-
Die Erfindung betrifft einen dezentralen Steuerblock für ein zentrales hydraulisches Steuergerät eines Kraftfahrzeuggetriebes. Weitere Ansprüche sind auf ein Kraftfahrzeuggetriebe mit dem dezentralen Steuerblock und auf ein Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeuggetriebe gerichtet.
-
Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere Automatikgetriebe, weisen typischerweise ein hydraulisches Steuergerät auf, welches beispielsweise Kupplungen des Kraftfahrzeuggetriebes mit unter druckstehendem Öl versorgt, um auf diese Weise die Kupplungen zu betätigen. Weiterhin werden die Kupplungen durch das Öl geschmiert und gekühlt. Es kann der Fall auftreten, dass eine zusätzliche Kupplung in ein bestehendes Kraftfahrzeuggetriebe aufgenommen werden soll. In diesem Fall besteht das Bedürfnis, so wenig Komponenten wie notwendig auszutauschen oder modifizieren zu müssen, insbesondere in Bezug auf das hydraulische Steuergerät, welches die zusätzliche Kupplung der vorstehend beschriebenen Art mit Öl versorgen soll.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine Technologie für eine Bedruckung und Kühlung zumindest einer zusätzlichen Kupplung in einem Kraftfahrzeuggetriebe bereitzustellen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerblock vorgeschlagen, welcher eine Bedruckung einer zusätzlichen Kupplung sowie deren Kühlung ermöglicht. Weiterhin kann auch ein elektrischer Motor durch den Steuerblock gekühlt werden. Dazu sind zwei Ventile in dem Steuerblock vorgesehen. Der Steuerblock kann insbesondere in einem Hybridgetriebe eingesetzt werden. Es ist nicht notwendig, das hydraulische Steuergerät grundlegend abzuändern. Es wird lediglich vorgeschlagen, ein einziges Bauteil des hydraulischen Steuergeräts zu ändern, um Versorgungsanschlüsse für die zwei Ventile zur Verfügung zu stellen. So können die zwei Ventile und zwei den Ventilen zugeordnete Aktuatoren in dem Steuerblock vereint und dadurch platzsparend im Bauraum des Kraftfahrzeuggetriebes untergebracht werden. Es werden lediglich Versorgungsanschlüsse an dem hydraulischen Steuergerät benötigt. Ansonsten bleibt das hydraulische Steuergerät unberührt. Der erfindungsgemäße Steuerblock kann im Sinne eines Gleichteilansatzes als separate Einheit für mehrere Getriebetypen verwendet werden. Der Steuerblock kann in mehreren Getriebetypen verwendet werden, wenn der entsprechende Bauraum vorhanden ist. Der Steuerblock kann weiterhin zum Ansteuern verschiedener Verbraucher wie beispielsweise Kupplungen, Bremsen, Quersperren, Kühlungen von Radsätzen oder Ähnlichem verwendet werden.
-
In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein dezentraler Steuerblock für ein zentrales hydraulisches Steuergerät eines Kraftfahrzeuggetriebes bereitgestellt.
-
Unter dem Merkmal „dezentral“ kann insbesondere verstanden werden, dass die Position des Steuerblocks von der Position des zentralen hydraulischen Steuergeräts abweicht. Insbesondere ist die Position des Steuerblocks innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes unabhängig von einer Position des hydraulischen Steuergeräts innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes. D. h., dass der Steuerblock im Prinzip überall dort innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes positioniert werden kann, wo ein ausreichend großer Bauraum für den Steuerblock zur Verfügung steht.
-
Unter dem Merkmal „zentral“ kann insbesondere verstanden werden, dass das hydraulische Steuergerät die Hauptfunktion der Hydraulik innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes abbildet und unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, für alle oder zumindest für einen Großteil der hydraulischen Verbraucher innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes bereitgestellt. So stellt das zentrale hydraulische Steuergerät insbesondere auch unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit für den dezentralen Steuerblock bereit.
-
Der dezentrale Steuerblock umfasst zwei Ventile, insbesondere ein Druckventil und ein Kühlventil. Das Kühlventil kann beispielsweise in einer Ausnehmung oder Bohrung eines Ventilgehäuses des dezentralen Steuerblocks aufgenommen sein. Das Druckventil kann beispielsweise in einer Ausnehmung oder Bohrung einer Ventilplatte des dezentralen Steuerblocks aufgenommen sein.
-
Der dezentrale Steuerblock ist separat von dem zentralen hydraulischen Steuergerät ausgeführt. Der dezentrale Steuerblock kann als eine Erweiterung eines zentralen Steuergeräts des Automatikgetriebes angesehen werden. Der dezentrale Steuerblock muss dabei nicht in unmittelbarer Nähe zu dem zentralen hydraulischen Steuergerät angeordnet sein. Der dezentrale Steuerblock kann vielmehr nahezu überall in einem freien und ausreichend großen Getrieberaum variabel platziert werden und ist unabhängig von einer Position des zentralen hydraulischen Steuergeräts. Das Merkmal „separat“ umfasst dabei, dass der dezentrale Steuerblock über hydraulische Leitungen (z.B. Rohre oder Schläuche mit beispielsweise jeweils zwei Stutzen und zwei Laschen) mit dem zentralen hydraulischen verbunden Steuergerät sein kann. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass eine Hydraulik-Flüssigkeit, insbesondere Öl, von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.
