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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung zur gesteuerten Betätigung eines Getriebes und/oder einer Kupplung.
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In Kraftfahrzeugen mit automatischen Fahrzeuggetrieben sind Aktoren zur Getriebefunktion erforderlich. Es wird ein Aktor für eine Kupplungsbetätigung verwendet. Diese bekannten Lösungen stellen immer einen Kompromiss zwischen den einzelnen Teilfunktionen „Kupplung anlegen“ und „Moment modulieren“ dar. Dies hat Kompromisse bei den Systemkosten, der Dynamik und der Energieaufnahme zur Folge.
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Es besteht daher die Aufgabe eine Betätigungsanordnung mit guten Eigenschaften und einer guten Dynamik zur Verfügung zu stellen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Betätigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung zur gesteuerten Betätigung eines Getriebes und/oder einer Kupplung, insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Verbraucher, zumindest einer Verschaltungslogik, mindestens einem ersten Aktor und mindestens einem zweiten Aktor zur Betätigung des Getriebes und/oder der Kupplung, wobei die Verschaltungslogik, der erste Aktor, der zweite Aktor und der Verbraucher hydraulisch oder hydrostatisch miteinander gekoppelt sind, wobei der erste Aktor und der zweite Aktor unterschiedlich ausgestaltet sind.
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Durch die unterschiedliche Ausgestaltung des ersten Aktors und des zweiten Aktors in der Betätigungsanordnung und durch die Kopplung der Verschaltungslogik, des ersten Aktors, des zweiten Aktors und des Verbrauchers können der erste Aktor und der zweite Aktor jeweils einzeln und/oder gemeinsam über die Verschaltungslogik den Verbraucher ansteuern. Auf diese Weise können unterschiedliche Schaltstellungen ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein schnelles Schließen und eine anschließende, beispielsweise langsamere Momentenmodulation erfolgen. Weiterhin kann die feste Kopplung je eines Aktors an seinen Verbraucher, beispielsweise eine Kupplung oder ein Getriebe, mit wechselnden Ansprüchen an den Aktor aufgehoben werden. Mit Hilfe des unterschiedlichen ersten Aktors und des zweiten Aktors kann der Leistungsfluss des ersten Aktors und des zweiten Aktors funktionsunabhängig an den oder die Verbraucher gekoppelt werden. Die Kopplung kann grundsätzlich über mehrere technische Realisierungen erfolgen, beispielsweise über eine hydraulische oder hydrostatische Kopplung.
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Im Folgenden werden Aktoren und Verbraucher mit hydraulischer oder hydrostatischer Kopplung und Verschaltungslogik, beispielsweise Ventile einer Kupplung beschrieben. Es wäre jedoch denkbar die Betätigungsanordnung für Doppelkupplungen, Anfahrkupplung-Trennkupplung Kombinationen, Allrad Trennkupplung oder andere Kupplungen zu verwenden. Diese benötigen jedoch andere Ventillösungen, abhängig von der Bauart der Kupplungen.
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Der erste Aktor kann nach den Hauptkriterien Kostenreduktion und Dynamik ausgewählt werden. Beispielsweise kann der erste Aktor für das schnelle Anlegen der Kupplung und den Momentenaufbau konzipiert sein. Während der zweite Aktor nach den Kriterien Dichtheit und geringe Halteströme ausgewählt werden kann, und beispielsweise bei einer Kupplung für die Funktionen Moment modulieren und halten zuständig ist. Auf diese Weise kann die feste Kopplung an den Verbraucher mit wechselnden Ansprüchen an den Aktor aufgehoben werden. Vielmehr kann der Leistungsfluss der Aktoren funktionsabhängig an den/die Verbraucher gekoppelt werden.
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Der Begriff Verschaltungslogik beschreibt hierbei eine Ventilanordnung mit mindestens einem Ventil. Die Verschaltungslogik kann die Verbindung des ersten Aktors und zweiten Aktors mit dem Verbraucher und/oder mit dem Aktoren untereinander steuern.
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Auf diese Weise kann mit Hilfe der Verschaltungslogik der erste Aktor und/oder der zweite Aktor funktionsabhängig an den/die Verbraucher oder die Aktoren untereinander gekoppelt werden.
