DE102008009653A1

DE102008009653A1 - Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102008009653A1
Application number: DE102008009653A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel; Martin Staudinger
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2008-09-11
Also published as: WO2008106927A1; US20090321209A1; US8042672B2; DE112008000383A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit: - einer hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, - einem Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie, - einer Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Getriebeschmierung und/oder Getriebekühlung zur Kühlung und/oder Schmierung eines Getriebes des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums und eine Priorisierung zur priorisierten Versorgung des Druckspeichers vor der Kupplungskühlung und der Kupplungskühlung vor der Getriebeschmierung und/oder Getriebekühlung mit dem Hydraulikmedium vorgesehen sind/ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einer hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, mit einem Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie und mit einer Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums.
Es ist bekannt, dass zur Ölversorgung eines Getriebes Ölpumpen eingesetzt werden, die an einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges angeschlossen sind. Weiterhin ist bekannt, dass die Ölversorgung der Getriebe mittels einer elektromotorisch angetriebenen Ölförderpumpe, bekannt unter der Bezeichnung Powerpack, bewerkstelligt wird. Ein solches Powerpack kann auch in Verbindung mit der Verbrennerpumpe eingesetzt werden, wobei das Powerpack beispielsweise zur Bereitstellung von kurzzeitig benötigten hohen Volumenströmen an Öl beziehungsweise Hydraulikmedium zugeschaltet werden kann. Ferner ist bekannt, dass diesen Hydrauliksystemen ein Druckspeicher zugeschaltet sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hydraulikanordnung der oben genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere die Belastung der elektromotorisch angetriebenen Ölförderpumpe zu reduzieren, vorzugsweise die Hydraulikanordnung um weitere Funktionalitäten zu erweitern, bevorzugt die zur Versorgung der Hydraulikanordnung notwendige hydraulische Energie zu minimieren und/oder bedarfsgerecht zu erzeugen.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einer hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, mit einem Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie und mit einer Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums, dadurch gelöst, dass eine Getriebeschmierung und/oder Getriebekühlung zur Kühlung und/oder Schmierung eines Getriebes des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums und eine Priorisierung beziehungsweise Priorisierungseinrichtung zur priorisierten Versorgung des Druckspeichers vor der Kupplungskühlung und der Kupplungskühlung vor der Getriebeschmierung und/oder -kühlung mit dem Hydraulikmedium vorgesehen sind. Vorteilhaft weist die Hydraulikanordnung die zusätzliche Funktionalität der Kühlung und/oder Schmierung des Getriebes des Doppelkupplungsgetriebes auf. Vorteilhaft kann das Hydraulikmedium mittels der Hydraulikanordnung dem Getriebe des Doppelkupplungsgetriebes zur Kühlung und/oder Schmierung zugeführt werden. Vorteilhaft können weitere Verbraucher mittels der Priorisierung ebenfalls priorisiert mit dem Hydraulikmedium versorgt werden. Vorteilhaft kann so eine bedarfsgerechte und/oder funktionsgerechte Versorgung der Verbraucher der Hydraulikanordnung gewährleistet werden. Vorteilhaft kann mittels der hydraulischen Energiequelle zur Verfügung gestellte hydraulische Energie nur in einem möglichst niedrigen und benötigten Maß gemäß vorgegebenen Prioritäten den nachgeschalteten Verbrauchern der Hydraulikanordnung zugeführt werden. Vorteilhaft ergibt sich ein Gesamtkonzept der Hydraulikanordnung und des damit angesteuerten Doppelkupplungsgetriebes mit vergleichsweise geringen Getriebeverlusten, bedingt durch die integrierte Getriebeschmierung und/oder -kühlung, wobei geforderte Funktionalitäten einer Kupplungsaktorik, Getriebeaktorik, der Kupplungskühlung und der Getriebekühlung berücksichtigbar sind.
Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit einer hydraulischen Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, mit einem Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie und mit einer Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums, auch dadurch gelöst, dass die hydraulische Energiequelle eine zweiflutige Elektropumpe aufweist. Vorteilhaft kann die zweiflutige Elektropumpe unterschiedlichen Verbrauchern der Hydraulikanordnung zugeordnet werden, wobei sich eine differenziertere Versorgung nachgeschalteter Verbraucher mit hydraulischer Energie realisieren lässt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die zweiflutige Elektropumpe eine erste, dem Druckspeicher vorschaltbare Flut aufweist. Die erste Flut kann vorteilhaft zur Befüllung des Druckspeichers mit hydraulischer Energie ausgelegt sein, beispielsweise ein vergleichsweise hohes Druckniveau liefern. Dabei ist es denkbar, die erste Flut für einen vergleichsweise kleineren Volumenstrom auszulegen.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die zweiflutige Elektropumpe eine zweite, der Kupplungskühlung vorschaltbare Flut aufweist. Vorteilhaft kann die zweite Flut zur Erzeugung eines vergleichsweise großen Volumenstroms bei einem vergleichsweise niedrigen Druckniveau ausgelegt sein. Die Kupplungs kühlung benötigt vergleichsweise große Volumenströme bei einem vergleichsweise geringen Druckniveau.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die erste Flut der Kupplungskühlung vorschaltbar ist. Vorteilhaft kann die erste Flut zusätzlich auch zur Kupplungskühlung eingesetzt werden, wobei der gesamte mittels der Elektropumpe erzeugte Volumenstrom des Hydraulikmediums der Kupplungskühlung zuführbar ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die erste Flut über ein Rückschlagventil dem Druckspeicher vorgeschaltet ist. Das Rückschlagventil kann vorteilhaft ein Rückströmen des Hydraulikmediums in Richtung der ersten Flut der Elektropumpe verhindern. Vorteilhaft wird dadurch ein Betriebszustand der ersten Flut auf einem vergleichsweise niedrigen Druckniveau ermöglicht, wobei dieses beispielsweise zur Kupplungskühlung verwendbar ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die erste Flut über ein erstes Ventil der Kupplungskühlung vorschaltbar ist. Vorteilhaft kann mittels des ersten Ventils die erste Flut in Richtung Kupplungskühlung geschaltet werden, wobei das Druckniveau absinkt und das zwischen die erste Flut und den Druckspeicher geschaltete Rückschlagventil sperrt. Vorteilhaft ist es möglich, über das erste Ventil die erste Flut der Kupplungskühlung zuzuordnen oder wahlweise die erste Flut in Richtung der Kupplungskühlung abzusperren, so dass sich das Druckniveau so weit erhöht, dass eine Befüllung des Druckspeichers erfolgen kann.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das erste Ventil als Proportionalventil ausgebildet ist. Vorteilhaft können Zwischenzustände angefahren werden, so dass beispielsweise ein Teilvolumenstrom der ersten Flut zur Kupplungskühlung und ein weiterer Teilvolumenstrom zur Befüllung des Druckspeichers verwendbar sind.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das erste Ventil mittels eines Proportionalmagnets ansteuerbar ist. Mittels des Proportionalmagnets lassen sich die Zwischenstufen des ersten Ventils durch Anlegen eines elektrischen Stroms einstellen.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass bei stromlosem Zustand des Proportionalmagnets des ersten Ventils ein mittels der hydraulischen Energiequelle erzeugbarer Gesamtstrom des Hydraulikmediums der Kupplungskühlung zuführbar ist. Vorteilhaft kann beispielsweise bei einem Stromausfall einer Ansteuerung der Hydraulikanordnung dennoch die Kupplungskühlung gewährleistet werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die hydraulische Energiequelle die Elektropumpe und eine mittels eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges antreibbare Verbrennerpumpe aufweist. Die Verbrennerpumpe liefert abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges einen entsprechenden variablen Volumenstrom des Hydraulikmediums, bis hin zu einem Volumenstrom von null, sofern der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Dies kann beispielsweise im Falle einer implementierten Start-Stopp-Funktionalität auftreten. Vorteilhaft kann auch in diesem Betriebszustand die Elektropumpe der hydraulischen Energiequelle die nachgeschalteten Verbraucher der Hydraulikanordnung mit hydraulischer Energie versorgen. Ein Stillstand des Verbrennungsmotors kann auch bei Hybridantrieben erfolgen, wobei beispielsweise vorteilhaft trotz des Stillstandes eine Kühlung einer Hybridantriebskupplung möglich ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die Priorisierung das erste Ventil, ein der Verbrennerpumpe nachgeschaltetes zweites Ventil und ein dem zweiten Ventil nachgeschaltetes drittes Ventil aufweist. Mittels der drei Ventile können vorteilhaft die Getriebeschmierung und/oder Kühlung, die Kupplungskühlung sowie der Druckspeicher priorisiert mit hydraulischer Energie der hydraulischen Energiequelle versorgt werden. Das zweite und dritte Ventil können dazu beispielsweise als Volumenstromteiler ausgelegt sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das zweite Ventil dem ersten Ventil vorgeschaltet ist, wobei ein mittels der Verbrennerpumpe führbarer Volumenstrom des Hydraulikmediums wahlweise dem dritten oder ersten Ventil zuführbar ist. Vorteilhaft kann das zweite Ventil einen mittels der Verbrennerpumpe erzeugbaren Volumenstrom in Richtung des ersten Ventils und/oder des dritten Ventils aufteilen. Unter wahlweise kann ein Umschalten oder auch ein beliebiges Volumenstromverhältnis in Richtung des ersten und/oder dritten Ventils verstanden werden. Hierzu kann das zweite Ventil als Proportionalventil ausgelegt sein. Vorteilhaft kann der abhängig von dem Betriebszu stand des Verbrennungsmotors stark variierende Volumenstrom der Verbrennerpumpe über das erste Ventil der Kupplungskühlung zugeführt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das zweite Ventil eine Tankrückführung zum zumindest teilweisen Kurzschließen der Verbrennerpumpe aufweist. Vorteilhaft kann alternativ ein nicht benötigter Anteil oder 100% des mittels der Verbrennerpumpe förderbaren Volumenstroms direkt wieder einer Saugseite der Verbrennerpumpe zugeführt werden, wobei sich die Energieaufnahme beziehungsweise Wellenleistung der Verbrennerpumpe minimieren lässt.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das dritte Ventil wahlweise einer Kupplungs- und/oder Gangansteuerung der Hydraulikanordnung und dem ersten Ventil vorschaltbar ist. Vorteilhaft kann das dritte Ventil einen von der Kupplungs- und/oder Gangansteuerung nicht benötigten Volumenstromanteil in Richtung des ersten Ventils abzweigen. Das dritte Ventil kann dazu als Volumenstromteiler ausgelegt sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Hydraulikanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass das erste Ventil der Getriebekühlung und/oder -schmierung vorschaltbar ist. Es ist vorteilhaft möglich, mittels des ersten Ventils den mittels des dritten Ventils abgezweigten Volumenstrom wahlweise entweder der Getriebekühlung und/oder -schmierung oder der Kupplungskühlung zuzuschalten. Vorteilhaft kann mittels des ersten bis dritten Ventils der Gesamtvolumenstrom der hydraulischen Energiequelle der Hydraulikanordnung priorisiert den nachgeschalteten Verbrauchern, insbesondere des Druckspeichers, der Kupplungskühlung und/oder der Getriebeschmierung und/oder -kühlung zugeführt werden.
