DE102004017502B4 - Drucksteuervorrichtung für einen Drehmomentübertragungsmechanismus - Google Patents
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Abstract
Drucksteuervorrichtung (10) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12), umfassend: eine Druckquelle eine Steuerquelle, einen Ventilkörper (46) mit einer Ventilbohrung (48), die mit sowohl der Druckquelle als auch der Steuerquelle in Verbindung steht, einen Ventilsteuerkolben (34), der in der Ventilbohrung (48) verschiebbar angeordnet ist und eine Differenzfläche (52) umfasst, die durch den Ventilsteuerkolben (34) und die Ventilbohrung (48) gebildet ist, eine Auslassöffnung (60), die zwischen die Ventilbohrung (48) und den Drehmomentübertragungsmechanismus (12) geschaltet ist und einen Eingriffsdruck zwischen diesen übermittelt, wobei der Ventilsteuerkolben (34) in Ansprechen auf Druck von der Steuerquelle arbeitet, um Fluiddruck, der zwischen der Druckquelle und dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12) übertragen wird, zu steuern, und ein Verstärkungsventil (72), das in dem Ventilsteuerkolben (34) angeordnet ist und auf den Steuerdruck anspricht, um die Aufgabe von Fluiddruck auf die Differenzfläche (52) zu steuern und dadurch den Eingriffsdruckpegel an dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12) zu steuern.
Description
- Diese Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung und im Besonderen eine Drucksteuervorrichtung, die ein Drucksteuerventil für einen Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst.
- Automatisch schaltende Lastschaltgetriebe umfassen mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, wie etwa Reibungskupplungen und Bremsen. Die Kupplungen und Bremsen sind im Allgemeinen fluidbetätigte Mechanismen, die eine Fluiddrucksteuereinrichtung benötigen, um das Ineingriffbringen und Außereingriffbringen des Drehmomentübertragungsmechanismus abzuschließen. Diese Mechanismen und ihr Aufbau sind in der Technik allgemein bekannt, da es viele Drucksteuereinrichtungen gibt, um das Ineingriffbringen und Außereingriffbringen des Drehmomentübertragungsmechanismus zu bewirken.
- Bei vielen gebräuchlichen Getrieben ist es erwünscht, den Eingriffsdruck eines Drehmomentübertragungsmechanismus während des Ineingriffbringens des Drehmomentübertragungsmechanismus mit einer Anstiegsrate oder Rampenrate zu steuern und den Druck auf einen Maximalwert zu erhöhen, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus vollständig in Eingriff gebracht worden ist. Der Rampensteuerdruck ist darin wichtig, dass er den Reibungseingriff mit niedrigen Pegeln bei Gangwechseln steuert, wenn ein Drehmomentübertragungsmechanismus in Eingriff gebracht und der andere außer Eingriff gebracht wird.
- Viele Steuereinrichtungen aus dem Stand der Technik für Drehmomentübertragungsmechanismen umfassen Ventile mit variabler Verstärkung, bei denen eine erste Steuerrate während eines Teils des Ineingriffbringens verwendet wird und eine zweite Steuerrate während des Rests des Ineingriffbringens mit Steuerdruck verwendet wird. Zahlreiche Ventile umfassen Differenzflächen, die an einem Ventilsteuerkolben ausgebildet sind, um die unterschiedlichen Verstärkungsraten bereitzustellen, die für eine Gesamtsteuerung der Reibungseinrichtung erforderlich sind. Ein herkömmliches Ventil ist in der Druckschrift
US 6 378 557 B2 beschrieben. - Viele dieser Steuermechanismen aus dem Stand der Technik wenden auch ein Solenoidsignal an, das auf Druckpegel gesteuert wird, um die erforderliche Verstärkung an dem Steuerelement für den Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen. Diese Steuersignale oder Solenoide könnten ein variables Ablasssolenoid oder ein pulsweitenmoduliertes Solenoid sein, die beide Fachleuten allgemein bekannt sind. Diese Solenoid-Drucksteuereinrichtungen werden im Allgemeinen durch ein elektronisches Steuermodul hergestellt, das einen programmierbaren digitalen Computer umfasst, der die notwendige Information zum Steuern des Drucks des Drehmomentübertragungsmechanismus während eines Schaltwechsels oder eines Gangwechsels enthält sowie den Druck steuert, nachdem der Gangwechsel abgeschlossen ist. In vielen Fällen wird der Steuerdruck des Solenoidventils dazu benutzt, den vollen Bereich des Druckes des Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen, der für sowohl eine Regelung während eines Gangwechsels als auch während des vollen Eingriffs erforderlich ist.