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Der Begriff Verbraucher kann hierbei eine Kolben-Zylinder-Einheit sein, welche beispielsweise mit einer Kupplung verbunden ist und dadurch eine Betätigung der Kupplung ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der erste Aktor ein Pumpenaktor und der zweite Aktor ein Hydrostatischer-Kupplungs-Aktor. Der erste Aktor aktuiert dabei eine Pumpe, die mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist. Dabei kann die Pumpe beispielsweise in einer Pumpenbauart mit Verdrängerprinzip oder mit einer Hubvariabilität ausgestaltet sein. Weiterhin kann die Druckmittelversorgung ein Reservoir sein, welche das Fluid für die hydraulische oder hydrostatische Kopplung des ersten Aktors, zweiten Aktors, der Verschaltungslogik und des Verbrauchers speichert. Der zweite Aktor ist ein Hydrostatischer-Kupplungs-Aktor, im Folgenden mit HCA abgekürzt. Durch die Verwendung eines ersten Aktors in Form eines Pumpenaktors und eines zweiten Aktors in Form eines HCA kann der Leistungsfluss der Aktoren funktionsabhängig an den/die Verbraucher gekoppelt werden. Beispielsweise kann bei einer Kupplung der erste Aktor dazu dienen mit Hilfe der Pumpe die Kupplung schnell anzulegen und einen schnellen Momentenaufbau zu ermöglichen. Zum Halten und Fein-Modulieren des Kupplungsmoments kann dann die HCA verwendet werden, wobei die Pumpe durch die Verschaltungslogik abgetrennt werden kann. Weiterhin kann bei Schaltungen, insbesondere bei Überschneidungen, die schlupfende Kupplung mit dem genauer modulierbaren HCA angesteuert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die mindestens zwei Aktoren mit einem baugleichen Antrieb, vorzugsweise einen Elektro-Motor, ausgerüstet sind. Auf diese Weise kann die Produktion vereinfacht und die Anzahl an unterschiedlichen Komponenten gering gehalten werden. Der Antrieb kann dabei derart ausgewählt werden, dass der Antrieb die unterschiedlichen Belastungen durch den ersten Aktor und den zweiten Aktor abdecken kann. Beispielsweise kann der erste Aktor kurzzeitige hohe Belastungen in Form hoher Ströme verursachen, während der zweite Aktor längere Zeitabschnitte mit geringerem Strombedarf als der erste Aktor in den Antrieb einbringen kann.
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Vorzugsweise sind der erste Aktor und der zweite Aktor gleichzeitig verwendbar. Beispielsweise kann es bei großen Kupplungen und hohen Dynamikanforderungen möglich sein, dass die Leistungsfähigkeit eines Aktors nicht ausreicht um eine geforderte Kupplungsdynamik zu erreichen. Dies kann durch die gleichzeitige Verwendung des ersten Aktors und des zweiten Aktors ermöglicht werden. Mit Hilfe der Verschaltungslogik können dabei die Leitungen der hydrostatischen Verbindung des ersten Aktors, des zweiten Aktors und eines aktiven Verbrauchers miteinander verbunden werden, so dass der erste Aktor und der zweite Aktor den Verbraucher gemeinsam ansteuern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschaltungslogik mit einer Druckmittelversorgung verbunden. Beispielsweise kann die Verschaltungslogik direkt mit der Druckmittelversorgung der Pumpe des ersten Aktors verbunden sein. Dadurch kann die Verschaltungslogik beispielsweise in einer Schaltstellung dem HCA ermöglichen, dass der HCA direkt mit der Druckmittelversorgung verbunden werden kann, ohne dass der HCA erst mit der Pumpe verbunden werden muss.
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Es ist bevorzugt, dass beim Ausschalten des Fahrzeugs, in der Verschaltungslogik eine Einstellung vorhanden ist zum Verbinden aller abgeschlossenen Fluidvolumina in der Betätigungsvorrichtung mit der Druckmittelversorgung. Auf diese Weise kann bei einer Betätigungsanordnung bei dem die Verschaltungslogik, das mit der Druckmittelversorgung verbunden ist, eine problematische Drucksituation durch eine thermische Volumenausdehnung des Fluids vermieden werden. Bei Betätigungsanordnungen ohne eine Verbindung der Verschaltungslogik mit der Druckmittelversorgung kann eine Funktionale Sicherheit über andere Hard- oder Software-Maßnahmen sichergestellt werden. Weiterhin kann bei einer Doppelkupplung als Verbraucher durch das Verbinden aller Fluidvolumina mit der Druckmittelversorgung auch zu einem schnellen Öffnen der Teilkupplungen führen, so dass diese Schaltmöglichkeit auch für die Funktions-Sicherheit von Vorteil sein kann.
