DE102013012538A1

DE102013012538A1 - Hvdraulische Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Doppelkupplung und Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung

Info

Publication number: DE102013012538A1
Application number: DE102013012538.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Jung
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-07-27
Filing date: 2013-07-27
Publication date: 2015-01-29
Also published as: WO2015017184A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung (2) zur Ansteuerung einer Doppelkupplung mit einem hydraulisch betätigbaren ersten Aktuator (4) für eine erste Kupplung der Doppelkupplung, einem ersten Proportionalventil (36), das einen Eingang (40), an dem ein hydraulischer Hauptdruck (P) anliegt, und einen Ausgang (44) aufweist, an dem ein von dem ersten Proportionalventil (36) einstellbarer erster hydraulischer Ausgangsdruck (A1) abnehmbar ist und der über ein erstes Sperrventil (28) zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs (44) des ersten Proportionalventils (36) mit einem Eingang (24) des ersten Aktuators (4) verbunden ist, einem hydraulisch betätigbaren zweiten Aktuator (6) für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung und einem zweiten Proportionalventil (38), das einen Eingang (42), an dem ein hydraulischer Hauptdruck (P) anliegt, und einen Ausgang (46) aufweist, an dem ein von dem zweiten Proportionalventil (38) einstellbarer zweiter hydraulischer Ausgangsdruck (A2) abnehmbar ist und der über ein zweites Sperrventil (30) zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs (46) des zweiten Proportionalventils (38) mit einem Eingang (26) des zweiten Aktuators (6) verbunden ist, wobei das erste Sperrventil (28) durch den zweiten hydraulischen Ausgangsdruck (A2) und das zweite Sperrventil (30) durch den ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A1) entsperrbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Doppelkupplung sowie ein Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung.
Aus der Praxis sind Steuervorrichtungen zur Ansteuerung einer Doppelkupplung bekannt, die einen hydraulisch betätigbaren ersten Aktuator für eine erste Kupplung der Doppelkupplung und einen hydraulisch betätigbaren zweiten Aktuator für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung aufweisen. Die beiden Aktuatoren werden jeweils wechselweise mit einem Ausgangsdruck eines dem ersten Aktuator zugeordneten ersten Proportionalventils bzw. eines dem zweiten Aktuator zugeordneten zweiten Proportionalventils beaufschlagt. Die Proportionalventile haben hier den Vorteil, dass der jeweilige Ausgangsdruck langsam erhöht bzw. erniedrigt werden kann, so dass die jeweilige Kupplung nicht schlagartig, sondern vielmehr langsam und stetig geschlossen oder geöffnet werden kann. Nichtsdestotrotz besteht der Nachteil, dass das einzelne Proportionalventil dauerhaft betätigt werden muss, um den zugehörigen Aktuator dauerhaft in der Öffnungs- oder Schließstellung zu halten, je nachdem, ob es sich um eine normalerweise geschlossene oder normalerweise geöffnete Kupplung der Doppelkupplung handelt. Überdies ist eine relativ aufwendige Ansteuerung der Proportionalventile vonnöten, um den einen Aktuator langsam in die Schließstellung und den anderen Aktuator zeitgleich langsam in die Öffnungsstellung zu überführen. Überdies sind die bekannten Steuervorrichtungen mit einem relativ hohen Leckageverlust verbunden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Doppelkupplung zu schaffen, die einen geringen Energieverbrauch gewährleistet, einen einfachen Aufbau aufweist und einen weitgehend leckagefreien Betrieb der Doppelkupplung bzw. der Steuervorrichtung sicherstellt. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung anzugeben, das einen geringen Energieverbrauch gewährleistet, einfach durchführbar ist und einen weitgehend leckagefreien Betrieb sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 9 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Doppelkupplung, insbesondere in einem automatischen Doppelkupplungsgetriebe oder einer Hybridantriebsanordnung, weist einen hydraulisch betätigbaren ersten Aktuator für eine erste Kupplung der Doppelkupplung und einen hydraulisch betätigbaren zweiten Aktuator für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung auf. Dem ersten Aktuator ist ein erstes Proportionalventil zugeordnet, das einen Eingang, an dem ein hydraulischer Hauptdruck anliegt, und einen Ausgang aufweist, an dem ein von dem ersten Proportionalventil einstellbarer erster hydraulischer Ausgangsdruck abnehmbar ist. Der Ausgang des ersten Proportionalventils ist über ein erstes Sperrventil zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs des ersten Proportionalventils mit einem Eingang des ersten Aktuators verbunden. In entsprechender Weise ist ein dem zweiten Aktuator zugeordnetes zweites Proportionalventil vorgesehen, das einen Eingang, an dem ein hydraulischer Hauptdruck anliegt, der beispielsweise dem hydraulischen Hauptdruck an dem Eingang des ersten Proportionalventils entsprechen kann, und einen Ausgang aufweist, an dem ein von dem zweiten Proportionalventil einstellbarer zweiter hydraulischer Ausgangsdruck abnehmbar ist. Der Ausgang des zweiten Proportionalventils ist über ein zweites Sperrventil zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs des zweiten Proportionalventils mit einem Eingang des zweiten Aktuators verbunden. Bei dem hierin erwähnten hydraulischen Hauptdruck kann es sich beispielsweise um den Systemdruck eines vorhandenen hydraulischen Systems handeln. Bei dem Sperrventil kann es sich hingegen um ein Rückschlagventil handeln. Das erste und zweite Sperrventil sind derart ausgelegt, dass das erste Sperrventil zwischen dem Ausgang des ersten Proportionalventils und dem Eingang des ersten Aktuators durch den von dem zweiten Proportionalventil einstellbaren zweiten hydraulischen Ausgangsdruck entsperrt werden kann, während das zweite Sperrventil zwischen dem Ausgang des zweiten Proportionalventils und dem Eingang des zweiten Aktuators durch den von dem ersten Proportionalventil einstellbaren ersten hydraulischen Ausgangsdruck entsperrt werden kann.
