WO2019007456A1

WO2019007456A1 - Verfahren und fluidsystem zum fluidischen betätigen von zwei teilkupplungen

Info

Publication number: WO2019007456A1
Application number: PCT/DE2018/100540
Authority: WO
Inventors: Carsten Mayer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-01-10
Also published as: DE112018003453A5; DE102017115068A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen (15, 16) eines Doppelkupplungsgetriebes und von einem sekundären fluidischen Verbraucher (18), mit Hilfe von zwei Pumpenaktoren (11,12) in einem Fluidsystem (10). Um das Betätigen von zwei Teilkupplungen zu vereinfachen, wird eine der Teilkupplungen (15, 16) für eine Zeitdauer in einem aktuellen Zustand gehalten, so dass während dieser Zeitdauer beide Pumpenaktoren (11, 12) anderweitig, insbesondere für den mindestens einen sekundären fluidischen Verbraucher (18), verwendet werden können.

Description

Verfahren und Fluidsystem zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes und von einem sekundären fluidischen Verbraucher, mit Hilfe von zwei Pumpenaktoren in einem Fluidsystem. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fluidsystem mit zwei Pumpenaktoren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, das zwei Teilgetriebe umfasst, mit denen Gänge des Doppelkupplungsgetriebes dargestellt werden, die mit Hilfe der Teilkupplungen geschaltet werden, und mit einem sekundären fluidischen Verbraucher.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 218 784 A1 ist eine Fluidanord- nung zum fluidischen Betätigen von Kraftfahrzeugkomponenten bekannt, von denen mindestens eine Kraftfahrzeugkomponente ein Kupplung und mindestens eine andere Kraftfahrzeugkomponente eine Getriebekomponente ist, wobei die Fluidanordnung mehrere Fluidstromquellen aufweist und jeder der Fluidstromquellen eine Fluidpumpe mit einer ersten Förderrichtung und mit einer der ersten Förderrichtung entgegenge- setzten zweiten Förderrichtung umfasst, wobei die Fluidstromquellen fluidtechnisch derart in der Fluidanordnung verschaltet sind, dass zumindest eine der Fluidstromquellen zum Betätigen von zwei der Kraftfahrzeugkomponenten und zumindest eine der Fluidstromquellen zum Betätigen einer auch durch eine andere der Fluidstromquellen betätigbare Kraftfahrzeugkomponente geeignet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes und von einem sekundären fluidischen Verbraucher, mit Hilfe von zwei Pumpenaktoren in einem Fluidsystem, zu vereinfachen. Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes und von einem sekundären fluidischen Verbraucher, mit Hilfe von zwei Pumpenaktoren in einem Fluidsystem, dadurch gelöst, dass eine der Teilkupplungen für eine Zeitdauer in einem aktuellen Zustand gehalten wird, so dass während dieser Zeitdauer beide Pumpenaktoren anderweitig, insbesondere für den mindestens einen sekundären fluidischen Verbraucher, verwendet werden können. Bei den Pumpenaktoren handelt es sich vorzugsweise um elektrische Pum- penaktoren, die jeweils eine Fluidpumpe, insbesondere eine Hydraulikpumpe, umfassen, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der Elektromotor wird zum Betätigen einer der Teilkupplungen beziehungsweise des sekundären fluidischen Verbrauchers gezielt angesteuert. Die Fluidpumpen, insbesondere die Hydraulikpumpen, sind als Reversierpumpen ausgeführt, die in entgegengesetzten Förderrichtungen Fluid, insbesondere ein Hydraulikmedium, fördern können. Die Pumpenaktoren sind den beiden Teilkupplungen zugeordnet. Parallel zu den Aktoren ist jeweils ein UND-Ventil mit einem Tankanschluss geschaltet. Ein ODER-Ventil ist vorteilhaft zwischen die beiden Pumpenaktoren und den sekundären Verbraucher geschaltet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die in ihrem aktuellen Zustand gehaltene Teilkupplung fluidisch von dem Fluid- system abgekoppelt wird. Das Abkoppeln der Teilkupplung von dem Fluidsystem wird zum Beispiel mit einer geeigneten Ventileinrichtung realisiert, die eine Fluidverbindung zwischen der Teilkupplung und dem ihr zugeordneten Pumpenaktor unterbricht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine beim Halten der Teilkupplung auftretende Leckage durch eine kurzzeitige fluidische Zuschaltung des zugeordneten Pumpenaktors ausgeglichen wird. Die Leckage ist an sich unerwünscht, aber in der Regel unvermeidbar. Wenn der Kupplungsdruck zu stark absinkt, wird durch den zugeordneten Pumpenaktor Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, nachgefördert, um die Teilkupplung in ihrem aktuellen Zustand zu halten.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die Teilkupplung eines im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes fluidisch von dem Fluidsystem abgekoppelt wird und nur bedarfsabhängig fluidisch mit dem zugeordneten Pumpenaktor verbunden wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Teilkupplung fluidisch nur zum Betätigen mit der Teilkupplung verbunden. In der übrigen Zeit kann der Pumpenaktor zusammen mit dem anderen Pumpenaktor verwendet werden, um den sekundären fluidischen Verbraucher zu betätigen beziehungsweise mit Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, zu versorgen. Bei einem Fluidsystem mit zwei Pumpenaktoren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, das zwei Teilgetriebe umfasst, mit denen Gänge des Doppelkupplungsgetriebes dargestellt werden, die mit Hilfe der Teilkupplungen, insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, geschaltet werden, und mit einem sekundären fluidischen Verbraucher ist die oben an- gegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Gänge des Doppelkupplungsgetriebes nutzungsabhängig auf die beiden Teilkupplungen verteilt sind. Die Teilkupplungen werden vorzugsweise automatisiert betätigt. Durch die nutzungsabhängige Verteilung der Gänge des Doppelkupplungsgetriebes auf die beiden Teilgetriebe können die Kosten der aus der deutschen Offenlegungsschrift

