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DE60308833T2 - Hydraulische Anordnung für Fahrzeuggetriebe - Google Patents

Hydraulische Anordnung für Fahrzeuggetriebe Download PDF

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DE60308833T2
DE60308833T2 DE60308833T DE60308833T DE60308833T2 DE 60308833 T2 DE60308833 T2 DE 60308833T2 DE 60308833 T DE60308833 T DE 60308833T DE 60308833 T DE60308833 T DE 60308833T DE 60308833 T2 DE60308833 T2 DE 60308833T2
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DE
Germany
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pump
hydraulic
pressure
inlet
outlet
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE60308833T
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English (en)
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DE60308833D1 (de
Inventor
Francis Maria Antonius Van Der Sluis
Wilhelmus Johannes Maria Van Wijk
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of DE60308833D1 publication Critical patent/DE60308833D1/de
Publication of DE60308833T2 publication Critical patent/DE60308833T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control 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
    • F16H61/0021Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025Supply of control fluid; Pumps therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps; Pressure control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control 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
    • F16H61/66Control 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 continuously variable gearings
    • F16H61/662Control 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 continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H2061/66286Control for optimising pump efficiency

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung, insbesondere für ein stufenlos verstellbares Fahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Solch eine hydraulische Anordnung und solch ein Getriebe sind in der Technik, zum Beispiel aus den europäischen Patentveröffentlichungen EP-A-0 502 263 und EP-A-0 826 910, allgemein bekannt. Die bekannten hydraulischen Anordnungen sind mit einem Aktivierungssystem versehen, das mit einem Hydraulikfluidstrom durch eine Pumpenanordnung versorgt wird, wobei die Pumpenanordnung zwei Pumpen umfasst, deren hydraulische Verbindung mittels eines Schaltventils zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus geschaltet werden kann. Bei den bekannten Anordnungen ist solch ein Modus dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen parallel arbeiten, das heißt, beide Pumpen führen einen Druckfluidstrom in die Hauptleitung des Aktivierungssystems ab, während im jeweils anderen Betriebsmodus der in die Hauptleitung abgeführte Strom in erster Linie, das heißt effektiv, durch nur eine Pumpe bestimmt wird und/oder die Druckbeaufschlagung des Fluids in erster Linie, das heißt effektiv, durch uur eine Pumpe bestimmt wird. Im letzteren Modus führt die jeweils andere Pumpe entweder das Fluid aus ihrem Auslass im Wesentlichen direkt zu ihrem Einlass, das heißt wird im Wesentlichen ohne eine Druckdifferenz zwischen ihrem Einlass und Auslass betrieben, oder führt als Alternative das Fluid zum Einlass der einen Pumpe.
  • Das Schaltventil der bekannten hydraulischen Anordnungen wird durch eine ein sogenanntes Magnetventil, das heißt ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, verwendende Pumpensteuervorrichtung elektronisch gesteuert. Die Pumpensteuervorrichtung arbeitet in Abhängigkeit von einem oder mehreren Betriebsbedingungen des Aktivierungssystems und/oder des dadurch zu aktivierenden Systems, zum Beispiel des Getriebes. Der Pumpensteuervorrichtung werden Signale zugeführt, die solche Betriebsbedingungen darstellen, wobei diese Signale durch einen logisch programmierten Teil der Pumpensteuervorrichtung interpretiert werden, um die genauen Umstände zu bestimmen, unter denen die Pumpenanordnung zwischen den Betriebsmodi geschaltet werden soll und um solch ein Schalten, falls erforderlich, zu bewirken. Das Magnetventil dient dazu, ein elektronisches Schaltsignal der Pumpensteuervorrichtung in ein hydraulisches Schaltsignal, das das Schaltventil schalten kann, umzuwandeln.
  • Allgemein ist solch ein Schalten zwischen Betriebsmodi dazu erwünscht, eine von der Pumpenanordnung erforderliche Antriebskraft zu verringern, wenn von dem Aktivierungssystem nur ein relativ kleiner Hydraulikfluidstrom, das heißt ein Strom, der durch den Betrieb von nur einer der Pumpen abgeführt werden kann, erforderlich ist. Der Stromverbrauch der jeweils anderen Pumpe kann dann verringert werden, indem eine Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckeinlass für Hydraulikfluid, das heißt die Pumpensaugöffnung, und dem Hochdruckauslass dafür, das heißt die Pumpenabführöffnung, der jeweils anderen Pumpe auf ein Minimum reduziert wird, indem zum Beispiel eine direkte hydraulische Verbindung dazwischen bereitgestellt wird. Deshalb betreffen die oben genannten Betriebsbedingungen allgemein den Hydraulikfluidstrom, der von dem Aktivierungssystem benötigt wird, und/oder sind dafür repräsentativ, und umfassen in der Regel die Druckhöhe der Hauptleitung, wobei dieser Druck nur auf einer gewünschten Höhe gehalten werden kann, wenn der von der Pumpenanordnung abgeführte Strom gleich solch einem benötigten Strom ist oder diesen übertrifft.
  • Obgleich das bekannte System Antriebsleistung einsparen kann, indem es während des Betriebs des Aktivierungssystems aktiv zwischen den Betriebsmodi der Pumpenanordnung schaltet, hat sich in der Praxis herausgestellt, dass es schwierig ist, solch ein Schalten genau im richtigen Augenblick zu bewerkstelligen, so dass in der Praxis entweder die Stromersparnis möglicherweise nicht optimal ist oder der zur Verfügung stehende Hydraulikfluidstrom möglicherweise kritisch wird oder unter dem von dem Aktivierungssystem erforderlichen liegt. Gemäß der Erfindung ist dieses Problem in erster Linie auf die Schwierigkeiten und die Unmöglichkeit zurückzuführen, die beim Programmieren der Steuerlogik der Pumpensteuervorrichtung erfahren werden. Als Beispiel hierfür wird erwähnt, dass im Allgemeinen nur eine begrenzte Anzahl von die Betriebsbedingungen darstellenden Signalen dazu zur Verfügung steht, in die Pumpensteuervorrichtung eingegeben zu werden, so dass es unmöglich ist, den Hydraulikfluidstrom, der tatsächlich von dem Aktivierungssystem benötigt wird, genau zu bestimmen, zumindest nicht unter allen möglichen Umständen. Ein weiteres Beispiel ist, dass sich solch ein tatsächlich benötigter Strom bei dem stufenlos verstellbaren Getriebe relativ schnell ändern kann, zum Beispiel wenn ein schnelles Schalten des Übersetzungsverhältnisses eingeleitet wird. Es hat sich als schwierig herausgestellt, solch einem schnellen Schalten durch ein gleichermaßen schnelles Schalten zwischen den Betriebsmodi der Pumpenanordnung unter Verwendung der bekannten Pumpensteuervorrichtung Rechnung zu tragen. Schließlich sei angemerkt, dass die bekannte Pumpensteuervorrichtung relativ teuer ist, da sie eine elektronische Logik, Programmierung sowie Magnetventile erfordert.
