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EP1994310A1 - Hydraulische steuerung für ein doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

Hydraulische steuerung für ein doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number
EP1994310A1
EP1994310A1 EP07702430A EP07702430A EP1994310A1 EP 1994310 A1 EP1994310 A1 EP 1994310A1 EP 07702430 A EP07702430 A EP 07702430A EP 07702430 A EP07702430 A EP 07702430A EP 1994310 A1 EP1994310 A1 EP 1994310A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
switching
valve
hydraulic cylinder
dual
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Withdrawn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
EP07702430A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Staudinger
Eric MÜLLER
Felix Dreher
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.)
Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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 LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
Publication of EP1994310A1 publication Critical patent/EP1994310A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • 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
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0221—Valves for clutch control systems; Details thereof
    • 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
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1232—Bringing the control into a predefined state, e.g. giving priority to particular actuators or gear ratios
    • 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
    • F16H61/68—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 specially adapted for stepped gearings
    • F16H61/684—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 specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
    • F16H61/688—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 specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with two inputs, e.g. selection of one of two torque-flow paths by clutches

Definitions

  • the present invention relates to a dual-clutch transmission and a hydraulic system for actuating a dual-clutch transmission.
  • Such a dual-clutch transmission is not “fail-safe.” If, for example, both transmission lines are engaged simultaneously when an engaged gear is engaged, the transmission is locked, which is why it is necessary to reliably and quickly transfer the transmission to a safe state in the event of a fault It is therefore an object of the present invention to provide a hydraulic control system for a dual-clutch transmission, which can be shifted and coupled with the simplest possible means, and with as few actions as possible into a safe state.
  • a dual-clutch transmission having a first clutch which is hydraulically actuated by a first hydraulic cylinder and a second clutch which is hydraulically actuated by a second hydraulic cylinder and a plurality of hydraulically actuated shift cylinders for shifting gears, which pressurizes via a switching valve assembly
  • a switching valve assembly characterized in that the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder and the switching valve assembly via safety valves, which are actuated together, are connected to the pressure side of a pressure device.
  • the safety valves connect the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder and the switching valve arrangement with the pressure device in an operating position and in an emergency position separate the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder and the switching valve arrangement from the pressure device. It is preferably provided that the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder are depressurized in the emergency position. Furthermore, it is preferably provided that the shift cylinders are depressurized in the emergency position. With such a valve arrangement, it is possible, by operating a single valve, namely the safety valve, to transfer the entire transmission, including the dual clutch, to a safe condition, in which both clutches are opened and the switching state of the gearbox is is frozen.
  • the safety valves are preferably combined in a safety valve block.
  • a respective switching cylinder of a double piston is connected to an output of a changeover valve, wherein the changeover valve comprises a plurality of outputs and an output to a first input of the changeover valve and the remaining outputs are hydraulically connected to a second input of the changeover valve and wherein the Switching cylinder of the double piston, which are not connected to an output of the changeover valve, are connected to the second input of the changeover valve and the first and second input of the changeover valve can be alternately supplied with the high or low pressure.
  • the pistons of two switching cylinders are preferably coupled together to form a double piston, wherein in each case one switching cylinder can be acted upon with a high pressure and the other switching cylinder with a low pressure.
  • the switching valve is preferably a rotary valve.
  • the first input of the changeover valve are connected to a first output of a switching pressure control valve and the second input of the changeover valve to a second output of the switching pressure control valve, wherein the first and second output of the switching pressure control valve alternately with an input of the switching pressure control valve to which the high Pressure is applied and an input, where the low pressure is applied, can be connected.
  • the pressure device is preferably a pressure accumulator, which is acted upon by a hydraulic pump with a hydraulic fluid.
  • the high pressure is preferably about the pressure on the pressure side of the hydraulic pump and the low pressure about the pressure on the suction side of the hydraulic pump. Roughly speaking, these pressure values are represented by intermediate links, e.g. may be slightly lower with a throttle effect.
  • the pressure on the suction side of the pump is preferably approximately the pressure in a tank for a hydraulics ikfolikeit and thus about the ambient pressure.
  • a hydraulic system in particular for actuating a dual-clutch transmission with a first clutch which is hydraulically actuated by a first hydraulic cylinder and a second clutch which is hydraulically actuated by a second hydraulic cylinder and a plurality of hydraulically operated shift cylinders for switching of gears, which can be acted upon by a switching valve assembly with pressure, characterized in that the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder and the switching valve assembly via safety valves, which are actuated together, are connected to the pressure side of a pressure device.
  • dual-clutch transmission mentioned features or feature combinations.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a dual clutch transmission according to the invention.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a dual-clutch transmission 10 according to the invention, which is shown here only schematically.
  • the shift cylinder 11 shifts the gears two and four
  • the shift cylinder 12 the reverse gear and six gear
  • the shift cylinder 13 the gears five and seven and the shift cylinder 14, the gears one and three.
