, werden die Kupplungen über
eine Getriebepumpe im Wesentlichen nur bei laufendem Verbrennungsmotor
mit dem erforderlichen Ansteuerdruck versorgt. Beim Kraftschlussaufbau
im Getriebe ist zunächst
ein Lüftspiel
der zu zuschaltenden Kupplungen zu überwinden und anschließend sind
die zu zuschaltenden Kupplungen durch ein Anheben des Ansteuerdruckes
gemäß vorgegebener
Zuschaltkennlinien vollständig
zu schließen.
Der Ausgleich des Lüftspiels
einer Kupplung sowie deren Zuschaltung in den Kraftfluss eines Getriebes
wird jeweils durch Führen
eines bestimmten Hydraulikfluidvolumenstromes in einem Kolbenraum der
hydraulisch ansteuerbaren und zu zuschaltenden Kupplung erreicht,
welches von der durch die gestartete Verbrennungsmaschine angetriebenen
Getriebepumpe bereit zu stellen ist.
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Sind
vor einer Wiederanfahrt des Fahrzeuges aufgrund der abgeschalteten
Verbrennungsmaschine mehrere Schaltelemente einer Getriebeeinrichtung
geöffnet
und für
die Wiederanfahrt des Fahrzeuges zu schließen, verlängert sich die Zeit zwischen
dem Beginn des Startvorganges der Verbrennungsmaschine und dem Zeitpunkt,
zu welchem der Kraftschluss im Getriebe vollständig hergestellt ist, unter
Umständen
derart, dass ein mit einer Motor-Start-Stop-Funktion ausgeführtes Fahrzeug nicht in einem
angestrebten Umfang betrieben werden kann.
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Damit
Fahrzeuge mit herkömmlich
ausgebildeten Getriebeeinrichtungen mit implementierter Motor-Start-Stop-Funktion
trotzdem in gewünschter
Art und Weise betrieben werden können,
ist bei an sich bekannten Fahrzeugen neben der Getriebehauptpumpe
eine weitere elektromotorisch betriebene Hydraulikpumpe vorgesehen,
deren Fördervolumen
von der Drehzahl der Verbrennungsmaschine unabhängig ist und die bei fehlender
Druckversorgung über die
Getriebehauptpumpe der Getriebeeinrichtung im Hydrauliksystem zumindest
einen Druck erzeugt, mittels dem das Lüftspiel der jeweils zu Herstellung des
Kraftschlusses im Getriebe zu zuschaltenden Kupplungen ausgleichbar
ist.
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Nachteilhafterweise
führt die
vorbeschriebene Ausgestaltung einer Getriebeeinrichtung mit einer von
der Verbrennungsmaschine antreibbaren Ge triebehauptpumpe und einer
elektromotorisch antreibbaren Zusatzpumpe im Vergleich zu Getriebeeinrichtungen,
die ohne Zusatzpumpe ausgebildet sind, zu einer Verschlechterung
des Getriebewirkungsgrades und zu einer Erhöhung der Herstellkosten einer
Getriebeeinrichtung. Zusätzlich
wird durch die Anordnung der vorzugsweise extern des Gehäuses eine Getriebeeinrichtung
vorgesehenen Zusatzpumpe ein Bauraumbedarf im Fahrzeug und ein konstruktiver Aufwand
aufgrund der hydraulischen Anbindung der Zusatzpumpe an das Hydrauliksystem
der Getriebeeinrichtung und der elektrischen Anbindung der Zusatzpumpe
an das elektrische Steuer- und Regelsystem eines Antriebstranges
eines Fahrzeugs in unerwünschtem
Umfang erhöht.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung
zum Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung
und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung sowie
ein Fahrzeuggetriebe mit einer solchen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen,
mittels welchen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
von insbesondere mit Motor-Start-Stop-Funktionen ausgeführten Fahrzeugen auf
einfache und kostengünstige
Art und Weise vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches
1, mit einem Fahrzeuggetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches
13 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches
15 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung
eines Fahrzeuges mit wenigstens einem von einer Gehäuseeinrichtung
und einer Begrenzungseinrichtung begrenzten und mit einem Hydrauliksystem
zum Austausch von Hydraulikfluid in Wirkverbindung bringbaren Speicherraum, dessen
Volumen in Abhängigkeit
eines Betriebszustandes der Begrenzungseinrichtung und/oder der Gehäuseeinrichtung
zwischen einem Minimum und einem Maximum vari ierbar ist, sind die
Begrenzungseinrichtung und/oder die Gehäuseeinrichtung von einer Ventileinrichtung
in einem die Verbindung zwischen dem Speicherraum und dem Hydraulikraum sperrenden
Zustand wenigstens in dem dem Maximum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustand entgegen eines Rückstellbestrebens
der Gehäuseeinrichtung
und/oder der Begrenzungseinrichtung ausgehend von einem von dem
Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten Betriebszustandes
verschiedenen Betriebszustand in Richtung ihres dem Minimum des
Volumenspeicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes haltbar.
