DE102007020346A1

DE102007020346A1 - Vorrichtung zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Getriebes sowie Verfahren zum Betätigen desselben

Info

Publication number: DE102007020346A1
Application number: DE200710020346
Authority: DE
Inventors: Georg Gierer; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-11-06

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (12) zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes (B) einer Getriebeeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen eines Schaltelementes (B) beschrieben. Ein Betätigungsdruck ist an einer ersten Wirkfläche (9A) eines Kolbenelementes (9) des Schaltelementes (B) im Bereich eines ersten Kolbenraumes (10A) und/oder an wenigstens einer zweiten Wirkfläche (9B) des Kolbenelementes (9) im Bereich eines von dem ersten Kolbenraum (10A) getrennten zweiten Kolbenraumes (10B) anlegbar. Wenigstens einer der Kolbenräume (10A oder 10B) ist über eine Hydaulikleitung (14) mit einem Hydraulikfluidreservoir (16) in Wirkverbindung bringbar. In der Hydraulikleitung (14) ist eine bei positivem Druckgefälle zwischen dem kolbenraumseitigen Teil der Hydraulikleitung (14) und dem hydraulikfluidreservoirseitigen Teil der Hydraulikleitung (14) die Wirkverbindung sperrende Ventileinrichtung (15) vorgesehen. Wenn einer der Kolbenräume (10A oder 10B) während einer Schließphase des Schaltelementes (B) von einem Betätigungsdruck (p_B) führenden Bereich getrennt ist, wird dieser mit dem Hydraulikfluidreservoir (16) verbunden, wenn der Druck im Hydraulikfluidreservoir (16) größer als eine vordefinierte Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hydraulikfluidreservoir (16) und dem Druck im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum (10A oder 10B) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 14 näher definierten Art.
Neuere aus dem Stand der Technik bekannte Automatgetriebe werden zunehmend mit Radsatzsystemen ausgeführt, mittels welchen mit einer möglichst geringen Anzahl von Schaltelementen möglichst viele Fahrgänge bzw. Übersetzungsstufen darstellbar sind.
So sind beispielsweise mittels eines mit fünf Schaltelementen ausgebildeten idealen Getriebesystems, wobei jeweils wenigstens zwei oder drei Schaltelemente gleichzeitig zur Darstellung einer Übersetzungsstufe in dem Getriebe in den Kraftfluss des Getriebes zuzuschalten sind, zehn verschiedene Übersetzungsstufen bzw. Gangkombinationen darstellbar. Bei einer Getriebeeinrichtung, bei welcher jeweils drei der fünf Schaltelemente zur Darstellung einer Übersetzungsstufe zuzuschalten sind, ist jedes der fünf Schaltelemente zur Darstellung von mindestens sechs Gängen vorgesehen. Über die zugeschalteten Schaltelemente werden in den verschiedenen Übersetzungskombinationen unterschiedlich hohe Drehmomente geführt oder abgestützt. Dabei variieren die an den Schaltelementen im zugeschalteten Zustand anliegenden Drehmomente in Abhängigkeit von sogenannten Stützfaktoren.
Grundsätzlich entspricht ein Stützfaktor einem Quotienten aus dem jeweils über das betreffende Schaltelement zu führenden Drehmomentwert und dem im Zugbetrieb eines Antriebsstranges von einem Antriebsaggregat erzeug ten Antriebsmoment oder dem während eines Schubbetriebes eines Antriebsstranges im Bereich des Antriebsaggregates abzustützenden Drehmoment. In Abhängigkeit einer Getriebespreizung besteht die Möglichkeit, dass sich im Bereich eines Schaltelementes der kleinste Wert des Stützfaktors und der größte Wert des Stützfaktors um den Faktor 10 und mehr unterscheiden.
Aufgrund der großen Abweichung zwischen den sich bei der Darstellung der verschiedenen Übersetzungen einstellenden Stützfaktoren, variiert auch die Abhängigkeit bzw. die Empfindlichkeit zwischen der Veränderung der Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes und der Veränderung der Vorgabe zur Einstellung einer definierten Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes. Die Abhängigkeit bzw. die Empfindlichkeit besteht in Form einer Strom-Drehmoment- oder Druck-Drehmoment-Auflösung, die jedoch nur für einen Schaltungszustand ideal auslegbar ist. Daraus resultieren für die Betätigung eines einzelnen Schaltelementes hohe Anforderungen, um alle Übersetzungswechsel mit der annähernd gleichen Schaltqualität durchführen zu können.
Zur Anpassung der Betätigung eines Schaltelementes an die jeweilige Fahrsituation bzw. an wechselnde Schaltungszustände, werden bei aus der Praxis bekannten Getriebesystemen Kupplungs- und/oder Hydrauliksysteme mit veränderbarer Auflösung eingesetzt. Da die Betätigung eines Schaltelementes eines Automatgetriebes ausgehend von der Stromvorgabe für die entsprechende Ansteuerung eines Drucksteuerventils, über welches ein Vorsteuerdruck eingestellt wird, bis zu dem zu dem Stromwert äquivalenten und über das Schaltelement führbaren Drehmomentwert reicht, ist eine Auflösung eines solchen Systems in verschiedenen Bereichen veränderbar.