  • the shift cylinders are each hydraulically operated and have two end positions, each corresponding to one of the two gears, as well as a middle position in which neither of the two gears is engaged.
  • the clutches 16 and 18 are shown here only schematically, it is hydraulically operated wet clutches or hydraulically actuated dry clutches.
  • the first clutch 16 is for this purpose actuated by a first hydraulic cylinder 19, the second clutch 18 is actuated by a second hydraulic cylinder 20.
  • the first hydraulic cylinder 19 is connected via a hydraulic line 21 to a volume flow control valve 22.
  • the volume flow control valve 22 is connected via a safety valve block 23, which comprises a plurality of valves explained further below, and a pressure accumulator line 56 to a pressure accumulator 24.
  • the pressure accumulator 24 is connected to a tank 28 via a check valve 25, a pump 26 and an oil filter 27.
  • the pump 26 delivers from the tank 28 via the oil filter 27 hydraulic oil in the pressure accumulator 24.
  • a pressure relief valve 29 is further arranged, the maximum pressure in the pressure accumulator 24 and the - A - subordinate components limited.
  • the pressure accumulator 24, check valve 25, pump 26, oil filter 27, tank 28 and pressure relief valve 29 are parts of a pressure device.
  • the second hydraulic cylinder 20 is connected via a hydraulic line 30 to a second volume flow control valve 31.
  • the volume flow control valve 31 separates the hydraulic line 21 into a line part 21.1 which is connected to the hydraulic cylinder 19 and a line part 21.2 which is connected to the volume flow control valve 31.
  • the volume flow control valve 22 separates the hydraulic line 30 into a line part 30.1 which is connected to the hydraulic cylinder 20 and a line part 30.2 which is connected to the volume flow control valve 22.
  • the switching pressure control valve 32 has an input 34.
  • An output 35 of the switching pressure control valve 32 is connected to a rotary valve 33 as a switching valve.
  • the rotary valve 33 has an input 36 which can be hydraulically connected to outputs 38, 39, 40 and 41.
  • the rotary valve 33 has in addition to the first input 36 via a second input 37, wherein all outputs 38, 39, 40 or 41, which are not connected to the input 36, are each connected to the second input 37. It is therefore always exactly one output 38 or 39 or 40 or 41 connected to the input 36, all other outputs are connected to the second input 37.
  • the rotary valve 33 is actuated by an electric stepping motor 50.
  • the rotary valve 33 and the switching pressure control valve 32 are collectively referred to as switching valve assembly 51.
  • the output 38 is connected to the shift cylinder 11 on the side, which serves to switch the second gear.
  • the output 39 is connected to the shift cylinder 12 on the side which serves to shift the reverse gear.
  • the output 40 is connected to the shift cylinder 13 on the side which serves to shift the fifth gear, and the output 41 is connected to the shift cylinder 14 on the side which serves to shift the first gear.
  • the respective other sides of the shift cylinders 11, 12, 13 and 14 are connected in common with the output 42 of the switching pressure control valve 32.
  • the switching pressure control valve 32 has three switching positions, wherein in the first switching position, the input 34 is connected to the output 35, wherein at the same time the output 42 is connected via a first return line 43 to the tank 28.
  • the input 34 is connected to the output 42, wherein at the same time the output 35 is connected via a return line 44 to the tank 28. There are thus alternately the outputs 35 and 42 pressurized, the other output is depressurized.
  • the third shift position is located exactly between the first and the second. Here both output 35 and output 42 are connected via the channels 43 and 44 to the tank, thus ensuring that no pressure gets into the switching cylinder.
  • the (high) pressure at a connection to the pressure accumulator 24 or the pressure side of the pump 28 and the (low) pressure at a connection to the tank 28 or the suction side of the pump 26 are referred to as first pressure p1 and second pressure p2 ,
  • the safety valve block 23 includes a first safety valve 52 to close or open (disconnect) the connection of the supply line 45 to the pressure storage line 56. When the first safety valve 52 is open, the volume flow control valves 22, 31 and the switching pressure control valve 32 are decoupled from the pressure accumulator 24 and the pump 26, respectively.
  • the safety valve block 23 further comprises a second safety valve 53, with which the line part 21.1 and the line part 21 is connected to a feed line 55 to the tank 28.
  • the safety valve block 23 further comprises a third safety valve 54, with which the conduit part 30.1 and the conduit part 30 with the supply line 55 to the tank 28 is connected.
  • the safety valve block 23 has an operating position in which the first volume flow control valve 22, the second volume flow control valve 31 and the switching pressure control valve 32 are connected to the pressure accumulator 24. In this position, the hydraulic lines 21 and 30 are connected pressure-tight. In the other position, the emergency position, the hydraulic lines 21 and 30 are connected to tank, the connection of the first volume flow control valve 22, the second volume flow control valve 31 and the switching pressure control valve 32 to the accumulator is interrupted.