-
Der Steuerblock ist somit eine separate Komponente, die dazu eingerichtet ist, in einem bestehenden System eine Kupplung anzusteuern, insbesondere eine zusätzliche Kupplung. Unter einer „zusätzlichen“ Kupplung kann in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Kupplung nachträglich einem bereits bestehenden, entwickelten oder entworfenen Kraftfahrzeuggetriebe hinzugefügt wird. Weiterhin ist der dezentrale Steuerblock dazu eingerichtet die Kupplung zu kühlen.
-
Der Steuerblock kann überall dort eingesetzt werden, wo beispielsweise ein Systemdruck, ein Reduzierdruck oder ein Kühlmittelversorgungsdruck zur Verfügung steht und abgegriffen werden kann. In diesem Sinne ist der dezentrale Steuerblock dazu eingerichtet, mit wenigstens einer Hydraulikflüssigkeitsquelle verbunden zu werden, sodass der dezentrale Steuerblock mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Bei der Hydraulikflüssigkeit und dem Kühlmittel kann es sich insbesondere um Öl handeln. Bei der Hydraulikflüssigkeitsquelle kann es sich insbesondere um das zentrale hydraulische Steuergerät handeln, das insbesondere den Systemdruck, den Reduzierdruck und den Kühlmittelversorgungsdruck zur Verfügung stellen kann. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass eine Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.
-
Das zentrale hydraulische Steuergerät kann Anschlussstellen in Form von Ausgängen aufweisen, aus denen Hydraulikflüssigkeit austritt, die unter dem Systemdruck, unter dem Reduzierdruck oder unter dem Kühlmittelversorgungsdruck stehen. Typischerweise hat das hydraulische Steuergerät mehrere Ölkreisläufe, welche durch eine Hydraulikpumpe nach Priorität versorgt werden. Ein primärer Systemdruckkreis (Priorität 1) versorgt insbesondere Druckregler und Kupplungsventile zum Übertragen des Motordrehmoments und eine Wandler-Überbrückungs-Kupplung. Ein sekundärer Systemdruckkreis (Priorität 2) speist die Kühlung und die Schmierung des Automatikgetriebes. Ein tertiärer Systemdruckkreis speist die Übermenge zurück zur Pumpensaugseite. Der Systemdruck, der Reduzierdruck und der Kühlmittelversorgungsdruck können durch die vorstehend genannten Systemdruckkreise bereitgestellt werden. Der Systemdruck kann beispielsweise 3,5 bar in einem Economy Betriebsmodus betragen und Werte zwischen 6 bis 22 bar in einem Normalbetrieb annehmen (abhängig von einer Druckanforderung der Verbraucher). Der Reduzierdruck kann insbesondere Werte um 5,5 bar annehmen. Der Kühlmittelversorgungsdruck ist abhängig von einer Kühlölmenge und Temperatur. Spritzdüsen an einer Schmierspinne des Kühlsystems funktionieren bei 1 bar optimal. Der Kühlmittelversorgungsdruck ist typischerweise auf Werte um 4 bar begrenzt, um Schäden bei Kälte zu vermeiden.
-
Der dezentrale Steuerblock ist mittels des Druckventils dazu eingerichtet, ein Element eines Kraftfahrzeuggetriebes, z.B. die zusätzliche Kupplung des Kraftfahrzeuggetriebes, mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagen. Beispielsweise kann der dezentrale Steuerblock mittels des Druckventils einen Druck von 19 bar für die zusätzliche Kupplung bereitstellen. Das Druckventil kann insbesondere dazu eingerichtet sein, einen beliebigen Druck unterhalb des Systemdrucks einzustellen bzw. zu regeln. Ein zu steuernder bzw. zu regelnder maximaler Ausgabedruck des Druckventils kann über eine Übersetzung des Druckventils am Ventil festgelegt werden und ist veränderbar. Das Druckventil kann beispielsweise in einem Ventilgehäuse des dezentralen Steuerblocks aufgenommen sein.
-
Ferner ist der dezentrale Steuerblock des Kühlventils dazu eingerichtet, das Element des Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Volumenstrom Hydraulikflüssigkeit zu kühlen. Beispielsweise kann der dezentrale Steuerblock mittels des Kühlventils einen Volumenstrom von 7 Liter pro Minute für die zusätzliche Kupplung und einen elektrischen Motor bereitstellen. Die Steuerung und Regelung der Druckbeaufschlagung und Kühlung kann mittels des Druckventils und mittels des Kühlventils erfolgen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, ein Basissystem, im vorliegenden Fall ein Hydrauliksystem oder ein hydraulisches Steuergerät eines Kraftfahrzeuggetriebes, um zusätzliche Funktionen zu erweitern. Das Kühlventil ist insbesondere dazu eingerichtet eine zur Verfügung gestellte Kühlmenge pro Zeiteinheit zuzuschalten oder abzuschalten. Dies kann insbesondere mittels eines weiter unten näher beschriebenen Aktuators erfolgen, der beispielsweise durch ein Magnetventil gebildet werden kann. Das Kühlventil kann beispielsweise in einer Ventilplatte oder Kanalplatte des dezentralen Steuerblocks aufgenommen sein. Zwischen der Ventilplatte oder Kanalplatte und dem Ventilgehäuse kann insbesondere ein Zwischenblech angeordnet sein.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsformen kann der dezentrale Steuerblock weiterhin dazu eingerichtet sein, einen elektrischen Motor zu kühlen. In diesem Sinne kann das Element des Kraftfahrzeugs eine Kupplung sein, das mittels des Kühlventils mit einem einstellbaren Kühlvolumenstrom versorgt werden kann, wobei der dezentrale Steuerblock mittels des Kühlventils dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Motor mit einem Volumenstrom Hydraulikflüssigkeit zu kühlen.
