DE102018102954A1 - Actuator for the fluidic actuation of two switching elements of a transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aktuatorik zum fluidischen Betätigen zweier Schaltelemente (1, 2) eines Getriebes zwecks Schalten von zwei Gängen des Getriebes, wobei die Schaltelemente (1, 2) jeweils über ein Druckregelventil (13, 14) gesteuert werden, wobei ein Fluiddruck der Aktuatorik durch eine Fluidpumpe (3) und einen Druckspeicher (4) bereitgestellt wird, wobei dem Druckspeicher (4) ein (erstes) Druckhalteventil (5) vorgeschaltet ist, das durchgängig schaltbar oder mindestens in Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe (3) vollständig geschlossen schaltbar ist.
Bei dieser Aktuatorik ist vorgesehen, dass mindestens einem Schaltelement (1) ein zweites Druckhalteventil (15) vorgeschaltet ist, das zwischen diesem Schaltelement (1) und dem Druckregelventil (13) dieses Schaltelements (1) angeordnet ist, wobei das zweite Druckhalteventil (15) durchgängig schaltbar oder mindestens in Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe (3) vollständig geschlossen schaltbar ist, wobei dieses Schaltelement (1) bei in Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe (3) geschlossenem zweiten Druckhalteventil (15) in geschlossener Stellung gehalten ist.
The invention relates to an actuator for the fluidic actuation of two switching elements (1, 2) of a transmission for the purpose of switching two gears of the transmission, wherein the switching elements (1, 2) each via a pressure control valve (13, 14) are controlled, wherein a fluid pressure of the actuator is provided by a fluid pump (3) and a pressure accumulator (4), wherein the pressure accumulator (4) is preceded by a (first) pressure-holding valve (5) which is continuously switchable or fully closed at least in the flow direction of the fluid to the fluid pump (3) ,
In this actuator system it is provided that at least one switching element (1) is preceded by a second pressure-holding valve (15) which is arranged between this switching element (1) and the pressure regulating valve (13) of this switching element (1), the second pressure-retaining valve (15) being arranged. continuously switchable or at least in the flow direction of the fluid to the fluid pump (3) is fully closed switchable, said switching element (1) in the flow direction of the fluid to the fluid pump (3) closed second pressure holding valve (15) is held in the closed position.
Description
Die Erfindung betrifft eine Aktuatorik zum fluidischen Betätigen zweier Schaltelemente eines Getriebes zwecks Schalten von zwei Gängen des Getriebes, wobei die Schaltelemente jeweils über ein Druckregelventil gesteuert werden, wobei ein Fluiddruck der Aktuatorik durch eine Fluidpumpe und einen Druckspeicher bereitgestellt wird, wobei dem Druckspeicher ein (erstes) Druckhalteventil vorgeschaltet ist, das durchgängig schaltbar oder mindestens in einer Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe vollständig geschlossen schaltbar ist.The invention relates to an actuator for the fluidic actuation of two switching elements of a transmission for the purpose of switching two gears of the transmission, wherein the switching elements are each controlled by a pressure control valve, wherein a fluid pressure of the actuator is provided by a fluid pump and a pressure accumulator, the pressure accumulator a (first ) Pressure holding valve is connected upstream, which is continuously switchable or fully closed at least in a flow direction of the fluid to the fluid pump.
Ein Getriebe, das zwei Gänge aufweist, findet beispielsweise bei einem Antrieb eines ausschließlich elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeuges, insbesondere Personenkraftwagens Verwendung. Dieses Getriebe ist als Planetengetriebe ausgebildet. Hierbei ist das eine Schaltelement als Kupplung und das andere Schaltelement als Bremse ausgebildet. Bei geschlossener Kupplung und geöffneter Bremse in dem einen Gang des Planetengetriebes läuft dieses als Block um. Bei geöffneter Kupplung und geschlossener Bremse, in dem anderen Gang, ist ein Sonnenrad oder ein Hohlrad oder ein Planetenträger des Planetengetriebes gehäusefest über die Bremse gehalten.A transmission having two gears, for example, in a drive of a solely electrically driven motor vehicle, in particular passenger car use. This transmission is designed as a planetary gear. Here, the one switching element is designed as a clutch and the other switching element as a brake. When the clutch is closed and the brake in the one gear of the planetary gear is open, it travels as a block. When the clutch is open and the brake is closed, in the other gear, a sun gear or a ring gear or a planetary carrier of the planetary gear is held fixed to the housing via the brake.