  • Des Weiteren gilt die nicht vorveröffentlichte internationale Patentanmeldung PCT/DE03/01194 nach Art. 54(3) EPÜ als Stand der Technik. Diese Schrift zeigt ein ähnliches Hydrauliksystem, das auch mit einer schaltbaren Pumpenanordnung versehen ist, wobei das Schalten in Abhängigkeit von einem Druck im Abführweg des Aktivierungssystems bewirkt wird, wobei dieser Druck mittels einer im Abführweg vorgesehenen passiven hydraulischen Drosselung bewirkt wird, und wobei sich dieser Druck somit in Abhängigkeit von der Hydraulikmittelstrommenge darin ändert.
  • Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer hydraulischen Anordnung mit einer verbesserten schaltbaren Pumpenanordnung, die einen genaueren Betrieb gewährleistet und vorzugsweise auch im Vergleich zu der bekannten Pumpensteuervorrichtung kostengünstiger ist. Gemäß der Erfindung wird solch eine Aufgabe auf günstige Weise in der Anordnung nach Anspruch 1 erreicht.
  • Das Schaltventil gemäß der Erfindung wird gemäß einer weiteren Druckhöhe gesteuert, die in einem anschließenden Leitungsabschnitt des Aktivierungssystems gesteuert wird, dem durch das Hauptleitungsdruckentlastungsventil ein Hydraulikfluidstromüberschuss zugeführt wird, statt gemäß dem Hauptleitungsdruck selbst. Wenn der von der Pumpenanordnung in die Hauptleitung abgeführte Hydraulikfluidstrom nicht dazu ausreicht, den regelmäßigen Betrieb des gesamten Aktivierungssystems zu unterhalten, wird der oben genannte Überschussstrom von der Hauptleitung in den anschließenden Leitungsabschnitt – potentiell auf solch eine niedrige Höhe – reduziert, dass die weitere Druckhöhe nicht aufrechterhalten werden kann, das heißt ein Abfall der weiteren Druckhöhe sagt einen unmittelbar bevorstehenden Hauptleitungsdruckverlust voraus. Dieser Druckabfall wird dazu verwendet, die Pumpenanordnung von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wodurch ein vergrößerter Hydraulikfluidstrom bereitgestellt wird, der in die Hauptleitung gepumpt wird, und der unmittelbare Druckabfall des Hauptleitungsdrucks tritt nicht auf.
  • Dies bringt natürlich den Vorteil mit sich, dass der Hauptleitungsdruck auf seiner erforderlichen Höhe gehalten wird und die kritischen Funktionen des zu aktivierenden Systems effektiv ausgeführt werden können.
  • Gemäß der Erfindung kann der weitere Druck speziell für den oben genannten Zweck bewirkt werden. Als Alternative dazu kann eine andere Druckhöhe im Aktivierungssystem als der Leitungsdruck als der weitere Druck dienen. Vorzugsweise kann die niedrigste Höhe des gesteuerten Drucks im Aktivierungssystem, die in der Regel für Schmierzwecke verwendet wird, für diesen Zweck verwendet werden, da diese Druckhöhe normalerweise der erste Druck ist, der beeinflusst wird, wenn der von der Pumpenanordnung dem Aktivierungssystem zugeführte Fluidstrom nicht zum Unterhalten seines vollen Betriebs ausreicht.
  • Des Weiteren stellt die Erfindung die Option bereit, das Schalten der Pumpenanordnung auf eine vollständig hydraulische und besonders kostengünstige Weise, das heißt ohne Erfordernis einer elektronischen Pumpensteuervorrichtung mit dem Magnetventil, zu bewerkstelligen. Gemäß der Erfindung wird solch ein Vorteil durch Versehen des Schaltventils der Pumpenanordnung mit einer hydraulischen Aktivierungsleitung realisiert, die mit dem Aktivierungssystem an dem Leitungsabschnitt, an dem die weitere Druckhöhe herrscht, verbunden ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft weiter erläutert; darin zeigen:
  • 1 ein Schema einer hydraulischen Anordnung nach dem Stand der Technik für ein stufenloses Getriebe, das mit einem hydraulischen Aktivierungssystem und einer schaltbaren Pumpenanordnung mit zwei Pumpen versehen ist;
  • 2 eine graphische Darstellung eines von der bekannten Pumpenanordnung erzeugten Hydraulikfluidstroms;
  • 3 eine Verbesserung der Anordnung von 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Schalten der Pumpenanordnung in Abhängigkeit von einem im Aktivierungssystem vorherrschenden Schmierdruck gesteuert wird;
  • 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Kombination mit einer hydraulischen Anordnung, die mit einer anderen bekannten Pumpenanordnung versehen ist;
  • 5 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wie sie auf noch eine andere bekannte Pumpenanordnung angewandt wird;
  • 6 eine vierte Ausführungsform der Erfindung in Kombination mit einer hydraulischen Anordnung, die mit einer neuen Pumpenanordnung versehen ist;
  • 7 eine sechste Ausführungsform der Erfindung in Kombination mit noch einer anderen neuen Pumpenanordnung; und
  • 8 eine Modifikation der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach 7.
  • In den Figuren beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische oder zumindest vergleichbare technische Merkmale. Die in den Figuren dargestellten hydraulischen Ventile in den Anordnungen werden schematisch gezeigt und weisen eine allgemein bekannte Konstruktion auf, das heißt sie sind mit einem Ventilkörper versehen, der beweglich in einem Gehäuse vorgesehen ist, um eine oder mehrere hydraulische Verbindungen zwischen zwei oder mehr Hydraulikleitungen herzustellen und zu unterbrechen oder sogar zu drosseln. Die Ventile können entweder durch eine oder mehrere durch Aktivierungsleitungen, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind, an das Ventil angelegte Druckhöhen, durch eine Feder, die durch eine Zickzacklinie dargestellt ist, oder durch ein Magnetventil, das durch ein schwarzes Dreieck in einem Rechteck dargestellt wird, betrieben werden, das heißt die Position des Ventilkörpers kann dadurch beeinflusst werden.
  • 1 zeigt ein stufenloses Getriebe 1 für ein Kraftfahrzeug und eine hydraulische Anordnung 10, 50 dafür gemäß dem Stand der Technik. Obgleich die Erfindung in Kombination mit dieser bestimmten Art von Getriebe 1 dargestellt wird, kann sie tatsächlich auch in hydraulischen Anordnungen 10, 50 angewandt werden, die allgemein eine schaltbare Pumpenanordnung 50 aufweisen.
