DE102010032657A1

DE102010032657A1 - Hydrauliksystem Steuerung

Info

Publication number: DE102010032657A1
Application number: DE102010032657A
Authority: DE
Inventors: Martin Staudinger; Marco Grethel; Roshan Wileke; Eric MÜLLER; Reinhard Stehr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-02-10
Also published as: CN102483151A; WO2011015182A1; DE112010003203A5; CN102483151B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe, die jeweils eine Kupplung aufweisen, mit:
– einer hydraulischen Energiequelle zum Versorgen des Hydrauliksystems mit hydraulischer Energie;
– einer ersten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des ersten Teilgetriebes;
– einer zweiten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des zweiten Teilgetriebes.
Um ein verbessertes Hydrauliksystem bereitzustellen ist vorgesehen, dass mittels der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils ein erster Steuerdruck und ein zweiter Steuerdruck einstellbar sind, wobei zum Einlegen von Gängen des Doppelkupplungsgetriebes der jeweilige erste Steuerdruck und der jeweilige zweite Steuerdruck mittels eines ersten Multiplexerventils der ersten Hydraulikvorrichtung und mittels eines zweiten Multiplexerventils der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils wahlweise auf einen ersten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung oder auf einen zweiten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung leitbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem zum hydraulischen Ansteuern eines Doppelkupplungsgetriebes mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe jeweils mit einer Kupplung, mit einer hydraulischen Energiequelle zum Versorgen des Hydrauliksystems mit hydraulischer Energie, und mit einer ersten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des ersten Teilgetriebes und mit einer zweiten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des zweiten Teilgetriebes.
Hydrauliksysteme zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines Getriebes sind bekannt.
Bei Automatikgetrieben, wie beispielsweise Stufenautomaten, CVT-Getrieben oder Doppelkupplungsgetrieben, mit hydraulischer Steuerung, das heißt Aktoransteuerung, wie Kupplungsaktor- oder Schaltaktorsteuerung, und Kühl-/Schmierölversorgung ist eine Ölversorgung (zumeist Pumpe mit Pumpenantrieb) notwendig.
Meist handelt es sich beim Pumpenantrieb um einen mechanischen Pumpenantrieb, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist.
Bei modernen Getrieben kann dieser mechanische Pumpenantrieb um eine E-Pumpenanordnung (das heißt E-Motor mit Pumpe) ergänzt sein.
Weiterhin sind Ölversorgungen bekannt, die für die Getriebe- und Kupplungsaktorik ohne mechanisch getriebene Pumpe auskommen. Hier gibt es allerdings aufgrund der Bauart der Kupplung (das heißt Trockenkupplung) keinen Kühlölbedarf.
Soll auf einen mechanischen Antrieb gerade bei nass laufenden Kupplungen verzichtet werden, so muss bei den bekannten Systemen die hierfür erforderliche hydraulische Leistung komplett von der elektrisch angetriebenen Pumpe bereitgestellt werden. Die dabei auftretenden Betriebszustände sind aber sehr unterschiedlich. So sind sowohl Situationen mit hohem Volumenstrom- und geringem Druckbedarf als auch Situationen mit hohem Druck- und geringen Volumenstrombedarf gegeben. Diese vollständig verschiedenen Randbedingungen erfordern bei einer konventionellen E-Motor/Pumpen-Anordnung (drehzahlgeregelter Antrieb) sehr große E-Motoren (Kosten, Gewicht, Bordnetzbelastung), um die unterschiedlichen Betriebszustände in einem Ölversorgungssystem darzustellen.
Bei Getriebeaktoren ergibt sich eine gleichartige Problemstellung, da bei einem Schaltvorgang zunächst ein großer Weg bei niedrigem Druck (das heißt hoher Volumenstrom bei niedrigem Druck) und ab dem Beginn der Synchronisation ein nur noch geringer Weg bei höherem Widerstand (das heißt niedriger Volumenstrom bei hohem Druck) zurückgelegt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Hydrauliksystem zu schaffen, insbesondere mit möglichst wenig Hydraulikkomponenten eine Ansteuerung sowie Kupplungskühlung eines Getriebes, insbesondere Doppelkupplungsgetriebes, zu ermöglichen, insbesondere mit einer möglichst geringen Anzahl sowie Teilevielfalt an Hydraulikkomponenten auszukommen, darüber hinaus einen geringen Energiebedarf sowie eine geringe Leckage zu ermöglichen, und/oder die Ansteuerung zumindest teilweise sicherheitsabschaltbar auszulegen.
Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe jeweils mit einer Kupplung, mit einer hydraulischen Energiequelle zum Versorgen des Hydrauliksystems mit hydraulischer Energie, mit einer ersten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des ersten Teilgetriebes und mit einer zweiten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des zweiten Teilgetriebes, dadurch gelöst, dass mittels der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils ein erster Steuerdruck und ein zweiter Steuerdruck einstellbar sind, wobei zum Einlegen von Gängen des Doppelkupplungsgetriebes der jeweilige erste Steuerdruck und der jeweilige zweite Steuerdruck mittels eines ersten Multiplexerventils der ersten Hydraulikvorrichtung und mittels eines zweiten Multiplexerventils der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils wahlweise auf einen ersten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung oder auf einen zweiten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung leitbar sind. Jede der Hydraulikvorrichtungen hat zwei Doppelflächenkolben, also einen ersten Doppelflächenkolben und einen zweiten Doppelflächenkolben. Vorteilhaft können pro Hydraulikvorrichtung insgesamt vier Gänge des jeweiligen Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes angesteuert werden. Dabei ist es möglich, mit lediglich zwei Steuerdrücken auszukommen, wobei diese vorteilhaft mittels des entsprechenden vorgeschalteten Multiplexerventils auf einen der Doppelflächenkolben zum Ansteuern geschaltet werden können. Vorteilhaft ist zum Ansteuern von zwei Doppelflächenkolben nur ein entsprechendes Ventil zum Erzeugen des ersten Steuerdrucks und des zweiten Steuerdrucks notwendig, wobei je nach dem, ob der erste Doppelflächenkolben oder der zweite Doppelflächenkolben angesteuert werden soll, das entsprechend vorgeschaltete Multiplexerventil wahlweise die zwei Steuerdrücke auf den ersten Doppelflächenkolben oder den zweiten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung schalten beziehungsweise leiten kann.
Die Aufgabe ist alternativ oder zusätzlich bei einem Hydrauliksystem zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe jeweils mit einer Kupplung, mit einer hydraulischen Energiequelle zum Versorgen des Hydrauliksystems mit hydraulischer Energie, mit einer ersten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des ersten Teilgetriebes und mit einer zweiten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des zweiten Teilgetriebes, dadurch gelöst, dass das Hydrauliksystem zumindest eine Sicherheitsventilvorrichtung aufweist, mittels der wahlweise zumindest eine der Hydraulikvorrichtungen zum Ansteuern des entsprechenden Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes drucklos schaltbar ist, wobei zusätzlich mittels einer Sperrvorrichtung der Sicherheitsventilvorrichtung beide Hydraulikvorrichtungen von der hydraulischen Energiequelle zumindest abkoppelbar sind. Vorteilhaft kann mittels des Sicherheitsventils wahlweise eines der Teilgetriebe drucklos geschaltet werden, wobei vorteilhaft das jeweilige andere Teilgetriebe noch funktionsfähig bleibt. Vorteilhaft ist es zusätzlich möglich, mittels der Sperrvorrichtung beide Hydraulikvorrichtungen der Teilgetriebe zumindest teilweise drucklos zu schalten. Unter Drucklosschalten kann ein Legen beziehungsweise Durchschalten entsprechender Hydraulikleitungen auf einen Tank des Hydrauliksystems verstanden werden. Unter Abkoppeln kann ein Trennen entsprechender Hydraulikleitungen verstanden werden.
