DE10327406A1 - Hydraulic system for power shift transmission has low and high pressure pumps with switch over valve for shift elements to set hydraulic circuit - Google Patents

Hydraulic system for power shift transmission has low and high pressure pumps with switch over valve for shift elements to set hydraulic circuit Download PDF

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Abstract

The hydraulic system has a low pressure pump (1) and high pressure pump (2) each integrated in a hydraulic circuit whereby the low pressure pump primarily supplies the converter (3) and the gearbox with oil required for the converter operation and lubricating the gearbox whilst the high pressure pump supplies the shift elements (4) with the high pressure required to activate same. For each shift element there is a switch-over valve (5) by means of which the hydraulic circuit of the low or high pressure pump is set as the hydraulic supply for the shift elements. The high pressure pump is driven electrically or by a drive motor whilst the low pressure pump is driven by the drive motor. The oil supply for the pumps is from a reservoir (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Lastschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems.The The present invention relates to a hydraulic system for a power shift transmission according to the generic term of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating the hydraulic system according to the invention.

Nach dem Stand der Technik werden Lastschaltgetriebe mit hydraulisch betätigten Schaltelementen überwiegend mittels Konstantpumpen mit hydraulischer Energie versorgt, wobei die Pumpe direkt vom Motor des Fahrzeugs angetrieben wird. Dies führt dazu, dass der Volumenstrom drehzahlabhängig schwankt. Der Ölstrom wird einerseits benötigt, um den Drehmomentwandler und die Getriebeschmierung zu versorgen, wozu ein geringer Druck und ein hoher Volumenstrom erforderlich sind. Andererseits wird ein hoher Druck benötigt, um die Schaltelemente zu betätigen und sicher geschlossen zu halten, wobei in diesem Fall ein geringer Volumenstrom ausreicht. Deswegen wird nach dem Stand der Technik die Pumpe so ausgelegt, dass im mittleren Drehzahlbereich ausreichend Öl zur Verfügung steht. Hierbei wird der gesamte Ölstrom auf das Niveau des Hochdrucks vorgespannt.To The prior art are power shift with hydraulic actuated Switching elements predominantly powered by constant displacement pumps with hydraulic energy, where the pump is driven directly by the engine of the vehicle. This leads to, that the volume flow fluctuates depending on the speed. The oil flow is one hand, to power the torque converter and gearbox lubrication, which requires a low pressure and a high volume flow are. On the other hand, a high pressure is needed to the switching elements to press and to keep it securely closed, in which case a lower one Volume flow is sufficient. Therefore, according to the prior art The pump is designed so that sufficient oil is available in the medium speed range. in this connection becomes the entire oil flow biased to the level of high pressure.

Dies führt in nachteiliger Weise dazu, dass bei hoher Drehzahl überschüssiges Öl vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich und von dort in den Getriebesumpf einfach abgedrosselt wird. Dadurch entstehen große Drosselverluste, die den Wirkungsgrad des Getriebes negativ beeinflussen.This leads in disadvantageous way that at high speed excess oil from the high pressure area into the low-pressure area and from there into the transmission sump easily is throttled. This results in large throttle losses that the Effectively influence the efficiency of the transmission.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydrauliksystem für ein Lastschaltgetriebe anzugeben, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Zudem soll der Energiebedarf sowie der Steuerungsaufwand möglichst niedrig gehalten werden. Des weiteren soll ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems angegeben werden.Of the present invention is based on the object, a hydraulic system for a Specify power shift transmission, which the mentioned disadvantages of Prior art avoids. In addition, the energy needs and the control effort as possible kept low. Furthermore, a method for operating the hydraulic system according to the invention be specified.

Diese Aufgabe wird für eine Hydrauliksystem durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Hydraulikkreises ist Gegenstand der Patentansprüche 7 und 8. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.These Task is for a hydraulic system solved by the features of claim 1. One Method for operating the hydraulic circuit according to the invention is the subject of the claims 7 and 8. Further embodiments and advantages will be apparent from the corresponding dependent claims out.

Demnach wird ein Hydrauliksystem vorgeschlagen, welches zwei Pumpen umfasst, wobei eine Pumpe als Niederdruckpumpe und die zweite Pumpe als Hochdruckpumpe ausgebildet ist, wobei die Pumpen jeweils in einen Hydraulikkreis integriert sind. Für jedes Schaltelement ist ein Umschaltventil vorgesehen, mittels dessen der Hydraulikkreis der Niederdruckpumpe oder der Hochdruckpumpe als Hydraulikversorgung der Schaltelemente, insbesondere während der Befüllung eingestellt wird.Therefore a hydraulic system is proposed which comprises two pumps, one pump being a low-pressure pump and the second pump being a high-pressure pump is formed, wherein the pumps each in a hydraulic circuit are integrated. For each Switching element is provided a switching valve, by means of which the hydraulic circuit of the low pressure pump or the high pressure pump as hydraulic supply of the switching elements, in particular during the filling is set.

