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Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Getriebe eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hydrauliksystem, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Getriebes.
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Im Stand der Technik sind hydraulische Getriebesteuerungen verschiedenster Art bekannt. So beschreibt beispielsweise die
EP 1 469 235 A1 ein hydraulisches Steuer- und Regelsystem für die Anwendung in einem Doppelkupplungsgetriebe. Darin sind eine erste Hydropumpe zur Versorgung eines Hochdruckkreises und eine zweite Hydropumpe zur Versorgung eines Niederdruckkreises vorgesehen. Der Hochdruckkreis ist der Aktuatorik, und der Niederdruckkreis der Kühlung und Schmierung des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet.
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Zudem ist es bekannt, eine Parksperre des Getriebes durch ein Hydrauliksystem des Getriebes zu steuern. Die
DE 10 2010 055 859 A1 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung zum Betätigen einer solchen Parksperre. Dabei ist ein rein hydraulisch wirkendes Selbsthalteventil vorgesehen, welches bei ausgelegter Parksperre den eingesteuerten Systemdruck aufrechterhält. Zum Einlegen der Parksperre ist ein elektromagnetisch betätigtes Absteuerventil vorgesehen, über welches ein Parksperrenzylinder mit einem drucklosen Rücklauf verbunden werden kann, sodass die Parksperre durch einen Federspeicher eingelegt wird.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Hydraulikschaltung anzugeben, welche einen gegenüber dem Stand der Technik vereinfachten Aufbau aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren. In Patentanspruch 14 wird ferner ein bevorzugtes Steuerungsverfahren angegeben.
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Es wird ein Hydrauliksystem für ein Getriebe eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs vorgeschlagen, welches eine erste Pumpe zur Druckversorgung eines ersten Druckkreises aufweist. Der erste Druckkreis ist zumindest zur hydraulischen Ansteuerung einer Parksperre des Getriebes vorgesehen. Die Parksperre weist eine Einlegestellung und eine Auslegestellung auf. In der Einlegestellung greift eine Klinke in ein mit einer Abtriebswelle des Getriebes verbundenes Parksperrenrad ein, sodass eine Drehbewegung der Abtriebswelle gehemmt wird. In der Auslegestellung ist die Klinke vom Parksperrenrad gelöst, sodass eine Drehbewegung der Abtriebswelle von der Klinke nicht gehemmt werden kann.
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Die Parksperre ist mittels einer Feder in der Einlegestellung vorgespannt. Zum Auslegen, bzw. zum Halten der Parksperre in der Auslegestellung ist ein Betätigungszylinder vorgesehen, welcher einen Kolben aufweist. Wird der Kolben mit ausreichend Druck beaufschlagt, so wirkt auf den Kolben eine gegen die Kraft der Feder gerichtete Kraft, und überführt, bzw. die hält die Parksperre somit in der Auslegestellung.
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Zur Steuerung des hydraulischen Drucks auf den Kolben ist ein federbelastetes Schaltventil vorgesehen. In einer ersten Stellung des Schaltventils wird der Betätigungszylinder mit einem Tank des Hydrauliksystems verbunden, sodass der Druck im Zylinder abgebaut wird und die Parksperre mittels Federkraft in die Einlegestellung überführt, bzw. in dieser gehalten wird. In einer zweiten Stellung des Schaltventils wird der Betätigungszylinder mit dem ersten Druckkreis verbunden, sodass Hydraulikfluid aus dem ersten Druckkreis in den Betätigungszylinder strömen kann. Bei ausreichendem Druck im ersten Druckkreis wird die auf den Kolben wirkende Kraft groß genug, um die Federvorspannung zu überwinden, sodass die Parksperre in die Auslegestellung überführt, bzw. in dieser gehalten wird.
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Das Schaltventil weist in seiner zweiten Stellung eine hydraulische Selbsthaltefunktion auf. Dabei wirkt der Druck im ersten Druckkreis entgegen der Federvorspannkraft des Schaltventils, sodass bei ausreichendem Druck im ersten Druckkreis das Schaltventil in seiner zweiten Stellung verbleibt.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Schaltventil ausgehend von seiner zweiten Stellung ausschließlich durch Absenken des Drucks im ersten Druckkreis in seine erste Stellung überführbar ist. Bei Erreichen oder Unterschreiten eines Grenzdrucks im ersten Druckkreis überwiegt die Federvorspannkraft des Schaltventils gegenüber der Selbsthaltefunktion, sodass das Schaltventil selbsttätig in seine erste Stellung übergeht. Dadurch wird der Betätigungszylinder mit dem Tank verbunden, sodass die Parksperre durch ihre Federvorspannung eingelegt wird. Im Vergleich zum Stand der Technik kann somit ein Ventil eingespart werden, wodurch die Hydraulikschaltung vereinfacht wird. Dies reduziert den Herstellungsaufwand des Hydrauliksystems.