Bei Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass das erste Multiplexerventil der ersten Hydraulikvorrichtung und das zweite Multiplexerventil der zweiten Hydraulikvorrichtung und die Sperrvorrichtung mittels eines ersten Pilotventils ansteuerbar sind. Vorteilhaft wird nur ein einziges Pilotventil zur Ansteuerung benötigt. Unter Pilotventil kann ein elektrisch ansteuerbares Proportionalventil zum Erzeugen eines die Multiplexerventile und die Sperrvorrichtung steuernden hydraulischen Steuerdrucks verstanden werden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass in einer ersten Steuerstellung des ersten Pilotventils die Sperrvorrichtung geschlossen ist und die Multiplexerventile unbetätigt sind, in einer zweiten Steuerstellung des ersten Pilotventils die Sperrvorrichtung geöffnet ist und die Multiplexerventile unbetätigt sind, und in einer dritten Steuerstellung des ersten Pilotventils die Sperrvorrichtung geöffnet ist und die Multiplexerventile betätigt sind. Vorteilhaft können die Steuerstellungen einen zunehmenden Steuerdruck oder alternativ gegebenenfalls einen abnehmenden Steuerdruck einstellen, wobei vorteilhaft mittels des einen Pilotventils drei verschiedene Steuerzustände einstellbar sind, wobei vorteilhaft die erste Steuerstellung bei einem stromlosen Zustand des Pilotventils einstellbar sein kann, wobei vorteilhaft bei einem etwaigen Stromausfall eine Sicherheitsfunktion durch Absperren der Sperrvorrichtung gegeben ist.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass das erste Pilotventil elektrisch ansteuerbar ist, in einem stromlosen Zustand die erste Steuerstellung und mit zunehmender Bestromung die zweite Steuerstellung und die dritte Steuerstellung einnimmt. Vorteilhaft ergibt sich im stromlosen Zustand, also auch bei einem eventuellen Stromausfall eine Sicherheitsabschaltung beziehungsweise eine hydraulische Abtrennung der nachgeschalteten Hydraulikvorrichtungen.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass die Sperrvorrichtung einen Sperrschieber aufweist. Vorteilhaft kann die Funktion mittels eines einfachen Sperrschiebers, insbesondere mittels eines Sperrschiebers, der zwei Leitungen parallel absperrt, realisiert werden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass das erste Teilgetriebe ein erstes Kupplungsventil zum Ansteuern einer ersten Kupplung des ersten Teilgetriebes und das zweite Teilgetriebe ein zweites Kupplungsventil zum Ansteuern einer zweiten Kupplung des zweiten Teilgetriebes aufweist, wobei die Kupplungsventile einem Sicherheitsventil der Sicherheitsventilvorrichtung stromabwärts der Sperrvorrichtung der Sicherheitsventilvorrichtung nachgeschaltet sind. Vorteilhaft sind die Kupplungsventile zwischen dem Sicherheitsventil und dem Sperrschieber abgezweigt, wobei vorteilhaft trotz eines Schließens des Sperrschiebers die Kupplungsventile mit hydraulischer Energie versorgbar sind, also die Kupplungen entsprechend betätigbar sind. Vorteilhaft ergibt sich ein mehrstufiges Sicherheitskonzept, wobei mittels des Sperrschiebers die Multiplexerventile und damit die Gangaktorik des Doppelkupplungsgetriebes von der hydraulischen Energiequelle abtrennbar sind, wobei bei geöffnetem Sicherheitsventil weiterhin beide Kupplungen ansteuerbar sind. Außerdem ist es möglich, bei geöffnetem Sperrschieber eines der Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes, also die entsprechende Gangaktorik sowie die Kupplungsbetätigung drucklos zu schalten, wobei das jeweilig andere Teilgetriebe voll funktionsfähig beziehungsweise hydraulisch ansteuerbar bleibt. Vorteilhaft ergibt sich dadurch auch die Möglichkeit eine minimale Leckage zu verwirklichen, da auch im Falle einer Nichtbetätigung der Gangaktorik die Multiplexerventile von der hydraulischen Energiequelle abtrennbar sind, also nicht unter dem Systemdruck stehen und folglich eine minimale Leckage aufweisen.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass der erste Doppelflächenkolben und der zweite Doppelflächenkolben jeweils als Gleichflächenkolben mit zwei in entgegengesetzten Richtungen wirkenden gleich großen Druckflächen ausgeführt sind. Vorteilhaft kann eine entsprechende Ansteuerung der Doppelflächenkolben symmetrisch erfolgen, also je nach Stellung der Multiplexerventile durch eine identische Einstellung der Steuerdrücke durchgeführt werden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass die erste Hydraulikvorrichtung und die zweite Hydraulikvorrichtung jeweils einen Doppeldruckregler aufweist, mittels denen der jeweilige erste Steuerdruck und zweite Steuerdruck einstellbar sind. Vorteilhaft kann mittels der Doppeldruckregler der entsprechend mittels des Multiplexerventils nachgeschaltete Gleichflächenkolben angesteuert werden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems ist vorgesehen, dass jeder der Doppeldruckregler eine Steuerstellung aufweist, in der der erste Steuerdruck und der zweite Steuerdruck auf einen Tank schaltbar sind. Vorteilhaft kann in dieser Steuerstellung, also beispielsweise in Fahrsituationen des Doppelkupplungsgetriebes, bei denen keine Gangveränderung auftritt, der entsprechend nachgeschaltete Gleichflächenkolben drucklos geschaltet werden, wobei sich ebenfalls eine minimale Leckage ergibt.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe gelöst, das mittels und/oder mit einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem ansteuerbar ist. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die einzige 1 zeigt ein Hydrauliksystem zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines Doppelkupplungsgetriebes.
