DE102018126552A1 - Hydraulic transmission actuator and assembly with such a transmission actuator and a transmission for a drive train of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Getriebeaktuator (1) mit einer Hydraulikpumpe, die vier Druckausgänge (8) aufweist.The invention relates to a hydraulic transmission actuator (1) with a hydraulic pump which has four pressure outlets (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Getriebeaktuator, der insbesondere zum unabhängigen Schalten von mehreren Kupplungen eines Schaltgetriebes geeignet ist, insbesondere eines Planetenradgetriebes, wie es im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.The invention relates to a hydraulic transmission actuator which is particularly suitable for the independent shifting of several clutches of a manual transmission, in particular a planetary gear transmission, as is used in the drive train of a motor vehicle.

Bekannt sind Getriebeaktuatoren, die eine Hydraulikpumpe aufweisen, die insbesondere elektrisch angetrieben werden kann. Die Hydraulikpumpe weist zwei Druckausgänge auf, die mit einem ersten und einem zweiten Druckanschluss des Getriebeaktuators verbunden sind und den Druckanschlüssen einen Hydraulikfluiddruck und -strom bereitstellen können. Mit dem Hydraulikfluiddruck und -strom können zwei Druckkolben zwischen einer unbetätigten und einer betätigten Stellung stufenlos verstellt werden. Die Druckkolben dienen zur Betätigung von Reibungskupplungen, die beispielsweise Teil des Doppelkupplungsgetriebes sind.Gearbox actuators are known which have a hydraulic pump, which can in particular be driven electrically. The hydraulic pump has two pressure outputs, which are connected to a first and a second pressure connection of the transmission actuator and can provide a hydraulic fluid pressure and flow to the pressure connections. With the hydraulic fluid pressure and flow, two pressure pistons can be continuously adjusted between an unactuated and an actuated position. The pressure pistons are used to actuate friction clutches, which are part of the double clutch transmission, for example.

Um den Druck an den Druckanschlüssen steuern oder regeln zu können, ist zwischen jedem Druckausgang und dem zugeordneten Druckanschluss ein Proportionalventil angeordnet.In order to be able to control or regulate the pressure at the pressure connections, a proportional valve is arranged between each pressure outlet and the assigned pressure connection.

Die Hydraulikpumpe kann in vorteilhafter Weise als Rollenzellenpumpe oder Flügelzellenpumpe ausgeführt werden.The hydraulic pump can advantageously be designed as a roller cell pump or vane pump.

Ein solcher Getriebeaktuator kann jedoch nicht mehr eingesetzt werden, wenn mit ihm mehr als zwei Kupplungen unabhängig voneinander geschaltet werden sollen. Mehr als zwei Kupplungen unabhängig voneinander müssen bei Getrieben geschaltet werden, die mehrere Planetenradsätze aufweisen, von denen eines der Bauteile Hohlrad, Sonnenrad und Planetenradträger mittels einer Kupplung schaltbar drehfest abgestützt oder mit einem anderen Bauteil verbunden werden kann, und zusätzlich je nach Bedarf ein Verbrennungsmotor und/oder ein Elektromotor zugeschaltet bzw. getrennt werden kann.However, such a transmission actuator can no longer be used if it is to be used to switch more than two clutches independently of one another. More than two clutches independently of one another must be shifted in gearboxes that have several planetary gear sets, one of the components of the ring gear, sun gear and planet gear carrier can be rotatably supported by means of a clutch or connected to another component, and additionally an internal combustion engine and / or an electric motor can be switched on or disconnected.