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Vorzugsweise ist das Schaltventil direkt mit dem Betätigungszylinder verbunden, also ohne Zwischenschaltung eines weiteren Schaltventils in der Verbindungsleitung zwischen Schaltventil und Betätigungszylinder.
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Vorzugsweise ist das Schaltventil in seiner ersten Stellung allein durch Anheben des Drucks im ersten Druckkreis nicht in seine zweite Stellung überführbar. In anderen Worten sperrt das Schaltventil in seiner ersten Stellung den ersten Druckkreis vom Betätigungszylinder der Parksperre ab. Zum Überführen des Schaltventils ausgehend von der ersten Stellung in die zweite Stellung ist vorzugsweise eine Steuerfläche des Schaltventils mit ausreichend Druck zu beaufschlagen. Dadurch wird die Federvorspannung des Schaltventils überwunden, sodass das Schaltventil seine zweite Stellung einnimmt.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist ein Drucksteuerventil vorgesehen, dessen Versorgungsanschluss mit dem ersten Druckkreis verbunden ist und dessen Ausgang mit der Steuerfläche des Schaltventils verbunden ist. Durch Ansteuerung des Drucksteuerventils kann das Schaltventil ausgehend von der ersten Stellung in die zweite Stellung überführt werden, sofern im ersten Druckkreis ausreichend Druck vorhanden ist. Das Drucksteuerventil ist vorzugsweise elektromagnetisch betätigt.
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Zur weiteren Vereinfachung des Hydrauliksystems ist das Drucksteuerventil vorzugsweise mit zumindest einem weiteren Ventil des Hydrauliksystems verbunden.
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Denn durch die Selbsthaltefunktion des Schaltventils ist das Drucksteuerventil nur für die initiale Überführung des Schaltventils in seine zweite Stellung anzusteuern. Sobald die Selbsthaltefunktion des Schaltventils aktiv ist, wird das Drucksteuerventil zur Vorsteuerung des Schaltventils nicht weiter benötigt. Somit kann das Drucksteuerventil für weitere Funktionen des Hydrauliksystems verwendet werden, beispielsweise zur Steuerung eines Kühlkreislaufs des Getriebes.
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Vorzugsweise wird die erste Pumpe von einem eigenen Elektromotor angetrieben, welcher nicht zum Antrieb des Kraftfahrzeug-Antriebstrangs eingerichtet ist. Die Energieversorgung dieses Elektromotors zum Antrieb der ersten Pumpe erfolgt vorzugsweise durch einen Niederspannungskreis eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Somit ist die Energieversorgung des Elektromotors, und dadurch die die Verfügbarkeit der ersten Pumpe unabhängig von einem Antriebszustand des Antriebstrangs. Beispielsweise könnte die erste Pumpe auch bei abgestelltem Verbrennungsmotor des Antriebstrangs betrieben werden. Dadurch kann ein selbsttätiges Einlegen der Parksperre bei abgestelltem Verbrennungsmotor verhindert werden. Soll die Parksperre eingelegt werden, so ist die erste Pumpe zu deaktivieren. Durch selektive Betätigung von weiteren Verbrauchern des ersten Druckkreises und/oder durch die Leckage des Hydrauliksystems kann der Druck im ersten Druckkreis bei deaktivierter erster Pumpe reduziert werden, sodass die Selbsthaltefunktion des Schaltventils nicht mehr aufrechterhalten wird, und das Schaltventil selbsttätig seine erste Stellung einnimmt. Dadurch ist die Parksperre gezielt in die Einlegestellung überführbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Hydrauliksystem eine zweite Pumpe auf, welche zur Druckversorgung eines zweiten Druckkreises dient. Der zweite Druckkreis kann beispielsweise zur Schmierung und Kühlung des Getriebes vorgesehen sein, gegebenenfalls auch zur Betätigung einer Schalt-Aktuatorik des Getriebes. Die zweite Pumpe wird von einer Welle des Getriebes angetrieben, beispielsweise durch eine Antriebswelle des Getriebes. Die beiden Druckkreise können über ein Differenzdruckventil miteinander verbunden sein. Das Differenzdruckventil kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein, welches vorzugsweise federbelastet ist, sodass bei ausreichendem Differenzdruck ein Volumenstrom ausgehend vom zweiten Druckkreis in den ersten Druckkreis möglich ist. Bei einer solchen Ausbildung des Hydrauliksystems kann die Parksperre auch dann im Auslegezustand gehalten werden, wenn die erste Pumpe nicht angetrieben werden kann, beispielsweise bei einem Defekt des Elektromotors der ersten Pumpe. Denn die zweite Pumpe ist durch einen Antrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar, wobei die zweite Pumpe über das Differenzdruckventil auch den ersten Druckkreis, und somit den Betätigungszylinder der Parksperre versorgen kann.
