DE10222447A1

DE10222447A1 - Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung

Info

Publication number: DE10222447A1
Application number: DE10222447A
Authority: DE
Inventors: Georg Gierer; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, mit einem Kupplungskolben, welcher mit einer ersten Fläche einen mit Hydraulikmedium beaufschlagbaren Kupplungsraum und mit einer zweiten Fläche einen Rückstellraum mit einer auf den Kupplungskolben wirkenden Rückstelleinrichtung begrenzt. Die Rückstelleinrichtung ist hydraulisch derart ausgeführt, daß der Kupplungskolben auf seiner dem Rückstellraum zugewandten Fläche in einem nichtgeschalteten Zustand der Kupplung mit Druck beaufschlagt und in einem geschalteten Zustand der Kupplung entlastet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
In der Praxis erfolgt das Schalten einer Kraftfahrzeugkupplung, wie beispielsweise einer Lamellenkupplung in einem Lastschaltgetriebe, zwischen einem betätigten und einem nichtbetätigten Zustand durch Verschiebung eines doppeltwirkenden Kupplungskolbens mittels eines Hydraulikmediums, wobei der Kupplungskolben mit einer ersten Fläche einen mit Hydraulikmedium beaufschlagbaren Kupplungsraum und mit einer zweiten Fläche einen Rückstellraum mit einer auf den Kolben wirkenden Rückstelleinrichtung begrenzt. Die Betätigung bzw. das Zuschalten der Kupplung erfolgt dabei in der Regel gegen die Kraft einer Feder, meist einer Tellerfeder, oder gegen einen stets seitens des Rückstellraums auf den Kupplungskolben wirkenden Gegendrucks.
Ein solcher Aufbau hat nachteilhafterweise zur Folge, daß der benötigte Schaltdruck um die Kraft des Gegendrucks bzw. der Federkraft angehoben werden muß, wodurch der nutzbare Regelbereich eines üblicherweise als Aktuator verwendeten Druckvorsteuerventils reduziert wird.
Dies bedeutet bei dem typischen Anwendungsfall einer Kupplung in einem Lastschaltgetriebe, daß annähernd 15% der Druckleistung, welche zur Sicherstellung der Übertragungsfähigkeit der Kupplung benötigt wird, über eine Feder in dem Rückstellraum an einem Gehäuse abgestützt wird und nicht zur Übertragungsfähigkeit zur Verfügung steht. Diese Reduzierung des nutzbaren Regelbereichs des Aktuators ist insbesondere in einem Bereich niedrigen Drucks problematisch, in dem ein Druckregler gewöhnlich ein sehr flaches Verhalten zeigt und dieser zur Sicherstellung einer bestimmten Druckleistung wesentlich stärker bestromt werden muß, als es in oberen Druckbereichen der Fall ist.
Neben der durch die Reduzierung des Regelbereichs bewirkten Verschlechterung einer Auflösung des Ansteuerstroms im Verhältnis zum Übertragungsmoment der Kupplung weisen bekannte Lösungen mit einer Tellerfeder oder sonstigen Federn im Rückstellraum die bei Verwendung von Federn typischen Nachteile auf. Hierzu zählen die üblicherweise große Toleranz und die große Hysterese bei Verwendung einer Tellerfeder oder eines Federpaketes. Des weiteren ist bei Verwendung einer Feder nachteilig, daß die Alterung der Feder in der Neuauslegung berücksichtigt werden muß und die Feder in der Regel einen großen Bauraumbedarf hat.
Bei aus der Praxis bekannten Lösungen, bei denen das Schalten einer Kupplung bzw. die Verstellung des Kupplungskolbens entgegen eines anstehenden Gegendrucks erfolgt, besteht ebenfalls der Nachteil der Reduzierung des zur Verfügung stehenden Regelbereiches und der Verschlechterung des Verhältnisses des aufzubringenden Ansteuerdruckes gegenüber dem übertragbaren Moment der Kupplung.
