DE102010025449A1

DE102010025449A1 - Hydraulikanordnung zur Ansteuerung von zumindest zwei Ventilen

Info

Publication number: DE102010025449A1
Application number: DE102010025449A
Authority: DE
Inventors: Roshan Willeke; Volker Edelmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-02-03
Also published as: US20110039646A1; US8734277B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zum Ansteuern von zumindest zwei Ventilen, insbesondere bei einer Ansteuerung eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines Kraftfahrzeugs, mit einem die zumindest zwei Ventile mittels eines Gesamtsteuerdrucks steuernden Steuerventil.
Um eine verbesserte Hydraulikanordnung bereitzustellen, ist vorgesehen, dass zwischen das Steuerventil und ein erstes Ventil der zumindest zwei Ventile ein Abschaltventil geschaltet ist, durch das der mittels des Steuerventils bereitstellbare Gesamtsteuerdruck oberhalb einer Schaltschwelle zumindest auf einen an dem ersten Ventil anliegenden Mindersteuerdruck oder auf null reduzierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Ansteuerung von zumindest zwei Ventilen, insbesondere bei einer Ansteuerung eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines Kraftfahrzeugs, mit einem die zumindest zwei Ventile mittels eines Gesamtsteuerdrucks steuernden Steuerventil.
Hydraulikanordnungen zur Ansteuerung von zumindest zwei Ventilen sind bekannt. Das Steuerventil kann mittels eines konstant gehaltenen Vorsteuerdrucks gespeist werden, wobei das Steuerventil den Vorsteuerdruck so ändert, dass der Gesamtsteuerdruck an beiden Ventilen gleichermaßen zu deren Ansteuerung anliegt. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe können eine kontinuierlich veränderbare, insbesondere automatisch erfolgende Übersetzungsveränderung aufweisen. Solche stufenlose Automatikgetriebe weisen beispielsweise eine Anfahreinheit, ein Planetenwendegetriebe als Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit, eine Hydraulikpumpe, einen Variator, eine Zwischenwelle und ein Differenzial auf. Der Variator besteht aus zwei Kegelscheibenpaaren und einem Umschlingungsorgan. Jedes Kegelscheibenpaar enthält eine in axialer Richtung verschiebbare zweite Kegelscheibe. Zwischen diesen Kegelscheibenpaaren läuft das Umschlingungsorgan, zum Beispiel ein Schubgliederband, eine Zugkette oder ein Riemen. Über die Verstellung der zweiten Kegelscheibe ändert sich der Laufradius des Umschlingungsorgans und somit die Übersetzung des stufenlosen Automatikgetriebes. Stufenlose Automatikgetriebe erfordern ein hohes Druckniveau, um die Kegelscheiben des Variators in allen Betriebspunkten mit der gewünschten Geschwindigkeit verstellen zu können und außerdem mit einem genügenden Basisanpressdruck weitgehend verschleißfrei das Drehmoment zu übertragen. Die Gesamtsteuerung kann mittels einer elektrischen Ansteuerung erfolgen, die beispielsweise elektrisch betätigte und mit dem Vorsteuerdruck versorgte Proportionalventile als Steuerventile aufweisen kann, die jeweils ein nachgeschaltetes Ventil oder gegebenenfalls auch mehrere nachgeschaltete Ventile gleichzeitig ansteuern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Hydraulikanordnung zur Ansteuerung von zumindest zwei Ventilen bereitzustellen, insbesondere die zwei Ventile trotz einer gemeinsamen Steuerung mit nur einem Steuerventil besser anzusteuern, insbesondere ein Übersteuern zumindest eines der Ventile zu verhindern.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung zur Ansteuerung von zumindest zwei Ventilen, insbesondere bei einer Ansteuerung eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines Kraftfahrzeugs, mit einem die zumindest zwei Ventile mittels eines Gesamtsteuerdrucks steuernden Steuerventil dadurch gelöst, dass zwischen das Steuerventil und ein erstes Ventil der zumindest zwei Ventile ein Abschaltventil geschaltet ist, durch das der mittels des Steuerventils bereitstellbare Gesamtsteuerdruck oberhalb einer Schaltschwelle zumindest auf einen an dem ersten Ventil anliegenden Mindersteuerdruck oder auf 0 reduzierbar ist. Vorteilhaft kann oberhalb der Schaltschwelle ein Übersteuern des ersten Ventils verhindert werden. Es ist denkbar, dass oberhalb der Schaltschwelle eine Ansteuerung eines zweiten Ventils der zumindest zwei Ventile erfolgt, wobei vorteilhaft das erste Ventil abgeschaltet werden kann oder zumindest mit einem so reduzierten Mindersteuerdruck beaufschlagbar ist, dass ein Übersteuern nicht erfolgt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass das Abschaltventil unterhalb der Schaltschwelle ein statisches Übertragungsverhalten zwischen dem Gesamtsteuerdruck und dem Mindersteuerdruck von eins aufweist, oberhalb der Schaltschwelle und