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Vorzugsweise ist ein Druckregelventil zur Regelung des Drucks im zweiten Druckkreis vorgesehen, welches mittels eines zweiten Drucksteuerventils vorgesteuert ist. Durch Ansteuerung des zweiten Drucksteuerventils kann somit der Druck im zweiten Druckkreis eingestellt werden. Das zweite Drucksteuerventil ist elektromagnetisch betätigt, wobei bei fehlender Stromzufuhr zum zweiten Drucksteuerventil der zweite Druckkreis auf den maximal möglichen Druck geregelt wird. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem Fehler im elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs und/oder der Getriebesteuerung der Druck im zweiten Druckkreis den Druck im ersten Druckkreis übersteigt. Somit kann eine Versorgung des ersten Druckkreises mittels der zweiten Pumpe über das Differenzdruckventil zumindest so lange erfolgen, wie die erste Pumpe durch die Getriebewelle angetrieben wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Parksperre während der Fahrt eingelegt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der der erste Druckkreis des Hydrauliksystems ferner zur hydraulischen Betätigung von einer oder mehrerer Anfahrkupplungen des Getriebes vorgesehen. Ist das Getriebe beispielsweise als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, so bildet die Doppelkupplung des Doppelkupplungsgetriebes die Anfahrkupplungen.
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Das Hydrauliksystem kann Bestandteil eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug sein, beispielsweise für ein Doppelkupplungsgetriebe, für ein Automatikgetriebe oder für ein automatisiertes Getriebe, sodass die Elemente des Hydrauliksystems baulich in das Getriebe integriert sind. Das Hydrauliksystem dient zur Steuerung einer Parksperre des Getriebes.
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Ein Einlegen der Parksperre des Getriebes erfolgt durch Absenken des Drucks im ersten Druckkreis. Erreicht oder unterschreitet der Druck im ersten Druckkreis einen Grenzwert, so wird die hydraulische Selbsthaltefunktion des Schaltventils aufgehoben. Dadurch nimmt das Schaltventil aufgrund seiner Federvorspannung selbsttätig die zweite Stellung ein, sodass die Parksperre mittels der Kraft der auf den Kolben des Betätigungszylinders wirkenden Feder eingelegt wird. Das Absenken des Drucks kann beispielsweise durch einen Stop des Förderbetriebs der ersten Pumpe, und gegebenenfalls der zweiten Pumpe erfolgen. Durch die Leckage des Hydrauliksystems führt dies zum Abbau des Drucks im ersten Druckkreis.
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Zur Beschleunigung des Einlegevorgang der Parksperre kann zumindest ein hydraulischer Verbraucher des ersten Druckkreises betätigt werden, beispielsweise ein hydraulischer Aktuator zur Betätigung einer Kupplung des Getriebes. Durch die Volumenstromaufnahme des Verbrauchers wird der Druck im ersten Druckkreis reduziert, sodass der Grenzdruck zum Aufheben der Selbsthaltefunktion des Schaltventils schneller erreicht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs mit einem Doppelkupplungsgetriebe;
- 2 einen Schaltplan des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems; sowie
- 3 und 4 jeweils einen Ausschnitt des Schaltplans gemäß 2.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs mit einem Doppelkupplungsgetriebes G, welches ein Hydrauliksystem HY aufweist. Das Kraftfahrzeuggetriebe G weist eine Eingangswelle AN auf, welche über eine Trennkupplung K0 mit einer Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Ein Verbrennungsmotor VM ist mit der Eingangswelle AN verbunden. Ein Rotor einer elektrischen Maschine EM2 ist mit der Antriebswelle GW1 verbunden. Durch Schließen einer ersten Kupplung K1 ist die Antriebswelle GW1 mit einem ersten Teilgetriebe TG1 verbindbar. Durch Schließen einer zweiten Kupplung K2 ist die Antriebswelle GW1 mit einem zweiten Teilgetriebe TG2 verbindbar. Jedem der Teilgetriebe TG1, TG2 sind verschiedene Übersetzungsstufen i1, i2, i3, i4 zugeordnet, welche durch Ansteuerung einer hydraulischen Schalt-Aktuatorik SK1, SK2 selektiv mit einer Abtriebswelle GW2 verbindbar sind. Die Abtriebswelle GW2 ist mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, welches die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs verteilt.
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Die erste Kupplung K1 und die zweite Kupplung K2 bilden die Doppelkupplung des Doppelkupplungsgetriebes G, und sind jeweils durch hydraulische Aktuatoren AK1, AK2 betätigt. Die Trennkupplung K0 ist durch einen hydraulischen Aktuator AK0 betätigbar.