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Damit
ist ein zur Ansteuerung von Schaltelementen einer Getriebeeinrichtung
vorgesehenes definiertes Hydraulikfluidvolumen unter Druck im Speicherraum
zwischenspeicherbar und betriebszustandsabhängig durch ventileinrichtungsseitige
Freigabe der Verbindung zwischen dem Speicherraum und dem Hydrauliksystem
aufgrund des Rückstellbestrebens
der Gehäuseeinrichtung
und/oder der Begrenzungseinrichtung in das Hydrauliksystem der Getriebeeinrichtung
mit definiertem Druck einleitbar.
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Durch
die einen Zusatzspeicher eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung
darstellende Vorrichtung zum Speichern von Hydraulikfluid besteht
auf einfache Art und Weise die Möglichkeit,
eine von einer Verbrennungsmaschine eines Fahrzeuges angetriebene
hydraulische Getriebepumpe während eines
Startvorganges der Verbrennungsmaschine dahingehend zu unterstützen, dass
dem Hydrauliksystem während
eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine insgesamt ein Hydraulikfluidvolumen
zugeführt
wird, welches für
einen Kraftschlussaufbau im Bereich der Getriebeeinrichtung innerhalb einer
vordefinierten Zuschaltzeit erforderlich ist.
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Die über die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems zusätzliche
Versorgung des Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung erfolgt
dabei vorzugsweise so schnell, dass keine für einen Fahrer spürbare Verzögerung des
Kraftschlussaufbaus im Antriebsstrang eines Fahrzeugs auftritt und
dass bei Erreichen einer Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine
die als Schaltkupplungen ausgeführten
sowie während
des Startvorganges einer Verbrennungsmaschine eines Fahrzeuges hydraulisch
anzusteuernden Schaltelemente bereits wieder befüllt und Lamellen von Lamellenpaketen
vollständig
aneinander angelegt sind.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist ein Leckageausgleich im Bereich einer Getriebeeinrichtung impulsartig
gleichzeitig mit dem Anlassen der Verbrennungsmaschine durchführbar, wodurch während der
Anlasszeit der Verbrennungsmaschine eine derartige Hydraulikfluidmenge
in das Hydrauliksystem mit hohem Volumenstrom eingeschoben wird,
dass die Kupplungen spätestens
am Ende des Startvorganges der Verbrennungsmaschine vollständig für einen
Zuschaltvorgang vorbereitet sind.
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Die über die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems zusätzliche
Versorgung des Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung erfolgt
dabei vorzugsweise so schnell, dass keine für einen Fahrer spürbare Verzögerung des
Kraftschlussaufbaus im Antriebsstrang eines Fahrzeugs auftritt.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung
ist die Begrenzungseinrichtung als ein in der wenigstens bereichsweise
als Zylinder ausgeführten
Gehäuseeinrichtung
zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung
längsverschieblich
angeordnetes Kolbenelement ausgebildet und der Speicherraum von
dem Kolbenelement und dem Zylinderbereich der Gehäuseeinrichtung
begrenzt, der während
einer Bewegung des Kolbenelementes in Richtung seiner ersten Endstellung
verkleinert und während
einer Bewegung des Kolbenelements in Richtung der zweiten Endstellung
vergrößert wird.
Diese Ausgestaltung der Vorrichtung ist durch einen konstruktiv
einfachen Aufbau gekennzeichnet und kostengünstig herstellbar.
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Bei
einer Weiterbildung der mit einer Kolben-Zylindereinheit ausgeführten erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Kolbenelement in Richtung seiner ersten Endstellung durch
eine in einem auf der dem Speicherraum abgewandten Seite des Kolbens angeordneten
Raum vorgesehene Federeinrichtung angefedert, womit das Rückstellbestreben
der Begrenzungseinrichtung ausgehend von einem Betriebszustand,
der von dem zu dem Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustand verschieden ist, in Richtung seines zu dem Minimum
des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes durch die Federeinrichtung bzw. deren Federkraft
realisiert ist.