-
Alternativ kann das Element des Kraftfahrzeugs eine Bremse, eine Quersperre oder eine Kühlung eines Radsatzes sein. Diese genannten Elemente können auch zusätzlich zu der Kupplung mittels des Druckventils bedruckt werden und mittels des Kühlventils des dezentralen Steuerblocks gekühlt werden.
-
Der dezentrale Steuerblock kann einen ersten Eingang aufweisen, der dazu eingerichtet ist, an eine erste Hydraulikflüssigkeitsquelle angeschlossen zu werden, welche unter einem Systemdruck stehende Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, sodass das Druckventil mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, die unter dem Systemdruck steht. Der erste Eingang kann dabei einerseits mit einem ersten Ausgang der ersten Hydraulikflüssigkeitsquelle und andererseits mit einem Eingang des Druckventils des dezentralen Steuerblocks verbunden sein, wobei der erste Ausgang der ersten Hydraulikflüssigkeitsquelle Hydraulikflüssigkeit unter dem Systemdruck liefert. Die erste Hydraulikflüssigkeitsquelle kann von dem zentralen hydraulischen Steuergerät gebildet werden. Das Druckventil kann weiterhin dazu eingerichtet sein, den Druck der von der ersten Hydraulikflüssigkeitsquelle empfangenen Hydraulikflüssigkeit auf einen Ausgabedruck einzustellen und den Ausgabedruck dem Element des Kraftfahrzeuggetriebes zu dessen Druckbeaufschlagung bereitzustellen. Die Anbindung des ersten Eingangs des dezentralen Steuerblocks an den ersten Ausgang der ersten Hydraulikflüssigkeitsquelle, insbesondere an den ersten Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts, kann beispielsweise über Rohre und Schläuche erfolgen. Dazu können der erste Eingang des dezentralen Steuerblocks und der erste Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts jeweils durch eine Bohrung an vorhandenen Kanälen in Gehäusen gebildet sein.
-
Der dezentrale Steuerblock kann einen ersten Aktuator umfassen, welcher mit dem Druckventil verbunden ist, wobei der dezentrale Steuerblock einen zweiten Eingang aufweist, der dazu eingerichtet ist, an eine zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle angeschlossen zu werden, welche unter einem Reduzierdruck stehende Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, sodass der erste Aktuator mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, die unter dem Reduzierdruck steht. Der zweite Eingang kann dabei einerseits mit einem zweiten Ausgang der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle und andererseits mit einem Eingang des ersten Aktuators des dezentralen Steuerblocks verbunden sein, wobei der zweite Ausgang der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle Hydraulikflüssigkeit unter dem Reduzierdruck liefert. Die zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle kann von dem zentralen hydraulischen Steuergerät gebildet werden. Der erste Aktuator kann weiterhin dazu eingerichtet sein, das Druckventil derart zu betätigen, dass sich der Ausgabedruck einstellt. Bei dem ersten Aktuator kann es sich insbesondere um ein Wegeventil handeln. Die Anbindung des zweiten Eingangs des dezentralen Steuerblocks an den zweiten Ausgang der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle, insbesondere an den zweiten Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts, kann beispielsweise über Rohre und Schläuche erfolgen. Dazu können der zweite Eingang des dezentralen Steuerblocks und der zweite Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts jeweils durch eine Bohrung an vorhandenen Kanälen in Gehäusen gebildet sein.
-
Weiterhin kann der dezentrale Steuerblock einen dritten Eingang aufweisen, der dazu eingerichtet ist, an eine dritte Hydraulikflüssigkeitsquelle angeschlossen zu werden, welche unter einem Kühlmittelversorgungsdruck stehende Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, sodass das Kühlventil mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, die unter dem Kühlmittelversorgungsdruck steht. Der dritte Eingang kann dabei einerseits mit einem dritten Ausgang der dritten Hydraulikflüssigkeitsquelle und andererseits mit einem Eingang des Kühlventils des dezentralen Steuerblocks verbunden sein, wobei der dritte Ausgang der dritten Hydraulikflüssigkeitsquelle Hydraulikflüssigkeit unter dem Kühlmittelversorgungsdruck liefert. Die dritte Hydraulikflüssigkeitsquelle kann von dem zentralen hydraulischen Steuergerät gebildet werden. Das Kühlventil kann weiterhin dazu eingerichtet sein, einen Ausgabevolumenstrom der von der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle empfangenen Hydraulikflüssigkeit einzustellen, und den Ausgabevolumenstrom zur Kühlung dem Element des Kraftfahrzeuggetriebes und optional auch dem elektrischen Motor bereitzustellen. Die Anbindung des dritten Eingangs des dezentralen Steuerblocks an den dritten Ausgang der dritten Hydraulikflüssigkeitsquelle, insbesondere an den dritten Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts, kann beispielsweise über Rohre und Schläuche erfolgen. Dazu können der dritte Eingang des dezentralen Steuerblocks und der dritte Ausgang des zentralen hydraulischen Steuergeräts jeweils durch eine Bohrung an vorhandenen Kanälen in Gehäusen gebildet sein.
