DE19649703A1 - Öldruckkreis für Kupplung - Google Patents
Öldruckkreis für KupplungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Öldruckkreis zum
Anlegen eines Öldrucks an eine Reibungskupplung und
insbesondere an eine Anfahrkupplung, die anstelle eines
Drehmomentwandlers in einem Kraftfahrzeug oder derglei
chen verwendet wird.
In Fig. 5 ist ein Beispiel eines herkömmlichen Öldruck
kreises für eine Reibungskupplung, der einen Öldruckkreis
für eine Anfahrkupplung bildet, gezeigt. In Fig. 5 be
zeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kraftfahrzeugmotor,
das Bezugszeichen 2 einen Gangwechselmechanismus, das
Bezugszeichen 3 ein Differentialgetriebe, das Bezugszei
chen 4 Reifen des Fahrzeugs, die Bezugszeichen 5, 6 und 7
Motorkraftübertragungsvorrichtungen und das Bezugszeichen
10 eine Anfahrkupplung. An die Anfahrkupplung 10 wird von
einer Ölpumpe 21, die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor 1
verbunden und im Gangwechselmechanismus 2 vorgesehen ist,
ein Öldruck angelegt. Ferner bezeichnet in Fig. 5 das
Bezugszeichen 22 eine Ölwanne.
Das von der Ölpumpe 21 geförderte Öl wird an eine Rohr
leitung 31 geliefert. Ein Teil dieses Öls wird in den
Gangwechselmechanismus geschickt, wie durch den Pfeil A
angezeigt ist, um als Schmieröl zu dienen und den Be
triebsöldruck zu schaffen, während ein anderer Teil
dieses Öls in die Anfahrkupplung 10 geschickt wird, wie
durch den Pfeil B angezeigt ist, um als Einkupplungsdruck
(im vorliegenden Fall wird in einem solenoidbetätigten
Ventil 3 dessen Ventilkörper nach unten bewegt) zu die
nen, und der verbleibende Teil des Öls durch ein Drossel
element 28 als Kühlungsöl in die Anfahrkupplung 10 ge
schickt wird, wie durch den Pfeil C angezeigt ist. Ferner
bezeichnen in Fig. 5 die Bezugszeichen 24, 26 und 27
Ölwannen, die eine ähnliche Struktur wie die obenerwähnte
Ölwanne 22 besitzen. Schließlich bezeichnet das Bezugs
zeichen 33 ein Kühlungsöl-Entlastungsrohr.
Wenn die Anfahrkupplung 10 nicht betätigt wird, befindet
sich das solenoidbetätigte Ventil 23 in der in Fig. 5
gezeigten Stellung, so daß das Öl in der Kupplung in die
Ölwanne 24 strömt, wie durch den Pfeil D angezeigt ist.
Wenn ein Kühlungsöl-Entlastungsventil 25 in Fig. 5 nach
rechts bewegt wird, wird zugelassen, daß auch das Küh
lungsöl in die Ölwanne strömt.
In dem herkömmlichen Anfahrkupplung-Öldruckkreis ist die
Pumpe 21 direkt mit dem Motor verbunden. Daher hängt der
von der Pumpe geförderte Öldruck in hohem Maß von der
Drehzahl des Motors ab. Genauer ist der geförderte Öl
druck bei im Leerlauf befindlichem Motor niedrig, während
er bei zunehmender Drehzahl ansteigt und maximal wird,
wenn die Drehzahl des Motors einen vorgegebenen Wert
erreicht. Danach arbeitet ein (nicht gezeigter) Entla
stungskreis in der Weise, daß der geförderte Öldruck
konstant bleibt.
Die Anfahrkupplung ist folgendermaßen beschaffen: an
einen Zylinder in einem Kupplungsgehäuse wird ein Öldruck
angelegt, wobei ein Kolben im Zylinder den Öldruck auf
nimmt, um eine Schubkraft zu erzeugen. Die so erzeugte
Kraft wird dazu verwendet, Reibungsplatten und Trennplat
ten aufeinanderzuschieben, wodurch die Kupplung eingekup
pelt wird. Der an den Zylinder angelegte Öldruck wird
durch ein solenoidbetätigtes Ventil (oder ein elektroma
gnetisches Ventil) gesteuert. Andererseits wird zum
Auskuppeln der Kupplung der Kolben im allgemeinen durch
eine Rückstellfeder zurückgestellt.
