EP2188543A1 - Electrohydraulic control device - Google Patents

Electrohydraulic control device

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Publication number
EP2188543A1
EP2188543A1 EP08803982A EP08803982A EP2188543A1 EP 2188543 A1 EP2188543 A1 EP 2188543A1 EP 08803982 A EP08803982 A EP 08803982A EP 08803982 A EP08803982 A EP 08803982A EP 2188543 A1 EP2188543 A1 EP 2188543A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
line
control device
control
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08803982A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Otto Ebner
Christoph RÜCHARDT
Reiner Keller
Martin Rossmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2188543A1 publication Critical patent/EP2188543A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D29/00—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation
    • F16D29/005—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation with a fluid pressure piston driven by an electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D48/0206—Control by fluid pressure in a system with a plurality of fluid-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F16D48/066—Control of fluid pressure, e.g. using an accumulator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3026—Stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/2807—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted using electric control signals for shift actuators, e.g. electro-hydraulic control therefor

Definitions

  • the invention relates generally to an electro-hydraulic control device, comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pump element, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, wherein the Actuation of the actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or is carried out with a pressure-free line.
  • an electrohydraulic control device of an automated step transmission comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a pump element drivable by a controllable electric motor, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Wegaktuators, wherein the actuation of the relevant actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator with the main pressure line and / or with a pressure-free line.
  • Electro-hydraulic control devices are preferably used in motor vehicles, for example for the actuation of clutches, brakes and transmissions; however, they may also be used in other technical equipment and installations.
  • electro-hydraulic control mecanicsvoriquesen particularly suitable, since they have in addition to compact dimensions and a high energy density generally good control properties, ie well metered actuating forces for engagement and disengagement of friction clutches and for synchronizing and loading and unloading of aisles.
  • the components used in electrohydraulic control devices such as control valves and actuating cylinders, are sufficiently tested and reliable due to many years of development and application practice.
  • the pressure supply device of an electrohydraulic control device typically has a hydraulic pump as the pumping element, by means of which a pressure medium (hydraulic oil) is conveyed via a check valve from a reservoir (oil sump) into the main pressure line which is under system pressure.
  • the hydraulic pump used is usually a piston pump with crank mechanism, an axial piston pump or a gear pump, which is preferably driven by an electric motor.
  • a pressure accumulator To the main pressure line of the pressure supply device usually a pressure accumulator, a pressure sensor and a pressure relief valve are connected.
  • Such a structure of the pressure supply device ensures that the hydraulic pump does not have to be driven permanently, but can be driven intermittently, ie as needed, whereby a higher overall efficiency of the control device is achieved. If, by means of the pressure sensor connected to the main pressure line, a drop in the system pressure prevailing in the main pressure line is determined below a lower first limit value, then the hydraulic pump is put into operation by switching on the electric motor and pressure medium thereby increasing the system pressure from the reservoir to the main pressure line and the pressure reservoir promoted. Then, by means of the pressure sensor, an increase in the pressure prevailing in the pressure line system pressure over an upper second Determined limit, the hydraulic pump is switched off by switching off the electric motor again.
  • a subsequent consumption of pressure medium which can be caused by the actuation of actuators and leaks in control valves and actuators, is compensated for as long as from the accumulator until the pressure prevailing in the main pressure line system pressure has again reached or fallen below the lower first limit.
  • the pressure relief valve is usually designed to be effective automatically, that is not actively controlled, and limits the effective system pressure in the main pressure line system by a return, if necessary, of pressure medium from the main pressure line in the reservoir.
  • shut-off valves In order to avoid high leakage, it is known to connect a shut-off valve to proportional valves, with which they can be shut off outside of their operating phases against the main pressure line and thus relieved of the system pressure.
  • shut-off valves represent an additional expenditure on equipment and form an additional potential source of error.
  • an electro-hydraulic control device of an automated manual transmission is known, in accordance with the local Fig. 1 designed as a proportional solenoid valve control valve designed as a single-acting actuator cylinder Wählaktua- and the two formed as a proportional solenoid valves control valves designed as a double-acting actuator cylinder Wegvik together upstream of a pressure-controlled shut-off valve.
  • the shut-off valve is closed in the unactuated state and controlled by the actuating pressure of the clutch actuator so that it is opened when a certain pressure limit is exceeded and closed when the pressure falls below the pressure limit.
  • a further electrohydraulic control device of an automatic transmission is known, in accordance with the local Fig. 1 designed as a proportional solenoid valve control valve designed as a double-acting actuating cylinder Wählaktua- sector and formed as a proportional solenoid valve control valve designed as a double-acting actuating cylinder Wegaktuators together a solenoid switching valve is connected upstream, by which the pressure chambers of the actuating cylinder are depressurized in the unactuated state. In each case a pressure chamber of the actuating cylinder is connected via the associated control valve with the magnetic switching valve in connection.
  • the other pressure chamber of the Wählaktuators is directly connected to the magnetic switching valve in connection, whereas the other pressure chamber of the Weguators a pressure reducing valve is connected upstream, which is mechanically controlled by a selector rod via a piston rod. Also in this control device, the control valves and the associated actuators only as needed, so if a circuit should take place, connected to the main pressure line and thus subjected to the system pressure or a reduced pressure.
  • the present invention has the object to provide a generally usable, preferably also suitable for controlling an automated step transmission suitable electro-hydraulic control device having a functional structure and improved control properties without function restrictions.
  • the invention initially relates to an electro-hydraulic control device, comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pump element, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, wherein the actuation of the actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or is carried out with a pressure-free line.
  • the pumping element is designed as a single-acting pressure cylinder, in which a connected via a spindle gear with the electric motor piston is axially movable and axially bounded on one side a pressure chamber, which is provided with a check valve with a suction line to the reservoir and a pressure line communicates with the main pressure line.
  • the invention according to the independent claim 2 is based on an electrohydraulic control device of an automated step transmission, with a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pumping element, and with an adjusting device for actuating at least one hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic GmbHaktuators, wherein the actuation of the relevant actuator via a manufacturable by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator with the main pressure line and / or with a Pressure-free line takes place.
  • the pumping element is designed as a single-acting pressure cylinder, in which a connected via a spindle gear to the electric motor piston is axially movably axially bounded on one side and a pressure chamber over a suction line provided with a check valve with the reservoir and via a pressure line to the main pressure line is in communication.
  • the invention is therefore based on an electro-hydraulic control device, for example a control device of an automated step transmission, the pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line and an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, in particular a hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Wegua- sector comprises.
  • the delivery of the pressure medium is effected via a pump element which can be driven by a controllable electric motor.
  • an actuator such as a hydraulic Kupplungsaktuators, a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Weguators, via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or with a pressure line.
  • the inventive design of the pumping element as a single-acting pressure cylinder whose piston is driven by a spindle gear from the electric motor, resulting in conjunction with a simplified construction of the pressure generating device good control properties for setting a desired system pressure in the main pressure line and to supply the actuator with a required Pressure medium volume flow, which is due to the actuation of the hydraulic actuators and leakage in the actuators and in the associated control valves.
  • the piston of the pressure cylinder By generating a certain drive torque of the electric motor, the piston of the pressure cylinder is loaded via the spindle gear with an axial force in the direction of the pressure chamber, whereby the pressure in the pressure chamber and in the main pressure line connected to these increases and, if necessary, pressure medium is conveyed from the pressure chamber into the main pressure line.
  • the drive torque of the electric motor which is proportional to the controllable load current of the electric motor, therefore, a sufficiently accurate adjustment of the system pressure prevailing in the main pressure line is possible.
  • auxiliary elements such as a pressure sensor, a pressure relief valve and a pressure accumulator, thus space and cost can be dispensed with.
  • the control valve arrangement of the adjusting device can be made simpler, since the function of a pressure regulating valve can be fulfilled by a corresponding control of the pressure cylinder by the pressure generating device.
  • a servo pressure is generated via the relevant hydraulic pressure cylinder, which is used in parallel or serial arrangement to support a manually generated control pressure for disengaging a clutch, wherein the control of the associated electric motor and thus the servo pressure in response to the sensory detected encoder pressure and / or the encoder travel of a manually operated master cylinder takes place.
  • the control device comprises two pumping elements designed as single-acting impression cylinders which mirror axially on both sides of the electric motor. are arranged symmetrically, the pistons are connected via a provided with a common spindle shaft spindle gear to the electric motor, and the pressure chambers are each provided via a provided with a check valve suction with the reservoir and a provided with a check valve pressure line with the main pressure line in combination.
  • the piston of a pressure cylinder sucks pressure medium from the reservoir into its pressure chamber, while the piston of the other pressure cylinder promotes pressure medium from its pressure chamber with a corresponding pressure in the main pressure line.
  • the permanent supply of the main pressure line and the adjusting device connected thereto is ensured with a pressure medium pressure and with a pressure medium volume flow.
  • the pumping element is designed as a double-acting pressure cylinder, the piston axially on both sides each delimiting a pressure chamber, and its pressure chambers each provided with a check valve Suction line to the reservoir and via a provided with a check valve pressure line with the main pressure line in conjunction.
  • the spindle gear is preferably designed as a ball screw screw drive.
  • Such a spindle gear is particularly free of play and low in resistance, so that this results in a particularly accurate and low-hysteresis relationship between the torque of the electric motor and prevailing in the pressure chamber and the main pressure line connected thereto system pressure.
  • the pressure cylinder or the pressure cylinder of the pressure supply device advantageously has a resilient portion.
  • This resilient portion is expediently designed in each case as a ring-cylindrical diaphragm and arranged at the front end of the pressure chamber between a rigid cylinder portion and a rigid bottom of the impression cylinder.
  • the resilient portion of the printing cylinder is formed as a plate-shaped membrane and is arranged in the pressure chamber limiting the bottom or forms the pressure chamber bounding bottom.
  • the pressure cylinder of the pressure supply device is expediently assigned a displacement sensor which is mechanically or non-contactly in operative connection with the piston, the piston rod or the spindle of the spindle transmission.
  • a displacement sensor which is mechanically or non-contactly in operative connection with the piston, the piston rod or the spindle of the spindle transmission.
  • a shut-off device for inclusion of a control pressure in at least one of the actuators is suitably provided.
  • the shut-off device may be formed by at least one shut-off valve, which is connected upstream of a control valve which is associated with one of the actuators and is closed to include the control pressure.
  • the shut-off device can also be formed by a shut-off position of at least one control valve assigned to one of the actuators, wherein the control valve is controlled to include the setting pressure in the shut-off position.
  • the shut-off device can also be formed by the formation of at least one control valve assigned to one of the actuators as a clock valve, which is closed to include the pressure medium.
  • the system pressure which is effective as pilot pressure can then be increased, lowered or changed with a desired passage of time in a suitable manner via the pressure cylinder of the pressure-generating device.
  • the description is accompanied by a drawing with exemplary embodiments. In this shows
  • FIG. 1 shows an electro-hydraulic control device of an automated manual transmission with a first embodiment of the pressure supply device according to the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 shows an electro-hydraulic control device that is advantageously developed in comparison with the embodiment according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows the electrohydraulic control device according to FIG. 1 with a second embodiment of the pressure supply device according to the invention
  • FIG. 4 shows the electrohydraulic control device according to FIG. 1 with a third embodiment of the pressure supply device according to the invention.
  • a pressure supply device 2.1 for conveying a pressure medium from a reservoir 3 into a main pressure line 4, an actuating device 5.1 for actuating hydraulic clutch and gear actuators 6, 7 and 8, and an electronic control unit 9 for controlling the pressure supply device 2.1 and the actuators 6, 7, 8 of the actuating device 5.1.
  • the pressure supply device 2.1 has a pump element 10 which can be driven by an electric motor 9 which can be actuated by the control device 9 via electrical supply lines which are not particularly designated.
  • the pumping element 10 is designed as a single-acting pressure cylinder 12, in which a via a spindle gear 13 with the electric motor 1 1 connected piston 14 is guided axially movable and axially bounded on one side a pressure chamber 15.
  • the pressure chamber 15 is connected via a provided with a check valve 16 suction line 17 with the reservoir (oil sump) 3 and a pressure line 18 to the main pressure line 4 in connection.
  • the piston 14 of the pressure cylinder 12 By generating a certain drive torque of the electric motor 11, the piston 14 of the pressure cylinder 12 is loaded via the spindle gear 13 with an axial force in the direction of the pressure chamber 15, whereby the pressure in the pressure chamber 15 and in the main pressure line 4 connected thereto and, if necessary, pressure medium is conveyed from the pressure chamber 15 in the main pressure line 4.