- Aus der Druckschrift
DE 29 28 015 ist eine Drucksteuervorrichtung für einen Drehmomentübertragungsmechanismus bekannt. Die Drucksteuervorrichtung umfasst eine Druckquelle, eine Steuerquelle, einen Ventilkörper mit einer Ventilbohrung, die mit sowohl der Druckquelle als auch der Steuerquelle in Verbindung steht, einen Ventilsteuerkolben, der in der Ventilbohrung verschiebbar angeordnet ist und eine Differenzfläche umfasst, die durch den Ventilsteuerkolben und die Ventilbohrung gebildet ist, eine Auslassöffnung, die zwischen die Ventilbohrung und den Drehmomentübertragungsmechanismus geschaltet ist und einen Eingriffsdruck zwischen diesen übermittelt, wobei der Ventilsteuerkolben in Ansprechen auf Druck von der Steuerquelle arbeitet, um Fluiddruck, der zwischen der Druckquelle und dem Drehmomentübertragungsmechanismus übertragen wird, zu steuern, und ein Verstärkungsventil. - Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Drucksteuervorrichtung für einen Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Drucksteuervorrichtung einen Ventilsteuerkolben, der in einer Ventilbohrung verschiebbar angeordnet ist und dazu dient, eine Drucksteuerung für einen Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung dient der Ventilsteuerkolben dazu, einen Systemdruck auf den Drehmomentübertragungsmechanismus sowie auf eine Rückkopplungsfläche an dem Ventilsteuerkolben aufzugeben, um die Verstärkung oder den Druckanstieg an dem Drehmomentübertragungsmechanismus zu steuern.
- Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Schiebekolbenventil durch ein variables Drucksignal von einer Solenoidquelle gesteuert, und der Rückkopplungsdruck dient dazu, einem Teil des Steuersignals entgegenzuwirken, wodurch die Druckanstiegsrate an dem Drehmomentübertragungsmechanismus gesteuert wird.
- Gemäß noch einem anderen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verstärkungsventil in das Schiebekolbenventil eingebaut, um für einen Hochdruckausgang zu dem Drehmomentübertragungsmechanismus zu sorgen.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Öffnen und Schließen des Verstärkungsventils durch das variable Drucksignal von dem Solenoidventil gesteuert, so dass das Verstärkungsventil wirksam ist, wenn das Solenoidventil einen maximalen oder einen vorbestimmten Druck erreicht.
- Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verringert oder beseitigt das Verstärkungsventil, wenn es sich in einer wirksamen Stellung befindet, den Rückkopplungsdruck auf den Ventilsteuerkolben, wodurch ein maximaler Ausgangsdruck für den Drehmomentübertragungsmechanismus bewirkt wird.
