DE102020119161A1

DE102020119161A1 - Hydrauliksystem und Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems

Info

Publication number: DE102020119161A1
Application number: DE102020119161.8A
Authority: DE
Inventors: Carsten Mayer; Yunfan Wei
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-01-27
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: WO2022017554A1; DE102020119161B4; CN115769006A; US20230340969A1; US11982296B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem (40), insbesondere eine hydraulische Getriebesteuerung, mit einer ersten Pumpe (47), die an einem Ausgang (1) einen großen Volumenstrom für eine Kühlung und/oder Schmierung (43) bereitstellt, und mit einer zweiten Pumpe (48), die an einem Ausgang (2) einen hohen Druck für mindestens einen hydraulischen Verbraucher (8) bereitstellt.
Um die Effizienz beim Betätigen von mindestens einem hydraulischen Verbraucher in dem Hydrauliksystem (40) funktionell zu verbessern, ist ein der Kühlung und/oder Schmierung (43) vorgeschaltetes zusätzliches aktives Ventil (10) in dem Hydrauliksystem (40) so mit einem Systemdruckventil (50) und mindestens einem zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) verschaltet, dass die Ausgänge (1,2) der beiden Pumpen (47,48) in einem Boostzustand über eine Boostleitung (15) mit dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem, insbesondere eine hydraulische Getriebesteuerung, mit einer ersten Pumpe, die an einem Ausgang einen großen Volumenstrom für eine Kühlung und/oder Schmierung bereitstellt, und mit einer zweiten Pumpe, die an einem Ausgang einen hohen Druck für mindestens einen hydraulischen Verbraucher bereitstellt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems.
Aus der deutschen Patentschrift DE 11 2008 000 438 B4 ist ein Hydrauliksystem zur Steuerung eines mit Nasskupplungen arbeitenden Doppelkupplungsgetriebes bekannt, welches System eine Pumpe zum Bereitstellen eines Systemdrucks in einer Versorgungsleitung, eine Steuerventileinrichtung zum individuellen Beaufschlagen von Kupplungsaktoren mit aus dem Systemdruck abgeleiteten, in Abhängigkeit von Betriebszuständen moduliertem Betätigungsdruck, und ein Systemventil enthält, welches bei Erreichen des Systemdrucks von der Pumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit in eine Rücklaufleitung leitet, enthaltend ein Kühlsteuerventil zum Steuern der den Kupplungen zugeführten Hydraulikflüssigkeitsmenge, wobei eine Hilfspumpe zum bedarfsgerechten Fördern von Kühlflüssigkeit zu den Kupplungen vorgesehen ist und wobei die durch die Rücklaufleitung strömende Hydraulikflüssigkeit den Kupplungen für deren Kühlung unmittelbar zuführbar ist. Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2015 204 673 B3 ist eine Hydraulikanordnung für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung mit einer Volumenstromquelle und einem Druckübersetzer bekannt, der einen großen Volumenstrom mit einem geringen Druck in einen kleineren Volumenstrom mit einem höheren Druck übersetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Effizienz beim Betätigen von mindestens einem hydraulischen Verbraucher in einem Hydrauliksystem, das eine Kühlung und/oder Schmierung umfasst, funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem, insbesondere eine hydraulische Getriebesteuerung, mit einer ersten Pumpe, die an einem Ausgang einen großen Volumenstrom für eine Kühlung und/oder Schmierung bereitstellt, und mit einer zweiten Pumpe, die an einem Ausgang einen hohen Druck für mindestens einen hydraulischen Verbraucher bereitstellt, dadurch gelöst, dass ein der Kühlung und/oder Schmierung vorgeschaltetes zusätzliches aktives Ventil in dem Hydrauliksystem so mit einem Systemdruckventil und mindestens einem zu boostenden hydraulischen Verbraucher verschaltet ist, dass die Ausgänge der beiden Pumpen in einem Boostzustand über eine Boostleitung mit dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher verbunden sind. Die beiden Pumpen werden vorteilhaft elektromotorisch angetrieben. Beide Pumpen können durch einen gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden. Bei dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher handelt es sich zum Beispiel um eine Kupplung, eine Bremse und/oder einen Gangsteller. Hydraulische Getriebesteuerungen mit elektrifizierten Pumpen werden im Zuge der Elektrifizierung beziehungsweise Hybridisierung von Kraftfahrzeugantriebssträngen eingesetzt. Mit den elektrisch angetriebenen Pumpen muss in allen Betriebszuständen des Hydrauliksystems ausreichend Volumenstrom mit dem nötigen Druck bereitgestellt werden. Durch die beanspruchte hydraulische Verschaltung kann die erste Pumpe zusammen mit der zweiten Pumpe vorteilhaft genutzt werden, um Kennlinienbereiche mit einem geringen Druckniveau schnell zu durchfahren. Je nach Getriebeart können an unterschiedlichen hydraulischen Verbrauchern Dynamikverbesserungen erzielt werden. Die Getriebesteuerung ist zum Beispiel vorteilhaft in Kombination mit einem Doppelkupplungsgetriebe, einer Zweigang-E-Achse oder einem Stufenautomaten einsetzbar. Da die im Betrieb des Hydrauliksystems benötigten hohen Volumenströme bei geringem Druck über die erste Pumpe zugeführt werden, kann die zweite Pumpe verkleinert werden, so dass die durchschnittliche Leistungsaufnahme des Hydrauliksystems und vorteilhaft auch thermisch kritische Motorströme des elektrischen Antriebs der Pumpen gesenkt werden können. Die Boostfunktion wird nur für Funktionen mit geringem Druck angewendet, zum Beispiel zum Befüllen einer zu betätigten Kupplung. Die erste Pumpe dient im normalen Betrieb zum Bereitstellen von Hydraulikmedium für die Kühlung und/oder Schmierung. Daher wird die erste Pumpe auch als Kühlölpumpe oder Niederdruckpumpe bezeichnet. Die zweite Pumpe dient zum Bereitstellen eines zum Betätigen der hydraulischen Verbraucher benötigten Hochdrucks und wird daher auch als Hochdruckpumpe bezeichnet. Der Begriff Boost oder Boosten geht auf den englischen Begriff to boost zurück. Boost bedeutet hier hydraulisch Verstärken. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere einem P2-Doppelkupplungsgetriebe, können entweder die Kupplungsaktuierung der Doppelkupplung beim Schalten oder die Trennkupplungsaktuierung bei einem Motorwiederstart, sowie in beiden Fällen die Gangschaltung, durch das Boosten beschleunigt werden. Bei einer Zweigang-E-Achse können vorteilhaft beide Kupplungen bei Schaltungen durch das Boosten beschleunigt aktuiert werden. Bei Stufenautomaten beziehungsweise Getrieben ähnlichen Aufbaus, zum Beispiel ohne Wandler aber mit einer Anfahrkupplung, kann aufgrund der Gangverschaltung beim Boosten nur eine Kupplung/Bremse beschleunigt aktuiert werden, oder aber es können, sofern eine später beschriebene Verschaltung mit mindestens vier Rückschlagventilen genutzt wird, auch mehrere hydraulische Verbraucher beschleunigt aktuiert werden. Dabei erfolgt ein Einspeisen des Volumenstroms aus der ersten Pumpe abweichend von anderen Varianten nicht zwischen einem Verbrauchersteuerventil und dem zu boostenden Verbraucher sondern zwischen einem Rückschlagventil und dem Verbrauchersteuerventil. Das Hydrauliksystem umfasst vorzugsweise auch ein Parksperrenmodul mit einer hydraulisch betätigten Parksperre.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche aktive Ventil als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, an das die Boostleitung angeschlossen ist. In einer ersten Schaltstellung ist der Ausgang der ersten Pumpe nur mit der Kühlung und oder Schmierung verbunden. Die Boostleitung bleibt gesperrt. In der zweiten Schaltstellung wird die Verbindung zur Kühlung und/oder Schmierung unterbrochen. Die Ausgänge beider Pumpen sind dann mit der Boostleitung verbunden. Das 3/2-Wegeventil ist vorzugsweise elektromagnetisch betätigt und vorteilhaft in seine erste Stellung vorgespannt, in welcher die Kühlung und/oder Schmierung hauptsächlich von der ersten Pumpe versorgt wird, die auch als Kühlölpumpe bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche aktive Ventil als Druckregelventil ausgeführt ist, wobei die Boostleitung von einer hydraulischen Verzweigung ausgeht, die zwischen dem Ausgang der ersten Pumpe und dem zusätzlichen aktiven Ventil angeordnet ist.