unterhalb einer Abschaltschwelle ein stark negatives statisches Übertragungsverhalten und oberhalb der Abschaltschwelle ein statisches Übertragungsverhalten von null aufweist. Vorteilhaft kann ein Steuerbereich des Gesamtsteuerdrucks für das nachgeschaltete Abschaltventil in drei Bereiche unterteilt werden, wobei in einem ersten Bereich unterhalb der Schaltschwelle das Abschaltventil quasi wirkungslos ist, also das erste Ventil mittels dem Steuerventil gänzlich unverändert steuerbar ist. In einem zweiten Bereich, der zwischen der Schaltschwelle und der Abschaltschwelle liegt, ergibt sich das negative Übertragungsverhalten, so dass ein weiterer Anstieg des Gesamtsteuerdrucks einen verminderten Mindersteuerdruck bewirkt, also sich quasi mittels des Abschaltventils eine Umkehr des sonst vorhandenen Übertragungsverhaltens ergibt, so dass in dem zweiten Bereich trotz einem ansteigenden Gesamtsteuerdruck eine Rücksteuerung des ersten Ventils erfolgt. In einem dritten Bereich, der oberhalb der Abschaltschwelle liegt, wird der Gesamtsteuerdruck auf einen Druck von null gemindert, so dass trotz einer weiteren Ansteuerung mittels des Steuerventils und des Gesamtsteuerdrucks kein Druck zur Ansteuerung an dem ersten Ventil anliegt, dieses also deaktiviert ist beziehungsweise in eine 0-Stellung rückstellbar ist. Vorteilhaft kann in diesem dritten Bereich eine Ansteuerung eines oder mehrerer weiterer Ventile, beispielsweise des zweiten Ventils der zumindest zwei Ventile erfolgen, das dazu ein in dem dritten Bereich liegendes Übertragungsverhalten aufweisen kann. In dem ersten und/oder dem zweiten Bereich kann das Übertragungsverhalten des zweiten Ventils so ausgelegt sein, dass es trotz einem ansteigenden Gesamtsteuerdruck nicht steuert, sondern ein Übertragungsverhalten von null aufweist, das ab einer Schwelle, die beispielsweise zwischen der Schaltschwelle und der Abschaltschwelle, insbesondere oberhalb der Abschaltschwelle, insbesondere auf der Abschaltschwelle liegt, in eine entsprechende Steuerkennlinie übergeht.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass das Abschaltventil in einem Ventilstopfen des ersten Ventils untergebracht ist. Vorteilhaft kann das Abschaltventil in einem für das erste Ventil üblichen Bauraum untergebracht werden, so dass ein bisheriges konstruktives Umfeld, insbesondere der Steuerung des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, nicht verändert werden muss, um die vorteilhafte Wirkung des Abschaltventils zu erzielen. Vorteilhaft muss lediglich ein herkömmlicher Stopfen des ersten Ventils in den das Abschaltventil aufweisenden Ventilstopfen getauscht werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass das Abschaltventil einen mit einer Rückstellkraft beaufschlagten Abschaltventilschieber mit einer der Rückstellkraft entgegengerichtet wirkenden Steuerfläche, die mit dem Gesamtsteuerdruck beaufschlagbar ist, aufweist, wobei mittels des Abschaltventilschiebers der Gesamtsteuerdruck oberhalb der Schaltschwelle zumindest auf den Mindersteuerdruck oder auf null reduzierbar ist. Vorteilhaft kann mit nur einem Abschaltventilschieber, der gegen die Rückstellkraft mittels der Steuerfläche mit einer Druckkraft des Gesamtsteuerdrucks beaufschlagt ist, die Steuerfunktion des Abschaltventils erzielt werden. Die Rückstellkraft kann auf beliebige Art und Weise erzeugt werden, beispielsweise mittels einer dem Abschaltventilschieber zugeordneten Rückstellfeder.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass der Steuerschieber einen ersten Fluidpfad aufweist, der den Gesamtsteuerdruck unterhalb der Schaltschwelle ungemindert auf das erste Ventil weiterleitet, zwischen der Schaltschwelle und der Abschaltschwelle mittels des Steuerschiebers gemindert auf das erste Ventil weiterleitet und oberhalb der Abschaltschwelle mittels des Steuerschiebers abgesperrt ist. Über den ersten Fluidpfad kann der Gesamtsteuerdruck wahlweise mittels des Steuerschiebers ungemindert, gemindert an das erste Ventil weitergeleitet oder gänzlich abgesperrt werden. Der erste Fluidpfad kann dazu einem ersten Ventilschieber beziehungsweise einer entsprechenden Druckfläche zur Ansteuerung des ersten Ventils zugeordnet sein.