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Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs.
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Hydraulische Schaltgeräte in Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen sind typischerweise in drei Kreisläufe eingeteilt, welche je nach Priorität bedient werden. So dient ein Primärkreis der Versorgung von Schaltelementen (Kupplungen/Bremsen) des Automatikgetriebes, ein Sekundärkreis der Kühlung und Schmierung und ein Tertiärkreis der Rückführung einer Ölübermenge zu einem Pumpensystem des Automatikgetriebes (Saugaufladung). In dem Primärkreis herrscht dabei üblicherweise ein hoher Druck bei geringem Volumenstrom (außerhalb von Schaltungen) und im Sekundärkreis ein geringer Druck bei hohem Volumenstrom (zur Kühlung/Schmierung). Der Tertiärkreis hat keine direkten Anforderungen, sondern wird durch die Übermenge (abhängig von der Pumpenfördermenge) gespeist, welche nicht von dem Primärkreis oder von dem Sekundärkreis benötigt wird. Die Aufgabe, welcher Kreis zuerst versorgt wird, übernimmt ein Systemdruckventil (Druckbegrenzungsventil) des Automatikgetriebes. Die Ölversorgung wird dabei über das Pumpensystem bereitgestellt, welches typischerweise einen Volumenstrom proportional zu einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes liefert. Um eine Leistungsaufnahme (Druck multipliziert mit Volumenstrom) und damit auch den Energiebedarf des Pumpensystems zu reduzieren, wird in modernen Automatikgetrieben ein sogenanntes Zwei-Kreis-Pumpensystem eingesetzt, welche häufig aus einer doppelhubigen Flügelzellenpumpe besteht. Bei solchen Systemen wird der Druck in einer Flut (Sekundärflut) auf ein niedrigeres Niveau (auch annähernd 0 bar sind möglich) abgesenkt, wodurch das Aufnahmemoment und dadurch der Verbrauch reduziert wird.
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Der große Vorteil des Zwei-Kreis-Pumpensystems besteht darin, dass in Situationen, in denen ein hoher Volumenstrombedarf im Primärkreis gefordert wird (z.B. bei einer Schaltung), der Druck in der Sekundärflut auf den Primärdruck angehoben werden kann, um den Volumenstrom der Sekundärflut dem Primärkreis zur Verfügung zu stellen. Damit kann das gesamte Fördervolumen des Pumpensystems genutzt werden, um die Versorgung zu verbessern und Druckeinbrüche zu reduzieren. Das Zuschalten der Sekundärflut wird dabei über ein selbstregelndes Hydrauliksystem gesteuert, das aus zwei Ventilen (Systemdruckventil und Schmierventil) besteht und bei Untersättigung des Primärkreises die Sekundärflut zuschaltet. Der Bedarf im Primärkreis setzt sich aus der sogenannten Grundleckage, verursacht durch Ventilspalte (und hauptsächlich abhängig von Druck und Temperatur), und einem Schaltungsbedarf zum Füllen eines Schaltelements zusammen. In diesem Zusammenhang ist aus der
DE 10 2004 025 764 A1 ein Hydraulikkreislauf zur Ölversorgung eines Automatikgetriebes für Kraftfahrzeuge bekannt. Der Hydraulikkreislauf umfasst einen Niederdruckkreis zur Förderung eines ersten Volumenstromes mit einem ersten Druckniveau und einem Hochdruckkreis zur Förderung eines zweiten Volumenstromes mit einem zweiten höheren Druckniveau. Das erste Druckniveau des ersten Volumenstromes ist bedarfsweise auf das höhere Druckniveau modulierbar und beide Volumenströme sind bei gleichem Druckniveau summierbar.
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Bei einem selbstregelnden Hydrauliksystem kann es im Umschaltpunkt des Sekundärpumpendrucks (Punkt ist abhängig von Drehzahl, Temperatur, Druck, Ölbedarf) zu Zuständen kommen, in denen das Hydrauliksystem unstetig ist und sich Hoch- und Niederdruck aufschwingen. Dieses sogenannte „Toggeln“ führt dazu, dass der Hochdruck schwingt und die geschalteten Kupplungen gegebenenfalls ihr Drehmoment nicht mehr übertragen können, wodurch sich der Fahrkomfort verschlechtert kann. Möglichkeiten, das Systemdruckventil zu bedämpfen und dadurch die Schwingungen zu reduzieren, sind nur begrenzt möglich, da gleichzeitig eine gute Dynamik des Systemdruckventils vorausgesetzt wird, um Druckanhebungen schnell durchzuführen und daher die Blenden am Ventil nicht beliebig klein (bessere Dämpfung) gewählt werden können.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, ein Hydrauliksystem bereitzustellen, das weniger anfällig gegenüber den vorstehend genannten Schwingungen beim Umschalten des Sekundärpumpendrucks ist. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, in einem Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes ein Systemdruckventil mit einem sekundären Ausgangsdruck eines Pumpensystems derart zu beaufschlagen, dass Schwingungen innerhalb des Hydrauliksystems begrenzt, vermieden oder reduziert werden. Der sekundäre Ausgangsdruck des Pumpensystems wird als Regelgröße genutzt und beispielsweise auf eine stirnseitige Fläche eines Kolbens eines Ventilschiebers des Systemdruckventils rückgeführt. Diese Rückführung kann beispielsweise über unterschiedlich große Durchmesser einander gegenüberliegender Kolben des Systemdruckventilschiebers erfolgen. Alternativ können unterschiedlich ausgestaltete hydraulische Druckteilerschaltungen vorgesehen werden, mittels welcher die vorstehend genannte Rückführung erfolgen kann.
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In diesem Sinne stellt die Erfindung ein Hydrauliksystem für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs bereit. Das Hydrauliksystem umfasst ein Pumpensystem mit einem ersten Druckausgang und mit einem zweiten Druckausgang. Weiterhin umfasst das Hydrauliksystem einen Primärkreis, einen Sekundärkreis und ein Systemdruckventil mit einem Systemdruckventilschieber. Ein von dem zweiten Druckausgang des Pumpensystems ausgegebener Sekundärpumpendruck wird einer radialen Druckfläche des Systemdruckventilschiebers zugeführt, sodass eine auf dem Sekundärpumpendruck basierende Axialkraft derart auf die radiale Druckfläche des Systemdruckventilschiebers wirkt, dass der Systemdruckventilschieber dazu tendiert, sich entgegen einer mechanischen Vorspannkraft aus einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu bewegen.
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Wenn sich der Systemdruckventilschieber in der ersten Schaltstellung befindet, dann kann von dem Pumpensystem über dessen beide Druckausgänge geförderte Hydraulikflüssigkeit über das Systemdruckventil ausschließlich in den Primärkreis geleitet werden, sodass in dem Primärkreis ein erster primärer Systemdruck vorherrscht. Wenn sich der Systemdruckventilschieber in der zweiten Schaltstellung befindet, dann kann von dem Pumpensystem über dessen ersten beide Druckausgänge geförderte Hydraulikflüssigkeit zum einen über das Systemdruckventil in den Primärkreis geleitet werden, und zum anderen zur Reduzierung des primären Systemdrucks ein Anteil der von dem Pumpensystem über dessen zweiten Druckausgang geförderte Hydraulikflüssigkeit über das Systemdruckventil in den Sekundärkreis geleitet werden. Auf diese Weise kann Druck aus der Systemdruckleitung in die Schmierölleitung abgelassen werden.
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In einer Ausführungsform umfasst das Hydrauliksystem weiterhin ein Vorsteuerventil mit einem elektromagnetisch betätigten Aktuator, wobei ein Druckeingang des Vorsteuerventils mit der Systemdruckleitung verbunden ist. Das Vorsteuerventil gibt einen hydraulischen Vorsteuerdruck aus. Der Vorsteuerdruck resultiert in einer hydraulischen Vorsteuerkraft, die in der gleichen Richtung auf den Systemdruckventilschieber wirkt wie die mechanische Vorspannkraft, sodass die hydraulische Vorsteuerkraft die mechanische Vorspannkraft verstärkt.