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Alternativ
hierzu oder in Kombination dazu ist es bei vorteilhaften Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen, dass das Rückstellbestreben
der Gehäuseeinrichtung
und/oder der Begrenzungseinrichtung jeweils in Richtung ihres zu dem
Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten Betriebszustandes
wenigstens teilweise aufgrund einer während eines Überganges
von dem zu dem Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes in Richtung des zu dem Maximum des Volumens des
Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes auftretenden reversiblen Verformung der Gehäuseeinrichtung und/oder
der Begrenzungseinrichtung erzeugbar ist.
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Das
bedeutet, dass die Begrenzungseinrichtung und/oder die Gehäuseeinrichtung
während
eines Befüllvorganges
der Vorrichtung, der mit einer Vergrößerung des Volumens des Speicherraumes einhergeht,
durch den Befülldruck
reversibel verformt werden und in der Begrenzungseinrichtung und/oder der
Gehäuseeinrichtung
derartige innere Spannungen erzeugt werden, deren Abbau ein Ausschieben des
im Speicherraum gespeicherten Hydraulikfluidvo lumens in Richtung
des Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung führt. Der Abbau der inneren Spannungen
der Begrenzungseinrichtung und/oder Gehäuseeinrichtung wird durch die
aktivierte Halteeinrichtung, welche die Begrenzungseinrichtung und/oder
die Gehäuseeinrichtung
entgegen ihres Rückstellbestrebens
in dem zu dem Maximum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustand hält,
verhindert, wobei der Abbau der inneren Spannungen durch eine entsprechend
an der Begrenzungseinrichtung und/oder der Gehäuseeinrichtung angreifende
Federeinrichtung unterstützbar
ist.
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Die
Federeinrichtung kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer Schraubenfeder, einem Tellerfederpaket oder dergleichen
sowie mit einer Gasdruckfeder ausgeführt sein oder in Abhängigkeit
des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch eine Kombination
der vorgenannten Federarten aufweisen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebe
mit einem Hydrauliksystem, mit wenigstens einem zur Herstellung
eines Kraftschlusses hydraulisch anzusteuernden Schaltelement, einer
Vorrichtung gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 12 und einem elektrischen Getriebesteuergerät, ist die
Ventileinrichtung von dem elektrischen Getriebesteuergerät ansteuerbar.
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Damit
werden die Herstellkosten eines erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeuggetriebes im Vergleich
zu herkömmlichen
Fahrzeuggetrieben in nur geringem Umfang erhöht und die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist auf einfache Art und Weise in Abhängigkeit eines jeweils aktuellen
Betriebszustandes der Getriebeeinrichtung betätigbar.
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Bei
dem Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Fahrzeug
mit wenigstens einer Getriebeeinrichtung und einer Verbrennungsmaschine
ist es vorgesehen, dass die Ventileinrichtung bei Vorliegen einer
Anforderung zum Abschalten der Verbrennungsmaschine ge schlossen
wird. Damit ist sicher gewährleistet,
dass ein vollständig
befüllter
Speicherraum, der erst nach dem Abschalten der Verbrennungsmaschine
vom Hydrauliksystem im Bereich der Ventileinrichtung getrennt wird,
aufgrund eines im Hydrauliksystem bei abgeschalteter Verbrennungsmaschine
abfallenden Systemdruckes sich teilweise entleert und bei einem anschließenden Startvorgang
der Verbrennungsmaschine nicht das für einen schnellen Kraftschlussaufbau
im Bereich der Getriebeeinrichtung erforderliche Hydraulikfluidvolumen
zur Verfügung
gestellt werden kann.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigt:
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1 eine
stark schematisierte Blockschaltbilddarstellung eines Teils eines
Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung mit einer zugeordneten
und erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung;
und
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2 ein
verkürzt
dargestelltes Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
in stark schematisierter Blockschaltbilddarstellung einen Teil eines
Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung 1 mit einer
zugeordneten und erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung 2 zum
Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems 3 der
Getriebeeinrichtung 1 eines Fahrzeugs mit einem von einer
Gehäuseeinrichtung 4 und
einer Begrenzungseinrichtung 5 begrenzten und mit dem Hydrauliksystem 3 zum
Austausch von Hydraulikfluid in Wirkverbindung bringbaren Speicherraum 6.