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Das Doppelkupplungsgetriebes G weist ferner eine Zentralsynchronisierung ZSY auf. Diese umfasst zwei schaltbare Drehmomentübertragungspfade, welche die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe TG1, TG2 miteinander verbinden. Jedem der Drehmomentübertragungspfade ist eine Synchronisierungsübersetzung iZ1, iZ2 und eine Kupplung Z1, Z2 zugeordnet. Die beiden Kupplungen Z1, Z2 sind mittels hydraulischer Aktuatoren AZ1, AZ2 betätigbar.
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Das Doppelkupplungsgetriebe G weist eine Parksperre PS auf. Die Parksperre PS umfasst ein Parksperrenrad PSR, welches mit der Abtriebswelle GW2 verbunden ist. Das Parksperrenrad PSR weist eine Verzahnung auf, in welche eine Klinke einrasten kann. Rastet die Klinke in die Verzahnung des Parksperrenrads PSR ein, so ist die Drehbewegung der Abtriebswelle GW2 gehemmt. Die Klinke wird durch einen hydraulischen Aktuator APS gesteuert.
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Die Schalt-Aktuatorik SK1, SK2 sowie die Aktuatoren AK1, AK2, AK0, AZ1, AZ2, APS werden durch das Hydrauliksystem HY betätigt. Die Druckversorgung des Hydrauliksystems HY erfolgt über eine erste Pumpe EP und eine zweite Pumpe MP. Die erste Pumpe EP wird von einem exklusiv der ersten Pumpe EP zugeordneten Elektromotor EM1 angetrieben. Die zweite Pumpe MP wird von der Antriebswelle GW1 angetrieben, welche durch die elektrische Maschine EM2, bzw. bei geschlossener Trennkupplung K0 durch den Verbrennungsmotor VM angetrieben wird. Beide Pumpen EP, MP saugen Hydraulikfluid aus einem Tank T des Hydrauliksystems HY an, und fördern das Hydraulikfluid zu einer hydraulischen Steuereinheit HCU, welche die Ölzufuhr zu den Verbrauchern des Hydrauliksystems HY steuert. Das Doppelkupplungsgetriebe G weist eine elektronische Steuereinheit ECU auf, welche zumindest zur Steuerung des Hydrauliksystems HY eingerichtet ist. Ein Temperatursensor TS misst die Temperatur des Hydraulikfluids im Tank T, und übermittelt die Information an die elektronische Steuereinheit ECU.
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Die hydraulische Steuereinheit HCU ist in 1 als eine einzige Baugruppe dargestellt. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Die hydraulische Steuereinheit HCU kann baulich in mehrere einzelne Steuereinheiten aufgeteilt sein, welche über geeignete hydraulische Schnittstellen miteinander verbunden sind.
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Der Aufbau des 1 dargestellten Doppelkupplungsgetriebes G ist nur beispielhaft anzusehen. Das Doppelkupplungsgetriebe G könnte auch ohne die elektrische Maschine EM2 und ohne die Trennkupplung K0 ausgeführt sein, sodass der Verbrennungsmotor VM mit der Antriebswelle GW1 ständig verbunden ist. Die Teilgetriebe TG1, TG2 könnten mehr als nur vier Übersetzungsstufen i1, i2, i3, i4 aufweisen. Es könnten weitere Schalt-Aktuatorik-Einheiten vorgesehen sein. Zur Bildung von einem oder mehreren Windungsgängen könnten die beiden Teilgetriebe TG1, TG2 über ein oder mehrere weitere Schaltkupplungen verbunden sein. Das Doppelkupplungsgetriebe G könnte ohne die Zentralsynchronisierung ZSY ausgebildet sein.
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2 zeigt einen Schaltplan des Hydrauliksystems HY gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Hydrauliksystem HY weist einen ersten Druckkreis H1 und einen zweiten Druckkreis H2 auf. Die Versorgung des ersten Druckkreises H1 kann durch Betrieb der ersten Pumpe EP erfolgen, welche Hydraulikfluid aus dem Tank T durch einen Filter FI1 und einen Filter FI2 zu einem Druckregelventil SysD-V2 fördert. Befindet sich das Druckregelventil SysD-V2 in seiner Ausgangsstellung, so fördert die erste Pumpe EP das Fluid über das Druckregelventil SysD-V2 durch ein Rückhalteventil SR-V2 in den ersten Druckkreis H1.