  • Das stufenlose Getriebe 1 ist mit einer Primärrolle 2, die zum Beispiel durch einen Motor eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) angetrieben werden kann, und einer Sekundärrolle 3, die zum Beispiel die angetriebenen Räder eines solchen Fahrzeugs (nicht dargestellt) antreiben kann, die durch einen (nicht dargestellten) Antriebsriemen miteinander verbunden sind, versehen. Jede Rolle umfasst eine festgelegte Kegelscheibe 5 und eine axial bewegliche Kegelscheibe 4. Jede bewegliche Scheibe 4 kann durch einen in einem Zylinderraum 7 herrschenden und ausgeübten Hydraulikdruck und einen Kolben 6 zur festgelegten Scheibe 5 der jeweiligen Rolle 2, 3 gedrückt werden, wodurch die Druckhöhe und das Druckverhältnis solcher Primär- und Sekundärrollendrücke den Betrieb des Getriebes bestimmen und aktivieren. Die hydraulische Anordnung 10, 50 ist zur Steuerung der Rollendrücke auf eine jeweils gewünschte Höhe vorgesehen.
  • Die bekannte hydraulische Anordnung 10, 50 umfasst eine Pumpenanordnung 50, die einen Hydraulikfluidstrom mit einer Hauptleitung 12 eines hydraulischen Aktivierungssystems 10 hydraulisch verbindet und darin abführt, das heißt zuführt. Obgleich mehrere Arten von Aktivierungssystemen bekannt sind, wird die Erfindung in Kombination mit einem sogenannten Master-/Slave-Aktivierungssystem 10 dargestellt, bei dem der Druck in der Hauptleitung 12, der Hauptleitungsdruck P12, durch ein elektromagnetisch betriebenes Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 gesteuert wird. Der Hauptleitungsdruck P12 dient als der Sekundärrollendruck; das heißt die Hauptleitung 12 ist mit dem Zylinderraum 7 der Sekundärrolle 3 hydraulisch verbunden. Ein elektromagnetisch betätigtes weiteres oder Übersetzungsverhältnissteuerventil 19 ist hydraulisch mit der Hauptleitung 12 verbunden und wird zur Steuerung des Primärrollendrucks P20 in einer Hydraulikleitung 20 verwendet, die mit dem Zylinderraum 7 der Primärrolle 2 hydraulisch verbunden ist, indem der Hauptleitungsdruck P12 auf eine für den Primärrollendruck P20 gewünschte Höhe verringert wird.
  • Das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 gibt einen von der Pumpenanordnung 50 zugeführten Stromüberschuss in einen Abführweg ab, sobald der Hauptleitungsdruck P12 eine erforderliche Augenblicksdruckhöhe überschreitet. Der Abführweg enthält mehrere Hydraulikleitungsabschnitte 14, 16 und 18, die durch weitere Entlastungsventile 15 und 17 getrennt werden und jeweils einen jeweiligen Hydraulikfluidstromüberschuss in einen nächsten Leitungsabschnitt 14, 16 oder 18 abgeben. Zum Beispiel ist ein Leitungsabschnitt 14 zur Zuführung eines auf einen Hilfsdruck P14 druckbeaufschlagten Fluids zum Betrieb von hydraulischen Hilfsverbrauchern, wie zum Beispiel Getriebekupplungen, enthalten, und es ist ein anschließender Leitungsabschnitt 16 zur Zuführung eines auf einen Schmierdruck P16 druckbeaufschlagten Fluids zur Schmierung von Getriebekomponenten, wie zum Beispiel des Antriebsriemens, enthalten. Das Entlastungsventil 17 zur Steuerung des Schmierdrucks P16 gibt schließlich einen jeweiligen Stromüberschuss über einen Rückleitungsabschnitt 18 in einen sogenannten Ölsumpf 11 ab, der auf Umgebungsdruck, das heißt atmosphärischem Druck, betrieben wird und als Fluidquelle 11 für die Pumpenanordnung 50 dient.
  • In der dargestellten hydraulischen Konfiguration sind die jeweiligen Leitungsabschnitte 14, 16 und 18 des Abführwegs in einer so genannten Kaskaden-Konfiguration angeordnet, das heißt in jedem Leitungsabschnitt 14, 16 und 18 herrscht eine unterschiedliche Druckhöhe, die unbedingt niedriger ist als der in einem vorangehenden Leitungsabschnitt 12, 14 und 16 herrschende Druck, wobei der Hydraulikleitungsdruck P12 die größte gesteuerte Druckhöhe des Aktivierungssystems 10 ist und der Schmierdruck P16 die kleinste gesteuerte Druckhöhe davon ist, wobei dieser letztere Druck P16 im Allgemeinen nur etwas – um ein paar Bar – höher ist als der Umgebungsdruck in der Fluidquelle 11. Das Aktivierungssystem 10 und die Pumpenanordnung 50 bilden ein geschlossenes System für Hydraulikfluid, was bedeutet, dass sämtliches durch die Pumpenanordnung 50 in die Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 abgeführte Fluid schließlich zur Fluidquelle 11 zurückkehrt, einschließlich etwaiger Leckströme.
  • Die oben erwähnten elektromagnetisch betätigten Ventile 13 und 19 bestimmen somit den Betrieb des Getriebes und aktivieren ihn. Sie werden durch eine (nicht dargestellte) Getriebesteuervorrichtung elektronisch gesteuert, die in Abhängigkeit von mehreren Variablen, wie zum Beispiel dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes, der Drehzahl der Primär- und der Sekundärrolle 2, 3, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugbeschleunigung, einer Position usw. auf allgemein bekannte Weise betrieben wird. Hierfür enthält die Getriebesteuervorrichtung Magnetventile 31 und 32 zur Umwandlung von durch die Getriebesteuervorrichtung erzeugten elektronischen Ventilsteuersignalen in hydraulische Signale, die die Ventile 13 bzw. 19 betreiben können.
  • Die Pumpenanordnung 50 führt einen Hydraulikfluidstrom auf einem Hauptleitungsdruck P12, der durch das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 bestimmt wird, direkt in die Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10, wobei dieses Fluid von der Pumpenanordnung 50 entweder direkt von der Rückleitung 18 des Abführwegs oder von der Fluidquelle 11 angesaugt wird, wodurch ein Fluidfilter 22 zwischen der Fluidquelle 11 und der Pumpenanordnung 50 vorgesehen sein kann. Die Pumpenanordnung 50 umfasst zwei Pumpen 51 und 52, die jeweils eine Saugöffnung oder einen Einlass 53 und eine Abführöffnung oder einen Auslass 54 zum Anziehen bzw. Abführen von Hydraulikfluid aufweisen.