Des weiteren ist zur Einstellung eines solchen Gegendrucks ein zusätzliches Ventil notwendig, wobei der Ventildruck an die Kolbenreibung und den Staudruck beim Öffnen angepaßt werden muß.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, zu schaffen, mit der die vorstehend beschriebenen Nachteile überwunden werden, wobei insbesondere ein maximaler Regelbereich der Kupplung und ein geringer konstruktiver Aufwand angestrebt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Kupplungskolben, welcher mit einer ersten Fläche einen Kupplungsraum und mit einer zweiten Fläche einen Rückstellraum mit einer Rückstelleinrichtung begrenzt, wobei die Rückstelleinrichtung hydraulisch derart ausgeführt ist, daß der Kupplungskolben auf seiner dem Rückstellraum zugewandten Fläche in einem nichtgeschalteten Zustand der Kupplung mit Druck beaufschlagt und in einem geschalteten Zustand der Kupplung entlastet ist, hat insbesondere den Vorteil, daß auf eine ständig vorhandene, den nutzbaren Regelbereich reduzierende Gegenkraft zur Rückstellung des Kupplungskolbens verzichtet werden kann, so daß diese Kraft zusätzlich für den Regelbereich und die Übertragungsfähigkeit der Kupplung zur Verfügung steht. Dabei ergibt sich durch einen fast vollständig nutzbaren Vorsteuerdruckbereich eine hohe Auflösung des Verhältnisses eines Ansteuerstroms einer Vorsteuerung zum Moment an der Kupplung.

Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Druck-Offset, welcher von einer die Kupplung ansteuernden Ventileinrichtung zum Druckbeaufschlagen und Entlasten des Rückstellraums bereitgehalten werden muß, bei der Erfindung nur einen Bruchteil, beispielsweise zwischen 10% und 20%, des Drucks beträgt, welcher bei herkömmlichen Lösungen mit einer Gegenkraft permanent bereitgestellt werden muß.

Des weiteren ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung vorteilhaft, daß nur kleine Toleranzen der Kolbenkraft hingenommen werden müssen und der Bauraumbedarf sehr gering ist.

Zur Realisierung der Vorrichtung nach der Erfindung bedarf es auch keiner Zusatzventile, da als Gegendruck beispielsweise ein gegenüber einem Systemdruck reduzierter Druck bzw. Reduzierdruck verwendet werden kann, welcher als Vorsteuerdruck an Druckregler einer die Kupplung ansteuernden Steuer- und Regeleinheiten üblicherweise zugeführt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung ist daher eine einzige Ventileinrichtung vorgesehen, mittels der ein Wechsel zwischen einer Druckbeaufschlagung des Kupplungskolbens seitens des Kupplungsraums und des Rückstellraums durchgeführt wird. Diese Ventileinrichtung kann dabei als ein einziges Ventil ausgeführt sein oder aber auch durch mehrere zusammenwirkende Ventile realisiert sein.

Die Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungskolbens seitens des Rückstellraums kann bei der Vorrichtung nach der Erfindung als Schaltfunktion oder als Regelfunktion realisiert sein.

Die Entlastung des zur Rückstellung des Kupplungskolbens mit Druckmittel befüllten Rückstellraums bei einer gewünschten Zuschaltung der Kupplung kann mittels einer Schwarz-Weiß-Abschaltung des Druckes seitens des Rückstellraums erfolgen. Eine solche Lösung bietet den Vorteil einer leichten technischen Umsetzbarkeit, wobei aber Schleppmomente der Kupplung berücksichtigt werden müssen. Die Entlastung des Rückstellraumes kann beispielsweise in einer Druckreduzierung von einem Reduzierdruck-Niveau auf ein Null-Druckniveau oder ein Vorbefülldruck-Niveau bestehen.

Bei einer Realisierung der Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungskolbens seitens des Rückstellraumes als Regelfunktion, bei der die an dem Kupplungskolben seitens des Rückstellraums wirkende hydraulische Kraft in Abhängigkeit des Drucks eines Vorsteuerventils steht, kann der in dem Rückstellraum vorliegende Druck beispielsweise kontinuierlich auf ein Null-Niveau heruntergeregelt werden, wobei sich ein sehr stetiger Kraftverlauf ergibt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung.

Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Lastschaltgetriebes sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Ventileinrichtung zur Ansteuerung einer Kupplung, welche seitens eines Rückstellraumes über eine Schaltfunktion druckbeaufschlagbar und entlastbar ist;
Fig. 2 ein Diagramm mit Druckverläufen, welche mittels der Ventileinrichtung nach Fig. 1 darstellbar sind;
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführung einer Ventileinrichtung zur Ansteuerung einer Kupplung, wobei ein Druck seitens eines Rückstellraums auf die Kupplung über eine Regelfunktion aufbringbar und abführbar ist; und
Fig. 4 ein Diagramm mit Druckverläufen, welche mit der Vorrichtung nach Fig. 3 realisierbar sind.
Bezug nehmend auf Fig. 1 und Fig. 3 ist jeweils eine Vorrichtung 1, 1' zur Steuerung einer hydraulisch betätigbaren, als Lamellenkupplung ausgeführten Kupplung 2 eines Lastschaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges schematisch vereinfacht gezeigt.
Die Kupplung 2 weist einen in den Figuren nur symbolhaft dargestellten Kupplungskolben 3 auf, welcher in einem nicht näher dargestellten Zylinder verschieblich bewegbar ist und mit einer ersten Fläche A_1 einen mit Hydraulikmedium beaufschlagbaren Kupplungsraum 4 und mit einer zweiten, entgegengesetzt liegenden Fläche A_2 einen Rückstellraum 5 mit einer auf den Kupplungskolben 3 wirkenden Rückstelleinrichtung begrenzt. Der Kupplungsraum 4 und der Rückstellraum 5 sind in den Fig. 1 und Fig. 3 symbolisch durch ihre Bezugszeichen angedeutet.
Zur Betätigung der Kupplung 2 ist der Kupplungsraum 4 mit einem Hydraulikmedium als Druckmittel beaufschlagbar, welches über eine Leitung 6 in diesen geführt und von diesem wieder abgeführt werden kann. Um den Kupplungskolben 3 von einer Schaltposition in eine Ruheposition zurückzubewegen, ist eine hydraulische Rückstelleinrichtung derart vorgesehen, daß der Kupplungskolben 3 seitens des Rückstellraumes 5 ebenfalls mit Hydraulikmedium beaufschlagbar ist, wobei das Hydraulikmedium über eine Leitung 7 in den Rückstellraum 5 geführt und von diesem wieder abgeführt werden kann. Die mit dem Kupplungsraum 4 bzw. dem Rückstellraum 5 verbundenen Leitungen 6, 7 führen zu einer Ventileinrichtung 8, mittels der die Druckbeaufschlagung bzw. Entlastung des Kupplungsraums 4 und des Rückstellraumes 5 eingestellt wird.
Die Ventileinrichtung 8 stellt bei den gezeigten Ausführungen ein Schieberventilsystem dar, bei dem an einem Ventilschieber 9 mehrere Kolbenabschnitte 9A, 9B, 9C, 9C' ausgebildet sind, welche in Abhängigkeit eines an die Ventileinrichtung 8 herangeführten Ansteuerdruckes p_anst in einem Ventilgehäuse 10 verschiebbar sind. Dabei begrenzen jeweils zwei Kolbenabschnitte 9A, 9B in dem Ventilgehäuse 10 einen ersten Druckraum 11, der über die Druckleitung 6 mit dem Kupplungsraum 4 und über eine von der Druckleitung 6 abzweigende Rückkopplungsleitung 12 mit einem Rückkopplungsraum 13 an einer Stirnseite A_R des Ventilschiebers 9 in Verbindung steht. Je nach Ventilstellung bzw. axialer Position des Ventilschiebers 9 geben die den ersten Druckraum 11 begrenzenden stufenkolbenartigen Kolbenabschnitte 9A, 9B eine Verbindung zu einer Systemdruck p_sys führenden Druckzuführleitung 14 oder eine Verbindung zu einer zu einem Tank führenden Entlastungsleitung 15 frei.