Die Sollstromvorgabe für das Drucksteuerventil eines Hydrauliksystems und der dazu äquivalente Vorsteuerdruck sind für die Ansteuerung eines Schaltventils und eines Druckregelventils vorgesehen, mittels welchen wiederum ein Betätigungsdruck für ein Schaltelement einstellbar ist. Aus der Soll stromvorgabe resultiert ein Ist-Strom, der an dem Drucksteuerventil anliegt und der wiederum zu einer Ausgabe eines dazu äquivalenten Vorsteuerdruckes führt. In Abhängigkeit des Vorsteuerdruckes stellt sich in an sich bekannter Art und Weise ein Kupplungsventildruck bzw. ein Ausgabedruck des Druckregelventils, der einen wiederum hierzu äquivalenten Druck in einem einem Kolbenelement des Schaltelementes zugeordneten Kolbenraum zur Folge hat. Aus dem Druck im Kolbenraum resultiert wiederum eine an dem Kolbenelement angreifende Gesamtkraftkomponente, die das Kolbenelement in Richtung eines Lamellenpaketes des vorzugsweise als Lamellenkupplung oder Lamellenbremse ausgebildeten Schaltelementes über einen vordefinierten Kolbenweg verschiebt, wobei aus dem vordefinierten Kolbenweg ein wiederum dazu äquivalentes Kupplungsmoment bzw. Drehmoment resultiert, welches über das Schaltelement führbar ist.
Grundsätzlich weist jedes einzelne der vorbeschriebenen Übertragungsglieder eine spezielle Betätigungsempfindlichkeit auf, so dass die Empfindlichkeit der Betätigung eines Schaltelementes durch Veränderung des Druckbereichs eines Kolbenbetätigungsdruckes des Schaltelementes, der beispielsweise im Bereich eines Schaltventils durch unterschiedliche Ventilverstärkungen oder ähnlichem variierbar ist, oder durch Veränderung der Wirkfläche des Kolbenelementes eines Schaltelementes betriebszustandsabhängig variierbar ist.
So sind beispielsweise in aus der Praxis bekannten Getriebeeinrichtungen Schaltelemente vorgesehen, deren mit Druck beaufschlagbare Kolbenwirkflächen im Betrieb einer Getriebeeinrichtung dadurch variiert werden, dass eine in Schließrichtung eines Schaltelementes mit dem Betätigungsdruck beaufschlagbare Wirkfläche eines Kolbenelementes eine weitere Wirkfläche aufweist, in deren Bereich das Kolbenelement mit einem in Öffnungsrichtung des Schaltelementes wirkenden Betätigungsdruck beaufschlagbar ist. Dabei ist die Wirkfläche bzw. die Gegenfläche, in deren Bereich das Kolbenelement in Öffnungsrichtung mit Betätigungsdruck beaufschlagbar ist, kleiner als die Wirk fläche des Betätigungskolbens bzw. des Kolbenelementes des Schaltelementes ausgeführt, in deren Bereich das Kolbenelement des Schaltelementes in Schließrichtung des Schaltelementes mit Betätigungsdruck beaufschlagbar ist. Sowohl die Wirkfläche als auch die Gegenfläche werden dabei mit demselben Betätigungsdruck beaufschlagt, so dass die an dem Kolbenelement angreifende Gesamtkraftkomponente dem Produkt des Betätigungsdruckes und der Differenzfläche zwischen der Wirkfläche und der Gegenfläche des Kolbenelementes entspricht. Derartige Systeme werden auch als Differenzkolbensysteme bezeichnet.
Darüber hinaus werden zur Veränderung einer Wirkfläche eines Kolbenelementes eines Schaltelementes auch Schaltelemente für Getriebeeinrichtungen verwendet, bei welchen eine in Schließrichtung eines Schaltelementes mit Betätigungsdruck beaufschlagbare Wirkfläche in Teilflächen unterteilt ist und bei den die Druckbeaufschlagung der Teilflächen in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung unabhängig voneinander zu- oder abschaltbar ist. Dabei werden die Teilflächen der Wirkfläche eines Schaltelementes in ihrem zugeschalteten Zustand jeweils mit dem Betätigungsdruck beaufschlagt. In ihrem abgeschalteten Zustand sind die Teilflächen einer Wirkfläche eines Kolbenelementes eines Schaltelementes von einem Betätigungsdruck führenden Bereich eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung getrennt. Derartige Systeme werden als so genannte Additivkolbensysteme bezeichnet, bei welchen zum Schließen des damit ausgebildeten Schaltelementes jeweils lediglich ein Teil einer Wirkfläche eines Kolbenelementes oder aber auch die gesamte Wirkfläche eines Kolbenelementes während einer Schließphase eines Schaltelementes mit dem Betätigungsdruck eines Schaltelementes beaufschlagt wird oder werden.