- Gemäß noch einem zusätzlichen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verstärkungsventil ein Kugelventil, das auf den variablen Solenoiddruck anspricht, um eine Fluidströmung zu der Rückkopplungsdifferenzfläche zuzulassen, wenn keine Verstärkung erforderlich ist, und Fluiddruck von der Rückkopplungsfläche wegzunehmen, wenn eine Verstärkung erforderlich ist.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Steuermechanismus mit einem Steuerventil, das die vorliegende Erfindung umfasst; -
2 ist eine Ansicht ähnlich wie1 , wobei der Steuerventilmechanismus in einer regelnden Stellung gezeigt ist; -
3 ist eine Ansicht ähnlich wie die1 und2 , wobei das Steuerventil in einer Verstärkungsstellung gezeigt ist; und -
4 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen dem Solenoidsteuerdruck und dem Eingriffsdruck für einen Drehmomentübertragungsmechanismus beschreibt. - In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in den
1 ,2 und3 ein Teil einer hydraulischen Steuereinrichtung10 zum Steuern des Ineingriffbringens und Außereingriffbringens eines herkömmlichen Drehmomentübertragungsmechanismus (DÜM)12 zu sehen. Der Drehmomentübertragungsmechanismus12 ist eine herkömmliche fluidbetätigte Reibungseinrichtung, die einen Eingriffskolben und mehrere Reibscheiben umfasst, die zwischen zwei Elementen eines Lastschaltgetriebes, wie etwa zwischen einer Welle und einem Zahnrad oder zwischen einem Zahnrad und einem Gehäuses angeordnet sind. - Die Steuereinrichtung
10 umfasst eine Verdrängerpumpe14 , ein Druckregelventil16 , ein variables Ablasssolenoid (VBS von variable bleed solenoid)18 , ein elektronisches Steuermodul (ECM)20 und ein Druckregelventil22 für einen Drehmomentübertragungsmechanismus. Die Pumpe14 könnte entweder eine Zahnradpumpe oder eine Ringpumpe sein, die Fluid aus einem Behälter24 zur Lieferung an einen Hauptdruckkanal oder Leitungsdruckkanal26 treibt. Das Regelventil16 ist ein herkömmliches Druckregelventil, das den Druck in dem Kanal26 auf eine allgemein bekannte Weise auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Das Druckregelventil16 dient dazu, überschüssiges Fluid von der Pumpe14 zu einem Entleerungskanal28 zu leiten, der das Fluid in den Behälter24 zurückführt. - Der Kanal
26 steht in Fluidverbindung mit dem variablen Ablasssolenoid18 zur Lieferung des Fluids dorthin, und steht auch in Fluidverbindung mit einer Einlassöffnung30 des Ventils22 . Der Kanal26 erstreckt sich zu anderen Bauelementen des Getriebes, die Drehmomentübertragungsmechanismen oder andere Steuerventilmechanismen umfassen. - Das variable Ablasssolenoid
18 ist ein herkömmlicher elektronisch gesteuerter Ventilmechanismus, der ein Ausgangssignal an Kanal32 proportional zu dem an das VBS18 ausgegebene Steuersignal liefert. - Der elektronische Teil des VBS
18 wird durch das elektronische Steuermodul20 gesteuert, welches einen herkömmlichen vorprogrammierbaren digitalen Computer umfasst. Diese Steuereinrichtungen sind auf dem Gebiet von Getriebe steuereinrichtungen allgemein bekannt. - Das Druckregelventil
22 für den Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst einen Ventilsteuerkolben34 , der zwei Stege36 und38 mit gleichem Durchmesser und eine Nut40 zwischen den Stegen36 und38 aufweist. Der Ventilsteuerkolben34 weist auch zwei Stege42 und44 mit großem Durchmesser auf. Der Ventilsteuerkolben34 ist verschiebbar in einem Ventilkörper46 angeordnet, der eine Ventilbohrung48 aufweist, der diametral gegenüberliegende Abschnitte besitzt, die komplementär zu den Ventilstegen36 ,38 ,42 und44 sind. Der Ventilsteg42 , der von dem Ventilsteg38 durch eine Nut50 beabstandet ist, wirkt mit dieser zusammen, um eine Differenzsteuerfläche52 zu bilden. - Der Ventilkörper