Bei einem konkreten Anwendungsfall, bei dem ein Getriebe des Typs, wie es beispielsweise in der DE 10 2014 204 009 A1 gezeigt ist, muss eine erste Kupplung geschaltet werden, die den Verbrennungsmotor mit dem Antriebsstrang verbindet bzw. vom Antriebsstrang löst. Dann muss eine erste Bremse geschaltet werden, die einem ersten Planetenradsatz zu geordnet ist. Weiterhin muss eine zweite Bremse geschaltet werden, die einem zweiten Planetenradsatz zugeordnet ist. Schließlich muss eine zweite Kupplung zum Schalten einer dritten Getriebestufe betätigt werden.In a specific application, in which a transmission of the type such as that used in the DE 10 2014 204 009 A1 is shown, a first clutch must be switched, which connects the internal combustion engine to the drive train or releases it from the drive train. Then a first brake must be switched, which is assigned to a first planetary gear set. Furthermore, a second brake must be switched, which is assigned to a second planetary gear set. Finally, a second clutch has to be actuated to shift a third gear stage.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Getriebeaktuator zu schaffen, der einen einfachen Aufbau hat und es ermöglicht, mehr als zwei Kupplungen gleichzeitig zu betätigen.The object of the invention is to provide a transmission actuator which has a simple structure and makes it possible to actuate more than two clutches simultaneously.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Getriebeaktuator vorgesehen, der eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe aufweist, die vier Druckausgänge aufweist. Hierdurch ist ein kompakter Getriebeaktuator geschaffen, der mit einem einzigen Antrieb in der Lage ist, vier Hydraulikkreise mit Druck zu beaufschlagen.To achieve this object, a gear actuator is provided according to the invention which has an electrically driven hydraulic pump which has four pressure outlets. This creates a compact transmission actuator that is able to pressurize four hydraulic circuits with a single drive.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe zwei nebeneinander angeordnete Pumpenkörper aufweist, die jeweils zwei Druckausgänge aufweisen. Eine solche Anordnung eines Antriebsmotors mit mehreren Hydraulikpumpen und den Rotoren der Hydraulikpumpen auf einer gemeinsamen Welle zeichnet sich durch einen geringen axiale Bauraum aus.According to one embodiment, it is provided that the hydraulic pump has two pump bodies which are arranged next to one another and each have two pressure outlets. Such an arrangement of a drive motor with several hydraulic pumps and the rotors of the hydraulic pumps on a common shaft is characterized by a small axial installation space.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe einen einzigen Pumpenkörper aufweist, der vier Druckausgänge aufweist.According to an alternative embodiment, it is provided that the hydraulic pump has a single pump body which has four pressure outlets.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Druckausgang mit einem Druckanschluss des Getriebeaktuators verbunden ist, wobei zwischen dem Druckausgang und dem Druckanschluss jeweils ein Abzweig zu einem Proportionalventil angeordnet ist, das mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Dies ermöglicht, dass den Druck am Druckanschluss zu steuern (und zu regeln, wenn ein Drucksensor vorgesehen ist).It is preferably provided that each pressure outlet is connected to a pressure connection of the transmission actuator, a branch to a proportional valve being connected between the pressure outlet and the pressure connection and being connected to the reservoir. This allows the pressure at the pressure port to be controlled (and regulated if a pressure sensor is provided).

Um zu gewährleisten, dass der Hydraulikdruck auch dann langfristig aufrechterhalten werden kann, wenn die Hydraulikpumpe abgeschaltet ist, ist zwischen dem Druckanschluss und dem Proportionalventil ein Rückschlagventil angeordnet.In order to ensure that the hydraulic pressure can be maintained in the long term even when the hydraulic pump is switched off, a check valve is arranged between the pressure connection and the proportional valve.

Bei der Hydraulikpumpe kann es sich insbesondere um eine Rollenzellenpumpe oder eine Flügelzellenpumpe handeln, die kompakt sind und sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit auszeichnen.The hydraulic pump can in particular be a roller cell pump or a vane pump, which are compact and are characterized by high performance.

Der erfindungsgemäße Getriebeaktuator kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung Teil einer Baugruppe sein, die ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs aufweist, wobei das Getriebe wenigstens eine Kupplung und einem Bremse aufweist und der Getriebeaktuator die wenigstens eine Kupplung und die wenigstens eine Bremse betätigen kann. Aufgrund seiner vier Druckanschlüsse kann der Getriebeaktuator die verschiedenen Kupplungen und Bremsen unabhängig voneinander ansteuern.According to one embodiment of the invention, the transmission actuator according to the invention can be part of an assembly which has a transmission for a drive train of a motor vehicle, the transmission having at least one clutch and a brake and the transmission actuator being able to actuate the at least one clutch and the at least one brake. Thanks to its four pressure connections, the transmission actuator can control the various clutches and brakes independently of one another.

