DE102014117625A1 - Manual transmission of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe 12 eines Kraftfahrzeugs, mit einem Getriebeölkreislauf (34) zur Schmierung und/oder Kühlung von Getriebekomponenten (36), einem separaten Hydraulikölkreislauf (24) zur Druckbeaufschlagung von hydraulischen Stellgliedern (10) des Schaltgetriebes (12), sowie mehreren hydraulischen Stellgliedern (10), die jeweils einem Kupplungssteller (38) oder einem Gangsteller (40) des Schaltgetriebes (12) zugeordnet sind, wobei mindestens ein hydraulisches Stellglied (10) ausschließlich durch wenigstens ein Auf/Zu-Schaltventil (22) hydraulisch angesteuert ist.The invention relates to a transmission 12 of a motor vehicle, with a transmission oil circuit (34) for lubricating and / or cooling of transmission components (36), a separate hydraulic oil circuit (24) for pressurizing hydraulic actuators (10) of the gearbox (12), and a plurality of hydraulic Actuators (10), each associated with a clutch actuator (38) or a gear actuator (40) of the gearbox (12), wherein at least one hydraulic actuator (10) exclusively by at least one on / off switching valve (22) is hydraulically controlled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein automatisches Schaltgetriebe. The invention relates to a manual transmission of a motor vehicle, in particular an automatic transmission.

Klassische Wandler-Automatikgetriebe nutzen zur Betätigung der Stellaktuatoren üblicherweise eine „offene Hydraulik“, bei der ein Getriebeöl als Hydraulikmedium eingesetzt wird, eine fest an die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors gekoppelte Hydraulikpumpe sowie Regelventile, die zumeist vorgesteuert sind. Die fest an die Motordrehzahl gekoppelte Pumpe muss dabei für Betriebspunkte wie „Anfahren unter Volllast“ oder „Schalten bei Leerlauf und erhöhter Temperatur“ ausgelegt sein. Dies führt zu einer erheblichen Verlustleistung, da die Pumpe in den meisten Betriebssituationen ein Überangebot an hydraulischer Leistung bereitstellt, welche für die Schaltarbeit im Getriebe nicht genutzt wird. Der große Bauraumbedarf sowie das hohe Gewicht stellen weitere Nachteile einer solchen Getriebehydraulik dar. Um eine gewünschte Stellkraft präzise bereitstellen zu können, kommen bei Schaltgetrieben ferner besonders feinfühlige Regelventile zum Einsatz, welche jedoch besonders empfindlich auf Schmutzpartikel im Getriebeöl reagieren. So können zum Beispiel über die Lebensdauer der Schaltventile Funktionsbeeinträchtigungen durch Verschmutzung infolge Spaltfiltration im Regelspalt auftreten. Conventional converter automatic transmissions usually use an "open hydraulic" for actuating the adjusting actuators, in which a transmission oil is used as the hydraulic medium, a hydraulic pump permanently coupled to the rotational speed of the motor vehicle engine, and control valves which are usually precontrolled. The pump permanently connected to the engine speed must be designed for operating points such as "starting under full load" or "switching at idle and elevated temperature". This leads to a considerable power loss, since the pump provides an oversupply of hydraulic power in most operating situations, which is not used for the switching work in the transmission. The large space requirement and the high weight represent further disadvantages of such a transmission hydraulic. In order to provide a desired force precisely, can be used in manual transmissions also very sensitive control valves, which are particularly sensitive to dirt particles in the gearbox oil. Thus, for example, over the life of the switching valves functional impairments due to contamination due to slit filtration occur in the control gap.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches eine kompakte und robuste Getriebehydraulik aufweist sowie besonders energieeffizient betrieben werden kann. The object of the invention is to provide a transmission for a motor vehicle, which has a compact and robust transmission hydraulics and can be operated particularly energy efficient.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaltgetriebe, mit einem Getriebeölkreislauf zur Schmierung und/oder Kühlung von Getriebekomponenten, einem davon separaten Hydraulikölkreislauf zur Druckbeaufschlagung von hydraulischen Stellgliedern des Schaltgetriebes, mehreren hydraulischen Stellgliedern, die jeweils einem Kupplungssteller oder einem Gangsteller des Schaltgetriebes zugeordnet sind, wobei mindestens ein hydraulisches Stellglied ausschließlich durch wenigstens ein Auf/Zu-Schaltventil, bevorzugt durch genau zwei Auf/Zu-Schaltventile hydraulisch angesteuert ist. Aufwendige und weniger robuste Regelventile, welche bisher bei und zu der hydraulischen Ansteuerung der einzelnen Stellglieder des Schaltgetriebes verwendet wurden, werden folglich durch einfache, preiswerte und robuste Schaltventile ersetzt und werden bei dem mindestens einen hydraulischen Stellglied, welches nur noch mit dem wenigstens einen Auf/Zu-Schaltventil angesteuert wird, nicht mehr verwendet. Unter einem Auf/Zu-Schaltventil ist dabei ein digital schaltbares Ventil mit genau zwei diskreten statischen Schaltstellungen (auf/zu bzw. on/off) zu verstehen, welches jedoch durch kurze Ansteuerimpulse auch (instabile) Zwischenstellungen einnehmen kann. This object is achieved by a transmission, with a transmission oil circuit for lubrication and / or cooling of transmission components, a separate hydraulic oil circuit for pressurizing hydraulic actuators of the gearbox, a plurality of hydraulic actuators, each associated with a clutch plate or a gear selector of the gearbox, wherein at least a hydraulic actuator is driven hydraulically exclusively by at least one on / off switching valve, preferably by exactly two on / off switching valves. Elaborate and less robust control valves, which were previously used in and to the hydraulic control of the individual actuators of the gearbox, are thus replaced by simple, inexpensive and robust switching valves and are in at least one hydraulic actuator, which only with the at least one Auf / To-switching valve is driven, no longer used. Under an on / off switching valve is a digitally switchable valve with exactly two discrete static switch positions (on / to or on / off) to understand, which, however, by short drive pulses and (unstable) intermediate positions can take.