Ein solches Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb ist beispielsweise in der
Bei einer Aktuatorik, die einen Druckspeicher aufweist, ist der Nachteil zu verzeichnen, dass nach einem längeren Nichtbenutzen der Aktuatorik, somit einem längeren Stehen des Kraftfahrzeuges, sich der Druckspeicher entleert, da dieser an keinem dichten System angeschlossen ist (Grundleckage Ventile, Dichtungsleckage). Demzufolge erfolgt das anschließende Erstbetätigen mindestens eines Schaltelements lediglich durch die Fluidpumpe, wodurch die Erstbetätigung des Schaltelements bis zum Kraftschluss länger dauert. Beim Fahren im zweiten Gang, der insbesondere den Hauptfahrgang darstellt, ist die Kupplung geschlossen und es regelt das dieser Kupplung zugeordnete Druckregelventil den Kupplungsdruck. Die Bremse ist hierbei offen, somit deren Druckregelventil nicht bestromt. Der Druckspeicher versorgt alle Ventile der Aktuatorik mit Druckfluid, insbesondere Drucköl. Hierbei entleert sich der Druckspeicher zusätzlich aufgrund von Regelleckagen an Ventilen, Kompressionsströme beim Betätigen der Schaltelemente usw.. Die Fluidpumpe, insbesondere die elektrisch betriebene Fluidpumpe, läuft regelmäßig, um den Druckspeicher zwecks Kompensation der Leckage- und Kompressionsströme nachzufüllen. Eine solche Aktuatorik weist somit Nachteile bezüglich der Energiebilanz und überdies eine unzureichende Druckhaltefunktion auf.In an actuator that has a pressure accumulator, the disadvantage is that after a prolonged non-use of the actuator, thus prolonged standing of the motor vehicle, the pressure accumulator emptied, since this is not connected to any dense system (basic leakage valves, seal leakage). Consequently, the subsequent Erstbetätigen at least one switching element takes place only by the fluid pump, whereby the first operation of the switching element takes longer to the adhesion. When driving in second gear, which in particular represents the main gear, the clutch is closed and it controls the pressure control valve associated with this clutch pressure. The brake is open, so its pressure control valve is not energized. The accumulator supplies all valves of the actuator with pressure fluid, in particular pressure oil. In this case, the pressure accumulator additionally emptied due to control leaks on valves, compression currents when operating the switching elements, etc. The fluid pump, in particular the electrically operated fluid pump, runs regularly to refill the pressure accumulator for the purpose of compensating the leakage and compression currents. Such an actuator thus has disadvantages in terms of energy balance and also an insufficient pressure holding function.
Eine Aktuatorik der eingangs genannten Art ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aktuatorik der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass diese eine günstige Energiebilanz sowie eine optimale Druckhaltefunktion aufweist.Object of the present invention is to further develop an actuator of the type mentioned so that it has a favorable energy balance and an optimal pressure holding function.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Aktuatorik, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.The problem is solved by an actuator that has the features of claim 1.
Bei der Aktuatorik ist mindestens einem Schaltelement ein zweites Druckhalteventil vorgeschaltet, das zwischen diesem Schaltelement und dem Druckregelventildieses Schaltelements angeordnet ist, wobei das zweite Druckhalteventil durchgängig schaltbar oder mindestens in Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe vollständig geschlossen schaltbar ist, wobei dieses Schaltelement bei in Strömungsrichtung des Fluids zur Fluidpumpe geschlossenem zweiten Druckhalteventil in geschlossener Stellung gehalten ist.In the actuator at least one switching element is preceded by a second pressure holding valve which is arranged between this switching element and the pressure control valve of this switching element, wherein the second pressure holding valve is continuously switchable or fully closed at least in the flow direction of the fluid to the fluid pump, said switching element at in the flow direction of the fluid held closed to the fluid pump second pressure holding valve in the closed position.
Bei den Schaltelementen kann es sich beispielsweise um Kupplungen handeln.The switching elements may be, for example, clutches.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Aktuatorik ist vorgesehen, dass eines der beiden Schaltelemente als Kupplung ausgebildet ist. Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass das andere der beiden Schaltelemente als Bremse ausgebildet ist.According to a preferred embodiment of the actuator is provided that one of the two switching elements is designed as a coupling. Furthermore, it is provided in particular that the other of the two switching elements is designed as a brake.
