WO2009074136A2 - Hydraulikversorgungssystem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches getriebe - Google Patents

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WO2009074136A2
WO2009074136A2 PCT/DE2008/002022 DE2008002022W WO2009074136A2 WO 2009074136 A2 WO2009074136 A2 WO 2009074136A2 DE 2008002022 W DE2008002022 W DE 2008002022W WO 2009074136 A2 WO2009074136 A2 WO 2009074136A2
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Jochen Pfister
Reinhard Stehr
Eric MÜLLER
Roshan Willeke
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic supply system for a hydraulically actuated automatic transmission.
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a conical disk pair assembly of a prior art bevel gear transmission.
  • the conical disk pair assembly includes a shaft 10 to which a fixed disk 12 is rigidly connected. On the shaft 10 via a spline 14 axially displaceable, but rotatably connected to the shaft 10, a spacer plate 16 is arranged. Cone surfaces of the discs 12 and 16, between which an unillustrated belt encircling means, which connects the cone pulley pair shown with another, not shown cone pulley pair of conical pulley belt, face each other.
  • a cylindrical ring 18 with two radially spaced walls and U-shaped cross-section is rigidly secured to its radially inner side formed with a guide surface guide ring member 20 is rigidly attached to its side facing away from the conical surface.
  • a support ring component 22 is rigidly connected to the shaft 10 and has a first axial projection 24 formed on its free end face with first ramp surfaces 26 distributed along the circumference.
  • the support ring member 22 Radially outwardly of the first annular projection 24, the support ring member 22 is formed with a second annular axial projection 28 which projects between the walls of the cylinder ring 18 and seals against them so that between the second projection 28 and the cylinder ring 18 is an adjustment chamber 30 is formed, which can be acted upon by radial bores 32 of the travel disc 16 and the shaft 10 and an axial feed channel 34 leading through the shaft 10 with hydraulic fluid.
  • a generally annular sensing piston 36 is axially movably guided on the shaft 10, which is cup-shaped extended to the travel disc 16 and ends in a ring 38, spaced at the side facing away from the return plate 16 in the circumferential direction second Ramp surfaces 40 are formed.
  • rolling elements 42 project through the recesses formed in the sensing piston and whose axial position is mainly determined by the ramp surfaces 26, 40 and whose radial position predominantly by trained on the guide ring member 20, matched to the ramp surfaces Guide surfaces 43 and a radially outer surface of an axial extension of the washer 16 is determined.
  • a torque sensing chamber 44 is formed, which is connected via formed in the shaft 10 radial inlet holes 46 with a leading through the shaft inlet channel 48. From the sensing chamber 44 go from radial drain holes 50, which open into a guided through the shaft drain passage 52.
  • the sensing piston 36 has on its side facing away from the shim 16 side evenly spaced, axially projecting arms 54 which project through openings formed in the support ring member 22 and formed with an external toothing 56 which engages in an internal toothing 58 of a drive wheel 60, the is mounted on the shaft 10 and via which the drive of the transmission takes place.
  • the sensing piston 36 is thus rigidly connected in the circumferential direction and axially movable relative to the drive wheel 60.
  • the hydraulic pressure supply of the adjustment chamber 30 and the torque sensing chamber 44 is carried out when using the transmission in a motor vehicle normally by means of a hydraulic pump which is driven by a serving for driving the vehicle internal combustion engine.
  • Modern motor vehicles are equipped with stop-start systems for reasons of saving fuel and improving environmental compatibility in which the internal combustion engine is automatically put out of operation in operating phases in which it is not needed for the propulsion of the vehicle, for example in overrun, at a stop in front of a traffic light or in stop and go traffic.
  • the invention has for its object to provide a remedy for the aforementioned problems.
  • An inventive hydraulic supply system for a hydraulically actuated automatic transmission in particular for a conical-pulley, includes a pump for providing hydraulic pressure in a supply line connected to a control valve, which is connected via a pilot valve to a control line in which a control valve is arranged with the a the position of the control valve determining pressure in the control line is adjustable, and a driven by means of a separate drive of the pump auxiliary drive auxiliary pump whose output line via a opening in the direction of the control line first valve to the control line and via a second opening in the direction of the supply line Valve is connected to the supply line.
  • the hydraulic system of the present invention is suitable for use with substantially all types of hydraulically actuated automatic transmissions, and can be used more generally for hydraulically actuated devices.
  • the pilot valve is designed such that the pressure in the control line does not rise above a predetermined value.
  • the pilot valve for example, a return, which opens above the predetermined pressure.
  • the supply line may be connected to a control chamber of a pressure control valve, via which the supply line is connected to a torque sensing chamber of the automatic transmission, and the connection of the auxiliary pump with the control line may be formed such that when the auxiliary pump is driven, an operating pressure in the supply line is present ensures a minimum opening of the pressure control valve.
  • a diaphragm is arranged between the first check valve and the mouth of the output line of the auxiliary pump in the control line and between the diaphragm and the first check valve branches off into an opening into the supply line connecting line, in which the second check valve is arranged.