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass der Steuerschieber und/oder der Ventilstopfen einen einem Tank zugeordneten zweiten Fluidpfad aufweist, der unterhalb der Schaltschwelle mittels des Abschaltventilschiebers absperrbar ist, zwischen der Schaltschwelle und der Abschaltschwelle mittels des Abschaltventilschiebers in Richtung des dem ersten Ventil zugeordneten ersten Fluidpfads erweiterbar ist, wobei gleichzeitig der erste Fluidpfad mittels des Abschaltventilschiebers in Richtung des Steuerventils reduzierbar ist, und oberhalb der Abschaltschwelle mittels des Abschaltventilschiebers in Richtung des ersten Fluidpfads gänzlich auf den Tank schaltbar ist, wobei gleichzeitig der erste Fluidpfad in Richtung des Steuerschiebers absperrbar ist. Vorteilhaft kann der zweite Fluidpfad mittels des Abschaltventilschiebers wahlweise das erste Ventil auf den Tank schalten, wobei gleichzeitig der Gesamtsteuerdruck von dem ersten Ventil abgetrennt ist, oder umgekehrt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass der Abschaltventilschieber und/oder der Ventilstopfen einen dritten Fluidpfad aufweist, mittels dem ein Weiterleitungssteuerdruck an einen weiteren hydraulischen Verbraucher weiterleitbar ist. Vorteilhaft kann auf diese Art und Weise auch ein weiterer Verbraucher mittels des Steuerventils über das Abschaltventil angesteuert werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist vorgesehen, dass der dritte Fluidpfad unterhalb einer Weiterleitungsschwelle mittels des Abschaltventilschiebers verschlossen und oberhalb der Weiterleitungsschwelle durchgeschaltet ist. Vorteilhaft kann die Weiterleitungsschwelle mit der Schaltschwelle oder der Abschaltschwelle identisch sein, insbesondere zwischen diesen liegen, so dass vorteilhaft mittels des Abschaltventils eine bereichsweise Aufteilung des Gesamtsteuerdrucks für verschiedene Verbraucher möglich ist, wobei eine Ansteuerung eines ersten hydraulischen Verbrauchers, beispielsweise des ersten Ventils oberhalb der Schaltschwelle beziehungsweise der Abschaltschwelle nicht mehr erfolgt, wobei ein dem dritten Fluidpfad zugeordneter weiterer hydraulischer Verbraucher bis zum Erreichen der Weiterleitungsschwelle keine Ansteuerung erfährt, also erst oberhalb der Weiterleitungsschwelle auf einen weiteren Anstieg des Gesamtsteuerdrucks reagiert.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem CVT-Getriebe mit einer Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen CVT-Getriebe gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Erfindung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Hydraulikanordnung zur Ansteuerung von zwei Ventilen;
2 ein in einem Ventilstopfen eines der in 1 gezeigten Ventilen untergebrachtes Abschaltventil;
3 einen weiteren Ventilstopfen mit einem Abschaltventil;
4 einen weiteren Ventilstopfen mit einem Abschaltventil;
5 und 6 das in 1 gezeigte Abschaltventil zusammen mit dem teilweise dargestellten ersten Ventil in zwei verschiedenen Funktionsstellungen;
7 eine Detailansicht eines Abschaltventilschiebers mit einer Steuerkante des in 6 dargestellten Abschaltventils;
8 ein Schaubild eines Übertragungsverhaltens des in den 1, 5 sowie 6 dargestellten Abschaltventils.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Hydraulikanordnung 1, die Teil einer Ansteuerung eines mit dem Bezugszeichen 3 lediglich angedeuteten Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines mit dem Bezugszeichen 5 angedeuteten Kraftfahrzeugs ist. Die Hydraulikanordnung 1 weist ein erstes Ventil 7 sowie ein zweites Ventil 9 auf. Den Ventilen 7 und 9 ist zur gemeinsamen Ansteuerung ein Steuerventil 11 vorgeschaltet. Das Steuerventil 11 ist einem Vorsteuerdruckventil 13, das einen Systemdruck 15 auf einen im Wesentlichen konstanten Vorsteuerdruck 17 mindert, nachgeschaltet. Der Vorsteuerdruck kann beispielsweise ungefähr 5 bar betragen. Mittels des Vorsteuerdruckventils 13 kann das Steuerventil 11 mit dem Vorsteuerdruck 17 versorgt werden. Bei dem Steuerventil 11 handelt es sich um ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil, das proportional zu einer elektrischen Bestromung auf bekannte Art und Weise, einer Blende nachgeschaltet, den Vorsteuerdruck 17 auf einen Tank 19 schaltet und damit einen Gesamtsteuerdruck 21 steuert, der in Richtung des ersten Ventils 7 und des zweiten Ventils 9 zu deren Ansteuerung geleitet wird.
Bei dem ersten Ventil 7 handelt es sich um ein Ventil zur Steuerung eines Kühlölvolumenstroms weiterer Aggregate 23, beispielsweise zur Kühlung einer Kupplung des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 3. Dazu ist das erste Ventil 7 einer nicht näher dargestellten hydraulischen Energiequelle, die den Systemdruck 15 bereitstellt, nachgeschaltet und den Aggregaten 23 vorgeschaltet.
Bei dem zweiten Ventil 9 handelt es sich um ein Sicherheitsventil, das einen Druck an einem der nachgeschalteten Aggregate gegebenenfalls absperren beziehungsweise auf null mindern kann, wobei das entsprechende Aggregat auf den Tank 19 schaltbar ist. Das zweite Ventil 9 kann einer oder mehreren Anfahrkupplungen des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 3 zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion vorgeschaltet sein.