Das Druckregelventil ist vorzugsweise als elektronisch betätigtes Proportionalventil in 2/2-Wegeventil-Bauweise ausgeführt. Besonders bevorzugt ist das Druckregelventil, das als zusätzliches aktives Ventil verwendet wird, genauso ausgeführt, wie ein Systemdruckventil, das zwischen die beiden Ausgänge der Pumpen geschaltet ist. In einer Öffnungsstellung des zusätzlichen aktiven Ventils ist die erste Pumpe mit der Kühlung und/oder Schmierung verbunden, während die Boostleitung gesperrt ist. In einer Schließstellung des zusätzlichen aktiven Ventils ist die Kühlung und/oder Schmierung von den Pumpen getrennt. Das Druckregelventil ist vorzugsweise in seine Öffnungsstellung vorgespannt. Das Druckregelventil ist mit dem Druck angesteuert, der am Ausgang der ersten Pumpe herrscht, wenn diese angetrieben wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung an eine hydraulische Verzweigung zwischen einem Verbrauchersteuerventil und dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher angeschlossen ist, wobei in der Boostleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das in Richtung des zusätzlichen aktiven Ventils sperrt. Bei dem Verbrauchersteuerventil handelt es sich zum Beispiel um einen Druckregler, der auch als Kupplungsventil bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem als hydraulische Getriebesteuerung eines Getriebes vom Getriebetyp Stufenautomat ohne Wandler mit mindestens einer Kupplung, die einen eher geringen Volumenbedarf hat und betätigungsmäßig mit einer Systemdruckleitung verbunden ist, und mit mindestens einer zu boostenden hydraulisch betätigten Kupplung oder Bremse ausgeführt ist. In einem Getriebe dieses Typs sind mehrere Schaltkupplungen, sowie eventuell eine Anfahrkupplung und eine Trennkupplung eines Hybridmoduls vorhanden. Gänge werden zum Beispiel über verschiedene Verschaltungen von Planetenradsätzen gebildet. Hierfür sind in der Regel auch Kupplungen mit einer hohen Momentenkapazität und damit hoher Betätigungskraft nötig. Dies bedingt bei einem typischerweise einheitlichen Druckniveau einen hohen Volumenbedarf. Dieser kann deutlich höher sein als bei anderen Kupplungen. Um die Schaltdynamik zu verbessern, reicht es beispielsweise aus, nur diese eine Kupplung zu boosten. Der Volumenstrom aus der ersten Pumpe wird dann vorteilhaft direkt zwischen dem Druckregelventil und der zu boostenden Kupplung über ein Rückschlagventil eingeleitet. Während des Boostens wirkt damit das Regelventil nicht als Druckminderer des Systemdrucks sondern als Druckbegrenzer des Boostdrucks. Grundsätzlich bleibt die geboostete Kupplung aber regelbar. Sobald ein flacher Ast der Kupplungskennlinie durchfahren ist und der Druck ansteigt, wird das aktive Schaltventil in seine Ausgangsstellung gebracht und die zweite Pumpe übernimmt wieder die Betätigung der vorher geboosteten Kupplung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung an eine hydraulische Verzweigung vor einem Verbrauchersteuerventil des zu boostenden hydraulischen Verbrauchers angeschlossen ist, wobei in der Boostleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das in Richtung des zusätzlichen aktiven Ventils sperrt. Das liefert den Vorteil, dass auf zusätzliche Rückschlagventile, außer dem Rückschlagventil in der Boostleitung, verzichtet werden kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung an eine hydraulische Verzweigung angeschlossen ist, die mindestens zwei zu boostenden hydraulischen Verbrauchern eines Getriebes zugeordnet ist, das mindestens eine zu boostende Kupplung und/oder mindestens einen zu boostenden hydraulischen Gangsteller, vorzugsweise mehrere zu boostende hydraulische Gangsteller, umfasst. So kann bei hohem Schaltkomfort die benötigte elektrische Energie im Betrieb