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Um die Toggelanfälligkeit des Systems zu verringern, kann die Information des Sättigungszustandes in Form des Sekundärpumpendrucks auf eine Fläche („Differenzfläche“) des Systemdruckventils geschaltet. Durch die Rückführung des Sekundärdruck auf die Differenzfläche wird die Axialkraft auf den Systemdruckventilschieber erhöht, wenn die Sekundärflut mit Hochdruck beaufschlagt ist. Bei der Absenkung auf Niederdruck wird die Axialkraft reduziert. Diese Abhängigkeit führt zu einer Stabilisierung des Systems. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Systemdruckschieber zwei benachbarte Kolben mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser aufweist, wobei die Kolben in einer axialen Richtung des Systemdruckventilschiebers voneinander beabstandet sind. Derjenige Kolben, welcher den größeren Durchmesser aufweist, bildet die radiale Druckfläche des Systemdruckventilschiebers. Die auf dem Sekundärpumpendruck basierende Axialkraft wirkt derart auf die radiale Druckfläche des Kolbens mit dem größeren Durchmesser, dass der Systemdruckventilschieber dazu tendiert, sich entgegen der mechanischen Vorspannkraft aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung zu bewegen. Derjenige Kolben, welcher den größeren Durchmesser aufweist, ist in einer axialen Richtung des Systemdruckventils bevorzugt mit geringerem Abstand zu einer Feder angeordnet, welche die mechanische Vorspannkraft erzeugt. Der Durchmesser des größeren Kolbens ist beispielsweise maximal 0,1 mm größer als der entgegenwirkende kleinere Durchmesser des anderen Kolbens. Die Differenz der Durchmesser kann aber je nach gewünschter Stärke des Effekts ausgeführt werden.
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Anstatt einen der beiden Durchmesser der vorstehend beschriebenen Kolben zu vergrößern, kann der Sekundärpumpendruck über eine hydraulische Druckteilerschaltung insbesondere auf eine radiale Stirnfläche des Systemdruckventilschieber geleitet werden. Über ein Verhältnis von Blendendurchmessern kann dabei die Stärke des Effekts eingestellt werden. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die auf dem Sekundärpumpendruck basierende Axialkraft über eine erste hydraulische Druckteilerschaltung auf die radiale Druckfläche des Systemdruckventilschiebers geleitet wird. In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass die hydraulische Druckteilerschaltung zwei Druckteilerleitungen aufweist, innerhalb welcher jeweils eine Druckteilerblende angeordnet ist, wobei der Sekundärpumpendruck mittels der hydraulischen Druckteilerschaltung reduziert wird. Der reduzierte Sekundärpumpendruck wirkt dann auf die radiale Druckfläche, die insbesondere durch einen stirnseitig angeordneten Kolben des Systemdruckventilschiebers gebildet wird. Ferner kann eine der beiden Druckleitungen einerseits mit einem drucklosen Tank und andererseits mit einem Druckeingang des Systemdruckventils verbunden sein, wobei die radiale Druckfläche über den Druckeingang des Systemdruckventils mit dem reduzierten Sekundärpumpendruck beaufschlagt wird. Diese Ausführungsform vermeidet hohe Kosten, die aus fertigungstechnischen Gründen mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern verbunden sein können, da die Einhaltung der Toleranzen sehr aufwändig ist. Ausführungsformen mit der alternativen Druckteilerschaltung reduzieren die Anfälligkeit des Hydrauliksystems gegenüber Togglen gleicherweise wie die Ausführungsform mit unterschiedlich großen Kolbendurchmessern.
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Die Abhängigkeit des Sekundärpumpendrucks auf die Axialkraft am Systemdruckventilschieber kann auch erreicht werden, indem ein Rückführdruck des Primärkreises reduziert wird, sobald der Sekundärpumpendruck auf Niederdruck abgesenkt ist. Dafür kann insbesondere ein alternativer Druckteiler verwendet werden. Der Vorteil an dieser Ausführungsform ist, dass eine Leckage erst entsteht, wenn der Sekundärpumpendruck auf Niederdruck abgesenkt wurde (davor beide Kreise auf Hochdruck). Danach fließt das Öl nicht in einen Tank, sondern kann dem Sekundärkreis zugeführt werden. Dadurch geht das Öl nicht ungenutzt verloren. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Axialkraft auf dem Sekundärpumpendruck und auf einem Primärpumpendruck basiert, wobei der Sekundärpumpendruck und der Primärpumpendruck mittels einer zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung auf einen gemeinsame Rückkopplungsdruck reduziert werden, mit dem die radiale Druckfläche des Systemdruckventilschiebers beaufschlagt wird.
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In diesem Zusammenhang kann die hydraulische Druckteilerschaltung eine mit dem ersten Druckausgang des Pumpensystems verbundene erste Druckteilerleitung aufweisen, innerhalb welcher eine erste Druckteilerblende angeordnet ist, wobei die hydraulische Druckteilerschaltung eine mit dem zweiten Druckausgang des Pumpensystems verbundene zweite Druckteilerleitung aufweist, innerhalb welcher eine zweite Druckteilerblende angeordnet ist. Die hydraulische Druckteilerschaltung weist dabei eine mit der ersten Druckteilerleitung und mit der zweiten Druckteilerleitung verbundene dritte Druckteilerleitung auf, innerhalb welcher eine dritte Druckteilerblende angeordnet ist. Die dritte Druckteilerleitung ist mit einem Druckeingang des Systemdruckventils verbunden, wobei die radiale Druckfläche insbesondere durch einen stirnseitig angeordneten Kolben des Systemdruckventilschiebers gebildet wird und über den Druckeingang des Systemdruckventils mit dem reduzierten gemeinsame Rückkopplungsdruck beaufschlagt wird.
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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 einen Hydraulikschaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe, das ein Hydrauliksystem nach 1 oder 3 oder 4 umfasst,
- 3 einen Hydraulikschaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs und
- 4 einen Hydraulikschaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt ein Hydrauliksystem 1, das in einem durch 2 gezeigten Automatikgetriebe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 eingesetzt werden kann. Das Kraftfahrzeug 3 weist wenigstens einen Motor 4 auf, welcher das Kraftfahrzeug 3 über das Automatikgetriebe 2 antreibt. Bei dem gezeigten Kraftfahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Hybridfahrzeug handeln, dass von einem Verbrennungskraftmotor 4.1 und/oder von einer elektrischen Maschine 4.2 angetrieben werden kann. Alternativ kann jedoch lediglich der Verbrennungskraftmotor 4.1 oder die elektrische Maschine 4.2 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen sein.
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1 zeigt lediglich einen Teil des gesamten Hydrauliksystems, das dazu eingerichtet ist, mehrere Schaltelemente (Bremsen und/oder Kupplungen; nicht gezeigt) des Automatikgetriebes 2 zu betätigen. Das Hydrauliksystem 1 umfasst insbesondere ein Pumpensystem 5 mit einem ersten Druckausgang 6 und mit einem zweiten Druckausgang 7. Weiterhin umfasst das Hydrauliksystem 1 ein Systemdruckventil 8 mit einem Systemdruckventilschieber 9 und mit einem Ventilgehäuse 10. Ferner umfasst das Hydrauliksystem 1 einen Primärkreis 11 und einen Sekundärkreis 12.