Neben dem ersten Druckraum 11 wird durch den bereits letzteren begrenzenden Kolbenabschnitt 9B und einen weiteren stufenkolbenartigen Kolbenabschnitt 9C bzw. 9C' ein zweiter Druckraum 16 begrenzt. Dieser ist mit dem Rückstellraum 5 verbunden sowie je nach Ventilstellung mit einer gegenüber dem Systemdruck p_sys reduzierten Druck p_red, dessen Höhe vorliegend etwa der Hälfte des Systemdrucks p_sys entspricht, führenden Druckzuführleitung 17 oder einer zu einem Tank führenden Entlastungsleitung 18 verbunden.
Der den Verschiebeweg des Ventilschiebers 9 bestimmende Ansteuerdruck p_anst wird in einen Druckraum 19 geleitet, den der Ventilschieber 9 mit einer der Stirnseite A_R entgegengesetzten Stirnseite A_0 begrenzt. Zur Rückstellung des Ventilschiebers 9 bei Entlastung des mit Ansteuerdruck p_anst beaufschlagten Druckraums 19 ist in dem Rückkopplungsraum 13 eine Feder 20 angeordnet.
Der von einem Vorregler, wie z. B. einem herkömmlichen elektronischen Drucksteller, für die jeweilige Betriebssituation eingestellte Ansteuerdruck p_anst wird durch die Ventileinrichtung 8 bezüglich des in dem Kupplungsraum 4 auf die zugeordnete Fläche A_1 des Kupplungskolbens 3 wirkenden Drucks p_A1 verstärkt.
Bei dem in den Figuren dargestellten Zustand ist die Kupplung 2 jeweils geschaltet bzw. betätigt. Dabei ist der Ventilschieber 9 durch den Ansteuerdruck p_anst in dem Ventilgehäuse 10 derart verschoben, daß der Systemdruck p_sys über den ersten Druckraum 11 ungehindert in den Kupplungsraum 4 gelangen kann, wobei der Kupplungskolben 3 mit einem Druck p_A1 an seiner kupplungsraumzugewandten Fläche A_1 beaufschlagt wird. Der Rückstellraum 5 ist in diesem Zustand der Kupplung 3 druckentlastet, indem er über den zweiten Druckraum 16 mit der zu einem Tank führenden Entlastungsleitung 18 verbunden ist.
Die Rückstellung des Kupplungskolbens 3 von der in den Figuren dargestellten Schaltposition in eine Ruheposition, in welcher die Kupplung 2 nicht betätigt bzw. geschaltet ist, wird nachfolgend zunächst anhand der Fig. 1 näher beschrieben, wobei die Rückstellung des Kupplungskolbens 3 bei der Ausführung nach Fig. 1 über eine Schaltfunktion bezüglich des seitens des Rückstellraums 5 an dem Kupplungskolben 3 anliegenden Drucks p_A2 realisiert ist.
Wenn der Kupplungsdruck p_anst gegen Null reduziert wird, erfährt der Ventilschieber 9 durch die Feder 20 eine Verschiebung entgegen dem mit Ansteuerdruck p_anst beaufschlagten Druckraum 19, wobei die Kolbenabschnitte 9A, 9B, 9C während des Verschiebeweges des Ventilschiebers 9 zunächst den Öffnungsquerschnitt der Systemdruck p_sys in den ersten Druckraum 11 führenden Druckleitung 14 und der den Öffnungsschnitt, den Rückstellraum 5 und den zweiten Druckraum 16 der Ventileinrichtung 8 entlastenden Entlastungsleitung 18 verringern und letztlich schließen.
Durch weitere Verschiebung des Ventilschiebers 9 infolge absinkenden Ansteuerdrucks p_anst entgegen dessen Druckraum 19 wird der Öffnungsquerschnitt der den Kupplungsraum 4 und den ersten Druckraum 11 entlastenden Entlastungsleitung 15 freigegeben, so daß das in dem Kupplungsraum 4 befindliche Druckmittel abströmen kann, bevor der Öffnungsquerschnitt der den reduzierten Druck p_red führenden Druckzuführleitung 17 zur Befüllung des Rückstellraumes 5 geöffnet wird.