Ein mit einer solchen Anfahrkupplung 10 ausgerüstetes
Kraftfahrzeug fährt folgendermaßen an: zunächst wird der
an den Zylinder angelegte Öldruck niedrig eingestellt,
anschließend wird der Druck im Zylinder allmählich er
höht, bis die Kupplung halb eingekuppelt ist. Wenn die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen bestimmten Wert
erreicht, wird der Öldruck im Zylinder maximal, wodurch
die Kupplung vollständig eingekuppelt wird. Das übertra
gene Drehmoment wird mittels der Anfahrkupplung in der
obenbeschriebenen Weise eingestellt, um das Kraftfahrzeug
anzufahren.
Damit das Kraftfahrzeug gleichmäßig anfahren kann, ist es
wesentlich, den an den Kolben angelegten Öldruck genau zu
steuern. Daher muß für die Einstellung des Öldrucks ein
hochgenaues solenoidbetätigtes Ventil mittels eines
Computers gesteuert werden. Wenn die Kupplung während des
Anfahrens des Kraftfahrzeugs halb eingekuppelt ist,
erzeugt die Gleitreibung eine große Wärmemenge. Folglich
ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, ein weiterer Kreis vorge
sehen, der der Anfahrkupplung Kühlungsöl zuführt.
Die Drehzahlen des Motors stimmen in den Zeitperioden, in
denen sich die Anfahrkupplung im ausgekuppelten Zustand,
im halb eingekuppelten Zustand bzw. im vollständig einge
kuppelten Zustand befindet, im wesentlichen mit den
Drehzahlbereichen des Motors überein, zwischen denen sich
der geförderte Öldruck der Pumpe stark ändert. Um ferner
während dieser Zeitperiode die Anfahrkupplung zu kühlen,
ist es notwendig, eine große Menge Kühlungsöl zuzuführen,
so daß der Öldruck instabil wird. Im Ergebnis wird der an
das solenoidbetätigte Ventil angelegte Öldruck stark
geändert, so daß es schwierig ist, dieses Ventil mittels
eines Computers zu steuern; d. h., daß es praktisch nicht
möglich ist, den Öldruck genau einzustellen. Daher ist es
unmöglich, das Kraftfahrzeug gleichmäßig, d. h. ruckfrei,
anzufahren.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Öldruckkreis für eine Reibungskupplung, insbeson
dere einen Öldruckkreis für eine Anfahrkupplung, zu
schaffen, mit dem ein gleichmäßiges Anfahren des Kraft
fahrzeugs erzielt werden kann, ohne daß das für die
Steuerung des Einkupplungsdrucks vorgesehene Programm
kompliziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen
Öldruckkreis, der die in den unabhängigen Ansprüchen
angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gerichtet.
Ein Öldruckkreis gemäß der vorliegenden Erfindung enthält
eine erste Ölzufuhreinheit, für die der Kraftfahrzeugmo
tor die Antriebsquelle bildet, und eine zweite Ölzufuhr
einheit, deren Antriebsquelle vom Kraftfahrzeugmotor
verschieden ist, so daß die erste Ölzufuhreinheit und die
zweite Ölzufuhreinheit unabhängige Antriebsquellen besit
zen.
In dem erfindungsgemäßen Öldruckkreis für eine Anfahr
kupplung ist zusätzlich zu der mit dem Kraftfahrzeugmotor
verbundenen Ölpumpe eine weitere von einer anderen An
triebsquelle angetriebene Ölpumpe vorgesehen, um einen
konstanten Öldruck zu schaffen. Daher kann das Anfahren
des Kraftfahrzeugs mit einem verhältnismäßig einfachen
Computerprogramm erzielt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine erläuternde Darstellung eines beispielhaften
Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung gemäß ei
ner ersten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 eine erläuternde Darstellung eines Öldruckkreises
für eine Anfahrkupplung gemäß einer zweiten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine erläuternde Darstellung eines Öldruckkreises
für eine Anfahrkupplung gemäß einer dritten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine erläuternde Darstellung einer Abwandlung des
in Fig. 2 gezeigten Anfahrkupplung-Öldruckkreises
gemäß der zweiten Ausführungsform; und
Fig. 5 die bereits erwähnte erläuternde Darstellung
eines herkömmlichen Öldruckkreises für eine An
fahrkupplung.