Üblicherweise wird die Wirkfläche eines Kolbenelementes bei Additivkolbensystemen in zwei Teilflächen unterteilt, so dass die Zuschaltung eines Schaltelementes über eine erste Wirkfläche, eine zweite Wirkfläche oder über Druckbeaufschlagung beider Wirkflächen gleichzeitig durchführbar ist. Da die Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes bzw. eines Lamellenschaltelementes sich grundsätzlich aus dem Produkt des Betätigungsdruckes, der von dem Betätigungsdruck beaufschlagbaren Wirkfläche des Kolbenelementes, einem mittleren Reibradius der Lamellen eines Lamellenpaketes des Schaltelementes, der Anzahl der Belagflächen des Lamellenpaketes und des Reibwertes der Lamellen des Lamellenpaketes ergibt, ist die Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes an den jeweils einzulegenden Fahrgang bzw. an die jeweils darzustellende Übersetzungsstufe einer Getriebeeinrichtung über die Variierung der Wirkfläche des Kolbenelementes eines Schaltelementes an passbar.
Da jeder Teilwirkfläche eines Kolbenelementes eines reibschlüssigen Schaltelementes jeweils ein separater Kolbenraum zugeordnet ist, der von dem der anderen Wirkfläche zugeordneten Kolbenraum getrennt ist, wird bei einer Beaufschlagung eines Teils der Wirkfläche des Kolbenelementes im Bereich eines Kolbenraumes in dem anderen Kolbenraum, der nicht mit dem Betätigungsdruck beaufschlagt wird, auf Grund des Stellweges bzw. des Verfahrweges des Kolbenelementes nachteilhafterweise ein Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum eines Schaltelementes führt dazu, dass sich im Kolbenraum Luft ansammelt. Diese Luftansammlungen sind bei einer späteren Betätigung bzw. Druckbeaufschlagung dieses Kolbenraumes erst zu Verdrängen, wodurch ein Druckaufbau in diesem Kolbenraum verzögert wird und das Schaltelement ein undefiniertes Verhalten aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen das Ansammeln von Luft in einem nicht betätigten Kolbenraum eines Additivkolbensystems auf einfache und kostengünstige Art und Weise verhindert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung und mit einem Verfahren zum Betätigen eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 14 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung, wobei das Schaltelement zur Darstellung einer Übersetzung in der Getriebeeinrichtung in einem wenigstens annähernd geschlossenen Zustand zu betreiben ist, ist mit einem elektrisch betätigbaren Drucksteuerventil, mit einem Druckregelventil und wenigstens einem Schaltventil ausgebildet. Mittels des Drucksteuerventils ist ein Vorsteuerdruck einstellbar, mit dem das Druckregelventil und das wenigstens eine Schaltventil im Bereich von Steuerflächen zur Einstellung eines Betätigungsdruckes für das Schaltelement beaufschlagbar sind. Der Betätigungsdruck ist an einer ersten Wirkfläche eines Kolbenelementes des Schaltelementes im Bereich eines ersten Kolbenraumes und/oder an wenigstens einer zweiten Wirkfläche des Kolbenelementes im Bereich eines von dem ersten Kolbenraum getrennten zweiten Kolbenraumes in Schließrichtung des Schaltelementes anlegbar.
Erfindungsgemäß ist wenigstens einer der Kolbenräume über eine Hydraulikleitung mit einem Hydraulikfluidreservoir in Wirkverbindung bringbar und es ist in der Hydraulikleitung eine bei positivem Druckgefälle zwischen dem kolbenraumseitigen Teil der Hydraulikleitung und dem hydraulikfluidreservoirseitigen Teil der Hydraulikleitung eine die Wirkverbindung sperrende Ventileinrichtung vorgesehen.
