WO2006002450A1 - Hydrauliksystem für die steuerung zweier kupplungen eines getriebes - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system for the control of two clutches of a transmission, wherein each of the two clutches has a Neh ⁇ merzylinder, and the hydraulic fluid from a controllable Pumpen ⁇ unit from a reservoir via a first pressure line of the first clutch and a second Pressure line of the second clutches is provided. It is intended to: dual-clutch transmission, Lastschaltge ⁇ transmission, gearbox for adjustable distribution of a drive force on two half-waves of an axle or for distributing a drive force on two ange ⁇ exaggerated axles and transfer case, possibly even with a switchable off-road gear.
  • the reversibility of the pump unit that is to say the reversal of the conveying direction, is used here to supply the pressure oil to one or the other coupling. This is made possible by the arrangement of the four non-return valves. This not only saves a whole pump with its drive, but also inherent security against the engagement of both clutches achieved.
  • the pump unit consists of a reversible displacement pump and a reversible electric motor.
  • the displacement pump has a rotating displacer, so that the conveying direction depends on the direction of rotation of the displacer. It can be, for example, a gear pump or a so-called gerotor pump.
  • the control of the pump unit then takes place only by regulation or shaping of the current which is supplied to the pump driving the electric motor, and thus over all four quadrants of the characteristic field.
  • the first pressure line has a fifth
  • a first quick-release valve is provided in the first pressure line and a second quick-release valve in the second pressure line, which immediately opens automatically when falling below a certain pressure in the respective pressure line, so that no controlled valve is required for this.
  • a safety valve can be arranged between the double-acting check valve and the pressure gauge, which opens when a fault occurs. Such a fault may be about a breakdown of the supply voltage.
  • the slave cylinder of the first clutch is denoted by 1, the second to 2.
  • the clutches themselves are not darge; they may be friction clutches of any type, with one or more wet or dry running wheels.
  • the pistons 3,4 generate the pressure with which the clutch discs are pressed against each other, this pressure is approximately proportional to the transmitted torque.
  • the pump unit 3 consists of a rotary displacement pump 4 and a forward and backward speed adjustable electric motor 5. Both are usually combined to form a closed unit with a speed sensor 6.
  • the pump 4 has a first port 7 and a second port 8, both of which are in communication with the displacement chamber in the interior of the pump branches, which branch into T-pieces 9.10.
  • a branch leads from the branch 9 via a first check valve 13 to the reservoir 17, which could also be an oil sump;
  • the other branch leads via a second check valve 14 and a first pressure line 21 to the first slave cylinder 1.
  • one branch leads to the reservoir 17 via a third check valve 15, and the other branch leads via a fourth check valve 16 and a second pressure line 21 to the second slave cylinder. 2
  • the check valves (first 13 and third 15) close when they find themselves on the pressure side of the pump. Open the check valves (second 14 and fourth 16) when they are on the pressure side of the pump. Since the pressure on the pressure side and the suction side change when the pump is reversed, the rotation of the pump without further intervention also unambiguously determines which of the two slave cylinders 1, 2 is acted upon. By controlling the rotational speed of the pump, the torque to be transmitted by the respective clutch is determined.
  • a quick release valve 23,24 vor ⁇ seen which opens automatically at a certain pressure in the pressure lines 21,22 and so, as in a arranged between two axes transfer case in the case of ABS braking, fast uncoupled.
  • the quick-release valve 23,24 shown only schematically may be of any type.
  • a single pressure sensor 25 is provided, which, thanks to the two check valves 26, 27 provided in the branch lines 23, 24, measures the pressure prevailing in the respectively pressurized pressure line. It sends via a line 29 a pressure signal to a control unit 30. This elaborates from the pressure signal of 29, optionally from the Drehieresig ⁇ signal from the speed sensor 6 and from the vor ⁇ given by a transmission control setpoint signal the control signal for the electric motor 5, of course Interposition of a corresponding power electronics.
  • a safety valve 31 is provided, which is connected between the double-acting check valve 26/27 and the manometer 25. It is supplied with power by the control unit 30, which keeps it closed. If, for example, the voltage breaks down, the safety valve 31 opens and the system becomes depressurized, so that both actuators 1, 2 open their respective clutches.