  • the output line of the auxiliary pump via the differential pressure valve is connected to the control line and flow above the differential pressure valve branches off from the output line opening into the supply line from connecting line, in which the check valve is arranged.
  • the pump provided for the normal supply of the hydraulic supply system is advantageously driven by an internal combustion engine for driving a motor vehicle; the auxiliary pump is advantageously driven by an electric motor which is put into operation when the internal combustion engine is stationary.
  • FIG. 1 is a block diagram of parts of a hydraulic supply system for a conical-pulley transmission according to the invention
  • Fig. 2 is a block diagram of a comparison with the Fig. 1 modified embodiment of a hydraulic system
  • Fig. 3 is a longitudinal section through a conical disk pair assembly according to the prior art.
  • a hydraulic system for supplying a conical-disk drive transmission includes a pump 62 driven by an internal combustion engine, not shown, which draws hydraulic fluid from a reservoir 64 through a filter 66 and builds up system pressure in a supply line 68.
  • the supply line 68 leads through a pressure control valve 70 to lines 72 to which each one of the inlet channels 48 (FIG. 3) of each conical disk pair assembly is connected, via which a torque-dependent pressing of the belt takes place.
  • a return line connected to the drainage channel 52 is designated 74.
  • the supply line 68 leads through a translation control valve 76 to lines 78, one of which is connected to an axial channel 34 ( Figure 3) of a respective conical disc assembly through which the adjustment chamber 30 is pressurized.
  • a control line 80 which is connected to the supply line 68 via a pilot valve 82, and in which an electrically controlled, designed as a proportional valve control valve 84 is arranged, the control line 80 in its fully open state with a return 86th combines.
  • the position of the pilot valve 82 is determined by feedback substantially by the prevailing in its pilot chamber 88, existing in the control line 80 pressure.
  • the supply line 68 further leads to a coupling valve 90, are supplied via the clutches in the conical-Scheibenschlschlungsungsgetriebe clutch for forward and reverse travel and a selector lever valve with hydraulic pressure.
  • a coupling valve 90 is supplied via the clutches in the conical-Scheibenschlschlungsungsgetriebe clutch for forward and reverse travel and a selector lever valve with hydraulic pressure.
  • an electrically controlled clutch control valve is designated.
  • the hydraulic supply system described so far is known in its construction and in its function per se and will therefore not be described in detail.
  • the electrical Control valves 84 and 92 as well as further control valves are controlled by an electronic control device, not shown, according to predetermined programs, wherein the inputs of the electronic control device are the values of operating parameters of the drive train which are essential for the operation of the bevel gear, for example the position of an accelerator pedal, vehicle speed, rotational speed Internal combustion engine, etc.
  • the inputs of the electronic control device are the values of operating parameters of the drive train which are essential for the operation of the bevel gear, for example the position of an accelerator pedal, vehicle speed, rotational speed Internal combustion engine, etc.
  • At various points of the hydraulic system prevailing pressures are detected by means of pressure sensors and used for monitoring the operation and the control.
  • an auxiliary pump 96 driven by an electric motor 94 which sucks hydraulic fluid through a filter 98 from a reservoir 100 and delivers it to an outlet line 102.
  • the reservoir 100 may be identical to the reservoir 64 and the filter 98 to the filter 66.
  • the output line 102 opens into the control line 80, wherein upstream of the mouth of a shutter 104 (narrowed cross section) and upstream of the diaphragm 104, a first check valve 106 is arranged, which opens in the direction of the aperture 104. Between the diaphragm 104 and the first check valve 106 branches off a connecting line 108, which opens into the supply line 68 and in which a second check valve 110 is arranged, which opens in the direction of the supply line 68.
  • the pilot valve 82 has a return 111, from which hydraulic fluid exits at a predetermined value exceeding pressure in the control line 80.
  • a control chamber 112 the pressure of which essentially determines the position of the pressure control valve 70, is connected to the supply line 68.
  • the electric motor 94 is set to drive the auxiliary pump 96 in operation, which supplies through the check valves 106 and 110 through the control line 80 and the supply line 68 with hydraulic fluid.
  • the pilot valve 82 is open, so long the pressure in its pilot chamber 88 is below a certain by a spring of the pilot valve 82 pressure.
  • a pressure of, for example, 5 bar is reached, closes the pilot valve 82. So that the pilot pressure does not rise higher, the return 111 of the pilot valve 82 is provided on the above 5 bar rising pressure in the control line 80 hydraulic fluid in the Reservoir returns.
  • the supply line 68 could be supplied by the auxiliary pump 96 only from the control line 80 out through the open pilot valve 82 with hydraulic fluid. So that the supply line 68 is supplied with hydraulic fluid even when the pilot valve 82 is closed, the connecting line 108 is provided, through which the supply line 68 is supplied directly with hydraulic fluid.