Damit wird ein Luftansaugen in einen während einer Schließphase eines Schaltelementes nicht mit dem Betätigungsdruck beaufschlagten Kolbenraum auf einfache und kostengünstige Art und Weise dadurch verhindert, dass der unbetätigte Bereich des Kolbenelementes des Schaltelementes bzw. der im wesentlichen druckfreie Kolbenraum des Schaltelementes mit einem Hydraulikfluidreservoir verbunden wird, aus dem bei Vorliegen eines Unterdruckes in dem nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum Hydraulikfluid in den Kolbenraum angesaugt bzw. geführt wird. Vorzugsweise wird ein Ölsumpf der Getriebeeinrichtung als Hydraulikfluidreservoir verwendet, wobei bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vermeidung eines Schmutzeintrags die Hydraulikleitung zwischen dem Hydraulikfluidreservoir und der Ventileinrichtung ein Siebfilter vorgesehen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betätigen eines Schaltelementes einer Getriebeeinrichtung, das ein Kolbenelement aufweist, welches im Bereich eines einer ersten Wirkfläche zugeordneten Kolbenraumes und/oder im Bereich eines einer zweiten Wirkfläche zugeordneten und vom ersten Kolbenraum getrennten zweiten Kolbenraumes in Schließrichtung des Schaltelementes mit einen Betätigungsdruck beaufschlagbar ist, um das Schaltelement zum Einlegen einer Übersetzung in der Getriebeeinrichtung von einem wenigstens annähernd geöffneten in einen wenigstens annähernd geschlossenen Betriebszustand zu überführen, wird einer der Kolbenräume, dessen zugeordnete Wirkfläche des Kolbenelementes während einer Schließphase des Schaltelementes von einem Betätigungsdruck führenden Bereich getrennt ist, mit einem Hydraulikfluidreservoir verbunden, wenn der Druck im Hydraulikfluidreservoir größer als eine vordefinierte Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hydraulikfluidreservoir und dem Druck im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum ist.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird ein Luftansaugen im Bereich eines unbetätigten Kolbenraumes des Schaltelementes während eines Schließvorganges des Schaltelementes auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden, da der bei einer Kolbenbewegung im nicht betätigten Kolbenraum auftretende Unterdruck ein Öffnen einer Verbindung zwischen dem Kolbenraum und einem Hydraulikfluidreservoir bewirkt und anstatt Luft Hydraulikfluid in den nicht betätigten Kolbenraum geführt wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch vereinfacht dargestellt und werden neben der erfindungsgemäßen Vorgehensweise in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile zugunsten der Übersichtlichkeit dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 ein Hydraulikschema einer Getriebeeinrichtung eines Fahrzeuges, welches mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist;
2 ein Schaltschema der über das Hydrauliksystem gemäß 1 betätigbaren Schaltelemente;
3 einen in 1 näher gekennzeichneten Bereich X in einer vergrößerten Einzelansicht, der das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines der Schaltelemente umfasst;
4 eine 3 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welchem der Systemdruck direkt zu einem Schaltventil geführt wird;
5 einen in 1 näher gekennzeichneten Bereich Y in einer 3 entsprechenden Darstellung eines drittes Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches mit zwei Schaltventilen ausgebildet ist; und
6 eine 5 entsprechende Darstellung eines vierten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches ebenfalls mit zwei Schaltventilen ausgebildet ist.
1 zeigt ein Hydrauliksystem 1 in schematisierter Darstellung, mittels welchem eine nicht näher dargestellte und vorzugsweise als 8-Gang-Automatgetriebe ausgeführte Getriebeeinrichtung betreibbar und das Teil einer elektrohydraulischen Getriebesteuervorrichtung ist. In dem Automatgetriebe sind gemäß der in 2 dargestellten Schaltlogik acht Übersetzungen D1 bis D8 für Vorwärtsfahrt, eine Übersetzung R für Rückwärtsfahrt, ein Neutralbetriebszustand N sowie ein Parkbetriebszustand P durch entsprechendes Zu- und Abschalten der fünf Schaltelemente A, B, C, D und E in den oder aus dem Kraftfluss der Getriebeeinrichtung darstellbar. Die jeweils einzulegende Übersetzung bzw. der jeweils darzustellende Betriebszustand der Getriebeeinrichtung wird sowohl in Abhängigkeit einer über einen nicht näher dargestellten Wählschieber generierbaren Fahrerwunschvorgabe als auch in Abhängigkeit verschiedener in der elektrohydraulischen Getriebesteuervorrichtung abgelegter Schaltstrategien ausgewählt und in der Getriebeeinrichtung eingelegt.
Über eine vom Fahrer bedienbare bzw. betätigbare Wähleinrichtung sind in an sich bekannter Art und Weise verschiedene Positionen "Pos D", "Pos P", "Pos N", "Pos R" auswählbar, wobei in der Position "Pos D" die Übersetzungen D1 bis D8 für Vorwärtsfahrt in dem 8-Gang-Automatgetriebe einlegbar sind. In der Position "Pos N" ist der Neutralbetriebszustand in der Getriebeeinrichtung eingelegt, in dem ein Kraftfluss eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges im Bereich des 8-Gang-Automatgetriebes derart unterbrochen ist, dass über das Automatgetriebe im Wesentlichen kein Drehmoment vom Abtrieb in Richtung der Antriebsmaschine oder in umgekehrter Richtung führbar ist. In der dritten Position "Pos R" wird im 8-Gang-Automatgetriebe die Übersetzung R für Rückwärtsfahrt eingelegt, während in der vierten Position "Pos P" eine mechanische Parksperre eingelegt wird, womit der Abtrieb eines Fahrzeuges in an sich bekannter Art und Weise drehfest gehalten ist.
Mittels einer Hydraulikpumpe 2 des Hydrauliksystems 1 wird in Verbindung mit einem stromab der Hydraulikpumpe 2 angeordneten Systemdruckventil 3, welches als Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist, ein für die Betätigung der Schaltelemente A bis E erforderlicher Systemdruck p_sys zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus umfasst das Hydrauliksystem 1 mehrere Drucksteuerventile 4, 5 und 6A bis 6E, welche elektrisch ansteuerbar sind und entsprechend ihrer Ausführung in bestromtem Zustand geöffnet oder geschlossen sind. Dabei ist das Drucksteuerventil 5, mittels welchem der Systemdruck p_sys bei aktiver Getriebesteuereinrichtung modulierbar ist, in unbestromtem Zustand vollständig geöffnet, so dass der Systemdruck p_sys maximal wird. In bestromtem Zustand des Drucksteuerventils 5 wird der Systemdruck p_sys in Abhängigkeit der elektrischen Ansteuerung durch das Drucksteuerventil 5 in Abhängigkeit einer Steuervorgabe der elektrohydraulischen Getriebesteuervorrichtung eingestellt. Zudem sind mehrere Schaltventile 7A bis 7E sowie mehrere Druckregelventile 8A bis 8E vorgesehen.