Vorteilhaft ist zwischen das erste Ventil 7 und das Steuerventil 11 ein Abschaltventil 25 geschaltet, das in einem Ventilstopfen 27 des ersten Ventils 7 untergebracht ist. Das Abschaltventil 25 modifiziert den mittels des Steuerventils 11 gesteuerten Gesamtsteuerdruck 21 in einen Mindersteuerdruck 29. Der Mindersteuerdruck 29 liegt an einer entsprechenden Steuerfläche eines ersten Ventilschiebers 31 des ersten Ventils 7 an. Das erste Ventil 7 kann dadurch vorteilhaft nicht mittels des Gesamtsteuerdrucks 21, sondern mittels des Mindersteuerdrucks 29 des Abschaltventils 25 gesteuert werden.
2 zeigt eine Detailansicht des Ventilstopfens 27 des in 1 gezeigten Abschaltventils 25. Der Ventilstopfen 27 weist ein Stopfengehäuse 33 auf, in dem ein Abschaltventilschieber 35 verschieblich hin und her beweglich gelagert ist. Der Abschaltventilschieber 35 ist gegen eine Rückstellkraft einer an einem Schwert 37 anschlagenden Rückstellfeder 39 hin und her verschieblich, in Ausrichtung der 2 gesehen, nach rechts und links, gelagert.
Der Abschaltventilschieber 35 weist eine mit dem Gesamtsteuerdruck 21 beaufschlagbare Steuerfläche 41 auf. Hierzu weist das Stopfengehäuse 33 einen Zulauf 43 auf, der über eine entsprechende Zulauflamelle einer nicht näher dargestellten Hydraulikplatte der Hydraulikanordnung 1 sowie einen entsprechenden Fluidpfad dem Steuerventil 11 nachgeschaltet ist. Der Abschaltventilschieber 35 weist einen ersten Fluidpfad 45 auf, der der Steuerfläche des Ventilschiebers 31 des ersten Ventils 7 zugeordnet beziehungsweise vorgeschaltet ist. Der erste Fluidpfad 45 weist zumindest eine radiale Bohrung auf, die mit einer zentrischen, sich in Richtung der Steuerfläche des Ventilschiebers 31 hin öffnenden zentrischen Bohrung fluidisch in Verbindung steht, auf. Ferner weist das Abschaltventil 5, genauer der Ventilstopfen 27, einen zweiten Fluidpfad 47 auf, der dem Tank 19 vorgeschaltet ist. In der Darstellung gemäß 2 wird der zweite Fluidpfad 47 von einer in Längsrichtung verlaufenden Nut in einer zylindrischen Stufenbohrung, die den Abschaltventilschieber 35 aufnimmt, gebildet. Der Abschaltventilschieber weist eine der zylindrischen Bohrung entsprechende gestufte Form auf, wobei vorliegend die Steuerfläche 41 eine zusätzliche Stufe aufweist, damit der Gesamtsteuerdruck 21 besser an dieser entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 39 angreifen kann.
7 zeigt eine Detailansicht der Steuerfläche 41 des Abschaltventilschiebers 35 im Bereich des Zulaufs 43 und des ersten Fluidpfads 45. Es ist zu erkennen, dass der Abschaltventilschieber 35 eine erste Steuerkante 49 aufweist, mittels der der erste Fluidpfad 45 absperrbar ist. In einer in 7 gezeigten ersten Funktionsstellung ist das Abschaltventil 25 mit keinem oder nur einem geringen Druck beaufschlagt, wobei der Abschaltventilschieber 35 entsprechend der Rückstellkraft der Rückstellfeder 39 in der Stufenbohrung des Stopfengehäuses 33, in Ausrichtung der 7 gesehen, rechts anschlägt. Dabei ist die erste Steuerkante 49 geöffnet, wobei der Zulauf 43 mit dem ersten Fluidpfad 45 verbunden ist. Wie in 7 zu erkennen, weist der Abschaltventilschieber 35 eine der ersten Steuerkante 49 gegenüberliegend angeordnete zweite Steuerkante 51 auf, mittels der der zweite Fluidpfad 47 wahlweise absperrbar oder dem ersten Fluidpfad 45 zuordenbar ist.
