DE102011016571A1 - Hydraulic system for continuously variable transmission for motor vehicle, has load subjected with pressure by operating pressure connection and operating pressure region, where controlled leakage from region is discharged by leakage valve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einem Tank, einem als Schieberventil mit positiver Überdeckung ausgeführten Druckminderventil, das einen Tankanschluss, einen Systemdruckanschluss und einen Arbeitsdruckanschluss aufweist, der durch das Druckminderventil mit dem Systemdruckanschluss oder dem Tankanschluss verbindbar ist, und mit einem Verbraucher, der über den Arbeitsdruckanschluss des Druckminderventils und einen Arbeitsdruckbereich mit einem Arbeitsdruck beaufschlagt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems.The invention relates to a hydraulic system with a tank, designed as a positive overlap valve pressure reducing valve having a tank port, a system pressure port and a working pressure port, which is connectable by the pressure reducing valve to the system pressure port or the tank port, and with a consumer, via the Working pressure port of the pressure reducing valve and a working pressure range is acted upon by a working pressure. The invention further relates to a method for operating such a hydraulic system.
Aus der internationalen Veröffentlichung
Aufgabe der Erfindung ist es, das Ansprechverhalten eines Druckminderventils in einem Hydrauliksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in kritischen Situationen zu verbessern.The object of the invention is to improve the response of a pressure reducing valve in a hydraulic system according to the preamble of claim 1 in critical situations.
Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem mit einem Tank, einem als Schieberventil mit positiver Überdeckung ausgeführten Druckminderventil, das einen Tankanschluss, einen Systemdruckanschluss und einen Arbeitsdruckanschluss aufweist, der durch das Druckminderventil mit dem Systemdruckanschluss oder dem Tankanschluss verbindbar ist, und mit einem Verbraucher, der über den Arbeitsdruckanschluss des Druckminderventils und einen Arbeitsdruckbereich mit einem Arbeitsdruck beaufschlagt wird, durch ein aktiv betätigtes Leckageventil gelöst, über das eine geregelte Leckage aus dem Arbeitsdruckbereich abgeführt werden kann, um das Ansprechverhalten des Druckminderventils zu verbessern. Als Leckage wird ein Volumenstrom bezeichnet, der aus dem Arbeitsdruckbereich bewusst abgelassen wird, zum Beispiel in den Tank, um den Arbeitsdruck gezielt abzusenken verbessern oder die Regelbarkeit zu verbessern. Dadurch kann besonders vorteilhaft vermieden werden, dass das Druckminderventil in bestimmten Betriebszuständen in Überdeckung zwischen einer Systemdruckkante und einer Tanksteuerkante oder sogar komplett bis zur Tanksteuerkante verfährt. Dadurch können Schieberwechselwege vermieden werden, welche die Dynamik des Hydrauliksystems mindern und in bestimmten Fahrsituationen zu Drucksprüngen beim Überfahren der Steuerkante führen könnten. Durch das Leckageventil kann die Ansprechzeit beziehungsweise Dynamik des Druckminderventils in bestimmten Fahrsituationen und bei einem Widerstart des Motors in einem Start-Stopp-Betrieb mittels geregelter Leckage erhöht werden. Die geregelte Leckage hat zur Folge, dass der Ventilschieber, der auch als Ventilkolben bezeichnet wird, nicht aus der Überdeckung zwischen der Systemdruckkante und der Tanksteuerkante verfahren muss, um einen Druckanstieg am Verbraucher zu realisieren. Das Druckminderventil ist vorzugsweise als 3/2-Wegeventil mit positiver Überdeckung beziehungsweise als 3/3-Wegeventil ausgeführt. Der Tankanschluss steht mit einem Tank in Verbindung, der ein Arbeitsmedium, wie Hydrauliköl, enthält, das mit einem Tankdruck, vorzugsweise Umgebungsdruck, beaufschlagt ist. An den Arbeitsdruckanschluss ist mindestens ein Verbraucher angeschlossen. Bei dem Verbraucher handelt es sich zum Beispiel um einen Hydraulikzylinder, insbesondere einen Verstellzylinder für ein CVT-Getriebe, einen Gangstellzylinder für ein automatisiertes Schaltgetriebe oder für ein Doppelkupplungsgetriebe oder einen Kupplungszylinder. In einer Zone der positiven Überdeckung kann der Ventilschieber Weg verfahren, ohne dass der Arbeitsdruck sich verändert. Die positive Überdeckung wird benötigt, um zu verhindern, dass im Betrieb ständig Arbeitsmedium durch das Druckminderventil strömt. Wenn das Arbeitsmedium relativ kalt ist, kann sich die positive Überdeckung, zum Beispiel aufgrund von viskoser Reibung des Ventilschiebers, nachteilig auf das Ansprechverhalten des Druckminderventils auswirken. Weiterhin kann das Ansprechverhalten des Druckminderventils in bestimmten Betriebszuständen zu träge sein, wie bei einem Fahrzeug im Start-Stopp-Betrieb. In diesem Fall soll beispielsweise eine Kupplung sehr rasch beaufschlagt werden können. In solchen kritischen Situationen wird der Ventilschieber des Druckminderventils gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung durch die geregelte Leckage an oder in der Nähe der Steuerkante gehalten. Dadurch wird das Ansprechverhalten