Stromab des Systemdruckventils 3 ist ein Druckreduzierventil 22 angeordnet, über welches ein den Drucksteuerventilen 4, 5 und 6A bis 6E zuführbarer Reduzierdruck p_red geregelt eingestellt wird. Der jeweils an den Drucksteuerventilen 4 bis 6E anliegende Reduzierdruck p_red wird bei aktiver elektrohydraulischer Getriebesteuervorrichtung in Abhängigkeit der Bestromung der Drucksteuerventile 4 bis 6E entsprechend gewandelt zum Systemdruckventil 3, zu den Schaltventilen 7A bis 7E und zu den Druckregelventilen 8A bis 8E als so genannter Vorsteuerdruck p_VS geführt, wobei der jeweils für ein Schaltelement A bis E vorgesehene Vorsteuerdruck p_VS jeweils durch die Bezeichnung des damit korrespondierenden Schaltelementes A bis E erweitert ist. So ist beispielsweise der Ansteuerdruck p_VS_B der Vorsteuerdruck für das Schaltelement B.
In Abhängigkeit einer fahrerseitig ausgewählten Position des Wählschiebers werden jeweils wenigstens zwei der Schaltelemente A bis E zugeschaltet bzw. in einen geschlossenen Zustand überführt, in dem sie wenigstens annähernd ihre volle Übertragungsfähigkeit aufweisen. Weiche der Schaltelemente A bis E zur Darstellung der verschiedenen Übersetzungsstufen bzw. Betriebszustände des 8-Gang-Automatgetriebes in den zugeschalteten Zustand überführt werden bzw. abgeschaltet werden, ist der in 2 in tabellarischer Form dargestellten Schaltlogik entnehmbar.
Dabei sind die Schaltzustände der Schaltelemente A bis E jeweils dadurch gekennzeichnet, dass in den einzelnen Zellen der Tabelle ein zugeschaltetes Schaltelement durch einen Punkt gekennzeichnet ist und einem nicht zugeschalteten Schaltelement jeweils eine freie Zelle zugewiesen ist. So wird beispielsweise der Parkbetriebszustand P des 8-Gang-Automatgetriebes durch die gleichzeitig zugeschalteten Schaltelemente A und B dargestellt. Die fünfte Übersetzungsstufe D5 wird durch die gleichzeitig zugeschalteten Schaltelemente B, C und D hergestellt.
Bei einem Wechsel von der fünften Übersetzungsstufe D5 in die sechste Übersetzungsstufe D6 wird das Schaltelement B geöffnet bzw. dessen Übertragungsfähigkeit auf Null reduziert und die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes E angehoben, bis dieses seinen vollständig geschlossenen Zustand erreicht hat. Die beiden Schaltelemente C und D verbleiben bei dieser Hochschaltung in der Getriebeeinrichtung in ihrem geschlossenen Zustand.
Das Schaltelement B ist gemäß der in 2 dargestellten Schaltlogik zur Darstellung des Neutralbetriebszustandes N und des Parkbetriebszustandes P des 8-Gang-Automatgetriebes sowie zur Darstellung des Rückwärtsganges R und der Übersetzungen D1 bis D5 für Vorwärtsfahrt zuzuschalten bzw. in zugeschaltetem Zustand zu halten. In Abhängigkeit der jeweils in dem 8-Gang-Automatgetriebe eingelegten Übersetzung oder des eingestellten Betriebszustandes des 8-Gang-Automatgetriebes sind im Betrieb eines Fahrzeuges über das Schaltelement B stark voneinander abweichende Drehmomentwerte zu führen. Die über das Schaltelement jeweils zu führenden Drehmomentwerte entsprechen jeweils dem Produkt aus dem von einer Antriebsmaschine erzeugten Antriebsmoment oder einem im Bereich der Antriebsmaschine abzustützenden Schubmoment und in Abhängigkeit des Betriebszustandes des 8-Gang-Automatgetriebes variierenden Stützfaktoren.
Die verschiedenen Stützfaktoren im Bereich der Schaltelemente A bis E unterscheiden sich in Abhängigkeit der Getriebespreizung des 8-Gang-Automatgetriebes voneinander, wobei vorliegend der Stützfaktor im Bereich des Schaltelementes B bei der betrachteten Getriebeeinrichtung bei eingelegtem Rückwärtsgang R um den Faktor 10 höher ist als der Stützfaktor im Bereich des Schaltelementes B bei eingelegter fünfter Übersetzungsstufe.
