DE102013213537A1

DE102013213537A1 - Steuereinrichtung für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor und Verfahren zum Betreiben der Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE102013213537A1
Application number: DE102013213537.8A
Authority: DE
Inventors: Guenter Escher; Hermann Bamberger; Michael Specker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-15

Abstract

Es wird eine Steuereinrichtung (6) für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor (4), insbesondere eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs oder einer automatischen Gang-/Kupplungs-Stelleinheit eines Kraftfahrzeugs, beschrieben. Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben der Steuereinrichtung (6) beschrieben. Ein Druck des Arbeitsfluids für den Aktor (4) ist mittels eines Stetigventils (14) in einen Druckvorgabe-Zustand vorgebbar. Ein Ventilelement (16) ist in einem Fluidpfad (10) mit dem Stetigventil (14) derart angeordnet und derart betrieben, dass in einem Druckhalte-Zustand ein Abstrom des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) im Wesentlichen gesperrt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor, insbesondere eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben der Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff eines nebengeordneten Anspruchs.
Aktoren beispielsweise Kolben, die mit einem Arbeitsfluid, wie beispielsweise mit einer Hydraulikflüssigkeit oder aber einem Gas betrieben werden, sind bekannt. Im Bereich der Kraftfahrzeuggetriebe sind hydraulische Steuereinrichtungen bekannt, durch die ein benötigter Druck eines Arbeitsfluids entweder durch die Ansteuerung von Sitzventilen oder durch die Ansteuerung von Stetigventilen vorgegeben wird.
Die DE 10 2006 054 032 A1 betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein Getriebe. In Abhängigkeit von einem gemessenen Druckmitteldruck in einer Versorgungsleitung wird eine Ventileinrichtung angesteuert.
Die EP 1 400 733 A2 zeigt eine hydraulische Steuerungsvorrichtung eines Doppelkupplungsgetriebes, bei dem Kupplungsstellern und Gangstellern jeweils ein Durchflussventil unmittelbar vorgeschaltet ist. Den Durchflussventilen ist in mindestens einem mehrerer Steuerungszweige ein gemeinsames Druckregelventil vorgeschaltet.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird mit einer Steuereinrichtung gemäß dem Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betreiben der Steuereinrichtung nach einem nebengeordneten Anspruch gelöst. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Dadurch, dass in einem Druckhalte-Zustand der Steuereinrichtung ein Abstrom eines Arbeitsfluids von einem Aktor im Wesentlichen sperrbar ist, kann zum einen vorteilhaft ein Druck zwischen einem Stetigventil und dem Aktor gehalten werden und gleichzeitig lassen sich Teile der Steuereinrichtung in einen energielosen Zustand schalten, wodurch die für den Aktor benötigte Energie reduziert wird. Insgesamt kann damit der Aktor in einem definierten Zustand gehalten werden, ohne dass hierfür zusätzliche Energie nötig wäre.
Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise in einem Zustand, in dem ein Gang eingelegt ist, so kann mittels der Steuereinrichtung das entsprechende Automatikgetriebe zumindest teilweise energielos geschaltet werden beziehungsweise in einen energielosen Zustand geschaltet werden, womit über längere Zeiträume wie beispielsweise Autobahnfahrten das Getriebe vorteilhaft mit weniger Energie versorgt werden muss.