Das Volumen des Speicherraums 6 ist in Abhängigkeit
eines Betriebszustandes der Begrenzungseinrichtung 5 zwischen
einem Minimum und einem Maximum variierbar. Die Begrenzungsein richtung 5 ist
von einer Ventileinrichtung 7 wenigstens in dem dem Maximum
des Volumens des Speicherraumes 6 äquivalenten Betriebszustand
entgegen eines Rückstellbestrebens
der Begrenzungseinrichtung 5 ausgehend von einem Betriebszustand,
der von dem zu dem Minimum des Volumens des Speicherraumes 6 äquivalenten
Betriebszustandes verschieden ist, in Richtung seines dem Minimum
des Volumens des Speicherraumes 6 äquivalenten Betriebszustandes in
einem die Verbindung zwischen dem Speicherraum 6 und dem
Hydrauliksystem 3 sperrenden Zustand haltbar.
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Der
in 1 dargestellte Teil des Hydrauliksystems 3 der
Getriebeeinrichtung 1 umfasst eine Getriebepumpe 8,
mittels der aus einem Ölsumpf 9 im
Wesentlichen drucklos vorliegendes Hydraulikfluid betriebszustandsabhängig einem
Hauptdruckventil 10 jeweils mit einem in Abhängigkeit
der vordefinierten Fördercharakteristik
der Getriebepumpe 8 stehenden Druck zugeführt wird.
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Zwischen
der Getriebepumpe 8 und dem Hauptdruckventil 10 ist
ein Rückschlagventil 11 angeordnet,
welches bei positivem Druckgefälle
zwischen dem Hauptdruckventil 10 und der Getriebepumpe 8 sperrt.
Stromab des Hauptdruckventiles 10 ist ein vorliegend als
druckvariables Druckbegrenzungsventil ausgeführtes Drucksteuerventil 12 vorgesehen,
mittels welchem der jeweils in Abhängigkeit des vorliegenden Betriebszustandes
der Getriebeeinrichtung 1 einzustellende Ansteuerdruck
für ein vorliegend
als reibschlüssige
Lamellenkupplung ausgeführtes
Schaltelement 13 der Getriebeeinrichtung 1 in
an sich bekannter Art und Weise vorgebbar ist.
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Die
vorliegend als Magnetventil ausgeführte Ventileinrichtung 7 ist
von einem elektrischen Getriebesteuergerät 14 ansteuerbar und
in Abhängigkeit des
jeweils vorliegenden Betriebszustandes der Getriebeeinrichtung 1 in
einen den Speicherraum 6 vom Hydrauliksystem 3 sperrenden
Zustand in einen die Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem 3 und dem
Speicherraum 6 freigebenden Zustand umschaltbar. Das elektrische
Getriebesteuergerät 14 ist mit einem
weiteren Steuergerät 15 wirkverbunden, welches
eine Rechnereinheit für
eine sogenannte Motor-Start-Stop-Funktion enthält. Mittels des Steuergerätes 15 ist
eine nicht näher
dargestellte Verbrennungsmaschine eines Fahrzeuges zur Verbrauchs-
und Schadstoffreduzierung in vordefinierten Betriebszuständen des
mit der Verbrennungsmaschine und der Getriebeeinrichtung 3 ausgeführten Fahrzeuges
abschaltbar. Zusätzlich
wird mittels des Steuergerätes 15 bei
aktivierter Motor-Start-Stopp-Funktion und bei Vorliegen verschiedener
vordefinierter Betriebszustandsparameter von Baugruppen des Fahrzeuges
jeweils eine Anforderung zum Zuschalten der abgeschalteten Verbrennungsmaschine
generiert.
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Zwischen
der Ventileinrichtung 7 und dem Speicherraum 6 ist
vorliegend ein in Füllrichtung
des Speicherraumes 6 sperrendes Rückschlagventil 16 und
eine das Rückschlagventil 16 umgehende
Bypassleitung 17 vorgesehen, welche mit einer Drosseleinrichtung 18 ausgeführt ist.
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Mittels
des Rückschlagventiles 16 und
der Drosseleinrichtung 18 in der Bypassleitung 17 besteht
auf einfache Art und Weise die Möglichkeit,
die Vorrichtung 2 von der fördernden Getriebepumpe 8 über einen
Systemdruck führende
Hydraulikleitung des Hydrauliksystems 3 der Getriebeeinrichtung 1, der
beispielsweise 15 bar und höher
sein kann, gedämpft
zu versorgen. Dadurch ist die Gehäuseeinrichtung 4 und
die Begrenzungseinrichtung 5 lediglich für einen über die
Drosseleinrichtung 18 einstellbaren und entsprechend geringeren
Befülldruck
auszulegen.