in den kritischen Situationen deutlich verbessert.The object is in a hydraulic system with a tank, designed as a positive overlap valve pressure reducing valve having a tank port, a system pressure port and a working pressure port that is connectable through the pressure reducing valve to the system pressure port or the tank port, and with a consumer who over the working pressure port of the pressure reducing valve and a working pressure range is acted upon by a working pressure, achieved by an actively actuated leakage valve through which a regulated leakage can be discharged from the working pressure range to improve the response of the pressure reducing valve. Leakage is the term used to refer to a volume flow that is deliberately released from the working pressure range, for example into the tank in order to lower the working pressure in a targeted manner or to improve controllability. This can be particularly advantageously avoided that the pressure reducing valve in certain operating conditions in overlap between a system pressure edge and a tank control edge or even completely moves to the tank control edge. As a result, slide change paths can be avoided, which reduce the dynamics of the hydraulic system and could lead to pressure jumps when driving over the control edge in certain driving situations. Through the leakage valve, the response time or dynamics of the pressure reducing valve can be increased in certain driving situations and in a restart of the engine in a start-stop operation by means of regulated leakage. The controlled leakage has the consequence that the valve slide, which is also referred to as a valve piston, does not have to move from the overlap between the system pressure edge and the tank control edge in order to realize a pressure increase at the load. The pressure reducing valve is preferably designed as a 3/2-way valve with positive coverage or as a 3/3-way valve. The tank connection communicates with a tank containing a working medium, such as hydraulic oil, which is subjected to a tank pressure, preferably ambient pressure. At least one consumer is connected to the working pressure connection. The consumer is, for example, a hydraulic cylinder, in particular an adjusting cylinder for a CVT transmission, a gear adjusting cylinder for an automated manual transmission or for a dual-clutch transmission or a clutch cylinder. In a positive overlap zone, the valve spool can move away without changing the working pressure. The positive overlap is needed to prevent working fluid from constantly flowing through the pressure reducing valve during operation. If the working fluid is relatively cold, the positive coverage, for example, due to viscous friction of the valve spool, may adversely affect the responsiveness of the pressure reducing valve. Furthermore, the response of the pressure reducing valve in certain operating conditions may be too slow, as in a vehicle in start-stop operation. In this case, for example, a clutch can be acted upon very quickly. In such critical situations, the valve spool of the pressure reducing valve according to an essential aspect of the invention is maintained by the regulated leakage at or near the control edge. This significantly improves the response in critical situations.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leckageventil direkt gesteuert ist beziehungsweise betätigt wird. Das Leckageventil wird vorzugsweise elektromagnetisch über ein Steuergerät betätigt, insbesondere ein Motorsteuergerät oder ein Getriebesteuergerät.A preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the leakage valve is directly controlled or actuated. The leakage valve is preferably actuated electromagnetically via a control unit, in particular an engine control unit or a transmission control unit.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leckageventil als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungs- und einer Schließstellung als Grundstellung ausgeführt ist. In der Öffnungsstellung ist der Arbeitsdruckbereich vorzugsweise mit dem Tank verbunden, um die geregelte Leckage in den Tank abzuführen. In der Schließstellung ist die Verbindung zum Tank unterbrochen. Durch eine Vorspannkraft, die zum Beispiel durch eine Feder aufgebracht wird, ist das Leckageventil vorzugsweise in seine Schließstellung vorgespannt, die daher als Grundstellung bezeichnet wird.A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the leakage valve is designed as a 2/2-way valve with an open and a closed position as a basic position. In the open position, the working pressure range is preferably connected to the tank to discharge the regulated leakage into the tank. In the closed position, the connection to the tank is interrupted. By a biasing force, which is applied for example by a spring, the leakage valve is preferably in his Pre-biased closed position, which is therefore referred to as the basic position.