1 zeigt ein Hydrauliksystem 1 zum hydraulischen Ansteuern und Versorgen eines nur teilweise dargestellten Doppelkupplungsgetriebes 3 mit einem ersten Teilgetriebe 5 und einem zweiten Teilgetriebe 7. Dem ersten Teilgetriebe 5 ist als Teil des Hydrauliksystems eine erste Hydraulikanordnung und dem zweiten Teilgetriebe 7 als Teil des Hydrauliksystems eine zweite Hydraulikanordnung vorgeschaltet.
Das Hydrauliksystem 1 wird mit einer ersten, elektrisch angetriebenen Pumpe 9 und einer zweiten, mechanisch angetriebenen Pumpe 11 mit hydraulischer Energie versorgt. Der elektrisch angetriebenen ersten Pumpe 9 ist ein Speicherladeventil 13 nachgeschaltet. Das Speicherladeventil 13 ist federrückgestellt und weist eine doppelte Druckrückführung auf. Das Speicherladeventil 13 dient zum Regeln beziehungsweise Einstellen eines Füllstandes beziehungsweise Speicherdrucks eines hydraulischen Druckspeichers 15. Dem Speicherladeventil 13 sind dazu zwei Rückschlagventile und eine Drossel nachgeschaltet. Außerdem ist ein Filter zum Filtern eines entsprechenden Hydraulikmediums vorgesehen. In einer ersten Schaltstellung, die in 1 gezeigt ist, ist das Speicherladeventil 13 in Richtung des Druckspeichers 15 durchgeschaltet, so dass dieser mittels der ersten Pumpe 9 mit hydraulischer Energie aufgeladen werden kann. Für den Fall, dass der Druckspeicher 15 geladen ist und/oder nachgeschaltete Hydraulikkomponenten einen geringen oder keinen hydraulischen Energiebedarf aufweisen, stellt sich das Speicherladeventil 13 in eine zweite Schaltstellung, bei der der von der ersten Pumpe 9 geförderte Volumenstrom Kupplungen 17 zur Kühlung zugeleitet werden kann. Jedes der Teilgetriebe 5 und 7 des Doppelkupplungsgetriebes 3 weist eine der Kupplungen 17 auf. Mittels eines Kühlölstrompriorisierungsventils 19, das den Kupplungen 17 vorgeschaltet ist und dem Speicherladeventil 13 nachgeschaltet ist, kann ein entsprechender Volumenstrom auf die jeweils mehr beanspruchte, beispielsweise betätigte, der Kupplungen 17 priorisiert werden. Hierzu weist das Kühlölstrompriorisierungsventil 19 zwei gegenwirkende Druckflächen auf, auf die ein Kupplungsbetätigungsdruck von Betätigungszylindern 21 der Kupplungen 17 geschaltet ist.
Dem Speicherladeventil 13 und dem Druckspeicher 15 ist ein Sicherheitsventil 23 nachgeschaltet. Das Sicherheitsventil 23 weist eine doppelte Druckrückführung auf und dient zur Sicherheitsabschaltung der Teilgetriebe 5 und 7 des Doppelkupplungsgetriebes 3. In einer Mittenstellung, die in 1 gezeigt ist, sind der Druckspeicher 15 und die erste Pumpe 9 auf die zwei Teilgetriebe 5 und 7 des Doppelkupplungsgetriebes 3 durchgeschaltet. In zwei weiteren Schaltstellungen ist jeweils wahlweise eines der Teilgetriebe 5, 7 der ersten Pumpe 9 und dem Druckspeicher 15 zugeordnet, wobei das jeweilige andere der Teilgetriebe 5, 7 auf einen drucklosen Tank 25 des Hydrauliksystems 1 geschaltet ist.
Dem Sicherheitsventil 23 ist eine Sperrvorrichtung in Form eines Sperrschiebers 27 nachgeschaltet. Der Sperrschieber 27 und das Sicherheitsventil 23 bilden eine Sicherheitsvorrichtung des Hydrauliksystems 1. Mittels des Sperrschiebers 27 können in einer ersten Schaltstellung, die in 1 gezeigt ist, das erste Teilgetriebe 5 und das zweite Teilgetriebe 7 von der ersten Pumpe 9 und dem Druckspeicher 15 abgetrennt werden. In einer zweiten Schaltstellung können diese auf die erste Pumpe 9 und den Druckspeicher 15 durchgeschaltet werden. Vorteilhaft sind stromabwärts des Sperrschiebers 27 die Betätigungszylinder 21 zur Betätigung der Kupplungen 17 abgezweigt, so dass diese vorteilhaft auch bei geschlossenem Sperrschieber 27 ansteuerbar beziehungsweise betätigbar sind. Alle weiteren Funktionen der Teilgetriebe 5, 7, insbesondere eine Gangaktorik, sind von dem Druckspeicher 15 und der ersten Pumpe 9, in der in 1 gezeigten ersten Schaltstellung des Sperrschiebers 27 abgetrennt.