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Die
Drosseleinrichtung 18 bewirkt zusätzlich, dass der Systemdruck
des Hydrauliksystems 3 während der Befüllung des
Speicherraumes 6 aufgrund der durch die Drosseleinrichtung 18 verzögerten Bewegung
des Kolbenelementes bzw. der Begrenzungseinrichtung 5 nicht
in einem die Funktionsweise der Getriebeeinrichtung 3 negativ
beeinflussenden Umfang verändert
wird.
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Der
Speicherraum 6 der als Druckspeicher ausgeführten Vorrichtung 2 weist
in Abhängigkeit
des jeweils zugeordneten Getriebetyps ein Volumen auf, dass wenigstens
einem Füllvolumen
der für
den Anfahrvorgang eines Fahrzeuges zu schließenden Kupplungen in der Getriebeeinrichtung,
das beispielsweise 0,15 l ist, entspricht. Dabei wird bei entsprechendem
Fördervolumen
der Getriebepumpe 8 eine auf der dem Speicherraum 6 abgewandten
Seite des Kolbenelementes 5 vorgesehene Federeinrichtung 19 mit
steigendem Füllvolumen
des Speicherraumes 6 zunehmend gestaucht, bis das Kolbenelement 5 seine
zu dem Maximum des Volumens des Speicherraumes 6 äquivalente
Position bzw. Betriebszustand erreicht und an einem nicht näher dargestellten
Anschlag anliegt.
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Ist
der Speicherraum 6 der in 1 dargestellten
Vorrichtung 2 vollständig
befüllt
und soll die Verbrennungsmaschine gemäß einer fahrerseitigen Wunschvorgabe
abgeschaltet werden oder ergeht von der Motor-Start-Stop-Funktion eine Anforderung zum
Abschalten der Verbrennungsmaschine, wird die Ventileinrichtung 7 von
dem elektrischen Getriebesteuergerät 14 angesteuert,
welche vorliegend Befehle zur Ansteuerung der Ventileinrichtung 7 von dem
Steuergerät 15 über eine
schnelle Datenleitung erhält.
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Abweichend
von der in 1 dargestellten Ausführung, bei
der das elektrische Getriebesteuergerät 14 und das Steuergerät 15 getrennt
ausgeführt sind,
ist es bei einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsform
der Vorrichtung 2 vorgesehen, dass das Steuergerät 15 in
das elektrische Getriebesteuergerät integriert ist.
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Die
als Magnetventil ausgeführte
Ventileinrichtung 7 wird beim Abschalten des Verbrennungsmotors
bzw. bei Vorliegen einer Anforderung zum Abschalten der Verbrennungsmaschine
in einen die Verbindung zwischen dem Speicherraum 6 und
dem Hydrauliksystem 3 sperrenden Zustand durch Unterbrechen
der Bestromung überführt, womit
das im Speicherraum 6 vorliegende Hydraulikfluidvolumen mit
vordefiniertem Druck im Speicherraum 6 zwischengespeichert
ist.
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Ergeht
eine fahrerseitige Anforderung für
ein Zuschalten der Verbrennungsmaschine und/oder generiert das Steuergerät 15 mit
Hilfe der Motor-Start-Stop-Funktion
eine Zuschaltanforderung, wird das Magnetventil 7 wieder
bestromt und die Verbindung zwischen dem Speicherraum 6 und
dem Hydrauliksystem 3 freigegeben, wodurch das im Speicherraum 6 zwischengespeicherte
Hydraulikfluidvolumen impulsartig und gleichzeitig mit dem Anlassen der
Verbrennungsmaschine innerhalb der Anlasszeit der Verbrennungsmaschine
in Form eines hohen Volumenstromes in das Hydrauliksystem eingeleitet wird.
Durch diese Vorgehensweise ist gewährleistet, dass bei Erreichen
der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine die zuzuschaltenden
Kupplungen bzw. Schaltelemente der Getriebeeinrichtung 1 bereits
wieder befüllt
und angelegt sind.
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Am
Ende des Ausschiebevorganges des im Speicherraum 6 zwischengespeicherten
Hydraulikfluidvolumens befindet sich das Kolbenelement 5 in seinem
zu dem Minimum des Volumens des Speicherraumes 6 äquivalenten
Betriebszustand bzw. in seiner ersten Endstellung und die Federeinrichtung 19 ist
entspannt.