Abstract

Ein Hydrauliksystem für die Steuerung zweier Kupplungen mit je einem Nehmerzylinder (1, 2) wobei jeder von einer steuerbaren Pumpeneinheit (3) über eine erste Druckleitung (21) und über eine zweite Druckleitung (22) mit Drucköl versorgt wird, soll einfach, billig, raumsparend und absolut eigensicher sein. Es hat eine einzige umsteuerbare Pumpeneinheit (3), wobei je nach Förderrichtung der Pumpe (4) entweder der eine oder andere Anschluss (7, 8) der Pumpe (4) Sauganschluss und entweder der andere oder der eine Anschluss (8, 7) Druckanschluss sind. Die Anschlüsse (7, 8) sind über bei positivem Druck schliessende Rückschlagventile (13, 15) mit dem Reservoir (17) und über zweite bei positivem Druck öffnende Rückschlagventile (14, 16) mit ihrer jeweiligen Druckleitung (21, 22) in Verbindung.

Description

HYDRAULIKSYSTEM FÜR DIE STEUERUNG ZWEIER KUPPLUNGEN EINES GETRIEBES
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für die Steuerung zweier Kupp¬ lungen eines Getriebes, wobei jede der beiden Kupplungen über einen Neh¬ merzylinder verfugt, und das Hydraulikfluid von einer steuerbaren Pumpen¬ einheit aus einem Reservoir über eine erste Druckleitung der ersten Kupplung und über eine zweite Druckleitung der zweiten Kupplungen zur Verfügung gestellt wird. Dabei ist gedacht an: Doppelkupplungsgetriebe, Lastschaltge¬ triebe, Getriebe zur einstellbaren Verteilung einer Antriebkraft auf zwei Halbwellen einer Achse oder zur Verteilung einer Antriebkraft auf zwei ange¬ triebene Achsen und Verteilergetriebe, gegebenenfalls noch zusätzlich mit einer schaltbaren Geländegangstufe.
Bei derartigen Getrieben wird üblicherweise eine starr angetriebene Pumpe eingesetzt und die Steuerung erfolgt über eine Anzahl Steuerventile. Anzahl und Schaltung der Steuerventile bedingen aus Gründen der Betriebssicherheit und Stellgenauigkeit einen erheblichen Aufwand. Es muss sichergestellt sein, dass nie beide Kupplungen gleichzeitig eingerückt sind, dass die Kupplungen (oder zumindest eine) bei Wegfall des Öldruckes öffhen(t), die Kupplungen müssen für Fahrzeuge mit ABS (elektronisch beeinflusster Bremseneingriff) auch sehr schnell ausrückbar sein. Aus der EP 1 236 918 Al ist ein Hydrauliksystem für die Betätigung zweier Kupplungen bekannt, bei dem zwei immer in derselben Richtung fördernde Pumpen vorhanden sind, eine für jede einzelne Kupplung, wobei die Einrück¬ kraft der Kupplung und damit das übertragene Drehmoment durch Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors eingestellt wird. Dadurch sind zwar Steuer¬ ventile weitgehend überflüssig, aber es ist nicht zwangsläufig sichergestellt, dass immer nur eine der Kupplungen geschlossen ist. Der Aufwand für zwei Hydraulikpumpen und der Raumbedarf sind dabei erheblich.
Es ist daher Ziel der Erfindung, ein einfaches, billiges, raumsparendes und ab¬ solut eigensicheres Hydrauliksystem für die Ansteuerung von zwei Kupplun¬ gen zu schaffen. Erfindungsgemäß wird das durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruches erreicht. Die Umsteuerbarkeit der Pumpen¬ einheit, das heisst die Umkehr der Förderrichtung wird hier genutzt, um das Drucköl der einen oder anderen Kupplung zu liefern. Das wird durch die An¬ ordnung der vier Rückschlagventile möglich. Dadurch wird nicht nur eine ganze Pumpe mit ihrem Antrieb eingespart, sondern auch inhärente Sicherheit gegen das Einrücken von beiden Kupplungen erzielt.