Mit Hilfe des ersten Proportionalventils bzw. durch dessen Betätigung kann der erste hydraulische Ausgangsdruck stetig erhöht werden, um einen ersten Betätigungsdruck an dem ersten Aktuator stetig zu erhöhen bis der gewünschte erste Betätigungsdruck an dem ersten Aktuator eingestellt ist. Im Anschluss daran kann der erste hydraulische Ausgangsdruck reduziert werden, beispielsweise durch Beenden der Betätigung des ersten Proportionalventils, wobei der auf den ersten Aktuator wirkende erste hydraulische Betätigungsdruck dank der Sperrung des ersten Sperrventils aufrechterhalten wird. Mithin ist zum einen eine weitere Energieaufnahme des ersten Proportionalventils nicht mehr erforderlich, um den auf den ersten Aktuator wirkenden ersten hydraulischen Betätigungsdruck aufrechtzuerhalten, und zum anderen gewährleistet das erste Sperrventil einen weitgehend leckagefreien Betrieb. Dies gilt in entsprechender Weise für den zweiten Aktuator. So kann der zweite hydraulische Ausgangsdruck durch das zweite Proportionalventil langsam durch Betätigen des zweiten Proportionalventils erhöht werden, um einen auf den zweiten Aktuator wirkenden zweiten hydraulischen Betätigungsdruck entsprechend zu erhöhen, bis der zweite hydraulische Betätigungsdruck das gewünschte Maß erreicht hat, um anschließend den zweiten hydraulischen Ausgangsdruck zu reduzieren, beispielsweise durch Beenden der Betätigung des zweiten Proportionalventils, wobei das zweite Sperrventil den Durchfluss in Richtung des Ausgangs des zweiten Proportionalventils unter Aufrechterhaltung des auf den zweiten Aktuator wirkenden zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks sperrt. Darüber hinaus ist ein einfaches Überführen des ersten Aktuators in dessen Schließstellung bzw. Öffnungsstellung bei gleichzeitigem überführen des zweiten Aktuators in dessen Öffnungsstellung bzw. Schließstellung möglich, zumal das erste Sperrventil durch den zweiten hydraulischen Ausgangsdruck und das zweite Sperrventil durch den ersten hydraulischen Ausgangsdruck entsperrbar ist. Mithin ist nicht nur eine Steuervorrichtung geschaffen, deren Proportionalventile eine geringe Energie- oder Stromaufnahme gewährleisten und die weitgehend leckagefrei betrieben werden kann, vielmehr ist auch ein besonders einfacher Aufbau der hydraulischen Steuervorrichtung realisiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist das erste Sperrventil durch einen zweiten hydraulischen Ausgangsdruck entsperrbar, der größer als ein vorbestimmter zweiter Ausgangsdruckgrenzwert ist, während das zweite Sperrventil durch einen ersten hydraulischen Ausgangsdruck entsperrbar ist, der größer als ein vorbestimmter erster Ausgangsdruckgrenzwert ist. Der vorbestimmte erste Ausgangsdruckgrenzwert und der vorbestimmte zweite Ausgangsdruckgrenzwert können gleich groß sein. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der vorbestimmte erste Ausgangsdruckgrenzwert kleiner als ein maximaler auf den zweiten Aktuator wirkender zweiter hydraulischer Betätigungsdruck ist, während der vorbestimmte zweite Ausgangsdruckgrenzwert kleiner als ein maximaler auf den ersten Aktuator wirkender erster hydraulischer Betätigungsdruck ist. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Auslegung des ersten und zweiten Sperrventils bewirkt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist das erste Sperrventil über eine erste Steuerleitung mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck und das zweite Sperrventil über eine zweite Steuerleitung mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck beaufschlagbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind das erste Proportionalventil und das zweite Proportionalventil jeweils in eine Schließstellung vorgespannt, in der ein Durchfluss zwischen dem Eingang und dem Ausgang des jeweiligen Proportionalventils gesperrt ist. Mithin ist keinerlei Energie- oder Stromaufnahme an den Proportionalventilen notwendig, um den ersten bzw. zweiten hydraulischen Ausgangsdruck zu reduzieren oder auf Null abzusenken, so dass das jeweilige Proportionalventil unbetätigt bleiben kann, während das jeweils zugeordnete Sperrventil gegebenenfalls die Aufrechterhaltung des auf den ersten bzw. zweiten Aktuator wirkenden ersten bzw. zweiten hydraulischen Betätigungsdruck bewirkt. Die Vorspannung in die Schließstellung wird hierbei vorzugsweise mittels eines Federelements bewirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung weisen das erste Proportionalventil und das zweite Proportionalventil jeweils einen zweiten Ausgang auf, der einem offenen Hydraulikflüssigkeitsbehälter zugeordnet ist. Der zweite Ausgang des jeweiligen Proportionalventils steht in der zuvor erwähnten Schließstellung vorzugsweise mit dem Ausgang des jeweiligen Proportionalventils in Strömungsverbindung. Wird beispielsweise das erste Sperrventil durch Erhöhung des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks an dem zweiten Proportionalventil entsperrt, so kann das Hydraulikmedium von dem ersten Aktuator über das entsperrte erste Sperrventil und das erste Proportionalventil in dessen Schließstellung in den offenen Hydraulikflüssigkeitsbehälter fließen, so dass eine Änderung der Stellung des ersten Aktuators möglich ist. Wird andererseits das zweite Sperrventil durch Erhöhen des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks an dem ersten Proportionalventil entsperrt, so kann das Hydraulikmedium von dem zweiten Aktuator über das entsperrte zweite Sperrventil und das zweite Proportionalventil in der Schließstellung in den offenen Hydraulikflüssigkeitsbehälter strömen, so dass die Stellung des zweiten Aktuators verändert werden kann. Für die beiden zweiten Ausgänge der Proportionalventile kommt hier auch ein gemeinsamer offener Hydraulikflüssigkeitsbehälter in Betracht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind das erste Proportionalventil und das zweite Proportionalventil jeweils als elektromagnetisch betätigbares Magnetventil mit variabler Stellkraft ausgebildet, also als sogenanntes VFS (Variable Force Solenoid). Derartige Magnetventile zeichnen sich durch eine präzise Steuerung des Ausgangsdrucks aus und können durch entsprechende Energie- oder Stromaufnahme betätigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind das erste und zweite Sperrventil jeweils als Rückschlagventil ausgebildet. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Rückschlagventil als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist, um einen möglichst hohen auf den jeweiligen Aktuator wirkenden hydraulischen Betätigungsdruck aufrechtzuerhalten, wenn der Ausgangsdruck, aus dem der hydraulische Betätigungsdruck resultiert, reduziert wird, zumal ein besonders schnelles Schließen oder Sperren durch das Sperrventil gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil in Form eines Kugelventils als vorteilhaft herausgestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind der erste Aktuator und der zweite Aktuator im drucklosen Zustand geöffnet bzw. in einer Öffnungsstellung angeordnet. Man kann auch davon sprechen, dass es sich bei der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung jeweils um eine normalerweise geöffnete Kupplung handelt, bei der keine hydraulische Druckbeaufschlagung notwendig ist, um diese in der geöffneten Stellung zu halten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind der erste Aktuator und der zweite Aktuator jeweils als einfach wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung, gegebenenfalls mit einer Rückhubfeder zum Überführen des jeweiligen. Aktuators in die Öffnungsstellung, ausgebildet.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist dank der Sperrventile ein im Wesentlichen leckagefreier Betrieb der Aktuatoren möglich. Nichtsdestotrotz kann es in Abhängigkeit von der Bauweise der Aktuatoren in deren Bereich zu Leckageverlusten kommen, die letztlich zu einer Verringerung des auf den jeweiligen Aktuator wirkenden hydraulischen Betätigungsdrucks führen können. Um die Überwachung eines solchen Druckverlusts zu ermöglichen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eine Druckmesseinrichtung vorgesehen, mittels derer einerseits ein auf der dem ersten Proportionalventil abgewandten Seite des ersten Sperrventils auf den ersten Aktuator wirkender erster hydraulischer Betätigungsdruck und andererseits ein auf der dem zweiten Proportionalventil abgewandten Seite des zweiten Sperrventils auf den zweiten Aktuator wirkender zweiter hydraulischer Betätigungsdruck messbar ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist die Druckmesseinrichtung derart ausgelegt, dass eine ungewollte, gegebenenfalls leckagebedingte, Verringerung des ersten oder zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks durch das erste bzw. zweite Proportionalventil ausgeglichen wird. So wirkt die Druckmesseinrichtung einerseits derart mit dem ersten Proportionalventil zusammen, dass dieses unter Erhöhung des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks betätigt, gegebenenfalls bestromt, wird, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck einen vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert unterschreitet, und andererseits derart mit dem zweiten Proportionalventil zusammen, dass dieses unter Erhöhung des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks betätigt, gegebenenfalls bestromt, wird, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck einen vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert unterschreitet. Der erste Betätigungsdruckgrenzwert kann dem zweiten Betätigungsdruckgrenzwert entsprechen, wobei es ferner bevorzugt ist, wenn der erste und zweite Betätigungsdruckgrenzwert kleiner als der maximale erste bzw. zweite hydraulische Ausgangsdruck sind. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die Druckmesseinrichtung derart mit dem ersten Proportionalventil zusammenwirkt, dass der erste hydraulische Ausgangsdruck reduziert wird, gegebenenfalls durch Beenden der Betätigung bzw. Bestromung des ersten Proportionalventils, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck den vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert wieder überschreitet, und andererseits derart mit dem zweiten Proportionalventil zusammenwirkt, dass der zweite hydraulische Ausgangsdruck reduziert wird, gegebenenfalls durch Beenden der Betätigung bzw. Bestromung des zweiten Proportionalventils, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck den vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert wieder überschreitet.