  • the pressure control valve 70 is set to close, for example, at a pressure of less than 6.5 bar in its control chamber 112. Since the pressure in the control line 80 and therefore also in the supply line 68 is limited to 5 bar due to the return flow on the pilot control valve 82, the pressure control valve 70 would be under these conditions, so that the torque sensing chamber 44 (FIG would be supplied.
  • the orifice 104 is provided in the control line 80 before the outlet of the outlet conduit 102.
  • a higher pressure prevail in the connecting line 108 than in the control line 80, which higher pressure is sufficient for a minimum opening of the pressure control valve 70.
  • the value of this higher pressure or the difference between the pressure in the control line 80 and the supply line 68 depends on the volume flow through the orifice 104 and is greater, the larger this volume flow.
  • Fig. 2 shows a comparison with FIG. 1 modified embodiment of the hydraulic supply system.
  • the orifice 104 of FIG. 1 is missing and the check valve 106 of FIG. 1 is replaced by a differential pressure valve 114.
  • the connection line 108 branches off upstream of the differential pressure valve 114 from the output line 102.
  • a check valve 110 which opens toward the supply line 68 is contained in the connecting line 108.
  • the pump 62 is stopped and the auxiliary pump 96 is driven by the electric motor 94, wherein the supply line 68 and the control line 80 first are depressurized.
  • the differential pressure valve 114 is closed and the auxiliary pump delivers through the opening check valve 110 hydraulic fluid into the supply line 68.
  • the pilot valve 82 is initially open, so that hydraulic pressure builds up both in the supply line 68 and in the control line 80.
  • the pilot valve 82 closes, the pressure in the control line 80 being kept at about 5 bar because of the return of the pressure in the control line 80 into the pilot chamber 88.
  • the pressure in the supply line 68 continues to increase until in the control chamber 112, a pressure of, for example, 6.5 bar is reached, which leads to a partial opening of the pressure control valve 70, so that flows through the lines 72 hydraulic fluid.
  • a pressure of, for example, 6.5 bar is reached, which leads to a partial opening of the pressure control valve 70, so that flows through the lines 72 hydraulic fluid.
  • the differential pressure valve 114 opens between the higher pressure in the output line at a pressure differential of more than 3 bar 102 and the pressure in the control line 80, so that via the return 111 of the still closed pilot valve 82, a pressure relief takes place.
  • the pressure difference between the pressure in the supply line 68 and the pressure in the control line 80 depends on the flow velocity of the hydraulic fluid through the orifice 104
  • the pressure difference is not flow-rate dependent but can be adjusted by means of the differential pressure valve 114 to a constant value.
  • the electric motor 94 may be additionally actuated by the conduits 72 in critical driving situations where the pump 62 does not provide sufficient pressure, such as at low engine speeds and high fluid flow through the conduits 72, so that the auxiliary pump 96 will assist the system , In this way, the pump 62 can be designed for lower flow rates at low speeds, i. be designed smaller overall.
  • the exemplified hydraulic system can be varied in many ways.
  • its control chamber 112 may be connected to the control line 80.

Abstract

Ein Hydrauliksystem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches Getriebe, insbesondere für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, enthält eine Pumpe zur Bereitstellung von Hydraulikdruck in einer mit einem Stellventil verbundenen Versorgungsleitung, die über ein Vorsteuerventil mit einer Steuerleitung verbunden ist, in der ein Steuerventil angeordnet ist, mit der der die Stellung des Übersetzungsstellventils bestimmende Druck in der Steuerleitung einstellbar ist, und eine mittels eines von einem Antrieb der Pumpe getrennten Hilfsantriebs antreibbare Hilfspumpe, deren Ausgangsleitung über ein in Richtung der Steuerleitung öffnendes erstes Ventil mit der Steuerleitung und über ein in Richtung der Versorgungsleitung öffnendes zweites Ventil mit der Versorgungsleitung verbunden ist.

Description

Hvdraulikversorqunqssvstem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches Getriebe
Die Erfindung betrifft ein Hydraulikversorgungssystem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches Getriebe.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kegelscheibenpaarbaugruppe eines Kegelschei- benumschlingungsgetriebes gemäß dem Stand der Technik.
Die Kegelscheibenpaarbaugruppe enthält eine Welle 10, mit der eine Festscheibe 12 starr verbunden ist. Auf der Welle 10 ist über eine Keilverzahnung 14 axial verschiebbar, jedoch drehfest mit der Welle 10 verbunden, eine Wegscheibe 16 angeordnet. Kegelflächen der Scheiben 12 und 16, zwischen denen ein nicht dargestelltes Umschlingungsmittel umläuft, das das dargestellte Kegelscheibenpaar mit einem weiteren, nicht dargestellten Kegelscheibenpaar des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes verbindet, sind einander zugewandt.
In einem radial äußeren Bereich der Wegscheibe 16 ist an deren von der Kegelfläche abgewandten Seite ein Zylinderring 18 mit zwei radial beabstandeten Wänden und U-förmigen Querschnitt starr befestigt, mit dem an seiner radialen Innenseite ein mit einer Führungsfläche ausgebildetes Führungsringbauteil 20 starr befestigt ist.