Um die Betätigung des Schaltelemente B an die stark voneinander abweichenden Stützfaktoren anpassen zu können, ist das Schaltelement B in der in 3 bis 6 dargestellten Art und Weise mit einem so genannten Additivkolbensystem ausgeführt. Das vorliegend als Lamellenkupplung ausgebildete Schaltelement B, welches auch als Lamellenbremse ausgeführt sein kann, ist mit einem Kolbenelement 9 ausgebildet, dessen Wirkfläche im Bereich zweier Kolbenräume 10A und 10B mit einem über das Drucksteuerventil 6B, das Druckregelventil 8B und das Schaltventil 7B eingestellten Betätigungsdruck p_B beaufschlagbar ist. Dabei wird eine erste Wirkfläche 9A des Kolbenelementes 9 im Bereich des ersten Kolbenraumes 10A und eine zweite Wirkfläche 9B des Kolbenelementes 9 im Bereich des zweiten Kolbenraumes 10B, der von dem ersten Kolbenraum 10A getrennt ist, mit dem entgegen einer in Öffnungsrichtung des Schaltelementes B an dem Kolbenelement 9 angreifenden Federkraft einer Federeinrichtung 11 wirkenden Betätigungsdruck p_B betriebszustandsabhängig beaufschlagt.
Liegt beispielsweise eine Anforderung für eine Rückschaltung aus der sechsten Übersetzungsstufe D6 in die fünfte Übersetzungsstufe D5 vor, bei welcher das Schaltelement B durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Kolbenelementes 9 aus seinem vollständig geöffneten Zustand in seinen vollständig geschlossenen Zustand zu überführen ist, wird das Schaltelement B mittels der in 3 näher dargestellten Vorrichtung 12 zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes B in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise aus seinem geöffneten Zustand in seinen geschlossenen Zustand überführt. Dabei ist in 3 ein in 1 näher gekennzeichneter Bereich X in vergrößerter Einzeldarstellung gezeigt, der das Schaltelement B, das Schaltventil 7B, das Druckregelventil 8B und das Drucksteuerventil 6B beinhaltet.
Bei Vorliegen einer Schaltanforderung für eine Rückschaltung aus der sechsten Übersetzungsstufe D6 in die fünfte Übersetzungsstufe D5 wird das Drucksteuerventil 6B entsprechend einer in der elektrohydraulischen Getriebesteuervorrichtung hinterlegten Zuschaltprozedur für das Schaltelement B derart bestromt, dass der Reduzierdruck p_red stromab des Drucksteuerventils 6B auf das Niveau des für den Zuschaltvorgang des Schaltelementes B erforderlichen Vorsteuerdruckes p_VS_B, mittels welchem das Druckregelventil 8B und das Schaltventil 7B zur Einstellung des Betätigungsdruckes p_B beaufschlagt werden, geführt wird.
Der Vorsteuerdruck p_VS_B des Schaltelementes B wird auf eine Stirnfläche bzw. Steuerfläche eines Kolbenelementes des Druckregelventils 8B geführt. Dies bewirkt ein Verschieben des Kolbenelementes des Druckregelventils 8B aus der in 3 gezeigten Stellung und ein Öffnen einer Steuerzunge 8B_4, an welcher der Systemdruck p_sys anliegt. Gleichzeitig wird eine dritte Steuerzunge 8B_3 des Druckregelventils 8B mit der vierten Steuerzunge 8B_4 verbunden und der Systemdruck p_sys in Anhängigkeit des Öffnungsgrades der vierten Steuerzunge 8B_4 in entsprechend gewandelter Höhe als Betätigungsdruck p_B in Richtung des ersten Kolbenraumes 10A des Schaltelementes B geführt.
Ebenfalls gleichzeitig wird der Betätigungsdruck p_B in der in 3 dargestellten ersten Schaltstellung des Schaltventils 7B über eine Steuerzunge 7B_2 und eine Steuerzunge 7B_3 auf eine zweite Stirnfläche des Druckregelventils 8B geführt, welche der mit dem Vorsteuerdruck p_VS B beaufschlagten Stirnfläche des Kolbenelements des Druckregelventils 8B gegenüberliegt, womit der Betätigungsdruck p_B im Bereich des Druckregelventils 8B geregelt eingestellt wird. Zusätzlich wird der Betätigungsdruck p_B auf eine siebte Steuerzunge 7B_7 des Schaltventils 7B geführt, welche in der ersten Schaltstellung des Schaltventils 7B vom Kolbenelement des Schaltventils 7B von einer sechsten Schaltzunge 7B_6 getrennt ist. In diesem Betriebszustand der Vorrichtung 12 wird der zweite Kolbenraum 10B nicht mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt.
In Abhängigkeit des jeweils eingestellten Betätigungsdruckes p_B wird das Kolbenelement 9 in Richtung eines Lamellenpaketes 13 des Schaltelementes B verschoben und die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes B durch zunehmendes Anlegen und Verpressen der Lamellen des Lamellenpaketes 13 erhöht. Gleichzeitig nimmt sowohl das Volumen des ersten Kolbenraumes 10A als auch das Volumen des zweiten Kolbenraumes 10B zu, wobei der Kolbenraum 10A aufgrund der Beaufschlagung mit dem Betätigungsdruck p_B mit Hydraulikfluid befüllt wird.