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Der Primärkreis 11 dient der Versorgung der Schaltelemente (Kupplungen/Bremsen) des Automatikgetriebes 2 mit einer unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Öl), wohingegen der Sekundärkreis 12 der Kühlung und Schmierung des Automatikgetriebes 2 mittels der Hydraulikflüssigkeit dient. Ein Tertiärkreis 13 des Hydrauliksystems 1 dient der Rückführung einer Übermenge der Hydraulikflüssigkeit zu dem Pumpensystem 5 des Automatikgetriebes 2 (Saugaufladung). In dem Primärkreis 11 herrscht dabei ein höherer Druck bei geringerem Volumenstrom (außerhalb von Schaltungen) im Vergleich du dem Sekundärkreis 12, innerhalb dessen ein geringerer Druck bei höherem Volumenstrom vorherrscht (zur Kühlung/Schmierung). Der Tertiärkreis 13 hat keine direkten Anforderungen, sondern wird durch die Übermenge (abhängig von der Pumpenfördermenge) der Hydraulikflüssigkeit gespeist, welche nicht von dem Primärkreis 11 oder von dem Sekundärkreis 12 benötigt wird. Die Steuerung, welcher der beiden Kreise 11, 12 zuerst versorgt wird, übernimmt das Systemdruckventil 8, das als ein Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist. Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit Öl als Hydraulikflüssigkeit beschrieben, wobei auf ähnliche Weise jedoch auch andere Hydraulikflüssigkeiten zum Einsatz kommen können.
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Die Ölversorgung wird über das Pumpensystem 5 bereitgestellt, welches einen Volumenstrom liefert, der proportional zu einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 2 ist. Um eine Leistungsaufnahme (Druck multipliziert mit Volumenstrom) und damit auch den Energiebedarf des Pumpensystems 5 zu reduzieren, kommt ein sogenanntes Zwei-Kreis-Pumpensystem zum Einsatz, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Form einer doppelhubigen Flügelzellenpumpe. Ein Beispiel einer geeigneten doppelhubigen Flügelzellenpumpe ist beispielsweise aus der
DE 10 2016 218 186 A1 (vgl. hier insbesondere
2 bis
4) der Anmelderin bekannt. Gekoppelt über eine Eingangswelle des Automatikgetriebes 2 kann das Pumpensystem 5 mechanisch von dem Verbrennungskraftmotor 4.1 und/oder von der elektrischen Maschine 4.2 des Hybridantriebs des Kraftfahrzeugs 3 angetrieben werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Pumpensystem 5 optional elektromotorisch über einen eigens für das Pumpensystem 5 vorgesehenen Elektromotor angesteuert bzw. angetrieben werden.
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Bei der doppelhubigen Flügelzellenpumpe 5 kann der Druck in einer Flut (Sekundärflut; ausgegeben über den zweiten Druckausgang) auf ein niedrigeres Niveau (auch annähernd 0 bar sind möglich) abgesenkt werden, wodurch das Aufnahmemoment und dadurch der Verbrauch reduziert wird. Ein großer Vorteil des Zwei-Kreis-Pumpensystems 5 besteht darin, dass in Situationen, in denen ein hoher Volumenstrombedarf im Primärkreis 11 gefordert wird (z.B. bei einer Schaltung einer oder mehrerer der Schaltelemente des Automatikgetriebes 2), der Druck in der Sekundärflut auf einen Primärdruck angehoben werden kann, der von der Primärflut bereitgestellt wird, um den Volumenstrom der Sekundärflut dem Primärkreis zur Verfügung zu stellen.
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Damit kann das gesamte Fördervolumen des Pumpensystems 5 genutzt werden, um die Versorgung zu verbessern und Druckeinbrüche zu reduzieren.
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Das Zuschalten der Sekundärflut wird dabei über ein sich selbstregelndes Hydraulikuntersystem gesteuert, welches das Systemdruckventil 8 und ein Schmierventil 14 umfasst (in der Zeichnung lediglich schematisch ohne Anschlüsse oder ähnliches dargestellt) und bei Untersättigung des Primärkreises 11 die Sekundärflut zuschaltet. Die Zuschaltung der Sekundärflut erfolgt, indem der zweite Druckausgang 7 des Pumpensystems 7 über das Systemdruckventil 8 mit dem Primärkreis 11 verbunden wird, was durch dazu geeignete Stellungen des Systemdruckventilschiebers 9 erreicht wird. Der Ölmengenbedarf und Druckbedarf innerhalb des Primärkreises 11 setzt sich aus der sogenannten Grundleckage, verursacht durch Ventilspalte (und hauptsächlich abhängig von Druck und Temperatur) und einem Schaltungsbedarf zum Füllen eines Schaltelements zusammen.
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Bei dem selbstregelnden Hydraulikuntersystem (Systemdruckventil 8 und Schmierventil 14) kann es im Umschaltpunkt des zweiten Druckausgangs 7 des Pumpensystems 5 (Punkt ist abhängig von Drehzahl, Temperatur, Druck, Ölbedarf) zu Zuständen kommen, in denen sich das Hydrauliksystem 2 unstetig verhält und sich Hoch- und Niederdruck aufschwingen. Dieses sogenannte „Toggeln“ führt dazu, dass alle Bereiche des Hydrauliksystems 1, in denen Hochdruck vorherrscht (insbesondere der Primärkreis 11), zu starken Schwingungen angeregt werden, und die geschalteten Schaltelemente (insbesondere Kupplungen) ggf. ihr Drehmoment nicht mehr übertragen können, wodurch sich der Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs 1 verschlechtern kann.
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Um die Anfälligkeit des Hydrauliksystems 1 gegenüber dem vorstehend beschriebenen Toggeln zu verringern, wird in dem Ausführungsbeispiel nach 1 die Information des Sättigungszustandes in Form des Sekundärpumpendrucks auf eine Fläche („Differenzfläche“) des Systemdruckventils 8 geschaltet. Durch die Rückführung des Sekundärdrucks, der über den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ausgegeben wird, auf die Differenzfläche wird eine axiale Kraft auf den Systemdruckventilschieber 9 das Systemdruckventils 8 erhöht, wenn die Sekundärflut mit Hochdruck beaufschlagt ist. Bei der Absenkung der Sekundärflut auf Niederdruck wird die axiale Kraft auf den Systemdruckventilschieber 9 reduziert. Diese Abhängigkeit führt zu einer Stabilisierung des Hydrauliksystems 1. Die Differenzfläche wird durch eine Grö-ßendifferenz zweier benachbarter Kolben des Systemdruckventilschiebers 9 erreicht, was im Folgenden näher im Zusammenhang mit dem Aufbau des Systemdruckventils 8 beschrieben wird.
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Das Systemdruckventil 8 ist ein Wegeventil, welches insbesondere das Ventilgehäuse 10 und den Systemdruckventilschieber 9 umfasst. Der Systemdruckventilschieber 9 kann innerhalb des Ventilgehäuses 10 entlang einer Längsachse L des Systemdruckventils 8 in einander entgegengesetzten axialen Richtungen x1 (erste Richtung) und x2 (zweite Richtung) hin und her verstellt werden. Der Systemdruckventilschieber 9 ist mittels eines Rückstellelements in Form eines Federelements 15 in einer ersten Schaltstellung vorgespannt. Das Federelement 15 ist im Bereich einer ersten Stirnseite S1 des Systemdruckventils 8 angeordnet.
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Das Systemdruckventil 8 weist sieben entlang der Längsachse L mit Abstand zueinander angeordnete Ventilbünde 16.1 bis 16.7 auf. Die Ventilbünde 16.1 bis 16.7 können von dem Ventilgehäuse 10 gebildet werden. Die Ventilbünde 16.1 bis 16.7 sind innen hohl ausgestaltet, verlaufen insbesondere 360° umlaufend und bilden jeweils eine Ventiltasche 17.1 bis 17.7, welche sich in einer radialen Richtung r des Systemdruckventils 8 weiter nach außen erstreckt als eine in der Längsrichtung L des Systemdruckventils 8 verlaufende Längsbohrung 18 des Ventilgehäuses 8. Das Ventilgehäuse 10 weist weiterhin im Bereich jeder der Ventiltaschen 17.1 bis 17.7 jeweils wenigstens einen Anschluss auf, welcher jeweils mit einer der Ventiltaschen 17.1 bis 17.7 verbunden ist.