Vorzugsweise besteht die Pumpeneinheit aus einer umkehrbaren Verdrän¬ gungspumpe und einem umsteuerbaren Elektromotor. Die Verdrängungspum¬ pe hat einen rotierenden Verdränger, sodass die Förderrichtung vom Drehsinn des Verdrängers abhängt. Sie kann zum Beispiel eine Zahnradpumpe oder eine sogenannte Gerotorpumpe sein. Die Steuerung der Pumpeneinheit erfolgt dann nur durch Regelung beziehungsweise Formung des Stromes, der dem die Pumpe treibenden Elektromotor zugeführt wird, und somit über alle vier Quadranten des Kennfeldes. In Weiterbildung der Erfindung steht die erste Druckleitung über ein fünftes
Rückschlagventil und die zweite Druckleitung über ein sechstes Rückschlag¬ ventil mit einem Manometer in Verbindung, die einer die Pumpeneinheit ver¬ stellenden Steuereinheit ein Drucksignal liefert. Somit wird auch nur ein ein¬ ziges Manometer benötigt und die Steuereinheit braucht den vorgegebenen Sollwert nur mit einem einzigen Regelsignal zu vergleichen. Eine weitere Vereinfachung wird dadurch erzielt, dass das fünfte und das sechste Rück¬ schlagventil zu einem doppeltwirkenden Rückschlagventil zusammengefasst sind.
In Weiterverfolgung des Erfindungsgedankens ist in der ersten Druckleitung ein erstes Schnellablassventil und in der zweiten Druckleitung ein zweites Schnellablassventil vorgesehen, das bei Unterschreiten eines bestimmten Dru¬ ckes in der jeweiligen Druckleitung sofort von selbst öffnet, sodass auch dafür kein gesteuertes Ventil benötigt wird. Weiters kann zwischen dem doppelt- wirkenden Rückschlagventil und dem Manometer ein Sicherheitsventil ange¬ ordnet sein, das bei Auftreten einer Störung öffnet. Eine solche Störung kann etwa ein Zusammenbrechen der Versorgungsspannung sein. Durch Anspre¬ chen des Sicherheitsventiles werden die Druckleitungen drucklos und die Kupplungen öffnen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Abbildung be¬ schrieben und erläutert. Der Nehmerzylinder der ersten Kupplung ist mit 1 bezeichnet, der der zweiten mit 2. Die Kupplungen selbst sind nicht darge¬ stellt; sie können Reibungskupplungen beliebiger Bauart sein, mit einer oder mehreren nass oder trocken laufenden Scheiben. Die Kolben 3,4 erzeugen den Druck, mit dem die Kupplungsscheiben aneinandergepresst werden, diesem Druck ist das übertragene Drehmoment ungefähr proportional. Die Pumpeneinheit 3 besteht aus einer rotierenden Verdrängungspumpe 4 und einem vorwärts und rückwärts drehzahlregelbarem Elektromotor 5. Beide sind in der Regel zu einer geschlossenen Baueinheit mit einem Drehzahlsensor 6 zusammengefasst. Die Pumpe 4 hat einen ersten Anschluss 7 und einen zwei¬ ten Anschluss 8, beide sind mit dem Verdrängungsraum im Inneren der Pum- pe in Verbindung stehende Leitungen, die sich in T-Stücken 9,10 verzweigen. Ein Zweig führt von der Verzweigung 9 über ein erstes Rückschlagventil 13 zum Reservoir 17, das auch ein Ölsumpf sein könnte; der andere Zweig führt über ein zweites Rückschlagventil 14 und eine erste Druckleitung 21 zum ers¬ ten Nehmerzylinder 1. Ebenso führt von der Verzweigung 10 der eine Zweig über ein drittes Rückschlagventil 15 zum Reservoir 17, und der andere Zweig führt über ein viertes Rückschlagventil 16 und eine zweite Druckleitung 21 zum zweiten Nehmerzylinder 2.
Die Rückschlagventile (erstes 13 und drittes 15) schließen, wenn sie sich an der Druckseite der Pumpe finden. Die Rückschlagventile (zweites 14 und vier¬ tes 16) öffnen, wenn sie an der Druckseite der Pumpe sind. Da beim Umsteu¬ ern der Pumpe Druckseite und Saugseite Platz tauschen, wird mit dem Dreh¬ sinn der Pumpe ohne weitere Eingriffe auch eindeutig bestimmt, welcher der beiden Nehmerzylinder 1,2 beaufschlagt wird. Durch Steuerung der Drehzahl der Pumpe wird das von der jeweiligen Kupplung zu übertragende Drehmo¬ ment bestimmt.