des Hydrauliksystems wirksam reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdruckventil zwischen den Ausgängen der beiden Pumpen angeordnet ist. Das Systemdruckventil ist vorteilhaft als elektromagnetisch betätigtes Proportionalventil in 2/2-Wegeventil-Bauweise ausgeführt und in seine Öffnungsstellung vorgespannt. Das Systemdruckventil ist vorzugsweise mit dem Druck angesteuert, der am Ausgang der zweiten Pumpe herrscht. Dieser Druck kann auch als Hochdruck bezeichnet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen elektromotorisch angetrieben sind, insbesondere als Tandempumpe gemeinsam von einem Elektromotor angetrieben sind. Die beiden Pumpen fördern in nur eine Richtung.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Hydrauliksystems ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass im Boostzustand beide Pumpen über das zusätzliche aktive Ventil den mindestens einen zu boostenden hydraulischen Verbraucher mit Hydraulikmedium versorgen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 ein Hydrauliksystem mit einem Hydraulikmodul, das eine elektromotorisch angetriebene Tandempumpe mit zwei Pumpen, ein Systemdruckventil und ein zusätzliches aktives Ventil umfasst, an das eine Boostleitung angeschlossen ist;
2 ein ähnliches Hydrauliksystem wie in 1, wobei die beiden Pumpen jeweils durch einen separaten Elektromotor angetrieben sind;
3 ein ähnliches Hydrauliksystem wie in 1, wobei das zusätzliche aktive Ventil als Druckregelventil ausgeführt ist;
4 ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer typischen Kupplungskennlinie;
5 ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einem typischen Verlauf einer Gangbetätigung;
6 ein Hydrauliksystem mit einem Stufenautomaten mit einer zu boostenden Kupplung mit dem Hydraulikmodul aus 3;
7 ein ähnliches Hydrauliksystem wie in 6 mit einem Stufenautomaten, der mehrere zu boostende Kupplungen umfasst, mit dem Hydraulikmodul aus 1;
8 ein Hydrauliksystem einer Zweigang-E-Achse mit dem Hydraulikmodul aus 3;
9 ein ähnliches Hydrauliksystem wie in 8 mit dem Hydraulikmodul aus 1 mit einer speziellen Ansteuerung;
10 ein Hydrauliksystem mit einer zu boostenden Doppelkupplung mit dem Hydraulikmodul aus 1; und
11 ein Hydrauliksystem mit einem P2-Doppelkupplungsgetriebe mit einer zu boostenden Trennkupplung und mit dem Hydraulikmodul aus 1.

In den 1 bis 3 sind drei Ausführungsbeispiele eines Hydraulikmoduls 21; 22; 23 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Das Hydraulikmodul 21; 22; 23 ist Teil eines Hydrauliksystems 40, das in seiner Gesamtheit in verschiedenen Ausführungsvarianten in den 6 bis 11 dargestellt ist. Dabei ist das Hydrauliksystem 40 der 6 und 8 mit dem Hydraulikmodul 23 aus 3 kombiniert. Die Hydrauliksysteme 40 der 7 und 9 bis 11 sind mit dem Hydraulikmodul 21 aus 1 kombiniert.
Das Hydrauliksystem 40 umfasst eine Kühlung und/oder Schmierung 43. Die Kühlung und/oder Schmierung 43 wird aus einem Hydraulikmediumreservoir 44, das auch als Tank bezeichnet wird, mit Hydraulikmedium versorgt. Das Hydraulikmedium wird aus dem Hydraulikmedium über einen Saugfilter 45 mit zwei Pumpen 47, 48 angesaugt.
In den 1 und 3 sind die beiden Pumpen 46 und 48 in einer Tandempumpe kombiniert. In der Tandempumpe werden beide Pumpen 47 und 48 durch einen gemeinsamen Elektromotor 49 angetrieben.
In 2 wird die Pumpe 47 durch einen Elektromotor 52 angetrieben, während die Pumpe 48 durch einen Elektromotor 51 angetrieben wird.
Die Pumpe 47 ist, wie durch ein großes Pumpsymbol angedeutet ist, für die Bereitstellung eines großen Volumenstroms mit einem niedrigen Druck an einem Ausgang 1 ausgeführt. Die zweite Pumpe 48 ist zur Bereitstellung eines kleinen Volumenstroms mit einem hohen Druck an einem Ausgang 2 ausgeführt.