Von der Wegscheibe 16 beabstandet ist mit der Welle 10 starr ein Stützringbauteil 22 verbunden, das einen ersten axialen Vorsprung 24 aufweist, der an seiner freien Stirnseite mit längs des Umfangs verteilten ersten Rampenflächen 26 ausgebildet ist. Radial außerhalb des ersten ringförmigen Vorsprungs 24 ist das Stützringbauteil 22 mit einem zweiten ringförmigen axialen Vorsprung 28 ausgebildet, der zwischen die Wände des Zylinderrings 18 einragt und gegenüber diesen mit Dichtungen abgedichtet ist, so dass zwischen dem zweiten Vorsprung 28 und dem Zylinderring 18 eine Verstellkammer 30 ausgebildet ist, die durch radiale Bohrungen 32 der Wegscheibe 16 und der Welle 10 sowie einen durch die Welle 10 führenden axialen Zulaufkanal 34 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist.
Zwischen dem Stützringbauteil 22 und der Wegscheibe 16 ist auf der Welle 10 ein insgesamt ringförmiger Fühlkolben 36 axial beweglich geführt, der zu der Wegscheibe 16 hin becherförmig verlängert ist und in einem Ring 38 endet, an dessen von der Wegscheibe 16 abgewandter Seite in Umfangsrichtung beabstandet zweite Rampenflächen 40 ausgebildet sind. Zwi- schen den ersten Rampenflächen 26 und den zweiten Rampenflächen 40 sind Wälzkörper 42 angeordnet, die im Fühlkolben ausgebildete Aussparungen durchragen und deren axiale Lage vorwiegend durch die Rampenflächen 26, 40 bestimmt ist und deren radiale Lage vorwiegend durch an den Führungsringbauteil 20 ausgebildete, auf die Rampenflächen abgestimmte Führungsflächen 43 sowie eine radial äußere Fläche eines axialen Ansatzes der Wegscheibe 16 bestimmt ist.
Zwischen dem Fühlkolben 36 und der Wegscheibe 16 ist eine Drehmomentfühlkammer 44 ausgebildet, die über in der Welle 10 ausgebildete radiale Zulaufbohrungen 46 mit einem durch die Welle führenden Zulaufkanal 48 verbunden ist. Von der Fühlkammer 44 gehen radiale Ablaufbohrungen 50 ab, die in einen durch die Welle geführten Ablaufkanal 52 münden.
Der Fühlkolben 36 weist an seiner von der Wegscheibe 16 abgewandten Seite in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordnete, axial vorstehende Arme 54 auf, die in dem Stützringbauteil 22 ausgebildete Öffnungen durchragen und mit einer Außenverzahnung 56 ausgebildet sind, die in eine Innenverzahnung 58 eines Antriebsrades 60 eingreift, das auf der Welle 10 gelagert ist und über das der Antrieb des Getriebes erfolgt. Der Fühlkolben 36 ist somit in Um- fangsrichtung starr und axial relativ zum Antriebsrad 60 beweglich mit diesem verbunden.
Aufbau und Funktion der beispielhaft beschriebenen Kegelscheibenpaarbaugruppe sind an sich bekannt und werden daher im Einzelnen nicht erläutert. Infolge einer Relativdrehung des Fühlkolbens 36 zum Stützringbauteil ändert sich infolge entsprechender Formgebung der Rampenflächen 26, 40 und der Führungsflächen 43 die axiale Stellung des Fühlkolbens 36 derart, dass der Fühlkolben bei hohem Drehmoment eine Ablauföffnung 61 , von der die Ablaufbohrung 52 ausgeht, zunehmend verschließt, so dass der Hydraulikdruck in der Drehmomentfühlkammer 44 zunimmt und die Wegscheibe 16 mit einem drehmomentabhängigen Druck in Richtung auf die Festscheibe 12 belastet ist. Die zur Übersetzungsveränderung erforderliche Verstellung der Wegscheibe 16 erfolgt durch Veränderung des Druckes in der Verstellkammer 30.