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Im Bereich der ersten Stirnseite S1 sind der erste Ventilbund 16.1, die erste Ventiltasche 17.1 und ein erster Anschluss 19.1 angeordnet. Der erste Anschluss 19.1 ist ein Druckeingang und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Vorsteuerdruckleitung 20 und eine Vorsteuerdruckblende 21 mit einem Druckausgang 25 eines Vorsteuerventils 22 verbunden.
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Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 sind der zweite Ventilbund 16.2, die zweite Ventiltasche 17.2 und ein zweiter Anschluss 19.2 angeordnet. Der zweite Anschluss 19.2 ist ein Druckausgang und mit einer Schmierölleitung 23 verbunden. Die Schmierölleitung 23 führt stromabwärts zu dem Schmierölventil 14, welches einen sekundären Systemdruck Psys2 in dem Sekundärkreis (bzw. Schmierölkreis/Kühlölkreis) des Hydrauliksystems 1 einregelt.
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Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 sind der dritte Ventilbund 16.3, die dritte Ventiltasche 17.3 sowie ein dritter Anschluss 19.3 und ein vierter Anschluss 19.4 angeordnet. Der dritte Anschluss 19.3 ist ein Druckeingang, der mit dem ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 verbunden ist. Der vierte Anschluss 19.4 ist ein Druckausgang, der mit der Systemdruckleitung 11 verbunden ist, innerhalb welcher ein primärer Systemdruck Psys1 vorherrscht, der durch das Systemdruckventil 8 geregelt wird.
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Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 sind der vierte Ventilbund 16.4, die vierte Ventiltasche 17.4 und ein fünfter Anschluss 19.5 angeordnet. Der fünfte Anschluss 19.5 ist ein Druckausgang und mit der Schmierölleitung 23 verbunden, die stromabwärts zu dem Schmierölventil 14 führt.
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Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 sind der fünfte Ventilbund 16.5, die fünfte Ventiltasche 17.5 sowie der sechste Anschluss 19.6 und der siebte Anschluss 19.7 angeordnet. Der sechste Anschluss 19.6 ist ein Druckeingang, der mit dem zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 verbunden ist. Der siebte Anschluss 19.7 ist ein Druckausgang, der mit der Systemdruckleitung 11 verbunden ist, innerhalb welcher der primäre Systemdruck Psys1 vorherrscht, der durch das Systemdruckventil 8 geregelt wird.
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Benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 sind der sechste Ventilbund 16.6, die sechste Ventiltasche 17.6 und der achte Anschluss 19.8 angeordnet. Der achte Anschluss 19.8 ist ein Druckausgang und über eine Blende mit einem drucklosen Tank T verbunden.
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Schließlich sind im Bereich einer zweiten Stirnseite S2 des Systemdruckventils 8 benachbart und mit Abstand in der zweiten Richtung x2 der siebte Ventilbund 16.7, die siebte Ventiltasche 17.7 und ein neunter Anschluss 19.9 angeordnet. Der neunte Anschluss 19.9 ist ein Druckeingang und über eine Blende 25 mit dem ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 verbunden.
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Der Ventilschieber 9 weist eine Kolbenstange 27 auf. An der Kolbenstange 27 sind mehrere Kolben 28, 29, 30 und 31 angeordnet. Die einzelnen Kolben 28, 29, 30 und 31 sind dabei insbesondere fest mit der Kolbenstange 27 verbunden. Die Kolben 28, 29, 30 und 31 erstrecken sich in der radialen Richtung r des Ventilschiebers 9 weiter nach außen als die Kolbenstange 27. Die Durchmesser der Kolben 28, 29, 30 und 31 sind derart gewählt, dass sie innerhalb der Längsbohrung 18 des Ventilgehäuses 8 in der Längsrichtung L hin und her bewegt werden können, und zwar insbesondere (in hohem Maße) abdichtend und reibungsfrei. Die Ventiltaschen 17.1 bis 17.7 wiederum erstrecken sich in der radialen Richtung r des Ventilschiebers 27 weiter nach außen als die Kolben 28, 29, 30 und 31.
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Ein erster Kolben 28 ist dabei im Bereich der ersten Stirnseite S1 angeordnet. Weiterhin ist ein zweiter Kolben 29 benachbart zu dem ersten Kolben 28 und mit axialem Abstand in der zweiten Richtung x2 zu dem ersten Kolben 28 angeordnet. Ein dritter Kolben 30 ist ferner benachbart zu dem zweiten Kolben 29 und mit axialem Abstand in der zweiten Richtung x2 zu dem zweiten Kolben 29 angeordnet. Im Bereich der zweiten Stirnseite S2 ist schließlich ein vierter Kolben 31 benachbart zu dem dritten Kolben 30 angeordnet.
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Der erste Kolben 28 dichtet unabhängig von der Stellung des Ventilschiebers 9 relativ zu dem Ventilgehäuse 10 die erste Ventiltasche 17.1 gegenüber der zweiten Ventiltasche 17.2 ab, sodass keine Verbindung zwischen der ersten Ventiltasche 17.1 und der zweiten Ventiltasche 17.2 besteht. Dadurch ist auch der erste Anschluss 19.1 nicht mit dem zweiten Anschluss 19.2 verbunden. Auf ähnliche Weise dichtet der zweite Kolben 29 unabhängig von der Stellung des Ventilschiebers 9 relativ zu dem Ventilgehäuse 10 die dritte Ventiltasche 17.3 von der vierten Ventiltasche 17.4 ab, sodass die dritte Ventiltasche 17.3 nicht mit der vierten Ventiltasche 17.4 verbunden ist und sodass weder der dritte Anschluss 19.3 noch der vierte Anschluss 19.4 mit dem fünften Anschluss 19.5 verbunden ist. Ferner dichtet der dritte Kolben 30 unabhängig von der Stellung des Ventilschiebers 9 relativ zu dem Ventilgehäuse 10 die fünfte Ventiltasche 17.5 von der sechsten Ventiltasche 17.6 ab, sodass die fünfte Ventiltasche 17.5 nicht mit der sechsten Ventiltasche 17.6 verbunden ist und sodass weder der sechste Anschluss 19.6 noch der siebte Anschluss 19.7 mit dem achten Anschluss 19.8 verbunden ist. Außerdem dichtet der vierte Kolben 31 unabhängig von der Stellung des Ventilschiebers 9 relativ zu dem Ventilgehäuse 10 die sechste Ventiltasche 17.6 von der siebten Ventiltasche 17.7 ab, sodass die sechste Ventiltasche 17.6 nicht mit der siebten Ventiltasche 17.7 verbunden ist und sodass der achte Anschluss 19.8 nicht mit dem neunten Anschluss 19.9 verbunden ist.
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Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt. Unter dem Merkmal „trennt“, „getrennt“ oder „nicht verbunden“ hingegen kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweils voneinander getrennten Elemente nicht hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass kein Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.