Ein Systemdruckventil 50 ist zwischen die Ausgänge 1 und 2 der Pumpen 47, 48 geschaltet. Das Systemdruckventil 50 ist als elektromagnetisch betätigtes Proportionalventil in 2/2-Wegeventil-Bauweise ausgeführt und in seine dargestellte Öffnungsstellung vorgespannt, in welcher die beiden Ausgänge 1, 2 der beiden Pumpen 47, 48 miteinander verbunden sind. Das Systemdruckventil 50 ist durch einen Druck angesteuert, der in einer Betätigungsleitung 3 herrscht. Die Betätigungsleitung 3 weist einen Arbeitsanschluss 12 auf, an den ein hydraulischer Verbraucher in Form einer Parksperre 8 angeschlossen ist.
Vom Ausgang 1 der ersten Pumpe 47 erstreckt sich eine Volumenstromleitung 5 zur Kühlung und/oder Schmierung 43. Ein zusätzliches aktives Ventil 10 ist zwischen dem Systemdruckventil 50 und der Kühlung und/oder Schmierung 43 angeordnet. Die Volumenstromleitung 5 umfasst eine hydraulische Verzweigung zwischen dem Systemdruckventil 50 und dem zusätzlichen aktiven Ventil 10. An das zusätzliche aktive Ventil 10 ist eine Boostleitung 15 angeschlossen. In der Boostleitung 15 ist ein Rückschlagventil 14 angeordnet, das zu mindestens einem zu boostenden hydraulischen Verbraucher 16 hin öffnet. In der entgegengesetzten Richtung sperrt das Rückschlagventil 14.
In den 1 und 2 ist das zusätzliche aktive Ventil 10 als 3/2-Wegeventil oder 3/2-Wegeschaltventil 11 ausgeführt. Das 3/2-Wegeventil umfasst einen Anschluss zur hydraulischen Verzweigung 9, einen Anschluss zur Kühlung und/oder Schmierung 43 und einen Anschluss zur Boostleitung 15.
In 3 ist das zusätzliche aktive Ventil 10 als Druckregelventil 13 in 2/2-Wegeventil-Bauweise ausgeführt. Das Druckregelventil 13 ist zwischen der hydraulischen Verzweigung 9 und der Kühlung und/oder Schmierung 43 angeordnet. Die Boostleitung 15 geht in 3 von einer hydraulischen Verzweigung 7 aus, die zwischen der hydraulischen Verzweigung 9 und dem Druckregelventil 13 angeordnet ist.
Der mindestens eine hydraulische Verbraucher 16 umfasst zum Beispiel Reibelemente, wie Kupplungen oder Bremsen, insbesondere Getriebebremsen, die im Folgenden in der Regel auch als Kupplung bezeichnet werden, oder Gangsteller mit Synchroneinheiten.
In den 4 und 5 sind zwei kartesische Koordinatendiagramme dargestellt. Auf einer x-Achse ist jeweils ein Volumen V in einer geeigneten Volumeneinheit aufgetragen. Auf einer y-Achse ist jeweils ein Druck p in einer geeigneten Druckeinheit aufgetragen.
4 zeigt eine typische zweigeteilte Kupplungskennlinie. Die zweigeteilte Kupplungskennlinie umfasst einen flachen Ast, in dem die Kupplung offen und nicht in Eingriff ist, und einen steilen Ast, in dem die Kupplung geschlossen ist und ein Drehmoment überträgt. Der Übergangspunkt zwischen dem flachen Ast und dem steilen Ast der Kupplungskennlinie wird Tastpunkt genannt. Der flache Ast der Kupplungskennlinie ist relativ lang auszuführen, benötigt also viel Volumen zum Durchfahren, um Schleppverluste zu reduzieren und damit die Antriebsstrangeffizienz zu erhöhen. Um eine solche Kupplung schnell zu aktuieren und damit die gewünschte Schaltdynamik zu erreichen, ist ein hoher Volumenstrom bei vergleichsweise geringem Druck nötig.