Der Volumenanstieg des zweiten im Wesentlichen druckfreien Kolbenraumes 10B führt zu einem Aufbau eines Unterdruckes im zweiten Kolbenraum 10B. Generell ist der Aufbau des Unterdruckes in einem Kolbenraum eines Schaltelementes bei unterbleibender Druckbeaufschlagung des Kolbenraumes unerwünscht, da dies zu Luftansammlungen innerhalb dieses Kolbenraumes führt.
Um die unerwünschten Luftansammlungen auf einfache Art und Weise vermeiden zu können, ist der zweite Kolbenraum 10B über einen zwischen der sechste Schaltzunge 7B_6 des Schaltventils 7B und dem zweiten Kolbenraum 10B verlaufenden ersten Leitungsteil 14A einer Hydraulikleitung 14 in der in 3 dargestellten ersten Schaltstellung des Schaltventils 7B mit einer fünften Schaltzunge 7B_5 verbunden, von welcher ein zweiter Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 abzweigt. Im zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 ist eine vorliegend als Rückschlagventil ausgebildete Ventileinrichtung 15 angeordnet, welche bei positivem Druckgefälle zwischen dem zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 und einem Hydraulikfluidreservoir 16, welches vorliegend ein Ölsumpf des 8-Gang-Automatgetriebes ist, eine Wirkverbindung zwischen dem Hydraulikfluidreservoir 16 und dem in der ersten Schaltstellung des Schaltventils 78 mit dem zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 verbundenen zweiten Kolbenraum 10B sperrt.
Sinkt der Druck im zweiten Kolbenraum 10B während der über den Kolbenraum 10A vorgesehenen Betätigung des Schaltelementes B aufgrund der Volumenvergrößerung des zweiten Kolbenraumes 10B auf ein Niveau ab, auf dem zwischen der Hydraulikleitung 14 und dem Hydraulikfluidreservoir 16 ein vordefiniertes negatives Druckgefälle vorliegt, öffnet die Ventileinrichtung 15 selbsttätig und es wird Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidreservoir 16 in den zweiten Kolbenraum 10B geführt. Damit werden auf einfache Art und Weise Luftansammlungen im zweiten Kolbenraum 9B vermieden.
Des Weiteren ist im zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 in einem zu der Ventileinrichtung 15 parallelen Zweig ein Druckbegrenzungsventil 17 vorgesehen, über welches ein Druckanstieg im zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 über einen vordefinierten Druckgrenzwert vermieden dadurch vermieden wird, dass das Druckbegrenzungsventil 17 oberhalb des vordefinierten Druckgrenzwertes in der Hydraulikleitung 14 bei konstantem Druck im Hydraulikfluidreservoir 16 öffnet und der Druck im zweiten Leitungsteil in Richtung des Hydraulikfluidreservoirs 16 abgebaut wird. Damit wird mittels des Druckbegrenzungsventils 17 ein unerwünschter Druckanstieg im Bereich der Hydraulikleitung 14 und auch im zweiten Kupplungsraum 10B vermieden, der beispielsweise aufgrund von Leckagen im Bereich des Schaltventils 7B auftreten kann.
Mit zunehmendem Verlauf der Zuschaltphase des Schaltelementes B wird der Vorsteuerdruck p_VS_B angehoben, womit der Betätigungsdruck p_B des Schaltelement B ebenfalls ansteigt und die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes B in definiertem Umfang vergrößert wird. Bei Erreichen eines vordefinierten Druckwertes des Vorsteuerdruckes p_VS_B wird das Schaltventil 7B aus der in 3 dargestellten ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung überführt, in der die Schaltzungen 7B_2 und 7B_3 des Schaltventils 7B voneinander getrennt sind. Gleichzeitig wird der erste Leitungsteil 14A vom zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 im Bereich des Schaltventils 7B getrennt, womit die Wirkverbindung zwischen dem zweiten Kolbenraum 10B und dem Hydraulikfluidreservoir 16 im Bereich des Schaltventils 7B unterbrochen ist.
Zusätzlich wird die sechste Schaltzunge 7B_6 des Schaltventils 7B, welche über den ersten Leitungsteil 14A der Hydraulikleitung 14 mit dem zweiten Kolbenraum 10B verbunden ist, mit der siebten Schaltzunge 7B_7 verbunden, an der der Betätigungsdruck p_B anliegt. Damit wird der Betätigungsdruck p_B nicht länger über das Schaltventil 7B zurück zu dem Druckregelventil 8B ge führt, so dass das Druckregelventil 8B vollständig umschaltet. Durch das Umschalten des Druckregelventils 8B wird der Betätigungsdruck p_B auf das Niveau des Systemdrucks p_sys angehoben und das Schaltelement B im Bereich beider Kolbenräume 9A und 9B mit diesem beaufschlagt, womit das Schaltelement B seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist.