-
Der dezentrale Steuerblock kann weiterhin einen zweiten Aktuator umfassen, welcher mit dem Kühlventil verbunden ist, wobei der zweite Eingang des dezentralen Steuerblocks dazu eingerichtet ist, die zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle mit dem zweiten Aktuator zu verbinden, sodass der zweite Aktuator mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, die unter dem Reduzierdruck steht. Der zweite Eingang kann dabei einerseits mit dem zweiten Ausgang der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle und andererseits mit einem Eingang des zweiten Aktuators des dezentralen Steuerblocks verbunden sein, wobei der zweite Ausgang der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle Hydraulikflüssigkeit unter dem Reduzierdruck liefert. Die zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle kann von dem zentralen hydraulischen Steuergerät gebildet werden. Dabei kann der zweite Aktuator dazu eingerichtet sein, das Kühlventil derart zu betätigen, dass sich der Ausgabevolumenstrom einstellt.
-
Weiterhin kann das Kühlventil dazu eingerichtet sein, ab beispielsweise einem Versorgungsdruck (Systemdruck) von 15,5 bar unabhängig von einer Bestromung des zweiten Aktuators in einem geöffneten Zustand zu verbleiben, um Druckspitzen im Kühlkreislauf zu vermeiden. In diesem Zusammenhang sind Ventiltaschen des Kühlventils insbesondere derart belegt, dass eine Versorgungstasche auf der Seite der Endlamellen liegt und dass eine Tasche zum Verbraucher auf der Stopfenseite angeordnet ist.
-
Weiterhin kann eine Signalleitung den Ausgabedruck des Kühlventils auf die mit einer Feder belastete Stirnseite des Ventilschiebers des Kühlventils leiten. Das Kühlventil kann den Kühlöldruck für die Kühlung der zusätzlichen Kühlung auf ca. 0,8 bar begrenzen. Dabei ergibt sich ein Kühlölvolumenstrom für die zusätzliche Kupplung von ca. 7 l/min. Mittels des zweiten Aktuators kann die Kühlung der zusätzlichen Kupplung abgeschaltet werden. Durch diese Ausführungsform können ebenfalls Druckspitzen im Kühlkreis abgebaut werden.
-
Der Systemdruck, der Reduzierdruck und der Kühlmittelversorgung können insbesondere von einer zentralen Hydraulikflüssigkeitsquelle abgegriffen werden, vorteilhaft von dem zentralen hydraulischen Steuergerät. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die erste Hydraulikflüssigkeitsquelle, die zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle und die dritte Hydraulikflüssigkeitsquelle durch das hydraulische Steuergerät des Kraftfahrzeuggetriebes bereitgestellt werden.
-
In der Ventilplatte oder Kanalplatte des dezentralen Steuerblocks können weiterhin Filtersiebe angeordnet sein, die vor Verschmutzung schützen. Ein Eintrag von Schmutzpartikeln aus dem Kraftfahrzeuggetriebe kann dadurch verändert werden. Neben den Filtersieben können weitere Einlegeteile in der Ventilplatte angeordnet sein. Insbesondere kann ein Vorbefüllventil, beispielsweise ausgeführt als federvorgespanntes Druckbegrenzungsventil, in die Ventilplatte integriert sein, um gegen Leerlaufen der Kupplung zu schützen.
-
Die Einlegeteile können insbesondere senkrecht zu dem Druckventil, welches ebenfalls in der Ventilplatte angeordnet sein kann, orientiert sein. Dies hat bei gleicher Funktionalität des Steuerblocks fertigungstechnische und montagetechnische Vorteile. Die Montage der Einbauteile kann auf einer Kanalseite eines Gehäuses des dezentralen Steuerblocks erfolgen, wo auch erforderliche Bearbeitungen für die Einbauteile erfolgen.
-
Einlegeteile und Ventile, insbesondere das Druckventil und das Kühlventil, können ferner als bekannte Standardbauteile ausgeführt sein, die insbesondere ohnehin in dem Kraftfahrzeuggetriebe eingesetzt werden. Dadurch können Kosten gespart werden.
-
Der erste Aktuator und/oder der zweite Aktuator können/kann ein VSR-Aktuator sein. Ein VSR-Aktuator ist ein Ventilschieberregler. Gemeint ist damit ein Druckregler der als Versorgungsdruck direkt den Systemdruck nutzt. Es wird dann keine Leitung für den Reduzierdruck von 5,5 bar benötigt. Der Vorteil liegt darin, dass das Druckventil und/oder das Kühlventil des dezentralen Steuerblocks durch den VSR-Aktuator seine Funktion unabhängig von dem zentralen hydraulischen Steuergerät ausüben kann. Der VSR-Aktuator nimmt typischerweise einige Millimeter mehr in Anspruch als andere Aktuatoren. Der VSR-Aktuator kann daher überall dort innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes platziert werden, wo genug Bauraum zur Verfügung steht. Wenn ein VSR-Aktuator eingesetzt wird, kann ein Kanalverlauf von Gehäuseteilen des dezentralen Steuerblocks entsprechend angepasst werden, um einen Einsatz im gleichen Steuerblockbauraum zu ermöglichen bzw. um insbesondere ein vorhandenes Gehäuse des dezentralen Steuerblocks nicht anpassen zu müssen.
-
Die Gehäuseteile des zentralen Steuerblockes können in drei Bearbeitungsebenen bearbeitet werden. Eine erste und eine zweite Bearbeitungsrichtung verlaufen dabei für die Dichtflächen bzw. Anschlüsse von oben bzw. von unten, und eine dritte Bearbeitungsrichtung seitlich für die Ventilbohrung.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe kann es sich insbesondere um ein Automatikgetriebe handeln. Das Getriebe umfasst einen dezentralen Steuerblock gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Dabei können insbesondere die erste Hydraulikflüssigkeitsquelle, die zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle und die dritte Hydraulikflüssigkeitsquelle durch das hydraulische Steuergerät des Kraftfahrzeuggetriebes bereitgestellt werden.