Zur Ansteuerung der Betätigungszylinder 21 ist diesen jeweils ein elektrisch betätigbares Kupplungsventil 29 vorgeschaltet. Die Kupplungsventile 29 sind dem Sicherheitsventil 23 nachgeschaltet und sind stromabwärts des Sperrschiebers 27 angeordnet beziehungsweise abgezweigt, so dass die vorteilhafte Versorgbarkeit mit hydraulischer Energie auch bei geschlossenem Sperrschieber 27 gegeben ist.
Dem Sperrschieber 27 sind zwei Doppeldruckregelventile 31 nachgeschaltet, mittels denen jeweils ein erster Steuerdruck 33 und ein zweiter Steuerdruck 35 einstellbar sind. Die Doppeldruckregelventile 31 weisen eine doppelte Druckrückführung auf und ermöglichen in einer Mittelstellung die Steuerdrücke 33 und 35 auf das Tankniveau einzustellen beziehungsweise auf den Tank 25 zu legen. In einer rechten und einer linken Schaltstellung kann jeweils einer der Steuerdrücke 33 und 35 auf den Tank 25 und der jeweils andere auf ein gewünschtes Druckniveau eingestellt werden. Vorteilhaft können mittels den Steuerdrücken 33 und 35 insgesamt vier Doppelflächenkolben, die als Gleichflächenkolben 37 ausgeführt sind, angesteuert werden. Die Gleichflächenkolben 37 dienen zum Betätigen einer nicht näher dargestellten Gangaktorik des jeweiligen Teilgetriebes 5, 7 des Doppelkupplungsgetriebes 3. Jedes der Teilgetriebe 5, 7 weist einen ersten und einen zweiten der Gleichflächenkolben 37 auf, wobei jeweils zwischen zwei der Gleichflächenkolben 37 eines der Teilgetriebe 5, 7 und das zugehörige Doppeldruckregelventil 31 ein Multiplexerventil 39 geschaltet ist. Jedes der Multiplexerventile 39 weist zwei Schaltstellungen auf, wobei in einer ersten Schaltstellung einer der Gleichflächenkolben 37 mit den Steuerdrücken 33 und 35 beaufschlagt ist und der jeweilige andere beidseitig auf den Tank 25 geschaltet ist. Vorteilhaft kann durch eine Ansteuerung der Multiplexerventile 39 und der Doppeldruckventile 31 pro Teilgetriebe 5, 7 eine Ansteuerung von insgesamt vier Gangstufen des jeweiligen Teilgetriebes 5, 7 erfolgen.
Die zweite Pumpe 11 der hydraulischen Energiequelle wird mechanisch von einem Verbrennungsmotor 41, der dem Doppelkupplungsgetriebe 3 vorgeschaltet ist, angetrieben. Zwischen dem Verbrennungsmotor 41 und der zweiten Pumpe 11 ist eine hydraulisch betätigbare beziehungsweise schaltbare Kupplung 43 geschaltet. Vorteilhaft kann die zweite Pumpe 11 zum Einsparen mechanischer Energie des Verbrennungsmotors 41 von diesem abgekoppelt werden beziehungsweise nur im Bedarfsfall mechanisch angetrieben werden. Der zweiten Pumpe 11 ist eine Kühleranordnung 45 nachgeschaltet. Die Kühleranordnung 45 weist einen Kühler und diesem parallel geschaltet ein Rückschlagventil auf, das beispielsweise bei einem hohen Rückstaudruck, also einem vergleichsweise kalten Hydraulikmedium dieses an dem Kühler der Kühleranordnung 45 vorbeileiten kann.
Der Kühleranordnung 45 ist ein Kühlölventil 49 nachgeschaltet. Das Kühlölventil 49 kann insgesamt drei Schaltstellungen einnehmen, wobei in einer ersten Schaltstellung eine der Kupplungen 17, in einer zweiten Schaltstellung die jeweilige andere der Kupplungen 17 mit der zweiten Pumpe 11 verbunden sind, also von dieser zur Kühlung mit Hydraulikmedium beaufschlagbar sind. In einer mittleren Stellung, die in 1 gezeigt ist, sind beide Kupplungen 17 von der zweiten Pumpe 11 abgetrennt. Ein entsprechender Förderstrom der zweiten Pumpe 11 ist auf den Tank 25 geschaltet. Vorteilhaft kann in dieser mittleren Schaltstellung des Kühlölventils 49 eine zusätzliche Kühlung des Hydraulikmediums erfolgen, beispielsweise um eine gewünschte Temperatur in dem Tank 25 einzustellen beziehungsweise zu erreichen.