Die Aufgabe ist außerdem mit einem Kühlölventil einer Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges gelöst, wobei das Kühlölventil ein vorab beschriebenes erstes Ventil aufweist. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kühlölventils ist vorgesehen, dass die Hydraulikanordnung wie vorab beschrieben ausgebildet ist. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Die Aufgabe ist ferner mit einem Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Hydraulikanordnung und/oder einem vorab beschriebenen Kühlölventil gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Hydraulikanordnung mit einer Getriebekühlung beziehungsweise -schmierung;
2 ein Blockschaltbild der in 1 gezeigten Hydraulikanordnung, jedoch mit einer Tankrückführung einer Verbrennerpumpe; und
3 bis 5 Detailansichten einer Hydraulikanordnung mit einem ersten Ventil in drei verschiedenen Schaltstellungen.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Hydraulikanordnung 1 zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes 3 eines Kraftfahrzeuges 5. Das Doppelkupplungsgetriebe 3 weist eine erste Kupplung 7 und eine zweite Kupplung 9 auf, mittels denen eine nicht dargestellte, von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges 5 angetriebene Antriebswelle selektiv mit Eingangswellen 11, 13 drehfest kuppelbar ist. Eine erste Eingangswelle 11 ist hohl und eine zweite Eingangswelle 13 erstreckt sich durch die erste Eingangswelle 11 hindurch. Die Eingangswellen 11 und 13 sind über nicht näher dargestellte schaltbare Radsätze mit einer gemeinsamen, ebenfalls nicht dargestellten Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes 3 drehfest verbindbar. Dabei gehört im dargestellten Beispiel die erste Eingangswelle 11 zu einem ersten Teilgetriebe, mit dem Gänge 1, 3, 5 und 7 schaltbar sind. Die zweite Eingangswelle 13 gehört zu einem zweiten Teilgetriebe, mit dem Gänge 2, 4, 6 und R schaltbar sind. Mittels der Hydraulikanordnung 1 ansteuerbare Getriebeaktoren zum Einlegen der Gänge sind mit den Bezugszeichen 15, 17, 19 und 21 bezeichnet. Kupplungsaktoren, mit denen die erste und zweite Kupplung 7, 9 betätigbar sind, sind mit den Bezugszeichen 23 und 25 bezeichnet. Die Hydraulikanordnung 1 ist zur Ansteuerung der Aktoren 15 bis 25 ausgelegt. Die Hydraulikanordnung 1 beziehungsweise die Aktoren 15 bis 25 sind mittels einer hydraulischen Energiequelle 27 mittels eines nicht näher dargestellten Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie versorg bar. Die hydraulische Energiequelle 27 ist einem Tank 29 des Hydraulikmediums saugseitig zugeordnet. Die hydraulische Energiequelle 27 weist eine Verbrennerpumpe 31 und eine zweiflutige Elektropumpe 33 auf. Die Verbrennerpumpe 31 ist saugseitig über ein erstes Filter 35 dem Tank 29 zugeordnet. Die Elektropumpe 33 ist über ein zweites Filter 37 saugseitig dem Tank 29 zugeordnet. Es ist denkbar, anstelle der Filter 35 und 37 ein nicht näher dargestelltes gemeinsames Filter zu verwenden. Die Elektropumpe 33 kann mittels eines Elektromotors 39 mit mechanischer Energie versorgt werden. Die Verbrennerpumpe 31 kann beispielsweise einer in 1 lediglich angedeuteten Kurbelwelle 41 des nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges 5 mechanisch zugeordnet sein.
Die Elektropumpe 33 weist eine erste Flut 43 und eine zweite Flut 45 auf. Die erste Flut 43 kann zur Förderung eines vergleichsweise hohen Druckniveaus ausgelegt sein und ist über ein Rückschlagventil 47 einem Druckspeicher 49 zugeordnet. Das Rückschlagventil 47 verhindert einen Rückfluss von dem Druckspeicher 49 in Richtung der ersten Flut 43. Bei der Elektropumpe 33 kann es sich beispielsweise um eine Flügelzellenpumpe, insbesondere um eine in eine nicht näher dargestellte Hydraulikplatte der Hydraulikanordnung 1 integrierte Pumpe, handeln. Die erste Flut 43 kann außerdem zur Bereitstellung eines geringeren Volumenstroms als die zweite Flut 45 ausgelegt sein. Die erste Flut ist mittels einer Verzweigung stromaufwärts einem ersten Ventil 51 beziehungsweise einem Kühlölventil zugeordnet. Das erste Ventil 51 ist als ein mittels eines Proportionalmagnetes 53 ansteuerbares 5/2-Wege-Proportionalventil ausgelegt. In einer ersten, in 1 gezeigten Schaltstellung ist die erste Flut 43 über das erste Ventil 51 einer Kupplungskühlung 55 zugeordnet. In dieser Schaltstellung fällt das Druckniveau der ersten Flut 43 ab, so dass das Rückschlagventil 47 sperrt, wobei der bei einem niedrigen Druckniveau geförderte Volumenstrom des Hydraulikmediums der Kupplungskühlung 55 zuführbar ist. Vorteilhaft sinkt die Wellenleistung des Elektromotors 39 ab. Die Zuordnung der ersten Flut 43 zur Kupplungskühlung 55 erfolgt über ein einem Bypassventil 57 parallel geschaltetes Filter 59.