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Der erste Druckkreis H1 ist zur hydraulischen Betätigung der ersten und zweiten Kupplung K1, K2 sowie der Trennkupplung K0 vorgesehen. Dem ersten Druckkreis H1 sind zu diesem Zweck ein Drucksteuerventil EDS1 zur Steuerung eines Betätigungsdrucks der ersten Kupplung K1, ein Drucksteuerventil EDS2 zur Steuerung eines Betätigungsdrucks der zweiten Kupplung K2 sowie ein Drucksteuerventil EDS5 zur Steuerung eines Betätigungsdrucks der Trennkupplung K0 zugeordnet. Das Drucksteuerventil EDS1 dient zur Vorsteuerung eines Kupplungsventils KV-1, welches den ersten Druckkreis H1 steuerbar mit dem Aktuator AK1 verbindet. In gleicher Weise dient das Drucksteuerventil EDS2 zur Vorsteuerung eines Kupplungsventils KV-2 für den Aktuator AK2, und das Drucksteuerventil EDS5 zur Vorsteuerung eines Kupplungsventils KV-0 für den Aktuator AK0. Die Vorsteuerung ist nur beispielhaft anzusehen. Die Drucksteuerventile EDS1, EDS2, EDS5 könnten die jeweiligen Aktuatoren AK1, AK2, AK0 auch direkt steuern, sodass die Kupplungsventile KV-1, KV2, KV-0 entfallen. Ein Drucksensor pk misst den Ansteuerdruck der jeweils betätigten Kupplung K1, K2.
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Das Druckregelventil SysD-V2 ist über die Ausgänge der Drucksteuerventile EDS1 und EDS2 vorgesteuert, indem der Ausgang des Drucksteuerventils EDS1 mit einem ersten Vorsteueranschluss des Druckregelventils SysD-V2, und der Ausgang des Drucksteuerventils EDS2 mit einem zweiten Vorsteueranschluss des Druckregelventils SysD-V2 verbunden ist. Die mit den beiden Vorsteueranschlüssen zusammenwirkenden Steuerflächen des Druckregelventils SysD-V2 sind gleich groß, sodass das höhere Ausgangs-Druckniveau der Drucksteuerventile EDS1, EDS2 die Vorsteuerkraft für das Druckregelventil SysD-V2 vorgibt. Der vom Druckregelventil SysD-V2 abgeregelte Volumenstrom wird einem Kühlkreis H3 zugeführt.
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Die Energieversorgung des Elektromotors EM1 zum Antrieb der ersten Pumpe EP erfolgt vorzugsweise durch einen Niederspannungskreis eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Dadurch kann die erste Pumpe EP auch bei Unterversorgung eines Hochspannungskreises des Bordnetzes weiterhin betrieben werden. Durch Betrieb der ersten Pumpe EP kann die Trennkupplung K0 geschlossen werden, sodass der Verbrennungsmotor VM die elektrische Maschine EM2 antreiben kann. Diese kann als Generator zum Laden des Hochspannungskreises dienen. Da die Vorsteuerung des Druckregelventils SysD-V2 abhängig vom Betätigungsdruck der Aktuatoren AK1, AK2 ist, muss zum Schließen der Trennkupplung K0 zumindest einer der Aktuatoren AK1, AK2 betätigt werden.
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Der erste Druckkreis H1 dient ferner zum Halten der Parksperre PS des Doppelkupplungsgetriebes G im ausgelegten Zustand. Die Parksperre PS wird mittels eines Betätigungszylinders PS-Z betätigt, welcher den Aktuator APS bildet. Der Betätigungszylinder PS-Z weist einen Kolben PS-K auf. Der Kolben PS-K ist durch eine Feder PS-F vorgespannt, wobei die Federkraft den Kolben PS-K in Schließrichtung der Parksperre PS betätigt. Der Betätigungszylinder PS-Z ist über ein Schaltventil PS-V mit dem ersten Druckkreis H1 verbunden. Übersteigt die Druckkraft am Kolben PS-K des Betätigungszylinders PS-Z, hervorgerufen durch den Druck im ersten Druckkreis H1, die Kraft der Feder PS-F, so wird der Kolben PS-K in Öffnungsrichtung der Parksperre PS betätigt.
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Die Versorgung des zweiten Druckkreises H2 erfolgt durch die zweite Pumpe MP, welche im Ausführungsbeispiel gemäß 1 beispielhaft als Zweikreispumpe mit zwei Pumpenfluten ausgebildet ist. Beide Pumpenfluten der zweiten Pumpe MP saugen Hydraulikfluid aus dem Tank T durch einen Filter FI3 an. Eine der beiden Pumpenfluten steht ständig mit einem Druckregelventil SysD-V1 in Verbindung. Befindet sich das Druckregelventil SysD-V1 in seiner Ausgangsstellung, so fördert die zweite Pumpe MP das Fluid zumindest über eine Pumpenflut über das Druckregelventil SysD-V1 durch ein Rückhalteventil SR-V1 und einen Filter FI4 in den zweiten Druckkreis H2. Der vom Druckregelventil SysD-V1 abgeregelte Volumenstrom wird dem Kühlkreis H3 zugeführt.
