DE102005006431B4 - Valve system or method for controlling a clutch or a gear selector of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ventilsystem (1) zur Steuerung einer Kupplung und/oder eines Gangstellers eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem Aktuator (2) zur Betätigung der Kupplung, vzw. zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung, oder zur Betätigung des Gangstellers, wobei mindestens ein Druckregelventil (5) und mindestens ein Durchflussventil (6) in Reihenschaltung vor dem Aktuator angeordnet ist (2) und zusätzlich ein Sicherheitsventil (12) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (12) in einer vierten Druckleitung (13) parallel zum Durchflussventil (6) und in der Reihenschaltung zum Druckregelventil (5) angeordnet bzw. vorgesehen ist.Valve system (1) for controlling a clutch and / or a gear selector of a motor vehicle, with at least one actuator (2) for actuating the clutch, vzw. for opening and / or closing the clutch, or for actuating the gear selector, at least one pressure control valve (5) and at least one flow valve (6) being arranged in series in front of the actuator (2) and additionally a safety valve (12) being provided that the safety valve (12) is arranged or provided in a fourth pressure line (13) parallel to the flow valve (6) and in the series connection to the pressure control valve (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem zur Steuerung einer Kupplung oder eines Gangstellers eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von einer Trockenkupplung, mit mindestens einem Aktuator zur Betätigung der Kupplung, vzw. zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung, oder zur Betätigung des Gangstellers. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung mindestens einer Kupplung oder eines Gangstellers eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von einer Trockenkupplung, wobei mindestens ein Aktuator zur Betätigung der Kupplung oder zur Betätigung des Gangstellers angesteuert wird, und wobei der Kupplungsdruck bzw. der Gangstellerdruck über den Verstellweg der Kupplung bzw. des Gangstellers variiert.The invention relates to a valve system for controlling a clutch or a gear selector of a motor vehicle, in particular of a dry clutch, with at least one actuator for actuating the clutch, vzw. for opening and / or closing the clutch, or for actuating the gear selector. The invention further relates to a method for controlling at least one clutch or a gear selector of a motor vehicle, in particular of a dry clutch, wherein at least one actuator for actuating the clutch or for actuating the gear selector is driven, and wherein the clutch pressure or the gear actuator pressure on the adjustment of the Clutch or the gear selector varies.
Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, sind zur Steuerung insbesondere von Trockenkupplungen entsprechende „Drucksteuerungen” bekannt. Beispielsweise sind in Kraftfahrzeugen zur Ansteuerung von Trockenkupplungen Druckregelventile bzw. Druckschaltventile im Einsatz. Druckregelventile halten den Druck unabhängig von der Größe eines höheren Vordruckes bzw. Versorgungsdruckes konstant, wobei Druckschaltventile beim Erreichen eines bestimmten Einstelldruckes einen Stromweg für einen weiteren Arbeitsablauf freigeben. Über die Druckregelventile bspw. können die Kräfte so eingestellt werden, dass das Einlegen eines Ganges im Getriebe möglichst schonend für die Synchronringe einer Schaltvorrichtung erfolgt. Des weiteren ist im Stand der Technik bekannt, dass der Druck von Druckregelventilen über eine Stellschraube mit Kontermutter oder alternativ über eine elektrische und/oder elektronische Ansteuerung individuell beeinflußbar ist.In the prior art, from which the invention proceeds, are known for controlling particular dry clutches corresponding "pressure controls". For example, in motor vehicles for controlling dry clutches pressure control valves or pressure switching valves in use. Pressure regulators maintain pressure constant regardless of the size of a higher pre-pressure or supply pressure, with pressure-switching valves releasing a flow path for further operation when a certain set pressure is reached. For example, the forces can be adjusted via the pressure control valves, so that the engagement of a gear in the transmission takes place as gently as possible for the synchronizer rings of a switching device. Furthermore, it is known in the art that the pressure of pressure control valves via a set screw with lock nut or alternatively via an electrical and / or electronic control is individually influenced.