Dabei kann vorgesehen sein, dass zwei der Druckanschlüsse mit jeweils einer Kupplung des Getriebes verbunden sind und zwei der Druckanschlüsse mit jeweils einer Bremse des Getriebes verbunden sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bremsen jeweils einem Planetenradsatz zugeordnet sind und die Kupplungen einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor zugeordnet sind. It can be provided that two of the pressure connections are each connected to a clutch of the transmission and two of the pressure connections are each connected to a brake of the transmission. In particular, it can be provided that the brakes are each assigned to a planetary gear set and the clutches are assigned to an internal combustion engine and an electric motor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

  • 1 in einer perspektivischen Ansicht einen hydraulischen Getriebeaktuator gemäß der Erfindung;
  • 2 einen Schaltplan eines hydraulischen Getriebeaktuators gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 3 einen Schaltplan eines hydraulischen Getriebeaktuators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
The invention is described below with reference to two embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:
  • 1 in a perspective view of a hydraulic transmission actuator according to the invention;
  • 2nd a circuit diagram of a hydraulic transmission actuator according to a first embodiment of the invention; and
  • 3rd a circuit diagram of a hydraulic transmission actuator according to a second embodiment of the invention.

In 1 ist schematisch ein hydraulischen Getriebeaktuator 1 gezeigt, der eine Hydraulikpumpe 2 und einen daran angebrachten Vorratsbehälter 3 aufweist.In 1 is a schematic of a hydraulic transmission actuator 1 shown the one hydraulic pump 2nd and a storage container attached to it 3rd having.

Auf einer Seite der Hydraulikpumpe 2 sind ein erster Druckanschluss 10 und ein zweiter Druckanschluss 20 angeordnet. Auf einer zweiten Seite sind ein (hier nicht sichtbarer) dritter Druckanschluss 30 und vierter Druckanschluss 40 vorgesehen.On one side of the hydraulic pump 2nd are a first pressure connection 10th and a second pressure connection 20th arranged. On a second side there is a third pressure connection (not visible here) 30th and fourth pressure connection 40 intended.

An die Druckanschlüsse 10, 20, 30, 40 können Hydraulikleitungen angeschlossen werden, die zu Druckkolben führen, mit denen Kupplungen oder Bremsen eines Getriebes betätigt werden können. Diese Kupplungen können Teil eines Doppelkupplungsgetriebes sein, Teil von Planetenradsätzen und/oder dazu dienen, einen Elektromotor und/oder einen Verbrennungsmotor einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zuzuschalten bzw. sie vom Antriebsstrang zu trennen.To the pressure connections 10th , 20th , 30th , 40 hydraulic lines can be connected that lead to pressure pistons with which the clutches or brakes of a gearbox can be actuated. These clutches can be part of a double clutch transmission, part of planetary gear sets and / or serve to connect an electric motor and / or an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle or to separate them from the drive train.

In einem Anwendungsbeispiel können die Druckanschlüsse 10 und 40 zum Schalten von Kupplungen verwendet werden, und die Druckanschlüsse 20, 30 können zum Schalten von Bremsen verwendet werden, mit denen eines der Bauteile Hohlrad, Sonnenrad und Planetenradträger eines ersten und eines zweiten Planetenradsatzes festgelegt oder freigegeben werden.In an application example, the pressure connections 10th and 40 used for switching clutches, and the pressure connections 20th , 30th can be used to switch brakes with which one of the components ring gear, sun gear and planet carrier of a first and a second planetary gear set can be set or released.

In 2 ist der hydraulische Schaltplan des hydraulischen Getriebeaktuators 1 von 1 gezeigt.In 2nd is the hydraulic circuit diagram of the hydraulic transmission actuator 1 from 1 shown.

Die Hydraulikpumpe 2 weist einen Elektromotor 4 auf, der den Antrieb darstellt, und einen ersten Pumpenkörper 5 und einen zweiten Pumpenkörper 6, die nebeneinander angeordnet sind. In jedem Pumpenkörper 5, 6 ist ein Rotor aufgenommen, wobei die beiden Rotoren der Pumpenkörper 5, 6 auf einer gemeinsamen Antriebswelle 7 angebracht sind und sich somit als eine Einheit drehen.The hydraulic pump 2nd has an electric motor 4th on, which represents the drive, and a first pump body 5 and a second pump body 6 that are arranged side by side. In every pump body 5 , 6 a rotor is accommodated, the two rotors being the pump body 5 , 6 on a common drive shaft 7 are attached and thus rotate as a unit.

