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Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem zur hydraulischen Betätigung von mindestens zwei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus, mit einer System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle, die einen Systemdruck und/oder Systemvolumenstrom für das Hydrauliksystem bereitstellt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betätigen von mindestens zwei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus, in einem derartigen Hydrauliksystem. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Hydraulikdruckversorgungseinrichtung mit einem derartigen Hydrauliksystem.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 11 2008 000 438 B4 ist ein Hydrauliksystem zur Steuerung eines mit Nasskupplungen arbeitenden Doppelkupplungsgetriebes bekannt, welches System eine Pumpe zum Bereitstellen eines Systemdrucks in einer Versorgungsleitung, eine Steuerventileinrichtung zum individuellen Beaufschlagen von Kupplungsaktoren mit aus dem Systemdruck abgeleitetem Betätigungsdruck, und ein Systemventil enthält, welches bei Erreichen des Systemdrucks von der Pumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit in eine Rücklaufleitung leitet, enthaltend ein Kühlsteuerventil zum Steuern der den Kupplungen zugeführten Hydraulikflüssigkeitsmenge, wobei eine Hilfspumpe zum bedarfsgerechten Fördern von Kühlflüssigkeit zu den Kupplungen vorgesehen ist und wobei die durch die Rücklaufleitung strömende Hydraulikflüssigkeit den Kupplungen für deren Kühlung unmittelbar zuführbar ist. Die Pumpe ist vorteilhaft von einer in einem das Doppelkupplungsgetriebe enthaltenden Fahrzeugantriebsstrang enthaltenen Brennkraftmaschine angetrieben. Die Hilfspumpe ist vorteilhaft elektrisch angetrieben. Die Hilfspumpe ist besonders vorteilhaft derart dimensioniert und derart in das Hydrauliksystem integriert, dass mittels der Hilfspumpe in der Versorgungsleitung ein Versorgungsdruck erzeugbar ist. Die Versorgungsleitung ist vorteilhaft mit einem Druckspeicher verbunden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die hydraulische Betätigung von mindestens zwei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus, mit einer System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle, die einen Systemdruck und/oder Systemvolumenstrom für das Hydrauliksystem bereitstellt, insbesondere im Hinblick auf den konstruktiven Aufwand und/oder den Energieverbrauch, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem zur hydraulischen Betätigung von mindestens zwei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus, mit einer System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle, die einen Systemdruck und/oder Systemvolumenstrom für das Hydrauliksystem bereitstellt, dadurch gelöst, dass dem Getriebeschaltmechanismus eine erste hydraulische Verteilerleitung zugeordnet ist, die erste Hydraulikanforderungen erfüllt und die hydraulisch mit der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle verbunden ist, wobei eine zweite hydraulische Verteilerleitung, die den Kupplungen zugeordnet ist und die zweite Hydraulikanforderungen erfüllt, die sich signifikant von den ersten Hydraulikanforderungen unterscheiden, eine zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle umfasst. Durch das beanspruchte Hydrauliksystem kann die hydraulische Verlustleistung reduziert werden. In dem beanspruchten Hydrauliksystem wird ausgenutzt, dass die unterschiedlichen hydraulischen Verbraucher, insbesondere der Getriebeschaltmechanismus und die Kupplungen, darüber hinaus auch eine optionale Kühlung, unterschiedliche Hydraulikanforderungen stellen, insbesondere an den benötigten Hydraulikdruck, an den benötigten Volumenstrom, an ein Produkt aus Druck und Volumenstrom sowie an eine Spreizung des Bedarfs aus Spitzenlast und Normallast, die in herkömmlichen Hydrauliksystemen zu einem Kompromiss zu Lasten der Spitzenleistungen oder des Verlustminimums führen. Die erforderlichen Hydraulikfunktionen werden vorzugsweise gemäß ihren zeitlich dominanten Hauptmerkmalen in mindestens zwei hydraulische Verteilerleitungen, vorzugsweise drei hydraulische Verteilerleitungen, die auch als Rails bezeichnet werden können, gruppiert. Die in den hydraulischen Verteilerleitungen oder Rails auftretenden kurzfristigen Spitzenleistungen werden vorteilhaft ausschließlich bei Bedarf mit Kompromissen bei den Verlustleistungen