Die Hydraulikdruckversorgung der Verstellkammer 30 und der Drehmomentfühlkammer 44 erfolgt bei Verwendung des Getriebes in einem Kraftfahrzeug normalerweise mittels einer Hydraulikpumpe, die von einem zum Antrieb des Fahrzeugs dienenden Verbrennungsmotor angetrieben wird. Moderne Kraftfahrzeuge werden aus Gründen der Verbrauchseinsparung und der Verbesserung der Umweltverträglichkeit mit Stopp-Startsystemen ausgerüstet, bei denen der Verbrennungsmotor in Betriebsphasen automatisch außer Betrieb gesetzt wird, in denen er für den Vortrieb des Fahrzeugs nicht benötigt wird, beispielsweise im Schubbetrieb, bei einem Stopp vor einer Ampel oder im Stopp und Go Verkehr. Dabei stellt sich das Problem, dass die Hydraulikdruck- bzw. Hydraulikflüssigkeitsversorgung des Kegelscheibenum- schlingungsgetriebes bei stillstehendem Verbrennungsmotor bzw. stillstehender Pumpe nicht gewährleistet ist, da bei stehender Pumpe der Druck in der Verstellkammer und der Drehmomentfühlkammer infolge von Leckageverlusten rasch abfällt oder Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer ausläuft. Bei fahrendem Fahrzeug ist die Betriebsfähigkeit des Getriebes dann nicht mehr gegeben. Bei einem Wiederstart der Pumpe bzw. des Verbrennungsmotors vergeht bis zur einwandfreien erneuten Hydraulikflüssigkeitsversorgung des Getriebes ein bestimmter Zeitraum, der zu gefährlichen Situationen führen kann und während dessen eine Schädigung des Getriebes durch unzureichende Anpressung des Umschlingungsmittels erfolgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abhilfe für die vorgenannten Probleme zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einem Hydraulikversorgungssystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hydraulikversorgungssystems gerichtet.
Ein erfindungsgemäßes Hydraulikversorgungssystem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches Getriebe, insbesondere für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, enthält eine Pumpe zur Bereitstellung von Hydraulikdruck in einer mit einem Stellventil verbundenen Versorgungsleitung, welche über ein Vorsteuerventil mit einer Steuerleitung verbunden ist, in der ein Steuerventil angeordnet ist, mit der ein die Stellung des Stellventils bestimmender Druck in der Steuerleitung einstellbar ist, und eine mittels eines von einem Antrieb der Pumpe getrennten Hilfsantriebs antreibbare Hilfspumpe, deren Ausgangsleitung über ein in Richtung der Steuerleitung öffnendes erstes Ventil mit der Steuerleitung und über ein in Richtung der Versorgungsleitung öffnendes zweites Ventil mit der Versorgungsleitung verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem eignet sich zum Einsatz für weitgehend alle Arten von hydraulisch betätigten, automatischen Getrieben, und kann ganz allgemein für hydraulisch betätigte Einrichtungen verwendet werden. Vorteilhafterweise ist das Vorsteuerventil derart ausgebildet, dass der Druck in der Steuerleitung nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigt.
Um den Druck in der Steuerleitung zu begrenzen, weist das Vorsteuerventil beispielsweise einen Rücklauf auf, der über den vorbestimmten Druck öffnet.
Die Versorgungsleitung kann mit einer Steuerkammer eines Drucksteuerventils verbunden sein, über das die Versorgungsleitung mit einer Drehmomentfühlkammer des automatischen Getriebes verbunden ist, und die Verbindung der Hilfspumpe mit der Steuerleitung kann derart ausgebildet sein, dass bei angetriebener Hilfspumpe ein Betriebsdruck in der Versorgungsleitung vorhanden ist, der eine Mindestöffnung des Drucksteuerventils gewährleistet.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ist zwischen dem ersten Rückschlagventil und der Mündung der Ausgangsleitung der Hilfspumpe in die Steuerleitung eine Blende angeordnet und zwischen der Blende und dem ersten Rückschlagventil zweigt eine in die Versorgungsleitung mündende Verbindungsleitung ab, in der das zweite Rückschlagventil angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfind ungsgemäßeh Hydraulikversorgungssystems ist die Ausgangsleitung der Hilfspumpe über das Differenzdruckventil mit der Steuerleitung verbunden und strömungsoberhalb des Differenzdruckventils zweigt von der Ausgangsleitung eine in die Versorgungsleitung mündende Verbindungsleitung ab, in der das Rückschlagventil angeordnet ist.
Die für die normale Versorgung des Hydraulikversorgungssystems vorgesehen Pumpe wird vorteilhafterweise von einem Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs angetrieben; die Hilfspumpe wird vorteilhafterweise von einem Elektromotor angetrieben, der bei stillstehendem Verbrennungsmotor in Betrieb gesetzt wird.
Die Erfindung, die auch in Fahrzeugen mit Hybridantrieb eingesetzt werden kann, wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar: Fig. 1 ein Blockschaltbild von Teilen eines erfindungsgemäßen Hydraulikversorgungssystems für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer gegenüber der Fig. 1 abgeänderten Ausführungsform eines Hydrauliksystems, und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kegelscheibenpaarbaugruppe gemäß dem Stand der Technik.