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Der erste Kolben 28 ist topfförmig ausgestaltet und bildet einen Innenraum 32 sowie eine innere Druckfläche 33, die sich in der radialen Richtung r erstreckt (und damit quer zur Längsachse L und zu den axialen Richtungen x1, x2). Das Federelement 15 erzeugt eine mechanische Vorspannkraft, die in der zweiten Richtung x2 auf die innere Druckfläche 33 des ersten Kolbens 28 wirkt. Die erste Ventiltasche 17.1 ist über die Längsbohrung 18 mit dem Innenraum 32 des ersten Kolbens 28 verbunden. Das Federelement 15 spannt den Systemdruckventilschieber 9 in einer ersten Schaltstellung mechanisch vor. Wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet, dann schlägt der vierte Kolben 31 in der zweiten axialen Richtung x2 im Bereich der siebten Ventiltasche 17.7 an ein stirnseitiges Ende des Ventilgehäuses 10 an. Diese definierte erste Schaltstellung nimmt der Systemdruckventilschieber 9 insbesondere immer dann ein, wenn das Hydrauliksystem 1 drucklos geschaltet ist, weshalb die erste Schaltstellung auch als Ausgangslage des Systemdruckventils 8 bezeichnet werden kann.
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Die mechanische Vorspannkraft des Federelements 15 kann durch einen hydraulischen Vorsteuerdruck verstärkt werden, der durch das Vorsteuerventil 22 erzeugt wird. Ein Druckeingang des Vorsteuerventils 22 kann dabei mit dem Primärkreis 11 verbunden sein, um das Vorsteuerventil 22 mit unter Druck stehendem Öl zu versorgen. Das Vorsteuerventil 22 gibt den hydraulischen Vorsteuerdruck aus, aus dem eine hydraulische Vorsteuerkraft resultiert, die in der gleichen Richtung auf den Systemdruckventilschieber 9 wirkt wie die mechanische Vorspannkraft des Federelements 15, sodass die hydraulische Vorsteuerkraft die mechanische Vorspannkraft verstärkt. Das Vorsteuerventil 22 kann beispielsweise eine Druck-Strom-Kennlinie mit fallendem Gradienten aufweisen, sodass das Vorsteuerventil 22 über seinen Druckausgang 24 den maximal möglichen hydraulischen Vorsteuerdruck in die Vorsteuerdruckleitung 20 einspeist, wenn ein elektromagnetischer Aktuator des Vorsteuerventils 22 nicht bestromt wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn bei einer Aktivierung eines mechanischen Notlaufs des Automatikgetriebes 2 eine Strom- bzw. Spannungsversorgung der elektronischen Getriebesteuerung 35 abgestellt wird.
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Wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet, dann dichtet der erste Kolben 28 die zweite Ventiltasche 17.2 von der dritten Ventiltasche 17.3 ab, sodass die zweite Ventiltasche 17.2 nicht mit der dritten Ventiltasche 17. 3 verbunden ist und sodass der zweite Anschluss 19.2 weder mit dem dritten Anschluss 19.3 noch mit dem vierten Anschluss 19.4 verbunden ist. Auf diese Weise wird Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert, über dessen ersten Druckausgang 6 ausgegeben und an den dritten Anschluss 19.3 angelegt wird, über die dritte Ventiltasche 17.3, die Längsbohrung 18 sowie den vierten Anschluss 19.4 des Systemdruckventils 8 ausschließlich in den Primärkreis 11 und nicht in den Sekundärkreis 12 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet.
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Wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet, dann dichtet weiterhin der zweite Kolben 29 die vierte Ventiltasche 17.4 von der fünften Ventiltasche 17.5 ab, sodass die vierte Ventiltasche 17.4 nicht mit der fünften Ventiltasche 17.5 verbunden ist und sodass der fünfte Anschluss 19.5 weder mit dem sechsten Anschluss 19.6 noch mit dem siebten Anschluss 19.7 verbunden ist. Auf diese Weise wird Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen zweiten Druckausgang 7 ausgegeben wird, über den sechsten Anschluss 19.6, die fünfte Ventiltasche 17.5, die Längsbohrung 18 sowie den siebten Anschluss 19.7 des Systemdruckventils 8 ausschließlich in den Primärkreis 11 und nicht in den Sekundärkreis 12 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet.
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Dadurch, dass keine von dem Pumpensystem 5 geförderte und über dessen beide Druckausgänge 6, 7 ausgegebene Hydraulikflüssigkeit über das Systemdruckventil 8 in den Sekundärkreis 12 fließt, sondern ausschließlich in den Primärkreis 11, stellt das Systemdruckventil 8 einen maximalen primären Systemdruck Psys1 in dem Primärkreis 11 ein, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der ersten Schaltstellung befindet. Der primäre Systemdruck dient insbesondere zum Schalten der Schaltelemente A bis E sowie K0 und WK.
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Wenn das Pumpensystem 5 Hydraulikflüssigkeit in das Hydrauliksystem 1 fördert, dann entsteht ein Druck, welcher über das Systemdruckventil 8 geregelt werden kann. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist der neunte Anschluss 19.9 des Systemdruckventils 8 über eine Blende 25 mit dem ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 verbunden. Im Wesentlichen funktioniert diese Druckregelung derart, dass ein durch den ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 erzeugter Pumpendruck über die Blende 25 und den neunten Anschluss 19.9 der siebten Ventiltasche 17.7 der Längsbohrung 18 zugeführt wird und dort auf eine stirnseitige Druckfläche 36 des Systemdruckventilschiebers 9 wirkt. Aus dieser Rückkopplung des Pumpendrucks resultiert eine Rückkopplungskraft, die der mechanischen Vorspannkraft des Federelements 15 und der hydraulischen Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 entgegenwirkt. Die Rückkopplungskraft wirkt daher derart auf den Systemdruckventilschieber 9, dass dieser dazu tendiert, sich in Richtung eines Endanschlags auf der ersten Stirnseite S1 zu bewegen. Wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in dem Endanschlag befindet, dann schlägt der erste Kolben 28 in der ersten axialen Richtung x1 im Bereich der federseitigen ersten Ventiltasche 17.1 an ein stirnseitiges Ende des Ventilgehäuses 8 an.
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Auf einem Weg von der ersten Schaltstellung in den Endanschlag nimmt der Systemdruckventilschieber 9 eine zweite Schaltstellung und eine dritte Schaltstellung ein, wobei durch den ersten Kolben 28 bzw. den zweiten Kolben 29 die zweite Ventiltasche 17.2 bzw. die vierte Ventiltasche 17.4 überfahren werden, über die überschüssiges Hydraulikflüssigkeitsvolumen abgelassen und damit der primäre Systemdruck Psys1 im geregelten primären Systemdruckkreis entlüftet bzw. herabgesetzt werden kann.
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Im Detail dichtet der erste Kolben 28 (wie auch in der ersten Schaltstellung und durch 1 gezeigt), wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der zweiten Schaltstellung befindet, die zweite Ventiltasche 17.2 von der dritten Ventiltasche 17.3 ab, sodass die zweite Ventiltasche 17.2 nicht mit der dritten Ventiltasche 17. 3 verbunden ist und sodass der zweite Anschluss 19.2 weder mit dem dritten Anschluss 19.3 noch mit dem vierten Anschluss 19.4 verbunden ist. Auf diese Weise wird Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen ersten Druckausgang 6 ausgegeben wird, über den dritten Anschluss 19.3, die dritte Ventiltasche 17.3, die Längsbohrung 18 sowie den vierten Anschluss 19.4 des Systemdruckventils 8 ausschließlich in den Primärkreis 11 und nicht in den Sekundärkreis 12 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der zweiten Schaltstellung befindet.
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Allerdings öffnet der zweite Kolben 29 (anders als in der ersten Schaltstellung) nunmehr, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der zweiten Schaltstellung befindet, die vierte Ventiltasche 17.4 gegenüber der fünften Ventiltasche 17.5, sodass die vierte Ventiltasche 17.4 mit der fünften Ventiltasche 17.5 verbunden ist (wie durch 1 gezeigt) und sodass der fünfte Anschluss 19.5 nunmehr insbesondere mit dem sechsten Anschluss 19.6 verbunden ist. Auf diese Weise wird zum einen ein erster Anteil der Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen zweiten Druckausgang 7 ausgegeben wird, über den sechsten Anschluss 19.6, die fünfte Ventiltasche 17.5, die Längsbohrung 18 sowie den siebten Anschluss 19.7 des Systemdruckventils 8 in den Primärkreis 11 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der zweiten Schaltstellung befindet. Zum anderen wird ein zweiter Anteil der der Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen zweiten Druckausgang 7 ausgegeben wird, über den sechsten Anschluss 19.6, die fünfte Ventiltasche 17.5, die Längsbohrung 18 sowie den fünften Anschluss 19.5 des Systemdruckventils 8 in den Sekundärkreis 12 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der zweiten Schaltstellung befindet.