In einem anderen Anwendungsfall können auch kurze Zeiträume, beispielsweise bei einer Start/Stoppautomatik, mit einem reduzierten Energieaufwand in dem Druckhalte-Zustand überwunden werden, wobei der Aktor in der gewünschten Stellung verweilt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Stetigventil in dem Druckhalte-Zustand nach der Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor in einen energielosen Zustand schaltbar. Damit wird mit dem Druckhalte-Zustand für das Stetigventil keine Energie benötigt und die CO₂-Emissionen eines mit Treibstoff betriebenen Kraftfahrzeugs können weiter reduziert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventilelement zur Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor in dem Druckhalte-Zustand in einen energielosen Zustand schaltbar, wobei das Ventilelement derart ausgestaltet ist, dass es in dem energielosen Zustand eine geschlossene Stellung einnimmt. Diese Maßnahme bringt eine weitere Energieersparnis mit sich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventilelement auf einem Fluidpfad zwischen dem Aktor und dem Stetigventil angeordnet. Damit kann unabhängig von dem Zustand des Stetigventils der Druck zwischen dem Aktor und dem Ventilelement eingesperrt werden.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventilelement auf einem Fluidpfad zwischen dem Stetigventil und einem Tank für das Arbeitsfluid angeordnet. Dadurch lässt sich vorteilhaft ein energieloser Zustand des Stetigventils dazu nutzen, um den Druck zwischen dem Ventilelement und dem Aktor in dem Druckhalte-Zustand aufrecht zu erhalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Fluidpfad zwischen dem Ventilelement und dem Aktor eine Gebervorrichtung zur Erfassung des Drucks in dem Fluidpfad angeordnet. Damit kann der Druck in dem Fluidpfad überwacht werden und gegebenenfalls in einen Druckvorgabe-Zustand gewechselt werden, um den benötigten Druck für den Aktor zur Verfügung zu stellen.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Es werden für funktionsäquivalente Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm;
2 ein schematisches Zustands-Übergangs-Diagramm; und
3 bis 10 jeweils ein schematisches Fluidschaltbild mit einer Steuereinrichtung für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild 2 mit einem Aktor 4, einer Steuereinrichtung 6 und einem Steuergerät 8. Die Steuereinrichtung 6 ist dazu ausgebildet, um über einen Fluidpfad 10 dem Aktor Arbeitsfluid zuzuführen beziehungsweise Arbeitsfluid von dem Aktor 4 abzuführen und damit den Aktor 4 mit einem bestimmten Arbeitsdruck zu beaufschlagen. Der Aktor 4 ist insbesondere Teil eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Teil eines Automatikgetriebes, eines Doppelkupplungsgetriebes, eines CVT-Getriebes (CVT: Continuously Variable Transmission) eines Kraftfahrzeugs oder Teil einer automatischen Gang-/Kupplungs-Stelleinheit eines der vorgenannten Getriebe. In Richtung eines Pfeils 12 sind bezüglich der Steuereinrichtung 6 auf der dem Aktor 4 gegenüberliegenden Seite des Fluidpfads 10 beispielsweise ein Tank und/oder eine Druckversorgung angeordnet.
Die Steuereinrichtung 6 weist ein Stetigventil 14 und ein Ventilelement 16 auf. Ein Druck des Arbeitsfluids für den Aktor 4 wird mittels des Stetigventils 14 in einem Druckvorgabe-Zustand vorgegeben. Hierfür wird dem Stetigventil 14 mittelbar oder unmittelbar ein Signal 18 zugeführt. Eine mittelbare Zuführung des Signals 18 wird beispielsweise mit einer zu 3 erläuterten Vorsteuerung realisiert.
Ausgehend von dem Steuergerät 8 wird dem Ventilelement 16 ein Signal 20 zugeführt. Das Ventilelement 16 und das Stetigventil 14 liegen auf dem Fluidpfad 10. Das Ventilelement 16 ist auf dem Fluidpfad 10 derart angeordnet und wird derart betrieben, dass in einem Druckhalte-Zustand der Steuereinrichtung 6 ein Abstrom des Arbeitsfluids von dem Aktor 4 über den Fluidpfad 10 im Wesentlichen sperrbar ist. In einem Druckvorgabe-Zustand der Steuereinrichtung ist hingegen der Druck des Arbeitsfluids für den Aktor 4 mittels des Stetigventils 14 vorgebbar.
Das Steuergerät 8 zum Betrieb der Steuereinrichtung 6 für den mit dem Arbeitsfluid betriebenen Aktor 4 ist mit einem digitalen Rechengerät 22 versehen, wobei das digitale Rechengerät 22 insbesondere einen Mikroprozessor aufweist.
Das digitale Rechengerät 22 ist dazu ausgebildet, die Signale 18 und 20 zum Betrieb des Stetigventils 14 und des Ventilelements 16 zu erzeugen. Des Weiteren weist das Steuergerät 8 ein Speichermedium 24 auf, auf dem das Computerprogramm abgespeichert ist.
Der Aktor 4 kann beispielsweise ein Gangsteller beziehungsweise ein Kupplungssteller eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs sein. Insbesondere umfasst der Aktor 4 eine Kammer eines einfach wirkenden oder zweifach wirkenden Stellzylinders, bei dem eine Versorgungsleitung der Kammer des Stellzylinders mit der Steuereinrichtung 6 verbunden ist. Die vorgenannte Versorgungsleitung verläuft zumindest in einem Abschnitt des Fluidpfads 10. Im Falle eines zweifach wirkenden Stellzylinders kann eine zweite Kammer mit einem weiteren Ventilelement analog zu dem Ventilelement 16 so ausgestattet sein, dass auch für die weitere Kammer ein Druck einsperrbar ist.