  • the drive torque of the electric motor 1 1 By reducing the drive torque of the electric motor 1 1, the pressure in the pressure chamber 15 and in the main pressure line 4 is reduced accordingly.
  • the piston 14 of the pressure cylinder 12 By reducing the drive torque of the electric motor 1 1, the piston 14 of the pressure cylinder 12 is loaded via the spindle gear 13 with an axial force in the direction of the pressure chamber 15, whereby the pressure in the pressure chamber 15 and in the main pressure line 4 connected thereto and, if necessary, pressure medium is conveyed from the pressure chamber 15 in the main pressure line 4.
  • a mechanical or non-contact with the piston 14 in operative connection path sensor 20 is provided over in each case a not further designated sensor line with the control unit 9 are in communication. Due to the control properties of the pressure supply device 2.1 according to the invention can be dispensed with a pressure relief valve and a pressure accumulator, which are usually connected as part of a pressure supply device to the main pressure line 4.
  • the adjusting device 5.1 comprises a clutch actuator 6 for engagement and disengagement of a passively closable clutch, a Wählaktuator 7 for selecting a shift gate, ie for selective change of the internal transmission actuating connection between a shift shaft and a plurality of shift rails, and a shift actuator 8 for engaging and disengaging one of selected shift gate or shift rod associated gear.
  • the clutch actuator 6 is designed as a single-acting actuating cylinder 21 with a single pressure chamber 22, the three as 2/2-way solenoid valves seated control valves 23, 24, 25 are assigned. Via the first control valve 23, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the disengagement of the associated clutch connected to the main pressure line 4. Via the second control valve 24, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the rapid engagement of the clutch regulated with a leading to the reservoir 3 pressure line 26. Via the third control valve 25, which is connected via a throttle 27 to the pressure-free line 26, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the slow engagement of the clutch connected to the pressure-free line 26.
  • the Wählaktuator 7 is designed as a double-acting actuator cylinder 28 with two pressure chambers 29, 30, each of which a valve as a 3/2-way solenoid valve, for example, as a ball seat valve, formed control valve 31, 32 is assigned.
  • a valve as a 3/2-way solenoid valve, for example, as a ball seat valve, formed control valve 31, 32 is assigned.
  • the first control valve 31 the first pressure chamber 29 of the Wählaktuators 7 for controlling a change of the shift gate by Pulsed control pulse width modulated mutually connected to the main pressure line 4 and the pressure line 26 are connected.
  • the pressure and the piston travel of the selector 7 can be regulated by a displacement or current control of the piston 14 of the pressure supply device 2.1.
  • the second pressure chamber 30 of the Wählaktuators 7 for controlling a change of the shift gate with the main pressure line 4 and the pressure line 26 can be connected in the same way.
  • the shift actuator 8 is also formed as a double-acting Stellzylin- 33 with two pressure chambers 34, 35, each associated with a designed as a 3/2-way solenoid valve control valve 36, 37 are assigned. Via the first control valve 36, the first pressure chamber 34 and the second control valve 37 of the second pressure chamber 35 of the Wegaktuators 8 for controlling a gear change with the main pressure line 4 and the pressure line 26 are connected.
  • a displacement sensor 38, 39, 40 is assigned to each of them. which are connected via not further designated sensor lines with the control unit 9 in connection.
  • the solenoid valves designed as control valves 23, 24, 25; 31, 32; 36, 37 of the actuators 6, 7, 8 connected to their control via non-designated control lines to the control unit 9.
  • the electrohydraulic control device 1.2 according to FIG. 2 is significantly simplified compared with the embodiment according to FIG.
  • the pressure sensor 19 is dispensed with, since the system pressure prevailing in the main pressure line 4 due to exact controllability of the pressure applied to the piston 14 or caused by the piston 14 in the pressure chamber 15 of the pressure cylinder 12 via the electric motor 1 1 from the height of the load current of the electric motor 1 1 can be derived.
  • the control valves 24 and 25 over which in the embodiment of FIG. 1, the emptying of the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 is controlled to engage the associated clutch, saved.
  • the emptying of the pressure chamber 22 by a corresponding control of the electric motor 1 1 takes place by receiving the corresponding pressure medium volume in the pressure chamber 15 of the pressure cylinder 12 of the pressure supply device 2.2.
  • the selector actuator 7 in contrast to the embodiment according to FIG. 1, is designed as a single-acting actuating cylinder 41 with a single pressure chamber 42, to which a control valve 43 designed as a 2/2-way solenoid clock valve is assigned. Via the control valve 43, the pressure chamber 42 of the Wählaktuators 7 can be controlled to control a change of the shift gate in one direction with the main pressure line 4.
  • the electrohydraulic control device 1.3 according to FIG. 3 has an altered pressure supply device 2.3 compared with the embodiment according to FIG. 1 with the same positioning device 5.1.
  • the pumping element 10 is formed as a double-acting pressure cylinder 46, the piston 47 axially on both sides each defining a pressure chamber 48, and its pressure chambers 48 each have a provided with a check valve 16 suction line 17 with the Reservoir 3 and via a provided with a check valve 45 pressure line 18 with the main pressure line 4 are in communication.
  • the pressure supply device 2.4 is at rotating electric motor 1 1 with the same effect alternately automatically a pressure chamber 48 of the pressure cylinder 46 in the suction mode and the other pressure chamber 48 of the pressure cylinder 46 in the printing operation.

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Abstract

The invention relates to an electrohydraulic control device comprising a pressure supply device (2.1, 2.2) for guiding a pressurised medium from a storage tank (3) in a main pressure line (4). Said pressurised medium is guided over a pump element (10) that can be driven by a controllable electromotor (11). Said control device also comprises an adjusting device (5.1, 5.2) for actuating at least one hydraulic actuator (6, 7, 8), said actuator (6, 7, 8) being actuated by connecting at least one pressure chamber (22; 29, 30; 34, 35; 42) of the actuator (6, 7, 8) to the main pressure line (4) and/or to the non-pressurised line (26), said connection being made by at least one control valve (23, 24, 25; 31, 32; 36, 37; 43). In order to simplify the control device, the pump element (10) is embodied as a simple pressure cylinder (12), in which a piston (14) connected to the electromotor (11) is guided in an axially displaceable manner over the spindle mechanism (13), axially defines a pressure chamber on one side (15), said pressure chamber being connected to the main pressure line (4) via a suction line (18) and to the storage tank (3) via a suction line (17) that comprises a non-return valve (16).

Description

Elektrohvdraulische Steuerunαsvorrichtunα Electro-hydraulic control device
Die Erfindung betrifft allgemein eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung, mit einer Druckversorgungseinrichtung zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter in eine Hauptdruckleitung, wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbares Pumpelement erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Aktuators, wobei die Betätigung des Aktuators über eine durch mindestens ein Steuerventil herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraums des Aktuators mit der Hauptdruckleitung und/oder mit einer Drucklosleitung erfolgt.The invention relates generally to an electro-hydraulic control device, comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pump element, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, wherein the Actuation of the actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or is carried out with a pressure-free line.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Stufenschaltgetriebes, mit einer Druckversorgungseinrichtung zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter in eine Hauptdruckleitung, wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbares Pumpelement erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Kupplungsaktuators und/oder eines hydraulischen Wählaktuators und/oder eines hydraulischen Schaltaktuators, wobei die Betätigung des betreffenden Aktuators über eine durch mindestens ein Steuerventil herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraums des Aktuators mit der Hauptdruckleitung und/oder mit einer Drucklosleitung erfolgt.More particularly, the invention relates to an electrohydraulic control device of an automated step transmission, comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a pump element drivable by a controllable electric motor, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Schaltaktuators, wherein the actuation of the relevant actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator with the main pressure line and / or with a pressure-free line.
Elektrohydraulische Steuerungsvorrichtungen werden bevorzugt in Kraftfahrzeugen eingesetzt, beispielsweise zur Betätigung von Kupplungen, Bremsen und Getrieben; sie können jedoch auch in anderen technischen Einrichtungen und Anlagen zur Anwendung kommen. Insbesondere für die Steuerung von automatisierten Stufenschaltgetrieben, wie automatisierten Schaltgetrieben und automatisierten Doppelkupplungsgetrieben, sind elektrohydraulische Steu- erungsvorrichtungen besonders geeignet, da sie außer kompakten Abmessungen und einer hohen Energiedichte allgemein gute Steuerungseigenschaften, also gut dosierbare Stellkräfte zum Ein- und Ausrücken von Reibungskupplungen sowie zum Synchronisieren und Ein- und Auslegen von Gängen aufweisen. Zudem sind die in elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtungen verwendeten Bauteile, wie Steuerventile und Stellzylinder, aufgrund langjähriger Ent- wicklungs- und Anwendungspraxis hinreichend erprobt und als zuverlässig bekannt.Electro-hydraulic control devices are preferably used in motor vehicles, for example for the actuation of clutches, brakes and transmissions; however, they may also be used in other technical equipment and installations. In particular for the control of automated step-variable transmissions, such as automated manual transmissions and automated dual-clutch transmissions, electro-hydraulic control erungsvorrichtungen particularly suitable, since they have in addition to compact dimensions and a high energy density generally good control properties, ie well metered actuating forces for engagement and disengagement of friction clutches and for synchronizing and loading and unloading of aisles. In addition, the components used in electrohydraulic control devices, such as control valves and actuating cylinders, are sufficiently tested and reliable due to many years of development and application practice.
Die Druckversorgungseinrichtung einer elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtung weist als Pumpelement üblicherweise eine Hydraulikpumpe auf, mittels der ein Druckmittel (Hydrauliköl) über ein Rückschlagventil aus einem Vorratsbehälter (Ölsumpf) in die unter einem Systemdruck stehende Hauptdruckleitung gefördert wird. Bei der verwendeten Hydraulikpumpe handelt es sich zumeist um eine Kolbenpumpe mit Kurbeltrieb, eine Axialkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe, die bevorzugt von einem Elektromotor angetrieben wird. An die Hauptdruckleitung der Druckversorgungseinrichtung sind in der Regel noch ein Druckspeicher, ein Drucksensor und ein Überdruckventil angeschlossen.The pressure supply device of an electrohydraulic control device typically has a hydraulic pump as the pumping element, by means of which a pressure medium (hydraulic oil) is conveyed via a check valve from a reservoir (oil sump) into the main pressure line which is under system pressure. The hydraulic pump used is usually a piston pump with crank mechanism, an axial piston pump or a gear pump, which is preferably driven by an electric motor. To the main pressure line of the pressure supply device usually a pressure accumulator, a pressure sensor and a pressure relief valve are connected.
Durch einen derartigen Aufbau der Druckversorgungseinrichtung wird erreicht, dass die Hydraulikpumpe nicht permanent angetrieben werden muss, sondern intermittierend, also bedarfsweise angetrieben werden kann, wodurch ein höherer Gesamtwirkungsgrad der Steuerungsvorrichtung erreicht wird. Wird mittels des an die Hauptdruckleitung angeschlossenen Drucksensors ein Absinken des in der Hauptdruckleitung herrschenden Systemdruckes unter einen unteren ersten Grenzwert ermittelt, so wird die Hydraulikpumpe durch Einschalten des Elektromotors in Betrieb gesetzt und damit Druckmittel unter Erhöhung des Systemdruckes aus dem Vorratsbehälter in die Hauptdruckleitung und den Druckspeicher gefördert. Wird dann mittels des Drucksensors ein Anstieg des in der Druckleitung herrschenden Systemdruckes über einen oberen zweiten Grenzwert ermittelt, so wird die Hydraulikpumpe durch Abschalten des Elektromotors wieder außer Betrieb gesetzt. Ein daran anschließender Verbrauch von Druckmittel, der durch die Betätigung von Aktuatoren und durch Leckagen in Steuerventilen und Aktuatoren verursacht werden kann, wird solange aus dem Druckspeicher ausgeglichen, bis der in der Hauptdruckleitung herrschende Systemdruck wieder den unteren ersten Grenzwert erreicht oder unterschritten hat. Das Überdruckventil ist zumeist selbsttätig wirksam ausgebildet, also nicht aktiv steuerbar, und begrenzt den in der Hauptdruckleitung wirksamen Systemdruck durch eine bedarfsweise Rückleitung von Druckmittel aus der Hauptdruckleitung in den Vorratsbehälter. Hierdurch wird eine, beispielsweise durch einen defekten Drucksensor auslösbare Überlastung der mit der Hauptdruckleitung in Verbindung stehenden Bauteile, wie Steuerventile und Aktuatoren, vermieden.Such a structure of the pressure supply device ensures that the hydraulic pump does not have to be driven permanently, but can be driven intermittently, ie as needed, whereby a higher overall efficiency of the control device is achieved. If, by means of the pressure sensor connected to the main pressure line, a drop in the system pressure prevailing in the main pressure line is determined below a lower first limit value, then the hydraulic pump is put into operation by switching on the electric motor and pressure medium thereby increasing the system pressure from the reservoir to the main pressure line and the pressure reservoir promoted. Then, by means of the pressure sensor, an increase in the pressure prevailing in the pressure line system pressure over an upper second Determined limit, the hydraulic pump is switched off by switching off the electric motor again. A subsequent consumption of pressure medium, which can be caused by the actuation of actuators and leaks in control valves and actuators, is compensated for as long as from the accumulator until the pressure prevailing in the main pressure line system pressure has again reached or fallen below the lower first limit. The pressure relief valve is usually designed to be effective automatically, that is not actively controlled, and limits the effective system pressure in the main pressure line system by a return, if necessary, of pressure medium from the main pressure line in the reservoir. As a result, an overload, which can be triggered, for example, by a defective pressure sensor, of the components in communication with the main pressure line, such as control valves and actuators, is avoided.