Die zweite Flut 45 ist direkt über das Bypassventil 57 und den Filter 59 der Kupplungskühlung 55 zugeordnet. In der in 1 gezeigten Schaltstellung des ersten Ventils 51 fördern also beide Fluten 43 und 45 zur Kupplungskühlung 55. Die Verbrennerpumpe 31 ist über ein zweites Ventil 61 und ein drittes Ventil 63, die jeweils als Volumenstromteiler ausgelegt sein können, den Aktoren 15 bis 25 der Hydraulikanordnung 1 zugeordnet. Zur Ansteuerung der Aktoren 15 bis 25 sind verschiedene elektrisch ansteuerbare Steuerventile 65 vorgesehen, deren Zusammenwirken im Wesentlichen bekannt ist und daher nicht näher beschrieben wird. Die Ventile 61 und 63 können jeweils Druckrückführungen aufweisen, als Proportionalventile so wie als Volumenstromteiler ausgelegt sein. Das zweite Ventil 61 verzweigt den mittels der Verbrennerpumpe 31 bereitgestellten Volumenstrom des Hydraulikmediums zu einer Eingangsseite des ersten Ventils 51. In der in 1 gezeigten Schaltstellung des ersten Ventils 51 ist eine Ausgangsseite des zweiten Ventils 61 über eine dem ersten Ventil 51 nachgeschaltete Blende 67 und/oder ein der Blende 67 parallel geschaltetes Kugelbypassventil 69 der Kupplungskühlung 55 zugeordnet. In einer zweiten Schaltstellung des ersten Ventils 51 ist die Verbrennerpumpe 31 entsprechend der Schaltstellung des zweiten Ventils 61 direkt einer Getriebekühlung 71 beziehungsweise Getriebeschmierung zuordenbar. Zwischen dem ersten Ventil 51 und die Getriebekühlung 71 ist ein viertes Ventil 72 geschaltet, das druck- und/oder volumenstromabhängig einen Teilstrom in Richtung des Tanks 29 abzweigen kann. Das vierte Ventil 72 kann als Proportionalventil ausgelegt sein.
Das zweite Ventil 61 ist stromaufwärts über eine Regelblende 73 dem dritten Ventil 63 zugeordnet. Stromaufwärts ist das dritte Ventil 63 über eine weitere Regelblende 75 sowie ein dieser Regelblende 75 parallel geschaltetes Rückschlagventil 77 sowie ein weiteres der Regelblende 75 sowie dem Rückschlagventil 77 nachgeschaltetes Rückschlagventil 79 dem Druckspeicher 49 sowie den übrigen Verbrauchern der Hydraulikanordnung 1 zuordenbar. Das dritte Ventil 63 verzweigt sich ebenfalls in Richtung der Eingangsseite des ersten Ventils 51. Außerdem verzweigt sich eine Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Ventil 61 und dem dritten Ventil 63 über ein Überdruckventil 81 ebenfalls in Richtung der Eingangsseite des ersten Ventils 51.
Das erste bis dritte Ventil 51, 61, 63 sowie die Verbrennerpumpe 31 und die Elektropumpe 33 sind Teile einer Priorisierung 83. Die Priorisierung 83 kann zur priorisierten und/oder energieverbrauchsoptimierten Versorgung der verschiedenen Verbraucher, insbesondere den Aktuatoren 15 bis 25, des Druckspeichers 49, der Kupplungskühlung 55 und/oder der Getriebekühlung beziehungsweise Getriebeschmierung 71 ausgelegt sein. Vorteilhaft kann durch eine Ansteuerung der Priorisierung 83 der Druckspeicher 49 priorisiert vor der Kupplungskühlung 55 und die Kupplungskühlung 55 priorisiert vor der Getriebeschmierung beziehungsweise Getriebekühlung 71 versorgt werden.
2 zeigt das in 1 gezeigte Blockschaltbild der Hydraulikanordnung 1, wobei im Unterschied die Verbrennerpumpe eine Tankrückführung 85 aufweist, die eine Ausgangsseite des zweiten Ventils 61 mit einer Saugseite der Verbrennerpumpe 31 aufweist. Die Tankrück führung 85 kann als saugseitiger Pumpeninjektor ausgelegt sein, also direkt in die Saugseite der Verbrennerpumpe 31 münden.