  • Each of the first and second flow control valves 22, 31 makes it possible to pressurize the associated hydraulic lines 21 and 30, respectively, by establishing a connection to the supply line 45 connected to the pressure accumulator 24 via the safety valve block 23.
  • the volume control valves 22 and 31 can be opened in any (intermediate) position, so it is continuous valves that can control a flow. Both volume flow control valves 22, 31 have a position in which the hydraulic lines 21 and 30 are connected directly to the tank 28, so that the respective associated hydraulic cylinder 19, 20 is completely depressurized.
  • the volume flow of pump 26 and pressure accumulator 24 passes directly to the safety valve block 23 and is guided from here to the two volume flow control valves 22, 31 and the switching pressure control valve 32.
  • All system components are separated from the pressure supply, the filling of the accumulator 24 is retained, however.
  • the control of the first hydraulic cylinder 19 and the second hydraulic cylinder 20 are identical in principle, these are realized by means of the volume flow control valves 22, 31. Behind the first volume flow control valve 22, a first aperture 46 is arranged, according to a second aperture 47 is disposed behind the flow control valve 31.
  • the orifices 46, 47 generate a pressure difference depending on the volume flow.
  • the generated pressure difference is in the first volume flow control valve 22 to a first supply line 48 and correspondingly recirculated at the second volume flow control valve 31 to a second supply line 49, wherein the supply lines 48, 49 exert a pressure on the non-illustrated valve piston of the respective valve when pressurized.
  • the pressure difference through the respective orifice 46, 47 acts closing on the control edge of the volume flow control valves 22, 31.
  • the clutch control is independent of the current system pressure or Speicherphilllschreib the pressure accumulator 24.
  • the directional valves are used for controlling the couplings at this point and pressure control valves o.
  • the safety valve block 23 thus fulfills three functions, it closes the reservoir 24, so that no large volume flow has to be discharged into the tank 28, it deposits the system and any residual pressures contained therein directly on the tank 28 and it empties the two hydraulic cylinders 19, 20 on the direct way in the tank 28.
  • the control of the shift cylinder is effected by means of the switching pressure control valve 32 and the rotary valve 33 which is actuated by the stepping motor 50.
  • the switching of the switching pressure control valve 32 means that the output 41 of the Switching pressure control valve is connected to the pressure accumulator 24 and the output 35 is connected to the tank 28.
  • the safety valve assembly 23, the volume flow control valves 22 and 31 and the switching pressure control valve 32 are actuated by electric actuators 57.1 and 57.2 or 57.3 and 57.4.
  • the system shown in Fig. 1 can be operated without pressure sensors. This is possible since the positions of the shift forks and the state of the clutches are detected by means of displacement sensors (not shown here). It can therefore be given via the path signal sufficient information for the valve control to an electronic control system.
  • a system pressure sensor can be replaced by a less expensive displacement sensor on the pressure accumulator. Since the pressure accumulator operates on a diaphragm spring principle, the position of the plate spring z. B. are recorded with a Hall sensor and so the on or off points of the pump can be determined. Should this no longer be ensured by a sensor defect or a malfunction of the electronic control system, the pressure accumulator is protected from overloading by the overpressure valve 29 (pressure relief valve).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Kupplung, die hydraulisch durch einen ersten Hydraulikzylinder betätigt wird und einer zweiten Kupplung, die hydraulisch durch einen zweiten Hydraulikzylinder betätigt wird sowie mehreren hydraulisch betätigten Schaltzylindern zur Schaltung von Gängen, die über eine Schaltventilanordnung mit Druck beaufschlagt werden können. Der erste Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung sind über Sicherheitsventile, die gemeinsam betätigt werden, mit der Druckseite einer Druckeinrichtung verbunden.

Description

Hydraulische Steuerung für ein Doppelkupplunqsgetriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe sowie ein hydraulisches System zur Betätigung eines Doppelkupplungsgetriebes.
Es ist bekannt, Schaltgetriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, hydraulisch zu schalten sowie die beiden Kupplungen hydraulisch zu betätigen.
Ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe ist an sich nicht „fail-safe". Werden beispielsweise beide Getriebestränge bei einem eingelegten Gang gleichzeitig eingekuppelt, so blockiert das Getriebe. Daher ist es notwendig, das Getriebe im Fehlerfall verlässlich und schnell in einen sicheren Zustand zu überführen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine hydraulische Steuerung für ein Doppelkupplungsgetriebe anzugeben, das mit möglichst einfachen Mitteln Schalten und Kuppeln, und mit möglichst nur einer Aktion in einen sicheren Zustand überführt werden kann.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Kupplung, die hydraulisch durch einen ersten Hydraulikzylinder betätigt wird und einer zweiten Kupplung, die hydraulisch durch einen zweiten Hydraulikzylinder betätigt wird sowie mehreren hydraulisch betätigten Schaltzylindern zur Schaltung von Gängen, die über eine Schaltventilanordnung mit Druck beaufschlagt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung über Sicherheitsventile, die gemeinsam betätigt werden, mit der Druckseite einer Druckeinrichtung verbunden sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sicherheitsventile in einer Betriebsstellung den ersten Hydraulikzylinder und den zweiten Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung mit der Druckeinrichtung verbinden und in einer Notstellung den ersten Hydraulikzylinder und den zweiten Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung von der Druckeinrichtung trennen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder in der Notstellung drucklos gemacht werden. Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schaltzylinder in der Notstellung drucklos gemacht werden Mit einer derartigen Ventilanordnung ist es möglich, durch Betätigen eines einzigen Ventils, nämlich des Sicherheitsventils, das gesamte Getriebe einschließlich der Doppelkupplung in einen sicheren Zustand zu überführen, bei dem beide Kupplungen geöffnet sind und der Schaltzustand des Getriebes einge- froren ist. Die Sicherheitsventile sind vorzugsweise in einem Sicherheitsventilblock zusam- mengefasst.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass je ein Schaltzylinder eines Doppelkolbens mit einem Ausgang eines Umschaltventils verbunden ist, wobei das Umschaltventil mehrere Ausgänge umfasst und ein Ausgang mit einem ersten Eingang des Umschaltventils und die restlichen Ausgänge mit einem zweiten Eingang des Umschaltventils hydraulisch leitend verbunden sind und wobei die Schaltzylinder der Doppelkolben, die nicht mit einem Ausgang des Umschaltventils verbunden sind, mit dem zweiten Eingang des Umschaltventils verbunden sind und der erste und zweite Eingang des Umschaltventils wechselweise mit dem hohen oder niedrigen Druck beaufschlagt werden können. Die Kolben von jeweils zwei Schaltzylindern sind vorzugsweise miteinander zu einem Doppelkolben gekoppelt, wobei jeweils ein Schaltzylinder mit einem hohen Druck und die anderen Schaltzylinder mit einem niedrigen Druck beaufschlagt werden kann. Das Umschaltventil ist bevorzugt ein Drehschieberventil. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Eingang des Umschaltventils mit einem ersten Ausgang eines Schaltdruckregelventils und der zweite Eingang des Umschaltventils mit einem zweiten Ausgang des Schaltdruckregelventils verbunden sind, wobei der erste und zweite Ausgang des Schaltdruckregelventils wechselweise mit einem Eingang des Schaltdruckregelventils, an dem der hohe Druck anliegt und einem Eingang, an dem der niedrige Druck anliegt, verbunden werden können. Die Druckeinrichtung ist bevorzugt ein Druckspeicher, der durch eine Hydraulikpumpe mit einem Hydraulikfluid beaufschlagt wird. Der hohe Druck ist bevorzugt in etwa der Druck auf der Druckseite der Hydraulikpumpe und der niedrige Druck in etwa der Druck auf der Saugseite der Hydraulikpumpe. In etwa bedeutet, dass diese Druckwerte durch zwischengeschaltete Glieder z.B. mit einer Drosselwirkung etwas geringer sein können. Der Druck auf der Saugseite der Pumpe ist dabei bevorzugt in etwa der Druck in einem Tank für eine Hydraul ikflüssigkeit und damit etwa der Umgebungsdruck.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Hydraulisches System, insbesondere zur Betätigung eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer ersten Kupplung, die hydraulisch durch einen ersten Hydraulikzylinder betätigt wird und einer zweiten Kupplung, die hydraulisch durch einen zweiten Hydraulikzylinder betätigt wird sowie mehreren hydraulisch betätigten Schaltzylindern zur Schaltung von Gängen, die über eine Schaltventilanordnung mit Druck beaufschlagt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung über Sicherheitsventile, die gemeinsam betätigt werden, mit der Druckseite einer Druckeinrichtung verbunden sind. Weiterbildungen des hydraulischen Systems weisen die in den Unteransprüchen zu dem er- findungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe genannten Merkmale bzw. Merkmalskombinationen auf.