Gemäß Fig. 1 enthält ein Hydrauliksystem zur Versorgung eines Kegelscheibenumschlin- gungsgetriebes eine von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebene Pumpe 62, die aus einem Vorratsbehälter 64 durch ein Filter 66 hindurch Hydraulikflüssigkeit ansaugt und in einer Versorgungsleitung 68 Systemdruck aufbaut. Die Versorgungsleitung 68 führt durch ein Drucksteuerventil 70 hindurch zu Leitungen 72, mit denen je einer der Zulaufkanäle 48 (Fig. 3) jeder Kegelscheibenpaarbaugruppe verbunden ist, über den eine drehmomentabhängige Anpressung des Umschlingungsmittels erfolgt. Eine mit dem Ablaufkanal 52 verbundene Rückleitung ist mit 74 bezeichnet. Weiter führt die Versorgungsleitung 68 durch ein Übersetzungsstellventil 76 zu Leitungen 78, von denen je eine mit einem axialen Kanal 34 (Fig. 3) einer jeweiligen Kegelscheibenbaugruppe verbunden ist, durch den hindurch die Verstellkammer 30 mit Druck beaufschlagt wird.
Zur Ansteuerung des Übersetzungsstellventils 76 dient eine Steuerleitung 80, die mit der Versorgungsleitung 68 über ein Vorsteuerventil 82 verbunden ist, und in der ein elektrisch angesteuertes, als Proportionalventil ausgebildetes Steuerventil 84 angeordnet ist, das in seinem vollständig geöffneten Zustand die Steuerleitung 80 mit einem Rücklauf 86 verbindet. Die Stellung des Vorsteuerventils 82 wird durch Rückkopplung wesentlich durch den in seiner Vorsteuerkammer 88 herrschenden, in der Steuerleitung 80 vorhandenen Druck bestimmt.
Die Versorgungsleitung 68 führt weiter zu einem Kupplungsventil 90, über das in dem Kegel- scheibenumschlingungsgetriebe enthaltene Kupplungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sowie ein Wählhebelventil mit Hydraulikdruck versorgt werden. Mit 92 ist ein elektrisch angesteuertes Kupplungssteuerventil bezeichnet.
Das bisher beschriebene Hydraulikversorgungssystem ist in seinem Aufbau und in seiner Funktion an sich bekannt und wird daher nicht weiter im Detail beschrieben. Die elektrischen Steuerventile 84 und 92 sowie weitere Steuerventile werden von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung nach vorbestimmten Programmen angesteuert, wobei an Eingänge der elektronischen Steuereinrichtung die Werte von für den Betrieb des Kegelschei- benumschlingungsgetriebes wesentlichen Betriebsparametern des Antriebsstrangs liegen, beispielsweise Stellung eines Fahrpedals, Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehzahl der Brennkraftmaschine usw. An verschiedenen Stellen des Hydrauliksystems herrschende Drucke werden mit Hilfe von Drucksensoren erfasst und für die Überwachung des Betriebes und die Steuerung herangezogen.
Um die Versorgung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit Hydraulikflüssigkeit auch bei stillstehender Pumpe 62 zu gewährleisten, ist eine von einem Elektromotor 94 angetriebene Hilfspumpe 96 vorgesehen, die Hydraulikflüssigkeit durch ein Filter 98 hindurch aus einem Vorratsbehälter 100 ansaugt und in eine Ausgangsleitung 102 fördert. Es versteht sich, dass der Vorratsbehälter 100 mit dem Vorratsbehälter 64 und der Filter 98 mit dem Filter 66 identisch sein kann.
Die Ausgangsleitung 102 mündet in die Steuerleitung 80, wobei strömungsoberhalb der Mündung eine Blende 104 (verengter Querschnitt) und strömungsoberhalb der Blende 104 ein erstes Rückschlagventil 106 angeordnet ist, das in Richtung zur Blende 104 öffnet. Zwischen der Blende 104 und dem ersten Rückschlagventil 106 zweigt eine Verbindungsleitung 108 ab, die in die Versorgungsleitung 68 mündet und in der ein zweites Rückschlagventil 110 angeordnet ist, das in Richtung zur Versorgungsleitung 68 öffnet.
Das Vorsteuerventil 82 weist einen Rücklauf 111 auf, aus dem bei einen vorbestimmten Wert übersteigenden Druck in der Steuerleitung 80 Hydraulikflüssigkeit austritt.
Weiter ist erfindungsgemäß eine Steuerkammer 112, deren Druck im Wesentlichen die Stellung des Drucksteuerventils 70 bestimmt, mit der Versorgungsleitung 68 verbunden.
Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:
Es sei angenommen, die Pumpe 62 steht still. Über die nicht dargestellte elektronische Steuereinrichtung wird dann der Elektromotor 94 zum Antrieb der Hilfspumpe 96 in Betrieb gesetzt, die durch die Rückschlagventile 106 und 110 hindurch die Steuerleitung 80 und die Versorgungsleitung 68 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Das Vorsteuerventil 82 ist offen, so- lange der Druck in seiner Vorsteuerkammer 88 unter einem durch eine Feder des Vorsteuerventils 82 bestimmten Druck liegt. Sobald in der Steuerleitung 80 ein Druck von beispielsweise 5 bar erreicht ist, schließt das Vorsteuerventil 82. Damit der Vorsteuerdruck nicht höher ansteigt, ist der Rücklauf 111 des Vorsteuerventils 82 vorgesehen, über den bei über 5 bar ansteigendem Druck in der Steuerleitung 80 Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückläuft. Solange das Vorsteuerventil 82 geöffnet ist, könnte die Versorgungsleitung 68 von der Hilfspumpe 96 lediglich aus der Steuerleitung 80 heraus durch das offene Vorsteuerventil 82 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden. Damit auch bei geschlossenem Vorsteuerventil 82 die Versorgungsleitung 68 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, ist die Verbindungsleitung 108 vorgesehen, durch die hindurch die Versorgungsleitung 68 unmittelbar mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Das Drucksteuerventil 70 ist derart eingestellt, dass es beispielsweise bei einem Druck von unter 6,5 bar in seiner Steuerkammer 112 schließt. Da wegen des Rücklaufes am Vorsteuerventil 82 der Druck in der Steuerleitung 80 und damit an sich auch in der Versorgungsleitung 68 auf 5 bar beschränkt ist, wäre das Drucksteuerventil 70 unter diesen Verhältnissen zu, so dass die Drehmomentfühlkammer 44 (Fig. 3) nicht mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wäre. Um die Drehmomentfühlkammer 44 dennoch mit einem gewissem Min- destflüssigkeitsstrom zu versorgen, d.h. das Drucksteuerventil 70 in einem gewissen Maß zu öffnen, ist vor der Mündung der Ausgangsleitung 102 in die Steuerleitung 80 die Blende 104 vorgesehen. Dadurch kann in der Verbindungsleitung 108 ein höherer Druck herrschen als in der Steuerleitung 80, welcher höherer Druck für eine Mindestöffnung des Drucksteuerventils 70 ausreicht. Der Wert dieses höheren Druckes bzw. die Differenz zwischen dem Druck in der Steuerleitung 80 und der Versorgungsleitung 68 hängt allerdings von der Volumenströmung durch die Blende 104 ab und ist umso größer, je größer diese Volumenströmung ist.
Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform des Hydraulikversorgungssystems. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 fehlt die Blende 104 der Fig. 1 und ist das Rückschlagventil 106 der Fig. 1 durch ein Differenzdruckventil 114 ersetzt. Weiter zweigt die Verbindungsleitung 108 strömungsoberhalb des Differenzdruckventils 114 von der Ausgangsleitung 102 ab. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist in der Verbindungsleitung 108 ein zur Versorgungsleitung 68 hin öffnendes Rückschlagventil 110 enthalten.
Die Funktion der Anordnung gemäß Fig. 2 ist folgende:
Es sei angenommen, die Pumpe 62 steht still und die Hilfspumpe 96 läuft vom Elektromotor 94 angetrieben an, wobei die Versorgungsleitung 68 und die Steuerleitung 80 zunächst drucklos sind. Das Differenzdruckventil 114 ist geschlossen und die Hilfspumpe fördert durch das sich öffnende Rückschlagventil 110 Hydraulikflüssigkeit in die Versorgungsleitung 68. Das Vorsteuerventil 82 ist zunächst ebenfalls offen, so dass sich Hydraulikdruck sowohl in der Versorgungsleitung 68 als auch in der Steuerleitung 80 aufbaut. Wenn der Druck in der Steuerleitung 80 beispielsweise bis auf 5 bar zugenommen hat, schließt das Vorsteuerventil 82, wobei der Druck in der Steuerleitung 80 wegen der Rückführung des Druckes in der Steuerleitung 80 in die Vorsteuerkammer 88 auf etwa 5 bar gehalten wird. Der Druck in der Versorgungsleitung 68 nimmt weiter zu, bis in der Steuerkammer 112 ein Druck von beispielsweise 6,5 bar erreicht wird, der zu einer teilweisen Öffnung des Drucksteuerventils 70 führt, so dass durch die Leitungen 72 Hydraulikflüssigkeit strömt. Wenn der Druck in der Versorgungsleitung 68 beispielsweise infolge eines Fehlers in dem durch die Drehmomentfühlkammer (Fig. 3) führenden Strömungspfad über 6,5 bar ansteigt, öffnet das Differenzdruckventil 114 beispielsweise bei einer Druckdifferenz von mehr als 3 bar zwischen dem höheren Druck in der Ausgangsleitung 102 und dem Druck in der Steuerleitung 80, so dass über den Rücklauf 111 des weiterhin geschlossenen Vorsteuerventils 82 eine Druckentlastung erfolgt.
Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 , bei der die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Versorgungsleitung 68 und dem Druck in der Steuerleitung 80 von der Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit durch die Blende 104 abhängt, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Druckdifferenz nicht strömungsgeschwindigkeitsabhängig, sondern kann mittels des Differenzdruckventils 114 auf einen konstanten Wert eingestellt werden.