In dieser bekannten Bauweise wird durch die Druckversorgungseinrichtung ein weitgehend konstanter Systemdruck für die Stelleinrichtung erzeugt, der auch im Störungsfall noch eine gewisse Zeit zur Verfügung steht und somit eine Notbetätigung der Aktuatoren ermöglicht. Die Bauteile der Druckversorgungseinrichtung sind jedoch aufgrund der erforderlichen Präzision relativ teuer und nehmen einen vergleichsweise großen Bauraum in Anspruch. Ein weiterer Nachteil der bekannten Druckversorgungseinrichtung besteht in dem ständig anstehenden relativ hohen Systemdruck, der insbesondere bei Steuerventilen, die als Proportionalventile ausgebildet sind, zu vergleichsweise großen Leckageverlusten führt.In this known construction, a largely constant system pressure for the adjusting device is generated by the pressure supply device, which is available even in case of failure for a certain amount of time and thus allows an emergency operation of the actuators. However, the components of the pressure supply device are relatively expensive due to the required precision and take a relatively large amount of space to complete. Another disadvantage of the known pressure supply device consists in the constantly pending relatively high system pressure, which leads in particular in control valves, which are designed as proportional valves, to relatively large leakage losses.
Zur Vermeidung hoher Leckagen ist es bekannt, Proportionalventilen ein Abschaltventil vorzuschalten, mit dem diese außerhalb ihrer Betriebsphasen gegen die Hauptdruckleitung absperrbar und somit von dem Systemdruck entlastbar sind. Abschaltventile stellen jedoch einen zusätzlichen apparativen Aufwand dar und bilden eine zusätzliche potentielle Fehlerquelle. So ist aus der DE 198 49 488 C2 eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes bekannt, bei der entsprechend der dortigen Fig. 1 einem als Proportionalmagnetventil ausgebildeten Steuerventil eines als einfachwirkender Stellzylinder ausgebildeten Wählaktua- tors und den beiden als Proportionalmagnetventile ausgebildeten Steuerventilen eines als doppeltwirkender Stellzylinder ausgebildeten Schaltaktuators gemeinsam ein druckgesteuertes Abschaltventil vorgeschaltet ist. Das Abschaltventil ist im unbetätigten Zustand geschlossen und mittels des Stelldruckes des Kupplungsaktuators derart ansteuerbar, dass es mit Überschreiten eines bestimmten Druckgrenzwertes geöffnet und mit Unterschreiten des Druckgrenzwertes geschlossen wird. Somit werden die Steuerventile des Wäh- laktuators und des Schaltaktuators nur bei ausgerückter Kupplung zur Durchführung von Wähl- und Schaltvorgängen mit der Hauptdruckleitung verbunden und somit mit dem Systemdruck beaufschlagt.In order to avoid high leakage, it is known to connect a shut-off valve to proportional valves, with which they can be shut off outside of their operating phases against the main pressure line and thus relieved of the system pressure. However, shut-off valves represent an additional expenditure on equipment and form an additional potential source of error. Thus, from DE 198 49 488 C2, an electro-hydraulic control device of an automated manual transmission is known, in accordance with the local Fig. 1 designed as a proportional solenoid valve control valve designed as a single-acting actuator cylinder Wählaktua- and the two formed as a proportional solenoid valves control valves designed as a double-acting actuator cylinder Schaltaktuators together upstream of a pressure-controlled shut-off valve. The shut-off valve is closed in the unactuated state and controlled by the actuating pressure of the clutch actuator so that it is opened when a certain pressure limit is exceeded and closed when the pressure falls below the pressure limit. Thus, the control valves of the selector and the Schaltaktuators are connected only with the clutch disengaged to perform dialing and switching operations with the main pressure line and thus acted upon by the system pressure.
Aus der EP 0 933 564 B1 ist eine weitere elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes bekannt, bei der entsprechend der dortigen Fig. 1 dem als Proportionalmagnetventil ausgebildeten Steuerventil eines als doppeltwirkender Stellzylinder ausgebildeten Wählaktua- tors und dem als Proportionalmagnetventil ausgebildeten Steuerventil eines als doppeltwirkender Stellzylinder ausgebildeten Schaltaktuators gemeinsam ein Magnetschaltventil vorgeschaltet ist, durch das die Druckräume der Stellzylinder im unbetätigten Zustand drucklos geschaltet sind. Jeweils ein Druckraum der Stellzylinder steht über das zugeordnete Steuerventil mit dem Magnetschaltventil in Verbindung. Der andere Druckraum des Wählaktuators steht unmittelbar mit dem Magnetschaltventil in Verbindung, wogegen dem anderen Druckraum des Schaltaktuators ein Druckminderventil vorgeschaltet ist, das über eine Kolbenstange mechanisch von dem Wählaktuator ansteuerbar ist. Auch bei dieser Steuerungsvorrichtung werden die Steuerventile und die zugeordneten Aktuatoren nur bedarfsweise, also wenn eine Schaltung erfolgen soll, mit der Hauptdruckleitung verbunden und somit mit dem Systemdruck bzw. einem dazu reduzierten Druck beaufschlagt.From EP 0 933 564 B1, a further electrohydraulic control device of an automatic transmission is known, in accordance with the local Fig. 1 designed as a proportional solenoid valve control valve designed as a double-acting actuating cylinder Wählaktua- sector and formed as a proportional solenoid valve control valve designed as a double-acting actuating cylinder Schaltaktuators together a solenoid switching valve is connected upstream, by which the pressure chambers of the actuating cylinder are depressurized in the unactuated state. In each case a pressure chamber of the actuating cylinder is connected via the associated control valve with the magnetic switching valve in connection. The other pressure chamber of the Wählaktuators is directly connected to the magnetic switching valve in connection, whereas the other pressure chamber of the Schaltaktuators a pressure reducing valve is connected upstream, which is mechanically controlled by a selector rod via a piston rod. Also in this control device, the control valves and the associated actuators only as needed, so if a circuit should take place, connected to the main pressure line and thus subjected to the system pressure or a reduced pressure.
Bei der Betätigung der beschriebenen Aktuatoren besteht zumeist die Schwierigkeit, dass in einer diesbezüglichen Steuerungsvorrichtung diese in mehreren unterschiedlichen Bauarten vorhanden sind, die mit verschieden hohen und/oder variablen Stelldrücken und Stellgeschwindigkeiten betätigt werden sollen. So erfordert bei einem automatisierten Schaltgetriebe der Kupplungsaktuator in der Regel einen höheren Stelldruck als die Wähl- und Schaltaktuatoren. Beim Einlegen eines synchronisierten Gangs soll der Schal- taktuator zunächst mit geringerem Stelldruck und hoher Stellgeschwindigkeit aus seiner Neutralposition bis zum Anlegen der Synchronringe der betreffenden Gangkupplung verstellt werden, dann mit relativ hohem Stelldruck und geringer Stellgeschwindigkeit die Synchronisierung des Gangs erfolgen, und anschließend die betreffende Gangkupplung mit geringem Stelldruck und hoher Stellgeschwindigkeit eingerückt werden. Zudem kann der erforderliche Stelldruck zum Synchronisieren der Gänge unterschiedlich hoch sein, da die Synchronringe der häufiger benutzten niedrigen Gänge zumeist stärker dimensioniert sind als diejenigen der hohen Gänge.In the operation of the described actuators usually there is the difficulty that in a related control device these are available in several different designs that are to be operated with different high and / or variable control pressures and speeds. Thus, in an automated transmission of the clutch actuator usually requires a higher actuating pressure than the selector and shift actuators. When a synchronized gear is engaged, the shift actuator should first be displaced from its neutral position to the synchronizer rings of the relevant gear clutch with a lower actuating pressure and high actuating speed, then the gear is to be synchronized with a relatively high actuating pressure and low actuating speed, and then the gear clutch in question be engaged with a low signal pressure and high positioning speed. In addition, the required control pressure for synchronizing the gears may be different levels, since the synchronizer rings of the frequently used low gears are mostly larger than those of the high gears.
Diese Steuerfunktionen sind mit jeweils einem einzigen, jedem Druckraum zugeordneten Steuerventil nur unzureichend und relativ ungenau realisierbar. Zur Verbesserung der Steuerungseigenschaften von hydraulischen Aktuatoren ist es daher allgemein bekannt, jeweils eine Serienanordnung eines Durchflussregelventils, mit dem im wesentlichen der Volumenstrom des Druckmittels und damit die Stellgeschwindigkeit des betreffenden Aktuators gesteuert wird, und eines diesem zumeist vorgeschalteten Druckregelventils, mit dem im wesentlichen der Stelldruck des Druckmittels und damit die Stellkraft des betreffenden Aktuators gesteuert wird, vorzusehen. Mit einem solchen zusätzlichen Druckregelventil steigen jedoch der apparative Aufwand sowie die Stö- rungsanfälligkeit der Steuerungseinrichtung an, und die Steuerungsabläufe zur Betätigung der Aktuatoren werden komplexer.These control functions are only insufficiently and relatively inaccurately realizable with a single, each pressure chamber associated control valve. To improve the control properties of hydraulic actuators, it is therefore generally known, in each case a series arrangement of a flow control valve, with which substantially the volume flow of the pressure medium and thus the control speed of the respective actuator is controlled, and this usually upstream pressure control valve, with the substantially the control pressure the pressure medium and thus the actuating force of the relevant actuator is controlled to provide. With such an additional pressure regulating valve, however, the expenditure on equipment and the disturbances increase. liability of the controller, and the control operations for actuating the actuators become more complex.
So ist aus der DE 199 31 973 A1 eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes bekannt, bei der entsprechend der dortigen Fig. 1 den Steuerventilen der jeweils als doppeltwirkender Stellzylinder ausgebildeten Wähl- und Schaltaktuatoren gemeinsam ein Taktventil vorgeschaltet ist, das in Verbindung mit einem an die Verteilerleitung zwischen dem Taktventil und den Steuerventilen angeschlossenen Drucksensor die Funktion eines vorgeschalteten Druckregelventils erfüllt.Thus, from DE 199 31 973 A1 discloses an electro-hydraulic control device of an automatic transmission is known, in accordance with the local Fig. 1, the control valves of each formed as a double-acting actuating cylinder selector and switching actuators together a clock valve is connected upstream, in conjunction with a to the Manifold between the timing valve and the control valves connected pressure sensor fulfills the function of an upstream pressure control valve.
In einer anderen, aus der EP 0 933 564 B1 bekannten elektrohydrauli- schen Steuerungseinrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes ist den Steuerventilen der jeweils als doppeltwirkender Stellzylinder ausgebildeten Wähl- und Schaltaktuatoren nach der dortigen Fig. 9 gemeinsam ein Proportionalmagnetventil vorgeschaltet, das neben einer Abschaltfunktion in Verbindung mit einem an die ausgangsseitige Verteilerleitung angeschlossenen Drucksensor auch die Funktion eines vorgeschalteten Druckregelventils erfüllt.In another, known from EP 0 933 564 B1 electrohydraulic control device of an automatic transmission, the control valves of each designed as a double-acting actuating cylinder selection and switching actuators according to the local Fig. 9, a proportional solenoid valve connected upstream, in addition to a shutdown function in conjunction with a connected to the output side manifold pressure sensor also fulfills the function of an upstream pressure control valve.