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Vorzugsweise weist die Verschaltungslogik eine Einstellung auf, die das Volumen des Fluids im Verbraucher konstant hält. Dadurch kann die Funktions-Sicherheits-Anforderung der Betätigungsanordnung erfüllt werden. Beispielsweise kann bei einer Einzelkupplung dadurch neben dem Selbst-Öffnen auch das Halten des Moments erfüllt werden. Eine Haltung des konstanten Volumens bei einem Verbraucher kann bei einer Betätigungsanordnung ohne eine Verschaltungslogik mit einer direkten Verbindung zur Druckmittelversorgung dadurch erfolgen, dass der Verbraucher von dem ersten oder zweiten Aktor getrennt wird und die Verschaltungslogik den ersten und den zweiten Aktor miteinander verbindet.
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Vorzugsweise umfasst die Betätigungsvorrichtung eine Getriebe-Aktorik, wobei die Getriebe-Aktorik über den ersten Aktor mit Energie versorgbar ist während der zweite Aktor das Getriebe und/oder die Kupplung betätigt. Damit in den beiden Betriebsmodi Kupplungsbetätigung und Getriebebetätigung der erste Aktor immer auf der richtigen Seite mit dem Reservoir verbunden ist, kann ein Zweidruckventil eingesetzt werden. Weiterhin kann ein Absperren des ersten Aktors gegenüber der Kupplung und dem zweiten Aktor erforderlich sein, damit Volumenströme zum und vom Getriebe von der Kupplungsbetätigung sicher abgetrennt werden können. Weiterhin kann vor der Verbindung des ersten Aktors mit der einen oder anderen Kupplung die Stellung des Zweidruckventils definiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplung eine Doppelkupplung. Im Gegensatz zu einer Ausführungsform, bei dem jeder Aktor jeweils genau einer Teilkupplung der Doppelkupplung zugeordnet ist, und dadurch in der Lage ist den vollen Funktionsumfang für die Betätigung der jeweils zugeordneten Kupplung zu übernehmen, kann mit Hilfe der Betätigungsanordnung die feste Kopplung je eines Aktors an seinen Verbraucher mit wechselnden Ansprüchen an den Aktor aufgehoben werden. Dies erfolgt mit Hilfe von einem ersten Aktor und einem unterschiedlichen zweiten Aktor, deren Leistungsfluss funktionsabhängig an die Verbraucher gekoppelt werden können. Beispielsweise wird bei Schaltungen mit Überschneidungen die deutlich schlupfende Teilkupplung mit dem genauer modulierbaren HCA angesteuert. Die Teilkupplung mit der verschwindenden Schlupfdrehzahl wird von der dynamischeren, aber nicht so präzisen Pumpe angesteuert. Da je nach Schaltungstyp entweder die gehende oder die kommende Teilkupplung schlupft kann es erforderlich sein, dass ein Wechsel der hydraulischen Verschaltung der geschlossenen Kupplung unter Last möglich ist. Weiterhin kann eine Schaltmöglichkeit mit einer kompletten Trennung des zweiten Aktors benötigt werden um eine Anpassung des Drucks in den Teilvolumina zu ermöglichen.