Die Hydraulikpumpe ist als Rollenzellenpumpe ausgeführt, so dass sie einen robusten Aufbau mit einer hohen Förderleistung vereinbart.The hydraulic pump is designed as a roller cell pump, so that it combines a robust construction with a high delivery rate.

Jeder Pumpenkörper 5, 6 weist zwei Druckausgänge 8 auf, über die Hydraulikfluid, das von der Hydraulikpumpe 2 über einen Ansauganschluss 9 aus dem Vorratsbehälters 3 ansaugt, unter Druck abgegeben wird.Every pump body 5 , 6 has two pressure outlets 8th on, over the hydraulic fluid coming from the hydraulic pump 2nd via an intake port 9 from the storage container 3rd sucks, is released under pressure.

Alle Druckausgänge 8 sind zueinander identisch ausgeführt, so dass sie denselben Hydraulikstrom fördern.All print outlets 8th are identical to each other so that they promote the same hydraulic flow.

Die Druckausgänge 8 führen zu den Druckanschlüssen 10, 20, 30, 40.The pressure outlets 8th lead to the pressure connections 10th , 20th , 30th , 40 .

Zwischen jedem der Druckausgänge 8 und dem entsprechenden Druckanschluss 10, 20, 30, 40 sind ein Rückschlagventil 12, 22, 32, 42 und in einem Abzweig zum Vorratsbehälter ein Proportionalventil 14, 24, 34, 44 angeordnet.Between each of the print outlets 8th and the corresponding pressure connection 10th , 20th , 30th , 40 are a check valve 12th , 22 , 32 , 42 and a proportional valve in a branch to the reservoir 14 , 24th , 34 , 44 arranged.

Mit den Proportionalventilen 14, 24, 34, 44 kann der Druck des entsprechenden Druckanschlusses 10, 20, 30, 40 gesteuert werden. Wenn der Förderdruck der Hydraulikpumpe 2 am Druckausgang 8 oberhalb eines vorgegebenen Werts liegt, wird das überschüssige Hydraulikfluid direkt in den Vorratsbehälter 3 zurückgeführt.With the proportional valves 14 , 24th , 34 , 44 can the pressure of the corresponding pressure connection 10th , 20th , 30th , 40 to be controlled. If the delivery pressure of the hydraulic pump 2nd at the pressure outlet 8th is above a predetermined value, the excess hydraulic fluid is directly into the reservoir 3rd returned.

In Verbindung mit Drucksensoren, die hier nicht gezeigt sind, kann eine Regelung des Fluiddrucks im Kreis der Druckanschlüsse 10, 20, 30, 40 erzielt werden.In connection with pressure sensors, which are not shown here, the fluid pressure in the circuit of the pressure connections can be regulated 10th , 20th , 30th , 40 be achieved.

Allen Kreisen der Hydraulik-Druckanschlüsse 10, 20, 30, 40 ist gemeinsam, dass ein einmal aufgebrachter Druck grundsätzlich gehalten werden kann, solange das entsprechende Proportionalventil 14, 24, 34, 44 entsprechend angesteuert wird. Dies liegt zum einen daran, dass die Rückschlagventile 12, 22, 32, 42 leckagefrei sind, und zum andern daran, dass auch die Proportionalventile 14, 24, 34, 44 leckagefrei sind.All circles of hydraulic pressure connections 10th , 20th , 30th , 40 has in common that once a pressure has been applied, it can be maintained as long as the corresponding proportional valve 14 , 24th , 34 , 44 is controlled accordingly. One reason is that the check valves 12th , 22 , 32 , 42 are leak-free, and on the other hand because the proportional valves 14 , 24th , 34 , 44 are leak-free.

Da jeder Pumpenkörper 5, 6 nur zwei Druckausgänge 8 aufweist, ergibt sich eine hohe Förderleistung, da in Umfangsrichtung nahezu 180° für die Unterbringung des Fluideingangs und des Druckausgangs 8 zur Verfügung steht.Because every pump body 5 , 6 only two pressure outlets 8th has a high delivery rate, since in the circumferential direction almost 180 ° for accommodating the fluid inlet and the pressure outlet 8th is available.