46 umfasst eine Einlassöffnung30 , drei Entleerungsöffnungen54 ,56 und58 , eine Regelöffnung60 für den Drehmomentübertragungsmechanismus und eine VBS-Steueröffnung62 . Der Ventilsteuerkolben34 arbeitet mit der Ventilbohrung48 zusammen, um eine Federkammer64 zu bilden, in der eine Rückstellfeder66 angeordnet ist. Die Rückstellfeder66 drängt den Ventilsteuerkolben34 in der Ventilbohrung48 nach links, wie in den1 ,2 und3 betrachtet. Der Ventilsteg44 und die Ventilbohrung48 arbeiten zusammen, um eine Steuerkammer68 zu bilden, die mit der VBS-Steueröffnung62 in Verbindung steht. Die Kammer64 steht mit der Entleerungsöffnung54 in Verbindung, wodurch jeder Druckaufbau in diesem Bereich verhindert wird. - Die Regelöffnung
60 für den Drehmomentübertragungsmechanismus steht mit der Ventilbohrung48 zwischen den Stegen36 und38 in Verbindung. Der Ventilkörper46 weist auch eine Rückkopplungsfläche oder eine Rückkopplungsöffnung70 auf, die mit der Differenzsteuerfläche52 in Verbindung steht. - Eine Verstärkungsventilanordnung
72 ist in einer Bohrung74 , die in dem Ventilsteuerkolben34 ausgebildet ist, angeordnet. Die Verstärkungsventilanordnung72 umfasst einen Körperabschnitt76 mit zwei konischen Ventilsitzen73 ,75 , eine Kugel78 und einen Steuerkolben80 , der einen Schaft82 aufweist, welcher sich in den Körperabschnitt76 hinein erstreckt, um eine Bewegung der Kugel78 zu bewirken. Die Kugel78 ist derart eingerichtet, dass sie auf den konischen Ventilsitzen73 ,75 sitzt. Der Steuerkolben80 wird durch eine Verstärkungsfeder83 derart gedrängt, dass er sich von dem Körper76 trennt. Die Verstärkungsfeder83 drängt den Kolben80 nach links gegen einen herkömmlichen Sperr- oder Feststellring84 . Wie es in1 zu sehen ist, sitzt die Kugel78 auf dem Ventilsitz73 . - Eine Kammer
86 , die die Feder83 umgibt, steht in kontinuierlicher Verbindung mit der Entleerungsöffnung58 . Somit wird kein Druckaufbau in der Kammer86 auftreten. Der Körper76 weist eine Einlassöffnung88 , mehrere Auslassöffnungen90 und eine Entleerungsöffnung92 auf. Die Einlassöffnung88 steht mit einem sich axial erstreckenden Kanal oder zentralen Kanal94 in Verbindung, der in dem Ventilsteuerkolben34 ausgebildet ist. Der Kanal94 steht mit der Regelöffnung60 für den Drehmomentübertragungsmechanismus über mehrere radiale Kanäle96 in Verbindung. Somit wirkt der geregelte Druck für den Drehmomentübertragungsmechanismus in Kanal94 . Die Entleerungsöffnung92 steht mit der Kammer86 und somit mit der Entleerungsöffnung58 in Verbindung. Die Kugel78 wird durch Fluiddruck für den Eingriff des Drehmomentübertragungsmechanismus in dem Kanal94 in Richtung des Ventilsitzes73 gedrängt. - In der in
1 gezeigten Stellung, die die Entleerungsstellung für den Drehmomentübertragungsmechanismus12 ist, schließt der Ventilsteg36 die Einlassöffnung30 und der Ventilsteg38 öffnet die Regelöffnung60 für den Drehmomentübertragungsmechanismus zur Entleerungsöffnung56 . Der Druck an Punkt98 in der Kammer68 beträgt im Wesentlichen Null oder ist ein Minimalwert, wie es in4 gezeigt ist, da der Drehmomentübertragungsmechanismus12 durch die Öffnung60 und die Öffnung56 vollständig entleert wird. - Wenn es erwünscht ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus
12 in Eingriff zu bringen, wird der Druck in der Kammer68 , der durch das VBS gesteuert wird, über den Punkt100 von4 hinaus erhöht. Wenn der Druck in der Kammer68 zunimmt, wird der Ventilsteuerkolben34 nach rechts gegen die Rückstellfeder66 gedrängt. Diese Bewegung wird fortfahren, bis der Ventilsteg36 eine Verbindung zwischen dem Kanal30 und der Regelöffnung60 für den Drehmomentübertragungsmechanismus bereitstellt. Im Wesentlichen gleichzeitig wird die Entleerungsöffnung56 durch den Steg38 geschlossen. Dies wird eine Zunahme des Fluiddrucks an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 zulassen. - Der Druck an dem Drehmomentübertragungsmechanismus
12 wird ebenfalls über den Kanal94 und die Öffnung88 mit der Differenzsteuerfläche52 in Verbindung gebracht. Dies wird eine Gegenkraft für den Druck in der Steuerkammer68 liefern, so dass, wenn der Druck von dem VBS18 zunimmt, der Druck an den Drehmomentübertragungsmechanismus12 entlang der in4 gezeigt Linie102 zunehmen wird. - Wie es bei Rückkopplungsventilsystemen allgemein bekannt ist, wird der Druck an Öffnung
60 bei zunehmendem Druck in der Kammer68 ebenso wie der Druck in der Differenzsteuerfläche52 zunehmen, wodurch die in4 bei Linie102 gezeigte Verstärkungskurve oder Druckkurve geschaffen wird. Wenn der Druck in der Kammer68 , wie durch das VBS18 erzeugt, den Punkt104 in4 erreicht, wird der Kolben80 gegen die Feder83 bewegt werden, wodurch die Kugel78 von der Entleerungsöffnung92 weg und auf die Einlassöffnung88 bewegt wird. Dies wird bewirken, dass der Druck an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 entlang der Linie106 ansteigt, bis die Kugel78 an Punkt108 vollständig auf die Einlassöffnung88 gesetzt ist. - Wenn die Kugel
78 von der Entleerungsöffnung92 in Richtung der Einlassöffnung88 bewegt worden ist, wird der Druck in der Differenzsteuerfläche52 abzunehmen beginnen, was eine Zunahme des Drucks an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 zulassen wird. Wenn die Kugel78 vollständig auf die Einlassöffnung88 gesetzt ist, wie es in3 gezeigt ist, wird der Druck an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 bis zu dem Punkt108 zunehmen, welcher im Wesentlichen gleich dem Druck in dem Hauptdruckkanal26 ist. Dies ist der Maximaldruck in dem System, und der Drehmomentübertragungsmechanismus12 wird mit diesem Maximaldruck in Eingriff gebracht, wenn dies durch die Schaltsteuereinrichtungen und das ECM20 angefordert wird. Wenn der Steuerdruck in Kammer68 zunimmt, wird die Stellgliedanordnung die Kugel78 von dem Sitz73 verschieben, um den Druck an der Differenzfläche52 zu verringern, wodurch der Eingriffsdruck in der Öffnung60 erhöht wird. - Wie es in
3 zu sehen ist, sitzt die Kugel78 vollständig auf dem Ventilsitz75 gegen die Einlassöffnung88 , wodurch ein Entleerungskanal durch den Körperabschnitt76 geschaffen wird, um die Differenzfläche52 vollständig zur Entleerungsöffnung58 zu entleeren. Es ist auch anzumerken, dass in3 der Steg38 die Entleerungsöffnung56 vollständig schließt, während der Steg36 die Öffnung30 vollständig öffnet, wodurch die Öffnung60 zum Leitungsdruck in Kanal26 geöffnet wird. - Wenn es erwünscht ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus
12 außer Eingriff zu bringen, wird der Druck in der Kammer68 durch das VBS18 verringert, bis der Steuerdruck für den Drehmomentübertragungsmechanismus an Öffnung60 den Punkt104 erreicht. Nachdem dies aufgetreten ist, kann der weggehende Drehmomentübertragungsmechanismus längs dem durch das ECM20 gesteuerten Plan außer Eingriff gebracht werden. - Zusammengefasst ist eine Drucksteuervorrichtung in einem Drucksteuersystem für ein Getriebe angeordnet, um eine Drucksteuereinrichtung an einem Drehmomentübertragungsmechanismus einzustellen. Die Drucksteuereinrichtung umfasst ein Steuerventil für den Drehmomentübertragungsmechanismus, das Druck von einer Hochdruckquelle auf den Drehmomentübertragungsmechanismus aufgibt. In der Drucksteuervorrichtung befindet sich ebenfalls ein Verstärkungsventilmechanismus, der bewirkt, dass ein Rückkopplungsdruck an dem Druckregelventil für den Drehmomentübertragungsmechanismus gesteuert wird, um dadurch den Druckanstieg an dem Drehmomentübertragungsmechanismus zu steuern, und der auch zulässt, dass ein Verstärkungsdruck auf den Drehmomentübertragungsmechanismus aufgegeben wird, wenn dessen vollständiges Ineingriffbringen erforderlich ist.
Claims (3)
- Drucksteuervorrichtung (
10 ) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ), umfassend: eine Druckquelle eine Steuerquelle, einen Ventilkörper (46 ) mit einer Ventilbohrung (48 ), die mit sowohl der Druckquelle als auch der Steuerquelle in Verbindung steht, einen Ventilsteuerkolben (34 ), der in der Ventilbohrung (48 ) verschiebbar angeordnet ist und eine Differenzfläche (52 ) umfasst, die durch den Ventilsteuerkolben (34 ) und die Ventilbohrung (48 ) gebildet ist, eine Auslassöffnung (60 ), die zwischen die Ventilbohrung (48 ) und den Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) geschaltet ist und einen Eingriffsdruck zwischen diesen übermittelt, wobei der Ventilsteuerkolben (34 ) in Ansprechen auf Druck von der Steuerquelle arbeitet, um Fluiddruck, der zwischen der Druckquelle und dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) übertragen wird, zu steuern, und ein Verstärkungsventil (72 ), das in dem Ventilsteuerkolben (34 ) angeordnet ist und auf den Steuerdruck anspricht, um die Aufgabe von Fluiddruck auf die Differenzfläche (52 ) zu steuern und dadurch den Eingriffsdruckpegel an dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) zu steuern. - Drucksteuervorrichtung (
10 ) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsventil (72 ) einen Körperabschnitt (76 ), zwei Ventilsitze (73 ,75 ), eine Kugel (78 ) und ein Stellglied umfasst, und dass die Kugel (78 ) auf einen der Ventilsitze (75 ) durch Fluiddruck an der Auslassöffnung (58 ) und in Richtung des anderen der Ventilsitze durch das Stellglied in Ansprechen auf den Steuerdruck gedrängt wird. - Drucksteuervorrichtung (
10 ) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied einen Steuerkolben (80 ), eine Stange (82 ) und ein Federmittel (83 ) umfasst, die Stange (82 ) durch den einen Ventilsitz (73 ) hindurch verläuft, und das Federmittel (83 ) den Kolben (80 ) und die Stange (82 ) in eine Richtung drängt, um zuzulassen, dass die Kugel (78 ) auf dem einen Ventilsitz (73 ) sitzt, und dass der Steuerdruck den Kolben (80 ) und die Stange (82 ) derart drängt, dass die Kugel (78 ) in Richtung des anderen Ventilsitzes (75 ) bewegt wird, wenn der Steuerdruck ausreicht, um eine Kraft des Federmittels (83 ) zu überwinden.
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