Alternativ wird eine Wegregelung der Kupplungen eingesetzt, wobei der Aktuator in der Regel um einen definierten Betrag bewegt wird und sich damit – bei entsprechend steifen Bauteilen – eine relativ gut reproduzierbare Änderung der Kupplungskapazität einstellt. Die Durchflussventile regeln über eine Drosselwirkung die Bewegungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums/Hydraulikmediums innerhalb des Hydraulikkreises und ermöglichen dadurch ein Schalten der Kupplungen.Alternatively, a displacement control of the clutches is used, wherein the actuator is usually moved by a defined amount and thus - sets a relatively well reproducible change in the clutch capacity - with correspondingly rigid components. The flow valves regulate the speed of movement of the flow medium / hydraulic medium within the hydraulic circuit via a throttling action, thereby enabling the clutches to be switched.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, sind entsprechende Verfahren zur Steuerung von Trockenkupplungen mittels Drucksteuerungen oder Durchflussventilen bekannt. Hierzu wird bei den Durchflussventilen – wie schon erwähnt – eine Wegregelung der Kupplungen eingesetzt, wobei der Aktuator in der Regel um einen definierten Betrag bewegt wird und sich damit – bei entsprechend steifen Bauteilen – eine relative Änderung der Kupplungskapazität einstellt. Die verwendeten Durchflussventile regeln über eine Drosselwirkung das durchfließende Volumen des Strömungsmediums innerhalb des Hydraulikkreises.In the prior art, from which the invention proceeds, corresponding methods for controlling dry clutches by means of pressure controls or flow valves are known. For this purpose, in the flow valves - as already mentioned - a travel control of the couplings used, the actuator is usually moved by a defined amount and thus - with correspondingly rigid components - sets a relative change in the clutch capacity. The flow valves used regulate the flowing volume of the flow medium within the hydraulic circuit via a throttle action.
Die Ausbildung dieser im Stand der Technik bekannten Ventilsysteme zur Steuerung von Kupplungen, insbesondere von Trockenkupplungen ist noch nicht optimal. Durch Reibungseinflüsse aus Kupplungs- und Stellsystem besteht eine nicht zu vernachlässigende Differenz zwischen dem Schließ- und dem Öffnungsdruck in ein- und derselben Kupplungsposition, so dass eine feinfühlige Verstellung erschwert ist. Weiterhin nachteilig beim Einsatz von Druckregelventilen sind die variierenden existierenden Reibungskräfte an den Kupplungsscheiben, welche auch noch abhängig sind von der individuellen aktuellen Betriebssituation der Kupplung und in der Regel nicht schnell genug kompensiert werden können. Diese erhöhen den Einfluss auf den Verschleiß und damit wird die Lebensdauer einer Kupplung verkürzt sowie die Kosten für die Wartung erhöht. Der Nachteil bei den verwendeten Durchflussventilen ist, dass sich unterschiedliche Differenzdrücke bzw. Druckgefälle über dem Durchflussventil einstellen und dadurch der fließende Volumenstrom in Schließ- und Öffnungsrichtung unterschiedlich ist, was erneut eine Problematik hinsichtlich der Regelbarkeit mit sich zieht und wiederum negativen Einfluß auf den Verschleiß, die Lebensdauer sowie einhergehenden Kosten der Kupplung sowie des Getriebes des Kraftfahrzeuges verursacht. Des weiteren kann ein Ausfall oder eine Fehlfunktion/Störfall, insbesondere vom Durchflussventil eine Beeinträchtigung des Systemzustandes zur Folge haben, was insbesondere die Betätigung des Aktuators und damit die Betätigung der Kupplung oder des Gangstellers beeinträchtigen könnte und womöglich bis zu einem Fahrzeugstillstand führen kann, insbesondere weil die Kupplung sich nicht ohne weiteres öffnen lässt.The design of these known in the art valve systems for controlling clutches, especially dry clutches is not optimal. Due to friction influences from clutch and adjusting system there is a significant difference between the closing and the opening pressure in one and the same coupling position, so that a sensitive adjustment is difficult. Another disadvantage with the use of pressure control valves, the varying existing friction forces on the clutch plates, which are also still dependent on the individual current operating situation of the clutch and can not be compensated quickly enough in the rule. These increase the influence on the wear and thus shorten the service life of a clutch and increase the cost of maintenance. The disadvantage of the flow valves used is that set different differential pressures or pressure drop across the flow valve and thus the flowing flow in the closing and opening direction is different, which again involves a problem in terms of controllability and in turn negative influence on the wear, the life and associated costs of the clutch and the transmission of the motor vehicle caused. Of Further, a failure or a malfunction / malfunction, in particular from the flow valve have a deterioration of the system state result, which in particular could affect the operation of the actuator and thus the operation of the clutch or the gear selector and may possibly lead to a vehicle standstill, especially because the Clutch can not be opened easily.