Bei beiden beispielhaft geschilderten Ausführungsformen kann der Elektromotor 94 in kritischen Fahrsituationen, in denen die Pumpe 62 keine ausreichende Druckversorgung gewährleistet, beispielsweise bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors und hohem Flüssigkeitsdurchsatz durch die Leitungen 72 zusätzlich in Betrieb gesetzt werden, so dass die Hilfspumpe 96 das System unterstützt. Auf diese Weise kann die Pumpe 62 für niedrigere Förderleistungen bei niedrigen Drehzahlen, d.h. insgesamt kleiner ausgelegt werden.
Das beispielhaft geschilderte Hydrauliksystem kann vielfältig abgeändert werden. Beispielsweise kann bei entsprechender Auslegung des Drucksteuerventils 70 dessen Steuerkammer 112 mit der Steuerleitung 80 verbunden sein. Bezuqszeichenliste
Welle
Festscheibe
Keilverzahnung
Wegscheibe
Zylinderring
Führungsringbauteil
Stützringbauteil erster Vorsprung erste Rampenfläche zweiter Vorsprung
Verstellkammer radiale Bohrung axialer Kanal
Fühlkolben
Ring zweite Rampenfläche
Wälzkörper
Führungsflächen
Drehmomentfühlkammer
Zulaufbohrung
Zulaufkanal
Ablaufbohrung
Ablaufkanal
Arm
Außenverzahnung
Innenverzahnung
Antriebsrad
Ablauföffnung
Pumpe
Vorratsbehälter
Filter
Versorgungsleitung
Drucksteuerventil
Leitung 74 Rückleitung
76 Übersetzungsstellventil
78 Leitungen
80 Steuerleitungen
82 Vorsteuerventil
84 Steuerventil
86 Rücklauf
88 Vorsteuerkammer
90 Kupplungsventil
92 Kupplungssteuerventil
94 Elektromotor
96 Hilfspumpe
98 Filter
100 Vorratsbehälter
102 Ausgangsleitung
104 Blende
106 erstes Rückschlagventil
108 Verbindungsleitung
110 zweites Rückschlagventil
111 Rücklauf
112 Steuerkammer
114 Differenzdruckventil

Claims

Patentansprüche
1. Hydrauliksystem für ein hydraulisch betätigtes, automatisches Getriebe, insbesondere für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, welches Hydrauliksystem eine Pumpe (62) zur Bereitstellung von Hydraulikdruck in einer mit einem Stellventil (76) verbundenen Versorgungsleitung (68) enthält, die über ein Vorsteuerventil (82) mit einer Steuerleitung (80) verbunden ist, in der ein Steuerventil (84) angeordnet ist, mit der ein die Stellung des Stellventils bestimmende Druck in der Steuerleitung einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine mittels eines von einem Antrieb der Pumpe (62) getrennten Hilfsantriebs (94) antreibbare Hilfspumpe (96), deren Ausgangsleitung (102) über ein in Richtung der Steuerleitung (80) öffnendes erstes Ventil (106; 114) mit der Steuerleitung (80) und über ein in Richtung der Versorgungsleitung (68) öffnendes zweites Ventil (110) mit der Versorgungsleitung verbunden ist.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 , wobei das Vorsteuerventil (82) derart ausgebildet ist, dass der Druck in der Steuerleitung (80) nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigt.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei das Vorsteuerventil (82) einen Rücklauf (111 ) aufweist, der über dem vorbestimmten Druck öffnet.
4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Versorgungsleitung mit der Steuerkammer (112) eines Drucksteuerventils (70) verbunden ist, über das die Versorgungsleitung mit einer Drehmomentfühlkammer (44) des automatischen Getriebes verbunden ist, und die Verbindung der Hilfspumpe (96) mit der Steuerleitung (80) derart ausgebildet ist, dass bei angetriebener Hilfspumpe ein Betriebsdruck in der Versorgungsleitung (68) vorhanden ist, der eine Mindestöffnung des Drucksteuerventils gewährleistet.
5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite Ventil als Rückschlagventile (106, 110) ausgebildet sind und zwischen dem ersten Rückschlagventil (106) und der Mündung der Ausgangsleitung (102) der Hilfspumpe (96) in die Steuerleitung (80) eine Blende (104) angeordnet ist und zwischen der Blende und dem ersten Rückschlagventil eine in die Versorgungsleitung mündende Verbindungsleitung (108) abzweigt, in der das zweite Rückschlagventil (110) angeordnet ist.
6. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei das erste Ventil als Differenzdruckventil (114) und das zweite Ventil als Rückschlagventil (110) ausgebildet ist und die Ausgangsleitung (102) der Hilfspumpe (96) über das Differenzdruckventil (114) mit der Steuerleitung (80) verbunden ist und strömungsoberhalb des Differenzdruckventils von der Ausgangsleitung eine in die Versorgungsleitung (68) mündende Verbindungsleitung (108) abzweigt, in der das Rückschlagventil (110) angeordnet ist.
7. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pumpe (62) von einem Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs antreibbar ist und die Hilfspumpe (96) von einem Elektromotor (94) antreibbar ist, der zumindest bei stillstehendem Verbrennungsmotor in Betrieb setzbar ist.
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