Die 3 und 4 zeigen jeweils eine Detailansicht einer Hydraulikanordnung 1, die im Wesentlichen der in den 1 und 2 dargestellten Hydraulikanordnung 1 entspricht, insbesondere zusammen mit einer schematischen Funktionsansicht des ersten Ventils 51. 5 zeigt die in den 3 und 4 dargestellte Funktionsansicht des ersten Ventils 51, wobei die 3 bis 5 das erste Ventil 51 in drei unterschiedlichen Hauptstellungen zeigen. Anhand der 3 bis 5 werden die Funktion sowie der Aufbau des ersten Ventils 51 näher erläutert.
Das erste Ventil 51 weist einen mit Lamellen zusammenwirkenden Steuerkolben 87 auf. Der Steuerkolben 87 ist zwischen einer Feder 89 und dem Proportionalmagnet 53 beweglich gelagert. Das erste Ventil 51 weist, in Ausrichtung der 3 bis 5, linksseitig eine erste Tanklamelle 91 und rechtsseitig eine zweite Tanklamelle 93 auf. Die Tanklamellen 91 und 93 sind jeweils dem Tank 29, also einem niedrigen Druckniveau zugeordnet. Der Steuerkolben 87 weist eine erste Rückführfläche 95 und eine zweite Rückführfläche 97 auf.
Neben den Tanklamellen 91 und 93 weist das erste Ventil 51 drei weitere ausgangsseitige Lamellen auf, in Ausrichtung der 3 bis 5 von links nach rechts, eine erste Kupplungskühlungslamelle 99, eine Getriebelamelle 101 und eine zweite Kupplungskühlungslamelle 103. Eingangsseitig weist das erste Ventil 51 eine Verbrennerlamelle 105 und eine Elektrolamelle 107 auf.
3 zeigt das erste Ventil 51 in einer ersten Hauptstellung, wobei der Proportionalmagnet 53 stromlos geschaltet ist. In dieser Schaltstellung drückt die Feder 89 den Steuerkolben 87, in Ausrichtung der 3 gesehen, ganz nach links, so weit, bis dieser an der ersten Kupplungslamelle 99 anschlägt. In der ersten Hauptstellung gibt eine erste Steuerflanke 109 des Steuerkolbens 87 die Verbrennerlamelle 105 in Richtung der ersten Kupplungslamelle 99 gänzlich frei. Außerdem verschließt in dieser ersten Hauptstellung eine zweite Steuerflanke 111 die Getriebelamelle 101, so dass kein Hydraulikmedium von der Verbrennerlamelle 105 über die Getriebelamelle 101 in Richtung der Getriebekühlung 71 strömen kann. Außerdem öffnet in der ersten Hauptstellung eine dritte Steuerflanke 113 des Steuerkolbens 87 die Elektrolamelle 107 in Richtung der zweiten Kupplungskühlungslamelle 103. Es ist ersichtlich, dass in dieser ersten Hauptstellung, also bei stromlos geschaltetem Proportionalmagneten 53, der gesamte Volumenstrom der hydraulischen Energiequelle 27, also der Verbrennerpumpe 31 und der Elektropumpe 33 mittels des ersten Ventils 51 zur Kupplungskühlung 55 leitbar ist.
Im Bereich der zweiten Kupplungskühlungslamelle 103 weist der Steuerkolben 87 einen über eine Bohrung 115 der zweiten Kupplungskühlungslamelle 103 zuordenbaren Schieber 117 auf. Der Schieber 117 verbindet die zweite Kupplungskühlungslamelle 103 druckabhängig und abhängig von der Schaltstellung des Steuerkolbens 87 in Richtung der zweiten Tanklamelle 93, so dass ein druck- und stellungsabhängiger Anteil des von der ersten Flut 43 der Elektropumpe 33 geförderter Volumenstrom zum Tank 29 ableitbar ist.
In einer zweiten Hauptstellung des ersten Ventils 51, wie in 4 dargestellt, befindet sich der Steuerkolben 87 in einem Gleichgewicht der mittels der Rückführflächen 95 und 97, der Feder 89 und des Proportionalmagneten 53 auf dem Steuerkolben 87 aufgebrachten Kräfte. Die Steuerflanken 109 und 111 befinden sich dabei in einem Regelgleichgewicht, wobei entsprechend einer Bestromung des Proportionalmagneten 53 sich an der Kupplungskühlung 55 und an der Getriebekühlung 71 geregelte und gewünschte Druck- sowie Volumenstromverhältnisse einstellen. In dieser zweiten Hauptstellung sperrt die dritte Steuerflanke 113 die zweite Kupplungskühlungslamelle 103 ab, so dass die erste Flut 43 der Elektropumpe 33 entsprechend einem Druck des Druckspeichers 49 auf einem höheren Druckniveau arbeitet und dabei den Druckspeicher 49 befüllt. Der Druckspeicher 49 ist über einen Abzweig der ersten Flut 43 und der Elektrolamelle 107 des ersten Ventils 51 zugeordnet.
In einer dritten Hauptstellung des ersten Ventils 51, wie in 5 gezeigt, ist der Proportionalmagnet 53 maximal bestromt, so dass der Steuerkolben 87 des ersten Ventils 51, in Ausrichtung der 5 gesehen, rechtsseitig anschlägt, also die Feder 89 maximal verkürzt ist. In diesem Zustand ist der Schieber 119 geschlossen. Ebenso ist die Elektrolamelle 107 mittels der dritten Steuerflanke 113 zur zweiten Kupplungskühlungslamelle 103 hin abgesperrt. Außerdem ist die Verbrennerlamelle 105 mittels der ersten Steuerflanke 109 zur ersten Kupplungslamelle 99 hin abgesperrt. Die zweite Steuerflanke 111 ist maximal geöffnet, so dass der gesamte mittels der Verbrennerpumpe 31 erzeugte Volumenstrom des Hydraulikmediums quasi ungehindert der Getriebekühlung 71 zuführbar ist.