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Wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 aus der zweiten Schaltstellung weiter in Richtung des Endanschlags verschiebt und dabei die dritte Schaltstellung einnimmt, dann öffnet der erste Kolben (anders als in der ersten und in der zweiten Schaltstellung) nunmehr die zweite Ventiltasche 17.2 gegenüber der dritten Ventiltasche 17.3, sodass die zweite Ventiltasche 17.2 mit der dritten Ventiltasche 17. 3 verbunden ist und sodass der zweite Anschluss 19.2 insbesondere mit dem dritten Anschluss 19.3 verbunden ist. Auf diese Weise wird zum einen ein erster Anteil der Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen ersten Druckausgang 6 ausgegeben wird, über den dritten Anschluss 19.3, die dritte Ventiltasche 17.3, die Längsbohrung 18 sowie den vierten Anschluss 19.4 des Systemdruckventils 8 in den Primärkreis 11 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der dritten Schaltstellung befindet. Zum anderen wird ein zweiter Anteil der der Hydraulikflüssigkeit, die von dem Pumpensystem 5 gefördert und über dessen ersten Druckausgang 6 ausgegeben wird, über den dritten Anschluss 19.3, die dritte Ventiltasche 17.3, die Längsbohrung 18 sowie den zweiten Anschluss 19.2 des Systemdruckventils 8 in den Sekundärkreis 12 geleitet, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der dritten Schaltstellung befindet. Der zweite Kolben 29 öffnet (wie in der vorstehend beschrieben zweiten Schaltstellung, jedoch nunmehr mit größerem Öffnungsquerschnitt) weiterhin die vierte Ventiltasche 17.4 gegenüber der fünften Ventiltasche 17.5, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der dritten Schaltstellung befindet, sodass noch mehr Hydraulikflüssigkeit in die Schmierdruckleitung 23 gefördert wird, wenn sich der Systemdruckventilschieber 9 in der dritten Schaltstellung befindet (verglichen mit der zweiten Schaltstellung). Zur Variation der Höhe des primären Systemdrucks Psys1 kann über das Vorsteuerventil 9 über die hydraulische Vorsteuerdruckleitung 21 der Vorsteuerdruck in der federseitigen ersten Ventiltasche 17.1 variiert werden.
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In dem durch 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der zweite Kolben 29 einen ersten Durchmesser d1 auf und der dritte Kolben 30 einen zweiten Durchmesser d2. Der erste Durchmesser d1 ist geringfügig größer als der zweite Durchmesser d2. Beispielsweise kann der erste Durchmesser 1mm größer sein als der zweite Durchmesser d2. Aufgrund dieser Durchmesserdifferenz Δd (in dem genannten Beispiel Δd = d1 - d2 = 1mm) ist eine erste radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 größer als eine zweite radiale Druckangriffsfläche 34 des dritten Kolbens 30.
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Der durch den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ausgegebene Druck wirkt als Sekundärpumpendruck PPsek sowohl auf die erste radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 als auch auf die zweite radiale Druckangriffsfläche 34 des dritten Kolbens 30. Da die radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 größer ist als die radiale Druckangriffsfläche 34 des dritten Kolbens 30, resultiert aus dem Sekundärpumpendruck PPsek eine Verschiebekraft, welche in der ersten axialen Richtung x1 auf die erste radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 wirkt. Diese Verschiebekraft wirkt der mechanischen Vorspannkraft des Federelements 15 und der hydraulischen Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 entgegen. Somit wirken die Rückkopplungskraft (auf die stirnseitige Druckfläche 36) und die Verschiebekraft (auf die erste radiale Druckangriffsfläche 26) in der ersten axialen Richtung x1 auf den Systemdruckventilschieber 9. Dahingegen wirken die mechanische Vorspannkraft des Federelements 15 und die hydraulische Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 (auf die innere Druckfläche 33 des ersten Kolbens 28) in der zweiten axialen Richtung x2 auf den Systemdruckventilschieber 9.
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Dabei erhöht die in der ersten axialen Richtung x1 auf die erste radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 des Systemdruckventilschiebers 9 wirkende Verschiebekraft die in der gleichen Richtung x1 auf den Systemdruckventilscheiber 9 wirkende Rückkopplungskraft, wenn die Sekundärflut des Pumpensystems 5 mit Hochdruck beaufschlagt ist und über den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ein entsprechend hoher Sekundärdruck PPsek ausgegeben wird. Wenn die Sekundärflut auf Niederdruck abgesenkt wird, dann verringert sich der über den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ausgegebene Sekundärdruck PPsek entsprechend, sodass auch die Verschiebekraft entsprechend verringert wird. Diese Änderung der Verschiebekraft in Abhängigkeit des Druckzustands der Sekundärflut des Pumpensystems 5 führt zu einer Stabilisierung des Hydrauliksystems 1, d.h. das Hydrauliksystem 1 ist weniger anfällig gegenüber Toggeln.
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3 zeigt ein zweites Hydrauliksystem 100 das ähnlich aufgebaut ist, wie das Hydrauliksystem 1 nach 1. 3 zeigt lediglich einen Teil des gesamten Hydrauliksystems, das dazu eingerichtet ist, mehrere Schaltelemente (Bremsen und/oder Kupplungen; nicht gezeigt) des Automatikgetriebes 2 zu betätigen. Das Hydrauliksystem 100 umfasst insbesondere ein Pumpensystem 5 mit einem ersten Druckausgang 6 und mit einem zweiten Druckausgang 7. Das Pumpensystem 5 nach 3 ist identisch aufgebaut und erfüllt die gleichen Funktion wie das Pumpensystem 5 nach 1. Weiterhin umfasst das Hydrauliksystem 100 insbesondere ein Systemdruckventil 8 mit einem Systemdruckventilschieber 9 und mit einem Ventilgehäuse 10. Ferner umfasst das Hydrauliksystem 1 einen Primärkreis 11, einen Sekundärkreis 12 und einen Tertiärkreis 13, die gleich aufgebaut sein und die gleichen Funktionen erfüllen können, wie dies im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist.
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Das Systemdruckventil 8 nach 3 ist im Wesentlichen gleich aufgebaut wie das Systemdruckventil 8 nach 1, wobei im Folgenden zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. So weist der zweite Kolben 29 der Kolbenstange 27 des Systemdruckventilschiebers 9 nach 3 einen ersten Durchmesser d1 auf, der gleich groß ist wie ein zweiter Durchmesser d2 des dritten Kolbens 30 der Kolbenstange 27 des Systemdruckventilschiebers 9. Somit ist auch die erste radiale Druckangriffsfläche 26 des zweiten Kolbens 29 gleich groß wie die zweite radiale Druckangriffsfläche 34 des dritten Kolbens 30. Weiterhin ist der achte Anschluss 19.8 zwar weiterhin ein Druckausgang. Allerdings ist der achte Anschluss 19.8 nicht über eine Blende mit einem drucklosen Tank T verbunden (vgl. 1), sondern mit dem Primärkreis 11.