Ein nicht dargestelltes, optionales Rückschlagventil verbindet den Bereich des Fluidpfads 10 zwischen dem Aktor 4 und der Betriebseinrichtung 6 mit einem Bereich der Druckversorgung. Der Druck der Druckversorgung hält das Rückschlagventil in der Sperrstellung. Das Rückschlagventil ermöglicht bei einem zwischen der Betriebseinrichtung 6 und dem Aktor 4 eingeschlossenen Druck, falls der Druck im Bereich der Druckversorgung abfällt, einen schnellen Druckabbau von dem Bereich des Fluidpfads 10 zwischen dem Aktor 4 und der Betriebseinrichtung 6 hin zu dem Bereich der Druckversorgung. Diese Funktion kann vorteilhaft auch bei fehlender Energieversorgung aufrechterhalten werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Rückschlagventil kann der Druck im dem Bereich der Druckversorgung durch einen nicht dargestellten Drucksensor oder Druckschalter überwacht werden. Unterschreitet der vorgenannte Druck im Bereich der Druckversorgung einen Grenzwert oder erreicht dieser Druck den Grenzwert, so wird die Betriebseinrichtung 6 derart betrieben, dass es zu einem Druckabbau im Bereich des Fluidpfads 10 zwischen dem Aktor 4 und der Betriebseinrichtung 6 kommt. Je nach Konzept kann das vorgenannte Unterschreiten auch zum Druck-Nachstellen führen.
2 zeigt ein schematisches Zustands-Übergangs-Diagramm 26 mit dem Druckvorgabe-Zustand 28 und dem Druckhalte-Zustand 30. In dem Druckvorgabe-Zustand 28 wird der Druck des Arbeitsfluids im Wesentlichen mittels des Stetigventils 14 vorgegeben. Gemäß einem Zustandsübergang 32 wird von dem Druckhalte-Zustand 28 in den Druckhalte-Zustand 30 gewechselt. Eine Bedingung für den Zustandsübergang 32 kann beispielsweise ein bereits über einen bestimmten Zeitraum vorherrschender konstanter Druck des Arbeitsfluids für den Aktor 4 sein. Eine weitere Bedingung für den Zustandsübergang 32 kann ein erwarteter Zeitraum eines konstanten Druckes für den Aktor 4 sein. Eine weitere Bedingung für den Zustandsübergang 32 kann eine zumindest teilweise Schaltung der Steuereinrichtung 6 in einen energielosen Zustand sein, wobei der energielose Zustand beispielsweise durch einen Stromausfall erzeugt wird. Ein Stromausfall geschieht beispielsweise in einer Stopp-Phase einer Start-/Stopp-Automatik eines Kraftfahrzeugs, wobei in der Stopp-Phase ein Gang mittels des Aktors 4 gehalten werden soll.
Ein Zustandsübergang 34 wechselt von dem Druckhalte-Zustand 30 in den Druckvorgabe-Zustand 28. Eine mögliche Bedingung für den Zustandsübergang 34 kann beispielsweise die geplante Änderung des Druckes des Arbeitsfluids für den Aktor 4 sein. Eine andere Bedingung für den Zustandsübergang 34 kann ein Zeitablauf einer Zeitdauer sein, die bei Eintritt in den Druckhalte-Zustand 30 beginnt. Eine weitere Bedingung für den Zustandsübergang 34 kann eine ermittelte oder erkannte Druckänderung, insbesondere eine erkannte Druckminderung des Arbeitsfluids für den Aktor 4 im Bereich zwischen dem Aktor 4 und der Betriebseinrichtung 6 sein.