In 3 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. In 3rd a second embodiment is shown. The same reference numerals are used for the components known from the first embodiment, and reference is made to the above explanations in this regard.

Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform alle vier Druckausgänge 8 an einem einzigen Pumpenkörper vorgesehen sind. Dementsprechend ergibt sich eine in axialer Richtung besonders kompakte Bauweise.The difference between the first and the second embodiment is that in the second embodiment all four pressure outlets 8th are provided on a single pump body. Accordingly, the construction is particularly compact in the axial direction.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebeaktuators besteht darin, dass vier Druckanschlüsse 10, 20, 30, 40 vorgesehen sind, deren Hydraulikdruck unabhängig voneinander geregelt werden kann.The particular advantage of the transmission actuator according to the invention is that four pressure connections 10th , 20th , 30th , 40 are provided, the hydraulic pressure of which can be regulated independently of one another.

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Hydraulischer Getriebeaktuator (1) mit einer Hydraulikpumpe, die vier Druckausgänge (8) aufweist.Hydraulic transmission actuator (1) with a hydraulic pump which has four pressure outlets (8). Hydraulischer Getriebeaktuator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe einen Pumpenkörper (5) aufweist, der vier Druckausgänge (8) aufweist.Hydraulic transmission actuator (1) after Claim 1 , characterized in that the hydraulic pump has a pump body (5) which has four pressure outlets (8). Hydraulischer Getriebeaktuator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe zwei nebeneinander angeordnete Pumpenkörper (5, 6) aufweist, die jeweils zwei Druckausgänge (8) aufweisen.Hydraulic transmission actuator (1) after Claim 1 , characterized in that the hydraulic pump has two pump bodies (5, 6) arranged next to one another, each having two pressure outlets (8). Hydraulischer Getriebeaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckausgang (8) mit einem Druckanschluss (10, 20, 30, 40) des Getriebeaktuators (1) verbunden ist, wobei zwischen dem Druckausgang (8) und dem Druckanschluss (10, 20, 30, 40) jeweils ein Proportionalventil (14, 24, 34, 44) angeordnet ist.Hydraulic transmission actuator (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that each pressure outlet (8) is connected to a pressure connection (10, 20, 30, 40) of the transmission actuator (1), between the pressure outlet (8) and the pressure connection (10, 20, 30, 40) a proportional valve (14, 24, 34, 44) is arranged. Hydraulischer Getriebeaktuator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckanschluss (10, 20, 30, 40) und dem Proportionalventil (14, 24, 34, 44) ein Rückschlagventil (12, 22, 32, 42) angeordnet ist.Hydraulic transmission actuator (1) after Claim 4 , characterized in that a check valve (12, 22, 32, 42) is arranged between the pressure connection (10, 20, 30, 40) and the proportional valve (14, 24, 34, 44). Hydraulischer Getriebeaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (2) eine Rollenzellenpumpe oder eine Flügelzellenpumpe ist.Hydraulic transmission actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic pump (2) is a roller cell pump or a vane pump. Baugruppe mit einem hydraulischen Getriebeaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe wenigstens eine Kupplung und einem Bremse aufweist und der Getriebeaktuator (1) die wenigstens eine Kupplung und die wenigstens eine Bremse betätigen kann.Module with a hydraulic transmission actuator (1) according to one of the preceding claims and a transmission for a drive train of a motor vehicle, the transmission having at least one clutch and a brake and the transmission actuator (1) can actuate the at least one clutch and the at least one brake. Baugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Druckanschlüsse (10, 20, 30, 40) mit jeweils einer Kupplung des Getriebes verbunden sind und zwei der Druckanschlüsse mit jeweils einer Bremse des Getriebes verbunden sind.Assembly after Claim 7 , characterized in that two of the pressure connections (10, 20, 30, 40) are each connected to a clutch of the transmission and two of the pressure connections are each connected to a brake of the transmission. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen jeweils einem Planetenradsatz zugeordnet sind.Assembly after Claim 8 , characterized in that the brakes are each assigned to a planetary gear set. Baugruppe nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor zugeordnet sind.Assembly after Claim 8 or Claim 9 , characterized in that the couplings are assigned to an internal combustion engine and an electric motor.
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