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Es ist bevorzugt, dass die Betätigungsanordnung ein Schnüffeln des zweiten Aktors ermöglicht. Der Begriff Schnüffeln beschreibt hierbei einen Druckausgleich. Beispielsweise kann bei einer längeren Betätigung der Kupplung oder bei einer Doppelkupplung bei einer längeren Fahrt mit einer Teilkupplung mit dem zweiten Aktor, insbesondere einem HCA, beispielsweise durch Leckage oder thermische Ausdehnung des Fluids, dazu kommen, dass der Geberweg des HCA an seine Grenzen kommt. Dadurch ist es erforderlich ein Schnüffeln zu ermöglichen. Hierbei kann das Schnüffeln auf unterschiedliche Wege erfolgen. Bei einem Schnüffeln unter Druck wird beispielsweise die Verbindung zum Kupplungsnehmer gesperrt, so dass dieser seinen Druck und die Kupplungsposition beibehält. Gleichzeitig wird eine Verbindung zwischen der Druckmittelversorgung und dem zweiten Aktor geöffnet. Ein druckloses Schnüffeln ist jedoch nur bei einer Betätigungsanordnung möglich, bei dem die Verschaltungslogik mit der Druckmittelversorgung verbunden ist. Neben dem drucklosen Schnüffeln ist auch ein Schnüffeln unter Druck möglich. Bei einem Schnüffeln unter Druck werden HCA, Pumpe und Nehmerkolben über die Verschaltungslogik zusammengeschaltet und unter gleichzeitiger Betätigung beider Aktoren der HCA unter Konstant-Druck, insbesondere unter einem Druck, der die Kupplung im Haften hält, verfahren. Ein Schnüffeln unter Druck ist in Betätigungsanordnungen möglich, die über eine oder über keine Verbindung der Verschaltungslogik mit dem Druckmittelversorgung verfügen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verschaltungslogik eine Einstellung zur Zuschaltung des ersten Aktors während des Schnüffelns auf. Beispielsweise kann auf diese Weise der Druck des Verbrauchers durch Verbindung mit dem ersten Aktors aufrechterhalten werden. Insbesondere bei Doppelkupplungen kann die aktive Teilkupplung über den ersten Aktor geschlossen halten werden. Hierfür können eigene hydraulische Schaltungen notwendig sein. Dies kann insbesondere bei sehr undichten Betätigungsanordnungen notwendig sein. Beispielsweise kann während dieser Einstellung die Verschaltungslogik den zweiten Aktor mit der Druckmittelversorgung verbinden und gleichzeitig den ersten Aktor mit dem Verbraucher verbinden, damit der Verbraucher seinen Druck so lange aufrechterhalten kann, bis der zweite Aktor wieder mit dem Verbraucher durch die Verschaltungslogik verbunden wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1 eine schematische Anordnung einer Betätigungsanordnung;
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2 ein Schalt-Schema und eine Legende für das Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung gemäß der 1;
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Betätigungsanordnung bei der die Verteilungslogik mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist;
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4 ein Schalt-Schemata und eine Legende für das Schalt-Schemata der Betätigungsanordnung gemäß der 3;
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5 eine schematische Darstellung einer Betätigungsanordnung mit einer Getriebe-Aktorik;
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6 eine schematische Darstellung einer Betätigungsanordnung mit einer Doppelkupplung;
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7 zwei Schalt-Schema und die Legende für die Schalt-Schema der Betätigungsanordnung gemäß 6;
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8 eine Betätigungsanordnung mit einer Doppelkupplung bei dem die Versorgungslogik mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist;
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9 zwei Schalt-Schema und eine Legende für die zwei Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung gemäß 8;
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10 eine Betätigungsanordnung gemäß 6 mit einer detaillierten Darstellung der Versorgungslogik;
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11 ein Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung gemäß 10;
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12 eine Betätigungsanordnung gemäß 8 mit einer detaillierten Darstellung der Versorgungslogik;
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13 ein Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung gemäß 12 und
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14 eine schematische Darstellung einer Betätigungsanordnung mit einer Doppelkupplung und einer Getriebe-Aktorik.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Betätigungsanordnung 10 zur gesteuerten Betätigung einer Kupplung 12 in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbraucher. Der Verbraucher ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 14. Die Betätigungsanordnung 10 umfasst eine Verschaltungslogik 16, einen ersten Aktor 18 und einen zweiten Aktor 20 zur Betätigung der Kupplung 12. Der erste Aktor 18 stellt einen Pumpen-Aktor dar und umfasst eine Pumpe mit einer Verbindung zu einem Druckmittelversorgung 22. Der zweite Aktor 20 stellt einen Hydrostatischer-Kupplungs-Aktor dar. Die Verschaltungslogik 16, der erste Aktor 18, der zweite Aktor 20 und die Kolben-Zylinder-Einheit 14 sind hydraulisch oder hydrostatisch miteinander gekoppelt. Dies ist in 1 mit Hilfe der verbindenden Striche dargestellt. Der erste Aktor 18 und der zweite Aktor 20 weisen jeweils einen baugleichen Antrieb E auf. Der Antrieb E ist ein Elektro-Motor.