bereitgestellt. Dabei werden vorteilhaft in den Verteilerleitungen unterschiedliche zeitliche Verläufe von Druck und Volumenstrom bereitgestellt. In der ersten hydraulischen Verteilerleitung werden vorzugsweise nur kurzzeitig größere Volumenströme und/oder erhöhte Hydraulikdrücke bereitgestellt. So können Gangsteller und/oder Schaltschienen des Getriebeschaltmechanismus komfortabel betätigt und in gewünschten Schaltstellungen gehalten werden. Die zweite hydraulische Verteilerleitung dient vorteilhaft dazu, einen gewünschten Druck zum Betätigen der Kupplungen bereitzustellen, und diesen bereitgestellten Druck dann bei betätigter Kupplung zu halten. Über die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle kann die zweite hydraulische Verteilerleitung bedarfsabhängig mit Hydraulikmedium versorgt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann über die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle auch ein weiterer hydraulischer Verbraucher, wie eine Kühlmedium- und/oder Schmiermediumversorgung, insbesondere über eine dritte hydraulische Verteilerleitung, versorgt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten hydraulischen Verteilerleitung zugeordnete zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle einen Druckspeicher umfasst. So kann die zweite hydraulische Verteilerleitung bedarfsabhängig direkt aus dem Druckspeicher gespeist werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten hydraulischen Verteilerleitung zugeordnete zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle eine elektrisch angetriebene Hydraulikmaschine umfasst, die von beiden Seiten mit einem Überdruck beaufschlagbar ist. Die Hydraulikmaschine kann vorteilhaft als Hydraulikpumpe oder als Hydraulikmotor betrieben werden. Werden beide Seiten mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt, reduziert sich für den Fall des Pumpenbetriebs die effektive Last beziehungsweise Druckdifferenz für den Pumpenbetrieb.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle über mindestens eine Ventileinrichtung mit einer dritten hydraulischen Verteilerleitung verbindbar ist, die einer Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung zugeordnet ist und die dritte Hydraulikanforderungen erfüllt, die sich signifikant von den ersten und/oder den zweiten Hydraulikanforderungen unterscheiden. Falls die System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle zeitweise zu wenig Hydraulikmedium bereitstellt, dann kann mit der zweiten Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle Hydraulikmedium zur Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung bereitgestellt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle über eine Ventileinrichtung mit einem Hydraulikmediumreservoir verbindbar ist. So kann bedarfsabhängig im Betrieb mit der zweiten Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle aus dem Hydraulikmediumreservoir Hydraulikmedium angesaugt werden. Die Ventileinrichtung ist vorteilhaft als Rückschlagventil ausgeführt, die ein unerwünschtes Rückströmen in Richtung Hydraulikmediumreservoir verhindert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle über mindestens eine Ventileinrichtung mit der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle verbindbar ist, um eine hydraulische Boostfunktion darzustellen. Bei der Ventileinrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein sogenanntes Hauptdruckventil. Über die Boostfunktion kann zum Beispiel in der ersten hydraulischen Verteilerleitung ein Druck aufgebaut werden, der einer Niederdruckseite oder Eingangsseite der zweiten Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle zugeführt werden kann. In einer Boostsituation verhindert vorteilhaft ein Rückschlagventil, beziehungsweise das vorab beschriebene Rückschlagventil, dass der von der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle bereitgestellte Volumenstrom unerwünscht in das Hydraulikmediumreservoir entweicht. Die Boostfunktion wird vorteilhaft nur in Sondersituationen genutzt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Verteilerleitung mit einem Ausgang der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle verbunden ist. Die erste hydraulische Verteilerleitung wird vorteilhaft direkt und dauernd mit Hydraulikmedium versorgt, das von der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle bereitgestellt wird. Bei der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle handelt es sich vorzugsweise um eine Hydraulikpumpe. Je nach Ausführung des Hydrauliksystems ist es aber theoretisch auch denkbar, dass die System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle einen Druckspeicher umfasst.