-
Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe kann es sich insbesondere um ein Hybridgetriebe kandeln, wobei ein Verbrennungskraftmotor und/oder ein elektrischer Motor mit dem Kraftfahrzeuggetriebe gekoppelt werden können. Ein Antrieb des Kraftfahrzeugs kann dabei wahlweise über den Verbrennungskraftmotor, den elektrischen Motor oder eine Kombination beider Antriebsaggregate erfolgen. Ein Antriebsstrang mit dem Getriebe und mit den Antriebsaggregaten kann insbesondere in Form eines Parallelhybrids mit P2-Architektur bereitgestellt werden, wobei der elektrische Motor zwischen dem Verbrennungskraftmotor und dem Kraftfahrzeuggetriebe angeordnet ist. Der Verbrennungskraftmotor kann dabei über eine Trennkupplung von dem elektrischen Motor und dem Getriebe getrennt werden.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Motorrad, Motorroller, Moped, Fahrrad, E-Bike, Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z.B. mit einem Gewicht von über 3,5 t), oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug wie Helikopter oder Flugzeug. Mit anderen Worten ist die Erfindung in allen Bereichen des Transportwesens wie Automotive, Aviation, Nautik, Astronautik etc. einsetzbar.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines dezentralen Steuerblocks gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine perspektivische Darstellung des dezentralen Steuerblocks nach 1 im zusammengesetzten Zustand,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer hydraulischen Anbindung des dezentralen Steuerblocks nach 1 an ein zentrales hydraulisches Steuergerät eines Kraftfahrzeuggetriebes,
- 3a eine erste hydraulische Leitung für die hydraulische Anbindung des dezentralen Steuerblocks an das zentrale hydraulische Steuergerät nach 3,
- 3b eine zweite hydraulische Leitung für die hydraulische Anbindung des dezentralen Steuerblocks an das zentrale hydraulische Steuergerät nach 3,
- 3c eine dritte hydraulische Leitung für die hydraulische Anbindung des dezentralen Steuerblocks an das zentrale hydraulische Steuergerät nach 3,
- 4 ein Schaltschema des dezentralen Steuerblocks nach 1, wobei der dezentrale Steuerblock eine zusätzliche Kupplung bedruckt sowie die Kupplung und einen elektrischen Motor kühlt und
- 5 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, dessen Antriebstrang teilweise, grob schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt ist.
-
1 zeigt einen dezentralen Steuerblock 1. Der dezentrale Steuerblock 1 kann in einem Getriebe 62 angeordnet sein, welches wiederum in einem Kraftfahrzeug 63 angeordnet sein kann (vgl. 5). Der dezentrale Steuerblock 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, ein Zwischenblech 3, eine Ventilplatte 4 sowie ein Druckventil 5 (Kupplungsventil) mit einem ersten Aktuator 6 und ein Kühlventil 7 mit einem zweiten Aktuator 8, der beispielsweise als Magnetventil ausgeführt sein kann. Als erster Aktuator 6 und zweiter Aktuator 8 kann auch ein weiter oben beschriebener VSR-Aktuator zum Einsatz kommen.
-
Das Ventilgehäuse 2 weist eine Bohrung zur Aufnahme der Einzelteile des Kühlventils 7 auf. Die Ventilplatte 4 weist Kanäle zur Leitung von Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, auf. Die Ventilplatte 4 umfasst weiterhin eine Bohrung zur Aufnahme der Einzelteile des Druckventils 5. 2 zeigt, wie die Einzelteile des Kühlventils 7 in der Bohrung des Ventilgehäuses 2 aufgenommen sind und wie die Einzelteile des Druckventils 5 in der Bohrung der Ventilplatte 4 aufgenommen sind. Das Druckventil 5 und das Kühlventil 7 können somit als Einlegeteil in dem Ventilgehäuse 2 bzw. in der Ventilplatte 4 aufgenommen sein, wobei eine Ventilbuchse des Druckventils 5 bzw. des Kühlventils 7 durch das Ventilgehäuse 2 bzw. durch die Ventilplatte 4 gebildet werden kann. Wenn der dezentrale Steuerblock 1 in dem Kraftfahrzeuggetriebe 62 montiert ist und wenn das Kraftfahrzeuggetriebe 62 in dem Kraftfahrzeug 63 montiert ist, dann befinden sich das Kühlventil 7 und das Druckventil 5 in einer waagerechten Lage.
-
In der Ventilplatte 4 sind weiterhin Filtersiebe 9 und ein Vorbefüllventil 10 aufgenommen, wobei sich die Filtersiebe 9 und das Vorbefüllventil 10 in einer senkrechten Lage finden, wenn der dezentrale Steuerblock 1 in dem Kraftfahrzeuggetriebe 62 montiert ist und wenn das Kraftfahrzeuggetriebe 62 in einem Kraftfahrzeug 63 montiert ist. Durch die Filtersiebe 9 werden die Ventile 5, 7 im dezentralen Steuerblock 1 vor Verschmutzung geschützt. Ein Eintrag von Schmutzpartikeln aus dem Kraftfahrzeuggetriebe 62 wird dadurch verhindert. Das Vorbefüllventil 10 erfüllt die Funktion, ein Leerlaufen einer Kupplung 37 (vgl. 4 und 5), welche der dezentrale Steuerblock 1 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, zu verhindern. Es handelt sich bei dem Vorbefüllventil 10 um ein Druckbegrenzungsventil, das eine Tankleitung verschließt, um ein Leerlaufen zu verhindern und einen Druck von 0,3 bar einstellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Vorbefüllventil 10 ein Plattenventil, wobei ein Dichtsteg eines Kunststoffteils des Vorbefüllventils 10 gegen das Zwischenblech 3 dichtet.