5 zeigt einen typischen Verlauf eines Gangstellers mit Synchronisierung bei einer Gangbetätigung. Die Gangstellerkennlinie in 5 umfasst einen kurzen Bereich großer Kraft und damit großen Drucks beim Synchronisieren. Davor und vor allem danach zeigt die Gangstellerkennlinie in 5 einen großen Hub ohne nennenswerten Druckbedarf. Die jeweiligen Bereiche großen Volumenbedarfs bei kleinem Druck können über das beanspruchte Boostkonzept beschleunigt durchfahren werden, indem in einem Boostzustand über die Boostleitung 15 die Ausgänge 1, 2 beider Pumpen 47, 48 mit dem mindestens einen zu boostenden hydraulischen Verbraucher 16 verbunden werden.
Das Hydrauliksystem 40 in 6 umfasst ein Parksperrenmodul 17, das unter Zwischenschaltung eines Verbrauchersteuerventils 25, das auch als Parksperrenventil bezeichnet wird, an eine Systemdruckleitung 24 angeschlossen ist. Die Systemdruckleitung 24 wiederum ist an die Betätigungsleitung 3 angeschlossen.
An die Systemdruckleitung 24 ist des Weiteren mindestens eine Kupplung 18 angeschlossen, und zwar unter Zwischenschaltung eines Verbrauchersteuerventils 26, das auch als Kupplungsventil bezeichnet wird. Durch jeweils drei Punkte an dem Verbrauchersteuerventil 26 und an der Kupplung 18 ist angedeutet, dass n-Kupplungen über jeweils ein Verbrauchersteuerventil an die Systemdruckleitung 24 angeschlossen sein können.
Darüber hinaus ist eine zu boostende Kupplung 19 unter Zwischenschaltung eines Verbrauchersteuerventils 27 an die Systemdruckleitung 24 angeschlossen. Die zu boostende Kupplung 19 stellt in 6 den zu boostenden hydraulischen Verbraucher 16 dar. Die Boostleitung 15 ist zu diesem Zweck an eine hydraulische Verzweigung 20 angeschlossen, die zwischen dem Verbrauchersteuerventil 27 und der zu boostenden Kupplung 19 angeordnet ist.
Bei dem in 7 dargestellten Hydrauliksystem 40 ist die Boostleitung 15 über ein Rückschlagventil 32 an eine hydraulische Verzweigung 29 und über ein Rückschlagventil 34 an eine hydraulische Verzweigung 30 angeschlossen. Die hydraulische Verzweigung 29 ist der in diesem Fall zu boostenden Kupplung 18 mit dem Verbrauchersteuerventil 26 zugeordnet. Die hydraulische Verzweigung 30 ist der ebenfalls zu boostenden Kupplung 19 mit dem Verbrauchersteuerventil 27 zugeordnet.
Ein Rückschlagventil 31 ist zwischen der Systemdruckleitung 24 und der hydraulischen Verzweigung 29 angeordnet. Ein Rückschlagventil 33 ist zwischen der Systemdruckleitung 24 und der hydraulischen Verzweigung 30 angeordnet. Die Rückschlagventile 33 und 34 sperren von der hydraulischen Verzweigung 30 weg. Die Rückschlagventile 31 und 32 sperren von der hydraulischen Verzweigung 29 weg.
In 7 wird der Boostvolumenstrom vor den Verbrauchersteuerventilen 26, 27 eingeleitet. Die Rückschlagventile 31 bis 34 dienen zur Darstellung einer Hystereseregelung zur Ansteuerung der zu boostenden Kupplungen 18, 19.
Bei dem Hydrauliksystem 40 in 8 ist die Boostleitung 15 an eine hydraulische Verzweigung 35 angeschlossen. Die hydraulische Verzweigung 35 wiederum ist zwischen zwei hydraulischen Verzweigungen 36, 37 angeordnet. Die hydraulischen Verzweigungen 36 und 37 sind den beiden zu boostenden Kupplungen 18, 19 zugeordnet. Zwischen den hydraulischen Verzweigungen 35, 36 und 35, 37 ist jeweils ein Rückschlagventil 38, 39 angeordnet, das zur hydraulischen Verzweigung 35 hin sperrt.