  • Die hydraulische Verbindung der Pumpen 51 und 52 der Pumpenanordnung 50, die aus der EP-A-0 502 263 bekannt ist und in 1 gezeigt wird, ist derart, dass sie durch Steuermittel 6069, die ein durch ein elektronisch gesteuertes Magnetventil 61 betätigtes Schaltventil 60 enthalten, zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus geschaltet werden können. Im zweiten Betriebsmodus werden die Pumpen 51 und 52 parallel betrieben, das heißt beide Pumpen 51, 52 führen einen Hydraulikfluidstrom in die Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 ab (wobei in diesem zweiten Modus das Schaltventil 60 in 1 dargestellt ist), während im ersten Betriebsmodus solch ein Strom in die Hauptleitung 12 in erster Linie, das heißt effektiv, allein durch die erste Pumpe 51 bestimmt wird. In diesem ersten Modus ist der Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 durch Rückkopplungsleitungsabschnitte 62 direkt mit ihrem Einlass 53 verbunden, so dass diese zweite Pumpe 52 im Wesentlichen ohne Druckbeaufschlagung von Hydraulikfluid arbeitet und somit kaum irgendeine Antriebskraft benötigt. Ein Einwegeventil 63 ist zwischen dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 und der Hauptleitung 12 vorgesehen, um in beiden Betriebsmodi einen ordnungsgemäßen Betrieb der Pumpenanordnung 50 zu gewährleisten. Diese bekannte Pumpenanordnung 50 wird als Einzel-/Doppel-Anordnung bezeichnet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bekannt ist, die Pumpen 51, 52 in eine einzige Pumpenkonstruktion einzubauen, insbesondere bei einer so genannten Rollenzellen- oder Drehflügelpumpenart. Des Weiteren ist bekannt, die Pumpen 51, 52 durch eine einzige Antriebsleistungsquelle anzutreiben. Solch eine Antriebsleistungsquelle kann ein eigener Elektromotor sein, jedoch ist auch bekannt, eine von der Pumpenanordnung 50 erforderliche Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs abzuzweigen, in dem die Anordnung 50 angewendet sein kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Pumpenanordnung 50 mit zwei oder mehr Pumpen 51, 52, die gleichzeitig von dem Motor eines Kraftfahrzeugs angetrieben werden, weil bei getrennt und/oder eigens angetriebenen Pumpen alternative Verfahren zur Einsparung von Antriebsleistung zur Verfügung stehen.
  • In 2 wird ein Beispiel für die Förderleistung einer Pumpenanordnung 50, das heißt den in die Hauptleitung 12 abgeführten Hydraulikfluidstrom, als Funktion einer Drehzahl, mit der die Pumpen 51, 52 der Anordnung 50 angetrieben werden, dargestellt. Leitung A zeigt den Strom im ersten Betriebsmodus und Leitung B im zweiten Betriebsmodus. In diesem Beispiel erfordert das Aktivierungssystem 10 einen Mindeststrom von 20 und somit ist die Pumpenanordnung 50 zwischen dem zweiten Betriebsmodus (Leitung B) und dem Energie sparenden ersten Betriebsmodus (Leitung A) auf einer kritischen Pumpendrehzahl von ca. 2800 geschaltet (Übergangsleitung C). Es sei darauf hingewiesen, dass sich in der Praxis die kritische Pumpendrehzahl in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Getriebes 1, wie zum Beispiel der Höhe des Hauptleitungsdrucks P12, ändern kann. Deshalb wird eine (nicht gezeigte) Pumpensteuervorrichtung bereitgestellt, der Signale zugeführt werden, die die relevanten Betriebsbedingungen darstellen, und die bestimmt, wann die Pumpenanordnung 50 zwischen den Betriebsmodi geschaltet werden soll, und die das Magnetventil 61 zur Bewirkung eines Hydraulikdrucks zur Steuerung des Schaltventils 60 aktiviert, das gemäß damit einen besonderen Betriebsmodus der Pumpenanordnung 50 einlegt.
  • Diese bekannte hydraulische Anordnung 10, 50 und insbesondere deren Pumpenanordnung 50 eignet sich zur Einsparung von Energie, insbesondere bei einer relativ hohen Pumpendrehzahl, weist aber auch die oben angeführten Probleme und Nachteile auf.
  • In 3 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die von der in 1 dargestellten und besprochenen bekannten Pumpenanordnung 50 abweicht. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung 50 wird das Schaltventil 60 gemäß einer weiteren Druckhöhe P14 oder P16 gesteuert, die in einem Leitungsabschnitt 14 oder 16 des Aktivierungssystems 10 gesteuert wird, der einen durch das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 in den Abführweg abgegebenen Hydraulikfluidstromüberschuss empfängt. Hierbei wird eine solche Steuerung durch eine Aktivierungsleitung 64 des Steuermittels 6069 zum Schalten der Pumpenanordnung 50 realisiert, wodurch der weitere Druck P14; P16 das Schaltventil 60 aktivieren kann. Insbesondere wird der weitere Druck P14; P16 an den Ventilkörper des Schaltventils 60 angelegt und bewirkt eine Steuerkraft daran, wobei diese Kraft gegen eine entgegengesetzt ausgerichtete Federkraft wirkt. Wenn der im ersten Betriebsmodus durch die Pumpenanordnung 50 der Hauptleitung 12 zugeführte Strom für den regelmäßigen, das heißt vollen und normalen, Betrieb des Aktivierungssystems 10 ausreicht, befindet sich der weitere Druck P14; P16 auf seiner normalen, das heißt gewünschten Höhe, und die Steuerkraft reicht aus, der Federkraft entgegenzuwirken. In dieser Situation stellt das Schaltventil 60 zusammen mit den Rückkopplungsleitungsabschnitten 62 eine hydraulische Verbindung direkt von dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 zu ihrem Einlass 53 bereit, und die Pumpenanordnung 50 befindet sich in dem ersten Betriebsmodus. Wenn jedoch aus irgendeinem Grunde der Strom ungenügend wird, kann das Aktivierungssystem 10 den weiteren Druck P14; P16 nicht auf seiner normalen Höhe halten, und die Steuerkraft wird demgemäß verringert, wodurch die Federkraft den Ventilkörper des Schaltventils 60 (in 3 nach links) verschieben kann. Dadurch schaltet die Pumpenanordnung 50 von dem ersten in den zweiten Betriebsmodus, wobei das Schaltventil 60 die hydraulische Verbindung zwischen dem Auslass 54 und dem Einlass 53 der zweiten Pumpe 52 sperrt und wobei beide Pumpen 51 und 52 parallel arbeiten (wobei in 3 das Schaltventil 60 in diesem zweiten Modus dargestellt ist) und beide ihren Abführstrom effektiv direkt in die Hauptleitung 12 zuführen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform dient die niedrigste gesteuerte Druckhöhe im Aktivierungssystem 10, das heißt der Schmierdruck P16, als die weitere Druckhöhe. Dies wird als vorteilhaft betrachtet, weil ein vorübergehender Abfall des Schmierdrucks P16 normalerweise den Betrieb des Aktivierungssystems 10 oder des zu aktivierenden Systems nicht beeinträchtigt. Des Weiteren ist solch eine niedrigste gesteuerte Druckhöhe normalerweise der erste gesteuerte Druck P16, der durch das Aktivierungssystem 10 nicht auf seiner gewünschten Höhe gehalten werden kann, wodurch günstigerweise ein unmittelbar bevorstehender Abfall des Hauptleitungsdrucks P12 vorhergesagt werden kann, der somit durch das rechtzeitige Schalten zwischen den Betriebsmodi der Pumpenanordnung 50 aufrechterhalten werden kann. Bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung 10, 50 kann der Hauptleitungsdruck P12 somit auf seiner erforderlichen Höhe gehalten werden, und die kritischen Funktionen des zu aktivierenden Systems sind gewährleistet.