Grundsätzlich könnte die zuvor erwähnte Druckmesseinrichtung einen Drucksensor zum Messen des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks und einen weiteren Drucksensor zum Messen des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks aufweisen. Um den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung jedoch zu vereinfachen, weist die Druckmesseinrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einen gemeinsamen Drucksensor auf, mittels dessen wahlweise der erste hydraulische Betätigungsdruck oder der zweite hydraulische Betätigungsdruck messbar ist. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass in der Regel stets nur ein Aktuator drucklos gehalten ist, während der andere Aktuator mit Druck beaufschlagt wird und allenfalls in einem Übergangszeitraum sowohl der erste Aktuator als auch der zweite Aktuator in der Schließstellung oder der Öffnungsstellung angeordnet ist.
Um den Einsatz eines gemeinsamen Drucksensors auf besonders einfache Weise zu verwirklichen, weist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform derselben eine Wechseleinrichtung auf, mittels derer ein Druckunterschied zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck erfasst werden kann und die derart mit dem gemeinsamen Drucksensor zusammenwirkt, dass dieser den höheren hydraulischen Betätigungsdruck des ersten und zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks misst. Bei der Wechseleinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Wechselventil oder Doppelrückschlagventil. Die Wechseleinrichtung kann beispielsweise einerseits mit der dem ersten Proportionalventil abgewandten Seite des ersten Sperrventils und andererseits mit der dem zweiten Proportionalventil abgewandten Seite des zweiten Sperrventils verbunden sein, um den genannten Druckunterschied zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck zu erfassen und den gemeinsamen Drucksensor mit dem ersten oder zweiten hydraulischen Betätigungsdruck zu beaufschlagen, je nachdem, welcher der beiden hydraulischen Betätigungsdrücke höher oder größer ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung weist die nachstehend genannten Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein erster hydraulischer Ausgangsdruck eines ersten Proportionalventils durch Betätigen des ersten Proportionalventils erhöht. Ein erster Aktuator für eine Kupplung der Doppelkupplung wird mit diesem ersten hydraulischen Ausgangsdruck unter Erhöhung eines auf den ersten Aktuator wirkenden ersten hydraulischen Betätigungsdrucks beaufschlagt. In dieser Phase entspricht der erste hydraulische Ausgangsdruck im Wesentlichen dem auf den ersten Aktuator wirkenden ersten hydraulischen Betätigungsdruck. Ist der gewünschte erste hydraulische Betätigungsdruck erreicht, so wird ein Rückfluss des Hydraulikmediums von dem ersten Aktuator zu dem ersten Proportionalventil mittels eines ersten Sperrventils unter Aufrechterhaltung des erzielten ersten hydraulischen Betätigungsdrucks verhindert und der erste hydraulische Ausgangsdruck reduziert. Das Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks erfolgt hierbei vorzugsweise durch Beenden der Betätigung, gegebenenfalls der Energie- oder Stromversorgung, des ersten Proportionalventils. Überdies ist es besonders bevorzugt, wenn durch das Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks automatisch der Rückfluss des Hydraulikmediums von dem ersten Aktuator zu dem ersten Proportionalventil verhindert wird. Mithin ist bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsvariante keine aktive Ansteuerung des ersten Sperrventils notwendig, was den Aufbau der Steuervorrichtung bzw. die Durchführung des Verfahrens zur hydraulischen Steuerung der Doppelkupplung vereinfacht.
Anschließend kann die Doppelkupplung in der somit erreichten Stellung des ersten Aktuators über eine längere Zeitdauer betrieben werden, ohne dass eine Energie- oder Stromversorgung des ersten Proportionalventils notwendig ist, während das erste Sperrventil einen weitgehend leckagefreien Betrieb ohne eine leckagebedingte Verringerung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks, der auf den ersten Aktuator wirkt, gewährleistet. Soll jedoch eine Änderung der Kupplungsstellungen bzw. ein Wechsel der Kupplungsstellungen vorgenommen werden, so wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt ein zweiter hydraulischer Ausgangsdruck eines zweiten Proportionalventils durch Betätigen, gegebenenfalls durch Energie- oder Stromversorgung, des zweiten Proportionalventils erhöht. Ein zweiter Aktuator für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung wird mit diesem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck unter Erhöhung eines auf den zweiten Aktuator wirkenden zweiten hydraulisch Betätigungsdrucks beaufschlagt. Außerdem wird das erste Sperrventil über eine erste Steuerleitung mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck unter Öffnung des ersten Sperrventils beaufschlagt, so dass sinngemäß ein Kupplungswechsel erfolgt. Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie dessen nachstehend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen sei auf die vorangehend beschriebenen Vorteile der hydraulischen Steuervorrichtung verwiesen, die in entsprechender Weise für das Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung gelten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem weiteren Verfahrensschritt nach Erreichen des gewünschten zweiten hydraulischen Betätigungsdruck, der auf den zweiten Aktuator wirkt, ein Rückfließen des Hydraulikmediums von dem zweiten Aktuator zu dem zweiten Proportionalventil mittels eines Sperrventils unter Aufrechterhaltung des erzielten zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks verhindert und der zweite hydraulische Ausgangsdruck des zweiten Proportionalventils reduziert, wobei das Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks vorzugsweise durch Beenden der Betätigung, gegebenenfalls der Energie- oder Stromversorgung, des zweiten Proportionalventils erfolgt. Auch in diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn bereits das Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks ein Rückfließen des Hydraulikmediums von dem zweiten Aktuator zu dem zweiten Proportionalventil automatisch verhindert, um das Verfahren zu vereinfachen. Dies kann – wie bereits bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform – durch ein einfaches Sperrventil erreicht werden, das einen Durchfluss nur in einer Richtung zulässt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Beaufschlagen des ersten Aktuators mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck unter Erhöhung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks auch das zweite Sperrventil über eine zweite Steuerleitung mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck unter Öffnung des zweiten Sperrventils beaufschlagt. Auf diese Weise ist der Kupplungswechsel auch dann einfach durchführbar, wenn der erste Aktuator mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck unter Erhöhung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks beaufschlagt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der erste hydraulische Betätigungsdruck gemessen und der erste hydraulische Ausgangsdruck durch Betätigen, gegebenenfalls durch Energieversorgung oder Stromversorgung, des ersten Proportionalventils nach dem bereits erfolgten Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks erhöht, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck einen vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert unterschreitet. Auf diese Weise werden Druckverluste an dem ersten Aktuator ausgeglichen. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn der erste hydraulische Ausgangsdruck wieder reduziert wird, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck den vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert wieder überschreitet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite hydraulische Betätigungsdruck gemessen und der zweite hydraulische Ausgangsdruck durch Betätigen, gegebenenfalls durch Energie- oder Stromversorgung, des zweiten Proportionalventils nach dem erfolgten Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks erhöht, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck einen vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert unterschreitet, um einen, gegebenenfalls leckagebedingten, Druckverlust im Bereich des zweiten Aktuators auszugleichen. Auch bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der zweite hydraulische Ausgangsdruck reduziert wird, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck den vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert wieder überschreitet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Druckunterschied zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck erfasst und lediglich der höhere hydraulische Betätigungsdruck des ersten und zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks gemessen. Hierbei erfolgt das Messen sowohl des ersten als auch des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks vorzugsweise mittels eines gemeinsamen Drucksensors, um das Verfahren und den Aufbau der nach dem Verfahren betriebenen Steuervorrichtung zu vereinfachen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Doppelkupplung und
2 eine schematische Darstellung von Druckverläufen über der Zeit zur Veranschaulichung der Funktionsweise der hydraulischen Steuervorrichtung nach 1 und des der Steuervorrichtung nach 1 zugrundeliegenden Verfahrens.