Die bekannten Verfahren zur Steuerung von Trockenkupplungen, insbesondere für Trockenkupplungen eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem Aktuator zur Betätigung der Kupplung und mit mindestens einem Tank zur Bereitstellung eines Hydraulikmediums haben ähnliche Nachteile. Die an den Ventilen anliegenden Differenzdrücke in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplung sind stark unterschiedlich und üben dadurch negativen Einfluss auf die Regelbarkeit des Ventilsystems aus. Ebenso haben die im Stand der Technik bekannten Verfahren einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer eines Getriebes aufgrund der unter Umständen dann auch stark beanspruchten Synchronringe eines Getriebes, bspw. durch die entsprechende Betätigung der Gangsteller. Zusätzlich ist durch die nicht vorhandene optimale Regelung der Verschleiß von Kupplungen bzw. Synchronringen vergrößert und dadurch deren Lebensdauer verringert bzw. deren Kosten erhöht. Schließlich können Ausfälle oder eine Fehlfunktion bzw. ein Störfall eines eingesetzten Ventils zu beeinträchtigten Systemzuständen führen und womöglich einen Fahrzeugstillstand herbeiführen.The known methods for controlling dry clutches, in particular for dry clutches of a motor vehicle, with at least one actuator for actuating the clutch and with at least one tank for providing a hydraulic medium have similar disadvantages. The applied to the valves differential pressures in the closing and opening direction of the coupling are very different and thus exert a negative influence on the controllability of the valve system. Likewise, the methods known in the prior art have a significant influence on the service life of a transmission due to the then under certain circumstances then heavily loaded synchronizer rings of a transmission, for example. By the corresponding actuation of the gear plate. In addition, the wear of clutches or synchronizer rings is increased by the absence of optimal control and thereby reduces their life and increases their cost. Finally, failures or a malfunction or an accident of a valve used can lead to impaired system conditions and possibly cause a vehicle standstill.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dass eingangs genannte Ventilsystem bzw. das bekannte Verfahren zur Steuerung von Kupplungen oder von Gangstellern derart auszugestalten und weiterzubilden, dass Steuer- und/oder Regelprobleme, insbesondere hervorgerufen durch Krafthysteresen in nahezu jeder Betriebssituation vermieden werden, um einen Verschleiß der Kupplung sowie des Getriebes, insbesondere auch der Synchronringe zu verringern und dadurch deren Lebensdauer zu verlängern sowie nachfolgende Wartungskosten zu senken, wobei bei Ausfällen oder Fehlfunktionen/Störfällen von eingesetzten Ventilen Beeinträchtigungen des Systems vermieden werden.The invention is therefore based on the object that initially mentioned valve system or the known method for controlling clutches or gear actuators in such a way and further develop that control and / or control problems, in particular caused by force hysteresis in almost every operating situation are avoided by a To reduce wear of the clutch and the transmission, in particular also the synchronizer rings and thereby extend their life and reduce subsequent maintenance costs, which in case of failure or malfunction / failure of valves used impairments of the system can be avoided.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun für das Ventilsystem dadurch gelöst, dass mindestens ein Druckregelventil und mindestens ein Durchflussventil in Reihenschaltung vor dem Aktuator angeordnet sind und zusätzlich ein Sicherheitsventil vorgesehen ist, wobei das Sicherheitsventil parallel zum Durchflussventil und in der Reihenschaltung zum Druckregelventil angeordnet bzw. vorgesehen ist.The above-indicated object is now achieved for the valve system in that at least one pressure control valve and at least one flow valve are arranged in series connection in front of the actuator and additionally a safety valve is provided, wherein the safety valve is arranged or provided parallel to the flow valve and in the series circuit to the pressure control valve is.