Die Ansteuerung des Sperrschiebers 27 und der zwei Multiplexerventile 39 erfolgt hydraulisch mittels eines ersten Pilotventils 51. Mittels des ersten Pilotventils 51 kann ein entsprechender Vorsteuerdruck zur Ansteuerung des Sperrschiebers 27 sowie der Multiplexerventile 39 erfolgen. Bei einem Vorsteuerdruck von Null, wie in 1 gezeigt, ist der Sperrschieber 27 zunächst geschlossen. Diese Schaltstellung nimmt das erste Pilotventil 51 im stromlosen Zustand ein. Bei zunehmender Bestromung und sich damit proportional erhöhendem Vorsteuerdruck öffnet zunächst der Sperrschieber 27 und schaltet die erste Pumpe 9 auf die Doppeldruckventile 31, die Multiplexerventile 39 sowie die Gleichflächenkolben 37 durch. Dabei sind die Multiplexerventile 39 zunächst nicht betätigt. Bei weiter ansteigender Bestromung des ersten Proportionalventils 51 und damit weiter ansteigenden Steuerdruck schalten schließlich auch die Multiplexerventile 39 in ihre zweite Schaltstellung, so dass der entsprechend andere Gleichflächenkolben 37 der Teilgetriebe 5, 7 ansteuerbar ist.
Die dazu erforderliche Ansteuerung der Doppeldruckventile 31 erfolgt hydraulisch mittels jeweils eines zweiten Pilotventils 53. Die zweiten Pilotventile 53 sind ebenfalls elektrisch betätigte Proportionalventile zum Einstellen eines die Doppeldruckregelventile 31 hydraulisch ansteuernden Vorsteuerdrucks. Mit ansteigender Bestromung kann zunächst eine Druckregelung des zweiten Steuerdrucks 35, eine Drucklosschaltung beider Steuerdrücke 33 und 35 sowie mit weiter zunehmender Bestromung eine Regelung des ersten Steuerdrucks 33 erfolgen.
Analog dazu erfolgt die Ansteuerung des Sicherheitsventils 23 ebenfalls hydraulisch mittels eines dritten elektrisch ansteuerbaren Pilotventils 55.
Alternativ können die Doppeldruckregler 31 und das Sicherheitsventil 23 auch direkt von einem Proportionalmagnet betätigt werden.
Die Ansteuerung der schaltbaren Kupplung 43 und des Kühlölventils 49 erfolgen mittels eines gemeinsamen, elektrisch ansteuerbaren vierten Pilotventils 57. In einem stromlosen Zustand des vierten Pilotventils 57 ist die schaltbare Kupplung 43 zunächst geöffnet, so dass keine mechanische Energie von dem Verbrennungsmotor 41 zum Antrieb auf die zweite Pumpe 11 übertragen wird. Mit zunehmender Bestromung schließt zunächst die schaltbare Kupplung 43. Mit weiter zunehmender Bestromung können die drei Schaltstellungen des Kühlölventils 49 eingestellt werden. Dabei ist es denkbar, das Kühlölventil 49 wechselweise in seinen zwei Endstellungen zu pulsen, um dadurch beide der Kupplungen 17 mit einem entsprechenden Kühlölvolumenstrom zu versorgen. Ferner ist es möglich, dabei ein Tastverhältnis einzustellen, um beispielsweise eine der Kupplungen 17 mit einem höheren Kühlölvolumenstrom zu versorgen.
Die Gleichflächenkolben 37 realisieren so genannte Gangstellerkolben zum Betätigen beziehungsweise zum Einlegen von Gängen des Doppelkupplungsgetriebes 3. Jeder der Gleichflächenkolben 37 weist zwei Druckflächen gleicher Größe auf, welche in entgegengesetzten Richtungen wirken. Diesen vorgeschaltet sind die zwei Multiplexerventile 39, welche zwei geregelte Drücke, dem ersten Steuerdruck 33 und dem zweiten Steuerdruck 35 jeweils auf insgesamt vier Kolbenflächen pro Teilgetriebe 5, 7 der Gleichflächenkolben 37 verteilen. Jedes der Multiplexerventile 39 ist somit für eines der Teilgetriebe 5, 7 zuständig.