Insbesondere werden alle Stellglieder ohne Regelventile, sondern nur durch Auf/Zu-Schaltventile angesteuert. In particular, all actuators are controlled without control valves, but only by on / off switching valves.

Es hat sich herausgestellt, dass die konstruktiv komplexen, sehr feinfühligen Regelventile durch einfache, robuste Zweistellungs-Schaltventile mit feinfühliger elektrischer Steuerung/Regelung ersetzt werden können, ohne dass Funktions- oder Komfortbeeinträchtigungen am Schaltgetriebe auftreten. Mit Bezug auf die präzise Bereitstellung eines gewünschten Stellkraftverlaufs gelten im Bereich der Getriebetechnik hohe Anforderungen, die sich jedoch überraschenderweise auch mittels einfacher Schaltventile erfüllen lassen. Zur Realisierung einer feinfühligen Steuerung/Regelung der Schaltventile muss der Hydraulikölkreislauf allerdings im Wesentlichen leckagefrei ausgeführt sein, weshalb der Hydraulikölkreislauf erfindungsgemäß fluiddicht von einem Getriebeölkreislauf zur Schmierung und/oder Kühlung von Getriebekomponenten getrennt ist. Die Bereitstellung von zwei separaten Ölkreisläufen ist zwar mit einem gewissen Mehraufwand verbunden, der aber auch eine genauere Leistungsbereitstellung ermöglicht und folglich zu einer geringeren Verlustleistung und einem höheren Gesamtwirkungsgrad des Schaltgetriebes führt. It has been found that the structurally complex, very sensitive control valves can be replaced by simple, robust two-position switching valves with sensitive electrical control / regulation, without functional or comfort impairments occur on the manual transmission. With regard to the precise provision of a desired force curve, high requirements apply in the field of gear technology, which, however, can surprisingly also be achieved by means of simple switching valves. To realize a sensitive control / regulation of the switching valves, however, the hydraulic oil circuit must be designed substantially leak-free, which is why the hydraulic oil circuit according to the invention fluid-tight from a transmission oil circuit for lubrication and / or cooling of transmission components is separated. Although the provision of two separate oil circuits is associated with a certain additional effort, but also allows a more accurate power supply and thus leads to a lower power loss and a higher overall efficiency of the gearbox.

In einer Ausführungsform des Schaltgetriebes weist der Hydraulikölkreislauf einen maximalen Betriebsdruck von wenigstens 80 bar, insbesondere wenigstens 100 bar auf. In one embodiment of the gearbox, the hydraulic oil circuit has a maximum operating pressure of at least 80 bar, in particular at least 100 bar.

Außerdem weist der Hydraulikölkreislauf bevorzugt eine elektromotorisch angetriebene Pumpe zur Bereitstellung eines Betriebsdrucks auf. Auf diese Weise lässt sich der Betriebsdruck im Hydraulikölkreislauf unabhängig von der Drehzahl des Fahrzeugmotors steuern sowie einfach und energieeffizient auf den jeweiligen Bedarf abstimmen. In addition, the hydraulic oil circuit preferably has an electric motor-driven pump for providing an operating pressure. In this way, the operating pressure in the hydraulic oil circuit can be controlled independently of the speed of the vehicle engine as well as simply and energy-efficiently to the respective need.

Vorzugsweise ist das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil ein Sitzventil. Im Vergleich zu Regelventilen sind Sitzventile deutlich einfacher und robuster aufgebaut sowie erheblich preiswerter herstellbar. Preferably, the at least one open / close switching valve is a poppet valve. In comparison to control valves, seat valves are much simpler and more robust and can be manufactured much more cheaply.

Gemäß einer Ausführungsform des Schaltgetriebes ist eine Steuereinheit vorgesehen, die das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil elektrisch so ansteuert, dass sich ein Ventilkörper des Auf/Zu-Schaltventils während einer Stellbewegung des zugeordneten hydraulischen Stellglieds mehrfach zwischen seinen Endstellungen, also einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung hin und her bewegt. Unter einer Stellbewegung des zugeordneten hydraulischen Stellglieds ist in diesem Zusammenhang beispielsweise das Einlegen oder Auslegen einer Gangstufe sowie das Öffnen oder Schließen einer Kupplung zu verstehen. Der Ventilkörper eines zugeordneten Auf/Zu-Schaltventils bewegt sich dabei mehrfach zwischen seiner Öffnungs- und Schließstellung hin und her, wobei vorzugsweise höchstens eine der Endstellungen, d.h. entweder nur die Öffnungsstellung oder nur die Schließstellung tatsächlich erreicht wird, oder auch keine Endstellung erreicht wird, weil ein instabiler Zwischenbereich genutzt wird. According to one embodiment of the gearbox, a control unit is provided which controls the at least one on / off switching valve electrically so that a valve body of the on / off switching valve during an actuating movement of the associated hydraulic actuator several times between its end positions, ie an open position and a Closed position moved back and forth. Under an actuating movement of the associated hydraulic actuator is in this context, for example, the insertion or laying a Gear stage and the opening or closing of a clutch to understand. The valve body of an associated on / off switching valve moves back and forth several times between its open and closed positions, wherein preferably at most one of the end positions, ie either only the open position or only the closed position is actually reached, or no end position is reached, because an unstable intermediate area is used.