Aufgrund der Nachteile der bekannten Steuerungsvorrichtungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine allgemein verwendbare, vorzugsweise auch zur Steuerung eines automatisierten Stufenschaltgetriebes geeignete elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung vorzuschlagen, die ohne Funktionseinschränkungen einen vereinfachten Aufbau und verbesserte Steuerungseigenschaften aufweist.Due to the disadvantages of the known control devices, the present invention has the object to provide a generally usable, preferably also suitable for controlling an automated step transmission suitable electro-hydraulic control device having a functional structure and improved control properties without function restrictions.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den beiden unabhängigen Ansprüchen 1 und 2, während vorteilhaft Ausgestaltungen und Weiterbildungen in den zugeordneten Unteransprüchen definiert sind. Demnach betrifft die Erfindung zunächst eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung, mit einer Druckversorgungseinrichtung zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter in eine Hauptdruckleitung, wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbares Pumpelement erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Aktuators, wobei die Betätigung des Aktuators über eine durch mindestens ein Steuerventil herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraumes des Aktuators mit der Hauptdruckleitung und/oder mit einer Drucklosleitung erfolgt. Weiter ist vorgesehen, dass das Pumpelement als ein einfachwirkender Druckzylinder ausgebildet ist, in dem ein über ein Spindelgetriebe mit dem Elektromotor verbundener Kolben axialbeweglich geführt ist und axial einseitig einen Druckraum begrenzt, der über eine mit einem Rückschlagventil versehene Saugleitung mit dem Vorratsbehälter sowie über eine Druckleitung mit der Hauptdruckleitung in Verbindung steht.The solution to this problem arises from the two independent claims 1 and 2, while advantageous refinements and developments are defined in the associated subclaims. Accordingly, the invention initially relates to an electro-hydraulic control device, comprising a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pump element, and with an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, wherein the actuation of the actuator via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or is carried out with a pressure-free line. It is further provided that the pumping element is designed as a single-acting pressure cylinder, in which a connected via a spindle gear with the electric motor piston is axially movable and axially bounded on one side a pressure chamber, which is provided with a check valve with a suction line to the reservoir and a pressure line communicates with the main pressure line.
Hinsichtlich einer speziellen Verwendung geht die Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 2 aus von einer elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Stufenschaltgetriebes, mit einer Druckversorgungseinrichtung zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter in eine Hauptdruckleitung, wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbares Pumpelement erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Kupplungsaktuators und/oder eines hydraulischen Wählaktuators und/oder eines hydraulischen Schaltaktuators, wobei die Betätigung des betreffenden Aktuators über eine durch mindestens ein Steuerventil herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraums des Aktuators mit der Hauptdruckleitung und/oder mit einer Drucklosleitung erfolgt. Außerdem ist vorgesehen, dass das Pumpelement als ein einfachwirkender Druckzylinder ausgebildet ist, in dem ein über ein Spindelgetriebe mit dem Elektromotor verbundener Kolben axialbeweglich geführt ist und axial einseitig einen Druckraum begrenzt, der über eine mit einem Rückschlagventil versehene Saugleitung mit dem Vorratsbehälter und über eine Druckleitung mit der Hauptdruckleitung in Verbindung steht.With regard to a special use, the invention according to the independent claim 2 is based on an electrohydraulic control device of an automated step transmission, with a pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line, wherein the promotion of the pressure medium via a drivable by a controllable electric motor pumping element, and with an adjusting device for actuating at least one hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Schaltaktuators, wherein the actuation of the relevant actuator via a manufacturable by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator with the main pressure line and / or with a Pressure-free line takes place. In addition, it is provided that the pumping element is designed as a single-acting pressure cylinder, in which a connected via a spindle gear to the electric motor piston is axially movably axially bounded on one side and a pressure chamber over a suction line provided with a check valve with the reservoir and via a pressure line to the main pressure line is in communication.
Die Erfindung geht demnach also aus von einer elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtung, beispielsweise einer Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Stufenschaltgetriebes, die eine Druckversorgungseinrichtung zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter in eine Hauptdruckleitung und eine Stelleinrichtung zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Aktuators, insbesondere eines hydraulischen Kupplungsaktuators und/oder eines hydraulischen Wählaktuators und/oder eines hydraulischen Schaltaktua- tors, umfasst. Innerhalb der Druckversorgungseinrichtung erfolgt die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbares Pumpelement. Innerhalb der Stelleinrichtung erfolgt die Betätigung eines Aktuators, wie eines hydraulischen Kupplungsaktuators, eines hydraulischen Wählaktuators und/oder eines hydraulischen Schaltaktuators, über eine durch mindestens ein Steuerventil herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraumes des Aktuators mit der Hauptdruckleitung und/oder mit einer Drucklosleitung.Thus, the invention is therefore based on an electro-hydraulic control device, for example a control device of an automated step transmission, the pressure supply device for conveying a pressure medium from a reservoir into a main pressure line and an actuating device for actuating at least one hydraulic actuator, in particular a hydraulic Kupplungsaktuators and / or a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Schaltaktua- sector comprises. Within the pressure supply device, the delivery of the pressure medium is effected via a pump element which can be driven by a controllable electric motor. Within the adjusting device, the actuation of an actuator, such as a hydraulic Kupplungsaktuators, a hydraulic Wählaktuators and / or a hydraulic Schaltaktuators, via a producible by at least one control valve connection of at least one pressure chamber of the actuator to the main pressure line and / or with a pressure line.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Pumpelementes als ein einfachwirkender Druckzylinder, dessen Kolben über ein Spindelgetriebe von dem Elektromotor antreibbar ist, ergeben sich in Verbindung mit einem vereinfachten Aufbau der Druckerzeugungseinrichtung gute Steuerungseigenschaften zur Einstellung eines gewünschten Systemdrucks in der Hauptdruckleitung und zur Versorgung der Stelleinrichtung mit einem erforderlichen Druckmittel- Volumenstrom, der durch die Betätigung der hydraulischen Aktuatoren und durch Leckagen in den Aktuatoren sowie in den zugeordneten Steuerventilen bedingt ist.The inventive design of the pumping element as a single-acting pressure cylinder whose piston is driven by a spindle gear from the electric motor, resulting in conjunction with a simplified construction of the pressure generating device good control properties for setting a desired system pressure in the main pressure line and to supply the actuator with a required Pressure medium volume flow, which is due to the actuation of the hydraulic actuators and leakage in the actuators and in the associated control valves.
Durch die Erzeugung eines bestimmten Antriebsmomentes des Elektromotors wird der Kolben des Druckzylinders über das Spindelgetriebe mit einer axialen Stellkraft in Richtung des Druckraumes belastet, wodurch der Druck in dem Druckraum und in der an diesen angeschlossenen Hauptdruckleitung erhöht sowie bedarfsweise Druckmittel aus dem Druckraum in die Hauptdruckleitung gefördert wird. Durch eine Reduzierung des Antriebsmomentes des Elektromotors wird der Druck in dem Druckraum und in der Hauptdruckleitung entsprechend reduziert. Über das Antriebsmoment des Elektromotors, das sich proportional zu dem steuerbaren Laststrom des Elektromotors verhält, ist daher eine ausreichend exakte Einstellung des in der Hauptdruckleitung herrschenden Systemdrucks möglich. Auf die üblicherweise an die Hauptdruckleitung angeschlossenen Hilfselemente, wie ein Drucksensor, ein Überdruckventil und ein Druckspeicher, kann somit Bauraum und Kosten sparend verzichtet werden.By generating a certain drive torque of the electric motor, the piston of the pressure cylinder is loaded via the spindle gear with an axial force in the direction of the pressure chamber, whereby the pressure in the pressure chamber and in the main pressure line connected to these increases and, if necessary, pressure medium is conveyed from the pressure chamber into the main pressure line. By reducing the drive torque of the electric motor, the pressure in the pressure chamber and in the main pressure line is reduced accordingly. On the drive torque of the electric motor, which is proportional to the controllable load current of the electric motor, therefore, a sufficiently accurate adjustment of the system pressure prevailing in the main pressure line is possible. On the usually connected to the main pressure line auxiliary elements, such as a pressure sensor, a pressure relief valve and a pressure accumulator, thus space and cost can be dispensed with.
Da der Systemdruck über eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors bedarfsweise, wenn keine Betätigung eines der Aktuatoren erfolgen soll, bis auf annähernd Null abgesenkt werden kann, sind Leckageverluste auf einfache Weise vermeidbar, und hierzu in der Stelleinrichtung üblicherweise vorgesehene Abschaltventile können ebenfalls eingespart werden.Since the system pressure via a corresponding control of the electric motor, if necessary, if no actuation of one of the actuators should take place, can be lowered to almost zero, leakage losses are easily avoidable, and this purpose usually provided in the actuator shut-off valves can also be saved.
Da die Höhe und auch der zeitliche Verlauf des Systemdrucks durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors beliebig steuerbar sind, kann die Steuerventilanordnung der Stelleinrichtung einfacher ausgeführt werden, da die Funktion eines Druckregelventils durch eine entsprechende Ansteuerung des Druckzylinders von der Druckerzeugungseinrichtung erfüllt werden kann. Durch eine Umkehrung der Drehrichtung des Elektromotors wird der Kolben des Druckzylinders über das Spindelgetriebe mit einer von dem Druckraum weggerichteten axialen Stellkraft belastet und von dem Druckraum wegbewegt, so dass das Volumen des Druckraumes vergrößert und der darin herrschende Druck verringert wird, wodurch Druckmittel über die mit einem Rückschlagventil versehene Saugleitung aus dem Vorratsbehälter in den Druckzylinder gefördert wird. Da ein Wiederauffüllen des Druckzylinders spätestens mit dem Erreichen des den Druckraum begrenzenden Bodens des Druckzylinders durch den Kolben erforderlich ist, ergeben sich kurzfristige Funktionspausen für die Stelleinrichtung. In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise bei einer Steuerungsvorrichtung eines mit einer passiv schließbaren Kupplung versehenen automatisierten Schaltgetriebes, bei dem die Aktuatoren nicht permanent sondern nur kurzzeitig, z.B. zum Ausrücken der Kupplung und zum Gangwechsel, betätigt werden, stellt dies aber keine wesentliche Funktionseinschränkung dar.Since the height and also the chronological course of the system pressure can be controlled as desired by a corresponding activation of the electric motor, the control valve arrangement of the adjusting device can be made simpler, since the function of a pressure regulating valve can be fulfilled by a corresponding control of the pressure cylinder by the pressure generating device. By reversing the direction of rotation of the electric motor, the piston of the printing cylinder is loaded via the spindle gear with a directed away from the pressure chamber axial force and moved away from the pressure chamber, so that the volume of the pressure chamber is increased and the pressure prevailing therein is reduced, whereby pressure medium over with a check valve provided suction line is conveyed from the reservoir into the printing cylinder. Since a refilling of the printing cylinder is required by the piston at the latest with the reaching of the pressure chamber limiting bottom of the pressure cylinder, there are short-term functional breaks for the actuator. In many applications, for example, in a control device provided with a passively closable clutch automatic transmission, in which the actuators are not permanently but only briefly, eg to disengage the clutch and the gear change, operated, but this is not a significant functional restriction.