  • Durch Beaufschlagen einer solchen Lenkverbindung 64 zwischen dem Schaltventil 60 und dem Abführleitungsabschnitt 16 mit einem abgeleiteten Druck P16 wird die zweite Pumpe 52 sofort eingeschaltet, wenn dies erforderlich ist, das heißt rechtzeitig eingeschaltet. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Energiegewinn erzielt wird, da bei der bekannten elektronischen Steuerung, eine Interpretation von Signalen, die zwischen Aufnahme, Interpretation und Zuführung von Signalen erforderliche Zeit sowie die Sicherheitsspanne und die Zeit, die normalerweise angelegt wird, zu einem zu frühen Einschalten der zweiten Pumpe 52 führen. Abgesehen von der verbesserten Robustheit und Effizienz der hydraulischen Anordnung 10, 50, die durch das neue Schaltverfahren gewonnen werden, weist letztere auch den wirtschaftlichen Vorteil auf, dass das Magnetventil 61 nicht mehr erforderlich ist.
  • Des Weiteren kann durch Verwenden eines Proportional-Schaltventils 60 günstigerweise ein allmähliches Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von der weiteren Druckhöhe, zum Beispiel dem Schmierdruck P16, erhalten werden, der zum Beispiel in 2 durch die gestrichelte Linie D gezeigt wird. Diese Schaltart ist mit dem Vorteil verbunden, dass die plötzliche Änderung des Abführstroms der Pumpenanordnung 50 und eine möglicherweise damit verbundene Druckschwankung, die bei der vorbekannten Schaltart der Pumpenanordnung 50 bei Folgen der Übergangslinie C in 2 auftreten würden, weitgehend vermieden werden.
  • 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf eine andere Art von Pumpenanordnung 50 angewandt wird und wiederum aus der EP-A-0 826 910 bekannt ist. Auch bei dieser Anordnung 50 können die Pumpen 51 und 52 parallel arbeiten, das heißt beide Pumpen 51, 52 führen im zweiten Betriebsmodus (wobei dieser zweite Modus in 4 dargestellt wird) einen Hydraulikfluidstrom in die Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 ab, während im ersten Betriebsmodus der der Hauptleitung 12 effektiv zugeführte Strom in erster Linie allein durch die erste Pumpe 51 bestimmt wird. In diesem ersten Betriebsmodus ist der Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 mittels der Rückkopplungsleitungsabschnitte 62 hydraulisch mit dem Einlass 53 der ersten Pumpe 51 verbunden. Des Weiteren ist zwischen dem Einlass 53 der ersten Pumpe 51 und der Fluidquelle 11 ein federvorbelastetes Einwegeventil 65 vorgesehen, um einen Auslassdruck P52 der zweiten Pumpe 52 im ersten Betriebsmodus zu begrenzen und zu gestatten, dass im zweiten Betriebsmodus Fluid von der Fluidquelle 11 zum Einlass 53 der ersten Pumpe 51 gesaugt wird. In diesen beiden Betriebsmodi wird das federvorbelastete Einwegeventil 65 hydraulisch aktiviert, das heißt durch den am Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 herrschenden Druck P52 geöffnet, wozu eine weitere Aktivierungsleitung 66 vorgesehen ist, die dieses Ventil 65 hydraulisch mit dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 verbindet. Diese besondere Pumpenanordnung wird als Reihen-/Parallel-Anordnung bezeichnet.
  • Bei dieser bekannten Reihen-/Parallel-Anordnung dient die zweite Pumpe 52 als eine Druckerhöhungspumpe für die erste Pumpe 51 und beaufschlagt deren Einlass 53 im ersten Betriebsmodus mit einem geringen Druck, wodurch eine Druckdifferenz zwischen dem Einlass 53 und dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 verringert wird. Somit erfordert die zweite Pumpe 52 kaum Antriebskraft in diesem Modus. Da durch Druckbeaufschlagung des Einlasses 53 der ersten Pumpe 51 die Druckdifferenz zwischen ihrem Einlass 53 und ihrem Auslass 54 verringert wird, wird des Weiteren auch die für diese Pumpe 51 erforderliche Antriebskraft verringert. Weitere Vorteile und Verwendungen einer solchen Pumpenanordnung 50 bezüglich der Anordnung von 1 werden in der bekannten Technik beschrieben.
  • Die Erfindung schlägt vor, das Schaltventil 60 gemäß einer weiteren Druckhöhe P14 oder P16 zu steuern, die in einem Leitungsabschnitt 14 oder 16 des Aktivierungssystems 10 gesteuert wird, der den Hydraulikfluidstromüberschuss durch das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 erhält, statt des bekannten elektronisch gesteuerten Betriebs davon. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung 50 wird solch eine hydraulische Steuerung durch eine Aktivierungsleitung 64 der Steuermittel 6069 zum Schalten der Pumpenanordnung 50 realisiert, wodurch gestattet wird, dass der weitere Druck P14; P16 das Schaltventil 60 aktiviert. Ansonsten arbeiten die Steuermittel 6069 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ähnlich wie die Steuermittel 6069 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • In 5 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die von einer neuen Pumpenanordnung 50 abweicht. Diese neue Pumpenanordnung 50 bietet einen ersten und einen zweiten Betriebsmodus ähnlich der in 3 gezeigten und mit Bezug darauf besprochenen Pumpenanordnung 50 und weist deren Vorteile auf. Die Anwendung solch einer neuen Anordnung 50 ist jedoch nicht auf die Steuerung des Schaltventils 60 gemäß der Erfindung mittels der Aktivierungsleitung 64 beschränkt. Stattdessen kann die neue Pumpenanordnung 50 auch vorteilhafterweise in Kombination mit einem herkömmlich betriebenen Schaltventil 60 verwendet werden, das heißt mittels eines elektronisch gesteuerten Magnetventils 61 und auf Grundlage der Isthöhe des Leitungsdrucks P12 bezüglich einer Sollhöhe dafür betrieben werden. Die neue Pumpenanordnung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung löst ein weiteres mit der aus der EP-A-0 502 263 verbundenen Anordnung 50 verbundenes Problem.