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Das Druckregelventil SysD-V1 ist mittels eines Drucksteuerventils EDS3 vorgesteuert, wobei ein Versorgunganschluss des Drucksteuerventils EDS3 direkt mit derjenigen Pumpenflut der zweiten Pumpe MP verbunden ist, welche mit dem Druckregelventil SysD-V1 ständig in Verbindung steht. Ein Ausgang des Drucksteuerventils EDS3 ist zur Vorsteuerung des Druckregelventils SysD-V1 mit einer Steuerfläche des Druckregelventils SysD-V1 und zudem mit einer Steuerfläche eines Schaltventils P-V verbunden. Das Schaltventil P-V ist mittels einer Feder vorgespannt. Ist die Federkraft größer als die an der Steuerfläche des Schaltventils P-V wirkende Druckkraft, so verbindet das Schaltventil P-V jene Pumpenflut, welche nicht ständig mit dem Druckregelventil SysD-V1 in Verbindung steht, mit einem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP. Ist die an der Steuerfläche des Schaltventils P-V wirkende Druckkraft größer als die Federkraft, so sperrt das Schaltventil P-V die Verbindung zwischen der Pumpenflut und dem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP. Dadurch öffnet ein Rückschlagventil S-V, welches die beiden Pumpenfluten der zweiten Pumpe MP miteinander verbindet.
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Dem zweiten Druckkreis H2 sind als Verbraucher die Schalt-Aktuatorik SK1, SK2 und die Aktuatoren AZ1, AZ2 zugeordnet. Die Hydraulikfluidzufuhr zum Aktuator AZ1 ist durch ein Drucksteuerventil EDS6 direkt steuerbar. Die Hydraulikfluidzufuhr zum Aktuator AZ2 ist durch ein Drucksteuerventil EDS7 direkt steuerbar. Alternativ dazu könnte die Hydraulikfluidzufuhr zu den Aktuatoren AZ1, AZ2 vorgesteuert ausgeführt sein. Um ein Leerlaufen der Aktuatoren AZ1, AZ2 zu verhindern, ist eine gemeinsame Tankleitung der Aktuatoren AZ1, AZ2 mit einem Vorbefüllventil VB-Z versehen, welches als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist.
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Die Hydraulikfluidzufuhr zum Schalt-Aktuator SK1 ist durch ein Drucksteuerventil EDS8 direkt steuerbar. Die Hydraulikfluidzufuhr zum Schalt-Aktuator SK2 ist durch ein Drucksteuerventil EDS9 direkt steuerbar. Die Drucksteuerventile EDS8, EDS9 sind als federbelastete 4/4-Wege-Ventile ausgebildet. Im unbetätigten Zustand der Drucksteuerventile EDS8, EDS9 wird die Schalt-Aktuatorik SK1, SK2 mittels der Drucksteuerventile EDS8, EDS9 hydraulisch verriegelt.
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Die Hydraulikfluidzufuhr zu den Versorgungsanschlüssen der Drucksteuerventile EDS8, EDS9 ausgehend vom zweiten Druckkreis H2 ist durch ein Sperrventil Sp-V absperrbar. Das Sperrventil Sp-V ist durch eine Feder in der Absperrstellung vorgespannt, sodass die Fluidleitung zwischen dem zweiten Druckkreis H2 und den Versorgungsanschlüssen der Drucksteuerventile EDS8, EDS9 gesperrt ist. Um das Sperrventil Sp-V in seine Offenstellung zu überführen muss die Druckkraft an einer Steuerfläche des Sperrventils Sp-V die Federkraft überwinden. Die Steuerfläche des Sperrventils Sp-V kann durch ein Drucksteuerventil EDS4 gesteuert mit Druck beaufschlagt werden. Ein Versorgungsanschluss des Drucksteuerventils EDS4 ist mit dem ersten Druckkreis H1 verbunden.
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Dem Kühlkreis H3 ist ein Wärmetauscher KU zum Kühlen des Hydraulikfluids zugeordnet. Der vom Druckregelventil SysD-V1 abgeregelte Volumenstrom durchströmt den Wärmetauscher KU. Falls der Staudruck des Wärmetauschers KU zu groß wird, so öffnet ein Kühlerschutzventil BP-V eine Bypassleitung, über welche der vom Druckregelventil SysD-V1 abgeregelte Volumenstrom den Wärmetauscher KU umgehen kann. Der vom Druckregelventil SysD-V2 abgeregelte Volumenstrom wird dem Kühlkreis H3 stromab des Wärmetauschers KU zugeführt.