DE 10 2015 218 784 A1 bekannten Fluidanordnung verringert werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein beziehungsweise das stärker genutzte Teilgetriebe Gänge zwei, vier, sechs und sieben des Doppelkupplungsgetriebes umfasst. Die eher ungewöhnliche Anord- nung des sechsten und siebten Gangs im selben Teilgetriebe bedeutet, dass zwischen diesen beiden Gängen zum Beispiel ASG-Schaltungen ausgeführt werden müssen. Die Großbuchstaben ASG stehen für automatisiertes Schaltgetriebe. Da jedoch der siebte Gang in der Regel zum Kraftstoffsparen gedacht ist und daher Schaltungen zwischen dem sechsten und siebten Gang mit niedrigen Differenzdrehzahlen und Differenzmomenten ausgeführt werden, ist mit keinem störenden Einfluss der Zugkraftunterbrechung zu rechnen. Auch eine Zug-Rück-Schaltung ist problemlos möglich, dann aber vorzugsweise in einen fünften Gang des Doppelkupplungsgetriebes. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem derartigen Fluidsystem.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Sperrventil in einer Kupplungszuleitung der Teilkupplung eines beziehungsweise des im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes angeordnet ist. Das Sperrventil ist vorzugsweise zwischen der Teilkupplung und dem zugeordneten Pumpenaktor angeordnet. Das Sperrventil ist vorzugsweise als 2/2 -Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. In der Öffnungsstellung ist eine Fluidverbindung zwischen der Teilkupplung und dem zugeordneten Pumpenaktor freigegeben. In der Schließstellung wird diese Fluidverbin- dung von dem Sperrventil unterbrochen, um die Teilkupplung in ihrem aktuellen Zustand zu halten.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil in seine Schließstellung vorgespannt ist. Dadurch wird die Teilkupplung bei unbetätigtem Sperrventil fluidisch entkoppelt. Dann wird die Teilkupplung, abgesehen von einer unvermeidbaren Leckage, in ihrem Betätigungszustand, also geöffnet oder geschlossen, gehalten. Das Sperrventil wird vorzugsweise elektromagnetisch betätigt, also aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung umgeschaltet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilkupplungen unbetätigt geöffnet sind. Unbetätigt geöffnet wird auch als normalerweise offen oder geöffnet beziehungsweise normally open bezeichnet. Im geöffneten Zustand überträgt die Teilkupplung kein Drehmoment. Durch die beiden unbetätigten Teilkupplungen wird die funktionale Sicherheit im Betrieb des Fluidsystems erhöht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkupplung eines beziehungsweise des im Betrieb des Doppel- kupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes unbetätigt geschlossen ist, während die andere Teilkupplung unbetätigt geöffnet ist. Das liefert den Vorteil, dass beide Pumpenaktoren zum Betätigen beziehungsweise zum fluidischen Versorgen des sekundären fluidischen Verbrauchers verwendet werden können. Unbetätigt geschlossen wird auch als normalerweise geschlossen oder normally closed bezeichnet. Im geschlossenen Zustand überträgt die Teilkupplung Drehmoment.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre fluidische Verbraucher eine K0-Kupplung ist. Die K0- Kupplung dient in einem Hybridantriebsstrang vorteilhaft dazu, einen Verbrennungs- motor antriebsmäßig abzukoppeln, um einen rein elektrischen Fahrbetrieb darzustellen. Alternativ kann der sekundäre Verbraucher eine Getriebeaktorik umfassen. Durch das beanspruchte Verfahren beziehungsweise das beanspruchte Fluidsystem wird vorteilhaft ermöglicht, dass beide Pumpenaktoren des Fluidsystems zur Versorgung des sekundären fluidischen Verbrauchers, insbesondere zur Betätigung des Getriebes oder der KO-Kupplung, verwendet werden können.