Ein ähnlich ausgebildeter Druckzylinder, dessen Kolben über ein Spindelgetriebe mit einem steuerbaren Elektromotor in Triebverbindung steht, ist zwar aus der DE 44 39 447 C1 und der DE 10 2004 015 185 A1 bekannt, er bildet dort jedoch jeweils einen Stelldruckgeber einer Ausrückvorrichtung einer passiv schließbaren Kupplung. In der Steuerungsvorrichtung nach der DE 44 39 447 C1 wird über den betreffenden hydraulischen Druckzylinder ein primärer Stelldruck zum Ausrücken einer Kupplung erzeugt, der von einem Servodruck eines pneumatischen Druckzylinders unterstützt wird, wobei der pneumatische Druckzylinder mittels eines von dem Stelldruck beaufschlagten Steuerventils angesteuert wird. In der Steuerungsvorrichtung nach der DE 10 2004 015 185 A1 wird über den betreffenden hydraulischen Druckzylinder ein Servodruck erzeugt, der in paralleler oder serieller Anordnung zur Unterstützung eines zum Ausrücken einer Kupplung manuell erzeugten Stelldruckes genutzt wird, wobei die Steuerung des zugeordneten Elektromotors und damit des Servodruckes in Abhängigkeit des sensorisch erfassten Geberdruckes und/oder des Geberweges eines manuell betätigten Geberzylinders erfolgt.Although a similarly designed pressure cylinder whose piston is drivingly connected to a controllable electric motor via a spindle gear is known from DE 44 39 447 C1 and DE 10 2004 015 185 A1, it always forms a control pressure transducer of a disengagement device of a passively closable clutch , In the control device according to DE 44 39 447 C1, a primary actuating pressure for disengaging a clutch is generated via the relevant hydraulic pressure cylinder, which is supported by a servo pressure of a pneumatic pressure cylinder, wherein the pneumatic pressure cylinder is driven by means of a control pressure applied by the control pressure. In the control device according to DE 10 2004 015 185 A1, a servo pressure is generated via the relevant hydraulic pressure cylinder, which is used in parallel or serial arrangement to support a manually generated control pressure for disengaging a clutch, wherein the control of the associated electric motor and thus the servo pressure in response to the sensory detected encoder pressure and / or the encoder travel of a manually operated master cylinder takes place.
Um den Nachteil eines während des Saugbetriebs des Druckzylinders kurzzeitig nicht steuerbaren Druckes zu vermeiden, ist in einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung vorgesehen, dass die Druckversorgungseinrichtung zwei als einfachwirkende Druckzylinder ausgebildete Pumpelemente umfasst, die axial beidseitig des Elektromotors spiegel- symmetrisch angeordnet sind, deren Kolben über ein mit einer gemeinsamen Spindelwelle versehenes Spindelgetriebe mit dem Elektromotor verbundenen sind, und deren Druckräume jeweils über eine mit einem Rückschlagventil versehene Saugleitung mit dem Vorratsbehälter und über eine mit einem Rückschlagventil versehene Druckleitung mit der Hauptdruckleitung in Verbindung stehen.In order to avoid the disadvantage of a pressure which can not be controlled for a short time during the suction operation of the printing cylinder, the control device according to the invention is provided in a first development that the pressure supply device comprises two pumping elements designed as single-acting impression cylinders which mirror axially on both sides of the electric motor. are arranged symmetrically, the pistons are connected via a provided with a common spindle shaft spindle gear to the electric motor, and the pressure chambers are each provided via a provided with a check valve suction with the reservoir and a provided with a check valve pressure line with the main pressure line in combination.
Hierdurch befindet sich bei drehendem Elektromotor wechselweise automatisch der eine Druckzylinder im Saugbetrieb und der andere Druckzylinder im Druckbetrieb, d.h. der Kolben des einen Druckzylinders saugt Druckmittel aus dem Vorratsbehälter in seinen Druckraum, während der Kolben des anderen Druckzylinders Druckmittel aus seinem Druckraum mit einem entsprechenden Druck in die Hauptdruckleitung fördert. Somit ist bei dieser Ausführung der Druckversorgungseinrichtung die permanente Versorgung der Hauptdruckleitung und der daran angeschlossenen Stelleinrichtung mit einem Druckmitteldruck und mit einem Druckmittelvolumenstrom sichergestellt.As a result, when the electric motor is rotating, alternately the one printing cylinder in the suction mode and the other printing cylinder in the printing mode, that is to say in automatic mode, are alternately automatically. the piston of a pressure cylinder sucks pressure medium from the reservoir into its pressure chamber, while the piston of the other pressure cylinder promotes pressure medium from its pressure chamber with a corresponding pressure in the main pressure line. Thus, in this embodiment of the pressure supply device, the permanent supply of the main pressure line and the adjusting device connected thereto is ensured with a pressure medium pressure and with a pressure medium volume flow.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung, mit der eine pausenlose Druck- und Volumenstromversorgung erzielbar ist, besteht darin, dass das Pumpelement als ein doppeltwirkender Druckzylinder ausgebildet ist, dessen Kolben axial beidseitig jeweils einen Druckraum begrenzt, und dessen Druckräume jeweils über eine mit einem Rückschlagventil versehene Saugleitung mit dem Vorratsbehälter und über eine mit einem Rückschlagventil versehene Druckleitung mit der Hauptdruckleitung in Verbindung stehen.Another development of the control device according to the invention, with a non-stop pressure and flow power is achievable, is that the pumping element is designed as a double-acting pressure cylinder, the piston axially on both sides each delimiting a pressure chamber, and its pressure chambers each provided with a check valve Suction line to the reservoir and via a provided with a check valve pressure line with the main pressure line in conjunction.
Bei dieser Ausführungsform befinden sich bei drehendem Elektromotor wechselweise automatisch der eine Druckraum des Druckzylinders im Saugbetrieb und der andere Druckraum des Druckzylinders im Druckbetrieb. Die Wirkung ist somit dieselbe wie bei der vorbeschriebenen Ausführung mit zwei in spiegelsymmetrischer Anordnung mit dem Elektromotor in Triebverbindung stehenden einfachwirkenden Druckzylindern. Im Extremfall ist auch die Kombination beider Bauarten möglich, d.h. eine Anordnung von zwei doppeltwirkenden Druckzylindern, deren Kolben über ein Spindelgetriebe mit dem Elektromotor in Triebverbindung stehen.In this embodiment, when a rotating electric motor alternately automatically one of the pressure chamber of the printing cylinder in the suction mode and the other pressure chamber of the printing cylinder in the printing operation. The effect is thus the same as in the above-described embodiment with two in mirror-symmetrical arrangement with the electric motor in drive connection standing single-acting pressure cylinders. In extreme cases, the combination of both types is possible, ie an arrangement of two double-acting pressure cylinders whose pistons are connected via a spindle gear with the electric motor in drive connection.
Zur Verbesserung der Steuerungseigenschaften der Druckversorgungseinrichtung ist das Spindelgetriebe bevorzugt als ein Kugelumlauf-Schraubspindelgetriebe ausgebildet. Ein derartiges Spindelgetriebe ist besonders spielfrei und widerstandsarm, so dass sich dadurch ein besonders exakter und hysteresearmer Zusammenhang zwischen dem Drehmoment des Elektromotors und dem in dem Druckraum und der daran angeschlossenen Hauptdruckleitung herrschenden Systemdruck ergibt.To improve the control properties of the pressure supply device, the spindle gear is preferably designed as a ball screw screw drive. Such a spindle gear is particularly free of play and low in resistance, so that this results in a particularly accurate and low-hysteresis relationship between the torque of the electric motor and prevailing in the pressure chamber and the main pressure line connected thereto system pressure.
Der zum Antrieb des Kolbens bzw. der Kolben verwendete Elektromotor ist bevorzugt als ein elektronisch kommutierender bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet, da diese Elektromotorbauart besonders exakt steuerbar ist und aufgrund eines weitgehend verschleißfreien Betriebs eine hohe Lebensdauer aufweist.The electric motor used to drive the piston or the piston is preferably designed as an electronically commutating brushless DC motor, since this type of electric motor is particularly precisely controlled and has a long service life due to a largely wear-free operation.
Zur Dämpfung von Druckschwankungen, die z.B. durch das Ein- und Ausschalten von Aktuatoren hervorgerufen werden können, weist der Druckzylinder bzw. die Druckzylinder der Druckversorgungseinrichtung gemäß einer anderen Weiterbildung vorteilhaft einen federelastischen Abschnitt auf. Dieser federelastische Abschnitt ist zweckmäßig jeweils als eine ringzylindrische Membran ausgebildet und am stirnseitigen Ende des Druckraums zwischen einem starren Zylinderabschnitt und einem starren Boden des Druckzylinders angeordnet. Möglich ist jedoch auch, dass der federelastische Abschnitt des Druckzylinders als eine tellerförmige Membran ausgebildet ist und in dem den Druckraum begrenzenden Boden angeordnet ist oder den den Druckraum begrenzenden Boden bildet. Zur Ermittlung der jeweiligen Position des Kolbens ist dem Druckzylinder der Druckversorgungseinrichtung zweckmäßig ein Wegsensor zugeordnet, der mechanisch oder berührungsfrei mit dem Kolben, der Kolbenstange oder der Spindel des Spindelgetriebes in Wirkverbindung steht. Bei der Verwendung von zwei Druckzylindern ist auch nur ein Wegsensor erforderlich, da die Kolben beider Druckzylinder über das Spindelgetriebe miteinander gekoppelt sind. Die Ermittlung der Position des Kolbens ist besonders bei Erreichen der zylinder- bodennahen Endposition wichtig, da spätestens dann eine Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors erfolgen muss, wodurch der betreffende Druckzylinder bzw. Druckraum in den Saugbetrieb und gegebenenfalls ein zweiter Druckzylinder bzw. Druckraum in den Druckbetrieb übergeht.To dampen pressure fluctuations, which can be caused for example by the switching on and off of actuators, the pressure cylinder or the pressure cylinder of the pressure supply device according to another embodiment advantageously has a resilient portion. This resilient portion is expediently designed in each case as a ring-cylindrical diaphragm and arranged at the front end of the pressure chamber between a rigid cylinder portion and a rigid bottom of the impression cylinder. However, it is also possible that the resilient portion of the printing cylinder is formed as a plate-shaped membrane and is arranged in the pressure chamber limiting the bottom or forms the pressure chamber bounding bottom. In order to determine the respective position of the piston, the pressure cylinder of the pressure supply device is expediently assigned a displacement sensor which is mechanically or non-contactly in operative connection with the piston, the piston rod or the spindle of the spindle transmission. When using two pressure cylinders and only one displacement sensor is required because the pistons of both pressure cylinders are coupled together via the spindle gear. The determination of the position of the piston is particularly important when reaching the cylinder near the bottom end position important, since at the latest a reversal of the direction of rotation of the electric motor must be carried out, whereby the respective pressure cylinder or pressure chamber in the suction operation and optionally a second pressure cylinder or pressure chamber in the printing operation passes.
Um bei einer zeitlich überschnittenen Betätigung mehrerer Aktuatoren der Stelleinrichtung ohne schädliche Auswirkungen eine Änderung der Höhe und/oder des Zeitverlaufs des in der Hauptdruckleitung herrschenden Systemdruckes zu ermöglichen, ist zweckmäßig eine Absperrvorrichtung zum Ein- schluss eines Stelldruckes in mindestens einem der Aktuatoren vorgesehen. Die Absperrvorrichtung kann durch mindestens ein Absperrventil gebildet sein, das einem Steuerventil vorgeschaltet ist, welches einem der Aktuatoren zugeordneten ist und zum Einschluss des Stelldruckes geschlossen wird.In order to allow a change in the height and / or the time course of the prevailing in the main pressure line system pressure at a time overlapped actuation of multiple actuators of the actuator without harmful effects, a shut-off device for inclusion of a control pressure in at least one of the actuators is suitably provided. The shut-off device may be formed by at least one shut-off valve, which is connected upstream of a control valve which is associated with one of the actuators and is closed to include the control pressure.
Ebenso kann die Absperrvorrichtung auch durch eine Absperrstellung mindestens eines einem der Aktuatoren zugeordneten Steuerventils gebildet sein, wobei das Steuerventil zum Einschluss des Stelldruckes in die Absperrstellung gesteuert wird. Ohne weiteren Aufwand kann die Absperrvorrichtung auch durch die Ausbildung mindestens eines einem der Aktuatoren zugeordneten Steuerventils als Taktventil gebildet sein, das zum Einschluss des Druckmittels geschlossen wird. Zur optimalen Steuerung eines der anderen Aktuatoren kann der als Vorsteuerdruck wirksame Systemdruck dann problemlos über den Druckzylinder der Druckerzeugungseinrichtung in geeigneter Weise erhöht, abgesenkt oder mit einem gewünschten Zeitverlauf verändert werden. Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigtLikewise, the shut-off device can also be formed by a shut-off position of at least one control valve assigned to one of the actuators, wherein the control valve is controlled to include the setting pressure in the shut-off position. Without further effort, the shut-off device can also be formed by the formation of at least one control valve assigned to one of the actuators as a clock valve, which is closed to include the pressure medium. For optimum control of one of the other actuators, the system pressure which is effective as pilot pressure can then be increased, lowered or changed with a desired passage of time in a suitable manner via the pressure cylinder of the pressure-generating device. To clarify the invention, the description is accompanied by a drawing with exemplary embodiments. In this shows
Fig. 1 eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung in einer schematischen Darstellung,1 shows an electro-hydraulic control device of an automated manual transmission with a first embodiment of the pressure supply device according to the invention in a schematic representation,
Fig. 2 eine gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 vorteilhaft weitergebildete elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung,FIG. 2 shows an electro-hydraulic control device that is advantageously developed in comparison with the embodiment according to FIG. 1, FIG.