In 8 ist ein Getriebe vom Typ 2-Gang-E-Achse dargestellt. Im Betrieb dieser 2-Gang-E-Achse ist immer eine der zu boostenden Kupplungen 18, 19 geschlossen. Eine Anfahrkupplung wird nicht benötigt. Der Boostvolumenstrom wird über die Boostleitung 15 erst nach den Verbrauchersteuerventilen 26, 27 zugeführt, weil beim Vorbereiten einer Schaltung, also wenn eine Kupplung durch den flachen Ast an den Tastpunkt gebracht werden muss, die einzige andere Kupplung ein deutlich höheres Druckniveau aufweist und damit über das jeweilige Rückschlagventil 38, 39 vom Boostvolumenstrom getrennt bleibt.
Bei dem Hydrauliksystem 40 in 9 sind im Unterschied zu 8 zwei zusätzliche Rückschlagventile 41, 42 vor die Verbrauchersteuerventile 26 und 27 geschaltet. Über die insgesamt vier Rückschlagventile 38, 41 und 39, 42 können die Verbrauchersteuerventile 26, 27 entweder mit der Boostleitung 15 oder mit der Systemdruckleitung 24 verbunden werden.
Bei Doppelkupplungsgetrieben können neben mindestens einer Kupplung auch die vorhandenen typischerweise über Wegeventile gesteuerten Gangsteller 57 mit der Boostfunktion betätigt beschleunigt werden. Die Gangsteller 57 in 10 werden zur Einstellung der Synchronkraft über ein gemeinsames Druckregelventil 60 vor dem Verbrauchersteuerventil 59 versorgt. Auch hier ist durch jeweils drei Punkte angedeutet, dass n-Gangsteller 57 und n-Verbrauchersteuerventile 59 vorgesehen sein können.
Eine Trennkupplung 56 ist über ein Verbrauchersteuerventil 58 an die Systemdruckleitung 24 angeschlossen. In 10 ist die Boostleitung 15 den beiden zu boostenden Kupplungen 18, 19 zugeordnet.
In 11 ist die Boostleitung 15 an eine hydraulische Verzweigung 63 angeschlossen. Die hydraulische Verzweigung 63 ist zwischen einem Druckregelventil 61 und dem Verbrauchersteuerventil 59 angeordnet. Ein zusätzliches Rückschlagventil 62 ist dem Verbrauchersteuerventil 58 vorgeschaltet. Das zusätzliche Rückschlagventil 62 sperrt vom Verbrauchersteuerventil 58 weg.
Der Boostvolumenstrom für die Gangsteller 57 kann über die Boostleitung 15 und das gemeinsame Rückschlagventil 14 zugeführt werden. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht 11, allerdings ohne die Trennkupplung 56 mit dem Verbrauchersteuerventil 58 und dem Rückschlagventil 62.
Die Rückschlagventile 38 und 39 ermöglichen in 10 ein Boosten der jeweils kommenden Kupplung 18, 19 der Doppelkupplung beim Schalten, nicht jedoch beim Anfahren. In diesem Fall verhält sich die Doppelkupplung wie bei der vorab beschriebenen 2-Gang-E-Achse. Das Nutzen des Boostvolumenstroms vor einer Anfahrt ist jedoch nicht möglich, da hier dann beide Kupplungen gefüllt würden, da beide zuvor offen waren.
In 11 ist gezeigt, wie das Boosten der Trennkupplung 56 und der Gangsteller 57 realisiert werden kann. Die Trennkupplung 56 kann geboostet werden, sofern die Trennkupplung 56 den Volumenstrom aus dem Gangstellerbereich mit den Gangstellern 57 und dem Verbrauchersteuerventil 59 bekommt. Hier wird dann an der Trennkupplung 56 ein Hysteresebetrieb gefahren.