Die Aufgabe für das Verfahren wird nun dadurch gelöst, dass durch Kombination mindestens eines Druckregelventils und mindestens eines Durchflussventils in Reihenschaltung das Druckregelventil und/oder das Durchflussventil derart gesteuert werden, dass der aktuell am Durchflussventil anliegende Versorgungsdruck in Abhängigkeit des sich über dem Verstellweg ändernden Kupplungsdruckes bzw. Gangstellerdruckes eingestellt wird und dass ein Sicherheitsventil derart angeordnet ist und/oder angesteuert wird, so dass bei einer Störung des Durchflussventils der im Aktuator existierende Druck abbaubar ist.The object of the method is now solved in that by combining at least one pressure control valve and at least one flow valve in series, the pressure control valve and / or the flow control valve are controlled such that the currently applied to the flow valve supply pressure as a function of changing over the adjustment clutch pressure or Gear actuator pressure is set and that a safety valve is arranged and / or is controlled so that in case of failure of the flow valve existing in the actuator pressure is degradable.
Durch die Reihenschaltung mindestens eines Druckregelventils und mindestens eines Durchflussventils ist ein beliebiger und stufenloser Wechsel, je nach den momentanen Erfordernissen der Betriebsweise der „Gesamtkette” zwischen Druckregelventil und Durchflussventil möglich. Die so vorgesehene Zusammenstellung in Reihenschaltung beeinflußt die jeweiligen Größen „Druck” anhand des Druckregelventils und den „Volumenstrom” mit dem Durchflussventil in der jeweiligen aktuellen Kupplungssituation bzw. Kupplungsposition. Über das Ausbalancieren der Druckniveaus hinaus, sind situationsangepasste Einstellungen von Druckregelventil und Durchflussregelventil für explizite Betriebszustände der Kupplung bzw. des Ganstellers gegeben. Beispielsweise kann einerseits eine feinfühlige Verstellung des Aktuators mit geringen Druckdifferenzen und gedrosseltem Strömungsquerschnitt im Rahmen einer Mikroschlupfregelung eingestellt werden. Andererseits kann die Zustellbewegung der Kupplung oder des Gangstellers aber auch durch Anhebung des geregelten Drucks und zusätzlicher weiter Öffnung der Strömungsquerschnitte im Durchflussventil beschleunigt erfolgen, um schnell eine Änderung des an der Kupplung übertragbaren Momentes zu erreichen. Durch die Kombination von einem Druckregelventil mit einem Durchflussventil wird nicht nur bei Betätigung die Kupplung stufenlos angefahren und der Eingriffspunkt optimal getroffen, sondern auch der Schaltpunkt vorgegeben. Durch die Angleichung der Druckdifferenz hinsichtlich Schließ- und Öffnungsdruck aufgrund der Kombination von Druckregelventil und Durchflussventil ist ein optimales Steuerungsverhalten gewährleistet. Dadurch werden die Schaltvorgänge schonend und stufenlos ermöglicht mit verringertem Verschleiß und damit einhergehender höherer Lebensdauer der Komponenten. Hierdurch wird der Schaltkomfort verbessern und der Verschleiß der Kupplung, und des Getriebes verringert bzw. deren Lebensdauer erhöht und folglich die Kosten gemindert. Durch das zusätzlich angeordnete Sicherheitsventil werden mögliche Ausfälle, Fehlfunktionen oder Störfälle des eingesetzten Durchflussventils kompensiert und dadurch optimale Systemzustände gewährleistet, so dass das System jederzeit in den Systemzustand „Kupplung offen” überführt werden kann und damit auch Fahrzeugstillstände vermieden sind. Dadurch sind die eingangs genannten Nachteile vermieden.By the series connection of at least one pressure control valve and at least one flow valve is an arbitrary and continuous change, depending on the current requirements of the operation of the "total chain" between pressure control valve and flow valve possible. The so-called combination in series affects the respective variables "pressure" based on the pressure control valve and the "flow rate" with the flow valve in the respective current clutch situation or clutch position. Beyond balancing the pressure levels, there are situation-adapted settings of the pressure control valve and the flow control valve for explicit operating states of the clutch or the governor. For example, on the one hand a sensitive adjustment of the actuator can be adjusted with low pressure differences and throttled flow cross-section in the context of a micro-slip control. On the other hand, the feed movement of the clutch or the gear actuator but also by raising the regulated pressure and additional wide opening of the flow cross sections in the flow valve can be accelerated to quickly achieve a change in the transmittable torque on the clutch. By combining a pressure control valve with a flow valve, the clutch is steplessly approached and the point of engagement optimally hit, but also the switching point is predetermined, not only when actuated. By adjusting the pressure difference in terms of closing and opening pressure due to the combination of pressure control valve and flow valve optimal control behavior is guaranteed. As a result, the switching operations are gently and continuously made possible with reduced wear and associated higher service life of the components. As a result, the shifting comfort is improved and the wear of the clutch, and the transmission is reduced or increased their life and thus reduced costs. The additionally arranged safety valve compensates for possible failures, malfunctions or malfunctions of the flow valve used, thereby ensuring optimum system conditions, so that the system can be transferred to the "clutch open" system state at all times, thus avoiding vehicle stoppages. As a result, the aforementioned disadvantages are avoided.
Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten die Erfindung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 16 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden soll jedoch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:There are now different ways of embodying and developing the invention in an advantageous manner. For this purpose, reference may first be made to the claims subordinate to patent claim 1 or claim 16. In the following, however, a preferred embodiment of the invention with reference to the following drawings and the accompanying description will be explained in more detail. In the drawing shows:
In den
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass mindestens ein Druckregelventil
Zusätzlich ist eine Steuervorrichtung
Wie
Das Durchflussventil
Das Druckregelventil
In der hier dargestellten besonderen Ausführungsform stellt das Druckregelventil
Die
Im folgenden soll das Verfahren nun näher erläutert werden, allerdings „nur” anhand der Ansteuerung einer Kupplung. Die in den
In den
In
In
In
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die bisherigen Differenzdrücke des Schließ- und Öffnungsdruckes δpV1/δpT1 > δpV2/δpT2 in den jeweiligen Kupplungspositionen durch eine Druckvorsteuerung mittels mindestens eines Druckregelventils
Die Steuervorrichtung
Zur Vermeidung von Störfällen ist das erfindungsgemäße Ventilsystem
Das Sicherheitsventil
In der dargestellten Reihenschaltung stellt das Druckregelventil
Der Ausfall, eine Fehlfunktion also ein Störfall des Druckventils
Die
Zu beachten ist bei der Einstellung des Hysteresebereiches des Sicherheitsventils
Weiterhin vorteilhaft ist für die in den
Die
Die
Denkbar sind auch Ausführungen des Sicherheitsventils
Zu den
Bei dem Verfahren zur Steuerung mindestens einer Kupplung oder eines Gangstellers eines Kraftfahrzeuges, vzw. für das in
Wie die
Zusätzlich ist eine „Sicherheitsfunktion” realisiert. Für den Störfall, dass das Durchflussventil
Des weiteren ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch der Fall realisiert, dass für den Störfall, wenn das Durchflussventil
Es gibt mehrere praktikable Ausführungsformen des Sicherheitsventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ventilsystemvalve system
- 22
- Aktuatoractuator
- 33
- Tanktank
- 44
- Steuervorrichtungcontrol device
- 55
- DruckregelventilPressure control valve
- 66
- DurchflussventilFlow valve
- 77
- erste Entlastungsleitungfirst relief line
- 88th
- erste Druckleitungfirst pressure line
- 99
- zweite Druckleitungsecond pressure line
- 1010
- zweite Entlastungsleitungsecond discharge line
- 1111
- dritte Druckleitungthird pressure line
- 1212
- Sicherheitsventilsafety valve
- 1313
- vierte Druckleitungfourth pressure line
- 1414
- Rückschlagventilcheck valve
- 1515
- Schieberventil mit RückkopplungSlide valve with feedback
- 1616
- Schieberventil ohne RückkopplungSlide valve without feedback
- 1717
- zweiter Tanksecond tank
- 1818
- Leitungmanagement
- 1919
- Leitungmanagement
- pV(S) pV (S)
- spezifischer Versorgungsdruckspecific supply pressure
- pK(S) pK (S)
- Kupplungsdruck in Abhängigkeit des VerstellwegesClutch pressure depending on the adjustment path
- pTpT
- Tankdrucktank pressure
- pVpV
- Versorgungsdrucksupply pressure
- ss
- Verstellwegadjustment
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