1 zeigt eine Ausführungsform der hydraulischen Steuervorrichtung 2 zur Ansteuerung einer nicht näher dargestellten Doppelkupplung. Die Steuervorrichtung 2 weist einen hydraulisch betätigbaren ersten Aktuator 4 für eine erste Kupplung der Doppelkupplung und einen hydraulisch betätigbaren zweiten Aktuator 6 für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung auf. Der erste Aktuator 4 und der zweite Aktuator 6 sind jeweils als einfach wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung aus einem Zylinder 8, 10 und einem verschiebbar in dem Zylinder 8, 10 angeordneten Kolben 12, 14 ausgebildet. Den Kolben 12, 14 ist jeweils eine Rückhubfeder 16, 18 zugeordnet, wobei die Rückhubfeder 16, 18 bewirkt, dass sowohl der erste Aktuator 4 als auch der zweite Aktuator 6 im drucklosen Zustand geöffnet bzw. in eine Öffnungsstellung überführt ist.
Der Kolben 12 bzw. 14 kann entgegen der Kraft der Rückhubfeder 16 bzw. 18 mittels eines ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ bzw. zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ in eine Schließstellung verbracht werden. Zu diesem Zweck ist der erste Aktuator 4 bzw. der zweite Aktuator 6 mit einer Durchflussleitung 20, 22 verbunden, die einerseits mit einem Eingang 24 bzw. 26 des ersten bzw. zweiten Aktuators 4, 6 und andererseits mit einem ersten Sperrventil 28 bzw. zweiten Sperrventil 30 verbunden ist. Die Sperrventile 28, 30 sind jeweils als Rückschlagventil ausgebildet, wobei das Rückschlagventil entgegen der Darstellung in 1 auch als federbelastetes Rückschlagventil, vorzugsweise als federbelastetes Kugelventil, ausgebildet sein kann. Auf seiner der Durchflussleitung 20 bzw. 22 abgewandten Seite ist das erste bzw. zweite Sperrventil 28, 30 mit einer Durchflussleitung 32 bzw. 34 verbunden, die zu einem ersten Proportionalventil 36 bzw. zweiten Proportionalventil 38 führt.
Die beiden Proportionalventile 36, 38 weisen jeweils einen Eingang 40 bzw. 42, einen Ausgang 44 bzw. 46, mit dem die Durchflussleitung 32 bzw. 34 verbunden ist, und einen zweiten Ausgang 48 bzw. 50 auf, wobei die zweiten Ausgänge 48, 50 jeweils einem offenen Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 zugeordnet sind bzw. zu diesem führen. Die beiden Proportionalventile 36, 38 sind jeweils als elektromagnetisch betätigbares Magnetventil mit variabler Stellkraft ausgebildet. So weisen die Proportionalventile 36, 38 jeweils einen Elektromagneten 54 bzw. 56 auf, wobei das Proportionalventil 36 bzw. 38 durch Bestromen des Elektromagneten 54 bzw. 56 verstellbar ist. Die Stellkraft des Elektromagneten 54 bzw. 56 wirkt entgegen einer Rückstellkraft eines Federelements 58 bzw. 60 des jeweiligen Proportionalventils 36, 38, wobei das erste Proportionalventil 36 und das zweite Proportionalventil 38 mittels des zugehörigen Federelements 58, 60 in eine Schließstellung vorgespannt sind, in der ein Durchfluss zwischen dem Eingang 40 bzw. 42 und dem Ausgang 44 bzw. 46 des jeweiligen Proportionalventils 36, 38 gesperrt ist. Darüber hinaus steht der zweite Ausgang 48 bzw. 50 des jeweiligen Proportionalventils 36, 38 in der genannten Schließstellung mit dem Ausgang 44 bzw. 46 des jeweiligen Proportionalventils 36, 38 in Strömungsverbindung. Eine Betätigung der Proportionalventile 36, 38 kann somit durch eine Bestromung des zugehörigen Elektromagneten 54 bzw. 56 erfolgen, durch die das Proportionalventil 36 bzw. 38 mehr oder weniger stark in eine Öffnungsstellung verstellt wird. Des Weiteren sind den beiden Proportionalventilen 36, 38 jeweils zwei Steuerleitungen 62, 64 bzw. 66, 68 zugeordnet, die ausgehend von einer Leitungsverbindung 70 bzw. 72 mit der Durchflussleitung 32 bzw. 34 zu einem ersten Steuereingang 74 bzw. 76 und einem zweiten Steuereingang 78 bzw. 80 des ersten bzw. zweiten Proportionalventils 36 bzw. 38 führen. Mithin wirken die Steuerleitungen 62, 64 mit der linken und rechten Stirnfläche des ersten Proportionalventils 36 zusammen, während die Steuerleitungen 66, 68 mit der linken bzw. rechten Stirnfläche des zweiten Proportionalventils 38 zusammenwirken. In den Steuerleitungen 62, 64, 66, 68 sind ferner Drosseln (kein Bezugszeichen) vorgesehen.
Über die Durchflussleitung 32 ist an dem Ausgang 44 des ersten Proportionalventils 36 ein von dem ersten Proportionalventil 36 einstellbarer erster hydraulischer Ausgangsdruck A₁ abnehmbar, während über die Durchflussleitung 34 ein von dem zweiten Proportionalventil 38 einstellbarer zweiter hydraulischer Ausgangsdruck A₂ abnehmbar ist. Das erste Sperrventil 28 ist derart zwischen der Durchflussleitung 20 und der Durchflussleitung 32 angeordnet, dass dieses einen Durchfluss von der Durchflussleitung 20 in die Durchflussleitung 32 sperrt bzw. einen Durchfluss vom Eingang 24 des ersten Aktuators 4 zu dem Ausgang 44 des ersten Proportionalventils 36 verhindert. In entsprechender Weise ist das zweite Sperrventil 30 derart zwischen der Durchflussleitung 22 und der Durchflussleitung 34 angeordnet, dass dieses den Durchfluss von der Durchflussleitung 22 in Richtung der Durchflussleitung 34 sperrt bzw. den Durchfluss von dem Eingang 26 des zweiten Aktuators 6 zu dem Ausgang 46 des zweiten Proportionalventils 38 verhindert. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass innerhalb der Durchflussleitungen 32, 34 jeweils ein Filter angeordnet ist.