In Fig. 1 ist ein Öldruckkreis für eine Reibungskupplung
gezeigt, der eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung bildet und in dem Teile, die funktional jenen
entsprechen, die mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben worden
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
In der ersten Ausführungsform ist zusätzlich zu dem
System einer ersten Ölpumpe 21, die direkt mit dem Kraft
fahrzeugmotor verbunden ist, ein weiteres System vorgese
hen. Genauer ist eine zweite Ölpumpe 41 vorgesehen, die
von einem Elektromotor 43 angetrieben wird und die durch
eine Rohrleitung 32 und ein solenoidbetätigtes Ventil 23
an eine Anfahrkupplung 10 einen Einkupplungsdruck anlegt.
Im allgemeinen ist das solenoidbetätigte Ventil 23 ein
Proportionalventil, in dem ein Schaltventil als Vorsteu
erventil dient. Das solenoidbetätigte Ventil wird durch
ein (nicht gezeigtes) Steuersystem gesteuert. Die obenbe
schriebene präzise Steuerung des Öldrucks ermöglicht ein
gleichmäßiges Anfahren des Kraftfahrzeugs. Der Öldruck,
der an das solenoidbetätigte Ventil 23 durch die vom
Elektromotor 43 angetriebene zweite Ölpumpe 41 angelegt
wird, wird mittels eines (nicht gezeigten) Entlastungs
ventils auf einen konstanten Wert gesteuert. In Fig. 1
bezeichnet das Bezugszeichen 8 ein Kraftübertragungs
system zwischen dem Motor 43 und der Pumpe 41.
Der Elektromotor 43 wird durch die Leistung einer (nicht
gezeigten) Batterie angetrieben, die durch einen (nicht
gezeigten) Wechselstromgenerator geladen wird. Um eine
Entladung der Batterie zu verhindern, kann zwischen den
Wechselstromgenerator und die Batterie gegebenenfalls
eine Diode geschaltet sein. In Fig. 1 bezeichnet das
Bezugszeichen 42 eine Ölwanne, die der Ölwanne 22 ähnlich
ist.
Der an das solenoidbetätigte Ventil 23 angelegte Öldruck
ist der konstante Druck, der durch die vom Elektromotor
43 angetriebene zweite Ölpumpe 41 erzeugt wird und daher
von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors unabhängig ist.
Daher kann eine gleichmäßige Anfahreigenschaft des Kraft
fahrzeugs lediglich durch Steuern des solenoidbetätigten
Ventils 23 entsprechend einem verhältnismäßig einfachen
Programm erhalten werden. Die anderen Funktionen sind die
gleichen wie jene des in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen
Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Öldruck
kreises für eine Anfahrkupplung gezeigt, in der Teile,
die funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf die
Fig. 1 und 5 beschrieben worden sind, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind.
In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform legt
die vom Elektromotor 43 angetriebene Ölpumpe 41 den
Einkupplungsdruck an die Anfahrkupplung 10 an, ferner
liefert die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor verbundene
erste Ölpumpe 21 das Kühlungsöl an die Anfahrkupplung 10.
In der zweiten Ausführungsform ist jedoch ein Kreis so
ausgebildet, daß die zweite Ölpumpe 41 an die Anfahrkupp
lung 10 sowohl das den Einkupplungsdruck erzeugende Öl
als auch das Kühlungsöl liefert, wobei der so gebildete
Kreis von einem Kreis vollständig getrennt ist, durch den
die erste Ölpumpe 21 Schmieröl und den Betriebsöldruck an
den Gangwechselmechanismus 2 liefert. In dieser Hinsicht
unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der
ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform des Ölkreises
für eine Anfahrkupplung 10 gezeigt, in der Teile, die
funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf die
Fig. 1, 2 und 5 beschrieben worden sind, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind.
In der dritten Ausführungsform legt die zweite Ölpumpe 41
einen Öldruck, der als Einkupplungsdruck für die Anfahr
kupplung 10 dient, an das erste solenoidbetätigtes Ventil
23 über ein zweites solenoidbetätigtes Ventil 44, das mit
dem ersten solenoidbetätigten Ventil 23 in Reihe geschal
tet ist, an. Das Kühlungsöl wird vom Verbindungspunkt des
ersten und des zweiten solenoidbetätigten Ventils 23 bzw.