Die Hydraulikpumpen der Pumpenaktoren können als Flügelzellenpumpe, Zahnradpumpe oder Kolbenpumpe ausgeführt sein. Zum Antrieb der Pumpenaktoren werden vorteilhaft Elektromotoren verwendet. In einer ersten Förderrichtung können die auch als Reversierpumpenaktoren bezeichneten Pumpenaktoren zum Beispiel verwendet werden, um eine Teilkupplung zu betätigen, insbesondere zu schließen. In einer zweiten Förderrichtung können die Reversierpumpenaktoren verwendet werden, um den sekundären fluidischen Verbraucher zu betätigen beziehungsweise mit Hydraulikme- dium zu versorgen. Bei dem sekundären fluidischen Verbraucher handelt es sich zum Beispiel um eine Trennkupplung oder um ein Getriebebetätigungssystem. Das Getriebebetätigungssystem kann Gangsteller oder einen hydraulischen Getriebeaktor umfassen. Die Teilkupplungen der Doppelkupplung können direkt oder indirekt betätigt werden. Die Teilkupplungen können nass- oder trocken laufend ausgeführt sein.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Komponentenbaukasten mit fluidischen Komponenten und/oder elektrischen, elektronischen beziehungsweise elektro- mechanischen Komponenten zur Darstellung eines vorab beschriebenen Fluidsystems. Der Komponentenbaukasten umfasst zum Beispiel Pumpenaktoren, Ventilein- richtungen, Sperrventile und verschiedene fluidische Verbraucher.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Die einzige beiliegende Figur zeigt ein Fluidsystem mit zwei Pumpenaktoren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes. ln Figur 1 ist ein Fluidsystem 10 mit einem ersten Pumpenaktor 1 1 und einem zweiten Pumpenaktor 12 dargestellt. Die Pumpenaktoren 1 1 , 12 sind als Reversierpumpenaktoren ausgeführt. Die Reversierpumpenaktoren 1 1 , 12 sind als Fluidpumpen, insbesondere Hydraulikpumpen, ausgeführt, die, wie durch Pfeilsymbole angedeutet ist, in entgegengesetzten Förderrichtungen betreibbar sind. Die Reversierpumpenaktoren 1 1 und 12 ermöglichen auf vorteilhafte Art und Weise die Betätigung einer Doppelkupplung 14 und eines sekundären fluidischen Verbrauchers 18.