Die 5 und 6 zeigen unterschiedliche Funktionsstellungen des in den 2 und 7 gezeigten Abschaltventils 25. 6 zeigt die in 7 gezeigte Funktionsstellung, wobei mittels der ersten Steuerkante 49 des Abschaltventilschiebers 35 der Zulauf 43 dem ersten Fluidpfad 45 zugeordnet ist, wobei der Gesamtsteuerdruck 21 ungemindert auf das erste Ventil 7 geschaltet ist. Mit zunehmendem Gesamtsteuerdruck 21 wird auch die Druckkraft auf die Steuerfläche 41 ansteigen, so dass sich der Abschaltventilschieber 35 zunehmend, in Ausrichtung der 5 und 6 gesehen, nach links bewegt, so dass die erste Steuerkante 49 geschlossen wird und bei einem weiteren Druckanstieg schließlich die zweite Steuerkante 51 gänzlich geöffnet wird. Diese Funktionsstellung, die einem maximalen Gesamtsteuerdruck 21 entspricht, ist in 5 gezeigt. Dabei ist der erste Fluidpfad 45 in Richtung des Zulaufs 43 hin geschlossen und in Richtung des zweiten Fluidpfads 47, also in Richtung des Tanks 19, gänzlich geöffnet, wobei das erste Ventil 7 gänzlich drucklos geschaltet ist. Zusätzlich existiert eine weitere Funktionsstellung des Abschaltventilschiebers 35, die zwischen den in den 5 und 6 gezeigten Funktionsstellungen liegt. Dabei sind sowohl die erste Steuerkante 49 als auch die zweite Steuerkante 51 in einer Regelposition, so dass durch beide gleichermaßen ein gedrosselter Fluidstrom fließen kann, wobei sich ein Regelgleichgewicht zwischen Druckflächen des Abschaltventilschiebers 35 und der Gegenkraft der Rückstellfeder 39 ergibt, was in diesem Bereich eine negative Kennlinie, also ein Abfallen des Mindersteuerdrucks 29 bei einer weiteren Erhöhung des Gesamtsteuerdrucks 21 bewirkt. Dieser Regelbereich endet, sobald die erste Steuerkante 49 gänzlich geschlossen ist, so dass durch die bereits leicht geöffnete zweite Steuerkante 51 der Druck in dem ersten Fluidpfad 45 auf den Tankdruck, also auf einen Druck von null bar, abfallen kann. Eine weitere Erhöhung über diese Grenze hinweg bewirkt keine Änderung des Mindersteuerdrucks 29 mehr, da dieser über die zweite Steuerkante 51 auf den Tank geschaltet bleibt. Diese Funktionsstellung ist in 5 zu erkennen.
8 zeigt ein beispielhaftes Übertragungsverhaltender in 1 gezeigten Hydraulikanordnung für das Steuerventil 11 und das erste Ventil 7. Auf einer x-Achse 53 ist ein Eingangssignal des Steuerventils 11, beispielsweise eine Bestromung in mA des Steuerventils 11, gezeigt. Die Bestromung des Steuerventils 11 in mA ist proportional zu dem mittels des Steuerventils 11 eingestellten Gesamtsteuerdruck 21. Auf einer y-Achse 55 ist der an dem ersten Fluidpfad 45 beziehungsweise an dem Ventilschieber 31 des ersten Ventils 7 anliegende Mindersteuerdruck 29 aufgetragen. Mittels eines gestrichelten Rechtecks ist in dem Schaubild der 8 ein erster Steuerbereich 57 des Abschaltventils 25 eingezeichnet. Mittels eines zweiten, strichpunktierten Rechtecks ist ein dritter Steuerbereich 61 symbolisiert. Zwischen dem ersten Steuerbereich 57 und dem dritten Steuerbereich 61 weist das Übertragungsverhalten des Abschaltventils 25 einen zweiten Steuerbereich 59 auf. In dem ersten Steuerbereich 57 entspricht der Mindersteuerdruck 29 dem Gesamtsteuerdruck 21, wie er auch an dem zweiten Ventil 9 zur Steuerung eines entsprechenden Ventilschiebers des zweiten Ventils 9 anliegt. Oberhalb einer Schaltschwelle, die beispielsweise 700 mA Bestromung des Steuerventils 11 entspricht, beginnt sich die zweite Steuerkante 51 zu öffnen und entsprechend die erste Steuerkante 59 in einem Strömungsquerschnitt zu reduzieren. Es ist zu erkennen, dass an der Schaltschwelle 63 das Übertragungsverhalten des Abschaltventils 25 von einer positiven Kennlinie mit einem Übertragungsverhalten von eins in eine Kennlinie mit einem überproportional negativen Verhalten übergeht. Über den gesamten zweiten Bereich 59 fällt bei weiter ansteigendem Gesamtsteuerdruck 21 beziehungsweise sich weiter erhöhenden Bestromung bis hin zu einer Abschaltschwelle 65, die beispielsweise bei 770 mA liegen kann, der Mindersteuerdruck 29 linear ab. Mit Erreichen der Abschaltschwelle 65 ist die erste Steuerkante 49 geschlossen und die zweite Steuerkante 51 gänzlich geöffnet, so dass das erste Ventil 7 gänzlich auf den Tank 19 geschaltet ist, wobei trotz Anliegen des Gesamtsteuerdrucks 21 der Mindersteuerdruck 29 auf null bar, also den Tankdruck, abfällt. Dieser Zustand wird über den gesamten dritten Steuerbereich 61 realisiert, also in diesem dritten Steuerbereich 61 weist das Abschaltventil 25 ein Übertragungsverhalten von null auf.