  • Die Pumpenanordnungen 50 gemäß den 1 und 3 weisen den Nachteil auf, dass im ersten Betriebsmodus sowohl der Einlass 53 als auch der Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 hydraulisch mit der Fluidquelle 11 verbunden ist, das heißt auf einer relativ niedrigen Druckhöhe, in der Regel Umgebungsdruck, gehalten werden. Aufgrund dieses Merkmals kann es zu dem Phänomen von Kavitation kommen, das heißt aufgrund der Saugwirkung der zweiten Pumpe 52 kann der an ihrem Einlass 53 herrschende Druck unter eine kritische Höhe fallen, auf der im Hydraulikfluid Vakuum- oder Dampfblasen auftreten. Diese Blasen implodieren anschließend, wodurch unerwünschter Lärm sowie unnötiger Verschleiß der Pumpenanordnung 50 erzeugt wird. Des Weiteren hat sich in der Praxis herausgestellt, dass beim Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus der Leitungsdruck P12 unerwünschterweise schwanken kann, wahrscheinlich weil sich das Einwegeventil 63 zwischen dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 und der Hauptleitung 12 als Reaktion auf eine Druckänderung nur passiv schließt und öffnet, das heißt eine Druckänderung oder -schwankung ist sogar für den normalen Betrieb eines Einwegeventils erforderlich.
  • Deshalb schlägt die Erfindung vor, ein passiv arbeitendes Einwegeventil 67 an einer Stelle vorzusehen, an der die Druckschwankung aufgrund des Schaltens zwischen den Betriebsmodi weniger nachteilig ist. Bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung ist das Einwegeventil 67 der Steuermittel 6069 somit zwischen dem Einlass 53 der zweiten Pumpe 52 und der Fluidquelle 11 angeordnet, wodurch ein Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle 11 zum Einlass 53 in dem zweiten Betriebsmodus gestattet und ein rückwärts gerichteter Strom von dem Einlass 53 zur Fluidquelle 11 im ersten Betriebsmodus gesperrt wird. Hierbei ist das Schaltventil 60 so angeordnet, dass es im ersten Betriebsmodus den Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 hydraulisch mit ihrem Einlass 53 verbindet und im zweiten Betriebsmodus den Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 von ihrem Einlass 53 hydraulisch trennt (wobei in 5 das Schaltventil 60 in diesem zweiten Betriebsmodus dargestellt ist). Somit besteht im ersten Betriebsmodus keine Druckdifferenz zwischen dem Einlass 53 und dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52, und diese Pumpe 52 trägt effektiv nicht zu der Druckbeaufschlagung des von der Pumpenanordnung zur Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 zugeführten Hydraulikfluidstroms bei, während im zweiten Betriebsmodus beide Pumpen 51, 52 parallel arbeiten und so einen druckbeaufschlagten Fluidstrom zur Hauptleitung 12 bereitstellen.
  • Das Schalten zwischen den Betriebsmodi der Pumpenanordnung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit der geringstmöglichen Störung des Hauptleitungsdrucks P12 bewerkstelligt. Des Weiteren kommt es an der zweiten Pumpe 52 nicht zu dem oben genannten Phänomen der Kavitation, da sie im ersten Betriebsmodus auf dem relativ hohen Leitungsdruck P12 leerläuft, das heißt, ihr Einlass 53 und ihr Auslass 54 sind hydraulisch direkt mit der Hauptleitung 12 verbunden.
  • 6 zeigt eine modifizierte Ausführung der Pumpenanordnung 50 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, die unter Bezugnahme auf 5 besprochen wird. Diese modifizierte Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenanordnung 50 zwischen drei Betriebsmodi geschaltet werden kann, das heißt zwei Modi, bei denen entweder nur eine oder beide Pumpen 51, 52 der Hauptleitung 12 einen Hydraulikfluidstrom effektiv zuführen, und einem weiteren Modus, in dem beide Pumpen 51 und 52 parallel arbeiten und beide der Hauptleitung 12 Fluid zuführen. Diese Anordnung ist besonders relevant, wenn beide Pumpen 51 und 52 der Pumpenanordnung 50 bei Betätigung jeweils eine andere Hydraulikfluidstrommenge zuführen, das heißt mit einer bestimmten Pumpendrehzahl betrieben werden. Der durch die Pumpenanordnung 50 der Hauptleitung 12 bei einer gegebenen Pumpendrehzahl effektiv zugeführte Strom kann dann sogar noch genauer auf den von dem Aktivierungssystem 10 tatsächlich benötigten Augenblicksstrom eingestellt werden.
  • Bei der Ausführungsform von 6 ist das Einwegeventil 67 zwischen dem Einlass 53 der zweiten Pumpe 52 und der Fluidquelle 11 angeordnet, und ein weiteres Einwegeventil 68 ist zwischen dem Einlass 53 der ersten Pumpe 51 und der Fluidquelle 11 angeordnet, wodurch ein Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle 11 zum jeweiligen Pumpeneinlass 53 gestattet wird, wenn die jeweilige Pumpe 51 oder 52 der Hauptleitung einen Hydraulikfluidstrom effektiv zuführt und einen rückwärts gerichteten Strom sperrt. Das Schaltventil 60 ist so angeordnet, dass es entweder den Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 mit ihrem Einlass 53, den Auslass 54 der ersten Pumpe 51 mit ihrem Einlass 53 hydraulisch verbindet oder beide der oben genannten hydraulischen Verbindungen in dem Betriebsmodus trennt, in dem beide Pumpen einen Hydraulikfluidstrom in die Hauptleitung 12 effektiv abführen (wobei dieser Modus in 6 dargestellt ist). Die Aktivierungsleitung 64 ist dazu vorgesehen, das Schalten 60 der Pumpenanordnung 50 so zu bewerkstelligen, dass beide Pumpen 51, 52 parallel arbeiten, wenn der in der Aktivierungsleitung 64 herrschende Druck P64 relativ niedrig ist, dass der in die Hauptleitung 12 effektiv abgeführte Strom in erster Linie durch den Betrieb der Pumpe 51 bestimmt wird, die bei einer bestimmten Pumpendrehzahl die größte Strommenge zuführt, wenn sich der Druck P64 auf einer Zwischenhöhe befindet, und dass solch ein Strom in erster Linie durch den Betrieb der Pumpe 52 bestimmt wird, die bei einer bestimmten Pumpendrehzahl die kleinste Strommenge zuführt, wenn der Druck P64 relativ hoch ist. Natürlich kann auch bei dieser besonderen Ausführung der Pumpenanordnung 50 das auf herkömmliche Weise, das heißt elektromagnetisch, betätigte Schaltventil 60 verwendet werden.
  • Die 7 und 8 zeigen schematisch eine weitere Verbesserung der hydraulischen Anordnung 10, 50 und der Steuermittel 6069 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungen gemäß den 7 und 8 sind durch das Merkmal gekennzeichnet, dass das Schaltventil 60 als eine Drucksteuerung oder weiteres Entlastungsventil im Abführweg des Hauptleitungsdruckentlastungsventils 13 vorgesehen ist, wobei ein von der Pumpenanordnung 50 zugeführter Stromüberschuss abgegeben wird und wobei dieser Abführweg mindestens zwei Hydraulikleitungsabschnitte 69 und 18 umfasst, die durch das Schaltventil 60 getrennt werden. Das Schaltventil 60 ist so angeordnet, dass es einen Speisedruck P69 in einem Zuführleitungsabschnitt 69 des Abführwegs auf eine Höhe steuert, die nur etwas unterhalb des Hauptleitungsdrucks P12 in der Hauptleitung 12 liegt, zum Beispiel ca. 0,5 bis 1,5 bar niedriger und vorzugsweise weniger als 1 bar niedriger ist. Diese Anordnung des Schaltventils 60 kann auf allgemein bekannte Weise realisiert werden, zum Beispiel indem es mit Druckrückkopplung sowohl vom Leitungsdruck P12 als auch dem Speisedruck P69 versehen wird, wie in den 7 und 8 durch die gestrichelten Linien gezeigt.