Bezugszeichenliste

1: Ausgang
2: Ausgang
3: Betätigungsleitung
5: Volumenstromleitung
7: hydraulische Verzweigung
8: Parksperre
9: hydraulische Verzweigung
10: zusätzliches aktives Ventil
11: 3/2-Wegeventil
12: Arbeitsanschluss
13: Druckregelventil
14: Rückschlagventil
15: Boostleitung
16: zu boostender hydraulischer Verbraucher
17: Parksperrenmodul
18: Kupplung
19: zu boostende Kupplung
20: hydraulische Verzweigung
21: Hydraulikmodul
22: Hydraulikmodul
23: Hydraulikmodul
24: Systemdruckleitung
25: Verbrauchersteuerventil
26: Verbrauchersteuerventil
27: Verbrauchersteuerventil
29: hydraulische Verzweigung
30: hydraulische Verzweigung
31: Rückschlagventil
32: Rückschlagventil
33: Rückschlagventil
34: Rückschlagventil
35: hydraulische Verzweigung
36: hydraulische Verzweigung
37: hydraulische Verzweigung
38: Rückschlagventil
39: Rückschlagventil
40: Hydrauliksystem
41: Rückschlagventil
42: Rückschlagventil
43: Kühlung und/oder Schmierung
44: Hydraulikmediumreservoir
45: Saugfilter
46: Tandempumpe
47: erste Pumpe
48: zweite Pumpe
49: Elektromotor
50: Systemdruckventil
51: Elektromotor
52: Elektromotor
53: Druckregelventil
56: Trennkupplung
57: Gangsteller
58: Verbrauchersteuerventil
59: Verbrauchersteuerventil
60: Druckregelventil
61: Druckregelventil
62: Rückschlagventil
63: hydraulische Verzweigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112008000438 B4 [0002]
DE 102015204673 B3 [0002]

Claims

Hydrauliksystem (40), insbesondere hydraulische Getriebesteuerung, mit einer ersten Pumpe (47), die an einem Ausgang (1) einen großen Volumenstrom für eine Kühlung und/oder Schmierung (43) bereitstellt, und mit einer zweiten Pumpe (48), die an einem Ausgang (2) einen hohen Druck für mindestens einen hydraulischen Verbraucher (8) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Kühlung und/oder Schmierung (43) vorgeschaltetes zusätzliches aktives Ventil (10) in dem Hydrauliksystem (40) so mit einem Systemdruckventil (50) und mindestens einem zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) verschaltet ist, dass die Ausgänge (1,2) der beiden Pumpen (47,48) in einem Boostzustand über eine Boostleitung (15) mit dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) verbunden sind.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche aktive Ventil (10) als 3/2-Wegeventil (11) ausgeführt ist, an das die Boostleitung (15) angeschlossen ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche aktive Ventil (10) als Druckregelventil (13) ausgeführt ist, wobei die Boostleitung (15) von einer hydraulischen Verzweigung (7) ausgeht, die zwischen dem Ausgang (1) der ersten Pumpe (47) und dem zusätzlichen aktiven Ventil (10) angeordnet ist.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung (15) an eine hydraulische Verzweigung (20) zwischen einem Verbrauchersteuerventil (27) und dem zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) angeschlossen ist, wobei in der Boostleitung (15) ein Rückschlagventil (14) angeordnet ist, das in Richtung des zusätzlichen aktiven Ventils (10) sperrt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (40) als hydraulische Getriebesteuerung eines Getriebes vom Getriebetyp Stufenautomat ohne Wandler mit mindestens einer Kupplung (18), die einen eher geringen Volumenbedarf hat und betätigungsmäßig mit einer Systemdruckleitung (24) verbunden ist, und mit mindestens einer zu boostenden hydraulisch betätigten Kupplung (19) oder Bremse ausgeführt ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung (15) an eine hydraulische Verzweigung (29,30) vor einem Verbrauchersteuerventil (26,27) des zu boostenden hydraulischen Verbrauchers (16) angeschlossen ist, wobei in der Boostleitung (15) ein Rückschlagventil (32,34) angeordnet ist, das in Richtung des zusätzlichen aktiven Ventils (10) sperrt.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boostleitung (15) an eine hydraulische Verzweigung (63) angeschlossen ist, die mindestens zwei zu boostenden hydraulischen Verbrauchern (16) eines Getriebes zugeordnet ist, das mindestens eine zu boostende Kupplung (56) und/oder mindestens einen zu boostenden hydraulischen Gangsteller (57), vorzugsweise mehrere zu boostende hydraulische Gangsteller (57), umfasst.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Systemdruckventil (50) zwischen den Ausgängen (1,2) der beiden Pumpen (47,48) angeordnet ist.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen (47,48) elektromotorisch angetrieben sind, insbesondere als Tandempumpe (46) gemeinsam von einem Elektromotor (49) angetrieben sind.
Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Boostzustand beide Pumpen (47,48) über das zusätzliche aktive Ventil (10) den mindestens einen zu boostenden hydraulischen Verbraucher (16) mit Hydraulikmedium versorgen.