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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für eine Hydraulikmittelversorgung von Komponenten eines Getriebes eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2008 043 734 A1 ist eine Getriebevorrichtung mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem zum Versorgen verschiedener Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid bekannt. Das Hydrauliksystem ist mit einer getriebeeingangsseitig angeordneten Getriebehauptpumpeneinrichtung ausgeführt, die über ein an der Getriebeeingangswelle anliegendes Moment antreibbar ist. Um das Hydrauliksystem auch im nicht angetriebenen Zustand der Getriebeeingangswelle und der dadurch ebenfalls nicht angetriebenen Getriebehauptpumpeneinrichtung mit Hydraulikfluid versorgen zu können, ist das Hydrauliksystem mit einer Zusatzpumpeneinrichtung ausgerüstet, über welche das Hydrauliksystem ebenfalls mit Hydraulikfluid versorgt werden kann, da die Zusatzpumpeneinrichtung über einen an der Getriebeausgangswelle anliegendes Drehmoment antreibbar ist und somit auch bei abgeschalteten Antriebsmotor angetrieben wird.
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Nachteilig bei permanent angetriebenen Zusatzpumpeneinrichtungen sind die dabei auftretenden Schleppmomente, die den Verbrauch erhöhen. Nachteilig bei der Verwendung von elektrisch angetriebenen Zusatzpumpeneinrichtungen sind die hohen Herstellungskosten. Deshalb wird bei der bekannten Getriebevorrichtung vorgesehen, dass die Zusatzpumpeneinrichtung in Abhängigkeit eines Betätigungsdruckes einer Getriebekomponente zu geschaltet wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Zuschaltung in Abhängigkeit des Betätigungsdruckes einer Getriebekomponente aufgrund des erheblich schwankenden Druckniveaus keine ausreichende Betriebssicherheit für die Hydraulikmittelversorgung gewährleistet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hydraulikanordnung für ein Getriebe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche eine verbesserte Betriebssicherheit bei einer Hydraulikmittelmangelversorgung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demnach wird eine Hydraulikanordnung für die Hydraulikmittelversorgung von Getriebekomponenten beispielsweise eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges mit einer antriebsseitig angetriebenen Hauptpumpeneinrichtung und einer abtriebsseitig antreibbaren Zusatzpumpeneinrichtung vorgeschlagen. Mit den beiden Pumpen werden sowohl ein primärer Hydraulikkreis als auch ein sekundärer Hydraulikkreis mit Hydraulikfluid beaufschlagt bzw. versorgt, um an die Hydraulikkreise angeschlossene Getriebekomponenten mit Hydraulikmittel zu versorgen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Ankoppelvorrichtung zum mechanischen oder hydraulischen oder auch elektrischen Anbinden der Zusatzpumpeneinrichtung an den Abtrieb des Getriebes vorgesehen. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass eine Einschaltvorrichtung zum Zuschalten bzw. Öffnen einer Hydraulikmittelzuführung der mit dem Abtrieb gekoppelten Zusatzpumpeneinrichtung eingesetzt wird, wobei die Ankoppelvorrichtung oder die Einschaltvorrichtung bei nicht angetriebener Hauptpumpeneinrichtung in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes oder eines Schmierdruckes angesteuert werden.
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Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass die Zusatzpumpeneinrichtung im normalen Fahrbetrieb bei gesättigter Hydraulikmittelversorgung keine Verlustleistung aufbringt, sofern die Hauptpumpeneinrichtung eine ausreichende Hydraulikmittelversorgung sicherstellt. Demzufolge werden weder hydraulische Verluste noch Schleppmomente durch die Zusatzpumpeneinrichtung verursacht. Infolgedessen kann der Wirkungsgrad des Automatgetriebes verbessert werden. Nur bei entsprechendem Schmier- und/oder Hydraulikmittelmangel beispielsweise bei Bergabfahrt des Fahrzeuges oder bei aktivierter Segelfunktion bei stehender Antriebsmaschine kann durch die erfindungsgemäße Zuschaltung bzw. Ankopplung der Zusatzpumpeneinrichtung die Kühlung und Schmierung sowie die Betätigung der Getriebekomponenten aufrechterhalten werden und zumindest eine Mindestdruckversorgung für die Getriebekomponenten, wie zum Beispiel für die Kupplungen oder dergleichen, und schließlich für einen schnellen Ausstieg aus dem Segelbetrieb gewährleistet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die Zuschaltung bzw. Ankopplung in Abhängigkeit des Versorgungsdruckes oder des Schmierdruckes erfolgt, weil diese Drücke so genannte reduzierte Drücke sind, die deutlich unterhalb des Niveaus des Primärdruckes und auch des Sekundärdruckes liegen und auch einen relativ gleichmäßigen Verlauf aufweisen. Somit stellen diese Drücke repräsentative Größen im oder außerhalb des Segelbetriebs des Getriebes dar. Vorzugsweise kann die Ankoppelung bzw. Zuschaltung der Zusatzpumpeneinrichtung bei Unterschreitung eines festzulegenden Grenzwertes für den Versorgungsdruck oder den Schmierdruck erfolgen.