  • In diesem Beispiel gibt das Schaltventil 60 jeglichen Hydraulikfluidstromüberschuss über den Rückführleitungsabschnitt 18 direkt in die Fluidquelle 11 ab. Der Zuführleitungsabschnitt 69 ist hydraulisch mit dem Einlass 53 der zweiten Pumpe 62 verbunden. Des Weiteren ist das Einwegeventil 67 der Steuermittel 6069 zwischen dem Einlass 53 der zweiten Pumpe 52 und der Fluidquelle 11 angeordnet.
  • Wenn der von der ersten Pumpe 51 der Pumpenanordnung 50 bereitgestellte Hydraulikfluidstrom für den regelmäßigen Betrieb des Aktivierungsmittels 10 ausreicht, gibt bei den oben beschriebenen hydraulischen Anordnungen 10, 50 das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 auch ausreichend Strom in die Zuführleitung 69 ab, damit das Schaltventil 60 den Speisedruck P69 auf der gewünschten Höhe halten kann. In dieser Situation wird der Einlass 53 der zweiten Pumpe 54 somit auf dem Speisedruck P69 der zweiten Pumpe 54 gehalten, wenn er druckbeaufschlagtes Fluid durch die Zuführleitung 69 erhält, wodurch das Einwegeventil 67 der Steuermittel 6069 einen Hydraulikfluidstrom zwischen der Zuführleitung und der Fluidquelle 11 sperrt. Somit besteht bei dem ersten Betriebsmodus fast keine Druckdifferenz zwischen dem Einlass 53 und dem 54 der zweiten Pumpe 52, und diese Pumpe 52 trägt demgemäß nur wenig zur Druckbeaufschlagung des der Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 von der Pumpenanordnung zugeführten Hydraulikfluidstroms bei. Demgemäß erfordert die zweite Pumpe 52 im ersten Betriebsmodus kaum irgendeine Antriebskraft.
  • Wenn die Aktivierungsmittel 10 für ihren regelmäßigen Betrieb einen Hydraulikfluidstrom erfordern, der größer ist als der allein von der ersten Pumpe 51 gelieferte Strom, gibt das Hauptleitungsdruckentlastungsventil 13 nicht länger einen ausreichenden Strom in die Zuführleitung 69 ab, und das Schaltventil 60 kann den Speisedruck P69 nicht auf der gewünschten Höhe von 0,5 bis 1,5 bar weniger als der Leitungsdruck P12 halten. In dieser Situation fällt der Speisedruck P69 durch die Pumpwirkung der zweiten Pumpe 52 unter Umgebungsdruck ab, wobei sich zu diesem Zeitpunkt das Einwegeventil öffnet und einen Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle 11 zum Einlass 53 der zweiten Pumpe 52 gestattet. Diese Situation stellt den zweiten Betriebsmodus der Pumpenanordnung 50 dar, in dem beide Pumpen 51, 52 parallel arbeiten und einen Hydraulikfluidstrom mit Druck beaufschlagen und in die Hauptleitung 12 des Aktivierungssystems 10 abführen.
  • Mit solch einer weiteren Verbesserung der hydraulischen Anordnung 10, 50 erfolgt das Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus der Pumpenanordnung 50 sogar noch gleichmäßiger und zuverlässiger, das heißt praktisch ohne Störung der Hauptleitungsdruckhöhe P12, während im ersten Betriebsmodus Kavitation an der zweiten Pumpe 52 effektiv vermieden wird. Natürlich bringt die vorliegende Anordnung auch die zuvor erwähnten mit der Erfindung verbundenen Vorteile und Nutzen mit sich.
  • In 7 wird die Fluidzufuhr für die hydraulischen Hilfsverbraucher und die Schmierung durch ein getrenntes hydraulisches Untersystem 33 realisiert, das mit der Hauptleitung 12 hydraulisch verbunden ist. Bei dieser besonderen Ausführung zweigt das Untersystem 33 einen auf Nachfrage basierenden Hydraulikfluidstrom von der Hauptleitung 12 ab, wodurch der zur Aktivierung und zum Betrieb des zu aktivierenden Systems, das heißt des Getriebes 1, zur Verfügung stehende Strom beeinträchtigt werden kann, und zwar insbesondere, wenn von der Pumpenanordnung bei einer relativ niedrigen Pumpendrehzahl nur ein geringer Strom zugeführt wird. Demgemäß kann es als vorteilhaft betrachtet werden, dem Untersystem 33 erst dann einen Strom zu liefern, wenn das zu aktivierende System ausreichend mit Hydraulik versorgt worden ist, wenn seine Aktivierung und sein Betrieb weniger kritisch ist als dies zum Beispiel für das Getriebe 1 der Fall ist. In 8 wird eine demgemäß modifizierte Ausführung der hydraulischen Anordnung 10, 50 bereitgestellt. Bei dieser Ausführung sind ein zusätzliches Drucksteuerventil 34 und ein zugehöriger zusätzlicher Hydraulikleitungsabschnitt 35 vor dem Zuführleitungsabschnitt 69 im Abführweg des Leitungsdruckentlastungsventils 13 vorgesehen, wodurch das Untersystem 33 mit dem zusätzlichen Hydraulikleitungsabschnitt 35 hydraulisch verbunden wird. Um die Druckdifferenz zwischen dem Einlass 53 und dem Auslass 54 der zweiten Pumpe 52 im ersten Betriebsmodus zu minimieren, wird vorzugsweise auch das zusätzliche Drucksteuerventil 34 so angeordnet, dass es einen zusätzlichen Hydraulikleitungsabschnittsdruck P35 auf eine Höhe steuert, die nur etwas unter dem Hauptleitungsdruck P12 in der Hauptleitung 12 liegt.