Sowohl an dem Eingang 40 des ersten Proportionalventils 36 als auch an dem Eingang 42 des zweiten Proportionalventils 38 liegt ein hydraulischer Hauptdruck P an, der auch als Systemdruck bezeichnet werden kann. Zu diesem Zweck sind die Eingänge 40, 42 jeweils mit einer Durchflussleitung 82, 84 verbunden, die auf ihrer dem jeweiligen Proportionalventil 36 bzw. 38 abgewandten Seite in einem Leitungsverbindungspunkt 86 zusammengeführt sind, wobei innerhalb der Durchflussleitungen 82, 84 jeweils ein Filter 88 angeordnet ist. Der hydraulische Hauptdruck P an den Eingängen 40, 42 wird mittels einer dem Leitungsverbindungspunkt 86 zugeordneten Hydraulikpumpe 90 erzeugt, die über einen Filter 92 aus einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 94 mit Hydraulikflüssigkeit gespeist wird. Um unzulässig hohe Drücke an den Eingängen 40, 42 zu vermeiden bzw. den hydraulischen Hauptdruck P zu begrenzen, ist ferner ein Überdruckventil 96 vorgesehen, das hier als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist und dem Leitungsverbindungspunkt 86 zugeordnet ist. Auf seiner dem Leitungsverbindungspunkt 86 abgewandten Seite ist das Überdruckventil 96 mit einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 98 verbunden.
Das erste Sperrventil 28 kann durch den zweiten hydraulisch Ausgangsdruck A₂ entsperrt werden, während das zweite Sperrventil 30 durch den ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ entsperrt werden kann. Zu diesem Zweck ist eine erste Steuerleitung 100 vorgesehen, die an einem Leitungsverbindungspunkt 102 in die Durchflussleitung 34 mündet und zu einem Steuereingang 104 an dem ersten Sperrventil 28 führt, während ferner eine zweite Steuerleitung 106 vorgesehen ist, die an einem Leitungsverbindungspunkt 108 in die Durchflussleitung 32 mündet und zu einem Steuereingang 110 an dem zweiten Sperrventil 30 führt. Mithin ist das erste Sperrventil 28 über die erste Steuerleitung 100 mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck A₂ beaufschlagbar, während das zweite Sperrventil 30 über die zweite Steuerleitung 106 mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ beaufschlagbar ist. Es sei angemerkt, dass in den Steuerleitungen 100, 106 grundsätzlich auch Drosseln oder Ähnliches vorgesehen sein können, um den zum Entsperren des ersten bzw. zweiten Sperrventils 28 bzw. 30 herangezogenen zweiten bzw. ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₂ bzw. A₁ zu reduzieren.
Es ist ferner eine Druckmesseinrichtung 112 vorgesehen, die in 1 anhand eines Manometers angedeutet ist. Mittels der Druckmesseinrichtung 112 ist einerseits der auf der dem ersten Proportionalventil 36 abgewandten Seite des ersten Sperrventils 28 wirkende erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ und andererseits der auf der dem zweiten Proportionalventil 38 abgewandten Seite des zweiten Sperrventils 30 auf den zweiten Aktuator 6 wirkende zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ messbar.
Grundsätzlich könnte die Druckmesseinrichtung 112 zwei Drucksensoren aufweisen, wobei der eine Drucksensor der Erfassung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ dient, während der zweite Drucksensor der Erfassung des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ dient. In der Ausführungsform nach 1 weist die Druckmesseinrichtung 112 jedoch einen gemeinsamen Drucksensor 114 auf, mittels dessen wahlweise der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ oder der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ messbar ist. Um einen Wechsel zwischen der Messung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ und der Messung des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ durch den gemeinsamen Drucksensor 114 zu ermöglichen, ist in der dargestellten Ausführungsform eine Wechseleinrichtung 116 vorgesehen, wobei die Wechseleinrichtung 116 hier als Wechselventil oder Doppelrückschlagventil ausgebildet ist. Die als Wechselventil oder Doppelrückschlagventil ausgebildete Wechseleinrichtung 116 ist einerseits über eine erste Messleitung 118 mit einem Leitungsverbindungspunkt 120 in der Durchflussleitung 20 und andererseits über eine zweite Messleitung 122 mit einem Leitungsverbindungspunkt 124 in der Durchflussleitung 22 verbunden. Über die erste Messleitung 118 kann folglich der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ erfasst werden, während über die zweite Messleitung 122 der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ erfasst werden kann. Die Wechseleinrichtung 116 in Form des Wechsel- oder Doppelrückschlagventils ermöglicht somit die Erfassung eines Druckunterschieds zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck B₁ und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂, wobei der gemeinsame Drucksensor 114 derart mit der Wechseleinrichtung 116 zusammenwirkt, dass dieser lediglich den höheren hydraulischen Betätigungsdruck der beiden hydraulischen Betätigungsdrücke B₁ und B₂ misst. Ist beispielsweise der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ größer als der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁, so nimmt die Wechseleinrichtung 116 in Form des Wechsel- oder Doppelrückschlagventils die in 1 gezeigte Stellung ein, in der die erste Messleitung 118 durch die Wechseleinrichtung 116 geschlossen ist, während der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ über die zweite Messleitung 122 durch den gemeinsamen Drucksensor 114 der Druckmesseinrichtung 112 messbar ist. Ist hingegen der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ größer als der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂, so ändert sich die Schaltstellung der als Wechsel- oder Doppelrückschlagventil ausgebildeten Wechseleinrichtung 116, so dass die zweite Messleitung 122 durch die Wechseleinrichtung 116 gesperrt ist, während der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ über die erste Messleitung 118 durch den gemeinsamen Drucksensor 114 der Druckmesseinrichtung 112 messbar ist.
Unabhängig davon, ob die Druckmesseinrichtung 112 einen Drucksensor zur Erfassung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ und einen weiteren Drucksensor zur Erfassung des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ oder den in 1 gezeigten gemeinsamen Drucksensor 114 mit Wechseleinrichtung 116 aufweist, wirkt die Druckmesseinrichtung 112 derart mit dem ersten Proportionalventil 36 zusammen, dass dieses unter Erhöhung des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁ durch Bestromen des Elektromagneten 54 betätigt wird, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ einen vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert bg₁ unterschreitet. Entsprechend wirkt die Druckmesseinrichtung 112 derart mit dem zweiten Proportionalventil 38 zusammen, dass das zweite Proportionalventil 38 unter Erhöhung des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂ durch Bestromen des Elektromagneten 54 betätigt wird, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ einen vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert bg₂ unterschreitet.
Nachstehend sollen weitere Merkmale der Steuervorrichtung 2 sowie deren Funktionsweise anhand einer Beschreibung einer Ausführungsform des der Steuervorrichtung 2 zugrundeliegenden Verfahrens zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 näher erläutert werden, wobei 2 die Druckverläufe des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁, des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂, des ersten hydraulischen Betätigungsdruck B₁ und des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ schematisch über der Zeit wiedergibt.
Es sei davon ausgegangen, dass zum Zeitpunkt t₀ der erste Aktuator 4 drucklos und somit über die Rückhubfeder 16 in die Öffnungsstellung überführt ist, während der zweite Aktuator 6 mit einem erhöhten zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ beaufschlagt ist, so dass dieser entgegen der Rückstellkraft der Rückhubfeder 18 in die Schließstellung überführt ist. Die Aufrechterhaltung des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂, der auf den zweiten Aktuator 6 wirkt, ist durch das zweite Sperrventil 30 bewirkt, das in der Sperrstellung ein Rückfließen des Hydraulikmediums von dem Eingang 26 des zweiten Aktuators 6 zu dem Ausgang 46 des zweiten Proportionalventils 38 verhindert. Beide Proportionalventile 36, 38 sind unbetätigt, d. h. deren Elektromagneten 54, 56 werden nicht bestromt bzw. mit Energie versorgt, so dass sich die beiden Proportionalventile 36, 38 jeweils in deren zuvor beschriebener Schließstellung befinden. Da der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ größer als der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ ist, misst die Druckmesseinrichtung 112 über die Wechseleinrichtung 116 und die zweite Messleitung 122 den zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ mit Hilfe des gemeinsamen Drucksensors 114.