Die Aktuatorik findet insbesondere Verwendung bei einem Getriebe, das als Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei bei geschlossener Kupplung und geöffneter Bremse das Planetengetriebe in dem einen Gang im Block umläuft sowie bei geöffneter Kupplung und geschlossener Bremse in dem anderen Gang ein Sonnenrad oder ein Hohlrad oder ein Planetenträger des Planetengetriebes gehäusefest mittels der Bremse gehalten ist.The actuator is particularly used in a transmission which is designed as a planetary gear, with the clutch and the brake open, the planetary gear in the one gear in the block rotates and with open clutch and brake in the other gear a sun gear or a planetary gear or planet carrier of the planetary gear housing fixed by means of the brake is held.
Die Ausbildung der Aktuatorik mit den beiden Schaltelementen bzw. mit Kupplung und Bremse ermöglicht einen vorteilhaften Anfahrvorgang im ersten Gang oder zweitem Gang, da der Kraftschlussaufbau nach längerer Abstellzeit direkt über den Druckspeicher erfolgt. Der Druckspeicher wird zum Beispiel während eines vorherigen Ladevorgangs einer Batterie des Kraftfahrzeugs geladen und mittels des ersten Druckhalteventils befüllt gehalten. Hiermit einher geht eine verbesserte Akustik, da der erste Kraftschlussaufbau ohne Betrieb der Fluidpumpe, insbesondere elektrischen Pumpe, hergestellt werden kann. Zudem ist die Performance verbessert, da der Kraftschluss mittels des Druckspeichers schneller als mit der Fluidpumpe aufgebaut werden kann. Dies deshalb, weil der Druckspeicher einen höheren Volumenstrom zur Verfügung stellen kann.The formation of the actuator with the two switching elements or with the clutch and brake allows an advantageous starting in the first gear or second gear, since the adhesion build-up takes place after prolonged shutdown directly over the pressure accumulator. The accumulator is, for example, charged during a previous charging of a battery of the motor vehicle and kept filled by means of the first pressure holding valve. This is accompanied by improved acoustics, since the first traction assembly without operation of the fluid pump, in particular electric pump, can be produced. In addition, the performance is improved because the frictional connection by means of the pressure accumulator can be constructed faster than with the fluid pump. This is because the pressure accumulator can provide a higher volume flow.
Beim Fahren im zweiten Gang hingegen, somit dem Fahrgang, der üblicher Weise den Hauptfahrgang darstellt, wird das Schaltelement bzw. die Kupplung mittels des zweiten Druckhalteventils dauerhaft zugehalten. Somit kann das Druckregelventildieses Schaltelements bzw. dieser Kupplung stromlos geschaltet werden. Das andere Schaltelement bzw. die Bremse ist offen, wobei vorteilhaft das Druckregelventildieses Schaltelements bzw. der Bremse nicht bestromt ist. Das erste Druckhalteventil koppelt den Druckspeicher von den Leckagestellen (Ventile, Dichtungen, usw.) ab, wodurch kein Leerlaufen des Druckspeichers zu verzeichnen ist. Somit ergibt sich der besondere Vorteil, dass die Reichweite des Fahrzeugs verbessert ist, weil keine elektrische Leistung für Ventile und Fluidpumpe bzw. elektrische Pumpe zum Fahren im zweiten Gang benötigt wird. Eine Niederdruckbefüllung des Schaltelements bzw. der Kupplung über die Förderpumpe ist ohne Verwendung des Druckspeichers möglich. Hierdurch ergibt sich eine weitere Energieeinsparung bei Schaltungen.When driving in the second gear, however, thus the driving gear, the usual way represents the main gear, the switching element or the clutch is permanently locked by means of the second pressure holding valve. Thus, the pressure control valve of this switching element or this coupling can be de-energized. The other switching element or the brake is open, wherein advantageously the pressure control valve of these switching element or the brake is not energized. The first pressure relief valve decouples the pressure accumulator from the leaks (valves, seals, etc.), causing no accumulation of the pressure accumulator. Thus, there is the particular advantage that the range of the vehicle is improved because no electrical power for valves and fluid pump or electric pump for driving in second gear is needed. A low-pressure filling of the switching element or the coupling via the feed pump is possible without the use of the pressure accumulator. This results in a further energy savings in circuits.