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Mit
steigender Förderleistung
der Getriebepumpe 8 wird aus dem Ölsumpf 9 Hydraulikfluid
sowohl in Richtung des Hauptdruckventiles 10 als auch in
Richtung der Ventileinrichtung 7 geführt. Sobald von der Getriebepumpe 8 ein Öldruck größer als
ein Schwellwert, der vorzugsweise bei etwa 5 bar liegt, erzeugt
wird, strömt
Hydraulikfluid parallel zur Druckversorgung der Getriebeeinrichtung 1 aus
einem Hauptdruckkanal zwischen dem Rückschlagventil 11 und
dem Hauptdruckventil 10 über die Ventileinrichtung 7 und
die Bypassleitung 17 in Richtung des Speicherraumes 6.
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Während des
Befüllvorganges
der Vorrichtung 2 stellt sich im Speicherraum 6 ein
Druck ein, der von der Federkonstanten der Federeinrichtung 19 abhängig ist.
Zu einem Zeitpunkt, zu dem der Speicherraum 6 vollständig gefüllt ist
und die Begrenzungseinrichtung 5 sich in ihrem zu dem Maximum des
Speicherraumes 6 äquivalenten
Betriebszustandes bzw. in ihrer zweiten Endstellung befindet, stellt sich
im Speicherraum 6 der zwischen der Getriebepumpe 8 und
dem Hauptdruckventil 10 vorliegende Getriebehauptdruck
ein.
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Während eines
herkömmlichen
Fahrzustandes des Fahrzeuges wird die Ventileinrichtung 7 von dem
elektrischen Getriebesteuergerät
konstant angesteuert und in ihrem geöffneten Zustand gehalten. Damit
besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, kurzzeitige Druckeinbrüche des
Getriebehauptdruckes durch Rückführung von
in der Vorrichtung 2 befindlichem Hydraulikfluid auszugleichen,
im Hydrauliksystem 3 der Getriebeeinrichtung 1 einen gleichmäßigen Öldruck einzustellen
und die Steuerfunktion des hydraulischen Steuergerätes der
Getriebeeinrichtung 1 auf einfache Art und Weise zu unterstützen.
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Bei
einem Betriebszustand des Fahrzeuges nahe eines Fahrzeugstillstandes
und einem sogenannten Stop-Start-Zyklus der Motor-Start-Stop-Funktion ergeht von
dem Steuergerät 15 ein
Steuersignal an das elektrische Getriebesteuergerät 14,
wodurch die Ventileinrichtung 7 vor einem Abschalten der
Verbrennungsmaschine geschlossen wird. Das nunmehr im Speicherraum 6 durch
Schließen
der Ventileinrichtung 7 eingeschlossene Hydraulikfluidvolumen
verbleibt unter Druck in der Vorrichtung 2, der durch die
Vorspannung der Federeinrichtung 19 erzeugt wird und beispielsweise
5 bar beträgt.
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Ergeht
beispielsweise durch Lösen
der Betriebsbremse oder einer Betätigung eines Gaspedals eine
fahrerseitige Anforderung zum Starten der Verbrennungsmaschine,
wird diese durch die Motor-Start-Stop-Funktion neu gestartet, wobei
von dem Steuergerät 15 wiederum
ein Steuersignal an das elektrische Getriebesteuergerät zum Öffnen der
Ventileinrichtung 7 ergeht.
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Dadurch
strömt
das in der Vorrichtung 2 unter Druck vorgehaltene Hydraulikfluid
während
des Anlassvorganges der Verbrennungsmaschine impulsartig in den
Hauptdruckkanal in Richtung des Hauptdruckventiles und unterstützt damit
die Förderleistung
der Getriebepumpe dahingehend, dass die Kupplungen während des
Anlassvorganges angelegt werden und bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl der
Verbrennungsmaschine bereits genügend
Hydraulikfluid im Hydrauliksystem 3 zur Verfügung steht,
um die Anfahrkupplungen anschließend geregelt schließen zu können. Während des
sich an den letztgenannten Vorgang anschließenden weiteren Betriebs des
Fahrzeugs wird die Ventileinrichtung 7 zur Neubefüllung des
Speicherraumes 6 in geöffnetem
Zustand gehalten.
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2 zeigt
ein verkürzt
dargestelltes Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben
der in 1 dargestellten Vorrichtung. Dabei wird das Verfahren
während
eines Schrittes S1 gestartet, wobei vorliegend von einer laufenden
Verbrennungsmaschine ausgegangen wird.