Die Kolbenabschnitte 9A, 9B, 9C sind dabei derart dimensioniert, daß zwischen dem Schließen der Öffnungsquerschnitte einer der Druckzuführleitungen 14, 17 und dem Öffnen der jeweils anderen Druckzuführleitung 14 bzw. 17 eine axiale Wegstrecke der Kolbenabschnitte mit einer Überdeckung beider Öffnungsquerschnitte 14, 17 gegeben ist, so daß die Druckzuführleitungen 14, 17 nie gleichzeitig geöffnet sind.
Mit Verschiebung des Ventilschiebers 9 bis zur Öffnung der Zuführsteuerkante des reduzierten Drucks p_red erfolgt die Bereitstellung des Gegendrucks p_A2 zur Rückstellung des Schaltkolbens 3 als Schaltfunktion.
Bei einer gewünschten Zuschaltung der Kupplung 2 erfolgt eine Verschiebung des Ventilschiebers 9 durch Erhöhung des Ansteuerdruckes p_anst in die entgegengesetzte Richtung, wobei der reduzierte Druck p_red bzw. der auf den Kupplungskolben 3 seitens des Rückstellraums 5 wirkende Druck p_A2 durch Schließung der Zuführsteuerkante des reduzierten Drucks p_red in der Art einer Schwarz-Weiß-Schaltung abgeschaltet wird, bevor die Öffnung des Querschnitts der Druckzuführleitung für den Systemdruck p_sys und die Beaufschlagung des Kupplungskolbens 3 mit Druck p_A1 seitens des Kupplungsraums 4 erfolgt. Die Abschaltung des rückstellraumseitigen Druckes p_A2 und der darauffolgende Anstieg des kupplungsraumseitigen Druckes p_A1 mit steigendem Ansteuerdruck p_anst ist in Fig. 2 dargestellt.
Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 1' gleicht in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Ausführung. Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 besteht bei der Vorrichtung 1' darin, daß die Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungkolbens 3 seitens des Rückstellraums 5 als Regelfunktion realisiert ist.
Während bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung die die Druckräume 11, 16 begrenzenden Kolbenabschnitte 9A, 9B, 9C gleich dimensioniert sind, ist bei der Ausführung nach Fig. 3 ein den zweiten Druckraum begrenzender Kolbenabschnitt 9C, welcher hier dem Druckraum 19 des Ansteuerdrucks p_anst zugewandt ist, kleiner als der weitere, den zweiten Druckraum 16 begrenzende, hier dem Rückkopplungsraum 13 zugewandte Kolbenabschnitt 9B ausgebildet, so daß sich eine Differenzfläche ergibt, welche entgegen der Kraft der Feder 20 in dem Rückkopplungsraum 13 wirkt.
Bei dieser Regelung, bei der der seitens des Rückstellraums 5 auf den Kupplungskolben 3 wirkende Druck p_A2 umgekehrt proportional zum Ansteuerdruck p_anst ist, öffnet bei zu hohem Druck p_A2 der Ventilschieber 9 die Kante zu der Entlastungsleitung 18 aus dem zweiten Druckraum 16, während bei zu niedrigem Druck p_A2 eine Verschiebung durch die Feder 20 hinsichtlich eines größeren Öffnungsquerschnittes für die den reduzierten Druck p_red führenden Druckzuführleitung 17 erfolgt.
Auf diese Weise wird eine separate Regelung des Drucks p_A2 seitens des Rückstellraums 5, welcher nun geregelt befüllbar und entlastbar ist, vorgenommen, wie es auch das Druckverlauf-Diagramm in Fig. 4 zeigt.