3 zeigt ein Fluidschaltbild 36 mit einer Druckversorgung 38 und der Steuereinrichtung 6a. Die Druckversorgung 38 weist eine Pumpe 40 auf, die über einen Filter 42 mit einem Tank 44 verbunden ist. Die Pumpe 40 pumpt Arbeitsfluid aus dem Tank 44 in einen Fluidbereich 46. Ein Druckbegrenzungsventil 48 ist zwischen dem Fluidbereich 46 und dem Tank 44 angeordnet und öffnet sich bei Überschreiten eines Druckschwellwerts in dem Fluidbereich 46. Ein Rückschlagventil 50 ist zwischen dem Fluidbereich 46 und einer Druckversorgungsleitung 52 angeordnet und sorgt dafür, dass kein Arbeitsfluid mit höherem Druck als in dem Fluidbereich 46 aus der Druckversorgungsleitung 52 zurück in den Fluidbereich 46 fließt. Des Weiteren weist die Druckversorgung 38 einen optionalen Druckspeicher 54 auf, der mit der Druckversorgungsleitung 52 verbunden ist und der zum zeitweisen Abschalten der Pumpe 40 dient. Der Druckspeicher 54 ist insbesondere ein Membranspeicher. Der Druckspeicher 54 ermöglicht vorteilhaft durch die zeitweise Abschaltung der Pumpe 40 einen energiesparenden Betrieb der Druckversorgung 38 und der Steuereinrichtung 6a.
Die Steuereinrichtung 6a zeigt das Stetigventil 14a, das über den Fluidpfad 10 einen Versorgungsanschluss V und einen Arbeitsdruckanschluss A mit dem Ventilelement 16a verbindet. Auf dem Fluidpfad 10 befindet sich das Ventilelement 16a zwischen dem Aktor 4a und dem Stetigventil 14a.
Das Stetigventil 14a ist ein 3/3-Wege-Regelventil, das insbesondere als Schieberventil ausgebildet sein kann. Die drei Schaltstellungen umfassen eine erste Schaltstellung, die den Versorgungsanschluss V mit dem Arbeitsanschluss A zu einem Fluss des Arbeitsfluids von dem Versorgungsanschluss V zu dem Arbeitsanschluss A verbindet und einen Tankanschluss T verschließt, eine zweite Schaltstellung, die insbesondere zwischen der ersten und einer dritten Schaltstellung angeordnet ist und die den Versorgungsanschluss V, den Arbeitsanschluss A und den Tankanschluss T verschließt, und eine dritte Schaltstellung, die den Versorgungsanschluss V verschließt und den Arbeitsdruckanschluss A mit dem Tankanschluss T zu einem Fluss des Arbeitsfluids von dem Arbeitsdruckanschluss A zu dem Tankanschluss T verbindet. Das Stetigventil 14a weist bevorzugt mehrere Zwischenstellungen zwischen den gezeigten drei Schaltstellungen auf. Der Druck des Arbeitsfluids an dem Arbeitsdruckanschluss A wird zu einer Betätigung des Stetigventils 14a verwendet. Zusätzlich wird das Stetigventil 14a mittels einer dargestellten Feder rückgestellt und in eine Ausgangsstellung gebracht. Selbstverständlich kann das Stetigventil 14a auch ohne Feder ausgeführt sein und nur über die vorgenannte Druckrückführung in die gezeigte Ausgangsstellung gebracht werden.
Das gezeigte Stetigventil 14a wird über eine Vorsteuerung gemäß einem Vorsteuerventil 56a betätigt. Das Vorsteuerventil 56 ist mit seinen Schaltstellungen analog zu dem Stetigventil 14a als Stetigventil und 3/3-Wege-Regelventil ausgebildet, insbesondere als ein Schieberventil. Das Signal 18 wird dem Vorsteuerventil 56a zugeführt, welches mittelbar über eine Druckleitung 58a die Stellung des Stetigventils 14a beeinflusst.
Das Ventilelement 16a ist ein 2/2-Wege-Sitzventil ohne Zwischenstellungen mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung, wobei die Durchflussstellung einen Fluidaustausch von und zu dem Aktor 4 ermöglicht, und wobei die Sperrstellung in einem unbestromten Zustand des Ventilelements 16a, also in einen energielosen Zustand des Ventilelements 16a eingenommen wird.
In dem Druckhalte-Zustand 30 wird nach oder vor der Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor 4a das Stetigventil 14a in einen energielosen Zustand geschaltet, was bei der gezeigten Vorsteuerung mit dem Vorsteuerventil 56a und damit energielosen Zustand des Vorsteuerventils 56a einem energielosen Zustand des Stetigventils 14a entspricht. Das Ventilelement 16a wird zur Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor 4a in dem Druckhalte-Zustand 30 nicht bestromt und damit in einen energielosen Zustand geschaltet. Das Ventilelement 16a kann, wie auch alle anderen Ventilelemente 16, alternativ zur dargestellten elektrischen Ausführung auch hydraulisch oder pneumatisch vorgesteuert sein. In dem nicht bestromten beziehungsweise energielosen Zustand nimmt das Ventilelement 16a seine geschlossene Stellung ein. In der geschlossenen Stellung des Ventilelements 16a wird ein Druck zwischen dem Ventilelement 16a und dem Aktor 4a im Wesentlichen aufrechterhalten.
In dem Fluidpfad 10 befindet sich zwischen dem Ventilelement 16a und dem Aktor 4a eine Gebervorrichtung 60 zur Erfassung des Drucks des Arbeitsfluids zwischen dem Ventilelement 16a und dem Aktor 4a. Überschreitet oder erreicht der erfasste Druck des Arbeitsfluids in diesem Bereich einen Druckschwellwert in den Druckhalte-Zustand 30, so wird in den Druckvorgabe-Zustand 28 gewechselt. Dieser Wechsel in den Druckvorgabe-Zustand 28 dient dazu, um mittels des Stetigventils 14a, das im Druckvorgabe-Zustand 28 mit Energie versorgt wird, einen Druck des Arbeitsfluids größer als der Schwellwert dem Aktor 4a zur Verfügung zu stellen. Hierzu wird in dem Druckvorgabe-Zustand 28 beziehungsweise beim Eintritt in den Druckvorgabe-Zustand 28 das Ventilelement 16a in seine Öffnungsstellung gebracht. Die Gebervorrichtung 60 kann selbstverständlich auch auf die nachfolgenden Ausführungsformen der Steuereinrichtung 6 übertragen werden und wird nicht zu jeder Ausführungsform explizit erwähnt.
Im Druckvorgabe-Zustand 28 wird das Stetigventil 14a derart betrieben, dass dem Aktor 4a der dem Signal 18 entsprechende Druck zur Verfügung gestellt wird. So wird in der gezeigten Stellung des Stetigventils 14a, die Durchflussstellung des Ventilelements 16a vorausgesetzt, der Druck für den Aktor 4a abgebaut, indem das Fluid von dem Aktor 10 in den Tank 44 abfließt. In der Mittenstellung sperrt das Stetigventil 14a im Wesentlichen. In der linksseitig dargestellten Stellung wird Fluid aus der Druckleitung 52 dem Aktor zugeführt. Mithin kann in dem Druckvorgabe-Zustand 28 der Druck für den Aktor 4a auf- und abgebaut werden. Der Druckvorgabe-Zustand 28 umfasst auch einen energielosen Zustand des Stetigventils 14a, das in der gezeigten Stellung durch ein Öffnen des Ventilelements 16a einen Abbau des Drucks zwischen dem Ventilelement 16a und dem Aktor 4a ermöglicht.
4 zeigt ein Fluidschaltbild 62, bei dem im Unterschied zu der Steuereinrichtung 6a aus 3 die Steuereinrichtung 6b ein unmittelbar über das Signal 18 magnetbetätigtes Stetigventil 14b aufweist.
In 5 ist ein Fluidschaltbild 64 gezeigt, bei dem im Unterschied zu dem Fluidschaltbild 62 in 4 der Fluidpfad 10 zwischen dem Ventilelement 16c und dem Aktor 4c über ein Rückschlagventil 66 mit der Druckversorgungsleitung 52 derart verbunden ist, dass, wenn ein Druck in der Druckversorgungsleitung 52 einen bestimmten Druck erreicht oder unterschreitet, das Rückschlagventil 66 hin zu der Druckversorgungsleitung 52 öffnet. Selbstverständlich kann das Rückschlagventil 66 mit einer Druck- und/oder Federbetätigung ausgeführt sein.
6 zeigt ein Fluidschaltbild 68, bei dem im Unterschied zum Fluidschaltbild 64 aus 5 zwei Aktoren 4d und 4e gezeigt sind, für die der gemeinsame Druck des Arbeitsfluids mittels des Ventilelements 16d sperrbar ist. Das Rückschlagventil 66 ist selbstverständlich auch in 6 optional.