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilstopfens 27 eines Abschaltventils 25. Im Unterschied wird der zweite Fluidpfad 47 durch eine radial umlaufende Nut 67 des Abschaltventilschiebers 35 und die in 2 gezeigte längsgerichtete Nut in der Bohrung des Stopfengehäuses 33 gebildet. Die umlaufende Nut 67 weist die zweite Steuerkante 51 auf, die in der zweiten Schaltstellung sich in Richtung der längsgerichteten Nut, also in Richtung des Tanks 19 hin öffnet.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stopfengehäuses 33 eines Abschaltventils 35. Im Unterschied weisen der Abschaltventilschieber 35 und das Stopfengehäuse 33 einen dritten Fluidpfad 69 auf, der aus einer in Längsrichtung verlaufenden Nut am kleinsten Durchmesser des Abschaltventilschiebers 35 sowie einer radial schräg verlaufenden Bohrung des Stopfengehäuses 33 gebildet wird. Der dritte Fluidpfad 69 mündet in einen Ablauf 71 beziehungsweise eine entsprechende Lamelle, die einem weiteren, nicht näher dargestellten Ventil oder Verbraucher vorgeschaltet werden kann, beispielsweise zur Versorgung mit Hydraulikmedium und/oder zur Ansteuerung. Der dritte Fluidpfad 69 kann mittels einer dritten Steuerkante 73 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden. Dabei ist die dritte Steuerkante 73 so angeordnet, dass diese ab Erreichen einer Weiterleitungsschwelle beziehungsweise eines entsprechenden Werts des Gesamtsteuerdrucks 21 den Zulauf 43 in Richtung des dritten Fluidpfads 69 hin öffnet. Die dritte Steuerkante 73 kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass diese genau dann öffnet, wenn die erste Steuerkante 49 gänzlich geschlossen ist. Damit ist es möglich, den weiteren, nicht näher dargestellten Verbraucher, der über den Ablauf 71 zuordenbar ist, bei einem Gesamtsteuerdruck 21, der unterhalb der Weiterleitungsschwelle liegt, von dem Steuerventil 11 abzutrennen und oberhalb der Weiterleitungsschwelle mit dem Gesamtsteuerdruck 21 zu versorgen.
Vorteilhaft können das erste Ventil 7 und das zweite Ventil 9 gleichermaßen von dem gemeinsamen Steuerventil 11 angesteuert werden. Dabei ist es vorteilhaft möglich, das erste Ventil 7 in dem ersten Steuerbereich 57 anzusteuern, beziehungsweise auf diesen auszulegen und das zweite Ventil 9 in dem dritten Steuerbereich 61 anzusteuern, beziehungsweise auf diesen auszulegen. In dem zweiten Steuerbereich 59 können beide Ventil 7 und 9 gleichermaßen angesteuert werden. Es ist denkbar, den zweiten Steuerbereich 59 möglichst eng auszulegen, so dass dieser quasi verschwindet und die Schaltschwelle 63 und die Abschaltschwelle 65 zusammenfallen.
Vorteilhaft kann so gewährleistet werden, dass das erste Ventil 7 auch bei vergleichsweise hohem Gesamtsteuerdruck 21, beispielsweise oberhalb von 3,6 bar, bei dem das zweite Ventil 9 angesteuert wird, nicht übersteuert wird, sondern ganz im Gegenteil, entsprechend des zweiten Steuerbereichs 59 und des dritten Steuerbereichs 61 drucklos geschaltet wird. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden, falls das erste Ventil 7 einen Kühlölstrom für eine Kupplung des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 3 zur Verfügung stellt, wobei vorteilhaft eine zu hohe viskose Reibung durch einen zu hohen Kühlölförderstrom, insbesondere falls das entsprechende Hydraulikmedium eine niedrige Temperatur aufweist, verhinderbar ist. Im Idealfall sollte das erste Ventil 7 nur in dem ersten Bereich 57 angesteuert werden, was vorteilhaft mittels der Zwischenschaltung des Abschaltventils 25 auch bei einer Ansteuerung des zweiten Ventils 9 realisierbar ist. Ein zu hohes Reibmoment, verursacht durch zu viel Kühlöl, was ohne das Abschaltventil 25 oberhalb der Abschaltschwelle der Fall wäre, und damit eine nicht erwünschte zu hohe viskose Reibung beziehungsweise ein damit verbundenes Reibmoment können vorteilhaft sicher vermieden werden. Mittels einer gestrichelten Linie ist in 8 der weitere Verlauf des Gesamtsteuerdrucks 21 des Steuerventils 11 eingezeichnet, wie er an dem zweiten Ventil 9 anliegt. Mittels der durchgezogenen Linie ist das vorab beschriebene Übertragungsverhalten zwischen dem Steuerventil 11 und dem Abschaltventil 25 mit den drei Steuerbereichen 57 bis 61 in 8 eingezeichnet.