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle eine System-Hydraulikpumpe umfasst, die mechanisch durch eine Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs angetrieben ist. Bei der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs handelt es sich zum Beispiel um eine Brennkraftmaschine, insbesondere um einen Verbrennungsmotor. Bei der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs kann es sich aber auch um eine elektrische Antriebsmaschine, insbesondere um einen elektrischen Antriebsmotor, des Kraftfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug ist zum Beispiel als Hybridfahrzeug ausgeführt, das sowohl eine Brennkraftmaschine als auch eine elektrische Antriebsmaschine umfasst.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten hydraulischen Verteilerleitung ein Druckspeicher zugeordnet ist. Der Druckspeicher wird vorteilhaft über die System-Hydraulikdruckquelle und/oder die System-Volumenstromquelle gefüllt. Mit dem Hydraulikspeicher kann dann der zum Betätigen der Kupplungen benötigte Hydraulikdruck gehalten werden. Das Betätigen der Kupplungen erfolgt vorteilhaft aus dem Druckspeicher.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betätigen von mindestens zwei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus, in einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eher kurzfristig benötigte hydraulische Spitzenleistungen mit der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle ausschließlich bedarfsabhängig bereitgestellt werden. Dabei werden bewusst kurzfristig Kompromisse bei den Verlustleistungen eingegangen, die für den Gesamtverlust aber nur eher gering ins Gewicht fallen.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Hydraulikdruckversorgungseinrichtung mit einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem. Die Hydraulikdruckversorgungseinrichtung umfasst mindestens eine Hydraulikpumpe. Die Hydraulikpumpe kann mechanisch angetrieben sein. Die Hydraulikdruckversorgungseinrichtung kann auch mindestens eine Hydraulikpumpe umfassen, die durch einen Elektromotor angetrieben ist, der nur zum Antrieb der Hydraulikpumpe dient. Die Hydraulikdruckversorgungseinrichtung umfasst, je nach Ausführungsbeispiel, auch mindestens einen Druckspeicher.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 einen vereinfachten Hydraulikschaltplan eines Hydrauliksystems zur hydraulischen Betätigung von drei Kupplungen und einem Getriebeschaltmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2a einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer anderen Ventileinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten hydraulischen Verteilerleitung;
- 2b einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in 2a mit einem zusätzlichen Druckspeicher; und
- 3 einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in 1 mit zwei anderen Ventileinrichtungen.
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In 1 ist ein Hydrauliksystem 1 zur hydraulischen Betätigung einer Kupplungsanordnung 3 und eines Getriebeschaltmechanismus 4 in Form eines vereinfachten Hydraulikschaltplans dargestellt. Der Kupplungsanordnung 3 ist eine Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung 2 zugeordnet.
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Die Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung 2 umfasst zum Beispiel Leitungen oder Röhrchen, über die zu kühlenden und/oder zu schmierenden Stellen der Kupplungsanordnung 3 und gegebenenfalls auch des Getriebeschaltmechanismus 4 ein geeignetes Hydraulikmedium zugeführt wird. Das Hydraulikmedium wird in einem Hydraulikmediumreservoir 5 bereitgestellt, das auch als Tank bezeichnet wird.
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Das Hydrauliksystem 1 umfasst eine System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle, die in 1 als Hydraulikpumpe 7 ausgeführt ist. Die Hydraulikpumpe 7 wird mechanisch angetrieben. Zum Antrieb der Hydraulikpumpe 7 dient zum Beispiel eine Brennkraftmaschine 8 eines Kraftfahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich kann zum Antrieb der Hydraulikpumpe 7 ein Elektromotor 9 dienen, der eine alternative oder zusätzliche Antriebsmaschine in dem Kraftfahrzeug darstellt.