Soll ein Kupplungswechsel erfolgen, also der erste Aktuator 4 in die Schließstellung und der zweite Aktuator 6 in die Öffnungsstellung überführt werden, so wird der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ am ersten Proportionalventil 36 durch Betätigen des ersten Proportionalventils 36 zum Zeitpunkt t₁ erhöht. Genauer gesagt wird der Elektromagnet 54 des zuvor unbetätigten ersten Proportionalventils 36 bestromt, um das erste Proportionalventil 36 aus dessen Schließstellung in die nachfolgenden verschiedenen Öffnungsstellungen zu überführen. Hierdurch öffnet sich das erste Sperrventil 28, so dass der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁, der auf den ersten Aktuator 4 wirkt, zusammen mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ erhöht wird. Mithin wird der erste Aktuator 4 mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ unter Erhöhung des auf den ersten Aktuator 4 wirkenden ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ beaufschlagt, wobei der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ und der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ im Wesentlichen gleich groß sind.
Darüber hinaus wird auch das zweite Sperrventil 30 über die zweite Steuerleitung 106 mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ beaufschlagt. Übersteigt der von dem ersten Proportionalventil 36 eingestellte erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ zum Zeitpunkt t₂ einen ersten Ausgangsdruckgrenzwert ag₁, so bewirkt der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ über die zweite Steuerleitung 106 eine Öffnung bzw. Entsperrung des zweiten Sperrventils 30, obwohl noch immer ein relativ hoher zweiter hydraulischer Betätigungsdruck B₂ auf den Ventilkörper des zweiten Sperrventils 30 einwirkt. Eine entsprechende Steuerung des zweiten Sperrventils 30 kann durch entsprechende Auslegung desselben bewirkt werden. Durch die Entsperrung bzw. Öffnung des zweiten Sperrventils 30 kann Hydraulikmedium von dem Eingang 26 des zweiten Aktuators 6 über das zweite Sperrventil 30 und das zweite Proportionalventil 38, das sich in der Schließstellung befindet, zu dem zweiten Ausgang 50 des zweiten Proportionalventils 38 gelangen, von wo es in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 abfließen kann. Mithin sinkt infolgedessen der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂, während der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ aufgrund des sich weiter erhöhenden ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁ weiter erhöht. Dies hat zur Folge, dass der erste Aktuator 4 entgegen der Rückstellkraft der Rückhubfeder 16 in Richtung der Schließstellung bewegt wird, wohingegen der zweite Aktuator 6 aufgrund der Rückstellkraft der Rückhubfeder 18 in die Öffnungsstellung bewegt wird. Übersteigt der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ den zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ zum Zeitpunkt t₃, so wird die Wechseleinrichtung 116 umgeschaltet und fortan nur noch der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ über den gemeinsamen Drucksensor 114 der Druckmesseinrichtung 112 gemessen.
Ist zum Zeitpunkt t₄ der gewünschte erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ erreicht und der erste Aktuator 4 somit in die Schließstellung überführt, so wird der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ durch Beenden der Betätigung des ersten Proportionalventils 36 bzw. durch Beenden der Bestromung des Elektromagneten 54 des ersten Proportionalventils 36 wieder reduziert. Trotz der Reduzierung des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁ durch Zurückstellen des ersten Proportionalventils 36 über das Federelement 58 in dessen Schließstellung wird ein Rückfluss des Hydraulikmediums von dem Eingang 24 des ersten Aktuators 4 über das erste Proportionalventil 36 in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 mittels des ersten Sperrventils 28 unterbunden, so dass der auf den ersten Aktuator 4 wirkende erzielte erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ erhalten bleibt. In diesem Fall erfolgt das Verhindern des Rückflusses des Hydraulikmediums von dem ersten Aktuator 4 zu dem ersten Proportionalventil 36 und darüber hinaus in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 automatisch durch das zuvor erwähnte Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁. Mithin ist der erste Aktuator 4 sicher und – bezogen auf das erste Sperrventil 28 – weitgehend leckagefrei in der Schließstellung gehalten, ohne dass eine weitere Bestromung des Elektromagneten 54 des ersten Proportionalventils 36 erforderlich ist, während der zweite, mittlerweile drucklose Aktuator 6 durch die Rückhubfeder 18 in die Öffnungsstellung überführt ist. Auch das zweite Proportionalventil 38 bleibt weiterhin unbetätigt bzw. unbestromt.
Ab diesem Zeitpunkt kann die Steuervorrichtung 2 ohne Energie- oder Stromaufnahme an den Proportionalventilen 36, 38 dauerhaft betrieben werden, wobei der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ durch die Druckmesseinrichtung 112 gemessen und überwacht wird. Sollte der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁, der den ersten Aktuator 4 in dessen Schließstellung hält, bedingt durch Leckageverluste oder andere Ursachen zu einem Zeitpunkt t₅ den zuvor erwähnten ersten Betätigungsdruckgrenzwert bg₁ unterschreiten, so wird dies durch die Druckmesseinrichtung 112 erfasst, die daraufhin das erste Proportionalventil 36 durch erneutes Bestromen des Elektromagneten 54 betätigt, um den ersten hydraulischen Ausgangsdruck A₁ wieder zu erhöhen. Dabei wird der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁ derart erhöht, dass sich das erste Sperrventil 28 öffnet und der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ aufgrund der Erhöhung des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks A₁ wieder ansteigt, bis dieser den gewünschten Wert oberhalb des ersten Betätigungsdruckgrenzwertes bg₁ zum Zeitpunkt t₆ annimmt. Auch dies wird durch die Druckmesseinrichtung 112 erfasst, die bei Erreichen des gewünschten, zum Halten des ersten Aktuators 4 in dessen Schließstellung erforderlichen ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁ die Betätigung des ersten Proportionalventils 36 wieder beendet, so dass das erste Proportionalventil 36 wieder stromlos ist. Sinkt infolgedessen der erste hydraulische Ausgangsdruck A₁, so bewirkt das erste Sperrventil 28 durch Zurückkehren in dessen Sperrstellung wiederum eine Aufrechterhaltung des nunmehr wieder hergestellten bzw. erzielten ersten hydraulischen Betätigungsdrucks B₁. Nun kann die Steuervorrichtung 2 wieder dauerhaft und ohne Energieversorgung der beiden Proportionalventile 36, 38 betrieben werden.