44 an die Anfahrkupplung 10 geliefert. Weiterhin wird der
von der ersten Ölpumpe erzeugte Öldruck ebenfalls an das
zweite solenoidbetätigte Ventil 44 angelegt.
Beim Anfahren des Kraftfahrzeugs befindet sich der Ven
tilkörper des zweiten solenoidbetätigten Ventils 44 in
der in Fig. 3 gezeigten Stellung, während der Ventilkör
per des ersten solenoidbetätigten Ventils 23 in Fig. 3
nach unten bewegt wird, so daß die zweite Ölpumpe 41 den
Einkupplungsdruck über das zweite solenoidbetätigte
Ventil 44 und das erste solenoidbetätigte Ventil 23 an
die Anfahrkupplung 10 anlegt, wie durch den Pfeil B
gezeigt ist. In diesem Betrieb liefert die erste Ölpumpe
21, die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor verbunden ist,
das Schmieröl und den Betriebsöldruck an den Gangwechsel
mechanismus.
Das gleichmäßige Anfahren des Kraftfahrzeugs wird durch
Steuern des ersten solenoidbetätigten Ventils 23 mit
einem (nicht gezeigten) Steuersystem verwirklicht. Das
Kühlungsöl der Anfahrkupplung wird durch das zweite
solenoidbetätigte Ventil 44 geliefert; es kann jedoch von
der ersten Ölpumpe 21 geliefert werden.
Wenn das Kraftfahrzeug nach dem Anfahren gleichmäßig
fährt, wird das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 betä
tigt. Genauer wird sein Ventilkörper in Fig. 3 nach unten
bewegt, wodurch die Zufuhr von Öl von der zweiten Ölpumpe
beendet wird und das Öl von der ersten Ölpumpe 21 über
das erste solenoidbetätigte Ventil 23 und das zweite
solenoidbetätigte Ventil 44 sowohl zum Einkuppeln als
auch zum Kühlen der Anfahrkupplung 10 an diese zugeführt
wird, wie durch die Pfeile B bzw. E angezeigt ist. In
diesem Betrieb ist die Drehzahl des Motors ausreichend
hoch, so daß der Ausgangsdruck der ersten Ölpumpe 21
ebenfalls ausreichend hoch ist. Der Förderöldruck der
ersten Ölpumpe wird, nachdem er durch einen (nicht ge
zeigten) Druckeinstellkreis im Gangwechselmechanismus
eingestellt worden ist, an die Anfahrkupplung angelegt,
um deren Einkupplung aufrechtzuerhalten. Da der Elektro
motor 43 angehalten wird, kann der Leistungsverbrauch
minimiert werden.
In dem Fall, in dem der Gangwechselmechanismus 2 von der
Bauart ist, daß der Eingriff von Zahnrädern geändert
wird, um die Drehzahl zu verändern, kann während des
Gangwechsels das zweite solenoidbetätigte Ventil 44
betätigt werden. Genauer wird dessen Ventilkörper bewegt,
um Öl von der zweiten Ölpumpe 41 an das erste solenoidbe
tätigte Ventil 23 zu liefern, damit das letztere den
Einkupplungsdruck verändert, um dadurch Schaltstöße zu
absorbieren.
Fig. 4 zeigt eine Anwendung des Öldruckkreises gemäß der
zweiten Ausführungsform, in der Teile, die funktional
jenen entsprechen, die mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben
worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Ölwannen
24, 26, 27 und 42 untereinander im wesentlichen gleich
sind, jedoch von der Ölwanne 22 verschieden sind. In
dieser Abwandlung ist der Gangwechselmechanismus 2 zwi
schen dem Kraftfahrzeugmotor 1 und der Anfahrkupplung 10
vorgesehen.