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In 2 ist ein Schalt-Schema der Betätigungsanordnung der 1 und eine Legende für das Schalt-Schema dargestellt. Die gestrichelten Pfeile und Striche geben an wie die einzelnen Schaltmöglichkeiten zueinander in Beziehung stehen. Die Schaltmöglichkeit boost & refill stellt dar, dass für eine hochdynamische Verstellung der Kupplung 12, bei dem die Leistungsfähigkeit eines Aktors nicht ausreicht der erste Aktor 18 und der zweite Aktor 20 gleichzeitig verwendet werden. Zum Halten und Fein- Modulieren der Kupplung wird der erste Aktor 18 abgetrennt und es wird die Schaltmöglichkeit drive ausgewählt. Bei einer längeren Betätigung der Kupplung 12 mit dem zweiten Aktor 20 kann es durch Leckage oder thermischer Ausdehnung des Fluids dazu kommen, dass der Geberweg des Hydrostatischer-Kupplungs-Aktor des zweiten Aktors 20 an seine Grenzen kommt. Für diesen Fall wird ein Schnüffeln ermöglicht bei dem die Verbindung zur Kolben-Zylinder-Einheit 14 gesperrt wird, so dass die Kolben-Zylinder-Einheit 14 ihren Druck und die Kupplungsposition hält, wobei gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem ersten Aktor 18 und dem zweiten Aktor 20 ermöglicht wird, um ein Schnüffeln des zweiten Aktors 20 zu ermöglichen. Dies ist im Schalt-Schema der 2 in Klammern dargestellt und wird mit der Schaltmöglichkeit refill & clutch hold (Safe-state) bezeichnet.
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In 3 ist eine Betätigungsanordnung 24 dargestellt bei der die Verschaltungslogik 16 mit der Druckmittelversorgung 22 verbunden ist. Die anderen Bauteile der Betätigungsanordnung 24 gleichen denen der Betätigungsanordnung der 1.
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In 4 ist das Schalt-Schema und die Legende für das Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung gemäß 3 dargestellt. Die gestrichelten Pfeile und Striche geben an wie die einzelnen Schaltmöglichkeiten zueinander in Beziehung stehen. Die Schaltmöglichkeit boost & refill stellt dar, dass für eine hochdynamische Verstellung der Kupplung 12, bei dem die Leistungsfähigkeit eines Aktors nicht ausreicht der erste Aktor 18 und der zweite Aktor 20 gleichzeitig verwendet werden. Zum Halten und Fein-Modulieren der Kupplung wird die Pumpe abgetrennt und die Betätigungsanordnung geht in den drive Zustand über. Bei einer längeren Betätigung der Kupplung 12 mit dem zweiten Aktor 20 kann es durch Leckage oder thermischer Ausdehnung des Fluids dazu kommen, dass der Geberweg des Hydrostatischer-Kupplungs-Aktors des zweiten Aktors 20 an seine Grenzen kommt. Für diesen Fall wird ein Schnüffeln ermöglicht bei dem die Verbindung zur Kolben-Zylinder-Einheit 14 gesperrt wird, so dass die Kolben-Zylinder-Einheit 14 ihren Druck und die Kupplungsposition hält, wobei gleichzeitig eine über die Verschaltungslogik 16 eine Verbindung zwischen dem Druckmittelversorgung 22 und dem zweiten Aktor 20 ermöglicht wird, um ein Schnüffeln des zweiten Aktors 20 zu ermöglichen. Für diesen Zustand gibt es in 4 drei verschiedene Möglichkeiten. Diese sind im Schalt-Schema der 4 in Klammern dargestellt. Bei einer sehr undichten Betätigungsanordnung 24 kann es erforderlich sein, dass während des Schnüffelns am zweiten Aktor 20 die Pumpe verwendet werden muss um den Kupplungsdruck zu halten. Dies ist mit der Schaltmöglichkeit refill & pump dargestellt. Um hier ein sauberes Umschalten zu ermöglichen ist der block (pressure adaption) Zustand notwendig. Dies ist in 4 in Klammern dargestellt. Weiterhin weist das Schalt-Schema noch den Zustand off auf. Dies kann beispielsweise bei einer Hybridkupplung den sicheren Zustand bei einer geschlossenen Kupplung darstellen.