Bevorzugt stellt das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil durch elektrische Ansteuerung mit einem Zeit-Schaltschema einen Teilöffnungsquerschnitt bereit, der kleiner ist als ein Nennöffnungsquerschnitt des Auf/Zu-Schaltventils. Infolge dieser Ansteuerung ist es möglich, ein konstruktiv einfaches Schaltventil mit lediglich zwei diskreten, statischen Schaltstellungen zumindest vorübergehend in eine (instabile) Zwischenstellung zu bewegen und über den entsprechenden Teilöffnungsquerschnitt einen verminderten Durchfluss bereitzustellen. Preferably, the at least one on / off switching valve provides, by electrical actuation with a time-shift pattern, a partial opening area that is smaller than a nominal opening area of the open / close switching valve. As a result of this control, it is possible to move a structurally simple switching valve with only two discrete, static switching positions at least temporarily in an (unstable) intermediate position and provide a reduced flow over the corresponding part opening cross-section.

Das verwendete Zeit-Schaltschema zur Ansteuerung des Auf/Zu-Schaltventils ist beispielsweise eine Pulsweitenmodulation. Bei geeigneter Grundfrequenz der Pulsweitenmodulation lässt sich der Durchfluss der Schaltventile mit geringem Aufwand sehr präzise steuern. Insbesondere können die Auf/Zu-Schaltventile bei Bedarf im ballistischen Modus betrieben werden. In diesem Betriebsmodus erfahren die digitalen Zweistellungs-Schaltventile einen Stromimpuls, der so kurz ist, dass die Ventile nur teilweise öffnen und bereits vor Erreichen ihrer Endstellung (Öffnungsstellung) sofort wieder schließen. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand eine gewünschte Spreizung im Durchflussverhalten der Auf/Zu-Schaltventile realisieren. The time switching scheme used to control the on / off switching valve is, for example, a pulse width modulation. With a suitable fundamental frequency of the pulse width modulation, the flow of the switching valves can be controlled very precisely with little effort. In particular, the on / off switching valves can be operated in ballistic mode as needed. In this operating mode, the two-position digital control valves experience a current pulse that is so short that the valves only partially open and close immediately before reaching their end position (open position). In this way, a desired spread in the flow behavior of the on / off switching valves can be realized with little effort.

In einer weiteren Ausführungsform des Schaltgetriebes weist wenigstens ein Stellglied eine an den Hydraulikölkreislauf angeschlossene Druckkammer mit einem Fluidzulauf und einem Fluidrücklauf auf, wobei dem Fluidzulauf und/oder dem Fluidrücklauf jeweils genau ein Auf/Zu-Schaltventil zugeordnet ist. Ein Druckaufbau und/oder Druckabbau in der Druckkammer des Stellglieds lässt sich dadurch sehr einfach und präzise regeln, sodass eine gewünschte Stellkraft des Stellglieds, beispielsweise zum Synchronisieren des Schaltgetriebes, besonders exakt einstellbar ist. In a further embodiment of the gearbox, at least one actuator has a connected to the hydraulic oil circuit pressure chamber with a fluid inlet and a fluid return, wherein the fluid inlet and / or the fluid return is assigned in each case exactly one on / off switching valve. A pressure build-up and / or pressure reduction in the pressure chamber of the actuator can be controlled very easily and precisely, so that a desired actuating force of the actuator, for example, for synchronizing the gearbox, is particularly precisely adjustable.

In dieser Ausführungsform des Schaltgetriebes kann das Auf/Zu-Schaltventil im Fluidzulauf einen ersten Nennöffnungsquerschnitt und das Auf/Zu-Schaltventil im Fluidrücklauf einen vom ersten Nennöffnungsquerschnitt unterschiedlichen zweiten Nennöffnungsquerschnitt aufweisen. Über eine solche Anpassung der Nennöffnungsquerschnitte an die individuellen Randbedingungen des jeweiligen Schaltgetriebes lässt sich eine gewünschte Regeldynamik erreichen. In this embodiment of the shift transmission, the open / close switching valve in the fluid inlet may have a first nominal opening cross section and the open / close switching valve in the fluid return may have a different nominal opening cross section from the first nominal opening cross section. By means of such an adaptation of the nominal opening cross-sections to the individual boundary conditions of the respective gearbox, a desired control dynamics can be achieved.

Vorzugsweise ist das Schaltgetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe ohne Drehdurchführung. Bei diesen Getriebetypen sind zwei getrennte Ölkreisläufe für Getriebeöl und Hydrauliköl leichter darstellbar als bei Planeten-Wandler-Automatikgetrieben, wobei der Hydraulikölkreislauf im Wesentlichen leckagefrei ausgebildet ist. Alle Aktoren können bei diesen Getrieben im stehenden System angeordnet werden, wodurch keine leckagebehaftete Drehdurchführung erforderlich ist. Daher sind derartige Getriebe besonders geeignet für die Ansteuerung ihrer hydraulischen Stellglieder ausschließlich durch Zweistellungs-Schaltventile. Preferably, the transmission is a dual-clutch transmission or an automated transmission without rotary feedthrough. In these types of transmission two separate oil circuits for transmission oil and hydraulic oil are easier to represent than in planetary converter automatic transmissions, the hydraulic oil circuit is formed substantially leak-free. All actuators can be arranged in these systems in the stationary system, whereby no leakage-carrying rotary feedthrough is required. Therefore, such transmissions are particularly suitable for the control of their hydraulic actuators exclusively by two-position switching valves.