Fig. 3 die elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung nach Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsvarinate der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung, und3 shows the electrohydraulic control device according to FIG. 1 with a second embodiment of the pressure supply device according to the invention, and FIG
Fig. 4 die elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung nach Fig. 1 mit einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung.4 shows the electrohydraulic control device according to FIG. 1 with a third embodiment of the pressure supply device according to the invention.
Eine elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung 1.1 eines automatisierten Stufenschaltgetriebes nach Fig.1 umfasst eine Druckversorgungseinrichtung 2.1 zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter 3 in eine Hauptdruckleitung 4, eine Stelleinrichtung 5.1 zur Betätigung von hydraulischen Kupplungs- und Getriebeaktuatoren 6, 7 und 8, sowie ein elektronisches Steuergerät 9 zur Steuerung der Druckversorgungseinrichtung 2.1 und der Aktuato- ren 6, 7, 8 der Stelleinrichtung 5.1.1 comprises a pressure supply device 2.1 for conveying a pressure medium from a reservoir 3 into a main pressure line 4, an actuating device 5.1 for actuating hydraulic clutch and gear actuators 6, 7 and 8, and an electronic control unit 9 for controlling the pressure supply device 2.1 and the actuators 6, 7, 8 of the actuating device 5.1.
Die Druckversorgungseinrichtung 2.1 weist ein Pumpelement 10 auf, das von einem Elektromotor 9 antreibbar ist, der über nicht besonders bezeichnete elektrische Versorgungsleitungen von dem Steuergerät 9 ansteuerbar ist. Erfindungsgemäß ist das Pumpelement 10 als ein einfachwirkender Druckzylinder 12 ausgebildet, in dem ein über ein Spindelgetriebe 13 mit dem Elektromotor 1 1 verbundener Kolben 14 axialbeweglich geführt ist und axial einseitig einen Druckraum 15 begrenzt. Der Druckraum 15 steht über eine mit einem Rückschlagventil 16 versehene Saugleitung 17 mit dem Vorratsbehälter (Ölsumpf) 3 und über eine Druckleitung 18 mit der Hauptdruckleitung 4 in Verbindung.The pressure supply device 2.1 has a pump element 10 which can be driven by an electric motor 9 which can be actuated by the control device 9 via electrical supply lines which are not particularly designated. According to the invention, the pumping element 10 is designed as a single-acting pressure cylinder 12, in which a via a spindle gear 13 with the electric motor 1 1 connected piston 14 is guided axially movable and axially bounded on one side a pressure chamber 15. The pressure chamber 15 is connected via a provided with a check valve 16 suction line 17 with the reservoir (oil sump) 3 and a pressure line 18 to the main pressure line 4 in connection.
Durch die Erzeugung eines bestimmten Antriebsmomentes des Elektromotors 11 wird der Kolben 14 des Druckzylinders 12 über das Spindelgetriebe 13 mit einer axialen Stellkraft in Richtung des Druckraums 15 belastet, wodurch der Druck in dem Druckraum 15 und in der an diesen angeschlossenen Hauptdruckleitung 4 erhöht sowie bedarfsweise Druckmittel aus dem Druckraum 15 in die Hauptdruckleitung 4 gefördert wird. Durch eine Reduzierung des Antriebsmomentes des Elektromotors 1 1 wird der Druck in dem Druckraum 15 und in der Hauptdruckleitung 4 entsprechend reduziert. Durch eine Umkehrung der Drehrichtung des Elektromotors 1 1 wird der Kolben 14 des DruckzylindersBy generating a certain drive torque of the electric motor 11, the piston 14 of the pressure cylinder 12 is loaded via the spindle gear 13 with an axial force in the direction of the pressure chamber 15, whereby the pressure in the pressure chamber 15 and in the main pressure line 4 connected thereto and, if necessary, pressure medium is conveyed from the pressure chamber 15 in the main pressure line 4. By reducing the drive torque of the electric motor 1 1, the pressure in the pressure chamber 15 and in the main pressure line 4 is reduced accordingly. By reversing the direction of rotation of the electric motor 1 1, the piston 14 of the pressure cylinder
12 über das Spindelgetriebe 13 mit einer von dem Druckraum 15 weggerichteten axialen Stellkraft belastet und in Richtung zum Elektromotor 1 1 bewegt, so dass das Volumen des Druckraumes 15 vergrößert und der darin herrschende Druck verringert wird, wodurch Druckmittel über die Saugleitung 17 und das Rückschlagventil 16 aus dem Vorratsbehälter 3 in den Druckzylinder 12 gefördert wird.12 charged via the spindle gear 13 with a directed away from the pressure chamber 15 axial force and moves in the direction of the electric motor 1 1, so that the volume of the pressure chamber 15 is increased and the pressure prevailing therein is reduced, whereby pressure medium via the suction line 17 and the check valve sixteenth is conveyed from the reservoir 3 in the printing cylinder 12.
Zur Erzielung einer möglichst präzisen Steuerung des über das Pumpelement 10 eingestellten, in der Hauptdruckleitung 4 wirksamen Systemdruckes sind der Elektromotor 1 1 bevorzugt als ein elektronisch kommutierender bürstenloser Gleichstrommotor und das Spindelgetriebe 13 vorteilhaft als ein Kugelumlauf-Schraubspindelgetriebe ausgebildet.To achieve the most precise possible control of the set over the pumping element 10, effective in the main pressure line 4 system pressure of the electric motor 1 1 are preferably designed as an electronically commutating brushless DC motor and the spindle gear 13 advantageously as a ball screw drive.
Zur Überwachung des Systemdruckes ist ein an die Hauptdruckleitung 4 angeschlossener Drucksensor 19 und zur Überwachung der Position des Kolbens 14 des Druckzylinders 12 ein mechanisch oder berührungslos mit dem Kolben 14 in Wirkverbindung stehender Wegsensor 20 vorgesehen, die über jeweils eine nicht weiter bezeichnete Sensorleitung mit dem Steuergerät 9 in Verbindung stehen. Aufgrund der Steuerungseigenschaften der erfindungsgemäßen Druckversorgungseinrichtung 2.1 kann auf ein Überdruckventil und einen Druckspeicher verzichtet werden, die üblicherweise als Bestandteil einer Druckversorgungseinrichtung an die Hauptdruckleitung 4 angeschlossen sind.To monitor the system pressure is connected to the main pressure line 4 pressure sensor 19 and for monitoring the position of the piston 14 of the pressure cylinder 12, a mechanical or non-contact with the piston 14 in operative connection path sensor 20 is provided over in each case a not further designated sensor line with the control unit 9 are in communication. Due to the control properties of the pressure supply device 2.1 according to the invention can be dispensed with a pressure relief valve and a pressure accumulator, which are usually connected as part of a pressure supply device to the main pressure line 4.
Die Stelleinrichtung 5.1 umfasst einen Kupplungsaktuator 6 zum Aus- und Einrücken einer passiv schließbaren Kupplung, einen Wählaktuator 7 zur Auswahl einer Schaltgasse, also zum selektiven Wechsel der getriebeinternen Stellverbindung zwischen einer Schaltwelle und mehreren Schaltstangen, und einen Schaltaktuator 8 zum Ein- und Auslegen eines der gewählten Schaltgasse bzw. Schaltstange zugeordneten Gangs.The adjusting device 5.1 comprises a clutch actuator 6 for engagement and disengagement of a passively closable clutch, a Wählaktuator 7 for selecting a shift gate, ie for selective change of the internal transmission actuating connection between a shift shaft and a plurality of shift rails, and a shift actuator 8 for engaging and disengaging one of selected shift gate or shift rod associated gear.
Der Kupplungsaktuator 6 ist als ein einfachwirkender Stellzylinder 21 mit einem einzigen Druckraum 22 ausgebildet, dem drei als 2/2-Wege-Sitz-Magnet- ventile ausgebildete Steuerventile 23, 24, 25 zugeordnet sind. Über das erste Steuerventil 23 kann der Druckraum 22 des Kupplungsaktuators 6 zum Ausrücken der zugeordneten Kupplung geregelt mit der Hauptdruckleitung 4 verbunden werden. Über das zweite Steuerventil 24 kann der Druckraum 22 des Kupplungsaktuators 6 zum schnellen Einrücken der Kupplung geregelt mit einer zu dem Vorratsbehälter 3 führenden Drucklosleitung 26 verbunden werden. Über das dritte Steuerventil 25, das über eine Drossel 27 mit der Drucklosleitung 26 in Verbindung steht, kann der Druckraum 22 des Kupplungsaktuators 6 zum langsamen Einrücken der Kupplung geregelt mit der Drucklosleitung 26 verbunden werden.The clutch actuator 6 is designed as a single-acting actuating cylinder 21 with a single pressure chamber 22, the three as 2/2-way solenoid valves seated control valves 23, 24, 25 are assigned. Via the first control valve 23, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the disengagement of the associated clutch connected to the main pressure line 4. Via the second control valve 24, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the rapid engagement of the clutch regulated with a leading to the reservoir 3 pressure line 26. Via the third control valve 25, which is connected via a throttle 27 to the pressure-free line 26, the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 can be connected to the slow engagement of the clutch connected to the pressure-free line 26.
Der Wählaktuator 7 ist als ein doppeltwirkender Stellzylinder 28 mit zwei Druckräumen 29, 30 ausgebildet, denen jeweils ein als 3/2-Wege-Sitz-Magnet- ventil, beispielsweise als ein Kugelsitzventil, ausgebildetes Steuerventil 31 , 32 zugeordnet ist. Über das erste Steuerventil 31 kann der erste Druckraum 29 des Wählaktuators 7 zur Steuerung eines Wechsels der Schaltgasse durch gepulste Ansteuerung pulsweitenmoduliert wechselseitig mit der Hauptdruckleitung 4 und der Drucklosleitung 26 verbunden werden. Alternativ können durch Öffnen des Ventils zur Hauptdruckleitung 4, wobei auch das Ventil zur Drucklosleitung 26 geöffnet ist, durch eine Weg- bzw. Stromregelung des Kolbens 14 der Druckversorgungseinrichtung 2.1 der Druck und der Kolbenweg des Wäh- laktuators 7 geregelt werden. Über das zweite Steuerventil 32 kann in gleicher Weise der zweite Druckraum 30 des Wählaktuators 7 zur Steuerung eines Wechsels der Schaltgasse mit der Hauptdruckleitung 4 und der Drucklosleitung 26 verbunden werden.The Wählaktuator 7 is designed as a double-acting actuator cylinder 28 with two pressure chambers 29, 30, each of which a valve as a 3/2-way solenoid valve, for example, as a ball seat valve, formed control valve 31, 32 is assigned. Via the first control valve 31, the first pressure chamber 29 of the Wählaktuators 7 for controlling a change of the shift gate by Pulsed control pulse width modulated mutually connected to the main pressure line 4 and the pressure line 26 are connected. Alternatively, by opening the valve to the main pressure line 4, with the valve also being open to the pressure-free line 26, the pressure and the piston travel of the selector 7 can be regulated by a displacement or current control of the piston 14 of the pressure supply device 2.1. Via the second control valve 32, the second pressure chamber 30 of the Wählaktuators 7 for controlling a change of the shift gate with the main pressure line 4 and the pressure line 26 can be connected in the same way.