In jeder der beiden Druckleitungen 21,22 ist ein Schnellablassventil 23,24 vor¬ gesehen, das bei einem bestimmten Druck in den Druckleitungen 21,22 selbsttätig öffnet und so, etwa bei einem zwischen zwei Achsen angeordneten Verteilergetriebe im Falle einer ABS - Bremsung, schnell entkuppelt. Das nur schematisch gezeigte Schnellablassventil 23,24 kann von beliebiger Bauart sein. Weiters ist nur ein einziger Dracksensor 25 vorgesehen, der dank der beiden in den Zweigleitungen 23,24 vorgesehenen Rückschlagventile 26,27 den in der jeweils unter Druck stehenden Druckleitung herrschenden Druck misst. Er sendet über eine Leitung 29 ein Drucksignal zu einer Steuereinheit 30. Diese erarbeitet aus dem Drucksignal von 29, gegebenenfalls aus dem Drehzahlsig¬ nal von dem Drehzahlsensor 6 und aus dem von einer Getriebesteuerung vor¬ gegeben Sollsignal das Stellsignal für den Elektromotor 5, natürlich unter Zwischenschaltung einer entsprechenden Leistungselektronik.
Weiters ist noch ein Sicherheitsventil 31 vorgesehen, das zwischen dem dop¬ peltwirkenden Rückschlagventil 26/27 und dem Manometer 25 angeschlossen ist. Es wird von der Steuereinheit 30 aus mit Strom versorgt, der es geschlos¬ sen hält. Wenn zum Beispiel die Spannung zusammenbricht, öffnet das Si¬ cherheitsventil 31 und das System wird drucklos, sodass beide Aktuatoren 1 ,2 ihre respektiven Kupplungen öffnen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hydrauliksystem für die Steuerung zweier Kupplungen eines Getriebes, wobei jede der beiden Kupplungen über einen Nehmerzylinder (1,2) verfugt, und das Hydraulikfluid von einer steuerbaren Pumpeneinheit (3) aus einem Reservoir (17) über eine erste Druckleitung (21) dem ersten Nehmerzylinder (1) und über eine zweite Druckleitung (22) den zweiten Nehmerzylinder (2) zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
a) eine einzige umsteuerbare Pumpeneinheit (3) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss vorgesehen ist, wobei je nach Förderrichtung der Pumpe (4) entweder der eine oder andere Anschluss (7,8) Sauganschluss und ent¬ weder der andere oder der eine Anschluss (8,7) Drackanschluss ist,
b) der erste Anschluss (7) über ein erstes bei positivem Druck schließendes Rückschlagventil (13) mit dem Reservoir (17) und über ein zweites bei po¬ sitivem Druck öffnendes Rückschlagventil (14) mit einer ersten Drucklei¬ tung (21) in Verbindung steht,
c) der zweite Anschluss(8) über ein drittes bei positivem Druck schließendes Rückschlagventil (15) mit dem Reservoir (17) und über ein viertes bei posi¬ tivem Druck öffnendes Rückschlagventil (16) mit einer zweiten Drucklei¬ tung (22) in Verbindung steht.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (3) aus einer umkehrbaren Verdrängungspumpe(4) und einem umsteuerbaren Elektromotor (5) besteht.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckleitung (21) über ein fünftes Rückschlagventil (26) und die zweite Druckleitung (22) über ein sechstes Rückschlagventil (27) mit einem Mano¬ meter (25) in Verbindung steht, die einer die Pumpeneinheit (3) verstellenden Steuereinheit (30) ein Drucksignal liefert.
4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte (26) und das sechste Rückschlagventil (27) zu einem doppeltwirkenden Rückschlagventil (26/27) zusammengefasst sind.
5. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Druckleitung (21) ein erstes Schnellablassventil (23) und in der zweiten Druckleitung (22) ein zweites Schnellablassventil (24) vorgesehen ist.
6. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwi¬ schen dem doppeltwirkenden Rückschlagventil (26/27) und dem Manometer (25) ein Sicherheitsventil (31) angeordnet ist, das bei Auftreten einer Störung öffnet.
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