Der Gangwechselmechanismus 2 bildet einen halbunabhängi
gen Kreis des durch den Anfahrkupplungsabschnitt, d. h.
durch die Anfahrkupplung 10, die zweite Ölpumpe 41 und
den Elektromotor 43 sowie den Gangwechselmechanismus 2
gebildeten Öldruckkreises. Daher können diese Öldruck
kreise in verschiedenen Abschnitten des Kraftfahrzeugs
installiert sein. Insbesondere in der in Fig. 2 gezeigten
zweiten Ausführungsform besitzen die Anfahrkupplung 10
und der Gangwechselmechanismus 2 Öldruckkreise, die
vollständig voneinander unabhängig sind, so daß der
Anfahrkupplungskreis verhältnismäßig beliebig beispiels
weise in der Nähe des Differentialgetriebes 3 angeordnet
sein kann, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die eine Anwendung
der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
In der Erfindung kann die Anfahrkupplung 10 durch Verwen
den des Öldruckkreises anstelle der Rückstellfeder ausge
kuppelt werden. In diesem Fall kann für die Erzeugung des
zum Auskuppeln der Anfahrkupplung erforderlichen Drucks
der erfindungsgemäße Öldruckkreis verwendet werden.
In dem Öldruckkreis für eine Anfahrkupplung gemäß der
vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der direkt mit
dem Kraftfahrzeugmotor 1 verbundenen Ölpumpe 21 eine
durch einen weiteren Motor 43 angetriebene Ölpumpe 41
vorgesehen, die einen konstanten Öldruck erzeugt. Daher
kann das Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem verhält
nismäßig einfachen Computerprogramm erzielt werden.
Die weitere Ölpumpe 41, die von einem vom Kraftfahrzeug
motor 1 verschiedenen Motor 43 angetrieben wird, wird nur
beim Anfahren des Kraftfahrzeugs verwendet, hingegen wird
während des normalen Fahrens mit gleichmäßiger Geschwin
digkeit der Öldruck zu der direkt mit dem Kraftfahrzeug
motor 1 verbundenen Ölpumpe 21 umgeschaltet. Daher wird
der Batterieleistungsverbrauch minimiert.
Der Öldruckkreis gemäß der vorliegenden Erfindung wird
dicht nur auf eine Anfahrkupplung angewendet, sondern
kann auf verschiedene Arten von Öldruckkreisen für eine
Reibungskupplung angewendet werden.
Claims (9)
1. Öldruckkreis für Anfahrkupplung (10), mit
einer ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) zum
Zuführen eines Öldrucks an einen Gangwechselmechanismus
(2), die direkt mit einem Kraftfahrzeugmotor (1) verbun
den ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) vorge sehen ist, die der Anfahrkupplung (10) einen Öldruck zuführt, und
die erste Öldruckzufuhreinrichtung (21) und die zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) voneinander unabhän gig sind.
eine zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) vorge sehen ist, die der Anfahrkupplung (10) einen Öldruck zuführt, und
die erste Öldruckzufuhreinrichtung (21) und die zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) voneinander unabhän gig sind.
2. Öldruckkreis für Anfahrkupplung (10) nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Öldruckzuführungseinrichtung (21) einen
Öldruck an die Anfahrkupplung (10) liefert.
3. Öldruckkreis für Anfahrkupplung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
eine Schalteinrichtung (44) zum Umschalten zwi
schen der ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) und der
zweiten Öldruckzufuhreinrichtung (41), um der Anfahrkupp
lung (10) Öldruck zuzuführen.
4. Öldruckkreis für Anfahrkupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Öldruckkreis der Anfahrkupplung (10) und der
Öldruckkreis des Gangwechselmechanismus (2) voneinander
vollkommen unabhängig sind.
5. Öldruckkreis, mit
einer ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21), deren
Antriebsquelle ein Kraftfahrzeugmotor (1) ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) vorge
sehen ist, deren Antriebsquelle ein vom Kraftfahrzeugmo
tor (1) verschiedener Motor (43) ist, so daß die erste
Öldruckzufuhreinrichtung (21) und die zweite Öldruckzu
fuhreinrichtung (41) voneinander unabhängige Antriebs
quellen (1, 43) besitzen.
6. Öldruckkreis nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die erste Ölzuführungseinrichtung (21) einen
Öldruck an eine Reibungskupplung (10) liefert.
7. Öldruckkreis nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch
eine Schalteinrichtung (44) zum Umschalten zwi
schen der ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) und der
zweiten Öldruckzufuhreinrichtung (41), um der Reibungs
kupplung (10) einen Öldruck zuzuführen.
8. Öldruckkreis nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß
der Öldruckkreis der Reibungskupplung (10) und
die anderen Öldruckkreise voneinander vollkommen unabhän
gig sind.
9. Öldruckkreis nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Antriebsquelle der zweiten Öldruckzufuhrein
richtung (41) ein Elektromotor (43) ist.
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