-
Das Zwischenblech 3 ist zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Ventilplatte 4 angeordnet. Das Ventilgehäuse 2, das Zwischenblech 3 und die Ventilplatte 4 können durch Schrauben 11 miteinander verbunden sein. Zusätzlich können optional auch Stifte 12 durch das Ventilgehäuse 2, das Zwischenblech 3 und die Ventilplatte 4 gesteckt werden. Der erste Aktuator 6 kann mittels erster Befestigungsmittel 13 an dem Ventilgehäuse 2 montiert sein. Der zweite Aktuator 8 kann mittels zweiter Befestigungsmittel 14 an der Ventilplatte 4 montiert sein.
-
2 zeigt den dezentralen Steuerblock 1 im zusammengesetzten Zustand, wobei der Steuerblock 1 gegenüber der Darstellung nach 1 derart gedreht dargestellt ist, dass die Ventilplatte 4 oben ist und das Ventilgehäuse 2 unten. 2 zeigt, dass ein erster Gehäusedeckel 15 den dezentralen Steuerblock 1 auf der Seite der Ventilplatte 4 abdecken kann. Weiterhin kann ein zweiter Gehäusedeckel 16 den dezentralen Steuerblock 1 auf der Seite des Ventilgehäuses 2 abdecken. Der erste Gehäusedeckel 15 ist dabei in 2 oberhalb der Ventilplatte 4 angeordnet. Der zweite Gehäusedeckel 16 ist unterhalb des Ventilgehäuses 2 angeordnet.
-
1 zeigt, dass das Ventilgehäuse 2 eine Ventilbuchse 17 des Kühlventils 7 bilden kann. Die Ventilplatte 4 kann auf ähnliche Weise eine Ventilbuchse des Druckventils 5 bilden. In 2 ist eine Kontur der Ventilbuchse des Druckventils 5 durch den ersten Gehäusedeckel 15 erkennbar. Auf diese Weise können das Druckventil 5 und/oder das Kühlventil 7 als Einlegeteil gebildet werden. Beispielsweise können wenigstens ein Ventilschieber und eine Feder in die durch das Ventilgehäuse 2 gebildete Ventilbuchse 17 eingesetzt werden, um auf diese Weise das Kühlventil 7 zu komplettieren. Auf ähnliche Weise können wenigstens ein Ventilschieber und eine Feder in die durch die Ventilplatte 4 gebildete Ventilbuchse eingesetzt werden, um auf diese Weise das Druckventil 5 zu komplettieren.
-
3 zeigt, wie der dezentrale Steuerblock 1 nach 1 an ein zentrales hydraulisches Steuergerät 18 angeschlossen sein kann. Eine erste hydraulische Leitung 19 verbindet dabei einen ersten Eingang 20 des dezentralen Steuerblocks 1 mit einem ersten Ausgang 21 des zentralen hydraulischen Steuergeräts 18. Der erste Ausgang 21 des zentralen hydraulischen Steuergeräts 18 ist eine erste Hydraulikflüssigkeitsquelle, welche Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, die unter einem Systemdruck steht, der durch das zentrale hydraulische Steuergerät 18 bereitgestellt wird. Eine zweite hydraulische Leitung 22 verbindet einen zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks 1 mit einem zweiten Ausgang 24 des zentralen hydraulischen Steuergeräts 18. Der zweite Ausgang 24 des dezentralen hydraulischen Steuergeräts 1 ist eine zweite Hydraulikflüssigkeitsquelle, welche Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, die unter einem Reduzierdruckdruck steht, der durch das zentrale hydraulische Steuergerät 18 bereitgestellt wird. Eine dritte hydraulische Leitung 25 verbindet einen dritten Eingang 26 des dezentralen Steuerblocks 1 mit einem dritten Ausgang 27 des zentralen hydraulischen Steuergeräts 18. Der dritte Ausgang 27 des zentralen hydraulischen Steuergeräts 18 ist eine dritte Hydraulikflüssigkeitsquelle, welche Hydraulikflüssigkeit bereitstellt, die unter einem Kühlmittelversorgungsdruck steht, der durch das zentrale hydraulische Steuergerät 18 bereitgestellt wird. 3a zeigt, dass die erste hydraulische Leitung 19 ein erstes Rohr 28, zwei Laschen 29 und zwei Stutzen 30 umfassen kann. 3b zeigt, das die zweite hydraulische Leitung 22 ein zweites Rohr 31, zwei Laschen 32 und zwei Stutzen 33 umfassen kann. 3c zeigt, dass die dritte hydraulische Leitung 25 ein drittes Rohr 34, zwei Laschen 35 und zwei Stutzen 36 umfassen kann.
-
4 zeigt einen hydraulischen Schaltplan des dezentralen Steuerblocks 1 nach 1. Das Druckventil 5 kann von dem ersten Aktuator 6 betätigt werden, und das Kühlventil 7 kann von dem zweiten Aktuator 8 betätigt werden. Der dezentrale Steuerblock 1 versorgt mittels des Druckventils 5 eine zusätzliche Kupplung 37 eines Automatikgetriebes 62 eines Kraftfahrzeugs 63 (vgl. 5) mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit, z.B. mit Öl. Weiterhin kühlt der dezentrale Steuerblock 1 mittels des Kühlventils 7 die zusätzliche Kupplung 37 mit Hydraulikflüssigkeit. Außerdem kühlt der dezentrale Steuerblock 1 mittels des Kühlventils 7 einen elektrischen Motor 38 des Kraftfahrzeugs 63 (vgl. 5).