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Über den Kühlkreis H3 wird auch ein nicht dargestellter Schmierölkreis des Doppelkupplungsgetriebes G mit Volumenstrom versorgt. Über einen Pfad C-EM wird eine Kühlölleitung versorgt, welche einem Stator der elektrischen Maschine EM2 Kühlöl zuführt. Der Kühlkreis H3 ist ferner mit einem Kühlölventil C-V verbunden. Das Kühlölventil C-V ist durch eine Feder vorgespannt. Im unbetätigten, durch die Feder vorgespannten Zustand verbindet das Kühlölventil C-V den Kühlkreis H3 mit dem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP. Das Kühlölventil C-V ist dazu eingerichtet den Kühlkreis H3 mit einer Kühlölleitung zu verbinden, über welche die erste und zweite Kupplung K1, K2 sowie die Trennkupplung K0 mit Kühlöl versorgt werden können. Um den Kühlkreis H3 über das Kühlölventil C-V mit der Kühlölleitung zu den Kupplungen K1, K2, K0 zu verbinden muss die Druckkraft an einer Steuerfläche des Kühlölventils C-V die Federkraft überwinden. Die Steuerfläche des Kühlölventils C-V kann durch das Drucksteuerventil EDS4 gesteuert mit Druck beaufschlagt werden. Übersteigt die Druckkraft an der Steuerfläche des Kühlölventils C-V die Federvorspannkraft, so wird die Verbindung zwischen dem Kühlkreis H3 und dem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP unterbrochen, und die Verbindung zwischen dem Kühlkreis H3 und der Kühlölleitung zu den Kupplungen K1, K2, K0 freigegeben.
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Durch Ansteuerung des Drucksteuerventils EDS4, welches zur Vorsteuerung des Kühlölventils C-V dient, kann die Kühlölzufuhr zu den Kupplungen K1, K2, K0 bedarfsgerecht gesteuert werden. Denn zumindest die Kupplungen K1, K2 dienen als Anfahrelement des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, sodass eine Kühlung beispielsweise bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs in einer Steigung jedenfalls erforderlich ist. Das Zuführen von Kühlöl zu den Kupplungen K0, K1, K2 erhöht jedoch deren Schleppverluste, sodass eine Kühlölzufuhr bei geringer oder fehlender thermischer Belastung der Kupplungen K0, K1, K2 unerwünscht ist. Besonders bei kaltem Hydraulikfluid kann eine Kühlölzufuhr zu den Kupplungen K1, K2 das Schleppmoment der Eingangswellen der Teilgetriebe TG1, TG2 derart erhöhen, dass ein zuverlässiges Einlegen einer Gangstufe mittels der Schalt-Aktuatorik SK1, SK2 nicht mehr gewährleistet werden kann. Da der Versorgungsanschluss des Drucksteuerventils EDS4 mit dem ersten Druckkreis H1 verbunden ist, und da die Kühlölleitung zu den Kupplungen K0, K1, K2 aus dem von den Druckregelventilen SysD-V1, SysD-V2 abgeregelten Volumenstrom versorgt werden kann, ist eine zuverlässige bedarfsgerechte Steuerung der Kühlölzufuhr zu den Kupplungen K1, K2 in allen Betriebspunkten des Doppelkupplungsgetriebes G gewährleistet.
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Der am Druckregelventil SysD-V1 anliegende Volumenstrom ist abhängig vom Schaltzustand des Schaltventils P-V. Verbindet das Schaltventil P-V jene Pumpenflut, welche nicht ständig mit dem Druckregelventil SysD-V1 in Verbindung steht, mit dem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP, so fördert diese Pumpenflut direkt in die Saugaufladung der zweiten Pumpe MP. Die zum Betrieb der zweiten Pumpe MP erforderliche Antriebsleistung kann dadurch gering gehalten werden. Sperrt das Schaltventil P-V die Verbindung zwischen dieser Pumpenflut und dem Sauganschluss der zweiten Pumpe MP, so gelangt der Volumenstrom beider Pumpenfluten der zweiten Pumpe MP zum Druckregelventil SysD-V1. Der Schaltzustand des Schaltventils P-V ist abhängig vom Druck im zweiten Druckkreis H2, da die Steuerfläche des Schaltventils P-V mit der Steuerfläche des Druckregelventils SysD-V1 verbunden ist. Durch Steuerung des Drucks im zweiten Druckkreis H2 kann somit der zur Versorgung des Kühlkreises H3 zur Verfügung stehende Volumenstrom gesteuert werden.
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Bei einem hohen Volumenstrombedarf einer oder mehrerer der Aktuatoren AK1, AK2, AK0 kann der Druck im zweiten Druckkreis H2 durch entsprechende Ansteuerung des Drucksteuerventils EDS3 erhöht werden. Übersteigt der Druck im zweiten Druckkreis H2 den Druck im ersten Druckkreis H1 um einen definierten Grenzwert, so öffnet ein Differenzdruckventil F-V eine direkte Verbindung zwischen den beiden Druckkreisen H1, H2, sodass der erste Druckkreis H1 ausgehend vom zweiten Druckkreis H2 durch die zweite Pumpe MP versorgt wird. Das Differenzdruckventil F-V ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet. Der Grenzwert der Druckdifferenz zum Öffnen des Differenzdruckventils F-V hängt daher von einer Federvorspannung F-V des Differenzdruckventils ab.
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3 zeigt einen Ausschnitt des hydraulischen Schaltplans gemäß 2. Das Schaltventil PS-V hat zwei definierte Stellungen, nämlich eine erste Stellung und eine zweite Stellung. In der ersten Stellung verbindet das Schaltventil PS-V einen Druckraum des Betätigungszylinders PS-Z mit dem Tank T, und unterbricht eine Verbindungsleitung zwischen dem ersten Druckkreis H1 und dem Druckraum des Betätigungszylinders PS-Z. In der zweiten Stellung verbindet das Schaltventil PS-V den Druckraum des Betätigungszylinders PS-Z mit dem ersten Druckkreis H1, und unterbricht eine Verbindungsleitung zwischen dem Tank T und dem Druckraum des Betätigungszylinders PS-Z.
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In der Darstellung gemäß 3 nimmt das Schaltventil PS-V die zweite Stellung ein. Der Druck im ersten Druckkreis H1 wirkt dabei gegen die Federvorspannung des Schaltventils PS-V, sodass eine hydraulische Selbsthaltefunktion des Schaltventils PS-V in der zweiten Stellung gegeben ist. Solange der Druck im ersten Druckkreis H1 einen Grenzwert nicht erreicht oder unterschreitet, verbleibt das Schaltventil PS-V in der zweiten Stellung, sodass die Parksperre PS ausgelegt bleibt. Unterschreitet der Druck im ersten Druckkreis H1 den Grenzwert, so bewirkt die Federvorspannung des Schaltventils PS-V ein selbsttätiges Umschalten in die erste Stellung.
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4 zeigt einen Ausschnitt des hydraulischen Schaltplans gemäß 2, wobei das Schaltventil PS-V nun die erste Stellung einnimmt. Dadurch wird der Druckraum des Betätigungszylinders PS-Z mit dem Tank T verbunden, sodass der Kolben PS-K durch die Kraft der Feder PS-F verschoben wird. Dies hat zur Folge, dass die Parksperrenklinke in das Parksperrenrad PSR einrastet, sodass die Parksperre PS eingelegt wird.
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Bezugszeichenliste
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- G
- Doppelkupplungsgetriebe
- AN
- Eingangswelle
- VM
- Verbrennungsmotor
- GW1
- Antriebswelle
- K0
- Trennkupplung
- AK0
- Aktuator
- EM2
- Elektrische Maschine
- K1
- Erste Kupplung
- K2
- Zweite Kupplung
- AK1
- Aktuator
- AK2
- Aktuator
- TG1
- Erstes Teilgetriebe
- TG2
- Zweites Teilgetriebe
- i1, i2, i3, i4
- Übersetzungsstufen
- SK1
- Schalt-Aktuator
- SK2
- Schalt-Aktuator
- GW2
- Abtriebswelle
- AG
- Differentialgetriebe
- DW
- Antriebsrad
- ZSY
- Zentralsynchronisierung
- iZ1, iZ2
- Synchronisierungsübersetzung
- Z1, Z2
- Kupplung
- AZ1, AZ2
- Aktuator
- PS
- Parksperre
- PSR
- Parksperrenrad
- PSA
- Aktuator
- HCU
- Hydraulische Steuereinheit
- ECU
- Elektronische Steuereinheit
- HY
- Hydrauliksystem
- H1
- Erster Druckkreis
- H2
- Zweiter Druckkreis
- H3
- Kühlkreis
- EP
- Erste Pumpe
- EM1
- Elektromotor
- MP
- Zweite Pumpe
- T
- Tank
- TS
- Temperatursensor
- pk
- Drucksensor
- FI1-FI4
- Filter
- SysD-V1
- Druckregelventil
- SysD-V2
- Druckregelventil
- EDS1
- Drucksteuerventil
- EDS2
- Drucksteuerventil
- EDS3
- Drucksteuerventil
- EDS4
- Drucksteuerventil
- EDS5
- Drucksteuerventil
- EDS6
- Drucksteuerventil
- EDS7
- Drucksteuerventil
- EDS8
- Drucksteuerventil
- SR-V1
- Rückhalteventil
- SR-V2
- Rückhalteventil
- KV-1
- Kupplungsventil
- KV-2
- Kupplungsventil
- KV-0
- Kupplungsventil
- PS-Z
- Betätigungszylinder
- PS-K
- Kolben
- PS-F
- Feder
- PS-V
- Schaltventil
- P-V
- Schaltventil
- S-V
- Rückschlagventil
- F-V
- Differenzdruckventil
- Sp-V
- Sperrventil
- KU
- Wärmetauscher
- BP-V
- Kühlerschutzventil
- C-EM
- Kühlolpfad
- C-V
- Kühlölventil
- KW-V
- Wechselventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1469235 A1 [0002]
- DE 102010055859 A1 [0003]