Insbesondere kann das Schaltgetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Teilgetriebe und einem zweiten Teilgetriebe sein, wobei zur Druckregelung der Teilgetriebe ausschließlich Auf/Zu-Schaltventile vorgesehen sind. Bevorzugt ist genau ein diskretes Zweistellungs-Schaltventil für jedes Teilgetriebe vorgesehen. Somit können auch die herkömmlichen Regelventile zum Einstellen des Teilgetriebedrucks durch einfache Schaltventile ersetzt werden, wodurch sich die Kosten und der erforderliche Bauraum für das Schaltgetriebe weiter verringern. In particular, the manual transmission can be a dual-clutch transmission with a first partial transmission and a second partial transmission, wherein exclusively on / off switching valves are provided for pressure control of the partial transmission. Preferably, exactly one discrete two-position switching valve is provided for each partial transmission. Thus, the conventional control valves for adjusting the partial transmission pressure can be replaced by simple switching valves, thereby further reducing the cost and the required space for the transmission.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings. In these show:

1 eine schematische Skizze eines hydraulisch angesteuerten Stellglieds für ein Schaltgetriebe gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic diagram of a hydraulically controlled actuator for a transmission according to the prior art;

2 eine schematische Skizze eines hydraulisch angesteuerten Stellglieds für ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe; 2 a schematic diagram of a hydraulically controlled actuator for a transmission according to the invention;

3 ein Diagramm, das einen Schaltventil-Öffnungsquerschnitt abhängig von einer elektrischen Schaltimpulsdauer darstellt; und 3 a diagram illustrating a switching valve opening cross-section depending on an electrical switching pulse duration; and

4 einen schematischen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes. 4 a schematic section of a motor vehicle gearbox according to the invention.

Die 1 zeigt ein hydraulisches Stellglied 10 für ein herkömmliches Schaltgetriebe 12' eines Kraftfahrzeugs, welches in bekannter Weise durch ein relativ komplexes Regelventil 14 angesteuert ist. The 1 shows a hydraulic actuator 10 for a conventional manual transmission 12 ' a motor vehicle, which in a known manner by a relatively complex control valve 14 is controlled.

Das hydraulische Stellglied 10 des Schaltgetriebes 12' weist eine Druckkammer 16 auf, welche über das Regelventil 14 mit einem Druckanschluss 18 oder einem Rücklaufanschluss 20 eines Ölkreislaufs verbunden werden kann. The hydraulic actuator 10 of the gearbox 12 ' has a pressure chamber 16 on, which via the control valve 14 with a pressure connection 18 or a return port 20 an oil circuit can be connected.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Regelventil 14 ein proportionales 3/3-Wegeventil, welches beispielsweise zur Volumenstromregelung oder Druckregelung im Schaltgetriebe 12' eingesetzt wird. Abhängig von der elektrischen Bestromung kann das Regelventil 14 zwischen der in 1 dargestellten, mittigen Sperrstellung und den benachbarten Öffnungsstellungen für Zulauf bzw. Rücklauf beliebige statische, d.h. stabile Zwischenstellungen einnehmen, in denen das Regelventil 14 lediglich teilweise geöffnet ist. In the present embodiment, the control valve 14 a proportional 3/3-way valve, which, for example, for flow control or pressure control in the manual transmission 12 ' is used. Depending on the electrical current supply, the control valve 14 between the in 1 shown, central locking position and the adjacent open positions for inlet or return any static, ie stable intermediate positions occupy, in which the control valve 14 only partially open.

Das hydraulische Stellglied 10 ist beispielsweise mit einem Kupplungssteller 38 oder einem Gangsteller 40 des Schaltgetriebes 12' verbunden (4), wobei über das Regelventil 14 eine Stellgeschwindigkeit und/oder Stellkraft des hydraulischen Stellglieds 10 kontrolliert wird. The hydraulic actuator 10 is for example with a clutch plate 38 or a gear plate 40 of the gearbox 12 ' connected ( 4 ), via the control valve 14 an actuating speed and / or actuating force of the hydraulic actuator 10 is controlled.

Die 2 zeigt das hydraulische Stellglied 10 für ein Schaltgetriebe 12 eines Kraftfahrzeugs, welches im Unterschied zum hydraulischen Stellglied 10 gemäß 1 jedoch ausschließlich durch wenigstens ein Auf/Zu-Schaltventil 22, insbesondere genau zwei Auf/Zu-Schaltventile 22 hydraulisch angesteuert ist. Unter Auf/Zu-Schaltventilen 22 sind in diesem Zusammenhang konstruktiv einfach aufgebaute, digital schaltbare 2/2-Wegeventile mit genau zwei diskreten (statischen) Schaltstellungen zu verstehen, die jedoch bei einer Beaufschlagung mit kurzen Ansteuerimpulsen auch (instabile) Zwischenstellungen einnehmen können. Diese digitalen Zweistellungs-Schaltventile 22 sind im Vergleich zu den in 1 dargestellten Regelventilen 14 klein, robust und preiswert herstellbar. The 2 shows the hydraulic actuator 10 for a manual transmission 12 a motor vehicle, which in contrast to the hydraulic actuator 10 according to 1 but only by at least one on / off switching valve 22 , in particular exactly two on / off switching valves 22 is hydraulically controlled. Under on / off switching valves 22 are in this context structurally simple design, digitally switchable 2/2-way valves with exactly two discrete (static) switch positions to understand, but can also occupy (unstable) intermediate positions when exposed to short drive pulses. These digital two-position switching valves 22 are compared to the in 1 illustrated control valves 14 small, robust and inexpensive to produce.