Vorteilhaft kann das Abschaltventil 25 in einem modifizierten Ventilstopfen beziehungsweise dem Ventilstopfen 27 realisiert werden. Der Ventilstopfen 27 sperrt ab der wählbaren Schaltschwelle 63 den Gesamtsteuerdruck 21, der sonst an dem Ventilschieber 31 des ersten Ventils 7 anliegen würde, auf den Tank 19 und sperrt gleichzeitig den Zulauf 43 in Richtung des Steuerventils 11 ab. Der Ventilstopfen 27 weist das Stopfengehäuse 33 auf, welches durch das Schwert 37 beziehungsweise Halteschwert in der Ventilbohrung des Ventilstopfens 27 fixiert wird, den federvorgespannten Abschaltventilschieber beziehungsweise Innenkolben und die an dem Schwert 37 abgestützte Rückstellfeder 39 beziehungsweise Druckfeder auf. Versorgt wird der Ventilstopfen 27 über die dem Zulauf 43 zugeordnete Lamelle in der nicht näher dargestellten Steuerplatte der Hydraulikanordnung 1, welche in eine den ersten Fluidpfad 45 bildende Rille des Ventilstopfens 27 mündet.
Im ungeschalteten Zustand, der in 6 gezeigt ist, lässt der Ventilstopfen 27 ein Vorsteueröl des Gesamtsteuerdrucks 21 zu dem Ventilschieber 31 wie bisher, also mit dem Übertragungsverhalten von 1, durch. Erreicht der Gesamtsteuerdruck des Steuerventils 11 einen Schwellwert beziehungsweise die Schaltschwelle 63, die abhängig von zwei Durchmessern des Abschaltventilschiebers 35 und der Rückstellkraft der Rückstellfeder 39 ist, schaltet der Abschaltventilschieber 35 einen Zulauf zu dem ersten Ventil 7 beziehungsweise den ersten Fluidpfad 45 auf den Tank 19 und sperrt einen Vorsteuerkreis des Steuerventils 11, der den Gesamtsteuerdruck 21 aufweist, ab.
Bevor die erste Steuerkante 49 den ersten Fluidpfad 45 verschließt, stellt eine Gesamtkreisfläche des Abschaltventilschiebers 35 die Wirkfläche dar. Sobald der erste Fluidpfad 45 vollständig abgesperrt wird, wirkt nur noch eine Ringfläche der Stufe des Abschaltventilschiebers 35, welche dann den Abschaltventilschieber 35 für den dritten Steuerbereich 61 weiter verfahren kann.
Wenn der Abschaltventilschieber 35 an der ersten Steuerkante 49 steht, wird er als Druckregler mit fallender Kennlinie entsprechend des zweiten Steuerbereichs 59 arbeiten, bis der Druck an der Ringfläche des Abschaltventilschiebers ausreicht, ihn über die erste Steuerkante 49 hinwegzuschieben und anschließend zum Tank hin zu öffnen.
In 8 ist über einer Bestromung beziehungsweise einem elektrischen Ventilstrom des Steuerventils 11 im Vergleich der Verlauf des Gesamtsteuerdrucks 21 ohne das Abschaltventil 25 (gestrichelt) im Vergleich zu dem Verlauf des Mindersteuerdrucks 29, der sich nach dem Abschaltventil 25, also am Eingang des ersten Ventils 7, ergibt, dargestellt. In dem zweiten Steuerbereich 59 zwischen 700 und 770 mA regelt das Abschaltventil 25 den Gesamtsteuerdruck 21 auf den Mindersteuerdruck 29 mit einer fallenden Kennlinie proportional ab. Mit Erreichen des dritten Steuerbereichs 61 sieht dann der Ventilschieber 31 des ersten Ventils 7 einen Druck von null bar, unabhängig von einer weiteren Bestromung des Steuerventils 11, was einem Übertragungsverhalten von null entspricht. Vorteilhaft kann mittels der umlaufenden Nut 67 beziehungsweise Rille, die in 3 dargestellt ist, und eine entsprechend kürzere längsgerichtete Nut der Durchflusswiderstand zum Tank 19 hin abgesenkt werden, da sich dadurch ein erhöhter Querschnitt ergibt.
Wie in 4 dargestellt, kann der Zulauf 43 anstatt im geschalteten Zustand gänzlich abgesperrt, mittels der dritten Steuerkante 73 auf den Ablauf 71 weitergeleitet werden.