Vorteilhaft kann mittels der Priorisierung 83 die Belastung des Elektromotors 39 minimiert werden. Das erste Ventil 51 realisiert eine Kühlölventilfunktion, die es ermöglicht, eine Schmierung von Zahnradstufen eines Getriebes des Doppelkupplungsgetriebes 3 mittels der Getriebekühlung und/oder -schmierung 71 zu übernehmen. Vorteilhaft kann die dafür benötigte hydraulische Energie minimiert und bedarfsgerecht erzeugt werden. Vorteilhaft ergibt sich insgesamt ein Konzept mit möglichst geringen Getriebeverlusten bei einer automatisierten Betätigung mittels einer Kupplungsaktorik, einer Getriebeaktorik und der vorgesehenen Kupplungskühlung 55 sowie der Getriebekühlung 71.
Die Priorisierung 83 weist die Ventile 51, 61 und 63 auf, wobei eine Befüllung des Druckspeichers 49 durch das zweite Ventil 61, die Kupplungskühlung 55 durch das erste Ventil 51 und die Getriebeschmierung 71 durch das erste Ventil 51 und/oder das vierte Ventil 72 gewährleistbar sind. Die Elektropumpe 33 kann als zweiflutige Pumpe, beispielsweise als Flügelzellenpumpe, ausgeführt sein. Die zwei Fluten 43 und 45 fördern beim Kühlen mit einem geringen Druck. Beim Laden des Druckspeichers 49 ist nur die erste Flut 43 auf einem hohen Druckniveau, wobei sich insgesamt eine vergleichsweise geringe Belastung des Elektromotors 39 ergibt. Die Pumpenfluten 43 und 45 der Elektropumpe 33 können vorzugsweise asymmetrisch aufgeteilt sein. Die erste Flut 43, welche zum Beladen des Druckspeichers 49 verwendbar ist, kann kleiner ausgelegt sein. Bevorzugt kann die Elektropumpe 33 als eine in einer Hydraulikplatte der Hydraulikanordnung 1 integrierte Flügelzellenpumpe ausgelegt werden.
Stromaufwärts ist die Verbrennerpumpe 31 dem zweiten Ventil 61 zugeordnet, das einen Volumenstromteiler realisieren kann, um insbesondere vorteilhaft bei hohen Drehzahlen der Kurbelwelle 41 des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges 5 die von der Verbrennerpumpe 31 aufgenommene Wellenleistung zu reduzieren.
Das erste Ventil 51 kann als Proportionalventil ausgeführt sein. In stromlosem Zustand des Proportionalmagneten 53 wird das gesamte Öl beziehungsweise Hydraulikmedium, welches an dem ersten Ventil 51 ankommt, in Richtung der Kupplungskühlung 55 geleitet. In dieser Situation wird die Messblende 67 zur Volumenstromregelung über das Kugelbypassventil 69 umgangen, um den Systemdruck möglichst gering zu halten. Die Dauerbeölung der Kupplungen 7, 9 wird über eine gezielte Bestromung des ersten Ventils 51 erreicht. Hierbei ist das Kugelbypassventil 69 geschlossen. Ein hydraulischer Regelkreis über die Messblende 67 ist dabei aktiv (vgl. 4). Das abgeregelte Öl beziehungsweise Hydraulikmedium wird zur weiteren Verwendung der Getriebeschmierung 71 zugeführt. Bei einer maximalen Bestromung des ersten Ventils 51 (vgl. 5) wird der gesamte Ölstrom von der mechanisch angetriebenen Verbrennerpumpe 31 zur Getriebeschmierung 71 geleitet. Gleichzeitig wird der Anschluss der ersten Flut 43 beziehungsweise Hochdruckflut 43 der Elektropumpe 33 in Richtung der Kupplungskühlung 55 verschlossen. Dies ist notwendig, um den Druckspeicher 49 in Stoppphasen des Kraftfahrzeuges 5, zum Beispiel an einer Ampel, laden zu können. Hierzu kann das Kraftfahrzeug 5 mit einer Start-Stopp-Vorrichtung und/oder einem Hybridantrieb ausgerüstet sein.
Das vierte, der Getriebekühlung 71 vorgeschaltete Ventil 72 kann zur Volumenstromsteuerung an der Getriebeschmierung 71 vorgesehen sein, um möglicherweise auftretende Verluste an hydraulischer Energie möglichst gering zu halten. Das vierte Ventil 72 kann als einfaches Kunststoffventil außerhalb einer Hydraulikeinheit der Hydraulikanordnung 1, zum Beispiel in einer Schmierölverteilung, integriert sein.
Vorteilhaft ist es möglich, alternativ zur Darstellung der 1 und 2 ein gemeinsames Filter für die Pumpen 31 und 33 der hydraulischen Energiequelle 27 vorzusehen.