Das hydraulische Stellglied 10 ist gemäß 2 als Kolben/Zylinder-Einheit ausgeführt und weist eine Druckkammer 16 auf, die über einen Fluidzulauf 26 und einen Fluidrücklauf 28 an einen Hydraulikölkreislauf 24 angeschlossen ist, wobei im Fluidzulauf 26 und im Fluidrücklauf 28 jeweils genau ein Auf/Zu-Schaltventil 22 angeordnet ist. The hydraulic actuator 10 is according to 2 designed as a piston / cylinder unit and has a pressure chamber 16 on that over a fluid inlet 26 and a fluid return 28 to a hydraulic oil circuit 24 is connected, being in the fluid inlet 26 and in the fluid return 28 exactly one on / off switching valve 22 is arranged.

Die Auf/Zu-Schaltventile 22 sind im vorliegenden Fall als robuste Sitzventile ausgeführt, die einen besonders gut reproduzierbaren Schaltverlauf aufweisen. The on / off switching valves 22 are in the present case designed as robust seat valves, which have a particularly well reproducible switching process.

Um eine gewünschte Regeldynamik sowie die gewünschten Durchflussraten zu erreichen, kann das Auf/Zu-Schaltventil 22 im Fluidzulauf 26 einen ersten Nennöffnungsquerschnitt und das Auf/Zu-Schaltventil 22 im Fluidrücklauf 28 einen zweiten Nennöffnungsquerschnitt aufweisen, der sich vom ersten Nennöffnungsquerschnitt unterscheidet. In order to achieve a desired control dynamics and the desired flow rates, the on / off switching valve 22 in the fluid inlet 26 a first nominal opening area and the open / close switching valve 22 in the fluid return 28 have a second nominal opening cross section, which differs from the first nominal opening cross section.

Die 3 zeigt ein Diagramm, welches das Öffnungs- und Schließverhalten eines Auf/Zu-Schaltventils 22 abhängig von einer elektrischen Schaltimpulsdauer veranschaulicht. Hierzu ist ein Öffnungsquerschnitt A des Auf/Zu-Schaltventils 22 über der Zeit t aufgetragen. Zum Zeitpunkt t = 1 ms wird das Auf/Zu-Schaltventil 22 mit einem elektrischen Stromimpuls beaufschlagt und öffnet entsprechend der dargestellten Ventilkurve. Zum Zeitpunkt t = 3 ms, d.h. nach einer Schaltimpulsdauer ∆t ≈ 2 ms, ist das Auf/Zu-Schaltventil 22 vollständig geöffnet und stellt seinen Nennöffnungsquerschnitt AN zur Verfügung. The 3 shows a diagram showing the opening and closing behavior of a on / off switching valve 22 illustrated depending on an electrical switching pulse duration. For this purpose, an opening cross section A of the open / close switching valve 22 applied over time t. At time t = 1 ms, the open / close switching valve becomes 22 subjected to an electrical current pulse and opens according to the illustrated valve curve. At time t = 3 ms, ie after a switching pulse duration Δt ≈ 2 ms, the on / off switching valve is 22 fully open and provides its nominal opening cross-section A N.

Obwohl das Auf/Zu-Schaltventil 22 lediglich zwei diskrete statische Schaltstellungen aufweist, nämlich eine Schließstellung bei t = 1 ms und eine Öffnungsstellung bei t = 3 ms, wird anhand des Diagramms deutlich, dass das Auf/Zu-Schaltventil 22 bei entsprechend kurzen Schaltimpulsen (∆t < 2 ms) auch (instabile) Zwischenstellungen einnehmen kann, in denen das Auf/Zu-Schaltventil 22 einen Teilöffnungsquerschnitt aufweist, der kleiner ist als der Nennöffnungsquerschnitt AN. So weist das Auf/Zu-Schaltventil 22 mit einer beispielhaften Öffnungscharakteristik gemäß 3 bei einem Schaltimpuls mit einer Impulsdauer ∆t ≈ 0,5 ms einen Teilöffnungsquerschnitt auf, der etwa der Hälfte des Nennöffnungsquerschnitts AN entspricht. Although the on / off switching valve 22 has only two discrete static switching positions, namely a closed position at t = 1 ms and an open position at t = 3 ms, it is clear from the diagram that the on / off switching valve 22 with correspondingly short switching pulses (.DELTA.t <2 ms) can also assume (unstable) intermediate positions in which the open / close switching valve 22 has a partial opening cross section which is smaller than the nominal opening cross section A N. So has the on / off switching valve 22 with an exemplary opening characteristic according to 3 in the case of a switching pulse having a pulse duration Δt ≈ 0.5 ms, a partial opening cross section corresponding to approximately half of the nominal opening cross section A N.

Wird das Auf/Zu-Schaltventil 22 folglich durch eine elektrische Steuereinheit 30 (siehe 4) mit einem geeigneten Zeit-Schaltschema, beispielsweise einer Pulsweitenmodulation angesteuert, so kann das eigentlich digitale Zweistellungs-Schaltventil 22 auch Teilöffnungsquerschnitte bereitstellen, die kleiner sind als der Nennöffnungsquerschnitt AN des Schaltventils 22. Dabei wird das Auf/Zu-Schaltventil 22 durch die elektrische Steuereinheit 30 elektrisch so angesteuert, dass sich ein Ventilkörper 32 des Auf/Zu-Schaltventils 22 während einer Stellbewegung des zugeordneten hydraulischen Stellglieds 10 mehrfach zwischen seiner Öffnungs- und Schließstellung hin und her bewegt, wobei vorzugsweise höchstens eine der Endstellungen, d.h. entweder nur die Öffnungsstellung oder nur die Schließstellung tatsächlich erreicht wird. Mit anderen Worten werden die digitalen Zweistellungs-Schaltventile 22 zur Durchflusssteuerung vorzugsweise in einem sogenannten ballistischen Modus betrieben, wobei die Schaltventile 22 einen so kurzen Stromimpuls erfahren, dass sie nur teilweise öffnen und danach sofort wieder schließen. Will the on / off switching valve 22 consequently by an electrical control unit 30 (please refer 4 ) with a suitable time-switching scheme, for example, a pulse width modulation, so the actually digital two-position switching valve 22 Also provide Teilöffnungsquerschnitte that are smaller than the nominal opening cross-section A N of the switching valve 22 , In this case, the on / off switching valve 22 through the electrical control unit 30 electrically controlled so that a valve body 32 the on / off switching valve 22 during an actuating movement of the associated hydraulic actuator 10 repeatedly moved back and forth between its open and closed positions, preferably at most one of the end positions, ie either only the open position or only the closed position is actually achieved. In other words, the digital two-position switching valves 22 for flow control preferably operated in a so-called ballistic mode, wherein the switching valves 22 experience such a short current impulse that they only partially open and then immediately close again.