Vorzugsweise wird die Niederdruckpumpe vom Motor angetrieben; die Hochdruckpumpe wird bevorzugterweise elektrisch angetrieben.Preferably the low pressure pump is driven by the engine; the high pressure pump is preferably driven electrically.

Gemäß der Erfindung saugt die Niederdruckpumpe Öl aus dem Reservoir und fördert dieses in das System, wobei über ein Druckbegrenzungsventil der Niederdruck begrenzt wird. Der Wert des Niederdruckes ist so eingestellt, dass er nur wenig über dem höchsten Druckbedarf der nachgeschalteten Verbraucher liegt, was zu einer Reduzierung der Verluste führt. Die Niederdruckpumpe kann in vorteilhafter Weise als einfache Zahnradpumpe ausgeführt werden, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.According to the invention the low pressure pump sucks oil from the reservoir and promotes this in the system, being over a pressure relief valve is limited to the low pressure. The value The low pressure is set so that it is only slightly above the highest pressure requirement the downstream consumer, resulting in a reduction the losses leads. The low-pressure pump can advantageously as a simple gear pump accomplished which reduces manufacturing costs.

Die zweite Pumpe, die als Hochdruckpumpe ausgeführt ist, entnimmt Öl aus dem Reservoir und spannt dieses auf den von den Schaltelementen benötigten Hochdruck vor. Durch das Vorsehen der zweiten Pumpe kann die erste Pumpe kleiner gehalten werden. Erfindungsgemäß kann die zweite Pumpe durch den elektrischen Antrieb im unteren Antriebsmotordrehzahlbereich die prinzipielle Unterdeckung des Schmier-Ölstroms durch eine erhöhte Fördermenge ausgleichen; im oberen Drehzahlbereich kann die zweite Pumpe in ihrer Fördermenge zurückgenommen werden, um die Verluste weiter zu minimieren; nicht benötigtes Öl wird in den Niederdruckkreiszurückgegeben.The second pump, which is designed as a high pressure pump, removes oil from the Reservoir and tensions this on the high pressure required by the switching elements in front. By providing the second pump, the first pump can be smaller being held. According to the invention, the second pump by the electric drive in the lower drive motor speed range the principal undercover of the lubricating oil flow through an increased output balance; in the upper speed range, the second pump in their flow rate withdrawn to further minimize losses; Unused oil will be in the low pressure circuit is returned.

Bei Befüllung des Leervolumens eines Schaltelementes wird über ein 3/2-Wegeventil Öl aus dem Niederdruckkreis entnommen. Bei einer Druckhöhe in der Zuführung zwischen dem Befülldruck und dem Niveau des Niederdrucks wird das Ventil umgeschaltet und die weitere Betätigung des Schaltelementes erfolgt mit dem von der Hochdruckpumpe gelieferten Hochdruck, so dass aus dem Hochdruckkreis nur noch die Leckage des Schaltelementes gedeckt werden muss.at filling the void volume of a switching element is via a 3/2-way valve oil from the Low pressure circuit taken. At a pressure level in the feeder between the filling pressure and the level of low pressure, the valve is switched and the further operation the switching element takes place with that supplied by the high-pressure pump High pressure, so that from the high pressure circuit only the leakage of Switching element must be covered.

Im Gegensatz zu anderen vorgeschlagenen Lösungen findet die Umschaltung unmittelbar statt, ohne das Niederdruckniveau auf den Wert des Hochdrucks anzuheben; dadurch wird die Spontaneität der Schaltungen erhöht.in the Unlike other proposed solutions, the switch finds immediately, without the low pressure level on the value of the high pressure to raise; This increases the spontaneity of the circuits.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Druckspitzen, die eventuell in der Zuleitung zum Steuerorgan entstehen können, über eine erfindungsgemäß vorgeschaltete Blende geeigneter Größe abgedämpft. Beim Abschalten des Schaltelementes wird die Umschalteinrichtung über eine Feder wieder in ihren Ausgangszustand versetzt.in the Frame of a preferred embodiment The invention will be pressure peaks, possibly in the supply line can arise to the control organ, over a According to the invention upstream aperture suitable size attenuated. At the Switching off the switching element, the switching device via a Spring returned to its original state.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Pumpe (Hochdruckpumpe) aus dem Niederdruckkreis statt aus dem Reservoir Öl ansaugt. Durch diese Anordnung entfällt die Installation eines zweiten Druck-Filterelementes. Hierbei entnimmt die zweite Pumpe entsprechend ihrem Hubvolumen Öl aus dem Niederdruckkreis und spannt das Öl auf den Hochdruck weiter vor.According to one particularly advantageous embodiment The present invention provides that the second pump (High-pressure pump) from the low pressure circuit instead of sucking from the reservoir oil. By this arrangement is omitted the installation of a second pressure filter element. This takes the second pump according to its stroke volume oil from the low pressure circuit and tense the oil on the high pressure ahead.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Niederdruckkreis vor der Umschaltung auf das Hochdruckniveau gebracht wird, wobei die Umschaltung während der Kupplungsbefüllung bzw. während der Modulation des Niederdrucks durchgeführt wird.A another embodiment provides that the low pressure circuit before switching to the High pressure level is brought, wherein the switching during the clutch filling or during the modulation of the low pressure is performed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.The The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures by way of example.