Die Doppelkupplung 14 umfasst eine erste Teilkupplung 15 und eine zweite Teilkupp- lung 16. Die erste Teilkupplung 15 der Doppelkupplung 14 ist durch den Pumpenaktor 1 1 betätigbar. Die zweite Teilkupplung 16 der Doppelkupplung 14 ist durch den Pumpenaktor 12 betätigbar.

Den beiden Pumpenaktoren 1 1 , 12 ist jeweils ein UND-Ventil 21 , 22 zugeordnet. Das UND-Ventil 21 , 22 wird auch als Zweidruckventil bezeichnet und hat zwei Anschlüsse, mit denen das UND-Ventil 21 , 22 an die jeweiligen Anschlüsse des zugeordneten Pumpenaktors 1 1 , 12 angeschlossen ist. Als dritten Anschluss umfasst das UND- Ventil 21 , 22 einen Tankanschluss. Durch das UND-Ventil 21 , 22 oder Zweidruckventil wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass mit den Pumpenaktoren 1 1 , 12 drehrichtungsunabhängig unterschiedliche Betätigungssituationen dargestellt werden können.

Durch ein Rechtecksymbol 23 ist ein elektromotorischer Antrieb für den Pumpenaktor 1 1 angedeutet. Durch ein Rechtecksymbol 24 ist eine zum Beispiel druckgesteuerte lokale Steuereinheit für den elektromotorischen Antrieb 23 des Pumpenaktors 1 1 angedeutet.

Durch ein Rechtecksymbol 25 ist ein elektromotorischer Antrieb des Pumpenaktors 12 angedeutet. Durch eine Rechtecksymbol 26 ist eine zum Beispiel druckgesteuerte lokale Steuereinheit für den elektromotorischen Antrieb 25 des Pumpenaktors 12 angedeutet. In einer Kupplungszuleitung 27 der Teilkupplung 16 ist ein Sperrventil 28 angeordnet. Das Sperrventil 28 ist als 2/2 -Wegeventil mit einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung ausgeführt. Durch ein Federsymbol ist angedeutet, dass das Sperrventil 28 in seine dargestellte Schließstellung vorgespannt ist.

In der dargestellten Schließstellung unterbricht das Sperrventil 28 eine fluidische Verbindung zwischen dem Pumpenaktor 12 und der Teilkupplung 16. Wenn das Sperrventil 28, wie durch ein weiteres Symbol angedeutet ist, elektromagnetisch betätigt wird, dann wird das Sperrventil 28 in seine Öffnungsstellung umgeschaltet, in welcher eine Fluidverbindung zwischen dem in Figur 1 rechten Ausgang des Pumpenaktors 12 und der Teilkupplungl 6 freigegeben wird.

Ein ODER-Ventil 30 ist zwischen die beiden Pumpenaktoren 1 1 und 12 auf der einen in Figur 1 rechten Seite und dem sekundären fluidischen Verbraucher 18 auf der in Figur 1 linken Seite geschaltet. Über das ODER-Ventil 30 kann entweder der Pumpenaktor 1 1 oder der Pumpenaktor 12 den sekundären fluidischen Verbraucher 18 mit einem Fluidförderstrom und einem Fluidförderdruck versorgen.

Durch die Erfindung wird ein Konzept bereitgestellt, das eine nutzungsabhängige Ver- teilung der Gänge eines Doppelkupplungsgetriebes auf seine beiden Teilgetriebe vorsieht. Weiterhin ist das Sperrventil 28, das auch als Cut-Off-Ventil bezeichnet wird, in der Kupplungszuleitung 27 des im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes vorgesehen. Das Teilgetriebe, dem die Teilkupplung 16 des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet ist, wird im Betrieb stärker genutzt. Das stärker genutzte Teilgetriebe umfasst die Gänge zwei, vier, sechs und sieben. Zwischen dem sechsten und dem siebten Gang des Teilgetriebes mit der Teilkupplung 16 werden automatisierte Schaltungen mit der Teilkupplung 16 durchgeführt.