Claims (12)

  1. Hydraulische Anordnung (10, 50) mit einem hydraulischen Aktivierungssystem (10) zur Aktivierung eines zu aktivierenden Systems, insbesondere eines stufenlosen Getriebes (1), wie zum Beispiel für Fahrzeuge zur Beförderung von Personen oder Last, mit einer Primärrolle (2), einer Sekundärrolle (3) mit einem dazwischen vorgesehenen Antriebsriemen, wobei die hydraulische Anordnung (10, 50) des Weiteren eine Pumpenanordnung (50) zur Abführung eines Stroms von hydraulischem Druckfluid von einer Fluidquelle (11) in eine Hauptleitung (12) des Aktivierungssystems (10) umfasst, wobei ein Hauptleitungsdruck (P12) über ein Hauptleitungsdruckentlastungsventil (13) gesteuert wird, das einen Hydraulikfluidstromüberschuss in einen Abführweg (14, 16, 18) abgibt, wobei die Pumpenanordnung (50) mindestens eine erste Pumpe (51) und eine zweite Pumpe (52) umfasst, wobei deren hydraulische Verbindung mittels eines Steuermittels (60-69) der Pumpenanordnung (50) zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus der Pumpenanordnung (50) geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (60-69) zum Schalten der hydraulischen Verbindung der Pumpen (51, 52) zwischen ihrem ersten und zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer im Abführweg (14, 16, 18) gesteuerten Druckhöhe (P14, P16) angeordnet ist.
  2. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebsmodus der Hydraulikfluidstrom, der durch die Pumpenanordnung (50) praktisch in die Hauptleitung (12) abgeführt wird, in erster Linie durch den Betrieb nur der ersten Pumpe (51) bestimmt wird und dass der Strom im zweiten Betriebsmodus durch beide parallel arbeitenden Pumpen (51, 52) bestimmt wird.
  3. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebsmodus eine Differenz zwischen einem an einem Einlass (53) und an einem Auslass (54) für Hydraulikfluid der zweiten Pumpe (52) herrschenden Hydraulikdruck viel kleiner ist als solch eine Druckdifferenz für die erste Pumpe (51) und dass im zweiten Betriebsmodus die Druckdifferenzen ungefähr gleich sind.
  4. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalten mittels eines Schaltventils (60) erfolgt, das durch die Druckhöhe (P14, P16, P18) im Abführweg (14, 16, 18) mittels einer Aktivierungsleitung (64) des Steuermittels (60-69) hydraulisch aktiviert wird, die das Schaltventil (60) mit einem jeweiligen Abschnitt (14, 16 oder 18) des Abführwegs (14, 16, 18) hydraulisch verbindet.
  5. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abführweg (14, 16, 18) mit einer Vielzahl von Entlastungsventilen (15, 17) zur Herstellung einer Kaskade von gesteuerten Druckhöhen (P14; P16) in jeweiligen Abschnitten (14; 16) des Abführwegs (14, 16, 18) versehen ist und dass die Aktivierungsleitung (64) mit dem Abführweg (14, 16, 18) an einem Abschnitt (16) davon verbunden ist, wobei eine niedrigste gesteuerte Druckhöhe (P16) in der Anordnung (10, 50) herrscht.
  6. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: – beide Pumpen (51, 52) mit einem Einlass (53) und mit einem Auslass (54) versehen sind, – zwischen dem Auslass (54) der zweiten Pumpe (52) und der Hauptleitung (12) ein Einwegeventil (63) vorgesehen ist, das einen Hydraulikfluidstrom von dem Auslass (54) in die Hauptleitung (12) gestattet und einen rückwärts gerichteten Strom sperrt, und bei der – das Schaltventil (60) zur hydraulischen Verbindung des Auslasses (54) der zweiten Pumpe (52) mit ihrem Einlass (53) im ersten Betriebsmodus und zur hydraulischen Trennung des Auslasses (54) der zweiten Pumpe (52) von ihrem Einlass (53) im zweiten Betriebsmodus angeordnet ist.
  7. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: – beide Pumpen (51, 52) mit einem Einlass (53) und mit einem Auslass (54) versehen sind, – zwischen dem Auslass (54) der zweiten Pumpe (52) und der Hauptleitung (12) ein Einwegeventil (63) vorgesehen ist, das einen Hydraulikfluidstrom von dem Auslass (54) in die Hauptleitung (12) gestattet und einen rückwärts gerichteten Strom sperrt, – ein federvorbelastetes Einwegeventil (65) zwischen dem Einlass (53) der ersten Pumpe (51) und der Fluidquelle (11) vorgesehen ist, das durch einen am Auslass (54) der zweiten Pumpe (52) herrschenden Druck (P52) mittels einer weiteren Aktivierungsleitung (66) des Steuermittels (60-69), die das Ventil (65) hydraulisch mit dem Auslass (54) der zweiten Pumpe (52) verbindet, hydraulisch aktiviert wird, wodurch ein Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle (11) zum Einlass (53) der ersten Pumpe (51) in Abhängigkeit von dem Druck (P52) gestattet oder gesperrt werden kann, und bei der – das Schaltventil (60) zur hydraulischen Verbindung des Auslasses (54) der zweiten Pumpe (52) mit dem Einlass (53) der ersten Pumpe (51) im ersten Betriebsmodus und zur hydraulischen Trennung des Auslasses (54) von dem Einlass (53) im zweiten Betriebsmodus angeordnet ist.
  8. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: – beide Pumpen (51, 52) mit einem Einlass (53) und mit einem Auslass (54) versehen sind, – zwischen dem Einlass (53) der zweiten Pumpe (52) und der Fluidquelle (11) ein Einwegeventil (67) vorgesehen ist, das einen Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle (11) zum Einlass (53) gestattet und einen rückwärts gerichteten Strom sperrt, – das Schaltventil (60) zur hydraulischen Verbindung des Auslasses (54) der zweiten Pumpe (52) mit ihrem Einlass (53) im ersten Betriebsmodus und zur hydraulischen Trennung des Auslasses (54) der zweiten Pumpe (52) von ihrem Einlass (53) im zweiten Betriebsmodus angeordnet ist.
  9. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: – beide Pumpen (51, 52) mit einem Einlass (53) und mit einem Auslass (54) versehen sind, – zwischen dem Einlass (53) der zweiten Pumpe (52) und der Fluidquelle (11) ein Einwegeventil (67) vorgesehen ist, das einen Hydraulikfluidstrom von der Fluidquelle (11) zum Einlass (53) im zweiten Betriebsmodus gestattet und einen rückwärts gerichteten Strom im ersten Betriebsmodus sperrt, – das Schaltventil (60) als ein Entlastungsventil (14, 15) angeordnet ist, das eine Druckhöhe (P14; P16) in einem jeweiligen Abschnitt (14; 16) des Abführwegs (14, 16, 18) steuert, und bei der – der Einlass (53) der zweiten Pumpe (52) mit dem jeweiligen Abschnitt (14; 16) hydraulisch verbunden ist.
  10. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Schaltventil (60) gesteuerte Druckhöhe (P14; P16) in Abhängigkeit von dem Hauptleitungsdruck (P12) gesteuert wird.
  11. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Schaltventil (60, 14) gesteuerte Druckhöhe (P14; P16) so gesteuert wird, dass sie etwas niedriger ist als der Hauptleitungsdruck (P12) und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 bar weniger beträgt.
  12. Hydraulische Anordnung (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (60) ein Proportionalventil ist, das ein allmähliches Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von der Druckhöhe (P14, P16, P18) im Abführweg (14, 16, 18) bereitstellt.
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