Die 4 zeigt einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes 12, mit einem Getriebeölkreislauf 34 zur Schmierung und/oder Kühlung von Getriebekomponenten 36, einem separaten, vom Getriebeölkreislauf 34 fluiddicht getrennten Hydraulikölkreislauf 24 zur Druckbeaufschlagung von hydraulischen Stellgliedern 10 des Schaltgetriebes 12, sowie mehreren hydraulischen Stellgliedern 10, die jeweils mit einem Kupplungssteller 38 oder einem Gangsteller 40 des Schaltgetriebes 12 verbunden sind. The 4 shows a section of a motor vehicle gearbox 12 , with a transmission oil circuit 34 for lubrication and / or cooling of transmission components 36 , a separate, from the transmission oil circuit 34 fluid-tight separate hydraulic oil circuit 24 for pressurizing hydraulic actuators 10 of the gearbox 12 , as well as several hydraulic actuators 10 , each with a clutch plate 38 or a gear plate 40 of the gearbox 12 are connected.

Im Allgemeinen ist mindestens ein hydraulisches Stellglied 10 ausschließlich durch wenigstens ein Auf/Zu-Schaltventil 22 hydraulisch angesteuert, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel alle sechs hydraulischen Stellglieder 10 jeweils durch genau zwei Auf/Zu-Schaltventile 22 angesteuert sind. Konkret weist jedes Stellglied 10 eine an den Hydraulikölkreislauf 24 angeschlossene Druckkammer 16 mit einem Fluidzulauf 26 und einem Fluidrücklauf 28 auf, wobei dem Fluidzulauf 26 und dem Fluidrücklauf 28 jeweils genau ein Auf/Zu-Schaltventil 22 zugeordnet ist (siehe auch 2). In general, at least one hydraulic actuator 10 exclusively by at least one on / off switching valve 22 actuated hydraulically, in the present embodiment, all six hydraulic actuators 10 each by exactly two on / off switching valves 22 are controlled. Specifically, each actuator has 10 one to the hydraulic oil circuit 24 connected pressure chamber 16 with a fluid inlet 26 and a fluid return 28 on, being the fluid inlet 26 and the fluid return 28 exactly one on / off switching valve 22 is assigned (see also 2 ).

Gemäß 4 weist der Hydraulikölkreislauf 24 eine Hydraulikpumpe 42 zur Bereitstellung eines Betriebsdrucks auf, wobei die Hydraulikpumpe 42 von einem Elektromotor 44 angetrieben wird. Durch diese elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe 42 lässt sich der Betriebsdruck im Hydraulikölkreislauf 24 bedarfsgerecht einstellen und ist insbesondere unabhängig von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors. Die entstehenden Leistungsverluste sind entsprechend gering, sodass das Schaltgetriebe 12 einen besonders hohen Gesamtwirkungsgrad aufweist. According to 4 indicates the hydraulic oil circuit 24 a hydraulic pump 42 for providing an operating pressure, wherein the hydraulic pump 42 from an electric motor 44 is driven. By this electric motor driven hydraulic pump 42 can be the operating pressure in the hydraulic oil circuit 24 adjust as needed and is particularly independent of the speed of the motor vehicle engine. The resulting power losses are correspondingly low, so that the manual transmission 12 has a particularly high overall efficiency.

Der Hydraulikölkreislauf 24 weist bei einer Druckbeaufschlagung durch die elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe 42 einen maximalen Betriebsdruck von wenigstens 40 bar, insbesondere wenigstens 60 bar auf. Der vom Hydraulikölkreislauf 24 getrennte, separate Getriebeölkreislauf 34 weist eine weitere Pumpe 45 auf, die den Getriebeölkreislauf 34 mit einem Betriebsdruck beaufschlagt, wobei der Betriebsdruck des Getriebeölkreislaufs 34 bei deutlich unter 5 bar liegt und damit erheblich geringer ist als der Betriebsdruck des Hydraulikölkreislaufs 24. The hydraulic oil circuit 24 indicates at a pressurization by the electric motor driven hydraulic pump 42 a maximum operating pressure of at least 40 bar, in particular at least 60 bar. The of the hydraulic oil circuit 24 separate, separate transmission oil circuit 34 has another pump 45 on that the transmission oil circuit 34 subjected to an operating pressure, wherein the operating pressure of the transmission oil circuit 34 is well below 5 bar and thus significantly lower than the operating pressure of the hydraulic oil circuit 24 ,