Es stellen dar:It represent:

1 eine erste vorteilhafte Ausführungsform eines Hydrauliksystems gemäß der vorliegenden Erfindung und 1 a first advantageous embodiment of a hydraulic system according to the present invention and

2 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Hydrauliksystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Saugseite der zweiten Pumpe mit der Druckseite der ersten Pumpe in Verbindung steht. 2 A further advantageous embodiment of a hydraulic system according to the present invention, in which the suction side of the second pump is in communication with the pressure side of the first pump.

Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise von Hydraulikkreisen sind dem Fachmann bestens bekannt. Hier soll daher nur auf Besonderheiten der vorliegenden Erfindung eingegangen werden.Of the general structure and operation of hydraulic circuits are well known to the skilled person. Here should therefore only on special features of the present invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Hydrauliksystem gezeigt, welches eine Niederdruckpumpe 1 und eine Hochdruckpumpe 2 umfasst. Die Niederdruckpumpe 1 versorgt den Wandler 3 und das Getriebe mit Öl, das für den Wandlerbetrieb und für die Schmierung des Getriebes benötigt wird. Ferner ist in 1 ein Schaltelement 4 gezeigt. Die Hochdruckpumpe 2 versorgt die Schaltelemente mit dem für deren Betätigung benötigten Hochdruck und wird bevorzugterweise elektrisch angetrieben, während die Niederdruckpumpe 1 vom Antriebsmotor angetrieben wird.In 1 a hydraulic system according to the invention is shown, which is a low-pressure pump 1 and a high pressure pump 2 includes. The low pressure pump 1 supplies the converter 3 and the gearbox with oil, which is needed for the converter operation and for the lubrication of the gearbox. Furthermore, in 1 a switching element 4 shown. The high pressure pump 2 provides the switching elements with the high pressure required for their operation and is preferably electrically driven, while the low-pressure pump 1 is driven by the drive motor.

Wenn z. B. das Schaltelement 4 betätigt bzw. befüllt werden soll, dann wird über ein 3/2-Wegeventil 5 (Umschaltventil) Öl aus dem Niederdruckkreis entnommen. Bei einer Druckhöhe in der Zuführung zwischen dem Befülldruck des Schaltelementes 4 und dem Niveau des Niederdrucks wird das Ventil 5 umgeschaltet und die weitere Betätigung des Schaltelementes 4 erfolgt mit dem von der Hochdruckpumpe 2 gelieferten Hochdruck. Das Schaltelement- bzw. Kupplungsventil ist in 1 mit dem Bezugszeichen 9 versehen.If z. B. the switching element 4 is operated or filled, then via a 3/2-way valve 5 (Changeover valve) Oil removed from the low pressure circuit. At a pressure level in the feed between the filling pressure of the switching element 4 and the level of low pressure becomes the valve 5 switched over and the further actuation of the switching element 4 takes place with that of the high-pressure pump 2 delivered high pressure. The switching element or coupling valve is in 1 with the reference number 9 Mistake.

Um Druckspitzen, die eventuell in der Zuleitung zum Steuerorgan entstehen können abzudämpfen, ist erfindungsgemäß vor dem Ventil 5 eine Blende 6 angeordnet. Beim Abschalten des Schaltelementes 4 wird das Umschaltventil 5 über eine Feder wieder in den Ausgangszustand versetzt.In order to dampen pressure peaks, which may possibly arise in the supply line to the control element, according to the invention in front of the valve 5 a panel 6 arranged. When switching off the switching element 4 becomes the switching valve 5 put back into the initial state via a spring.

Wie aus 1 ersichtlich werden beide Pumpen 1, 2 aus dem Reservoir 7 mit Öl versorgt. Im Rahmen einer nicht dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hochdruckpumpe aus dem Niederdruckkreis Öl ansaugt, wodurch die Installation eines zweiten Druck-Filterelementes entfällt.How out 1 Both pumps are visible 1 . 2 from the reservoir 7 supplied with oil. As part of an embodiment, not shown, it is provided that the high pressure pump sucks oil from the low pressure circuit, whereby the installation of a second pressure filter element is eliminated.