Den Multiplexerventilen 39 ist jeweils ein Doppeldruckregelventil 31 vorgeschaltet, welches von einer Mittelstellung ausgehend in jeder Richtung einen der Steuerdrücke 33, 35 einstellen kann. In der Mittelstellung sind die Doppeldruckregelventile 31 beziehungsweise beide Ausgänge auf den Tank 25 geschaltet. Die Doppeldruckregelventile 31 werden mittels der zweiten Pilotventile 53 vorgesteuert, könnten alternativ jedoch auch direkt betätigt werden. Die Pilotventile 51 bis 57 stellen Druckregler dar.
Beide Doppeldruckregelventile 31 sind einem gemeinsamen kleinen Sperrschieber 27 nachgeschaltet, welcher einen von der ersten Pumpe 9 gelieferten Systemdruck gleichzeitig von beiden Teilgetrieben 5, 7 trennen kann.
Vor dem Sperrschieber 27 ist das Sicherheitsventil 23 angeordnet. Das Sicherheitsventil 23 ist als Druckregler ausgeführt, welcher in einer Mittelstellung beide Teilgetriebe 5, 7 voll zu dem Systemdruck, also zu der ersten Pumpe 9 durchschaltet. Jeweils eines der Teilgetriebe 5, 7 kann ausgehend von der Mittelstellung drucklos geschaltet werden, wobei vorteilhaft das jeweils andere der Teilgetriebe 5, 7 dann an dem vollen Systemdruck liegt.
Vorteilhaft werden sowohl der Sperrschieber 27 als auch die beiden Multiplexerventile 39 durch dasselbe erste Pilotventil 51 hydraulisch gesteuert. Im stromlosen Zustand des ersten Pilotventils 51 sperrt der Sperrschieber 27 und beide Multiplexerventile 39 sind in einer Grundstellung. Wird durch das erste Pilotventil der Vorsteuerdruck angehoben, so öffnet zunächst der Sperrschieber 27. Solange dieser geschlossen ist, werden vorteilhaft auch die Multiplexerventile 39 nicht benötigt. Die Multiplexerventile 39 bleiben noch in der Grundstellung. Wird der Vorsteuerdruck über das erste Pilotventil 51 weiter angehoben, so schalten die Multiplexerventile 39 in einen anderen Anschlag. Das erste Pilotventil 51 kann vorteilhaft zur Ansteuerung des Sperrschiebers 27 und der zwei Multiplexerventile 39 drei Schaltstellungen einnehmen.
Zwischen dem Sicherheitsventil 23 und dem Sperrschieber 27 befindet sich ein Abgang zu den Kupplungsventilen 29. Die Gangaktorik des Doppelkupplungsgetriebes 3 kann also mittels des Sperrschiebers 27 drucklos geschaltet werden, obwohl die Kupplungen 17 weiterhin betätigt werden können. Durch diese Maßnahme ist eine Leckage des Hydrauliksystems 1 auf ein Minimum reduzierbar. Soll zudem noch eine der Kupplungen 17 drucklos gesetzt werden, so ist dies vorteilhaft dennoch mittels des Sicherheitsventils 23 möglich. Die einzigen unter Druck stehenden Leckagestellen ergeben sich dann lediglich an den Pilotventilen 51 bis 57 sowie den Kupplungsventilen 29. Vorteilhaft kann die Ansteuerung des Doppelkupplungsgetriebes 3 mittels lediglich sieben Elektromagneten der Pilotventile 51 bis 57 sowie den Kupplungsventilen 29 erfolgen.
Optional ist es möglich, was in 1 gepunktet angedeutet ist, die dritten Pilotventile 53 nicht dem Sperrschieber 27 sondern direkt dem Sicherheitsventil 23 nachzuschalten, also diese an derselben Stelle abzuzweigen wie die Kupplungen 21. Dadurch ist es möglich, die dritten Proportionalventile 55 auch bei geschlossenem Sperrschieber 27 mit dem Systemdruck zu beaufschlagen. Die Doppeldruckregelventile 31 bleiben also trotz geschlossenem Sperrschieber 27 ansteuerbar, beispielsweise um die Steuerdrücke 33, 35 gemeinsam auf den Tank 25 zu schalten.