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Das Hydrauliksystem 1 umfasst drei hydraulische Verteilerleitungen 11, 12, 13, die auch als Rails bezeichnet werden. Die hydraulische Verteilerleitung 11 wird auch als erste hydraulische Verteilerleitung 11 bezeichnet. Analog werden die hydraulischen Verteilerleitungen 12 und 13 als zweite hydraulische Verteilerleitung 12 und dritte hydraulische Verteilerleitung 13 bezeichnet.
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Die erste hydraulische Verteilerleitung 11 geht von einer hydraulischen Verzweigung 10 aus, die einem Ausgang der Hydraulikleitung 7 zugeordnet ist. Die zweite hydraulische Verteilerleitung 12 geht von einer hydraulischen Verzweigung 14 aus. Die hydraulische Verzweigung 14 ist optional und kann, je nach Ausführungsbeispiel, auch weggelassen werden.
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Von dem Hydraulikmediumreservoir 5 geht eine Hydraulikleitung 15 ab, über die mit Hilfe einer Saugstrahlpumpe 16 Hydraulikmedium angesaugt wird, das über die dritte hydraulische Verteilerleitung 13 der Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung 2 zugeführt wird.
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Die Kupplungsanordnung 3 umfasst drei Kupplungen 17, 18, 19. Bei der Kupplung 17 handelt es sich zum Beispiel um eine sogenannte KO-Kupplung in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines P2-Hybridantriebsstrangs. Bei der Kupplung 18 handelt es sich dann um eine K1-Kupplung. Bei der Kupplung 19 handelt es sich dann um eine K2-Kupplung.
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Der Getriebeschaltmechanismus 4 umfasst einen Parksperrenbetätigungsmechanismus 20 und insgesamt vier Gangsteller 21 bis 24. Die Kupplungen 17 bis 19, die Gangsteller 21 bis 24 und die Parksperrenbetätigung 20 werden hydraulisch betätigt.
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Die erste hydraulische Verteilerleitung 11 umfasst vier hydraulische Verzweigungen 25 bis 28, an die Gangstellerventile einer Ventilanordnung 30 angeschlossen sind, über welche die Gangsteller 21 bis 24 betätigt werden. Die erste hydraulische Verteilerleitung 11 umfasst des Weiteren eine hydraulische Verzweigung 29, an die ein Ventil der Ventilanordnung 30 für die Parksperrenbetätigung 20 angeschlossen ist.
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Die zweite hydraulische Verteilerleitung 12 umfasst drei hydraulische Verzweigungen 31 bis 33, an die Kupplungsventile einer Ventilanordnung 34 zur hydraulischen Betätigung der Kupplungen 17 bis 19 angeschlossen sind.
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Eine Filtereinrichtung 35 ist zwischen das Hydraulikmediumreservoir 5 und eine hydraulische Verzweigung 36 geschaltet, die einem Eingang der Hydraulikpumpe 7 zugeordnet ist. Eine Hydraulikleitung 37 verbindet die hydraulische Verzweigung 36 mit einer hydraulischen Verzweigung 38, an die ein Ventil 40 angeschlossen ist. Eine Hydraulikleitung 39 verbindet die hydraulische Verzweigung 38 mit einem Ventil 41.
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Das Ventil 40 wird auch als erstes Ventil oder Hydraulikventil bezeichnet. An das erste Ventil 40 ist in 1 unten die Verzweigung 10 angeschlossen. In 1 oben ist an das erste Ventil 40 die Verzweigung 38 und das Ventil 41 angeschlossen, das auch als zweites Ventil oder Hydraulikventil bezeichnet wird.