7 zeigt ein Fluidschaltbild 70, bei dem das Ventilelement 16e auf dem Fluidpfad 10 zwischen dem Stetigventil 14e und dem Tank 44 angeordnet ist, wobei sich auch hier das Stetigventil 14 und der Aktor 4f auf dem Fluidpfad 10 liegen. Das Stetigventil 14e nimmt im Druckhalte-Zustand 30 den Zustand einer Ventilstellung ein, in der der Arbeitsdruckanschluss A des Stetigventils 14e, der mit dem Aktor 4f verbunden ist, mit einem Tankanschluss T des Stetigventils 14e, der mit dem Ventilelement 16e verbunden ist, verbunden ist. Befindet sich dann das Ventilelement 16e in dem energielosen Zustand und damit in der entsprechenden Sperrstellung, so wird der Druck des Arbeitsfluids zwischen dem Ventilelement 16e und dem Aktor 4f eingeschlossen. Das Ventilelement 16e ist auf dem Fluidpfad 10 derart angeordnet und wird derart betrieben, dass in dem Druckhalte-Zustand der Steuereinrichtung 6e ein Abstrom des Arbeitsfluids von dem Aktor 4f über den Fluidpfad 10 im Wesentlichen sperrbar ist.
Zwischen dem Aktor 4f und dem Stetigventil 14e ist eine Gebervorrichtung 72 angeordnet, die eine analoge Funktion zur Gebervorrichtung 60 aufweist. Zwischen dem Stetigventil 14e und dem Ventilelement 16e ist eine Gebervorrichtung 74 angeordnet, die im Wesentlichen eine analoge Funktion zu der Funktion der Gebervorrichtung 60 aufweist. Des Weiteren ist ein dem Tank 44 gegenüberliegender Anschluss des Ventilelements 16e mit dem Tankanschluss T des Vorsteuerventils 56b verbunden.
Selbstverständlich kann auch in nicht gezeigter Form der Tankanschluss T des Vorsteuerventils 56b direkt mit dem Tank 44 verbunden werden und der dem Tank 44 gegenüberliegende Anschluss des Stetigventils 14e wird direkt mit dem Tankanschluss T des Stetigventils 14e verbunden.
Die Verbindung des Ventilelements 16e mit dem Tankanschluss T des Vorsteuerventils 56b und mit dem Tankanschluss T des Stetigventils 14e verringert vorteilhaft die Leckage des Vorsteuerventils 56b und des Stetigventils 14e, da ein Fluidfluss hin zu dem Tank 44 durch ein Schließen des Ventilelements 16e verhindert wird.
In der Ausführungsform nach 7 in dem Druckhalte-Zustand 30 das Stetigventil 14e in den energielosen Zustand geschaltet werden, da dadurch der Arbeitsdruckanschluss A des Stetigventils 14e mit dem Tankanschluss T des Stetigventils 14e verbunden wird und so der Druck zwischen dem Ventilelement 16e und dem Aktor 4f eingesperrt ist. Ebenso kann zur Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor 4f in dem Druckhalte-Zustand 30 das Ventilelement 16e in einen energielosen Zustand geschaltet werden, da das Ventilelement 16e in dem energielosen Zustand die geschlossene Stellung einnimmt.
Um den Druck für den Aktor 4f zu halten wird das Sitzventil 16e abgesperrt und anschließend über die Abschaltung des Vorsteuerventils 56b das Stetigventil drucklos geschaltet. Ausgehend von einem energielosen Zustand der Betriebseinrichtung 6e in dem Druckhaltezustand 30, in dem der Aktor 4f mit Druck beaufschlagt ist, kann der Druck in einer ersten Variante derart abgebaut werden, dass zunächst das Stetigventil 14e über das Vorsteuerventil 56b mit einem Solldruck zur Betätigung des Stetigventils 14e beaufschlagt wird. Danach kann das Ventilelement 16 geöffnet werden, um ausgehend von dem Druck zwischen dem Aktor 4f und dem Stetigventil 14e den Druck mittels des Stetigventils 14e zu regeln.
Ausgehend von einem energielosen Zustand der Betriebseinrichtung 6e in dem Druckhaltezustand 30, in dem der Aktor 4f mit Druck beaufschlagt ist, kann der Druck in einer zweiten Variante zu einem schnellen, nicht geregelten Druckabbau durch das Öffnen des Ventilelements 16e erfolgen. Das Stetigventil 14e und damit auch das Vorsteuerventil 56b können unbetätigt bleiben, falls keine unmittelbar folgende Druckregelung des Drucks für den Aktor 4f erfolgen soll.
8 zeigt ein Fluidschaltbild 76, bei dem im Unterschied zu der Steuereinrichtung 6e aus 7 die Steuereinrichtung 6f ein Stetigventil 14f in magnetisch betätigbarer Ausführung aufweist.