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Anstatt das Hydrauliksystem 100 mittels einer Durchmesserdifferenz Δd an Kolben 29, 30 der Kolbenstange 27 des Systemdruckventilschiebers 9 gegenüber Togglen zu schützen (vgl. 1), wird in dem Ausführungsbeispiel nach 3 der Sekundärdruck des Pumpensystems 5 über eine erste hydraulische Druckteilerschaltung 36 auf die stirnseitige Druckfläche 36 des vierten Kolbens 31 der Kolbenstange 27 des Systemdruckventilschiebers 9 geleitet. Die erste hydraulische Druckteilerschaltung 36 umfasst eine erste Druckteilerbelende 37 und eine zweite Druckteilerblende 38. Die erste Druckteilerblende 37 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 0,5 mm auf. Die zweite Druckteilerblende 38 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 1,2 mm auf und ist damit größer als der Durchmesser der ersten Druckteilerblende 37.
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Der zweite Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ist über eine Sekundärdruckleitung 39 mit dem sechsten Anschluss 19.6 (Druckeingang) des Systemdruckventils 8 verbunden. Eine erste Druckteilerleitung 40 zweigt zwischen dem zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 und dem sechsten Anschluss 19.6 des Systemdruckventils 8 von der Sekundärdruckleitung 39 ab. Von der ersten Druckteilerleitung 40 zweigt weiterhin eine zweite Druckteilerleitung 41 ab. Die erste Druckteilerblende 37 ist innerhalb der ersten Druckteilerleitung 40 angeordnet. Ein erster Abschnitt 41.1 der zweiten Druckteilerleitung 41 ist mit dem drucklosen Tank T verbunden, wobei die zweite Druckteilerblende 38 innerhalb des ersten Abschnitts 41.1 der zweiten Druckteilerleitung 41 angeordnet ist. Ein zweiter Abschnitt 41.2 der zweiten Druckteilerleitung 41 ist mit dem neunten Anschluss 19.9 (Druckeingang) des Systemdruckventils 8 verbunden.
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Der durch den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ausgegebene Sekundärpumpendruck PPsek wird durch die hydraulische Druckteilerschaltung 36 auf einen reduzierten Sekundärpumpendruck P'Psek herabgesetzt. Über das Durchmesserverhältnis der beiden Druckteilerblenden 37, 38 kann dabei die Stärke dieser Druckreduzierung eingestellt werden. Der reduzierte Sekundärpumpendruck P'Psek herrscht in dem zweiten Abschnitt 41.2 der zweiten Druckteilerleitung 41 vor und liegt an dem neunten Anschluss 19.9 des Systemdruckventils 8 an. Der reduzierte Sekundärpumpendruck P'Psek wird über den neunten Anschluss 19.9 der siebten Ventiltasche 17.7 der Längsbohrung 18 zugeführt und wirkt dort auf die stirnseitige Druckfläche 36 des Systemdruckventilschiebers 9. Aus dieser Rückkopplung des reduzierten Pumpendrucks P'Psek resultiert die gedämpfte Rückkopplungskraft, die der mechanischen Vorspannkraft des Federelements 15 und der hydraulischen Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 entgegenwirkt.
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Die Rückkopplungskraft wirkt daher derart auf den Systemdruckventilschieber 9, dass dieser dazu tendiert, sich in Richtung eines Endanschlags auf der ersten Stirnseite S1 zu bewegen. Somit wirkt die gedämpfte Rückkopplungskraft (auf die stirnseitige Druckfläche 36) in der ersten axialen Richtung x1 auf den Systemdruckventilschieber 9. Dahingegen wirken die mechanische Vorspannkraft des Federelements 15 und die hydraulische Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 (auf die innere Druckfläche 33 des ersten Kolbens 28) in der zweiten axialen Richtung x2 auf den Systemdruckventilschieber 9. Bei der durch 3 gezeigten Lösung entsteht über die zweite Druckteilerblende 38 in Richtung des Tanks T eine zusätzliche Leckage in dem Hydrauliksystem 100. Diese Leckage erhöht den Primärbedarf, wenn die sekundäre Flut auf Hochdruck geschaltet ist und nach der Druckabsenkung den Sekundärbedarf.
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4 zeigt ein drittes Hydrauliksystem 300, welches dieses Problem löst. Das Hydrauliksystem 200 nach 4 ist ähnlich aufgebaut wie das zweite Hydrauliksystem 100 nach 3. Die 4 zeigt lediglich einen Teil des gesamten Hydrauliksystems, das dazu eingerichtet ist, mehrere Schaltelemente (Bremsen und/oder Kupplungen; nicht gezeigt) des Automatikgetriebes 2 zu betätigen. Das Hydrauliksystem 200 umfasst insbesondere ein Pumpensystem 5 mit einem ersten Druckausgang 6 und mit einem zweiten Druckausgang 7. Das Pumpensystem 5 nach 3 ist identisch aufgebaut und erfüllt die gleichen Funktion wie die Pumpensysteme 5 nach 1 und 3. Weiterhin umfasst das Hydrauliksystem 200 insbesondere ein Systemdruckventil 8 mit einem Systemdruckventilschieber 9 und mit einem Ventilgehäuse 10. Ferner umfasst das Hydrauliksystem 200 einen Primärkreis 11, einen Sekundärkreis 12 und einen Tertiärkreis 13, die gleich aufgebaut sein und die gleichen Funktionen erfüllen können, wie dies im Zusammenhang mit 1 und 3 beschrieben ist. Das Systemdruckventil 8 nach 4 ist gleich aufgebaut wie das Systemdruckventil 8 nach 3, wobei die Anschlüsse des Systemdruckventils 8 teilweise anders verbunden sind. Im Folgenden wird zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 eingegangen.
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So ist der achte Anschluss 19.8 (Druckausgang) des Systemdruckventils 8 (wie im Ausführungsbeispiel nach 1) über eine Blende mit dem drucklosen Tank verbunden. Weiterhin werden in dem Ausführungsbeispiel nach 4 ein Primärdruck und ein Sekundärdruck des Pumpensystems 5 über eine zweite hydraulische Druckteilerschaltung 42 auf die stirnseitige Druckfläche 36 des vierten Kolbens 31 der Kolbenstange 27 des Systemdruckventilschiebers 9 geleitet. Die zweite hydraulische Druckteilerschaltung 36 umfasst eine erste Druckteilerbelende 43, eine zweite Druckteilerblende 44 und eine dritte Druckteilerblende 45. Die erste Druckteilerblende 43 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 1,2 mm auf. Die zweite Druckteilerblende 44 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 0,6 mm auf und ist damit kleiner als der Durchmesser der ersten Druckteilerblende 43. Die dritte Druckteilerblende 45 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 1,0 mm auf, und ist damit größer als der Durchmesser der zweiten Druckteilerblende 44 und kleiner als der Durchmesser der ersten Druckteilerblende 43.
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Der erste Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 ist über eine Primärdruckleitung 49 mit dem dritten Anschluss 19.3 (Druckeingang) des Systemdruckventils 8 verbunden. Eine erste Druckteilerleitung 46 zweigt zwischen dem ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 und dem dritten Anschluss 19.3 des Systemdruckventils 8 von der Primärdruckleitung 49 ab. Die erste Druckteilerblende 43 ist innerhalb der ersten Druckteilerleitung 46 angeordnet. Die erste Druckteilerleitung 46 ist an einem Knotenpunkt 48 mit einer zweiten Druckteilerleitung 47 und mit einer dritten Druckteilerleitung 50 verbunden. Die dritte Druckteilerleitung 50 führt zu dem neunten Anschluss 19.9 des Systemdruckventils 8. Die dritte Druckteilerblende 45 ist innerhalb der dritten Druckteilerleitung 50 angeordnet.