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In 1 oben ist an das zweite Ventil 41 die Hydraulikleitung 39 angeschlossen sowie ein Wärmetauscher 42. Der Wärmetauscher 42 ist zwischen das Ventil 41 und die Saugstrahlpumpe 16 geschaltet. Über die Ventile 40 und 41 kann der Saugstrahlpumpe 16 Hydraulikmedium von der Hydraulikpumpe 7 zugeführt werden.
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In 1 sind die hydraulischen Verbraucher als Funktionsblöcke dargestellt. Die Kupplungen 17 bis 19 sind als normalerweise geschlossene oder normally closed Kupplungen ausgeführt. Die normalerweise geschlossenen Kupplungen 17 bis 19 werden durch Druckbeaufschlagung betätigt, wenn sie ein definiertes Drehmoment übertragen sollen. Um ein jeweils gewünschtes Drehmoment übertragen zu können, muss der Kupplungsdruck in entsprechenden Kupplungsbetätigungszylindern gehalten oder moduliert werden.
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Die Gangsteller 21 bis 24 umfassen Gangstellerkolben, denen jeweils zwei Gangstufen in einem Getriebe zugeordnet sind. Die Gangsteller 21 bis 24 sind zusammen mit dem Parksperrenbetätigungsmechanismus 20 über die Ventile der Ventilanordnung 30 betätigungsmäßig nur mit der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 verbunden.
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Die Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung 2 wird ausschließlich über die dritte hydraulische Verteilerleitung 13 mit Hydraulikmedium versorgt.
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Durch die in 1 dargestellte Aufteilung beziehungsweise Zuordnung der unterschiedlichen hydraulischen Verbraucher ist es möglich, dass die Kupplungen 17 bis 19 und die Gangsteller 21 bis 24 sowohl sehr ähnliche maximale Funktionsdrücke, zum Beispiel um die zehn bis fünfzehn bar in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 und der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12 als auch deutlich unterschiedliche maximale Funktionsdrücke, wie zum Beispiel dreißig bis fünfundvierzig bar in der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12, und zum Beispiel zehn bis fünfzehn bar in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11, aufweisen können. Das liefert den enormen Vorteil, dass bei den Kupplungen 17 bis 19 wahlweise sowohl einfache und kostengünstig darstellbare Drehdurchführungen (maximal zehn bis fünfzehn bar) als auch verlustarme sogenannte zentrale Kupplungsbetätigungssysteme (maximal dreißig bis fünfundvierzig bar) dargestellt werden können.
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Alle Ventile in dem Hydrauliksystem 1 sind nur schematisch dargestellt. In den Ventilen werden die für die Funktion jeweils notwendigen Schaltstellungen dargestellt. Die Schaltstellungen sind dabei bewusst als nicht gekoppelte Blöcke dargestellt, die je nach Randbedingung unterschiedliche Reihenfolgen der Schaltstellungen aufweisen können. Aus diesem Grund wurde auch auf die Darstellung von Federn, Wirkflächen, Schalt- und Proportional-Darstellungen verzichtet.
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Die Hydraulikpumpe 7 wird mechanisch, zum Beispiel über den P2-Antrieb des Fahrzeugs angetrieben. Dabei ist es für die hydraulische Versorgung der Getriebefunktionen unerheblich, ob gerade die Brennkraftmaschine 8, die elektrische Maschine 9, oder beide 8, 9 aktiv sind.
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Alle hydraulischen Verbraucher in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 beziehungsweise deren vorgeschaltete Ventile zeichnen sich durch eine Sperrstellung aus, die es verhindert, dass Hydraulikmedium zum hydraulischen Verbraucher fließt. Sind alle Ventile der Ventilanordnung 30 an der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 in ihrer Sperrstellung, kann über das Ventil 40, das ein Hauptdruckventil darstellt, ein gewünschter Druck in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 eingestellt werden, ohne dass an den Gangstellern 21 bis 24 eine Aktion ausgeführt wird.