11
NiederdruckpumpeLow pressure pump
22
Hochdruckpumpehigh pressure pump
33
Wandlerconverter
44
Schaltelementswitching element
55
Umschaltventilswitching valve
66
Blendecover
77
Reservoirreservoir
88th
Druckventilpressure valve
99
Kupplungsventilclutch valve

Claims (7)

Hydrauliksystem für ein Lastschaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Niederdruckpumpe (1) und eine Hochdruckpumpe (2) umfasst, die jeweils in einen Hydraulikkreis integriert sind, wobei die Niederdruckpumpe primär (1) den Wandler (3) und das Getriebe mit Öl versorgt, das für den Wandlerbetrieb und für die Schmierung des Getriebes benötigt wird und wobei die Hochdruckpumpe (2) die Schaltelemente (4) mit dem für deren Betätigung benötigten Hochdruck versorgt und dass für jedes Schaltelement (4) ein Umschaltventil (5) vorgesehen ist, mittels dessen der Hydraulikkreis der Niederdruckpumpe (1) oder der Hochdruckpumpe (2) als Hydraulikversorgung der Schaltelemente (4) eingestellt wird.Hydraulic system for a power shift transmission, characterized in that it is a low-pressure pump ( 1 ) and a high pressure pump ( 2 ), which are each integrated into a hydraulic circuit, wherein the low-pressure pump primarily (1) the converter ( 3 ) and supplies the transmission with oil that is needed for the converter operation and for the lubrication of the transmission and wherein the high-pressure pump ( 2 ) the switching elements ( 4 ) supplied with the high pressure required for their operation and that for each switching element ( 4 ) a switching valve ( 5 ) is provided, by means of which the hydraulic circuit of the low-pressure pump ( 1 ) or the high-pressure pump ( 2 ) as hydraulic supply of the switching elements ( 4 ) is set. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (2) elektrisch oder vom Antriebsmotor angetrieben ist, während die Niederdruckpumpe (1) vom Antriebsmotor angetrieben ist.Hydraulic system according to claim 1, characterized in that the high pressure pump ( 2 ) is driven electrically or by the drive motor, while the low-pressure pump ( 1 ) is driven by the drive motor. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgung der Hochdruckpumpe (2) und der Niederdruckpumpe (1) aus einem Reservoir (7) erfolgt.Hydraulic system according to claim 1 or 2, characterized in that the oil supply of the high-pressure pump ( 2 ) and the low pressure pump ( 1 ) from a reservoir ( 7 ) he follows. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgung der Niederdruckpumpe (1) aus einem Reservoir (7) erfolgt und dass die Ölversorgung der Hochdruckpumpe (2) aus dem Niederdruckkreis erfolgt.Hydraulic system according to claim 1 or 2, characterized in that the oil supply of the low-pressure pump ( 1 ) from a reservoir ( 7 ) and that the oil supply of the high pressure pump ( 2 ) takes place from the low-pressure circuit. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe als einfache Zahnradpumpe ausgeführt ist.Hydraulic system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the low pressure pump as a simple gear pump accomplished is. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umschaltventil (5) eine Blende (6) angeordnet ist.Hydraulic system according to one of the preceding claims, characterized in that in front of the switching valve ( 5 ) an aperture ( 6 ) is arranged. Verfahren zum Betreiben des Hydrauliksystems nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Schaltelement (4) befüllt werden soll, über das Umschaltventil (5) Öl aus dem Niederdruckkreis entnommen wird und dass bei einer Druckhöhe in der Zuführung zwischen dem Befülldruck des Schaltelementes (4) und dem Niveau des Niederdrucks das Umschaltventil (5) umgeschaltet und die weitere Betätigung des Schaltelementes (4) mit dem von der Hochdruckpumpe (2) gelieferten Hochdruck erfolgt, wobei beim Abschalten des Schaltelementes (4) das Umschaltventil (5) über eine Feder wieder in den Ausgangszustand versetzt wird.Method for operating the hydraulic system according to one of claims 1 to 6, characterized in that when a switching element ( 4 ) is to be filled via the changeover valve ( 5 ) Oil is taken from the low pressure circuit and that at a pressure level in the feed between the filling pressure of the switching element ( 4 ) and the level of low pressure the switching valve ( 5 ) and the further actuation of the switching element ( 4 ) with that of the high-pressure pump ( 2 ) delivered high pressure, wherein when switching off the switching element ( 4 ) the changeover valve ( 5 ) is returned to the initial state via a spring.
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