Vorzugsweise sind das erste Druckhalteventil und/oder das zweite Druckhalteventil als „normally closed“-Ventile ausgebildet. Insbesondere ist das jeweilige Druckhalteventil direkt gesteuert. Es handelt sich vorzugsweise bei dem ersten Druckhalteventil und/oder dem zweiten Druckhalteventil um ein 2/2-Sitzventil.Preferably, the first pressure-holding valve and / or the second pressure-holding valve are designed as "normally closed" valves. In particular, the respective pressure holding valve is directly controlled. It is preferably in the first pressure-holding valve and / or the second pressure-holding valve to a 2/2-seat valve.
Das jeweilige Druckregelventil ist insbesondere in bestromtem Zustand für einen Fluiddurchgang von der Fluidpumpe in Richtung des dem Druckregelventilzugeordneten Schaltelements offen und in unbestromtem Zustand für einen Fluiddurchgang von dem dem Druckregelventil zugeordneten Schaltelement zu einem Fluidreservoir offen.The respective pressure regulating valve is open, in particular in the energized state, for a fluid passage from the fluid pump in the direction of the switching element associated with the pressure regulating valve, and open for fluid passage from the switching element associated with the pressure regulating valve to a fluid reservoir in the de-energized state.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Druckhalteventil und/oder das zweite Druckhalteventil bei einer Bestromung eine Durchströmung in beiden Durchflussrichtungen des jeweiligen Druckhalteventils ermöglicht und bei Nichtbestromung eine Durchströmung nur in einer Richtung, in Befüllrichtung zum Druckspeicher und/oder in Befüllrichtung zum Schaltelement, ermöglicht.In particular, it is provided that the first pressure-holding valve and / or the second pressure-holding valve allows a flow in both directions of flow of the respective pressure holding valve at energization and in Nichtbestromung a flow only in one direction, in the filling direction to the pressure accumulator and / or in the filling direction to the switching element allows.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegeben, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the description of the reproduced in the drawing, preferred embodiment, without being limited thereto.
Es zeigt:
-
1 eine Hydraulikschaltung der Aktuatorik zum fluidischen Betätigen zweier Schaltelemente eines Getriebes.
-
1 a hydraulic circuit of the actuator for the fluidic actuation of two switching elements of a transmission.
Bei dem einen Schaltelement
Ein Fluiddruck bzw. Druck von Hydraulikflüssigkeit bzw. Hydrauliköl der Aktuatorik wird durch eine Fluidpumpe
Angetrieben wird die Fluidpumpe
Auf der der Fluidpumpe
Zwischen dem Druckregelventil
Bei der beschriebenen Aktuatorik erfolgt der Anfahrvorgang im ersten oder zweiten Gang. Der Kraftschlussaufbau nach längerer Abstellzeit erfolgt direkt über den Druckspeicher
Beim Fahren im zweiten Gang, dem Hauptfahrgang, wird die Kupplung
Die Aktuatorik findet insbesondere bei einem Planetengetriebe Verwendung. Bei geschlossener Kupplung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schaltelement/KupplungSwitching element / coupling
- 22
- Schaltelement/BremseSwitching element / brake
- 33
- Fluidpumpefluid pump
- 44
- Druckspeicheraccumulator
- 55
- DruckhalteventilPressure holding valve
- 66
- Elektromotorelectric motor
- 77
- Versorgungsleitungsupply line
- 88th
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 99
- Zweigleitungbranch line
- 1010
- Rückschlagventilcheck valve
- 1111
- Zweigleitungbranch line
- 1212
- Zweigleitungbranch line
- 1313
- DruckregelventilPressure control valve
- 1414
- DruckregelventilPressure control valve
- 1515
- DruckhalteventilPressure holding valve
- 1616
- Tanktank
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2016/150411 A1 [0003]WO 2016/150411 A1 [0003]
- DE 102015202581 A1 [0005]DE 102015202581 A1 [0005]
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DE102018102954.3A DE102018102954A1 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Actuator for the fluidic actuation of two switching elements of a transmission |
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