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Während eines
Abfrageschrittes S2 wird überprüft, ob eine
Anforderung zum Abschalten der Verbrennungsmaschine vorliegt. Bei
negativem Abfrageergebnis wird vor dem Abfrageschritt S2 zurückverzweigt,
während
bei positivem Abfrageergebnis während
eines weiteren Abfrageschrittes S3 überprüft wird, ob der Speicherraum 6 der
Vorrichtung 2 vollständig
befüllt
ist. Bei positivem Abfrageergebnis des Abfrageschrittes S3 wird
die Ventileinrichtung 7 von dem elektrischen Getriebesteuergerät 14 während eines
Schrittes S4 geschlossen und die Verbrennungsmaschine während eines
Schrittes S5 abgeschaltet.
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Wird
während
der Prüfung
des Abfrageschrittes S3 ermittelt, dass der Speicherraum 6 der Vorrichtung 2 nicht
vollständig
befüllt
ist, wird die Verbren nungsmaschine nicht abgeschaltet und während eines
Schrittes S3A auf seine Leerlaufdrehzahl eingestellt und auf diesem
Niveau weiter betrieben. Anschließend wird vor den Abfrageschritt
S3 zurückverzweigt
und die Überprüfung erneut
durchgeführt.
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Wird
auf dieser Stufe des Verfahrens keine vollständige Befüllung der Vorrichtung 2 erreicht,
wird an den Fahrer vorzugsweise ein Warnsignal ausgegeben, dass
die Funktionalität
der Vorrichtung 2 nicht in dem vorgegebenen Umfang vorliegt
und ein Kraftschluss im Getriebe durch die Motor-Start-Stop-Funktion nicht in
der vorgesehen Art und Weise zur Verfügung gestellt werden kann.
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An
den Schritt S5 schließt
sich ein weiterer Abfrageschritt S6 an, während dem überprüft wird, ob eine Anforderung
zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine vorliegt, wobei bei negativem
Abfrageergebnis vor den Abfrageschritt S6 zurückverzweigt wird.
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Wird
eine entsprechende Anforderung zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine
während
des Abfrageschrittes S6 ermittelt, wird die Ventileinrichtung 7 während eines
Schrittes S7 geschlossen und die Verbrennungsmaschine anschließend während eines
Schrittes S8 zugeschaltet, wobei nach dem Zuschalten der Verbrennungsmaschine
ausgehend vom Schritt S8 vor den Abfrageschritt S2 zurückverzweigt
wird.
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Neben
dem vorbeschriebenen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bei einer
vorteilhaften Variante des Verfahrens zur Beschleunigung der Impulsladung
der Vorrichtung 2 vorgesehen, die Befüllung des Speicherraumes 6 in
der nachbeschriebenen Art und Weise mit erhöhtem Befülldruck durchzuführen, wobei
die Federeinrichtung 19 der Vorrichtung 2 mit
einer Federkonstanten ausgeführt wird,
dass in der Vorrichtung 2 bzw. im Speicher raum 6 bei
maximaler Füllung
des Speicherraumes 6 und geschlossener Ventileinrichtung 7 ein
Druck von vorzugsweise 10 bar vorliegt.
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Ergeht
von dem Steuergerät 15 eine
Anforderung zum Abschalten der Verbrennungsmaschine und wird dies
während
des Abfrageschrittes S2 verifiziert, wird in vorbeschriebener Art
und Weise während
des Abfragesschrittes S3 überprüft, ob der Druckspeicher
bzw. der Speicherraum 6 vollständig befüllt ist. Bei negativem Abfrageergebnis
wird die Verbrennungsmaschine während
des Schrittes S3A auf seine Leerlaufdrehzahl eingestellt und der
Systemdruck im Hydrauliksystem 3 im Bereich zwischen der
Getriebepumpe 8 und dem Hauptdruckventil 10 von
dem elektrischen Getriebesteuergerät 14 unabhängig von
der aktuellen Druckanforderung der Getriebeeinrichtung 3 während eines
Schrittes 53B auf den Maximaldruck von vorzugsweise 15 bar eingestellt,
wodurch die Vorrichtung 2 mit dem erhöhten Befülldruck innerhalb einer verkürzten Befüllzeit befüllt wird.
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Anschließend wird
die Ventileinrichtung während
des Schrittes S4 geschlossen und der Systemdruck des Hydrauliksystems 3 während eines
Schrittes S4A wieder auf den zu der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine äquivalenten
Druckwert, der vorzugsweise 5 bar beträgt, abgesenkt.
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Anschließend wird
das erfindungsgemäße Verfahren
in der vorbeschriebenen Art und Weise mit den Schritten S5 bis S8
geführt,
wobei die Impulsladung der Öldruckversorgung
der Getriebeeinrichtung 1 während der Schritte S7 und S8
aufgrund des höheren
Ladedruckes der Vorrichtung 2 im Vergleich zu einer Vorrichtung
mit geringerem Speicherdruck im Speicherraum 6 durch eine
geringere Befüllzeit
des Hydrauliksystems 3 gekennzeichnet ist.