Es ist denkbar, die mechanisch angetriebene Verbrennerpumpe 31 ebenfalls als Flügelzellenpumpe auszuführen, insbesondere als in der Hydraulikplatte der Hydraulikanordnung 1 integrierte Flügelzellenpumpe.
Bei der Verschaltung beziehungsweise Betriebsweise des zweiten Ventils sind grundsätzlich zwei Varianten möglich. Bei einer ersten Variante kann das zweite Ventil 61 auf eine Abregelmenge gemäß eines Füllbedarfs des Druckspeichers 49 eingestellt werden, wobei sich optimale Bedingungen für die Speicherlagen des Druckspeichers 49 ergeben, sich jedoch bei hohen Drehzahlen ein hoher Volumenstrom über das erste Ventil 51 ergibt. Bei einer zweiten Betriebsweise kann das zweite Ventil 61 auf eine Abregelmenge gemäß eines Kühlölbedarfs der Kupplungskühlung 55 eingestellt werden, wobei sich vorteilhaft eine bedarfsgerechte Ölmenge an dem ersten Ventil 51 ergibt, aber drehzahlabhängig ein vergleichsweise hoher Volumenstrom in Richtung des dritten Ventils 63 verzweigt wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand ist eine beliebige Minimax-Optimierung denkbar.
Das zweite Ventil 61 kann als Volumenstromteiler ausgelegt werden.
Das erste Ventil 51 entspricht im Wesentlichen einem geregelten Volumenstromventil. Zusätzlich weist das erste Ventil 51 die Elektrolamelle 107 und die zweite Kupplungskühlungslamelle 103 auf, die es ermöglichen, den zusätzlichen Volumenstrom der Elektropumpe 33 entweder zur Kühlölmenge in Richtung der Kupplungskühlung 55 zu schalten oder den Volumenstrom der Elektropumpe 33 zu blockieren, um Druck zur Befüllung des Druckspeichers 49 aufbauen zu können. Das erste Ventil 51 kann über den Proportionalmagneten 53 in drei verschiedene Hauptstellungen gebracht werden.
In einer ersten Hauptstellung, wie in 3 dargestellt, ist die Ventilbestromung gänzlich ausgeschaltet, also der Proportionalmagnet 53 stromlos. In dieser ersten Hauptstellung ergibt sich eine maximale Kupplungskühlung 55. Falls bei geringen Drehzahlen der Kurbelwelle 41 des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges 5 eine hohe Kühlölmenge für die Kupplungskühlung 55 benötigt wird, kann mittels des ersten Ventils 51 der gesamte Volumenstrom der Verbrennerpumpe 31 und zusätzlich der Volumenstrom beider Fluten 43 und 45 der Elektropumpe 33 zur Kupplungskühlung 55 geleitet werden.
Die der ersten Kupplungslamelle 99 nachgeschaltete Blende 67 kann für eine Regelung des Volumenstroms in einer zweiten Hauptstellung (vgl. 4) ausgelegt werden. Da in der ersten Hauptstellung gemäß 3 jedoch der gesamte Volumenstrom zur Kupplungskühlung 55 durch die Blende 67 fließen müsste, was einen vergleichsweise hohen Rückstaudruck verursachen würde, ist der Blende 67 das Kugelbypassventil 69 parallel geschaltet, welches vorteilhaft ab einem bestimmten Druck öffnet und mithin allzu große Drosselverluste vermeidet.
In der zweiten Hauptstellung des ersten Ventils 51 (vgl. 4) ist der Proportionalmagnet 53 mit einer mittleren Ventilbestromung beaufschlagt. Bei dieser mittleren Bestromung fließt nur ein Teil des Volumenstroms des Hydraulikmediums über die Blende 67, wobei der restliche Volumenstrom zur Getriebeschmierung 71 weitergeleitet wird. In diesem zweiten Hauptzustand fungiert das erste Ventil 51 als Volumenstromregelventil. Die Druckdifferenz, die sich an der Blende 67 aufbaut, wird vor der Blende 67 auf die erste Rückführfläche 95 geleitet und nach der Blende 67 auf die zweite Rückführfläche 97. Vorteilhaft stellt sich so ein Gleichgewicht zwischen dem Proportionalmagnet 53, der Feder 89 und den beiden Rückführflächen 95, 97 ein, welches abhängig von einem Magnetstrom des Proportionalmagneten 53 eine gewünschte Kühlölmenge einstellen kann.
In einer dritten Hauptstellung des ersten Ventils 51, welche einer maximalen Bestromung des Proportionalmagneten 53 entspricht, ist die Verbindung zwischen der Verbrennerpumpe 31 und der Kupplungskühlung 55 komplett geschlossen. Dies ist vorteilhaft, falls die Kühlölmenge an den Kupplungen 7 und 9 des Doppelkupplungsgetriebes 3 auf null reduziert werden soll. Für den Fall, dass der Verbrennungsmotor stillsteht, kann diese dritte Hauptstellung auch verwendet werden, um die erste Flut beziehungsweise Hochdruckflut 43 der Elektropumpe 33 mit einer maximal möglichen Überdeckung zu verschließen. Vorteilhaft kann dabei diese erste Flut 43 Druck aufbauen, welcher dann zur Beladung des Druckspeichers 49 genutzt werden kann.