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Der zweite Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ist (wie in den Ausführungsbeispiel nach 3) über eine Sekundärdruckleitung 39 mit dem sechsten Anschluss 19.6 (Druckeingang) des Systemdruckventils 8 verbunden. Die zweite Druckteilerleitung 47 zweigt zwischen dem zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 und dem sechsten Anschluss 19.6 des Systemdruckventils 8 von der Sekundärdruckleitung 39 ab. Die zweite Druckteilerblende 44 ist innerhalb der zweiten Druckteilerleitung 47 angeordnet. Von der zweiten Druckteilerleitung 47 zweigt an dem Knotenpunkt 48 die dritte Druckteilerleitung 50 ab, die mit dem neunten Anschluss 19.9 (Druckeingang) des Systemdruckventils 8 verbunden ist.
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Der durch den ersten Druckausgang 6 des Pumpensystems 5 ausgegebene Primärpumpendruck PPprim wird durch die hydraulische Druckteilerschaltung 42 reduziert. Das gleiche gilt für den durch den zweiten Druckausgang 7 des Pumpensystems 5 ausgegebene Sekundärpumpendruck PPsek. Über das Durchmesserverhältnis der drei Druckteilerblenden 43, 44, 45 kann dabei die Stärke dieser Druckreduzierung eingestellt werden. Die beiden reduzierten Drücke werden in der dritten Druckteilerleitung 50 vor dem neunten Eingang 19.9 des Systemdruckventils 8 zu einem gemeinsamen reduzierten Rückkopplungsdruck PRred zusammengeführt. Der gemeinsame reduzierte Rückkopplungsdruck PRred herrscht in der dritten Druckteilerleitung 50 vor und liegt an dem neunten Anschluss 19.9 des Systemdruckventils 8 an. Der gemeinsame reduzierte Rückkopplungsdruck PRred wird über den neunten Anschluss 19.9 der siebten Ventiltasche 17.7 der Längsbohrung 18 zugeführt und wirkt dort auf die stirnseitige Druckfläche 36 des Systemdruckventilschiebers 9. Aus dieser Rückkopplung des gemeinsamen reduzierten Rückkopplungsdrucks PRred resultiert eine gedämpfte Rückkopplungskraft, die der mechanischen Vorspannkraft des Federelements 15 und der hydraulischen Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 entgegenwirkt.
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Die Rückkopplungskraft wirkt daher derart auf den Systemdruckventilschieber 9, dass dieser dazu tendiert, sich in Richtung eines Endanschlags auf der ersten Stirnseite S1 zu bewegen. Somit wirkt die Rückkopplungskraft (auf die stirnseitige Druckfläche 36) in der ersten axialen Richtung x1 auf den Systemdruckventilschieber 9. Dahingegen wirken die mechanische Vorspannkraft des Federelements 15 und die hydraulische Vorsteuerkraft des Vorsteuerventils 22 (auf die innere Druckfläche 33 des ersten Kolbens 28) in der zweiten axialen Richtung x2 auf den Systemdruckventilschieber 9. Bei der durch 4 gezeigten Lösung wird die Abhängigkeit des Sekundärdrucks PPsek auf die axiale Rückkopplungskraft am Systemdruckventilschieber 9 erreicht, indem der Primärpumpendruck PPprim des Primärkreises des Pumpensystems 5 reduziert wird, sobald der Sekundärpumpendruck PPsek auf Niederdruck abgesenkt ist. Der Vorteil an dem Hydrauliksystem 200 nach 4 ist insbesondere, dass die Leckage (im Vergleich zu dem Hydrauliksystem 100 nach 3) erst entsteht, wenn der Sekundärpumpendruck PPsek auf Niederdruck abgesenkt wurde (davor beide Kreise auf Hochdruck) und danach das Öl nicht in den Tank T fließt, sondern dem Sekundärkreis 12 zugeführt wird. Dadurch geht das Öl nicht ungenutzt verloren.
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Bezugszeichen
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- d1
- Durchmesser des zweiten Kolbens
- d2
- Durchmesser des dritten Kolbens
- L
- Längsachse Systemdruckventil
- r
- radiale Richtung Ventilgehäuse
- PPsek
- Sekundärdruck des Pumpensystems
- P'Psek
- reduzierter Sekundärdruck des Pumpensystems
- PRred
- gemeinsamer reduzierter Rückkopplungsdruck
- Psys1
- primärer Systemdruck
- Psys2
- sekundärer Systemdruck
- S1
- erste Stirnseite Systemdruckventil
- S2
- zweite Stirnseite Systemdruckventil
- T
- Getriebesumpf/druckloser Tank
- x1
- erste axiale Richtung
- x1
- zweite axiale Richtung
- 1
- Hydrauliksystem
- 2
- Automatikgetriebe
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Motor
- 4.1
- Verbrennungskraftmotor
- 4.2
- elektrische Maschine
- 5
- Pumpensystem
- 6
- erster Druckausgang Pumpensystem
- 7
- zweiter Druckausgang Pumpensystem
- 8
- Systemdruckventil
- 9
- Systemdruckventilschieber
- 10
- Ventilgehäuse
- 11
- Primärkreis
- 12
- Sekundärkreis
- 13
- Tertiärkreis
- 14
- Schmierventil
- 15
- Federelement
- 16.1
- erster Ventilbund
- 16.2
- zweiter Ventilbund
- 16.3
- dritter Ventilbund
- 16.4
- vierter Ventilbund
- 16.5
- fünfter Ventilbund
- 16.6
- sechster Ventilbund
- 16.7
- siebter Ventilbund
- 17.1
- erste Ventiltasche
- 17.2
- zweite Ventiltasche
- 17.3
- dritte Ventiltasche
- 17.4
- vierte Ventiltasche
- 17.5
- fünfte Ventiltasche
- 17.6
- sechste Ventiltasche
- 17.7
- siebte Ventiltasche
- 18
- Längsbohrung Ventilgehäuse
- 19.1
- erster Anschluss Systemdruckventil
- 19.2
- zweiter Anschluss Systemdruckventil
- 19.3
- dritter Anschluss Systemdruckventil
- 19.4
- vierter Anschluss Systemdruckventil
- 19.5
- fünfter Anschluss Systemdruckventil
- 19.6
- sechster Anschluss Systemdruckventil
- 19.7
- siebter Anschluss Systemdruckventil
- 19.8
- achter Anschluss Systemdruckventil
- 19.9
- neunter Anschluss Systemdruckventil
- 20
- Vorsteuerdruckleitung
- 21
- Vorsteuerdruckblende
- 22
- Vorsteuerventil
- 23
- Schmierölleitung
- 24
- Druckausgang Vorsteuerventil
- 25
- Blende
- 26
- erste radiale Druckangriffsfläche
- 27
- Kolbenstange
- 28
- erster Kolben
- 29
- zweiter Kolben
- 30
- dritter Kolben
- 31
- vierter Kolben
- 32
- Innenraum erster Kolben
- 33
- innere Druckfläche erster Kolben
- 34
- zweite radiale Druckangriffsfläche
- 35
- erste hydraulische Druckteilerschaltung
- 36
- stirnseitige Druckfläche Systemdruckventilschieber
- 37
- erste Druckteilerblende der ersten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 38
- zweite Druckteilerblende der ersten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 39
- Sekundärdruckleitung
- 40
- erste Druckteilerleitung der ersten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 41
- zweite Druckteilerleitung der ersten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 41.1
- erster Abschnitt der zweiten Druckteilerleitung
- 41.2
- zweiter Abschnitt der zweiten Druckteilerleitung
- 42
- zweite hydraulische Druckteilerschaltung
- 43
- erste Druckteilerbelende der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 44
- zweite Druckteilerblende der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 45
- dritte Druckteilerblende der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 46
- erste Druckteilerleitung der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 47
- zweite Druckteilerleitung der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
- 48
- Knotenpunkt
- 49
- Primärdruckleitung
- 50
- dritte Druckteilerleitung der zweiten hydraulischen Druckteilerschaltung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004025764 A1 [0003]
- DE 102016218186 A1 [0018]