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In 5 ist eine Betätigungsanordnung 26 mit einer Getriebe-Aktorik 28 dargestellt. In 5 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Es ist vorgesehen, dass die konstant betätigte Kupplung 12 mit dem zweiten Aktor 20 anzusteuern, so dass während dieser Zeit die Pumpe genutzt werden kann um die Getriebe-Aktorik 28 mit Energie zu versorgen. Damit in den beiden Betriebsmodi Kupplungsbetätigung und Getriebebetätigung die Pumpe immer auf der richtigen Seite mit dem Druckmittelversorgung 22 verbunden ist, wird ein Zweidruck-Ventil 30 eingesetzt. In diesem Fall ist ein Absperren der Pumpe gegen die Kupplung 12 und dem zweiten Aktor 20 erforderlich, damit Volumenströme zum und vom Getriebe von der Kupplungsbetätigung sicher abgekoppelt werden können. Weiterhin muss vor Verbindung der Pumpe mit der Kupplung 12 die Stellung des Zweidruck-Ventils 30 definiert werden. Eine Umsetzung der Hydraulikzustände über die Ventilanordnung aus 3 funktioniert auch mit der Betätigungsanordnung 26.
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6 zeigt eine Betätigungsanordnung 40 mit einer Doppelkupplung 32. In 6 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen.
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In 7 ist das Schalt-Schema für die Betätigungsanordnung 40 dargestellt. Die gestrichelten Linien und Pfeile zwischen den Schaltmöglichkeiten zeigen die Beziehungen zwischen den verschiedenen Schaltmöglichkeiten an. Das Schalt-Schema 1 stellt beispielsweise dar, dass bei Überschneidungen der jeweiligen Teilkupplungen der Doppelkupplung 32 die schlupfende Kupplung mit dem genauer modulierbaren zweiten Aktor 20 angesteuert wird. Dies kann entweder die Schaltmöglichkeit drive Cl1 oder drive Cl2 sein. Die Teilkupplung mit der verschwindenden Schlupfdrehzahl wird von der dynamischeren, aber nicht so präzise steuerbaren Pumpe angesteuert. Da je nach Schalttyp entweder die gehende oder die kommende Teilkupplung schlupft, muss ein Wechsel der hydraulischen Verschaltung der geschlossenen Kupplung unter Last möglich sein. Da hier Anpassungen des Drucks in den Teilvolumina erforderlich sind wird hier eine Schaltmöglichkeit mit einer kompletten Trennung benötigt. Dies ist im Schalt-Schema 1 mit der Schaltmöglichkeit block-all dargestellt. Weiterhin kann durch die Schaltmöglichkeit block-all die Möglichkeit des Schnüffelns ermöglicht werden, dies wird durch die Schaltmöglichkeit refill dargestellt. Schalt-Schema 2 ähnelt dem Schalt-Schema 1. Jedoch findet das Schnüffeln nicht bei einer kompletten Trennung statt sondern während des Betriebes. Bei längerem Fahren einer Teilkupplung mit dem zweiten Aktor 20 kann es durch Leckage oder Ausdehnung des Fluids dazu kommen, dass der Geberweg des Hydrostatischer-Kupplungs-Aktor des zweiten Aktors 20 an seine Grenzen kommt. Für diesen Fall muss ein Nachschnüffeln ermöglicht werden. Dies erfolgt über ein Schnüffeln unter Druck. Dabei werden der erste Aktor 18, der zweite Aktor 20 und Nehmerkolben zusammengeschaltet, und unter gleichzeitiger Betätigung beider Aktoren 18, 20 wird der HCA unter Konstantdruck verfahren. Dies ist im Schalt-Schema mit den Schaltmöglichkeiten boost/refill Cl1 und boost/refill Cl2 dargestellt, je nach dem welche Teilkupplung von dem zweiten Aktor 20 angesteuert wird. In dem Schalt-Schema 2 sind weiterhin Zwischenschritte in Klammern dargestellt, die andeuten, dass der erste Aktor 18 nicht mehr die entsprechende Teilkupplung ansteuert, um ein Nachschnüffeln unter Druck zu ermöglichen.