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Das Ventil 40 kann eine fallende Kennlinie aufweisen. Das heißt maximaler Druck bei minimaler Ventilansteuerung, oder eine steigende Kennlinie aufweisen, das heißt maximaler Druck bei maximaler Ventilansteuerung. Mit dem Hauptdruckventil 40 kann bei geschlossenen Ventilen der Ventilanordnung 30 in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 ein Druck aufgebaut werden, der höher ist als der Druck in der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12, die auch als Druckleitung bezeichnet wird.
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Werden Aktionen an den Gangstellern 21 bis 24 oder initial an der Parksperrenbetätigung 20 benötigt, werden die entsprechenden Ventile der Ventilanordnung 30 an der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 entsprechend geschaltet und mit dem Hauptdruckventil 40 der erforderliche Druck eingestellt beziehungsweise moduliert. Auch diese Aktionen sind sehr schnell druckgeführt und der Druck kann danach erneut auf Kühlöldruckniveau reduziert werden. Im zeitlichen Mittel stellt sich somit an der Hydraulikpumpe 7 ein sehr geringer Druck ein, obwohl eine oder mehrere Kupplungen 17 bis 19 im Mittel mit einem deutlich höheren Druck beaufschlagt sind beziehungsweise werden.
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Der Grundkühl-/Schmiermediumbedarf kann über die Förderleistung der Hydraulikpumpe 7 abgedeckt werden. Dennoch zu viel gefördertes Hydraulikmedium wird über das Ventil 41, das auch als Kühlölventil bezeichnet wird, druckverlustarm zu der Saugseite der Hydraulikpumpe 7 an der Verzweigung 36 zurückgeführt.
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Bei kurzzeitig höheren erforderlichen Volumenströmen zur Kühlung kommt die Saugstrahlpumpe 16 optional zum Einsatz. Durch die Steigerung des Treibvolumenstroms der Saugstrahlpumpe 16 kann der Druck vorteilhaft angehoben werden. Nach dem an sich bekannten Prinzip der Saugstrahlpumpe 16 wird, stark vereinfacht ausgedrückt, aus dem erhöhten Druckniveau ein zusätzlicher Volumenstrom über die Hydraulikleitung 15 aus dem Tank 5 in Richtung Kühlmedium und/oder Schmiermediumversorgung 2 generiert.
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In den 1, 2a, 2b und 3 sind ähnliche Hydrauliksysteme 1 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Gemeinsamkeiten der Hydrauliksysteme 1 sind in der vorangegangenen Figurenbeschreibung zu 1 beschrieben. Im Folgenden wird auf die Unterschiede zwischen den in den 1, 2a, 2b und 3 dargestellten Hydrauliksystemen eingegangen.
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Die erste hydraulische Verteilerleitung 11 umfasst zwischen den Verzweigungen 10 und 25 eine Verzweigung 81. An die Verzweigung 81 ist die zweite hydraulische Verteilerleitung 12 angeschlossen. Die Verzweigung 14 wird bei den in den 1, 2a und 3 gezeigten Hydrauliksystemen 1 nicht benötigt und kann auch weggelassen werden. In den 1, 2a und 3 wird der Punkt, der die Verzweigung 14 darstellt, nur zur besseren Beschreibung verwendet. Zwischen den Verzweigungen 81 und 14 ist eine Ventileinrichtung 87 angeordnet. Die Ventileinrichtung 87 ist als federvorgespanntes Rückschlagventil ausgeführt, das in Richtung der Verzweigung 81 sperrt.
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In der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12 sind zwischen den Verzweigungen 14 und 31 zwei weitere Verzweigungen 89 und 84 angeordnet. Zwischen den Verzweigungen 89 und 84 ist in der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12 eine zweite Hydraulikdruckquelle und/oder zweite Volumenstromquelle 82 angeordnet. Die zweite Hydraulikdruckquelle und/oder zweite Volumenstromquelle 82 ist als Hydraulikpumpe 83 ausgeführt. Die Hydraulikpumpe 83 ist als Reversierpumpe ausgeführt, die in der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12 in beiden Richtungen Hydraulikmedium fördern kann. Die Hydraulikpumpe 83 wird vorzugsweise elektromotorisch angetrieben.