Zusammenfassend kann vorteilhaft ohne gravierende Änderung eines Schieberkastens der Hydraulikanordnung 1 das erste Ventil 7 als abschaltbares Ventil mittels des Abschaltventils 25 realisiert werden. Vorteilhaft wird diese Funktion mittels des in dem modifizierten Ventilstopfen 27 integrierten Abschaltventils 25 erreicht, wobei ab einem einzustellenden Wert beziehungsweise ab der Schaltschwelle 63 der Gesamtsteuerdruck 21 in Richtung des Ventilschiebers 31 des ersten Ventils 7 auf den Tank 19 gelegt und gleichzeitig der Vorsteuerdruckzulauf beziehungsweise der Zulauf 43 von dem Steuerventil 11 abgesperrt werden kann. Vorteilhaft ist der Ventilstopfen 27 vorgesehen, welcher ab einem gewählten Druckschwellwert beziehungsweise der Schaltschwelle 63 den Zulaufdruck beziehungsweise den Gesamtsteuerdruck 21 zu dem Ventilschieber 31 des ersten Ventils 7 absperren, abregeln und/oder umleiten kann.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikanordnung
3: Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe
5: Kraftfahrzeug
7: erstes Ventil
9: zweites Ventil
11: Steuerventil
13: Vorsteuerdruckventil
15: Systemdruck
17: Vorsteuerdruck
19: Tank
21: Gesamtsteuerdruck
23: Aggregate
25: Abschaltventil
27: Ventilstopfen
29: Mindersteuerdruck
31: Ventilschieber
33: Stopfengehäuse
35: Abschaltventilschieber
37: Schwert
39: Rückstellfeder
41: Steuerfläche
43: Zulauf
45: erster Fluidpfad
47: zweiter Fluidpfad
49: erste Steuerkante
51: zweite Steuerkante
53: x-Achse
55: y-Achse
57: erster Steuerbereich
59: zweiter Steuerbereich
61: dritter Steuerbereich
63: Schaltschwelle
65: Abschaltschwelle
67: Nut
69: dritter Fluidpfad
71: Ablauf
73: dritte Steuerkante

Claims

Hydraulikanordnung (1) zum Ansteuern von zumindest zwei Ventilen (7, 9), insbesondere bei einer Ansteuerung eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes (3) mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines Kraftfahrzeugs (5), mit einem die zumindest zwei Ventile (7, 9) mittels eines Gesamtsteuerdrucks (21) steuernden Steuerventil (11), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Steuerventil (11) und ein erstes Ventil (7) der zumindest zwei Ventile (7, 9) ein Abschaltventil (25) geschaltet ist, durch das der mittels des Steuerventils (11) bereitstellbare Gesamtsteuerdruck (21) oberhalb einer Schaltschwelle (63) zumindest auf einen an dem ersten Ventil (7) anliegenden Mindersteuerdruck (29) oder auf null reduzierbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (25) unterhalb der Schaltschwelle (63) ein statisches Übertragungsverhalten zwischen dem Gesamtsteuerdruck (21) und dem Mindersteuerdruck (29) von eins aufweist, oberhalb der Schaltschwelle (63) und unterhalb einer Abschaltschwelle (65) ein stark negatives statisches Übertragungsverhalten und oberhalb der Abschaltschwelle (65) ein statisches Übertragungsverhalten von null aufweist.
Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (25) in einem Ventilstopfen (27) des ersten Ventils (7) untergebracht ist.
Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (25) einen mit einer Rückstellkraft beaufschlagten Abschaltventilschieber (35) mit einer der Rückstellkraft entgegengerichtet wirkenden Steuerfläche (41), die mit dem Gesamtsteuerdruck (21) beaufschlagbar ist, aufweist, wobei mittels des Abschaltventilschiebers (35) der Gesamtsteuerdruck (21) oberhalb der Schaltschwelle (63) zumindest auf den Mindersteuerdruck (29) oder auf null reduzierbar ist.
Hydraulikanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschaltventilschieber (35) einen ersten Fluidpfad (45) aufweist, der den Gesamtsteuerdruck (21) unterhalb der Schaltschwelle (63) ungemindert auf das erste Ventil (7) weiterleitet, zwischen der Schaltschwelle (63) und der Abschaltschwelle (65) mittels des Abschaltventilschiebers (35) gemindert auf das erste Ventil (7) weiterleitet und oberhalb der Abschaltschwelle (65) mittels des Abschaltventilschiebers (35) abgesperrt ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschaltventilschieber (35) und/oder der Ventilstopfen (27) einen einem Tank (19) zugeordneten zweiten Fluidpfad (47) aufweist, der unterhalb der Schaltschwelle (63) mittels des Abschaltventilschiebers (35) absperrbar ist, zwischen der Schaltschwelle (63) und der Abschaltschwelle (65) mittels des Abschaltventilschiebers (35) in Richtung des dem ersten Ventil (7) zugeordneten ersten Fluidpfads (45) erweiterbar ist, wobei gleichzeitig der erste Fluidpfad (45) mittels des Abschaltventilschiebers (35) in Richtung des Steuerventils (11) reduzierbar ist, und oberhalb der Abschaltschwelle (65) mittels des Abschaltventilschiebers (35) in Richtung des ersten Fluidpfads (45) gänzlich auf den Tank (19) schaltbar ist, wobei gleichzeitig der erste Fluidpfad (45) in Richtung des Steuerventils (11) abgesperrt ist.
Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (25) und/oder der Ventilstopfen (27) einen dritten Fluidpfad (69) aufweisen beziehungsweise aufweist, mittels dem ein Weiterleitungssteuerdruck an einen weiteren hydraulischen Verbraucher weiterleitbar ist.
Hydraulikanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Fluidpfad (69) unterhalb einer Weiterleitungsschwelle mittels des Abschaltventilschiebers (35) verschlossen und oberhalb der Weiterleitungsschwelle durchgeschaltet ist.
Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe (3) mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis (CVT) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (5) mit einem Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe (3) nach dem vorhergehenden Anspruch.