Der Schaltaktuator 8 ist ebenfalls als ein doppeltwirkender Stellzylin- der 33 mit zwei Druckräumen 34, 35 ausgebildet, denen jeweils ein als 3/2- Wege-Sitz-Magnetventil ausgebildetes Steuerventil 36, 37 zugeordnet sind. Über das erste Steuerventil 36 kann der erste Druckraum 34 und über das zweite Steuerventil 37 der zweite Druckraum 35 des Schaltaktuators 8 zur Steuerung eines Gangwechsels mit der Hauptdruckleitung 4 und der Drucklosleitung 26 verbunden werden. Zur feinfühligen Steuerung eines Gangwechsels, der beim Einlegen eines synchronisierten Gangs zunächst das Anfahren der Synchronposition mit geringerem Stelldruck und hoher Stellgeschwindigkeit, dann das Synchronisieren mit relativ hohem Stelldruck sowie geringer Stellgeschwindigkeit und abschließend das Einrücken der betreffenden Gangkupplung mit geringem Stelldruck sowie hoher Stellgeschwindigkeit erfordert, sind die unmittelbar vorgeschalteten Steuerventile 36 und 37 im Stand der Technik als Durchflussregelventile ausgebildet und diesen ein Druckregelventil vorgeschaltet. Ein derartiges Druckregelventil ist hier vorteilhaft eingespart, da die Funktion der Druckmodulierung vorliegend durch eine entsprechende Steuerung des Systemdruckes in der Hauptdruckleitung 4 mittels des Druckzylinders 12 der Druckversorgungseinrichtung 2.1 erfolgen kann.The shift actuator 8 is also formed as a double-acting Stellzylin- 33 with two pressure chambers 34, 35, each associated with a designed as a 3/2-way solenoid valve control valve 36, 37 are assigned. Via the first control valve 36, the first pressure chamber 34 and the second control valve 37 of the second pressure chamber 35 of the Schaltaktuators 8 for controlling a gear change with the main pressure line 4 and the pressure line 26 are connected. For the sensitive control of a gear change, the first starting the synchronous position with a lower setting pressure and high positioning speed, then the synchronization with relatively high setting pressure and low positioning speed and finally the engagement of the respective gear coupling with low setting pressure and high positioning speed requires when inserting a synchronized gear are the immediately upstream control valves 36 and 37 formed in the art as flow control valves and this upstream of a pressure control valve. Such a pressure control valve is advantageously saved here, since the function of the pressure modulation can be effected in the present case by a corresponding control of the system pressure in the main pressure line 4 by means of the pressure cylinder 12 of the pressure supply device 2.1.
Zur Erfassung der jeweiligen Stellposition der Kupplungs- und Getrie- beaktuatoren 6, 7, 8 ist diesen jeweils ein Wegsensor 38, 39, 40 zugeordnet, die über nicht weiter bezeichnete Sensorleitungen mit dem Steuergerät 9 in Verbindung stehen. Ebenso sind die als Magnetventile ausgebildeten Steuerventile 23, 24, 25; 31 , 32; 36, 37 der Aktuatoren 6, 7, 8 für ihre Ansteuerung über nicht bezeichnete Steuerleitungen mit dem Steuergerät 9 verbunden.In order to detect the respective positioning position of the clutch and transmission actuators 6, 7, 8, a displacement sensor 38, 39, 40 is assigned to each of them. which are connected via not further designated sensor lines with the control unit 9 in connection. Likewise, the solenoid valves designed as control valves 23, 24, 25; 31, 32; 36, 37 of the actuators 6, 7, 8 connected to their control via non-designated control lines to the control unit 9.
Die elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung 1.2 nach Fig. 2 ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 deutlich vereinfacht. So wird in der Druckversorgungseinrichtung 2.2 auf den Drucksensor 19 verzichtet, da der in der Hauptdruckleitung 4 herrschende Systemdruck aufgrund einer exakten Steuerbarkeit des an dem Kolben 14 anliegenden bzw. durch den Kolben 14 verursachten Druckes in dem Druckraum 15 des Druckzylinders 12 über den Elektromotor 1 1 aus der Höhe des Laststroms des Elektromotors 1 1 ableitbar ist. In der Stelleinrichtung 5.2 sind die Steuerventile 24 und 25, über die in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 das Entleeren des Druckraums 22 des Kupplungsaktuators 6 zum Einrücken der zugeordneten Kupplung gesteuert wird, eingespart. Zum Einrücken der Kupplung ist nunmehr vorgesehen, dass die Entleerung des Druckraums 22 durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 1 1 durch eine Aufnahme des entsprechenden Druckmittelvolumens in den Druckraum 15 des Druckzylinders 12 der Druckversorgungseinrichtung 2.2 erfolgt.The electrohydraulic control device 1.2 according to FIG. 2 is significantly simplified compared with the embodiment according to FIG. Thus, in the pressure supply device 2.2, the pressure sensor 19 is dispensed with, since the system pressure prevailing in the main pressure line 4 due to exact controllability of the pressure applied to the piston 14 or caused by the piston 14 in the pressure chamber 15 of the pressure cylinder 12 via the electric motor 1 1 from the height of the load current of the electric motor 1 1 can be derived. In the adjusting device 5.2, the control valves 24 and 25, over which in the embodiment of FIG. 1, the emptying of the pressure chamber 22 of the clutch actuator 6 is controlled to engage the associated clutch, saved. For engaging the clutch is now provided that the emptying of the pressure chamber 22 by a corresponding control of the electric motor 1 1 takes place by receiving the corresponding pressure medium volume in the pressure chamber 15 of the pressure cylinder 12 of the pressure supply device 2.2.
Des Weiteren ist vorliegend in der Stelleinrichtung 5.2 der Wählaktuator 7 im Unterschied zu der Ausführung nach Fig.1 als einfachwirkender Stellzylin- der 41 mit einem einzigen Druckraum 42 ausgeführt, dem ein als 2/2-Wege Magnettaktventil ausgebildetes Steuerventil 43 zugeordnet ist. Über das Steuerventil 43 kann der Druckraum 42 des Wählaktuators 7 zur Steuerung eines Wechsels der Schaltgasse in eine Richtung geregelt mit der Hauptdruckleitung 4 verbunden werden. Für die Steuerung eines Wechsels der Schaltgasse in die entgegengesetzte Richtung ist wie bei dem Kupplungsaktuator 6 vorgesehen, dass die Entleerung des Druckraums 42 des Wählaktuators 7 durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 1 1 durch eine Aufnahme des ent- sprechenden Druckmittelvolumens in den Druckraum 15 des Druckzylinders 12 der Druckversorgungseinrichtung 2.2 erfolgt. Diese Art der Steuerung ist deshalb möglich, da die Betätigung der Aktuatoren 6, 7 und 8 nicht zeitlich überschnitten, sondern seriell nacheinander erfolgt, wobei die Position der jeweils anderen Aktuatoren 6, 7, 8 über eine entsprechende Ansteuerung der betreffenden Steuerventile 23; 43; 36, 37 durch das Einschließen der Stelldrücke in den Druckräumen 22, 42, 34, 35 der Aktuatoren 6, 7, 8 beibehalten wird.Furthermore, in the present case, in the adjusting device 5.2, the selector actuator 7, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, is designed as a single-acting actuating cylinder 41 with a single pressure chamber 42, to which a control valve 43 designed as a 2/2-way solenoid clock valve is assigned. Via the control valve 43, the pressure chamber 42 of the Wählaktuators 7 can be controlled to control a change of the shift gate in one direction with the main pressure line 4. For the control of a change of the shift gate in the opposite direction is provided as in the clutch actuator 6, that the emptying of the pressure chamber 42 of the Wählaktuators 7 by a corresponding control of the electric motor 1 1 by a recording of the speaking pressure medium volume in the pressure chamber 15 of the pressure cylinder 12 of the pressure supply device 2.2 is carried out. This type of control is possible because the actuation of the actuators 6, 7 and 8 are not overlapped in time, but serially successively, the position of the other actuators 6, 7, 8 via a corresponding control of the relevant control valves 23; 43; 36, 37 by the inclusion of the setting pressures in the pressure chambers 22, 42, 34, 35 of the actuators 6, 7, 8 is maintained.
Die elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung 1.3 nach Fig. 3 weist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 bei gleicher Stellvorrichtung 5.1 eine geänderte Druckversorgungseinrichtung 2.3 auf. Diese umfasst nunmehr zwei als einfachwirkende Druckzylinder 12 ausgebildete Pumpelemente 10, die axial beidseitig des Elektromotors 1 1 spiegelsymmetrisch angeordnet sind, deren Kolben 14 über ein mit einer gemeinsamen Spindelwelle versehenes Spindelgetriebe 44 mit dem Elektromotor 1 1 verbundenen sind, und deren Druckräume 15 jeweils über eine mit je einem Rückschlagventil 16 versehene Saugleitung 17 mit dem Vorratsbehälter 3 sowie über eine mit einem Rückschlagventil 45 versehene Druckleitung 18 mit der Hauptdruckleitung 4 in Verbindung stehen.The electrohydraulic control device 1.3 according to FIG. 3 has an altered pressure supply device 2.3 compared with the embodiment according to FIG. 1 with the same positioning device 5.1. This now comprises two designed as a single-acting pressure cylinder 12 pump elements 10, which are axially symmetrically arranged on both sides of the electric motor 1 1, the pistons 14 are connected via a provided with a common spindle shaft spindle gear 44 to the electric motor 1 1, and their pressure chambers 15 each via a each with a check valve 16 provided with suction line 17 to the reservoir 3 and a provided with a check valve 45 pressure line 18 with the main pressure line 4 are in communication.
Bei drehendem Elektromotor 11 befindet sich nunmehr wechselweise der eine Druckzylinder 12 im Saugbetrieb und der andere Druckzylinder 12 im Druckbetrieb, welches bedeutet, dass der Kolben 14 des einen Druckzylinders 12 Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 3 in seinen Druckraum 15 fördert, während der Kolben 14 des anderen Druckzylinders 12 Druckmittel aus seinem Druckraum 15 mit einem entsprechenden Druck in die Hauptdruckleitung 4 fördert.When rotating electric motor 11 is now alternately the one pressure cylinder 12 in the suction mode and the other pressure cylinder 12 in the printing operation, which means that the piston 14 of a pressure cylinder 12 pressure medium from the reservoir 3 promotes its pressure chamber 15, while the piston 14 of the other Pressure cylinder 12 promotes pressure medium from its pressure chamber 15 with a corresponding pressure in the main pressure line 4.
Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsvarianten nach Fig. 1 und Fig. 2, bei denen mit Erreichen des Zylinderbodens durch den Kolben 14 des Druckzylinders 12 eine Steuerungspause zum Wiederauffüllen des Druckraums 15 anfällt, ist bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Druckversorgungseinrichtung 2.3 die Versorgung der Hauptdruckleitung 4 und der daran angeschlossenen Stelleinrichtung 5.1 mit einem steuerbaren Druckmitteldruck und einem steuerbaren Druckmittelvolumenstrom permanent verfügbar.In contrast to the above-described embodiments of FIG. 1 and FIG. 2, in which upon reaching the cylinder bottom by the piston 14 of the pressure cylinder 12, a control pause for refilling the pressure chamber 15 is obtained, in the embodiment shown in FIG Pressure supply device 2.3, the supply of the main pressure line 4 and the associated adjusting device 5.1 with a controllable pressure medium pressure and a controllable pressure medium flow permanently available.
Derselbe Effekt ist alternativ dadurch erzielbar, dass gemäß Fig. 4 das Pumpelement 10 als ein doppeltwirkender Druckzylinder 46 ausgebildet ist, dessen Kolben 47 axial beidseitig jeweils einen Druckraum 48 begrenzt, und dessen Druckräume 48 jeweils über eine mit einem Rückschlagventil 16 versehene Saugleitung 17 mit dem Vorratsbehälter 3 und über eine mit einem Rückschlagventil 45 versehene Druckleitung 18 mit der Hauptdruckleitung 4 in Verbindung stehen. Bei dieser in Fig. 4 abgebildeten Variante der Druckversorgungseinrichtung 2.4 befindet sich bei drehendem Elektromotor 1 1 mit gleichem Effekt wechselweise automatisch der eine Druckraum 48 des Druckzylinders 46 im Saugbetrieb und der andere Druckraum 48 des Druckzylinders 46 im Druckbetrieb. The same effect is alternatively achieved in that, as shown in FIG. 4, the pumping element 10 is formed as a double-acting pressure cylinder 46, the piston 47 axially on both sides each defining a pressure chamber 48, and its pressure chambers 48 each have a provided with a check valve 16 suction line 17 with the Reservoir 3 and via a provided with a check valve 45 pressure line 18 with the main pressure line 4 are in communication. In this illustrated in Fig. 4 variant of the pressure supply device 2.4 is at rotating electric motor 1 1 with the same effect alternately automatically a pressure chamber 48 of the pressure cylinder 46 in the suction mode and the other pressure chamber 48 of the pressure cylinder 46 in the printing operation.