Bezugszeichenliste

1: Hydrauliksystem
3: Doppelkupplungsgetriebe
5: erstes Teilgetriebe
7: zweites Teilgetriebe
9: erste Pumpe
11: zweite Pumpe
13: Speicherladeventil
15: hydraulischer Druckspeicher
17: Kupplung
19: Kühlölstrompriorisierungsventil
21: Betätigungszylinder
23: Sicherheitsventil
25: Tank
27: Sperrschieber
29: Kupplungsventil
31: Doppeldruckregelventile
33: erster Steuerdruck
35: zweiter Steuerdruck
37: Gleichflächenkolben
39: Multiplexerventil
41: Verbrennungsmotor
43: Kupplung
45: Kühleranordnung
49: Kühlölventil
51: erstes Pilotventil
53: zweites Pilotventil
55: drittes Pilotventil
57: viertes Pilotventil

Claims

Hydrauliksystem (1) zum hydraulischen Ansteuern und/oder Versorgen eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes (3), mit einem ersten Teilgetriebe (5) und einem zweiten Teilgetriebe (7), die jeweils eine Kupplung (17) aufweisen, mit: – einer hydraulischen Energiequelle zum Versorgen des Hydrauliksystems (1) mit hydraulischer Energie; – einer ersten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des ersten Teilgetriebes (5); – einer zweiten Hydraulikvorrichtung zum Ansteuern des zweiten Teilgetriebes (7); dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils ein erster Steuerdruck (33) und ein zweiter Steuerdruck (35) einstellbar sind, wobei zum Einlegen von Gängen des Doppelkupplungsgetriebes (3) der jeweilige erste Steuerdruck (33) und der jeweilige zweite Steuerdruck (35) mittels eines ersten Multiplexerventils (3) der ersten Hydraulikvorrichtung und mittels eines zweiten Multiplexerventils (39) der zweiten Hydraulikvorrichtung jeweils wahlweise auf einen ersten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung oder auf einen zweiten Doppelflächenkolben der jeweiligen Hydraulikvorrichtung leitbar sind.
Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff vorhergehenden Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (1) zumindest eine Sicherheitsventilvorrichtung (23, 27) aufweist, mittels der wahlweise zumindest eine der Hydraulikvorrichtungen zum Ansteuern des entsprechenden Teilgetriebes (5, 7) des Doppelkupplungsgetriebes (1) drucklos schaltbar ist, wobei zusätzlich mittels einer Sperrvorrichtung der Sicherheitsventilvorrichtung (23, 27) beide Hydraulikvorrichtungen zumindest teilweise von der hydraulischen Energiequelle abkoppelbar sind.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Multiplexerventil (39) der ersten Hydraulikvorrichtung und das zweite Multiplexerventil (39) der zweiten Hydraulikvorrichtung und die Sperrvorrichtung mittels eines ersten Pilotventils (51) ansteuerbar sind.
Hydrauliksystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Steuerstellung des ersten Pilotventils (51) die Sperrvorrichtung geschlossen ist und die Multiplexerventile (39) unbetätigt sind, in einer zweiten Steuerstellung des ersten Pilotventils (51) die Sperrvorrichtung geöffnet und die Multiplexerventile (39) unbetätigt sind und in einer dritten Steuerstellung des ersten Pilotventils (51) die Sperrvorrichtung geöffnet ist und die Multiplexerventile (39) betätigt sind.
Hydrauliksystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pilotventil (51) elektrisch ansteuerbar ist und in einem stromlosen Zustand die erste Steuerstellung und mit zunehmender Bestromung die zweite Steuerstellung und die dritte Steuerstellung einnimmt.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung einen Sperrschieber (27) aufweist.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgetriebe 5 ein erstes Kupplungsventil (29) zum Ansteuern einer ersten Kupplung (17) des ersten Teilgetriebes (5) und das zweite Teilgetriebe (7) ein zweites Kupplungsventil (29) zum Ansteuern einer zweiten Kupplung (17) des zweiten Teilgetriebes (7) aufweist, wobei die Kupplungsventile (29) einem Sicherheitsventil (23) der Sicherheitsventilvorrichtung stromabwärts der Sperrvorrichtung der Sicherheitsventilvorrichtung nachgeschaltet sind.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Doppelflächenkolben und der zweite Doppelflächenkolben jeweils als Gleichflächenkolben (37) mit zwei in entgegengesetzten Richtungen wirksamen gleich großen Druckflächen ausgeführt sind.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikvorrichtung und die zweite Hydraulikvorrichtung jeweils ein Doppeldruckregelventil (31) aufweist, mittels denen der jeweilige erste Steuerdruck (33) und zweite Steuerdruck (35) einstellbar sind.
Hydrauliksystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Doppeldruckregelventile (31) eine Steuerstellung aufweist, in der der erste Steuerdruck (33) und der zweite Steuerdruck (35) auf einem Tank schaltbar sind.