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 10, das hier nur schematisch dargestellt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von einem 8-Gang Getriebe ausgegangen mit sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. Die einzelnen Gänge werden von Schaltzylindern 11 , 12, 13 sowie 14 geschaltet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schaltet der Schaltzylinder 11 die Gänge zwei und vier, der Schaltzylinder 12 den Rückwärtsgang sowie Gang sechs, der Schaltzylinder 13 die Gänge fünf und sieben und der Schaltzylinder 14 die Gänge eins und drei. Die Schaltzylinder sind jeweils hydraulisch betätigt und besitzen zwei Endstellungen, die jeweils einem der beiden Gänge entsprechen, sowie eine Mittelstellung, in der keiner der beiden Gänge eingelegt ist. In Fig. 1 schematisch angedeutet ist, dass die Gänge zwei, drei, fünf und sieben, mithin alle ungeraden Gänge, mit einer ersten Getriebeeingangswelle 15 zusammenwirken, die mit einer ersten hydraulisch betätigten Kupplung 16 (Hydraulikkupplung) mit der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ein- bzw. ausgekuppelt werden kann. Entsprechend wirken die Gänge zwei, vier, sechs und der Rückwärtsgang mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 17 zusammen, die mit einer zweiten hydraulisch betätigten Kupplung 18 mit der Kurbelwelle der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ein- bzw. ausgekuppelt werden kann. Die Kupplungen 16 und 18 sind hier nur schematisch dargestellt, es handelt sich um hydraulisch betätigte Nasskupplungen oder auch hydraulisch betätigte Trockenkupplungen. Die erste Kupplung 16 wird dazu von einem ersten Hydraulikzylinder 19 betätigt, die zweite Kupplung 18 wird von einem zweiten Hydraulikzylinder 20 betätigt. Der erste Hydraulikzylinder 19 ist über eine Hydraulikleitung 21 mit einem Volumenstromregelventil 22 verbunden. Das Volumenstromregelventil 22 ist über einen Sicherheitsventilblock 23, welcher mehrere weiter unten erläuterte Ventile umfasst, und eine Druckspeicherleitung 56 mit einem Druckspeicher 24 verbunden. Der Druckspeicher 24 ist über ein Rückschlagventil 25, eine Pumpe 26 sowie über einen Ölfil- ter 27 mit einem Tank 28 verbunden. Die Pumpe 26 fördert aus dem Tank 28 über den Ölfilter 27 Hydrauliköl in den Druckspeicher 24. In der Nähe des Druckspeichers 24 ist des Weiteren ein Überdruckventil 29 angeordnet, das den Maximaldruck in dem Druckspeicher 24 und den - A - nachgeordneten Komponenten begrenzt. Der Druckspeicher 24, Rückschlagventil 25, Pumpe 26 , Ölfilter 27, Tank 28 und Überdruckventil 29 sind Teile einer Druckeinrichtung.
Der zweite Hydraulikzylinder 20 ist über eine Hydraulikleitung 30 mit einem zweiten Volumenstromregelventil 31 verbunden. Das Volumenstromregelventil 31 trennt die Hydraulikleitung 21 in einen Leitungsteil 21.1 , der mit dem Hydraulikzylinder 19 verbunden ist und einen Leitungsteil 21.2, der mit dem Volumenstromregelventil 31 verbunden ist. Entsprechend trennt das Volumenstromregelventil 22 die Hydraulikleitung 30 in einen Leitungsteil 30.1 , der mit dem Hydraulikzylinder 20 verbunden ist und einen Leitungsteil 30.2, der mit dem Volumenstromregelventil 22 verbunden ist.
Das Schaltdruckregelventil 32 hat einen Eingang 34. Ein Ausgang 35 des Schaltdruckregel- ventils 32 ist mit einem Drehschieberventil 33 als Umschaltventil verbunden. Das Drehschieberventil 33 hat einen Eingang 36, der hydraulisch mit Ausgängen 38, 39, 40 und 41 verbunden werden kann. Das Drehschieberventil 33 verfügt neben dem ersten Eingang 36 über einen zweiten Eingang 37, wobei sämtliche Ausgänge 38, 39, 40 oder 41 , die nicht mit dem Eingang 36 verbunden sind, jeweils mit dem zweiten Eingang 37 verbunden sind. Es ist also immer genau ein Ausgang 38 oder 39 oder 40 oder 41 mit dem Eingang 36 verbunden, alle anderen Ausgänge sind mit dem zweiten Eingang 37 verbunden. Das Drehschieberventil 33 wird von einem elektrischen Schrittmotor 50 betätigt. Das Drehschieberventil 33 und das Schaltdruckregelventil 32 werden zusammen als Schaltventilanordnung 51 bezeichnet.
In der Darstellung der Fig. 1 ist der Ausgang 38 mit dem Schaltzylinder 11 an der Seite verbunden, die zum Schalten des zweiten Ganges dient. Der Ausgang 39 ist mit dem Schalt- zylinder 12 an der Seite verbunden, die zum Schalten des Rückwärtsganges dient. Der Ausgang 40 ist mit dem Schaltzylinder 13 an der Seite verbunden, die zum Schalten des fünften Ganges dient und der Ausgang 41 ist mit dem Schaltzylinder 14 an der Seite verbunden, die zum Schalten des ersten Ganges dient. Die jeweils anderen Seiten der Schaltzylinder 11, 12, 13 und 14 sind gemeinsam mit dem Ausgang 42 des Schaltdruckregelventils 32 verbunden. Das Schaltdruckregelventil 32 hat drei Schaltstellungen, wobei in der ersten Schaltstellung der Eingang 34 mit dem Ausgang 35 verbunden, wobei gleichzeitig der Ausgang 42 über eine erste Rückführleitung 43 mit dem Tank 28 verbunden ist. In der zweiten Ventilstellung ist der Eingang 34 mit dem Ausgang 42 verbunden, wobei gleichzeitig der Ausgang 35 über eine Rückführleitung 44 mit dem Tank 28 verbunden ist. Es werden also wechselweise die Ausgänge 35 und 42 mit Druck beaufschlagt, wobei der jeweils andere Ausgang drucklos gemacht wird. Die dritte Schaltstellung befindet sich genau zwischen der ersten und der zweiten. Hier werden sowohl Ausgang 35 als auch Ausgang 42 über die Kanäle 43 und 44 mit dem Tank verbunden, und somit gewährleistet, dass kein Druck in die Schaltzylinder gelangt. Als erster Druck p1 und zweiter Druck p2 werden hier der (hohe) Druck bei einer Verbindung mit dem Druckspeicher 24 bzw. der Druckseite der Pumpe 28 und der (niedrige) Druck bei einer Verbindung mit dem Tank 28 bzw. der Saugseite der Pumpe 26 bezeichnet.
Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst ein erstes Sicherheitsventil 52 um die Verbindung der Zufuhrleitung 45 mit der Druckspeicherleitung 56 zu schließen oder zu öffnen (unterbrechen). Bei geöffnetem ersten Sicherheitsventil 52 sind die Volumenstromregelventile 22, 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 von dem Druckspeicher 24 bzw. der Pumpe 26 abgekoppelt. Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst weiter ein zweites Sicherheitsventil 53, mit dem der Leitungsteil 21.1 und der Leitungsteil 21 mit einer Zuleitung 55 zum Tank 28 verbunden wird. Der Sicherheitsventilblock 23 umfasst weiter ein drittes Sicherheitsventil 54, mit dem der Leitungsteil 30.1 und der Leitungsteil 30 mit der Zuleitung 55 zum Tank 28 verbunden wird. Der Sicherheitsventilblock 23 hat eine Betriebsstellung, bei der das erste Volumenstromregelventil 22, das zweite Volumenstromregelventil 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 mit dem Druckspeicher 24 verbunden sind. In dieser Stellung sind auch die Hydraulikleitungen 21 und 30 druckdicht geschaltet. In der anderen Stellung, der Notstellung, sind die Hydraulikleitungen 21 und 30 auf Tank geschaltet, die Verbindung des ersten Volumenstromregelventils 22, des zweiten Volumenstromregelventils 31 sowie des Schaltdruckregelventils 32 mit dem Druckspeicher ist dabei unterbrochen. Das erste und zweite Volumenstromregelventil 22, 31 ermöglichen es jeweils, die jeweils zugeordnete Hydraulikleitung 21 bzw. 30 mit Druck zu beaufschlagen, indem eine Verbindung zu der Zufuhrleitung 45, die über den Sicherheitsventilblock 23 mit dem Druckspeicher 24 verbunden ist, hergestellt wird.
Die Volumenstromregelventile 22 und 31 können in einer beliebigen (Zwischen-) Stellung geöffnet werden, es handelt sich also um Stetigventile, die einen Volumenstrom steuern können. Beide Volumenstromregelventile 22, 31 verfügen über eine Stellung, bei der die Hydraulikleitungen 21 bzw. 30 direkt mit dem Tank 28 verbunden werden, so dass der jeweils zugeordnete Hydraulikzylinder 19, 20 komplett drucklos ist.
Der Volumenstrom von Pumpe 26 und Druckspeicher 24 gelangt direkt zum Sicherheitsventilblock 23 und wird von hier aus weiter an die beiden Volumenstromregelventile 22, 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 geführt. Bei einer Schaltung des Sicherheitsventilblockes 23 werden alle Systemkomponenten von der Druckzufuhr getrennt, die Füllung des Druckspeichers 24 bleibt jedoch erhalten. Die Ansteuerung des ersten Hydraulikzylinders 19 und des zweiten Hydraulikzylinders 20 sind im Prinzip identisch, diese werden mittels der Volumenstromregelventile 22, 31 realisiert. Hinter dem ersten Volumenstromregelventil 22 ist eine erste Blende 46 angeordnet, entsprechend ist hinter dem Volumenstromregelventil 31 eine zweite Blende 47 angeordnet. Die Blenden 46, 47 erzeugen eine Druckdifferenz abhängig vom Volumenstrom. Die erzeugte Druckdifferenz wird bei dem ersten Volumenstromregelventil 22 auf eine erste Zuleitung 48 und entsprechend bei dem zweiten Volumenstromregelventil 31 auf eine zweite Zuleitung 49 rückgeführt, wobei die Zuleitungen 48, 49 bei Druckbeaufschlagung einen Druck auf den nicht näher dargestellten Ventilkolben des jeweiligen Ventils ausüben. Die Druckdifferenz durch die jeweilige Blende 46, 47 wirkt schließend auf die Steuerkante der Volumenstromregelventile 22, 31. Auf diese Art ist die Kupplungsregelung unabhängig vom momentanen Systemdruck bzw. Speicherfüllzustand des Druckspeichers 24. Wahlweise können zur Regelung der Kupplungen an dieser Stelle auch Druckregelventile o- der Wegeventile verwendet werden.