Sollte ein erneuter Kupplungswechsel durchgeführt bzw. der erste Aktuator 4 in die Öffnungsstellung und der zweite Aktuator 6 in die Schließstellung überführt werden, so wird der zweite hydraulische Ausgangsdruck A₂ des zweiten Proportionalventils 38 durch Betätigen des zweiten Proportionalventils 38 zum Zeitpunkt t₇ erhöht. Dies erfolgt durch Bestromen des Elektromagneten 56 des zweiten Proportionalventils 38, das daraufhin aus der zuvor erwähnten Schließstellung und entgegen der Rückstellkraft des Federelements 60 bewegt wird. Infolge des sich erhöhenden zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂ wird das zweite Sperrventil 30 entsperrt bzw. geöffnet, so dass der zweite Aktuator 6 mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck A₂ unter Erhöhung des auf den zweiten Aktuator 6 wirkenden zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ beaufschlagt wird. Darüber hinaus wird das erste Sperrventil 28 über die erste Steuerleitung 100 mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck A₂ beaufschlagt. Übersteigt dabei der zweite hydraulische Ausgangsdruck A₂ zum Zeitpunkt t₈ einen zweiten Ausgangsdruckgrenzwert ag₂, so bewirkt der zweite hydraulische Ausgangsdruck A₂ über die erste Steuerleitung 100 ein Entsperren bzw. Öffnen des ersten Sperrventils 28, wobei der Steuerdruck über die Steuerleitung 100 wesentlich geringer sein kann, als der noch herrschende erste hydraulische Betätigungsdruck B₁, was durch entsprechende Auslegung des ersten Sperrventils 28 erreicht werden kann. Infolgedessen fließt Hydraulikmedium von dem ersten Aktuator 4 über das geöffnete erste Sperrventil 28 und das weiterhin in der Schließstellung angeordnete erste Proportionalventil 36 in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 ab, so dass der erste hydraulische Betätigungsdruck B₁ sinkt und der erste Aktuator 4 aufgrund der Rückstellkraft der Rückhubfeder 16 in die Öffnungsstellung bewegt wird. Demgegenüber wird der zweite Aktuator 6 entgegen der Rückstellkraft der Rückhubfeder 18 durch den sich erhöhenden zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ in die Öffnungsstellung bewegt. Überschreitet infolgedessen der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ den ersten hydraulischen Betätigungsdruck B₁, so bewirkt die Wechseleinrichtung 116, dass der gemeinsame Drucksensor 114 der Druckmesseinrichtung 112 nunmehr nur noch den zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ über die zweite Messleitung 122 misst und überwacht. Erreicht der zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ in der Folge den gewünschten Wert oberhalb des zweiten Betätigungsdruckgrenzwertes bg₂ zum Zeitpunkt t₁₀, so wird dies durch die Druckmesseinrichtung 112 erfasst, woraufhin der zweite hydraulische Ausgangsdruck A₂ durch Beenden der Betätigung des zweiten Proportionalventils 38 bzw. durch Beenden der Bestromung des Elektromagneten 56 wieder reduziert wird, wobei das Proportionalventil aufgrund der Rückstellkraft des Federelements 60 in dessen Schließstellung zurückkehrt. Trotz des nunmehr sinkenden zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂ bleibt der auf den zweiten Aktuator 6 wirkende zweite hydraulische Betätigungsdruck B₂ im Wesentlichen erhalten, zumal ein Rückfließen des Hydraulikmediums von dem zweiten Aktuator 6 zu dem zweiten Proportionalventil 38 und darüber hinaus in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 durch das zweite Sperrventil 30 verhindert wird, das automatisch durch das Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂ in dessen Sperrstellung zurückkehrt.
In der nunmehr erreichten Stellung der Steuervorrichtung 2, in der der erste Aktuator 4 durch die Rückhubfeder 16 in der Öffnungsstellung gehalten ist, während der zweite Aktuator 6 durch den zweiten hydraulischen Betätigungsdruck B₂ in der Schließstellung gehalten ist, kann die Steuervorrichtung 2 dauerhaft und ohne Energiezufuhr zu den Proportionalventilen 36, 38 betrieben werden, ohne dass es zu Leckageverlusten im Bereich der Sperrventile 28, 30 kommt. Sollte anderenorts eine Leckage oder Ähnliches auftreten, die ein Absenken des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks B₂ bis unter den zuvor erwähnten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert bg₂ führen, so wird dies durch die Druckmesseinrichtung 112 erfasst, die daraufhin den zweiten hydraulischen Ausgangsdruck A₂ durch Betätigen des zweiten Proportionalventils 38 nach dem vorangehenden Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks A₂ erhöht. Dabei wirkt die Druckmesseinrichtung 112 derart mit dem zweiten Proportionalventil 38 zusammen, wie dies bereits zuvor im Zusammenhang mit dem ersten Proportionalventil 36 zu den Zeitpunkten t₅ und t₆ beschrieben wurde, um den erwähnten Druckverlust wieder zu beseitigen. Insofern sei auf die vorangehende Beschreibung verwiesen.
Bezugszeichenliste

2: hydraulische Steuervorrichtung
4: erster Aktuator
6: zweiter Aktuator
8: Zylinder
10: Zylinder
12: Kolben
14: Kolben
16: Rückhubfeder
18: Rückhubfeder
20: Durchflussleitung
22: Durchflussleitung
24: Eingang
26: Eingang
28: erstes Sperrventil
30: zweites Sperrventil
32: Durchflussleitung
34: Durchflussleitung
36: erstes Proportionalventil
38: zweites Proportionalventil
40: Eingang
42: Eingang
44: Ausgang
46: Ausgang
48: zweiter Ausgang
50: zweiter Ausgang
52: Hydraulikflüssigkeitsbehälter
54: Elektromagnet
56: Elektromagnet
58: Federelement
60: Federelement
62: Steuerleitung
64: Steuerleitung
66: Steuerleitung
68: Steuerleitung
70: Leitungsverbindungspunkt
72: Leitungsverbindungspunkt
74: erster Steuereingang
76: erster Steuereingang
78: zweiter Steuereingang
80: zweiter Steuereingang
82: Durchflussleitung
84: Durchflussleitung
86: Leitungsverbindungspunkt
88: Filter
90: Hydraulikpumpe
92: Filter
94: Hydraulikflüssigkeitsbehälter
96: Überdruckventil
98: Hydraulikflüssigkeitsbehälter
100: erste Steuerleitung
102: Leitungsverbindungspunkt
104: Steuereingang
106: zweite Steuerleitung
108: Leitungsverbindungspunkt
110: Steuereingang
112: Druckmesseinrichtung
114: gemeinsamer Drucksensor
116: Wechseleinrichtung
118: erste Messleitung
120: Leitungsverbindungspunkt
122: zweite Messleitung
124: Leitungsverbindungspunkt
A₁: erster hydraulischer Ausgangsdruck
A₂: zweiter hydraulischer Ausgangsdruck
B₁: erster hydraulischer Betätigungsdruck
B₂: zweiter hydraulischer Betätigungsdruck
P: hydraulischer Hauptdruck
ag₁: erster Ausgangsdruckgrenzwert
ag₂: zweiter Ausgangsdruckgrenzwert
bg₁: erster Betätigungsdruckgrenzwert
bg₂: zweiter Betätigungsdruckgrenzwert
t₀ bis t₁₀: aufeinanderfolgende Zeitpunkte

Claims

Hydraulische Steuervorrichtung (2) zur Ansteuerung einer Doppelkupplung mit einem hydraulisch betätigbaren ersten Aktuator (4) für eine erste Kupplung der Doppelkupplung, einem ersten Proportionalventil (36), das einen Eingang (40), an dem ein hydraulischer Hauptdruck (P) anliegt, und einen Ausgang (44) aufweist, an dem ein von dem ersten Proportionalventil (36) einstellbarer erster hydraulischer Ausgangsdruck (A₁) abnehmbar ist und der über ein erstes Sperrventil (28) zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs (44) des ersten Proportionalventils (36) mit einem Eingang (24) des ersten Aktuators (4) verbunden ist, einem hydraulisch betätigbaren zweiten Aktuator (6) für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung und einem zweiten Proportionalventil (38), das einen Eingang (42), an dem ein hydraulischer Hauptdruck (P) anliegt, und einen Ausgang (46) aufweist, an dem ein von dem zweiten Proportionalventil (38) einstellbarer zweiter hydraulischer Ausgangsdruck (A₂) abnehmbar ist und der über ein zweites Sperrventil (30) zur Sperrung des Durchflusses in Richtung des Ausgangs (46) des zweiten Proportionalventils (38) mit einem Eingang (26) des zweiten Aktuators (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrventil (28) durch den zweiten hydraulischen Ausgangsdruck (A₂) und das zweite Sperrventil (30) durch den ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A₁) entsperrbar ist.