9 zeigt ein Fluidschaltbild 78, bei dem der Fluidpfad 10 ausgehend von dem Stetigventil 14g zu den Ventilelementen 16g und 16h aufgetrennt ist. Somit kann auf dem Fluidpfad 10 zum einen zwischen dem Ventilelement 16h und dem Aktor 4i und zwischen dem Ventilelement 16g und dem Aktor 4k jeweils der Druck des Arbeitsfluids eingesperrt werden. Des Weiteren können den Ventilelementen 16h und 16g jeweils unterschiedliche Signale 20a und 20b zugeführt werden, womit beispielsweise der Druck des Arbeitsfluids zwischen dem Ventilelement 16h und dem Aktor 4i gehalten und der Druck des Arbeitsfluids zwischen dem Ventilelement 16g und dem Aktor 4k gleichzeitig entlastet werden kann. Des Weiteren ist der Bereich zwischen dem Ventilelement 16h und dem Aktor 4i über ein Rückschlagventil 82 mit der Druckversorgungsleitung 52 verbunden, so dass bei einem Überdruck in dem Bereich zwischen dem Ventilelement 16h und dem Aktor 4i ein Druckabbau durch den Abfluss von Arbeitsfluid in die Druckversorgungsleitung 52 möglich ist.
Selbstverständlich kann auch der Bereich zwischen dem Ventilelement 16g und dem Aktor 4k über ein Rückschlagventil analog zu dem Rückschlagventil 82 mit der Druckversorgungsleitung 52 verbunden sein. An Stelle des optionalen Rückschlagventils kann ein Dämpfer vorgesehen sein.
10 zeigt ein Fluidschaltbild 84, bei dem die Druckversorgungsleitung 52 aufgeteilt zwei verschiedenen Steuereinrichtungen 6h und 6i zugeführt wird. So kann in den jeweiligen Steuereinrichtungen 6h und 6i unabhängig von der anderen Steuereinrichtungen 6i und 6h zwischen dem Druckvorgabe-Zustand 28 und dem Druckhalte-Zustand 30 gewechselt werden. Besteht die Anordnung gemäß dem Fluidschaltbild 48, ist es beispielsweise möglich, die Aktoren 4m und 4n sowie 4p und 4q gleichzeitig zu stellen. Die beiden Steuereinrichtungen 6h und 6i können sich gleichzeitig in einem Druckhalte-Zustand 30 befinden.
In dem Zweig der Stelleinrichtung 6h kann beispielsweise bei geschlossenem Ventilelement 16k das Ventilelement 16i zu stellen, d.h. zu öffnen. Dabei kann der Druck für den Aktor 4m mittels des Stetigventils 14h geregelt werden. Anschließend kann der Druck für den Aktor 4m durch ein Abschalten des Ventilelements 16i, d.h. einem Schließen des Ventilelements 16i, eingesperrt werden. In gleicher Form kann anschließend bei geschlossenem Ventilelement 16i der Druck für den Aktor 4n geregelt und eingesperrt werden. Selbstverständlich können diese Schritte auch in dem Zweig der Stelleinrichtung 16i erfolgen.
Mehrere Zweige gemäß den Stelleinrichtungen 16i und 16h können nebeneinander und unabhängig voneinander betrieben werden. Selbstverständlich kann jede Stelleinrichtung 16i und 16h mehrere Unterzweige von Ventilelement 16 und Aktor 4 beinhalten, die jeweils an ein Stetigventil 14 angeschlossen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054032 A1 [0003]
EP 1400733 A2 [0004]

Claims

Steuereinrichtung (6) für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor (4), insbesondere eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs oder einer automatischen Gang-/Kupplungs-Stelleinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Druck des Arbeitsfluids für den Aktor (4) mittels eines Stetigventils (14) in einem Druckvorgabe-Zustand (28) vorgebbar ist, und wobei der Aktor (4) und das Stetigventil (14) auf einem Fluidpfad (10) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) derart angeordnet ist und derart betreibbar ist, dass in einem Druckhalte-Zustand (30) ein Abstrom des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) im Wesentlichen sperrbar ist.
Steuereinrichtung (6) nach Anspruch 1, wobei nach oder vor der Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) das Stetigventil (14) in dem Druckhalte-Zustand (30) in einen energielosen Zustand schaltbar ist.
Steuereinrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventilelement (16) zur Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) in dem Druckhalte-Zustand (30) in einen energielosen Zustand schaltbar ist, und wobei das Ventilelement (16) derart ausgestaltet ist, dass es in dem energielosen Zustand eine geschlossene Stellung einnimmt.
Steuereinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) zwischen dem Aktor (4) und dem Stetigventil (14) angeordnet ist.
Steuereinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) zwischen dem Stetigventil (14) und einem Tank (44) für das Arbeitsfluid angeordnet ist.
Steuereinrichtung (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem Fluidpfad (10) zwischen dem Ventilelement (16) und dem Aktor (4) eine Gebervorrichtung (60; 72; 74) zur Erfassung des Drucks in dem Fluidpfad (10) angeordnet ist, und wobei, wenn der erfasste Druck einen Druckschwellwert in dem Druckhalte-Zustand (30) erreicht oder unterschreitet, in den Druckvorgabe-Zustand (28) gewechselt werden kann, um mittels des Stetigventils (14), das im Druckvorgabe-Zustand (28) mit Energie versorgt ist, einen Druck des Arbeitsfluids größer als der Druckschwellwert dem Aktor (4) zur Verfügung zu stellen.
Steuereinrichtung (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Stetigventil (14) ein 3/3-Wege-Regelventil ist, das insbesondere als Schieberventil ausgebildet ist, wobei das Ventilelement (16) ein 2/2-Wege-Sitzventil ohne Zwischenstellungen mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung ist, und wobei der Aktor (4) ein einfach wirkender oder zweifach wirkender Stellzylinder ist, bei dem eine Versorgungsleitung des Stellzylinders mit der Steuereinrichtung (6) verbunden ist.
Verfahren zum Betreiben einer Steuereinrichtung (6) für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor (4), insbesondere eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs oder einer automatischen Gang-/Kupplungs-Stelleinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Druck des Arbeitsfluids für den Aktor (4) mittels eines Stetigventils (14) in einem Druckvorgabe-Zustand (28) vorgegeben wird, und wobei der Aktor (4) und das Stetigventil (14) auf einem Fluidpfad (10) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) derart betrieben wird und derart angeordnet ist, dass in einem Druckhalte-Zustand (30) ein Abstrom des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) im Wesentlichen gesperrt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei nach oder vor der Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) das Stetigventil (14) in dem Druckhalte-Zustand (30) in einen energielosen Zustand geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Ventilelement (16) zur Absperrung des Abstroms des Arbeitsfluids von dem Aktor (4) in dem Druckhalte-Zustand (30) in einen energielosen Zustand geschaltet wird, und wobei das Ventilelement (16) derart ausgestaltet ist, dass es in dem energielosen Zustand eine geschlossene Stellung einnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) zwischen dem Aktor (4) und dem Stetigventil (14) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Ventilelement (16) auf dem Fluidpfad (10) zwischen dem Stetigventil (14) und einem Tank (44) für das Arbeitsfluid angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei in dem Fluidpfad (10) zwischen dem Ventilelement (16) und dem Aktor (4) eine Gebervorrichtung (60; 72; 74) zur Erfassung des Drucks in dem Fluidpfad (10) angeordnet ist, dass, wenn der erfasste Druck einen Druckschwellwert in dem Druckhalte-Zustand (30) erreicht oder unterschreitet, in den Druckvorgabe-Zustand (28) gewechselt wird, um mittels des Stetigventils (14), das im Druckvorgabe-Zustand (28) mit Energie versorgt wird, einen Druck des Arbeitsfluids größer als der Druckschwellwert dem Aktor (4) zur Verfügung zu stellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Stetigventil (14) ein 3/3-Wege-Regelventil ist, das insbesondere als Schieberventil ausgebildet ist, wobei das Ventilelement (16) ein 2/2-Wegeventil ohne Zwischenstellungen mit einer Durchflussstellung und einer Sperrstellung ist, und wobei der Aktor (4) ein einfach wirkender oder zweifach wirkender Stellzylinder ist, dessen Versorgungsleitung mit der Steuereinrichtung (6) verbunden ist.
Computerprogramm für ein digitales Rechengerät, das dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 auszuführen.
Steuergerät (8) zum Betrieb einer Steuereinrichtung (6) für einen mit einem Arbeitsfluid betriebenen Aktor (4), insbesondere eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, das mit einem digitalen Rechengerät insbesondere einem Mikroprozessor versehen ist, auf dem ein Computerprogramm nach dem Anspruch 15 lauffähig ist.
Speichermedium für ein Steuergerät (8) nach Anspruch 16, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 15 abgespeichert ist.