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Von der Verzweigung 84 erstreckt sich eine Hydraulikleitung zu einer Verzweigung 88, die zwischen den beiden Ventilen 40 und 41 angeordnet ist. Zwischen den Verzweigungen 84 und 88 ist eine Ventileinrichtung 85 angeordnet, die als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist. Die Ventileinrichtung 85 stellt zum Beispiel ein Kühlventil dar.
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Eine Ventileinrichtung 86 ist zwischen die Filtereinrichtung 35, die dem Hydraulikmediumreservoir 5 zugeordnet ist, und die Verzweigung 89 geschaltet. Die Ventileinrichtung 86 ist als Rückschlagventil ausgeführt, das in Richtung der Filtereinrichtung 35 sperrt.
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Im Betrieb des Hydrauliksystems 1 in 1 kann eine Druckdifferenz der vorzugsweise als Elektropumpe ausgeführten Hydraulikpumpe 83 zwischen den Pumpeneingang und den Pumpenausgang der Hydraulikpumpe 83 mit der Unterstützung der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle 6 deutlich reduziert werden. Bei geringer Drehzahl der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle 6 kann die Elektropumpe 83 über die Ventileinrichtungen 85 und 41 in die dritte hydraulische Verteilerleitung 13 fördern.
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Mit Hilfe der ein Hauptdruckventil darstellenden Ventileinrichtung 40 kann bei geschlossenen Ventilen der Ventilanordnung 30, die der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 zugeordnet sind, in der ersten hydraulischen Verteilerleitung 11 ein Druck aufgebaut werden, der über eine Boost-Ventilfunktion über die Ventileinrichtung 87 der Eingangsseite der Elektropumpe 83 zugeführt werden kann.
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In der Boost-Situation verhindert das Rückschlagventil 86 in der Saugleitung der Elektropumpe 83, dass der von der System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle 6 bereitgestellte Volumenstrom in den Tank 5 entweicht und somit kein Boost-Druck an der Elektropumpe 83 aufgebaut werden kann. Hierdurch verringert sich die Druckdifferenz für die Elektropumpe 83, was die elektrische Belastung der Elektropumpe 83 reduziert. Dies hilft, die Auslegung der Elektropumpe 83 zu vereinfachen. Die Boost-Funktion wird vorzugsweise nur in Sondersituationen genutzt.
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Zusätzlich oder sogar alternativ zu der Saugstrahlpumpe 16 kann bei geringer Drehzahl der Hydraulikpumpe 7 mit Hilfe einer Überström-Ventilfunktion kurzzeitig über die Ventileinrichtung en 85 und 41 in die dritte hydraulische Verteilerleitung 13 gefördert werden. Um den Druck in der zweiten hydraulischen Verteilerleitung 12 halten zu können, ist die Überström-Ventilfunktion als Druckminderfunktion aktiv oder passiv auszuführen. Die Einspeisung des druckgeminderten Volumenstroms kann an mehreren Stellen der dritten hydraulischen Verteilerleitung 13 sinnvoll sein. Das hängt von vielen Randbedingungen ab. In 1 ist deshalb nur eine exemplarisch mögliche Stelle gezeigt.
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In 2a ist die Ventileinrichtung 87 aus 1 durch eine Ventileinrichtung 97 ersetzt, die im Unterschied zu 1 eine schaltbare Boost-Ventilfunktion ermöglicht. Ansonsten sind die Hydrauliksysteme in den 1 und 2a gleich ausgeführt.
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In 2b ist anstelle der zweiten Hydraulikdruckquelle und/oder zweiten Volumenstromquelle 82 in 2a eine zweite Hydraulikdruckquelle und/oder zweite Volumenstromquelle 102 dargestellt, die alternativ oder zusätzlich zu der Hydraulikpumpe 83 einen Druckspeicher 103 umfasst. Ansonsten sind die Hydrauliksysteme 1 in den 2a und 2b identisch.