Bei einer Zuschaltung der Kupplung 2 bzw. einer Druckbeaufschlagung des Kupplungskolbens 3 seitens des Kupplungsraums 4 erfolgt nach Entlastung des Rückstellraums 5 bei beiden gezeigten Ausführungen eine Regelung des an dem Kupplungskolben 3 anliegenden Drucks p_A1. Bei dieser Regelung, bei der der an dem Kupplungskolben 3 anliegende Druck p_A1 die Regelgröße und der Ansteuerdruck p_anst die Führungsgröße ist, führt die Ventileinrichtung 8 mit dem jeweils zum Schließen der Systemdruck p_sys führenden Druckzuführleitung 14 vorgesehenen Kolbenabschnitt und dem zum Schließen der aus dem ersten Druckraum 11 abführenden Entlastungsleitung 15 vorgesehenen Kolbenabschnitt eine Modulation zwischen einer Öffnung der Druckzuführleitung 14 und einer Öffnung der Entlastungsleitung 15 aus.
Der Druckanstieg bei der Beaufschlagung des Kupplungskolbens 3 mit Druck p_A1 seitens des Kupplungsraums 4, welcher proportional zum Anstieg des Ansteuerdruckes p_anst ist, ist in den Druckverlauf-Diagrammen der Fig. 2 und Fig. 4 ersichtlich.
Es versteht sich, daß der Gegenstand der Erfindung nicht auf die beiden gezeigten Ausführungen beschränkt ist, da die gezeigte Ventileinrichtung auch mit mehreren separaten Ventilmodulen realisiert werden kann.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist auch an jegliche Dimensionierung der mit Druck beaufschlagen Flächen des Kupplungskolben anpaßbar. Bei den gezeigten Ausführungen ist die kupplungsraumseitige Fläche des Kupplungskolbens größer als die rückstellraumseitige Fläche ausgeführt. In anderen Ausführungen sind jedoch auch andere für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Flächenverhältnisse möglich, da die Flächen A1, A2, bezüglich des Gegenstandes der Erfindung in dem System frei wählbar sind. Bezugszeichen 1, 1' Vorrichtung
2 Kupplung
3 Kupplungskolben
4 Kupplungsraum
5 Rückstellraum
6 Leitung
7 Leitung
8 Ventileinrichtung
9 Ventilschieber
9A Kolbenabschnitt
9B Kolbenabschnitt
9C Kolbenabschnitt
9C' Kolbenabschnitt
10 Ventilgehäuse
11 erster Druckraum
12 Rückkopplungsleitung
13 Rückkopplungsraum
14 Druckzuführleitung für Systemdruck
15 Entlastungsleitung
16 zweiter Druckraum
17 Druckzuführleitung für reduzierten Druck
18 Entlastungsleitung
19 Druckraum
20 Feder
A_0 mit Ansteuerdruck beaufschlagbare Fläche des Ventil-schiebers
A_1 kupplungsraumseitige Fläche des Schaltkolbens
A_2 rückstellraumseitige Fläche des Schaltkolbens
A_R rückkopplungsraumseitige Fläche des Ventilschiebers
p_A1 kupplungsraumseitiger Druck an Kupplungskolben
p_A2 rückstellraumseitiger Druck an Kupplungskolben
p_anst Ansteuerdruck
p_red reduzierter Druck
p_sys Systemdruck

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung (2) eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, mit einem Kupplungskolben (3), welcher mit einer ersten Fläche (A_1) einen mit Hydraulikmedium beaufschlagbaren Kupplungsraum (4) und mit einer zweiten Fläche (A_2) einen Rückstellraum (5) mit einer auf den Kupplungskolben (3) wirkenden Rückstelleinrichtung begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung hydraulisch derart ausgeführt ist, daß der Kupplungskolben (3) auf seiner dem Rückstellraum (5) zugewandten Fläche (A_2) in einem nichtgeschalteten Zustand der Kupplung (2) mit Druck beaufschlagt und in einem geschalteten Zustand der Kupplung (2) entlastet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung (8) vorgesehen ist, mittels der ein Wechsel zwischen einer Druckbeaufschlagung des Kupplungskolbens (3) seitens des Kupplungsraums (4) und seitens des Rückstellraums (5) durchgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (8) als Schieberventilsystem mit mehreren Kolbenabschnitten (9A, 9B, 9C, 9C') ausgebildet ist, welche in Abhängigkeit eines an die Ventileinrichtung (8) herangeführten Ansteuerdrucks (p_anst) verschiebbar sind, wobei die Kolbenabschnitte einen ersten Druckraum (11), der mit dem Kupplungsraum (4) und einem Rückkopplungsraum (13) der Ventileinrichtung (8) verbunden ist und je nach Ventilstellung eine Verbindung zu einer Systemdruck (p_sys) führenden Druckzuführleitung (14) oder einer Entlastungsleitung (15) hat, und einen zweiten Druckraum (16), der mit dem Rückstellraum (5) verbunden ist und je nach Ventilstellung mit einer gegenüber dem Systemdruck (p_sys) reduzierten Druck (p_red) führenden Druckzuführleitung (17) oder einer Entlastungsleitung (18) verbunden ist, begrenzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung des Kupplungskolbens (3) in Richtung des Kupplungsraums (4) der Ansteuerdruck (p_anst) gegen Null reduziert wird, wobei durch eine Verschiebung der Kolbenabschnitte (9A, 9B, 9C, 9C') im ersten Druckraum (11) der Öffnungsquerschnitt der Systemdruck (p_sys) führenden Druckzuführleitung (14) verschlossen wird, bevor der Öffnungsquerschnitt der Entlastungsleitung (15) geöffnet wird, während im zweiten Druckraum (16) der Öffnungsquerschnitt der Entlastungsleitung (18) verschlossen wird, bevor der Öffnungsquerschnitt der den reduzierten Druck (p_red) führenden Druckzuführleitung (17) geöffnet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungskolbens (3) seitens des Rückstellraums (5) als Schaltfunktion realisiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckräume (11, 16) begrenzenden Kolbenabschnitte (9A, 9B, 9C) gleich dimensioniert sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungskolbens (3) seitens des Rückstellraums (5) als Regelfunktion realisiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelfunktion bei der Druckbeaufschlagung und Entlastung des Kupplungskolbens (3) seitens des Rückstellraums (5) derart realisiert ist, daß der den zweiten Druckraum (16) begrenzende Kolbenabschnitt (9C'), welcher einer mit dem Ansteuerdruck (p_anst) beaufschlagbaren Fläche (A_0) zugewandt ist, kleiner als der Kolbenabschnitt (9B) ausgebildet ist, der dem Rückkopplungsraum (13) zugewandt ist, wobei der Druck auf die Differenzfläche entgegen der Kraft einer Feder (20) in dem Rückkopplungsraum (13) wirkt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Kupplungsraum (4) auf den Kupplungskolben (3) wirkende Druck (p_A1) nach Entlastung des Rückstellraums (5) derart geregelt wird, daß die Ventileinrichtung (8) mit dem zum Schließen der Systemdruck (p_sys) führenden Druckzuführleitung (14) vorgesehenen Kolbenabschnitt und dem zum Schließen der aus dem ersten Druckraum (11) abführenden Entlastungsleitung (15) vorgesehenen Kolbenabschnitt eine Modulation zwischen einer Öffnung der Druckzuführleitung (14) und einer Öffnung der Entlastungsleitung (15) ausführt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenabschnitte (9A, 9B, 9C, 9C') derart dimensioniert sind, daß zwischen dem Schließen des Öffnungsquerschnittes einer der Druckzuführleitungen (14, 17) und dem Öffnen der jeweils anderen Druckzuführleitung eine axiale Wegstrecke der Kolbenabschnitte mit einer Überdeckung beider Öffnungsquerschnitte vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerdruck (p_anst) durch einen Vorregler, insbesondere einen elektronischen Drucksteller, eingestellt wird.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (8) mit einem Ventilschieber (9), welcher stufenkolbenartige Kolbenabschnitte (9A, 9B, 9C, 9C') aufweist, ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite des Ventilschiebers die mit dem Ansteuerdruck (p_anst) beaufschlagbare Fläche (A_0) bildet.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite des Ventilschiebers die in dem Rückkopplungsraum mit Druck beaufschlagbare Fläche (A_R) bildet.