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leckageventil über ein als Druckregler ausgeführtes Proportionalventil angesteuert ist beziehungsweise betätigt wird. Das Proportionalventil wird vorzugsweise elektromagnetisch betätigt und hat vorteilhaft mehrere Funktionsbereiche. In einem Funktionsbereich wird zum Beispiel ein Kühlölventil angesteuert. In einem weiteren Funktionsbereich wird zum Beispiel ein Sicherheitsventil angesteuert. Besonders vorteilhaft wird in einem weiteren Funktionsbereich das erfindungsgemäße Leckageventil angesteuert. Die verschiedenen Funktionsbereiche sind druckabhängig beziehungsweise stromabhängig. Vorzugsweise wird ein unterer Strombereich beziehungsweise Druckbereich des Proportionalventils genutzt, um die geregelte Leckage über das Leckageventil in den Tank abzuführen. In einem mittleren Strombereich beziehungsweise Druckbereich des Proportionalventils wird eine Kühlung über das Kühlölventil zugeschaltet/abgeschaltet. In einem oberen Strombereich beziehungsweise Druckbereich wird das Sicherheitsventil geöffnet, um den Arbeitsdruckbereich aus Sicherheitsgründen in den Tank zu entlasten.A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the leakage valve is actuated or actuated via a proportional valve designed as a pressure regulator. The proportional valve is preferably actuated electromagnetically and advantageously has a plurality of functional areas. In a functional area, for example, a cooling oil valve is activated. In another functional area, for example, a safety valve is activated. Particularly advantageously, the leakage valve according to the invention is activated in a further functional area. The various functional areas are pressure-dependent or current-dependent. Preferably, a lower current range or pressure range of the proportional valve is used to discharge the regulated leakage via the leakage valve in the tank. In a medium current range or pressure range of the proportional valve, cooling via the cooling oil valve is switched on / off. In an upper current range or pressure range, the safety valve is opened to relieve the working pressure range for safety reasons in the tank.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leckageventil als 2/3-Wegeventil mit zwei Schließstellungen und einer Öffnungsstellung als Mittelstellung ausgeführt ist. In den beiden Schließstellungen ist die Verbindung zwischen dem Arbeitsdruckbereich und dem Tank unterbrochen. In der Öffnungsstellung wird eine geregelte Leckage aus dem Arbeitsdruckbereich in den Tank abgeführt.A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the leakage valve is designed as a 2/3-way valve with two closed positions and an open position as the center position. In the two closed positions, the connection between the working pressure range and the tank is interrupted. In the open position, a controlled leakage from the working pressure range is discharged into the tank.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leckageventil einen Ventilschieber umfasst, der an einem ersten Ende mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagt ist. Über den Vorsteuerdruck kann das Leckageventil aktiv betätigt werden, zum Beispiel über ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät oder ein Getriebesteuergerät. Der Ventilschieber ist an seinem zweiten Ende vorzugsweise mit einer Federkraft beaufschlagt, durch welche der Ventilschieber in seine Grundstellung vorgespannt wird. Die Grundstellung des Ventilschiebers entspricht vorzugsweise einer der Schließstellungen.A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the leakage valve comprises a valve spool, which is acted upon at a first end with a pilot pressure. About the pilot pressure, the leakage valve can be actively actuated, for example via a control unit, in particular an engine control unit or a transmission control unit. The valve spool is preferably acted upon at its second end with a spring force by which the valve spool is biased to its normal position. The basic position of the valve spool preferably corresponds to one of the closed positions.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber einen ersten Kolbensteg, der einen Arbeitsdruckanschluss freigibt oder verschließt, und einen zweiten Kolbensteg aufweist, der einen Tankanschluss freigibt oder verschließt. Der erste Kolbensteg ist vorzugsweise am ersten Ende des Ventilschiebers angeordnet. Der zweite Kolbensteg ist an seinem freien Ende vorzugsweise mit einer Federkraft beaufschlagt.A further preferred exemplary embodiment of the hydraulic system is characterized in that the valve slide has a first piston web, which releases or closes a working pressure port, and a second piston web, which releases or closes a tank port. The first piston web is preferably arranged at the first end of the valve spool. The second piston web is preferably acted upon at its free end with a spring force.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber zwischen den beiden Kolbenstegen einen Verbindungsbereich aufweist, der den Arbeitsdruckanschluss in Abhängigkeit von einer Ventilschieberbewegung mit dem Tankanschluss verbindet, oder nicht. Über den Verbindungsbereich des Ventilschiebers kann Leckage aus dem Arbeitsdruckbereich über den Arbeitsdruckanschluss und den Tankanschluss in den Tank abgeführt werden.A further preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that the valve slide between the two piston webs has a connection region which connects the working pressure port in response to a valve spool movement with the tank port or not. Through the connection area of the valve spool, leakage from the working pressure range can be discharged into the tank via the working pressure connection and the tank connection.