Zwischen den Volumenstromregelventilen 22, 31 und den Hydraulikzylindern 19, 20 wird das Hydrauliköl noch einmal durch der Sicherheitsventilblock 23 geleitet, und zwar dergestalt, dass bei Betätigung des Sicherheitsventilblockes 23 die Restdrücke der Hydraulikzylinder 19, 20 direkt vom Sicherheitsventilblock 23 in den Tank 28 geleitet werden. Der Sicherheitsventilblock 23 erfüllt demnach drei Funktion, es schließt den Speicher 24, so dass kein großer Volumenstrom in den Tank 28 abgelassen werden muss, es legt das System und darin eventuell enthaltene Restdrücke direkt auf den Tank 28 und es entleert die beiden Hydraulikzylinder 19, 20 auf direktem Weg in den Tank 28. Die Ansteuerung der Schaltzylinder erfolgt mit Hilfe des Schaltdruckregelventils 32 und des Drehschieberventils 33, der von dem Schrittmotor 50 betätigt wird.
Schaltet das Schaltdruckregelventil 32 auf den Tank 28, so sind sieben Zylinder auf den Tank geschaltet und ein Zylinder ist mit Druck beaufschlagt. Dieser wird sich dann entsprechend bewegen. In Fig. 1 ist beispielsweise der Ausgang 40 mit Druck beaufschlagt, so dass sich dieser entsprechend so bewegen wird, dass Gang fünf eingelegt wird. Schaltet das Schaltdruckregelventil 32 um, so befinden sich die sieben Zylinder unter Druck und der achte liegt am Tank 28 und weicht daher in diese Richtung aus. Dies bedeutet in der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Drehschieberventils 33 ein Auslegen von Gang fünf und ein Einlegen von Gang sieben. Das Umschalten des Schaltdruckregelventils 32 bedeutet, dass der Ausgang 41 des Schaltdruckregelventils mit dem Druckspeicher 24 verbunden ist und der Ausgang 35 mit dem Tank 28 verbunden ist.
Die Sicherheitsventilanordnung 23, die Volumenstromregelventile 22 und 31 sowie das Schaltdruckregelventil 32 sind durch elektrische Aktuatoren 57.1 bzw. 57.2 bzw. 57.3 bzw. 57.4 betätigt. Das in Fig. 1 dargestellte System kann ohne Drucksensoren betrieben werden. Dies ist möglich, da die Positionen der Schaltgabeln und der Zustand der Kupplungen mittels hier nicht dargestellter Wegsensoren erfasst werden. Es kann also über das Wegsignal eine ausreichende Information für die Ventilregelung an eine Regelelektronik gegeben werden. Ein Systemdrucksensor kann durch einen kostengünstigeren Wegsensor am Druckspeicher ersetzt werden. Da der Druckspeicher nach einem Tellerfederprinzip funktioniert kann die Position der Tellerfeder z. B. mit einem Hallsensor aufgenommen werden und so die Ein- bzw. Ausschaltpunkte der Pumpe ermittelt werden. Sollte dies durch einen Sensordefekt oder ein Fehlverhalten der elektronischen Steuerung nicht mehr gewährleistet sein, so ist der Druckspeicher durch das Überdruckventil 29 (Druckbegrenzungsventil) vor einer Überlastung geschützt.
Bezugszeichenliste
Doppelkupplungsgetriebe
Schaltzylinder
Schaltzylinder
Schaltzylinder
Schaltzylinder
Erste Getriebeeingangswelle
Erste Kupplung
Zweite Getriebeeingangswelle
Zweite Kupplung
Erster Hydraulikzylinder
Zweiter Hydraulikzylinder
Hydraulikleitung
Erstes Volumenstromregelventil
Sicherheitsventilblock
Druckspeicher
Rückschlagventil
Pumpe
Ölfilter
Tank
Überdruckventil
Hydraulikleitung
Zweites Volumenstromregelventil
Schaltdruckregelventil
Drehschieberventil
Eingang
Ausgang
Erster Eingang des Drehschieberventils 33
Zweiter Eingang des Drehschieberventils 33
Ausgang
Ausgang
Ausgang
Ausgang 2 Ausgang 3 Erste Rückführleitung 4 Zweite Rückführleitung 5 Zufuhrleitung
46 Erste blende
47 Zweite Blende
48 Erste Zuleitung Volumenstromregelventil 31
49 Zweite Zuleitung Volumenstromregelventil 31
50 Schrittmotor
51 Schaltventilanordnung
52 Erstes Sicherheitsventil
53 Zweites Sicherheitsventil
54 Drittes Sicherheitsventil
55 Zuleitung zum Tank 28
56 Druckspeicherleitung 57.1, 57.2, Aktuatoren
57.3, 57.4

Claims

Patentansprüche
1. Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Kupplung (16), die hydraulisch durch einen ersten Hydraulikzylinder (19) betätigt wird und einer zweiten Kupplung (18), die hydraulisch durch einen zweiten Hydraulikzylinder (20) betätigt wird sowie mehreren hydraulisch betätigten Schaltzylindern (11, 12, 13, 14) zur Schaltung von Gängen, die über eine Schaltventilanordnung (51) mit Druck (p1 , p2) beaufschlagt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (19) und der zweite Hydraulikzylinder (20) und die Schaltventilanordnung (51) über Sicherheitsventile (52, 53, 54), die gemeinsam betätigt werden, mit der Druckseite einer Druckeinrichtung (24, 25, 26, 27, 28) verbunden sind.
2. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsventile (52, 53, 54) in einer Betriebsstellung den ersten Hydraulikzylinder und den zweiten Hydraulikzylinder und die Schaltventilanordnung mit der Druckeinrichtung (24, 25, 26, 27, 28) verbinden und in einer Notstellung den ersten Hydraulikzylinder (19) und den zweiten Hydraulikzylinder (20) und die Schaltventilanordnung (51) von der Druckeinrichtung (24, 25, 26, 27, 28) trennen.
3. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (19) und der zweite Hydraulikzylinder (20) in der Notstellung Drucklos gemacht werden.
4. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzylinder (11 , 12, 13, 14) in der Notstellung Drucklos gemacht werden.
5. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsventile (52, 53, 54) in einem Sicherheitsventilblock (23) zusammenge- fasst sind.
6. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben von jeweils zwei Schaltzylindern (11 , 12, 13, 14) miteinander zu einem Doppelkolben gekoppelt sind, wobei jeweils ein Schaltzylinder (11 , 12, 13, 14) mit einem hohen Druck (p1) und die anderen Schaltzylinder mit einem niedrigen ( p2) Druck beaufschlagt werden kann.
7. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Schaltzylinder (11 , 12, 13, 14) eines Doppelkolbens mit einem Ausgang (38, 39, 40, 41) eines Um- schaltventils (33) verbunden ist, wobei das Umschaltventil (33) mehrere Ausgänge (38, 39, 40, 41) umfasst und ein Ausgang (38, 39, 40, 41) mit einem ersten Eingang (36) des Umschaltventils (33) und die restlichen Ausgänge (38, 39, 40, 41) mit einem zweiten Eingang (37) des Umschaltventils (33) hydraulisch leitend verbunden sind und wobei die Schaltzylinder (11, 12, 13, 14) der Doppelkolben, die nicht mit einem Ausgang des Umschaltventils verbunden sind, mit dem zweiten Eingang (37) des Umschaltventils (33) verbunden sind und der erste und zweite Eingang (36, 37) des Umschaltventils (33) wechselweise mit dem hohen Druck (p1) oder dem niedrigen (p2) Druck beaufschlagt werden können.
8. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang des Umschaltventils (33) mit einem ersten Ausgang (35) eines Schaltdruckregelventils (32) und der zweite Eingang (37) des Umschaltventils mit einem zweiten Ausgang (42) des Schaltdruckregelventils (32) verbunden sind, wobei der erste und zweite Ausgang (35, 40) des Schaltdruckregelventils (32) wechselweise mit einem Eingang des Schaltdruckregelventils (32), an dem der hohe Druck (p1) anliegt und einem Eingang, an dem der niedrige Druck (p2) anliegt, verbunden werden können.
9. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (33) ein Drehschieberventil ist.
10. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung ein Druckspeicher (24) ist, der durch eine Pumpe (26) mit einem Hydraulikfluid beaufschlagt wird.
11. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der hohe Druck (p1) in etwa der Druck auf der Druckseite der Hydraulikpumpe und der niedrige Druck (p2) in etwa der Druck auf der Saugseite der Hydraulikpumpe ist.
12. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf der Saugseite der Pumpe in etwa der Druck in einem Tank für eine Hydraulikflüssigkeit ist.
13. Hydraulisches System, insbesondere zur Betätigung eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer ersten Kupplung (16), die hydraulisch durch einen ersten Hydraulikzylinder (19) betätigt wird und einer zweiten Kupplung (18), die hydraulisch durch einen zweiten Hydraulikzylinder (20) betätigt wird sowie mehreren hydraulisch betätigten Schaltzylindern (11 , 12, 13, 14) zur Schaltung von Gängen, die über eine Schaltventilanordnung (51) mit Druck (p1 , p2) beaufschlagt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (19) und der zweite Hydraulikzylinder (20) und die Schaltventilanordnung (51) über Sicherheitsventile (52, 53, 54), die gemeinsam betätigt werden, mit der Druckseite einer Druckeinrichtung (24, 25, 26, 27, 28) verbunden sind.
14. Hydraulisches System nach Anspruch 13 mit einem Merkmal oder einer Merkmalskombination nach einem der Ansprüche 2 bis 12.
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