Insbesondere das vierte Ventil 72 kann den Schieber 117 aufweisen, welcher abhängig von einem Rückstaudruck der Getriebekühlung beziehungsweise Getriebeschmierung 71 einen Querschnitt zum Tank 29 freigibt, um bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors nicht den gesamten überschüssigen Volumenstrom über die Getriebeschmierung abzulassen.

1: Hydraulikanordnung
3: Doppelkupplungsgetriebe
5: Kraftfahrzeug
7: erste Kupplung
9: zweite Kupplung
11: Eingangswelle
13: Eingangswelle
15: Getriebeaktoren
17: Getriebeaktoren
19: Getriebeaktoren
21: Getriebeaktoren
23: Kupplungsaktoren
25: Kupplungsaktoren
27: hydraulische Energiequelle
29: Tank
31: Verbrennerpumpe
33: zweiflutige Elektropumpe
35: erstes Filter
37: zweites Filter
39: Elektromotor
41: Kurbelwelle
43: erste Flut
45: zweite Flut
47: Rückschlagventil
49: Druckspeicher
51: erstes Ventil
53: Proportionalmagnet
55: Kupplungskühlung
57: Bypassventil
59: Filter
61: zweites Ventil
63: drittes Ventil
65: Steuerventile
67: Blende
69: Kugelbypassventil
71: Getriebekühlung
72: viertes Ventil
73: Regelblende
75: Regelblende
77: Rückschlagventil
79: Rückschlagventil
81: Überdruckventil
83: Priorisierung
85: Tankrückführung
87: Steuerkolben
89: Feder
91: erste Tanklamelle
93: zweite Tanklamelle
95: erste Rückführfläche
97: zweite Rückführfläche
99: erste Kupplungskühlungslamelle
101: Getriebelamelle
103: zweite Kupplungskühlungslamelle
105: Verbrennerlamelle
107: Elektrolamelle
109: erste Steuerflanke
111: zweite Steuerflanke
113: dritte Steuerflanke
115: Bohrung
117: Schieber

Claims

Hydraulikanordnung (1) zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes (3) eines Kraftfahrzeuges (5), mit: – einer hydraulischen Energiequelle (27) zur Versorgung der Hydraulikanordnung (1) mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, – einem Druckspeicher (49) zur Speicherung der hydraulischen Energie, – einer Kupplungskühlung (55) zur Kühlung von Kupplungen (7, 9) des Doppelkupplungsgetriebes (3) mittels des Hydraulikmediums, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebeschmierung (71) und/oder Getriebekühlung (71) zur Kühlung und/oder Schmierung eines Getriebes des Doppelkupplungsgetriebes (3) mittels des Hydraulikmediums und eine Priorisierung beziehungsweise Priorisierungseinrichtung (83) zur priorisierten Versorgung des Druckspeichers (49) vor der Kupplungskühlung (55) und der Kupplungskühlung (55) vor der Getriebeschmierung (71) und/oder Getriebekühlung (71) mit dem Hydraulikmedium vorgesehen sind/ist.
Hydraulikanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energiequelle (27) eine zweiflutige Elektropumpe (33) umfasst.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiflutige Elektropumpe (33) eine erste, dem Druckspeicher (49) vorschaltbare Flut (43) aufweist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiflutige Elektropumpe (33) eine zweite, der Kupplungskühlung (55) vorschaltbare Flut (45) umfasst.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flut (43) der Kupplungskühlung (55) vorschaltbar ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flut (43) über ein Rückschlagventil (47) dem Druckspeicher (49) vorgeschaltet ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Flut (43) über ein erstes Ventil (51) der Kupplungskühlung (55) vorschaltbar ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (51) als Proportionalventil ausgelegt ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (51) mittels eines Proportionalmagneten (53) ansteuerbar ist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei stromlosem Zustand des Proportionalmagneten (53) des ersten Ventils (51) ein mittels der hydraulischen Energiequelle (27) förderbarer Gesamtvolumenstrom des Hydraulikmediums der Kupplungskühlung (55) zuführbar ist.
Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Energiequelle (27) die Elektropumpe (33) und eine mittels eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges (5) antreibbare Verbrennerpumpe (31) umfasst.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Priorisierung (83) das erste Ventil (51), ein der Verbrennerpumpe (31) nachgeschaltetes zweites Ventil (61) und ein dem zweiten Ventil nachgeschaltetes drittes Ventil (63) aufweist.
Hydraulikanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (61) dem ersten Ventil (51) vorgeschaltet ist, wobei ein mittels der Verbrennerpumpe (31) förderbarer Volumenstrom des Hydraulikmediums wahlweise dem dritten Ventil (63) oder dem ersten Ventil (51) zuführbar ist.
Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (61) eine Tankrückführung (85) zum zumindest teilweisen Kurzschließen der Verbrennerpumpe (31) aufweist.
Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Ventil (63) wahlweise einer Kupplungs- und/oder Gangansteuerung der Hydraulikanordnung und dem ersten Ventil (51) vorschaltbar ist.
Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (51) der Getriebekühlung (71) und/oder Getriebeschmierung (71) vorschaltbar ist.
Kühlölventil (51) einer Hydraulikanordnung (1) zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes (3) eines Kraftfahrzeuges (5), wobei das Kühlölventil (51) ein erstes Ventil (51) nach einem der Ansprüche 7 bis 16 aufweist.
Kühlölventil nach Anspruch 17, wobei die Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.