-
Bei dem Druckventil 5 kann es sich beispielsweise um ein Wegeventil handeln. Das Druckventil 5 wird von dem ersten Eingang 20 des dezentralen Steuerblocks 1 über eine erste Leitung 43 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, die unter Systemdruck steht. Der Systemdruck wird von einer ersten Hydraulikflüssigkeitsquelle 21 bereitgestellt, insbesondere von einem zentralen hydraulischen Steuergerät 18 (vgl. 3). Der Systemdruck liegt an einem ersten Eingang 39 des Druckventils 5 an. Weiterhin umfasst das Druckventil 5 einen zweiten Eingang 40 sowie einen ersten Ausgang 41 und einen zweiten Ausgang 42. Der erste Ausgang 41 kann mit einer zweiten Leitung 44 verbunden werden, welche in Richtung der Kupplung 37 führt.
-
Der zweite Eingang 40 ist mit einem Ausgang 45 des ersten Aktuators 6 verbunden, welcher dazu eingerichtet ist, das Druckventil 5 entgegen einer Vorspannung einer Feder 46 aus einer ersten Schaltstellung (die durch 4 gezeigt ist) in eine zweite Schaltstellung zu verstellen. Ein Eingang 52 des ersten Aktuators 6 ist mit einer vierten Leitung 53 verbunden, die zu dem zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks 1 führt. An dem zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks 1 liegt ein Reduzierdruck an, der von einer zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 bereitgestellt wird, insbesondere von dem zentralen hydraulischen Steuergerät 18 (vgl. 3). In der ersten Schaltstellung des ersten Aktuators 6 wird kein Öl von dem zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks 1 über den ersten Aktuator 6 zu dem zweiten Eingang 40 des Druckventils 5 geleitet, in der zweiten Schaltstellung schon. Ein an dem ersten Ausgang 41 des Druckventils 5 anliegender Ausgabedruck kann auf eine Stirnseite 50 eines Kolbenschiebers 51 des Druckventils 5 geleitet werden, die durch die Feder 46 mit der Federvorspannung beaufschlagt wird, um die Federvorspannung zu verstärken.
-
Der zweite Ausgang 42 des Druckventils 5 kann mit einer dritten Leitung 47 verbunden sein, die zu einem drucklosen Tank 48 des Kraftfahrzeuggetriebes 62 führt, wobei zwischen dem zweiten Ausgang 42 und dem Tank 48 optional ein Druckbegrenzungsventil 49 angeordnet sein kann. In der ersten Schaltstellung des Druckventils 5 ist der erste Eingang 39 nicht mit dem ersten Ausgang 41 verbunden, sodass der Kupplung 37 keine Hydraulikflüssigkeit über das Druckventil 5 zugeführt wird. In der ersten Schaltstellung des Druckventils 5 ist jedoch der erste Ausgang 41 mit dem zweiten Ausgang 42 verbunden, sodass Hydraulikflüssigkeit von dem hydraulischen Verbraucher 37 über das Druckventil 5 in Richtung des Tanks 48 abgeführt werden kann. In der zweiten Schaltstellung ist der erste Eingang 39 mit dem ersten Ausgang 41 verbunden, sodass der Kupplung 37 Hydraulikflüssigkeit über das Druckventil 5 zugeführt wird.
-
Bei dem Kühlventil 7 kann es sich ebenfalls um ein Wegeventil handeln. Das Kühlventil 7 wird über den dritten Eingang 26 des dezentralen Steuerblocks 1 über eine fünfte Leitung 54 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, die unter dem Kühlmittelversorgungsdruck steht. Der Kühlmittelversorgungsdruck wird von einer dritten Hydraulikflüssigkeitsquelle 27 bereitgestellt, insbesondere von dem zentralen hydraulischen Steuergerät 18 (vgl. 3). Der Kühlmittelversorgungsdruck liegt an einem ersten Eingang 55 des Kühlventils 7 an. Weiterhin umfasst das Kühlventil 7 einen zweiten Eingang 56 sowie einen Ausgang 57. Der Ausgang 57 kann mit einer sechsten Leitung 58 verbunden werden, welche in Richtung der Kupplung 37 und in Richtung des elektrischen Motors 38 führt.
-
Der zweite Eingang 56 des Kühlventils 7 ist mit einem Ausgang 59 des zweiten Aktuators 8 verbunden, welcher dazu eingerichtet ist, das Druckventil 5 entgegen einer Vorspannung einer Feder 60 des Kühlventils 7 aus einer ersten Schaltstellung (die durch 4 gezeigt ist) in eine zweite Schaltstellung zu verstellen. Ein Eingang 61 des zweiten Aktuators 8 ist mit der vierten Leitung 53 verbunden, die zu dem zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks führt. An dem zweiten Eingang 23 des dezentralen Steuerblocks liegt der Reduzierdruck an, der von der zweiten Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 bereitgestellt wird, insbesondere von dem zentralen hydraulischen Steuergerät 18 (vgl. 3).