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Abweichend
von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann die Federeinrichtung bei einer weiteren Ausführungsform
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch im Speicherraum angeordnet sein und als Zugfeder ausgeführt sein,
um die Funktionalität
der Vorrichtung nach der Erfindung im vorbeschriebenen Umfang zur
Verfügung
stellten zu können.
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Des
Weiteren besteht auch die Möglichkeit, die
erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einer Gehäuseeinrichtung
auszuführen,
welche mit einem deformierbaren Begrenzungselement derart verbunden ist,
dass das Volumen des Speicherraumes der Vorrichtung durch eine Verformung
des beispielsweise als Membran ausgeführten Begrenzungselementes während eines
Befüllvorganges
der Vorrichtung vergrößert wird
und die Begrenzungseinrichtung bzw. die Membran von einer Ventileinrichtung
in seinem zu dem Maximum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustand bzw. reversiblen Verformungszustand gehalten wird
und das Hydraulikfluid in der Vorrichtung unter Druck vorgehalten
wird.
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Zum
Einleiten des in der Vorrichtung gespeicherten Hydraulikfluids wird
die Ventileinrichtung in der vorbeschriebenen Art und Weise geöffnet, wobei sich
die durch die Verformung des Begrenzungselementes im Begrenzungselement
aufgebauten Zugspannungen, welche während des reversiblen Verformungszustandes
im Begrenzungselement vorliegen, abbauen und das Hydraulikfluid
mit einem vordefinierten Druck aus der Vorrichtung in Richtung des Hydrauliksystems
der Getriebeeinrichtung ausgeschoben wird.
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Das
Rückstellbestreben
der Begrenzungseinrichtung in Richtung ihres zu dem Minimum des Volumens
des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes wird bei einer derart ausgeführten Vorrichtung wenigstens
teilweise aufgrund einer während
eines Überganges
von dem zu dem Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes in Richtung des zu dem Maximum des Volumens des
Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustandes auftretenden reversiblen Verformung der Begrenzungseinrichtung
erzeugt. Dieses Rückstellbestreben
ist in der vorbeschriebenen Art und Weise durch eine Federeinrichtung,
die als Zug- oder Druckfeder wirkend an der Begrenzungseinrichtung
angreift, verstärkbar,
wobei die Federeinrichtung abweichend von der mechanischen Ausgestaltung
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch als Gasfeder oder als eine Kombination aus einer Gasfeder und
einer mechanischen Federeinrichtung ausgebildet sein kann.
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Dabei
ist bei einer Gasfeder zumindest ein von dem Begrenzungselement
und der Gehäuseeinrichtung
begrenzter und von dem Speicherraum durch das Begrenzungselement
getrennter Druckraum vorgesehen, der mit einem kompressiblen Fluid befüllt ist
und dessen Volumen bei einem Übergang des
Begrenzungselementes und/oder der Gehäuseeinrichtung zu einem zu
dem Minimum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten Betriebszustand in
Richtung zu dem Maximum des Volumens des Speicherraumes äquivalenten
Betriebszustand verkleinert wird.
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Selbstverständlich besteht
bei weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Möglichkeit,
die Gehäuseeinrichtung
während
eines Befüllvorganges
der Vorrichtung reversibel zu verformen und anschließend bei
einem Rückverformungsvorgang
der Gehäuseeinrichtung
das in der Vorrichtung gespeicherte Hydraulikfluidvolumen mit einem
definierten Druck an das Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung
mit oder ohne Unterstützung
einer in der vorbeschriebenen Art und Weise ausgeführten Federeinrichtung
abzugeben.
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- 1
- Getriebeeinrichtung
- 2
- Vorrichtung
- 3
- Hydrauliksystem
- 4
- Gehäuseeinrichtung
- 5
- Begrenzungseinrichtung
- 6
- Speicherraum
- 7
- Ventileinrichtung
- 8
- Getriebepumpe
- 9
- Ölsumpf
- 10
- Hauptdruckventil
- 11
- Rückschlagventil
- 12
- Drucksteuerventil
- 13
- Schaltelement
- 14
- elektrisches
Getriebesteuergerät
- 15
- Steuergerät
- 16
- Rückschlagventil
- 17
- Bypassleitung
- 18
- Drosseleinrichtung
- 19
- Federeinrichtung
- S1
bis S9
- Schritt