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Es ist denkbar, dass bei der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung Ankoppelvorrichtungen oder Einschaltvorrichtungen vorgesehen werden, die eine strategiefähige Ansteuerung der Zusatzpumpeneinrichtung ermöglichen. Beispielsweise können auch stufenlose Ansteuerungen der Zusatzpumpeneinrichtung realisiert werden.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
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1 ein Schaltschema einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung mit einer ansteuerbaren Ankoppelvorrichtung für eine Zusatzpumpeneinrichtung;
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2 ein Schaltschema einer zweiten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der Ankoppelvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung;
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3 ein Schaltschema einer dritten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit einer über einen Versorgungs- oder Schmierdruck ansteuerbaren Einschaltvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung;
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4 ein Schaltschema einer vierten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der als Magnetdruckventil ausgebildeten Einschaltvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung;
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5 ein Schaltschema einer fünften Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der über ein elektronisches Drucksteuerventil ansteuerbaren Ankoppelvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung;
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6 ein Schaltschema einer sechsten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der als elektronisches Drucksteuerventil ausgebildeten Einschaltvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung;
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7 ein Schaltschema einer siebenten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der als stufenlos regelbare Ansaugdrossel ausgebildeten Einschaltvorrichtung für die Zusatzpumpeneinrichtung; und
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8 ein Schaltschema einer achten Ausführungsvariante der Hydraulikanordnung mit der in die Zusatzpumpeneinrichtung integrierten stufenlos regelbaren Einschaltvorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für ein Getriebe, insbesondere ein Automatgetriebe oder dergleichen eines Fahrzeuges, wobei die Hydraulikanordnung 1 zur Versorgung verschiedener Getriebekomponenten vorgesehen ist. In den 1 bis 8 sind verschiedene mögliche Ausführungsvarianten exemplarisch dargestellt.
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Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten umfasst die Hydraulikanordnung 1 eine Hauptpumpeneinrichtung 2, die antriebsseitig, zum Beispiel über den Antriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben wird. Ferner ist eine Zusatzpumpeneinrichtung 3 vorgesehen, die abtriebsseitig zum Beispiel von dem Abtrieb des Fahrzeuges bzw. der Getriebeabtriebswelle angetrieben wird. Die Hydraulikanordnung 1 mit der Hauptpumpeneinrichtung 2 und der Zusatzpumpeneinrichtung 3 ist mit einem primären Hydraulikkreis 4, der mit einem Primärdruck p_prim beaufschlagt wird, und mit einem sekundären Hydraulikkreis 5 verbunden, der mit einem Sekundärdruck p_sec beaufschlagt wird.
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Der primäre Hydraulikkreis 4 dient zum Beispiel dazu, den Betätigungsdruck für verschiedene Getriebekomponenten, wie zum Beispiel Kupplungen oder dergleichen aufzubringen. Ferner wird mit dem Primärdruck P_prim ein Druckreduzierventil 11 beaufschlagt, um beispielsweise elektrohydraulische Stellglieder des Getriebes mit einem reduzierten Versorgungsdruck p_V zu versorgen.
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Der sekundären Hydraulikkreis 5 dient beispielsweise dazu, einen Schmiermittel- und/oder Kühlmitteldruck p_S mithilfe eines Schmier- und/oder Kühldruckventil 12 zur Schmierung und Kühlung der Getriebekomponenten des Getriebes bereitzustellen, wobei das Schmierdruckventil 12 mit dem Sekundärdruck p_sec beaufschlagt wird.
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Der primäre Hydraulikkreis 4 und der sekundäre Hydraulikkreis 5 sind über ein Systemdruckventil 10 miteinander gekoppelt, welches sicherstellt, dass zunächst die Versorgung des primären Hydraulikkreises 4 sichergestellt wird und erst wenn der primäre Hydraulikkreis 4 ausreichend versorgt ist, wird der sekundäre Hydraulikkreis 5 mit Hydraulikmittel beaufschlagt, um den Sekundärdruck p_sec aufbauen zu können.