BezuqszeichenREFERENCE CHARACTERS
1.1 Steuerungsvorrichtung1.1 control device
1.2 Steuerungsvorrichtung1.2 Control device
1.3 Steuerungsvorrichtung1.3 control device
1.4 Steuerungsvorrichtung1.4 Control device
2.1 Druckversorgungseinrichtung2.1 pressure supply device
2.2 Druckversorgungseinrichtung2.2 Pressure supply device
2.3 Druckversorgungseinrichtung2.3 Pressure supply device
2.4 Druckversorgungseinrichtung2.4 Pressure supply device
3 Vorratsbehälter, Ölsumpf3 storage tank, oil sump
4 Hauptdruckleitung4 main pressure line
5.1 Stelleinrichtung5.1 adjusting device
5.2 Stelleinrichtung5.2 Adjustment device
6 Kupplungsaktuator6 clutch actuator
7 Getriebeaktuator, Wählaktuator7 gear actuator, selector actuator
8 Getriebeaktuator, Schaltaktuator8 gear actuator, shift actuator
9 Steuergerät9 control unit
10 Pumpelement10 pumping element
11 Elektromotor11 electric motor
12 Druckzylinder (einfachwirkend)12 impression cylinders (single acting)
13 Spindelgetriebe13 spindle gear
14 Kolben14 pistons
15 Druckraum15 pressure chamber
16 Rückschlagventil16 check valve
17 Saugleitung17 suction line
18 Druckleitung18 pressure line
19 Drucksensor19 pressure sensor
20 Wegsensor20 way sensor
21 Stellzylinder (einfachwirkend) Druckraum21 actuating cylinders (single acting) pressure chamber
Steuerventilcontrol valve
Steuerventilcontrol valve
Steuerventilcontrol valve
Drucklosleitungunpressurized
Drosselthrottle
Stellzylinder (doppeltwirkend)Actuating cylinder (double-acting)
Druckraumpressure chamber
Druckraumpressure chamber
Steuerventilcontrol valve
Steuerventilcontrol valve
Stellzylinder (doppeltwirkend)Actuating cylinder (double-acting)
Druckraumpressure chamber
Druckraumpressure chamber
Steuerventilcontrol valve
Steuerventilcontrol valve
Wegsensordisplacement sensor
Wegsensordisplacement sensor
Wegsensordisplacement sensor
Stellzylinder (einfachwirkend)Actuating cylinder (single acting)
Druckraumpressure chamber
Steuerventilcontrol valve
Spindelgetriebespindle gear
Rückschlagventilcheck valve
Druckzylinder (doppeltwirkend)Impression cylinder (double-acting)
Kolbenpiston
Druckraum pressure chamber

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung, mit einer Druckversorgungseinrichtung (2.1 , 2.2) zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter (3) in eine Hauptdruckleitung (4), wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor (11 ) antreibbares Pumpelement (10) erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung (5.1 , 5.2) zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Aktuators (6, 7, 8), wobei die Betätigung des Aktuators (6, 7, 8) über eine durch mindestens ein Steuerventil (23, 24, 25; 31 , 32; 36, 37; 43) herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraums (22; 29, 30; 34, 35; 42) des Aktuators (6, 7, 8) mit der Hauptdruckleitung (4) und/oder mit einer Drucklosleitung (26) erfolgt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Pumpelement (10) als ein einfachwirkender Druckzylinder (12) ausgebildet ist, in dem ein über ein Spindelgetriebe (13) mit dem Elektromotor (1 1 ) verbundener Kolben (14) axialbeweglich geführt ist und axial einseitig einen Druckraum (15) begrenzt, der über eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Saugleitung (17) mit dem Vorratsbehälter (3) und über eine Druckleitung (18) mit der Hauptdruckleitung (4) in Verbindung steht.1. Electrohydraulic control device, with a pressure supply device (2.1, 2.2) for conveying a pressure medium from a reservoir (3) in a main pressure line (4), wherein the promotion of the pressure medium via a by a controllable electric motor (11) drivable pump element (10) , and with an adjusting device (5.1, 5.2) for actuating at least one hydraulic actuator (6, 7, 8), wherein the actuation of the actuator (6, 7, 8) via a by at least one control valve (23, 24, 25, 31 , 32, 36, 37, 43) producible connection of at least one pressure chamber (22, 29, 30, 34, 35, 42) of the actuator (6, 7, 8) with the main pressure line (4) and / or with a pressure-less line (26 ), characterized in that the pumping element (10) is formed as a single-acting pressure cylinder (12) in which via a spindle gear (13) to the electric motor (1 1) connected to the piston (14) is guided axially movable and axially einse itig limited a pressure chamber (15) which communicates with the reservoir (3) via a suction line (17) provided with a check valve (16) and with the main pressure line (4) via a pressure line (18).
2. Elektrohydraulische Steuerungsvorrichtung eines automatisierten Stufenschaltgetriebes, mit einer Druckversorgungseinrichtung (2.1 , 2.2) zur Förderung eines Druckmittels aus einem Vorratsbehälter (3) in eine Hauptdruckleitung (4), wobei die Förderung des Druckmittels über ein durch einen steuerbaren Elektromotor (1 1 ) antreibbares Pumpelement (10) erfolgt, und mit einer Stelleinrichtung (5.1 , 5.2) zur Betätigung mindestens eines hydraulischen Kupplungsaktuators (6) und/oder eines hydraulischen Wählaktuators (7) und/oder eines hydraulischen Schaltaktuators (8), wobei die Betätigung des betreffenden Aktuators (6, 7, 8) über eine durch mindestens ein Steuerventil (23, 24, 25; 31 , 32; 36, 37; 43) herstellbare Verbindung mindestens eines Druckraums (22; 29, 30; 34, 35; 42) des Aktuators (6, 7, 8) mit der Hauptdruckleitung (4) und/oder mit einer Drucklosleitung (26) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpelement (10) als ein einfachwirkender Druckzylinder (12) ausgebildet ist, in dem ein über ein Spindelgetriebe (13) mit dem Elektromotor (11) verbundener Kolben (14) axialbeweglich geführt ist und axial einseitig einen Druckraum (15) begrenzt, der über eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Saugleitung (17) mit dem Vorratsbehälter (3) und über eine Druckleitung (18) mit der Hauptdruckleitung (4) in Verbindung steht.2. Electrohydraulic control device of an automated step transmission, with a pressure supply device (2.1, 2.2) for conveying a pressure medium from a reservoir (3) in a main pressure line (4), wherein the promotion of the pressure medium via a by a controllable electric motor (1 1) drivable pumping element (10), and with an adjusting device (5.1, 5.2) for actuating at least one hydraulic Kupplungsaktuators (6) and / or a hydraulic Wählaktuators (7) and / or a hydraulic Schaltaktuators (8), wherein the actuation of the relevant actuator (6 7, 8) via a connection of at least one which can be produced by at least one control valve (23, 24, 25, 31, 32, 36, 37, 43) Pressure chamber (22; 29, 30; 34, 35; 42) of the actuator (6, 7, 8) with the main pressure line (4) and / or with a pressure-free line (26), characterized in that the pumping element (10) as a single-acting pressure cylinder (12) is formed, in which a via a spindle gear (13) to the electric motor (11) connected to the piston (14) is guided axially movable and axially on one side a pressure chamber (15) limited, via a with a check valve (16 ) provided suction line (17) with the reservoir (3) and via a pressure line (18) with the main pressure line (4) is in communication.
3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung (2.3) zwei als einfachwirkende Druckzylinder (12) ausgebildete Pumpelemente (10) umfasst, die axial beidseitig des Elektromotors (11) spiegelsymmetrisch angeordnet sind, deren Kolben (14) über ein mit einer gemeinsamen Spindelwelle versehenes Spindelgetriebe (44) mit dem Elektromotor (11) verbundenen sind, und deren Druckräume (15) jeweils über eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Saugleitung (17) mit dem Vorratsbehälter (3) sowie über eine mit einem Rückschlagventil (45) versehene Druckleitung (18) mit der Hauptdruckleitung (4) in Verbindung stehen.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure supply device (2.3) comprises two single-acting pressure cylinder (12) formed pumping elements (10) axially on both sides of the electric motor (11) are arranged mirror-symmetrically, the piston (14) via a provided with a common spindle shaft spindle gear (44) to the electric motor (11) are connected, and their pressure chambers (15) each with a check valve (16) provided with a suction line (17) with the reservoir (3) and one with a Check valve (45) provided pressure line (18) with the main pressure line (4) are in communication.
4. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpelement (10) der Druckversorgungseinrichtung (2.4) als ein doppeltwirkender Druckzylinder (46) ausgebildet ist, dessen Kolben (47) axial beidseitig jeweils einen Druckraum (48) begrenzt, und dessen Druckräume (48) jeweils über eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Saugleitung (17) mit dem Vorratsbehälter (3) und über eine mit einem Rückschlagventil (45) versehene Druckleitung (18) mit der Hauptdruckleitung (4) in Verbindung stehen. 4. Control device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the pumping element (10) of the pressure supply device (2.4) as a double-acting pressure cylinder (46) is formed, the piston (47) axially on both sides each delimiting a pressure chamber (48) , and the pressure chambers (48) in each case via a provided with a check valve (16) suction line (17) with the reservoir (3) and via a check valve (45) provided with a pressure line (18) with the main pressure line (4) are in communication ,
5. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgetriebe (13, 44) als ein Kugelumlauf-Schraubspindelgetriebe ausgebildet ist.5. Control device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the spindle gear (13, 44) is designed as a recirculating ball screw drive.
6. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11 ) als ein elektronisch kommutierender bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet ist.6. Control device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the electric motor (11) is designed as an electronically commutating brushless DC motor.
7. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (12, 46) zur Dämpfung von Druckschwankungen einen federelastischen Abschnitt aufweist.7. Control device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure cylinder (12, 46) for damping pressure fluctuations has a resilient portion.
8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der federelastische Abschnitt als eine ringzylindrische Membran ausgebildet und am stirnseitigen Ende des Druckraums (15, 48) zwischen einem starren Zylinderabschnitt und einem starren Boden des Druckzylinders (12, 46) angeordnet ist.8. Control device according to claim 7, characterized in that the resilient portion is formed as a ring-cylindrical diaphragm and at the front end of the pressure chamber (15, 48) between a rigid cylinder portion and a rigid bottom of the impression cylinder (12, 46) is arranged.
9. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der federelastische Abschnitt als eine tellerförmige Membran ausgebildet ist und in dem den Druckraum (15, 48) begrenzenden Boden angeordnet ist oder den den Druckraum (15, 48) begrenzenden Boden bildet.9. Control device according to claim 7, characterized in that the resilient portion is formed as a plate-shaped membrane and in which the pressure chamber (15, 48) delimiting bottom is arranged or the pressure chamber (15, 48) defining the bottom.
10. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis10. Control device according to at least one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (12, 46) einen Wegsensor (20) zur Ermittlung der Position des Kolbens (14, 47) aufweist.9, characterized in that the pressure cylinder (12, 46) has a displacement sensor (20) for determining the position of the piston (14, 47).
11. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis11. Control device according to at least one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Stelleinrichtung mit mehreren zeitlich überschnitten betätigbaren Aktuatoren (6, 7, 8) eine Absperrvor- richtung zum Einschluss eines Stelldruckes in mindestens einem der Aktuato- ren (6, 7, 8) vorgesehen ist.10, characterized in that in an adjusting device with a plurality of actuators (6, 7, 8) which can be actuated over time, a shut-off device is provided. direction for the inclusion of a control pressure in at least one of the actuators (6, 7, 8) is provided.
12. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung durch mindestens ein Absperrventil gebildet ist, das einem Steuerventil (31 , 32, 36, 37) vorgeschaltet ist, welches einem der Aktuatoren (6, 7, 8) zugeordnet ist.12. Control device according to claim 11, characterized in that the shut-off device is formed by at least one shut-off valve which is connected upstream of a control valve (31, 32, 36, 37) which is associated with one of the actuators (6, 7, 8).
13. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung durch eine Absperrstellung mindestens eines Steuerventils (31 , 32, 36, 37) gebildet ist, welches einem der Aktuatoren (6, 7, 8) zugeordnet ist.13. Control device according to claim 11 or 12, characterized in that the shut-off device is formed by a shut-off position of at least one control valve (31, 32, 36, 37) which is associated with one of the actuators (6, 7, 8).
14. Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrvorrichtung durch die Ausbildung mindestens eines Steuerventils (23, 24, 25, 43) als Taktventil gebildet ist, welches einem der Aktuatoren (6, 7, 8) zugeordnet ist. 14. Control device according to at least one of claims 11 to 13, characterized in that the shut-off device is formed by the formation of at least one control valve (23, 24, 25, 43) as a clock valve, which associated with one of the actuators (6, 7, 8) is.
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