Das ist jedoch im Hinblick auf die relativ niedrigen Differenzdrehzahlen und Differenzdrehmomente zwischen dem sechsten und dem siebten Gang im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes unkritisch, da mit keinem störenden Einfluss der Zugkraftunterbrechung zu rechnen ist. Auch eine Zug-Rück-Schaltung ist problemlos möglich, wo- bei dann aber vorzugsweise in einen fünften Gang des Doppelkupplungsgetriebes zurückgeschaltet wird, der dem anderen Teilgetriebe mit der Teilkupplung 15 zugeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsvariante sind die beiden Teilkupplungen 15, 16 aus Gründen der funktionalen Sicherheit als unbetätigt geöffnet vorgesehen. Bei einer Fahrt auf dem der Teilkupplung 16 zugeordneten Teilgetriebe wird die Teilkupplung 16 zunächst mit bestromten Sperrventil 28 durch den zugeordneten Pumpenaktor 12 maximal geschlossen. Das anschließend geschlossene Sperrventil 28 verhindert in seiner darge- stellten Schließstellung eine übermäßige Leckage. Somit wird der Pumpenaktor 12 nur zum Ausgleich der Leckage für kurze Zeiträume benötigt. Das liefert den Vorteil, dass beide Pumpenaktoren 1 1 , 12 für den mindestens einen sekundären fluidischen Verbraucher zur Verfügung stehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die Teilkupplung 16 im stärker genutzten Teilgetriebe unbetätigt geschlossen ausgeführt. Mit diesem Konzept erhöht sich bei einer Fahrt in diesem Teilgetriebe die Verfügbarkeit freier Pumpenaktoren weiter, da nun keine Fluidversorgung der aktiven Teilkupplung 16 nötig ist. Weiterhin ist damit auch keine Aktuierungsenergie für diese Teilkupplung 16 nötig.

Bezuqszeichenliste

Fluidsystem

Pumpenaktor

Doppelkupplung

Teilkupplung

sekundärer fluidischer Verbraucher

UN D-Ventil

Rechtecksymbol

Kupplungszuleitung

Sperrventil

ODER-Ventil

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen (15, 16) eines Doppelkupplungsgetriebes und von einem sekundären fluidischen Verbraucher (18), mit Hilfe von zwei Pumpenaktoren (1 1 , 12) in einem Fluidsystem (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine der Teilkupplungen (15, 16) für eine Zeitdauer in einem aktuellen Zustand gehalten wird, so dass während dieser Zeitdauer beide Pumpenaktoren (1 1 , 12) anderweitig, insbesondere für den mindestens einen sekundären fluidischen Verbraucher (18), verwendet werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in ihrem aktuellen Zustand gehaltene Teilkupplung (16) fluidisch von dem Fluidsystem (10) abgekoppelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine beim Halten der Teilkupplung (16) auftretende Leckage durch eine kurzzeitige fluidische Zuschaltung des zugeordneten Pumpenaktors (12) ausgeglichen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkupplung (16) eines im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes fluidisch von dem Fluidsystem (10) abgekoppelt wird und nur bedarfsabhängig fluidisch mit dem zugeordneten Pumpenaktor (12) verbunden wird.

5. Fluidsystem mit zwei Pumpenaktoren (1 1 ,12) zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen (15, 16) eines Doppelkupplungsgetriebes, das zwei Teilgetriebe umfasst, mit denen Gänge des Doppelkupplungsgetriebes dargestellt werden, und mit einem sekundären fluidischen Verbraucher (18), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gänge des Doppelkupplungsgetriebes nutzungsabhängig auf die beiden Teilkupplungen (15, 16) verteilt sind.

6. Fluidsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein beziehungsweise das stärker genutzte Teilgetriebe Gänge zwei, vier, sechs und sieben des Doppelkupplungsgetriebes umfasst.

7. Fluidsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sperr- ventil (28) in einer Kupplungszuleitung (27) der Teilkupplung (16) eines beziehungsweise des im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes angeordnet ist.

8. Fluidsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (28) in seine Schließstellung vorgespannt ist.

9. Fluidsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilkupplungen (15, 16) unbetätigt geöffnet sind.

10. Fluidsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkupplung (16) eines beziehungsweise des im Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes stärker genutzten Teilgetriebes unbetätigt geschlossen ist, wäh- rend die andere Teilkupplung (15) unbetätigt geöffnet ist.