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Bei dem in 3 dargestellten Hydrauliksystem 1 ist die das Hauptdruckventil in den 1, 2a und 2b darstellende Ventileinrichtung 40 durch eine einfache Ventileinrichtung 110 ersetzt. Die Ventileinrichtung 110 umfasst nur eine definierte Schließstellung und eine definierte Öffnungsstellung. Die Ventileinrichtung 110 öffnet oder schließt eine hydraulische Verbindung zwischen den Verzweigungen 10 und 36, um den Ausgang der Hydraulikpumpe 7 mit ihrem Eingang zu verbinden.
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Darüber hinaus umfasst das in 3 dargestellte Hydrauliksystem 1 eine Ventileinrichtung 107, die zwischen die Verzweigungen 81, 14 und eine Verzweigung 108 geschaltet ist. Die Ventileinrichtung 107 ermöglicht eine kombinierte Boost- und Kühlölventil-Funktion. Durch die Ventileinrichtung 107, die stark vereinfacht schematisch dargestellt ist, wird eine aktive Umschaltung zwischen der Boost-Funktion und der Kühlölventilfunktion ermöglicht.
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Über die Ventileinrichtungen beziehungsweise Ventile 87, 97, 107 kann die Hydraulikpumpe 7 die Hydraulikpumpe 83 boosten, insbesondere die Druckdifferenz an der Hydraulikpumpe 83 reduzieren. Mit der Ventileinrichtung 85 kann die Hydraulikpumpe 83 ihren Volumenstrom zu dem Volumenstrom der Hydraulikpumpe 7 für die Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung 2 addieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydrauliksystem
- 2
- Kühl- und/oder Schmiermediumversorgung
- 3
- Kupplungsanordnung
- 4
- Getriebeschaltmechanismus
- 5
- Hydraulikmediumreserovir
- 6
- System-Hydraulikdruckquelle und/oder System-Volumenstromquelle
- 7
- Hydraulikpumpe
- 8
- Brennkraftmaschine
- 9
- Elektromotor
- 10
- Verzweigung
- 11
- erste hydraulische Verteilerleitung
- 12
- zweite hydraulische Verteilerleitung
- 13
- dritte hydraulische Verteilerleitung
- 14
- Verzweigung
- 15
- Hydraulikleitung
- 16
- Saugstrahlpumpe
- 17
- Kupplung
- 18
- Kupplung
- 19
- Kupplung
- 20
- Parksperrenbetätigungsmechanismus
- 21
- Gangsteller
- 22
- Gangsteller
- 23
- Gangsteller
- 24
- Gangsteller
- 25
- Verzweigung
- 26
- Verzweigung
- 27
- Verzweigung
- 28
- Verzweigung
- 29
- Verzweigung
- 30
- Ventilanordnung
- 31
- Verzweigung
- 32
- Verzweigung
- 33
- Verzweigung
- 34
- Ventilanordnung
- 35
- Filtereinrichtung
- 36
- Verzweigung
- 37
- Hydraulikleitung
- 38
- Verzweigung
- 39
- Hydraulikleitung
- 40
- Ventil
- 41
- Ventil
- 42
- Wärmetauscher
- 50
- Hydraulikdruckversorgungseinrichtung
- 81
- Verzweigung
- 82
- zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle
- 83
- Hydraulikpumpe
- 84
- Verzweigung
- 85
- Ventileinrichtung
- 86
- Ventileinrichtung
- 87
- Ventileinrichtung
- 88
- Verzweigung
- 89
- Verzweigung
- 97
- Ventileinrichtung
- 102
- zweite Hydraulikdruckquelle und/oder Volumenstromquelle
- 103
- Druckspeicher
- 107
- Ventileinrichtung
- 108
- Verzweigung
- 110
- Ventileinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112008000438 B4 [0002]