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8 zeigt eine Betätigungsanordnung 34 mit einer Doppelkupplung 32. In 8 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Weiterhin ist erkennbar, dass die Verschaltungslogik 16 mit der Druckmittelversorgung 22 über eine Leitung verbunden ist.
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In 9 sind zwei verschiedene Schalt-Schema und eine Legende für die zwei Schaltschema für die Betätigungsanordnung 34 aus 8 dargestellt. Die Beziehungen der Schaltmöglichkeiten sind dabei als gestrichelte Linien und Pfeile dargestellt. Sowohl Schalt-Schema 1 als auch Schalt-Schema 2 zeigen, dass beim Ausschalten des Fahrzeugs eine Schaltmöglichkeit vorhanden ist, die alle abgeschlossenen Volumina mit der Druckmittelversorgung 22 verbindet. Dadurch kann eine problematische Druck-Situation durch die thermische Volumenausdehnung des Fluids vermieden werden. Das Koppeln aller Fluidräume mit der Druckmittelversorgung 22 führt auch zu einem schnellen Öffnen beider Teilkupplungen, so dass dieser Schaltzustand auch für die Funktionale Sicherheit von Vorteil ist. Diese Schaltmöglichkeit wird in 9 als off/Safe-State dargestellt. In Betätigungsanordnungen ohne diese Schaltmöglichkeit off/Safe-State muss die Funktionale Sicherheit über andere Hard- oder Software-Maßnahmen sichergestellt werden. Ähnlich wie in 7 wird bei Schaltungen die deutlich schlupfende Kupplung mit dem genauer modulierbaren zweiten Aktor 20 angesteuert. Diese Schaltmöglichkeiten werden in 9 mit drive Cl1 und drive Cl2 bezeichnet. Die Teilkupplung mit der verschwindenden Schlupfdrehzahl wird von der dynamischeren, aber nicht so präzise steuerbaren Pumpe angesteuert. Da je nach Schaltungstyp entweder die gehende oder die kommende Teilkupplung schlupft, muss ein Wechsel der hydraulischen Verschaltung der geschlossenen Kupplung unter Last möglich sein. Da hier Anpassungen des Drucks in den Teilvolumina erforderlich sind wird hier eine Verschaltung mit einer kompletten Trennung benötigt. Dies wird in 9 mit der Schaltmöglichkeit block all dargestellt. Bei längerem Fahren einer Teilkupplung mit dem zweiten Aktor 20 kann es durch Leckage oder thermische Ausdehnung des Fluids dazu kommen, dass der Geberweg des Hydrostatischer-Kupplungs-Aktors des zweiten Aktors 20 an seine Grenzen kommt. Für diesen Fall muss ein Nachschnüffeln ermöglicht werden. Hierfür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Entweder ein druckloses Schnüffeln oder ein Schnüffeln unter Druck. Bei einem drucklosen Schnüffeln wird die Verbindung zum Kupplungsnehmer gesperrt, so dass dieser seinen Druck und die Kupplungsposition hält. Gleichzeitig wird eine Verbindung zwischen dem Druckmittelversorgung 22 und dem zweiten Aktor 20 geöffnet. Diese Schaltmöglichkeit wird in 9 mit refill bezeichnet. Es kann bei sehr undichten Betätigungsanordnungen erforderlich sein, während des Schnüffelns am zweiten Aktor 20 die aktive Teilkupplung über die Pumpe geschlossen zu halten. Hierfür sind eigene hydraulische Verschaltungen erforderlich. Diese sind in 9 mit refill & pump Cl1 und refill & pump Cl2 bezeichnet. Bei einem Schnüffeln unter Druck werden der zweite Aktor 20, die Pumpe und die Nehmerkolben zusammen geschaltet, und unter gleichzeitiger Betätigung beider Aktoren 18, 20 der zweite HCA unter Konstantdruck verfahren. Dies ist in 9 mit der Schaltmöglichkeit boost/refill Cl1 und boost/refill Cl2 dargestellt.