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrventil (28) über eine erste Steuerleitung (100) mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck (A₂) und das zweite Sperrventil (30) über eine zweite Steuerleitung (106) mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A₁) beaufschlagbar ist.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Proportionalventil (36) und das zweite Proportionalventil (38) jeweils, vorzugsweise mittels eines Federelements (58; 60), in eine Schließstellung vorgespannt sind, in der ein Durchfluss zwischen dem Eingang (40; 42) und dem Ausgang (44; 46) des jeweiligen Proportionalventils (36; 38) gesperrt ist.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Proportionalventil (36) und das zweite Proportionalventil (38) jeweils einen zweiten Ausgang (48; 50) aufweisen, der einem offenen Hydraulikflüssigkeitsbehälter (52) zugeordnet ist, wobei der zweite Ausgang (48; 50) des jeweiligen Proportionalventils (36; 38) in der Schließstellung vorzugsweise mit dem Ausgang (44; 46) des jeweiligen Proportionalventils (36; 38) in Strömungsverbindung steht.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Proportionalventil (36) und das zweite Proportionalventil (38) jeweils als elektromagnetisch betätigbares Magnetventil mit variabler Stellkraft oder/und das erste und zweite Sperrventil (28, 30) jeweils als Rückschlagventil ausgebildet sind.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aktuator (4) und der zweite Aktuator (6) im drucklosen Zustand geöffnet oder/und jeweils als einfach wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung, gegebenenfalls mit Rückhubfeder (16; 18), ausgebildet sind.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmesseinrichtung (112) vorgesehen ist, mittels derer einerseits ein auf der dem ersten Proportionalventil (36) abgewandten Seite des ersten Sperrventils (28) auf den ersten Aktuator (4) wirkender erster hydraulischer Betätigungsdruck (B₁) und andererseits ein auf der dem zweiten Proportionalventil (38) abgewandten Seite des zweiten Sperrventils (30) auf den zweiten Aktuator (6) wirkender zweiter hydraulischer Betätigungsdruck (B₂) messbar ist, wobei die Druckmesseinrichtung (112) vorzugsweise einerseits derart mit dem ersten Proportionalventil (36) zusammenwirkt, dass dieses unter Erhöhung des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁) betätigt wird, wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck (B₁) einen vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert (bg₁) unterschreitet, und andererseits derart mit dem zweiten Proportionalventil (38) zusammenwirkt, dass dieses unter Erhöhung des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂) betätigt wird, wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck (B₂) einen vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert (bg₂) unterschreitet.
Hydraulische Steuervorrichtung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung (112) einen gemeinsamen Drucksensor (114) aufweist, mittels dessen wahlweise der erste hydraulische Betätigungsdruck (B₁) oder der zweite hydraulische Betätigungsdruck (B₂) messbar ist, wobei vorzugsweise eine Wechseleinrichtung (116) vorgesehen ist, mittels derer ein Druckunterschied zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck (B₁) und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck (B₂) erfassbar ist und die derart mit dem Drucksensor (114) zusammenwirkt, dass der Drucksensor (114) den höheren hydraulischen Betätigungsdruck des ersten und zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁, B₂) misst, und die Wechseleinrichtung (116) vorzugsweise als Wechselventil oder Doppelrückschlagventil ausgebildet ist.
Verfahren zur hydraulischen Steuerung einer Doppelkupplung mit den Verfahrensschritten Erhöhen eines ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁) eines ersten Proportionalventils (36) durch Betätigen des ersten Proportionalventils (36), Beaufschlagen eines ersten Aktuators (4) für eine erste Kupplung der Doppelkupplung mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A₁) unter Erhöhung eines auf den ersten Aktuator (4) wirkenden ersten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁), Verhindern eines Rückflusses des Hydraulikmediums von dem ersten Aktuator (4) zu dem ersten Proportionalventil (36) mittels eines ersten Sperrventils (28) unter Aufrechterhaltung des erzielten ersten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁), Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁), vorzugsweise durch Beenden der Betätigung des ersten Proportionalventils (36), wobei das Verhindern des Rückflusses des Hydraulikmediums von dem ersten Aktuator (4) zu dem ersten Proportionalventil (36) besonders bevorzugt durch das Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁) bewirkt wird, Erhöhen eines zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂) eines zweiten Proportionalventils (38) durch Betätigen des zweiten Proportionalventils (38), Beaufschlagen eines zweiten Aktuators (6) für eine zweite Kupplung der Doppelkupplung mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck (A₂) unter Erhöhung eines auf den zweiten Aktuator (6) wirkenden zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₂) und Beaufschlagen des ersten Sperrventils (28) über eine erste Steuerleitung (100) mit dem zweiten hydraulischen Ausgangsdruck (A₂) unter Öffnung des ersten Sperrventils (28).
Verfahren nach Anspruch 9 mit dem weiteren Verfahrensschritten Verhindern eines Rückflusses des Hydraulikmediums von dem zweiten Aktuator (6) zu dem zweiten Proportionalventil (38) mittels eines zweiten Sperrventils (30) unter Aufrechterhaltung des erzielten zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₂) und Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂), vorzugsweise durch Beenden der Betätigung des zweiten Proportionalventils (38), wobei das Verhindern des Rückflusses des Hydraulikmediums von dem zweiten Aktuator (6) zu dem zweiten Proportionalventil (38) besonders bevorzugt durch das Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂) bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beaufschlagen des ersten Aktuators (4) mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A₁) unter Erhöhung des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁) auch das zweite Sperrventil (30) über eine zweite Steuerleitung (106) mit dem ersten hydraulischen Ausgangsdruck (A₁) unter Öffnung des zweiten Sperrventils (30) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 mit dem weiteren Verfahrensschritt Messen des ersten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁) und Erhöhen des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁) durch Betätigen des ersten Proportionalventils (36) nach dem Reduzieren des ersten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₁), wenn der erste hydraulische Betätigungsdruck (B₁) einen vorbestimmten ersten Betätigungsdruckgrenzwert (bg₁) unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 10 mit dem weiteren Verfahrensschritt Messen des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₂) und Erhöhen des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂) durch Betätigen des zweiten Proportionalventils (38) nach dem Reduzieren des zweiten hydraulischen Ausgangsdrucks (A₂), wenn der zweite hydraulische Betätigungsdruck (B₂) einen vorbestimmten zweiten Betätigungsdruckgrenzwert (bg₂) unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13 mit den weiteren Verfahrensschritten Erfassen eines Druckunterschieds zwischen dem ersten hydraulischen Betätigungsdruck (B₁) und dem zweiten hydraulischen Betätigungsdruck (B₂) und Messen lediglich des höheren hydraulischen Betätigungsdrucks des ersten und zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁, B₂), wobei das Messen sowohl des ersten als auch des zweiten hydraulischen Betätigungsdrucks (B₁, B₂) vorzugsweise mittels eines gemeinsamen Drucksensors (114) erfolgt.