-
In der ersten Schaltstellung des Kühlventils 7 ist der erste Eingang 55 mit dem Ausgang 57 verbunden, sodass der Kupplung 37 und dem elektrischen Motor 38 zu deren Kühlung Hydraulikflüssigkeit über das Kühlventil 7 zugeführt wird. In der zweiten Schaltstellung ist der erste Eingang 55 nicht mit dem Ausgang 57 verbunden, sodass der Kupplung 37 und dem elektrischen Motor 38 keine Hydraulikflüssigkeit über das Kühlventil 7 zugeführt wird. Weiterhin kann eine optionale Signalleitung 66 den Ausgabedruck des Kühlventils 7 auf die mit der Feder 60 belastete Stirnseite eines Ventilschiebers des Kühlventils 7 leiten. Das Kühlventil 7 kann den Kühlöldruck für die Kühlung der zusätzlichen Kühlung 37 auf ca. 0,8 bar begrenzen. Dabei ergibt sich ein Kühlölvolumenstrom für die zusätzliche Kupplung 37 von ca. 7 l/min.
-
5 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs 63 mit einer beispielhaften Anordnung des dezentralen Steuerblocks 1 nach 1 in einem Getriebe 62 des Kraftfahrzeugs 63. Ein Verbrennungskraftmotor 64 kann mit dem Getriebe 62 gekoppelt werden, sodass ein Drehmoment von einer Ausgangswelle des Verbrennungskraftmotors 64 auf eine Eingangswelle des Getriebes 62 übertragen werden kann. Auf ähnliche Weise kann ein elektrischer Motor 38 mit dem Getriebe 62 gekoppelt werden, sodass ein Drehmoment von einer Ausgangswelle des elektrischen Motors 38 auf eine Eingangswelle des Getriebes 62 übertragen werden kann.
-
Bei dem Getriebe 62 kann es sich somit um ein Hybridgetriebe handeln, wobei der Verbrennungskraftmotor 64 und/oder der elektrische Motor 38 mit dem Getriebe 62 gekoppelt werden können. Das Getriebe 62 kann ein Automatikgetriebe sein. Ein Antrieb des Kraftfahrzeugs 63 kann wahlweise über den Verbrennungskraftmotor 64, den elektrischen Motor 38 oder über eine Kombination beider Antriebsaggregate 38, 64 erfolgen. Der Antriebsstrang mit dem Getriebe 62 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Parallelhybrid mit P2-Architektur, wobei der elektrische Motor 38 zwischen dem Verbrennungskraftmotor 64 und dem Getriebe 62 angeordnet ist. Der Verbrennungskraftmotor 64 kann dabei über eine Trennkupplung 65 von dem elektrischen Motor 38 und von dem Getriebe 62 getrennt werden.
-
Das Getriebe 62 kann eine zusätzliche Kupplung 37 aufweisen, die mittels des dezentralen Steuerblocks 1 bedruckt und gekühlt werden kann (vgl. 4). Der elektrische Motor 38 kann ebenfalls durch den dezentralen Steuerblock 1 gekühlt werden. Der dezentrale Steuerblock 1 kann dazu unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit von einem zentralen hydraulischen Steuergerät 18 empfangen (vgl. 3 und 4), welches ebenfalls innerhalb des Getriebes 1, jedoch an einer anderen Position als der dezentrale Steuerblock 1 angeordnet ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- dezentraler Steuerblock
- 2
- Ventilgehäuse
- 3
- Zwischenblech
- 4
- Ventilplatte
- 5
- Druckventil
- 6
- erster Aktuator
- 7
- Kühlventil
- 8
- zweiter Aktuator
- 9
- Filtersiebe
- 10
- Vorbefüllventil
- 11
- Schrauben
- 12
- Stifte
- 13
- erste Befestigungsmittel
- 14
- zweite Befestigungsmittel
- 15
- erster Gehäusedeckel
- 16
- zweiter Gehäusedeckel
- 17
- Ventilbuchse
- 18
- zentrales hydraulisches Steuergerät
- 19
- erste hydraulische Leitung
- 20
- erster Eingang dezentraler Steuerblock
- 21
- erster Ausgang zentrales hydraulisches Steuergerät
- 22
- zweite hydraulische Leitung
- 23
- zweiter Eingang dezentraler Steuerblock
- 24
- zweiter Ausgang zentrales hydraulisches Steuergerät
- 25
- dritte hydraulische Leitung
- 26
- dritter Eingang dezentraler Steuerblock
- 27
- dritter Ausgang zentrales hydraulisches Steuergerät
- 28
- erstes Rohr
- 29
- Lasche
- 30
- Stutzen
- 31
- zweites Rohr
- 32
- Lasche
- 33
- Stutzen
- 34
- drittes Rohr
- 35
- Lasche
- 36
- Stutzen
- 37
- zusätzliche Kupplung
- 38
- elektrischer Motor
- 39
- erster Eingang Druckventil
- 40
- zweiter Eingang Druckventil
- 41
- erster Ausgang Druckventil
- 42
- zweiter Ausgang Druckventil
- 43
- erste Leitung
- 44
- zweite Leitung
- 45
- Ausgang Aktuator
- 46
- Feder Druckventil
- 47
- dritte Leitung
- 48
- Tank
- 49
- Druckbegrenzungsventil
- 50
- Stirnseite
- 51
- Kolbenschieber
- 52
- Eingang erster Aktuator
- 53
- vierte Leitung
- 54
- fünfte Leitung
- 55
- erster Eingang Kühlventil
- 56
- zweiter Eingang Kühlventil
- 57
- Ausgang Kühlventil
- 58
- sechste Leitung
- 59
- Ausgang zweiter Aktuator
- 60
- Feder Kühlventil
- 61
- Eingang Aktuator
- 62
- Getriebe
- 63
- Kraftfahrzeug
- 64
- Verbrennungskraftmotor
- 65
- Trennkupplung
- 100
- dezentraler Steuerblock