Aufgrund der feinfühligen Ansteuerung der Auf/Zu-Schaltventile 22 durch ein oben beschriebenes Zeit-Schaltschema muss der Hydraulikölkreislauf 24 im Wesentlichen leckagefrei und dementsprechend getrennt vom Getriebeölkreislauf 34 ausgeführt sein. Daher ist das Schaltgetriebe 12 bevorzugt ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe ohne Drehdurchführung. Due to the sensitive control of the on / off switching valves 22 by a timing diagram described above, the hydraulic oil circuit 24 Essentially leak-free and accordingly separated from the transmission oil circuit 34 be executed. Therefore, the manual transmission 12 preferably a dual-clutch transmission or an automated manual transmission without rotary feedthrough.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schaltgetriebe 12 konkret ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Teilgetriebe 46 und einem zweiten Teilgetriebe 48, wobei zur Druckregelung der Teilgetriebe 46, 48 ausschließlich Auf/Zu-Schaltventile 22 vorgesehen sind. Insbesondere ist genau ein digitales Zweistellungs-Schaltventil 22 für jedes Teilgetriebe 46, 48 vorgesehen. Somit erfolgt nicht nur die Ansteuerung der hydraulischen Stellglieder 10 des Schaltgetriebes 12, sondern auch die Drucksteuerung der Teilgetriebe 46, 48 ausschließlich durch Auf/Zu-Schaltventile 22. In the illustrated embodiment, the transmission is 12 specifically, a dual-clutch transmission with a first partial transmission 46 and a second partial transmission 48 , wherein for pressure control of the partial transmission 46 . 48 exclusively on / off switching valves 22 are provided. In particular, exactly one digital two-position switching valve 22 for each partial transmission 46 . 48 intended. Thus, not only the control of the hydraulic actuators takes place 10 of the gearbox 12 , but also the pressure control of the partial transmission 46 . 48 exclusively by on / off switching valves 22 ,

Die zur Druckregelung in den Teilgetrieben 46, 48 herkömmlich verwendeten Regelventile 14 gemäß 1 können demzufolge entfallen. The pressure regulation in the partial transmissions 46 . 48 conventionally used control valves 14 according to 1 can therefore be omitted.

Der Hydraulikölkreislauf 24 umfasst gemäß 4 einen Versorgungsabschnitt 54 mit der Hydraulikpumpe 42, einen ersten Teilgetriebeabschnitt 56, der dem ersten Teilgetriebe 46 zugeordnet ist, und einen zweiten Teilgetriebeabschnitt 58, der dem zweiten Teilgetriebe 48 zugeordnet ist. Soll zur Druckregelung in wenigstens einem der Teilgetriebeabschnitte 56, 58 das herkömmliche Regelventil 14 (siehe 1) durch ein Auf/Zu-Schaltventil 22 (siehe 2) ersetzt werden, so muss in dem jeweiligen Teilgetriebeabschnitt 56, 58 ein Drucksensor 50 vorhanden sein. Ein üblicherweise im Versorgungsabschnitt 54 vorgesehener Drucksensor 52 ist in diesem Fall nicht mehr unbedingt nötig und kann entfallen. The hydraulic oil circuit 24 includes according to 4 a service section 54 with the hydraulic pump 42 , a first partial transmission section 56 , the first partial transmission 46 is assigned, and a second partial transmission section 58 , the second partial transmission 48 assigned. Is intended for pressure control in at least one of the partial transmission sections 56 . 58 the conventional control valve 14 (please refer 1 ) by an on / off switching valve 22 (please refer 2 ), so must in the respective sub-transmission section 56 . 58 a pressure sensor 50 to be available. A usually in the supply section 54 provided pressure sensor 52 is no longer necessary in this case and can be omitted.

Ferner ist gemäß 4 in den Teilgetriebeabschnitten 56, 58 jeweils ein optionaler Druckspeicher 60 vorhanden, der im Falle einer Druckregelung im jeweiligen Teilgetriebeabschnitt 56, 58 die Schaltimpulse des Auf/Zu-Schaltventils 22 dämpft. Im Versorgungsabschnitt 54 ist ein weiterer Druckspeicher 61 vorgesehen. Furthermore, according to 4 in the partial gear sections 56 . 58 one optional pressure accumulator each 60 present, in the case of a pressure control in each sub-transmission section 56 . 58 the switching pulses of the on / off switching valve 22 attenuates. In the supply section 54 is another accumulator 61 intended.

Sofern lediglich eine Abschaltung, nicht jedoch eine Druckregelung der Teilgetriebeabschnitte 56, 58 gewünscht wird, ist alternativ lediglich der Drucksensor 52 im Versorgungsabschnitt 54 des Hydraulikölkreislaufs 24 notwendig, wohingegen die Drucksensoren 50 und die Druckspeicher 60 in den Teilgetriebeabschnitten 56, 58 entfallen können. If only a shutdown, but not a pressure control of the partial transmission sections 56 . 58 is desired, alternatively, only the pressure sensor 52 in the service section 54 of the hydraulic oil circuit 24 necessary, whereas the pressure sensors 50 and the accumulators 60 in the partial gear sections 56 . 58 can be omitted.

Den beiden Kupplungsstellern 38 der Teilgetriebe 46, 48 ist im Ausführungsbeispiel gemäß 4 jeweils ein Rückschlagventil 62 zugeordnet, das den beiden Auf/Zu-Schaltventilen 22 im Fluidzulauf 26 bzw. Fluidrücklauf 28 parallelgeschaltet ist. Dieses Rückschlagventil 62 in den Teilgetriebeabschnitten 56, 58 ist lediglich optional vorgesehen und kann gegebenenfalls entfallen. The two clutch plates 38 the partial transmission 46 . 48 is in the embodiment according to 4 one check valve each 62 assigned to the two on / off switching valves 22 in the fluid inlet 26 or fluid return 28 is connected in parallel. This check valve 62 in the partial gear sections 56 . 58 is only optional and can be omitted if necessary.