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Wenn der Antrieb der Hauptpumpeneinrichtung 2, beispielsweise bei abgestelltem Antriebsmotor oder bei Bergabfahrt nicht mehr gewährleistet ist, wird die Zusatzpumpeneinrichtung 3, die über ein Rückschlagventil 6 zunächst mit dem primären Hydraulikkreis 4 und über das Systemdruckventil 10 auch mit dem sekundären Hydraulikkreis 5 gekoppelt ist, die Versorgung der beiden Hydraulikkreise 4, 5 übernehmen. Die Verbindung zwischen dem primären Hydraulikkreis 4 und dem sekundären Hydraulikkreis 5 wird über den Ansteuerdruck p_EDS Sys für das elektrohydraulische Systemdruckventil 10 angesteuert. Es ist auch möglich, dass die Zusatzpumpeneinrichtung 3 auch direkt mit dem sekundären Hydraulikkreis 5 verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Ankoppelvorrichtung 7 oder eine Einschaltvorrichtung 8 zum Ankoppeln bzw. zum Zuschalten oder Öffnen der Hydraulikmittelzufuhr der Zusatzpumpeneinrichtung vorgesehen sind, wobei die Ankoppelvorrichtung 7 oder die Einschaltvorrichtung 8 über einen hydraulischen Druck des Hydrauliksystems des Getriebes, nämlich dem Versorgungsdruck p_V oder dem Schmiermitteldruck p_S ansteuerbar sind. Der Versorgungsdruck p_V oder der Schmiermitteldruck p_S sind im oder außerhalb des Segelbetriebes des Getriebes eine repräsentative Größe, um bewerten zu können, wann die Zusatzpumpeneinrichtung 3 zugeschaltet werden soll. Auf diese Weise wird ein möglichst ökonomischer Betrieb bei dem Fahrzeug gewährleistet.
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In 1 ist im Rahmen einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Ankoppelvorrichtung 7 eine Drehmomentübertragungseinrichtung, wie z. B eine Kupplung oder einen Wandler oder dergleichen umfasst, welche z. B. mechanisch, hydraulisch oder elektrisch über den Versorgungsdruck p_V oder den Schmiermitteldruck p_S angesteuert wird, um die Zusatzpumpeneirichtung 3 anzusteuern. Bei Unterschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes des Versorgungsdruckes p_V oder des Schmiermitteldruckes p_S ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung mithilfe zum Beispiel einer nicht weiter dargestellten Federvorrichtung eine mechanische oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Abtrieb des Getriebes bzw. der Getriebeabtriebswelle und dem Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung 3 herstellt, so dass die Zusatzpumpeneinrichtung 3 Hydraulikmittel für den z. B. direkt mit der Zusatzpumpeneinrichtung 3 verbundenen primären Hydraulikkreis 4 bereitstellt. Der sekundäre Hydraulikkreis 5 ist über das Systemdruckventil 10 indirekt mit der Zusatzpumpeneinrichtung 3 verbunden. Durch die Kupplung wird die Drehzahl n_AB am Getriebeabtrieb als Drehzahl n_P am Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung 3 bereitgestellt.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung bei der im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante gemäß 1 die Zusatzpumpeneinrichtung 3 mit dem sekundären Hydraulikkreis 5 direkt verbunden ist, wobei eine Verbindung zum primären Hydraulikkreis 4 z. B. wieder über das Systemdruckventil 10 realisiert wird.
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Bei einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung gemäß 3 ist die Zusatzpumpeneinrichtung 3 wieder beispielhaft direkt mit dem primären Hydraulikkreis 4 über das Rückschlagventil 6 verbunden. Die Zusatzpumpeneinrichtung 3 wird über die Einschaltvorrichtung 8 angesteuert, indem die Zuführung bzw. Ansaugung der Zusatzpumpeneinrichtung 3 geöffnet oder geschlossen wird. Dazu weist die Einschaltvorrichtung 8 ein Hydraulikventil oder dergleichen auf, welches bei Unterschreiten des vorbestimmten Grenzwertes des Versorgungsdruck p_V oder des Schmierdruckventil p_S die Ansaugung für die Zusatzpumpeneinrichtung 3 öffnet, Auf diese Weise kann dann die Hydraulikmittelversorgung über die Zusatzpumpeneinrichtung erfolgen.