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Widerstand zwischen den Arbeitsdruckbereich und den Tank geschaltet ist. Der hydraulische Widerstand kann dem Leckageventil in Richtung einer Leckageströmung vor- oder nachgeschaltet sein. Der hydraulische Widerstand kann eine Drossel und/oder eine Blende umfassen. Über die Größe des hydraulischen Widerstands kann die Leckagemenge eingestellt werden.Another preferred embodiment of the hydraulic system is characterized in that a hydraulic resistance between the working pressure range and the tank is connected. The hydraulic resistance may be upstream or downstream of the leakage valve in the direction of a leakage flow. The hydraulic resistance may include a throttle and / or a diaphragm. The size of the hydraulic resistor can be used to set the leakage quantity.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Hydrauliksystems ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass durch aktives Betätigen des Leckageventils eine Leckage aus dem Arbeitsdruckbereich zugeschaltet oder weggeschaltet wird, um das Ansprechverhalten des Druckminderventils zu verbessern.In a method for operating a hydraulic system described above, the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved by activating or deactivating leakage from the working pressure range by active actuation of the leakage valve in order to improve the response of the pressure reducing valve.
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. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
In
Die Pumpe
Ein Tankanschluss des Druckminderventils
Über den Arbeitsdruckbereich
An den Systemdruckbereich
Der hydraulische Widerstand
In der Vorsteuerleitung
An der Abzweigung
Über das Proportionalventil
Das Leckageventil
Das Leckageventil
Über das Leckageventil
In
Das Leckageventil
An dem Ventilschieber
In der dargestellten Grundstellung des Leckageventils
In
Bei dem Verbraucher
Das Leckageventil
Das Leckageventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hydrauliksystemhydraulic system
- 22
- Tanktank
- 44
- Hydraulikpumpehydraulic pump
- 55
- Filterfilter
- 88th
- SystemdruckbereichSystem pressure range
- 1010
- DruckminderventilPressure reducing valve
- 1515
- ArbeitsdruckbereichWorking pressure range
- 1616
- Sicherheitsventilsafety valve
- 1818
- Verbraucherconsumer
- 2020
- VorsteuerdruckventilPilot pressure valve
- 2121
- Proportionalventilproportional valve
- 2222
- Proportionalventilproportional valve
- 2323
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
- 2424
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
- 2525
- Vorsteuerleitungpilot line
- 2626
- Vorsteuerleitungpilot line
- 2727
- Abzweigungdiversion
- 2828
- Abzweigungdiversion
- 2929
- Abzweigungdiversion
- 3030
- Leckageventilleakage valve
- 3131
- Steuerleitungcontrol line
- 3232
- KühlölventilCooling oil valve
- 33 33
- Steuerleitungcontrol line
- 3535
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
- 4040
- Leckageventilleakage valve
- 4242
- Ventilschiebervalve slide
- 4444
- EndeThe End
- 4545
- EndeThe End
- 4747
- Federfeather
- 4848
- Federraumspring chamber
- 5151
- Anschlussconnection
- 5252
- Anschlussconnection
- 5353
- Anschlussconnection
- 5454
- Anschlussconnection
- 5656
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
- 6161
- Kolbenstegpiston land
- 6262
- Kolbenstegpiston land
- 6464
- Verbindungsbereichconnecting area
- 7171
- Hydrauliksystemhydraulic system
- 7272
- Tanktank
- 7474
- Pumpepump
- 7575
- Filterfilter
- 7878
- SystemdruckbereichSystem pressure range
- 8080
- DruckminderventilPressure reducing valve
- 8282
- Verbraucherconsumer
- 8585
- ArbeitsdruckbereichWorking pressure range
- 9090
- Leckageventilleakage valve
- 9595
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201110016571 DE102011016571A1 (en) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Hydraulic system for continuously variable transmission for motor vehicle, has load subjected with pressure by operating pressure connection and operating pressure region, where controlled leakage from region is discharged by leakage valve |
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Publication Number | Publication Date |
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
WO2007003151A1 (en) | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Method and device for triggering a vehicle clutch |
-
2011
- 2011-04-07 DE DE201110016571 patent/DE102011016571A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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WO2007003151A1 (en) | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Method and device for triggering a vehicle clutch |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |