DE19649703A1

DE19649703A1 - Öldruckkreis für Kupplung

Info

Publication number: DE19649703A1
Application number: DE19649703A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Dairokuno; Masao Shoji; Yasuhito Koike; Mitsuyoshi Suzuki
Original assignee: NSK Warner KK
Current assignee: NSK Warner KK
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: DE19649703B4; US5845756A; JPH09151963A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Öldruckkreis zum Anlegen eines Öldrucks an eine Reibungskupplung und insbesondere an eine Anfahrkupplung, die anstelle eines Drehmomentwandlers in einem Kraftfahrzeug oder derglei chen verwendet wird.

In Fig. 5 ist ein Beispiel eines herkömmlichen Öldruck kreises für eine Reibungskupplung, der einen Öldruckkreis für eine Anfahrkupplung bildet, gezeigt. In Fig. 5 be zeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kraftfahrzeugmotor, das Bezugszeichen 2 einen Gangwechselmechanismus, das Bezugszeichen 3 ein Differentialgetriebe, das Bezugszei chen 4 Reifen des Fahrzeugs, die Bezugszeichen 5, 6 und 7 Motorkraftübertragungsvorrichtungen und das Bezugszeichen 10 eine Anfahrkupplung. An die Anfahrkupplung 10 wird von einer Ölpumpe 21, die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor 1 verbunden und im Gangwechselmechanismus 2 vorgesehen ist, ein Öldruck angelegt. Ferner bezeichnet in Fig. 5 das Bezugszeichen 22 eine Ölwanne.

Das von der Ölpumpe 21 geförderte Öl wird an eine Rohr leitung 31 geliefert. Ein Teil dieses Öls wird in den Gangwechselmechanismus geschickt, wie durch den Pfeil A angezeigt ist, um als Schmieröl zu dienen und den Be triebsöldruck zu schaffen, während ein anderer Teil dieses Öls in die Anfahrkupplung 10 geschickt wird, wie durch den Pfeil B angezeigt ist, um als Einkupplungsdruck (im vorliegenden Fall wird in einem solenoidbetätigten Ventil 3 dessen Ventilkörper nach unten bewegt) zu die nen, und der verbleibende Teil des Öls durch ein Drossel element 28 als Kühlungsöl in die Anfahrkupplung 10 ge schickt wird, wie durch den Pfeil C angezeigt ist. Ferner bezeichnen in Fig. 5 die Bezugszeichen 24, 26 und 27 Ölwannen, die eine ähnliche Struktur wie die obenerwähnte Ölwanne 22 besitzen. Schließlich bezeichnet das Bezugs zeichen 33 ein Kühlungsöl-Entlastungsrohr.

Wenn die Anfahrkupplung 10 nicht betätigt wird, befindet sich das solenoidbetätigte Ventil 23 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung, so daß das Öl in der Kupplung in die Ölwanne 24 strömt, wie durch den Pfeil D angezeigt ist. Wenn ein Kühlungsöl-Entlastungsventil 25 in Fig. 5 nach rechts bewegt wird, wird zugelassen, daß auch das Küh lungsöl in die Ölwanne strömt.

In dem herkömmlichen Anfahrkupplung-Öldruckkreis ist die Pumpe 21 direkt mit dem Motor verbunden. Daher hängt der von der Pumpe geförderte Öldruck in hohem Maß von der Drehzahl des Motors ab. Genauer ist der geförderte Öl druck bei im Leerlauf befindlichem Motor niedrig, während er bei zunehmender Drehzahl ansteigt und maximal wird, wenn die Drehzahl des Motors einen vorgegebenen Wert erreicht. Danach arbeitet ein (nicht gezeigter) Entla stungskreis in der Weise, daß der geförderte Öldruck konstant bleibt.

Die Anfahrkupplung ist folgendermaßen beschaffen: an einen Zylinder in einem Kupplungsgehäuse wird ein Öldruck angelegt, wobei ein Kolben im Zylinder den Öldruck auf nimmt, um eine Schubkraft zu erzeugen. Die so erzeugte Kraft wird dazu verwendet, Reibungsplatten und Trennplat ten aufeinanderzuschieben, wodurch die Kupplung eingekup pelt wird. Der an den Zylinder angelegte Öldruck wird durch ein solenoidbetätigtes Ventil (oder ein elektroma gnetisches Ventil) gesteuert. Andererseits wird zum Auskuppeln der Kupplung der Kolben im allgemeinen durch eine Rückstellfeder zurückgestellt.

Ein mit einer solchen Anfahrkupplung 10 ausgerüstetes Kraftfahrzeug fährt folgendermaßen an: zunächst wird der an den Zylinder angelegte Öldruck niedrig eingestellt, anschließend wird der Druck im Zylinder allmählich er höht, bis die Kupplung halb eingekuppelt ist. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen bestimmten Wert erreicht, wird der Öldruck im Zylinder maximal, wodurch die Kupplung vollständig eingekuppelt wird. Das übertra gene Drehmoment wird mittels der Anfahrkupplung in der obenbeschriebenen Weise eingestellt, um das Kraftfahrzeug anzufahren.

Damit das Kraftfahrzeug gleichmäßig anfahren kann, ist es wesentlich, den an den Kolben angelegten Öldruck genau zu steuern. Daher muß für die Einstellung des Öldrucks ein hochgenaues solenoidbetätigtes Ventil mittels eines Computers gesteuert werden. Wenn die Kupplung während des Anfahrens des Kraftfahrzeugs halb eingekuppelt ist, erzeugt die Gleitreibung eine große Wärmemenge. Folglich ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, ein weiterer Kreis vorge sehen, der der Anfahrkupplung Kühlungsöl zuführt.

Die Drehzahlen des Motors stimmen in den Zeitperioden, in denen sich die Anfahrkupplung im ausgekuppelten Zustand, im halb eingekuppelten Zustand bzw. im vollständig einge kuppelten Zustand befindet, im wesentlichen mit den Drehzahlbereichen des Motors überein, zwischen denen sich der geförderte Öldruck der Pumpe stark ändert. Um ferner während dieser Zeitperiode die Anfahrkupplung zu kühlen, ist es notwendig, eine große Menge Kühlungsöl zuzuführen, so daß der Öldruck instabil wird. Im Ergebnis wird der an das solenoidbetätigte Ventil angelegte Öldruck stark geändert, so daß es schwierig ist, dieses Ventil mittels eines Computers zu steuern; d. h., daß es praktisch nicht möglich ist, den Öldruck genau einzustellen. Daher ist es unmöglich, das Kraftfahrzeug gleichmäßig, d. h. ruckfrei, anzufahren.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Öldruckkreis für eine Reibungskupplung, insbeson dere einen Öldruckkreis für eine Anfahrkupplung, zu schaffen, mit dem ein gleichmäßiges Anfahren des Kraft fahrzeugs erzielt werden kann, ohne daß das für die Steuerung des Einkupplungsdrucks vorgesehene Programm kompliziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Öldruckkreis, der die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Ein Öldruckkreis gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Ölzufuhreinheit, für die der Kraftfahrzeugmo tor die Antriebsquelle bildet, und eine zweite Ölzufuhr einheit, deren Antriebsquelle vom Kraftfahrzeugmotor verschieden ist, so daß die erste Ölzufuhreinheit und die zweite Ölzufuhreinheit unabhängige Antriebsquellen besit zen.

In dem erfindungsgemäßen Öldruckkreis für eine Anfahr kupplung ist zusätzlich zu der mit dem Kraftfahrzeugmotor verbundenen Ölpumpe eine weitere von einer anderen An triebsquelle angetriebene Ölpumpe vorgesehen, um einen konstanten Öldruck zu schaffen. Daher kann das Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem verhältnismäßig einfachen Computerprogramm erzielt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung eines beispielhaften Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung gemäß ei ner ersten Ausführungsform der vorliegenden Er findung;

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung eines Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung gemäß einer zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung eines Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung gemäß einer dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung einer Abwandlung des in Fig. 2 gezeigten Anfahrkupplung-Öldruckkreises gemäß der zweiten Ausführungsform; und

Fig. 5 die bereits erwähnte erläuternde Darstellung eines herkömmlichen Öldruckkreises für eine An fahrkupplung.

Erste Ausführungsform

In Fig. 1 ist ein Öldruckkreis für eine Reibungskupplung gezeigt, der eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet und in dem Teile, die funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In der ersten Ausführungsform ist zusätzlich zu dem System einer ersten Ölpumpe 21, die direkt mit dem Kraft fahrzeugmotor verbunden ist, ein weiteres System vorgese hen. Genauer ist eine zweite Ölpumpe 41 vorgesehen, die von einem Elektromotor 43 angetrieben wird und die durch eine Rohrleitung 32 und ein solenoidbetätigtes Ventil 23 an eine Anfahrkupplung 10 einen Einkupplungsdruck anlegt.

Im allgemeinen ist das solenoidbetätigte Ventil 23 ein Proportionalventil, in dem ein Schaltventil als Vorsteu erventil dient. Das solenoidbetätigte Ventil wird durch ein (nicht gezeigtes) Steuersystem gesteuert. Die obenbe schriebene präzise Steuerung des Öldrucks ermöglicht ein gleichmäßiges Anfahren des Kraftfahrzeugs. Der Öldruck, der an das solenoidbetätigte Ventil 23 durch die vom Elektromotor 43 angetriebene zweite Ölpumpe 41 angelegt wird, wird mittels eines (nicht gezeigten) Entlastungs ventils auf einen konstanten Wert gesteuert. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 8 ein Kraftübertragungs system zwischen dem Motor 43 und der Pumpe 41.

Der Elektromotor 43 wird durch die Leistung einer (nicht gezeigten) Batterie angetrieben, die durch einen (nicht gezeigten) Wechselstromgenerator geladen wird. Um eine Entladung der Batterie zu verhindern, kann zwischen den Wechselstromgenerator und die Batterie gegebenenfalls eine Diode geschaltet sein. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 42 eine Ölwanne, die der Ölwanne 22 ähnlich ist.

Der an das solenoidbetätigte Ventil 23 angelegte Öldruck ist der konstante Druck, der durch die vom Elektromotor 43 angetriebene zweite Ölpumpe 41 erzeugt wird und daher von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors unabhängig ist. Daher kann eine gleichmäßige Anfahreigenschaft des Kraft fahrzeugs lediglich durch Steuern des solenoidbetätigten Ventils 23 entsprechend einem verhältnismäßig einfachen Programm erhalten werden. Die anderen Funktionen sind die gleichen wie jene des in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen Öldruckkreises für eine Anfahrkupplung.

Zweite Ausführungsform

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Öldruck kreises für eine Anfahrkupplung gezeigt, in der Teile, die funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf die Fig. 1 und 5 beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform legt die vom Elektromotor 43 angetriebene Ölpumpe 41 den Einkupplungsdruck an die Anfahrkupplung 10 an, ferner liefert die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor verbundene erste Ölpumpe 21 das Kühlungsöl an die Anfahrkupplung 10. In der zweiten Ausführungsform ist jedoch ein Kreis so ausgebildet, daß die zweite Ölpumpe 41 an die Anfahrkupp lung 10 sowohl das den Einkupplungsdruck erzeugende Öl als auch das Kühlungsöl liefert, wobei der so gebildete Kreis von einem Kreis vollständig getrennt ist, durch den die erste Ölpumpe 21 Schmieröl und den Betriebsöldruck an den Gangwechselmechanismus 2 liefert. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Dritte Ausführungsform

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform des Ölkreises für eine Anfahrkupplung 10 gezeigt, in der Teile, die funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf die Fig. 1, 2 und 5 beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In der dritten Ausführungsform legt die zweite Ölpumpe 41 einen Öldruck, der als Einkupplungsdruck für die Anfahr kupplung 10 dient, an das erste solenoidbetätigtes Ventil 23 über ein zweites solenoidbetätigtes Ventil 44, das mit dem ersten solenoidbetätigten Ventil 23 in Reihe geschal tet ist, an. Das Kühlungsöl wird vom Verbindungspunkt des ersten und des zweiten solenoidbetätigten Ventils 23 bzw. 44 an die Anfahrkupplung 10 geliefert. Weiterhin wird der von der ersten Ölpumpe erzeugte Öldruck ebenfalls an das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 angelegt.

Beim Anfahren des Kraftfahrzeugs befindet sich der Ven tilkörper des zweiten solenoidbetätigten Ventils 44 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, während der Ventilkör per des ersten solenoidbetätigten Ventils 23 in Fig. 3 nach unten bewegt wird, so daß die zweite Ölpumpe 41 den Einkupplungsdruck über das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 und das erste solenoidbetätigte Ventil 23 an die Anfahrkupplung 10 anlegt, wie durch den Pfeil B gezeigt ist. In diesem Betrieb liefert die erste Ölpumpe 21, die direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor verbunden ist, das Schmieröl und den Betriebsöldruck an den Gangwechsel mechanismus.

Das gleichmäßige Anfahren des Kraftfahrzeugs wird durch Steuern des ersten solenoidbetätigten Ventils 23 mit einem (nicht gezeigten) Steuersystem verwirklicht. Das Kühlungsöl der Anfahrkupplung wird durch das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 geliefert; es kann jedoch von der ersten Ölpumpe 21 geliefert werden.

Wenn das Kraftfahrzeug nach dem Anfahren gleichmäßig fährt, wird das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 betä tigt. Genauer wird sein Ventilkörper in Fig. 3 nach unten bewegt, wodurch die Zufuhr von Öl von der zweiten Ölpumpe beendet wird und das Öl von der ersten Ölpumpe 21 über das erste solenoidbetätigte Ventil 23 und das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 sowohl zum Einkuppeln als auch zum Kühlen der Anfahrkupplung 10 an diese zugeführt wird, wie durch die Pfeile B bzw. E angezeigt ist. In diesem Betrieb ist die Drehzahl des Motors ausreichend hoch, so daß der Ausgangsdruck der ersten Ölpumpe 21 ebenfalls ausreichend hoch ist. Der Förderöldruck der ersten Ölpumpe wird, nachdem er durch einen (nicht ge zeigten) Druckeinstellkreis im Gangwechselmechanismus eingestellt worden ist, an die Anfahrkupplung angelegt, um deren Einkupplung aufrechtzuerhalten. Da der Elektro motor 43 angehalten wird, kann der Leistungsverbrauch minimiert werden.

In dem Fall, in dem der Gangwechselmechanismus 2 von der Bauart ist, daß der Eingriff von Zahnrädern geändert wird, um die Drehzahl zu verändern, kann während des Gangwechsels das zweite solenoidbetätigte Ventil 44 betätigt werden. Genauer wird dessen Ventilkörper bewegt, um Öl von der zweiten Ölpumpe 41 an das erste solenoidbe tätigte Ventil 23 zu liefern, damit das letztere den Einkupplungsdruck verändert, um dadurch Schaltstöße zu absorbieren.

Abwandlung der zweiten Ausführungsform

Fig. 4 zeigt eine Anwendung des Öldruckkreises gemäß der zweiten Ausführungsform, in der Teile, die funktional jenen entsprechen, die mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Ölwannen 24, 26, 27 und 42 untereinander im wesentlichen gleich sind, jedoch von der Ölwanne 22 verschieden sind. In dieser Abwandlung ist der Gangwechselmechanismus 2 zwi schen dem Kraftfahrzeugmotor 1 und der Anfahrkupplung 10 vorgesehen.

Der Gangwechselmechanismus 2 bildet einen halbunabhängi gen Kreis des durch den Anfahrkupplungsabschnitt, d. h. durch die Anfahrkupplung 10, die zweite Ölpumpe 41 und den Elektromotor 43 sowie den Gangwechselmechanismus 2 gebildeten Öldruckkreises. Daher können diese Öldruck kreise in verschiedenen Abschnitten des Kraftfahrzeugs installiert sein. Insbesondere in der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform besitzen die Anfahrkupplung 10 und der Gangwechselmechanismus 2 Öldruckkreise, die vollständig voneinander unabhängig sind, so daß der Anfahrkupplungskreis verhältnismäßig beliebig beispiels weise in der Nähe des Differentialgetriebes 3 angeordnet sein kann, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die eine Anwendung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

In der Erfindung kann die Anfahrkupplung 10 durch Verwen den des Öldruckkreises anstelle der Rückstellfeder ausge kuppelt werden. In diesem Fall kann für die Erzeugung des zum Auskuppeln der Anfahrkupplung erforderlichen Drucks der erfindungsgemäße Öldruckkreis verwendet werden.

In dem Öldruckkreis für eine Anfahrkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der direkt mit dem Kraftfahrzeugmotor 1 verbundenen Ölpumpe 21 eine durch einen weiteren Motor 43 angetriebene Ölpumpe 41 vorgesehen, die einen konstanten Öldruck erzeugt. Daher kann das Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem verhält nismäßig einfachen Computerprogramm erzielt werden.

Die weitere Ölpumpe 41, die von einem vom Kraftfahrzeug motor 1 verschiedenen Motor 43 angetrieben wird, wird nur beim Anfahren des Kraftfahrzeugs verwendet, hingegen wird während des normalen Fahrens mit gleichmäßiger Geschwin digkeit der Öldruck zu der direkt mit dem Kraftfahrzeug motor 1 verbundenen Ölpumpe 21 umgeschaltet. Daher wird der Batterieleistungsverbrauch minimiert.

Der Öldruckkreis gemäß der vorliegenden Erfindung wird dicht nur auf eine Anfahrkupplung angewendet, sondern kann auf verschiedene Arten von Öldruckkreisen für eine Reibungskupplung angewendet werden.

Claims

1. Öldruckkreis für Anfahrkupplung (10), mit einer ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) zum Zuführen eines Öldrucks an einen Gangwechselmechanismus (2), die direkt mit einem Kraftfahrzeugmotor (1) verbun den ist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) vorge sehen ist, die der Anfahrkupplung (10) einen Öldruck zuführt, und
die erste Öldruckzufuhreinrichtung (21) und die zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) voneinander unabhän gig sind.

2. Öldruckkreis für Anfahrkupplung (10) nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öldruckzuführungseinrichtung (21) einen Öldruck an die Anfahrkupplung (10) liefert.

3. Öldruckkreis für Anfahrkupplung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (44) zum Umschalten zwi schen der ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) und der zweiten Öldruckzufuhreinrichtung (41), um der Anfahrkupp lung (10) Öldruck zuzuführen.

4. Öldruckkreis für Anfahrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruckkreis der Anfahrkupplung (10) und der Öldruckkreis des Gangwechselmechanismus (2) voneinander vollkommen unabhängig sind.

5. Öldruckkreis, mit einer ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21), deren Antriebsquelle ein Kraftfahrzeugmotor (1) ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Öldruckzufuhreinrichtung (41) vorge sehen ist, deren Antriebsquelle ein vom Kraftfahrzeugmo tor (1) verschiedener Motor (43) ist, so daß die erste Öldruckzufuhreinrichtung (21) und die zweite Öldruckzu fuhreinrichtung (41) voneinander unabhängige Antriebs quellen (1, 43) besitzen.

6. Öldruckkreis nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Ölzuführungseinrichtung (21) einen Öldruck an eine Reibungskupplung (10) liefert.

7. Öldruckkreis nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (44) zum Umschalten zwi schen der ersten Öldruckzufuhreinrichtung (21) und der zweiten Öldruckzufuhreinrichtung (41), um der Reibungs kupplung (10) einen Öldruck zuzuführen.

8. Öldruckkreis nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Öldruckkreis der Reibungskupplung (10) und die anderen Öldruckkreise voneinander vollkommen unabhän gig sind.

9. Öldruckkreis nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsquelle der zweiten Öldruckzufuhrein richtung (41) ein Elektromotor (43) ist.