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Gemäß 4 ist eine vierte Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, bei der im Unterschied zur dritten Ausführungsvariante als Einschaltvorrichtung 8 ein Magnetdruckventil vorgesehen ist, welches strategiefähig in Abhängigkeit des Ansteuerdruckes p_MV bei Bedarf die Ansaugung bzw. Hydraulikmittelzufuhr der Zusatzpumpeneinrichtung 3 öffnet. Insbesondere eignet sich hierfür ein vorhandenes Positionsventil der Hydraulikanordnung, welches andere Ventile in dem Hydrauliksystem des Getriebes mit einem reduzierten Druck elektrisch schaltbar beaufschlagt. Die Ansteuerung der Einschaltvorrichtung erfolgt in diesem Fall, wenn der zur Ansteuerung verwendete Versorgungsdruck p_V oder Schmierdruck p_S über das verwendete Schaltventil abgeschaltet wird und die Zusatzpumpeneinrichtung 3 damit entsprechend eingeschaltet wird.
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In 5 ist eine fünfte Ausführungsvariante dargestellt, bei der die Zusatzpumpeneinrichtung 3, wie bei den ersten beiden Ausführungsvarianten gemäß 1 und 2, über die Ankoppelvorrichtung 7 mit dem Abtrieb des Getriebes gekoppelt wird. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsvarianten wird der Abtrieb des Getriebes über die Ankoppelvorrichtung 7 mit einer variablen Übersetzung mit dem Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung 3 in Wirkverbindung gebracht. Dazu umfasst die Ankoppelvorrichtung 7 z. B. ein elektrohydraulisches Drucksteuerventil oder dergleichen, welches in Abhängigkeit des Ansteuerdruckes p_EDS die Übersetzung ansteuert. Insbesondere kann auch hierfür ein vorhandenes Positionsventil der Hydraulikanordnung verwendet werden, welches eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Drehzahl der Zusatzpumpeneinrichtung 3 ermöglicht.
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In 6 ist entsprechend der dritten und vierten Ausführungsvariante wieder eine Einschaltvorrichtung 8 zum Ansteuern der Zusatzpumpeneinrichtung 3 vorgesehen. Bei der sechsten Ausführungsvariante wird als Einschaltvorrichtung 8 ein elektrohydraulisches Drucksteuerventil zum strategiefähigen Ansteuern der Zusatzpumpeneinrichtung 3 eingesetzt. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit des Ansteuerdruckes p_EDS des Drucksteuerventils die Fluidzuführung der Zusatzpumpeneinrichtung 3 stufenlos geregelt werden.
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Im Unterschied zur sechsten Ausführungsvariante kann bei der siebenten Ausführungsvariante gemäß 7 die stufenlose Fluidzuführung für die Zusatzpumpeneinrichtung 3 über eine stufenlos regelbare Ansaugdrossel als Einschaltvorrichtung 8 realisiert werden.
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Schließlich zeigt 8 eine achte Ausführungsvariante, bei der die Fluidzuführung der Zusatzpumpeneinrichtung 3 angesteuert wird, indem die Einschaltvorrichtung 8 quasi in die Zusatzpumpeneinrichtung 3 integriert ist, indem die Zusatzpumpeneinrichtung als Verstellpumpe mit einer stufenlos verstellbaren Hubverstellung ausgeführt ist. Auf diese Weise kann bei Unterschreiten des vorbestimmten Grenzwertes des Versorgungsdruckes p_V oder des Schmierdruckventil p_S die Hubverstellung über ein elektrohydraulisches Drucksteuerventil in Abhängigkeit des Ansteuerdruckes p_EDS angesteuert werden, sodass die Zusatzpumpeneinrichtung 3 die Hydraulikmittelversorgung übernimmt.
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Vorzugsweise kann bei der Ansteuerung der Zusatzpumpeneinrichtung 3 über die Einschaltvorrichtung 8 und damit über die Ansteuerung der Fluidzuführung vorzugsweise als Zusatzpumpeneinrichtung eine hydrodynamische Pumpe, zum Beispiel eine Kreiselpumpe oder dergleichen eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikanordnung
- 2
- Hauptpumpeneinrichtung
- 3
- Zusatzpumpeneinrichtung
- 4
- primärer Hydraulikkreis
- 5
- sekundärer Hydraulikkreis
- 6
- Rückschlagventil
- 7
- Ankoppelvorrichtung
- 8
- Einschaltvorrichtung
- 10
- Systemdruckventil
- 11
- Druckreduzierventil
- 12
- Schmierdruckventil
- p_prim
- Primärdruck
- p_sec
- Sekundärdruck
- p_V
- Versorgungsdruck
- p_S
- Schmierdruck
- p_MV
- Ansteuerdruck für Magnetdruckventil
- p_EDS
- Ansteuerdruck von elektrohydraulischem Drucksteuerventil
- p_EDS Sys
- Ansteuerdruck für elektrohydraulisches Systemdruckventil
- n_AB
- Drehzahl am Abtrieb des Getriebes
- n_P
- Drehzahl an dem Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008043734 A1 [0002]