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In 10 ist eine mögliche Umsetzung der Betätigungsvorrichtung 40 der 6 dargestellt. In 10 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Weiterhin ist erkennbar, dass die Verschaltungslogik 16 zwei 3/3-Wegeventile 36 umfasst. Die mittlere Stellung der Ventile 36 ist nicht zwingend notwendig. Sie dient dem Druckausgleich zum Angleichen der Volumenaufnahme. Ist die Volumenaufnahme bei einem der beiden Aktoren 18, 20 verschwindend klein, so kann an diesem Aktor auf die mittlere Ventilstellung verzichtet werden.
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In 11 ist das Schalt-Schema für die Betätigungsvorrichtung 40 gemäß der 10. Die Legende für das Schalt-Schema ist in 7 dargestellt. Die gestrichelten Pfeile geben in dem Schalt-Schema die Umschaltmöglichkeiten durch das Verstellen eines Ventils 36 an. Dabei bedeuten die horizontalen Pfeile eine Verstellung des Ventils 36 an dem ersten Aktor 18. Die vertikalen Pfeile gehören zu Verstellungen des Ventils 36 am zweiten Aktor 20.
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12 zeigt eine mögliche Umsetzung der Betätigungsanordnung 34 gemäß der 8 dargestellt. In 12 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Weiterhin ist erkennbar, dass die Verschaltungslogik 16 zwei 3/3-Wegeventile 36 und ein 5/2 Wegeventil 38 umfasst. Das 5/2 Wegeventil 38 dient hier dem Erreichen des Safe-States unabhängig von den Schaltstellungen der anderen Ventile 36.
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13 zeigt die zusätzlichen Schaltzustände der Betätigungsanordnung 34 aus 12. Die Legende für die Schaltzustände ist in 9 dargestellt. Die gestrichelten Pfeile geben hier die Umschaltmöglichkeiten durch das Verstellen eines Ventils an. Dabei bedeuten die horizontalen Pfeile eine Verstellung des Ventils 36 an dem ersten Aktor 18. Die vertikalen Pfeile gehören zu Verstellungen am Ventil 36 am zweiten Aktor 20.
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14 zeigt eine beispielhafte Erweiterung der Betätigungsanordnung 34 aus 8 um die Ansteuerung einer Getriebe-Aktorik 28. 14 haben die mit der Betätigungsvorrichtung 10 der 1 vergleichbaren Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Da vorgesehen ist, dass die aktive Kupplung mit dem HCA bedient wird, kann zu diesen Zeiten die Pumpe genutzt werden um die Getriebe-Aktorik 28 mit Energie zu versorgen. Damit in den beiden Betriebsmodi Kupplungsbetätigung oder Getriebebetätigung die Pumpe immer auf der richtigen Seite mit dem Druckmittelversorgung 22 verbunden ist, wird ein Zweidruckventil 30 eingesetzt. In diesem Fall ist ein Absperren des ersten Aktors 18 gegen die Kupplungen und dem zweiten Aktor 20 erforderlich, damit Volumenströme zum und vom Getriebe von der Kupplungsbetätigung sicher abgekoppelt werden können. Zudem muss vor der Verbindung des ersten Aktors 18 mit der einen oder anderen Kupplung die Stellung des Zweidruck-Ventils definiert werden. Eine Umsetzung der Hydraulikzustände über die Ventilanordnung aus 12 funktioniert auch mit der zusätzlich angebundenen Getriebe-Aktorik 28.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Betätigungsanordnung
- 12
- Kupplung
- 14
- Kolben-Zylindereinheit
- 16
- Verschaltungslogik
- 18
- erster Aktor
- 20
- zweiter Aktor
- 22
- Druckmittelversorgung
- 24
- Betätigungsanordnung
- 26
- Betätigungsanordnung
- 28
- Getriebe-Aktorik
- 30
- Zweiwegeventil
- 32
- Doppelkupplung
- 34
- Betätigungsanordnung
- 36
- 3/3 Wegeventil
- 38
- 5/2 Wegeventil
- 40
- Betätigungsanordnung
- E
- Antrieb