Claims (12)

Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Getriebeölkreislauf (34) zur Schmierung und/oder Kühlung von Getriebekomponenten (36), einem davon separaten Hydraulikölkreislauf (24) zur Druckbeaufschlagung von hydraulischen Stellgliedern (10) des Schaltgetriebes (12), sowie mehreren hydraulischen Stellgliedern (10), die jeweils einem Kupplungssteller (38) oder einem Gangsteller (40) des Schaltgetriebes (12) zugeordnet sind, wobei mindestens ein hydraulisches Stellglied (10) ausschließlich durch wenigstens ein Auf/Zu-Schaltventil (22) hydraulisch angesteuert ist. Gearbox of a motor vehicle, with a transmission oil circuit ( 34 ) for lubricating and / or cooling transmission components ( 36 ), a separate hydraulic oil circuit ( 24 ) for pressurizing hydraulic actuators ( 10 ) of the gearbox ( 12 ), as well as several hydraulic actuators ( 10 ), each one a clutch plate ( 38 ) or a gear plate ( 40 ) of the gearbox ( 12 ) assigned, wherein at least one hydraulic actuator ( 10 ) exclusively by at least one on / off switching valve ( 22 ) is hydraulically controlled. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein hydraulisches Stellglied (10) ausschließlich durch genau zwei Auf/Zu-Schaltventile (22) hydraulisch angesteuert ist. Gearbox according to claim 1, characterized in that at least one hydraulic actuator ( 10 ) exclusively by exactly two on / off switching valves ( 22 ) is hydraulically controlled. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikölkreislauf (24) einen maximalen Betriebsdruck von wenigstens 40 bar, insbesondere wenigstens 60 bar aufweist. Gearbox according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic oil circuit ( 24 ) has a maximum operating pressure of at least 40 bar, in particular at least 60 bar. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikölkreislauf (24) eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe (42) zur Bereitstellung eines Betriebsdrucks aufweist. Gearbox according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic oil circuit ( 24 ) an electric motor driven hydraulic pump ( 42 ) for providing an operating pressure. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil (22) ein Sitzventil ist. Gearbox according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one on / off switching valve ( 22 ) is a seat valve. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuereinheit (30) vorgesehen ist, die das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil (22) elektrisch so ansteuert, dass sich ein Ventilkörper (32) des Auf/Zu-Schaltventils (22) während einer Stellbewegung des zugeordneten hydraulischen Stellglieds (10) mehrfach zwischen seiner Öffnungs- und seiner Schließstellung hin und her bewegt. Gearbox according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical control unit ( 30 ) is provided which the at least one on / off switching valve ( 22 ) electrically so that a valve body ( 32 ) of the on / off switching valve ( 22 ) during an actuating movement of the associated hydraulic actuator ( 10 ) repeatedly moved between its open and closed position back and forth. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Auf/Zu-Schaltventil (22) durch elektrische Ansteuerung mit einem Zeit-Schaltschema einen Teilöffnungsquerschnitt bereitstellt, der kleiner ist als ein Nennöffnungsquerschnitt (A) des Auf/Zu-Schaltventils (22). Gearbox according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one on / off switching valve ( 22 ) provides a partial opening cross-section, which is smaller than a nominal opening cross-section (A) of the on / off switching valve, by electrical actuation with a time-switching scheme ( 22 ). Schaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeit-Schaltschema eine Pulsweitenmodulation ist. Gearbox according to claim 7, characterized in that the time-switching scheme is a pulse width modulation. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein hydraulisches Stellglied (10) eine an den Hydraulikölkreislauf (24) angeschlossene Druckkammer (16) mit einem Fluidzulauf (26) und einem Fluidrücklauf (28) aufweist, wobei dem Fluidzulauf (26) und/oder dem Fluidrücklauf (28) jeweils genau ein Auf/Zu-Schaltventil (22) zugeordnet ist. Gearbox according to one of the preceding claims, characterized in that at least one hydraulic actuator ( 10 ) one to the hydraulic oil circuit ( 24 ) connected pressure chamber ( 16 ) with a fluid feed ( 26 ) and a fluid return ( 28 ), wherein the fluid inlet ( 26 ) and / or the fluid return ( 28 ) exactly one on / off switching valve ( 22 ) assigned. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf/Zu-Schaltventil (22) im Fluidzulauf (26) einen ersten Nennöffnungsquerschnitt und das Auf/Zu-Schaltventil (22) im Fluidrücklauf (28) einen vom ersten Nennöffnungsquerschnitt unterschiedlichen zweiten Nennöffnungsquerschnitt aufweist. Manual transmission according to claim 9, characterized in that the on / off switching valve ( 22 ) in the fluid inlet ( 26 ) has a first nominal opening cross section and the on / off switching valve ( 22 ) in the fluid return ( 28 ) has a different from the first nominal opening cross section second nominal opening cross-section. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (12) ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe ohne Drehdurchführung ist. Manual transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the manual transmission ( 12 ) is a dual-clutch transmission or an automated manual transmission without rotary feedthrough. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (12) ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Teilgetriebe (46) und einem zweiten Teilgetriebe (48) ist, wobei zur Druckregelung der Teilgetriebe (46, 48) ausschließlich Auf/Zu-Schaltventile (22) vorgesehen sind. Manual transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the manual transmission ( 12 ) a dual-clutch transmission with a first partial transmission ( 46 ) and a second partial transmission ( 48 ), wherein for pressure control of the partial transmission ( 46 . 48 ) exclusively on / off switching valves ( 22 ) are provided.
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