Die vorbeschriebene Vorgehensweise ermöglicht es nunmehr, das Schaltelement B über die Beaufschlagung der Wirkfläche 9A des Kolbenelementes 9 des Schaltelementes B mit einer geringeren Empfindlichkeit hinsichtlich Druckschwankungen und dergleichen zuzuschalten und nach Beendigung eines Schlupfbetriebes des Schaltelementes B mit einer hohen Schließkraft in geschlossenem Zustand zu halten, in dem auch höhere Drehmomente, die sich aufgrund der vorbeschriebenen variierenden Stützfaktoren verändern, über das Schaltelement B führbar sind.
Aufgrund der Tatsache, dass das Schaltelement lediglich bei einer Hochschaltung ausgehend von der fünften Übersetzungsstufe D5 in die sechste Übersetzungsstufe D6 abgeschaltet und bei einer Rückschaltung ausgehend von der sechsten Übersetzungsstufe D6 in Richtung der fünften Übersetzungsstufe D5 zugeschaltet wird und zur Darstellung der Betriebszustände P und N, des Rückwärtsganges R und der Übersetzungsstufen D1 bis D5 sich immer in geschlossenem Zustand befindet, ist das Schaltelement B lediglich bei Vorliegen eines niedrigen Stützfaktors zuzuschalten. Damit ist das Schaltelement B vorteilhafterweise mit einer geringen Schließkraft zuschaltbar. Dies bietet die Möglichkeit, das Schaltelement B während der Schließphase, in der das Schaltelement B schlupfend betrieben wird, lediglich im Bereich der Wirkfläche 9A mit dem Betätigungsdruck p_B zu beaufschlagen. In geschlossenem Zustand, in der das Schaltelement B schlupffrei betrieben wird, wird das Kolbenelement im Bereich beider Wirkflächen 9A und 9B des Kolbenelementes 9 des Schaltelementes B mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt, der das Niveau des Schließdruckes des Schaltelementes B aufweist. Damit ist die schlupffreie Übertragung der hohen Drehmomente, welche in den niedrigeren Übersetzungsstufen R und D1 bis D3 über das Schaltelement B zu führen sind, gewährleistet.
Während der Betätigung des Schaltelementes B bzw. während dessen Schließphase wird das Kolbenelement 9 vor dem Umschiebezeitpunkt des Schaltventils 7B lediglich im Bereich der Wirkfläche 9A mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt. Nach der Umsteuerung des Schaltventiles 7B, welches auch als Halteventil bezeichnet wird, wird die zweite Wirkfläche 9B des Kolbenelementes 9 des Schaltelementes B ebenfalls mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt, so dass das Schaltelement B im Bereich der kompletten Wirkfläche des Schaltelementes 9 mit Druck beaufschlagt und sicher geschlossen wird.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 in einer 3 entsprechenden Darstellung, welches sich nur unwesentlich von dem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, weshalb nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise auf die vorstehende Beschreibung zu 3 verwiesen wird.
Bei der in 4 dargestellten Ausführung der Vorrichtung 12 ist die siebte Steuerzunge 7B_7 des Schaltventils 7B direkt mit der Systemdruck p_sys führenden Hydraulikleitung verbunden, welche bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 in die vierte Steuerzunge 8B_4 des Druckregelventils 8B mündet, so dass der Systemdruck p_sys in der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 7B über das Schaltventil 7B direkt in den zweiten Kolbenraum 10B des Schaltelementes B eingeleitet wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 zeigt 5, wobei die Vorrichtung 12 gemäß 5 neben dem dem Schaltelement B zugeordneten Schaltventil 7B auch das dem Schaltelement A zugeordnete Schaltventil 7A umfasst. Das Schaltventil 7A des Schaltelementes A ist über eine Leitung 18 mit der zwischen der dritten Steuerzunge 8B_3 des Druckregelventil 8B und dem ersten Kolbenraum 10A des Schaltelementes B verlaufenden Hydraulikleitung, in welcher der Betätigungsdruck p_B des Schaltelementes B bei entsprechender drucksteuerventilseitiger Betätigung des Schaltventils 7B und des Druckregelventils 8B vorliegt, im Bereich einer siebten Steuerzunge 7A_7 verbunden.
Die siebte Steuerzunge 7A_7 des Schaltventils A ist in der in 5 dargestellten ersten Schaltstellung des Schaltventils 7A von einer sechsten Steuerzunge 7A_6 getrennt. Sowohl die sechste Steuerzunge 7B_6 des Schaltventils 7B als auch die sechste Steuerzunge 7A_6 des Schaltventils 7A sind über ein vorliegend als Kugelventil ausgeführtes ODER-Ventil 19 mit dem zweiten Kolbenraum 10B in Wirkverbindung bringbar. Dabei liegt dem ODER-Ventil 19 die Funktionalität zugrunde, dass jeweils die den höheren Druck führende Leitung, das heißt die zwischen dem ODER-Ventil 19 und der Steuerzunge 7A_6 des Schaltventils 7A oder die zwischen dem ODER-Ventil 19 und der sechsten Steuerzunge 7B_6 des Schaltventils 7B verlaufende Leitung, mit dem zweiten Kolbenraum 10B verbunden wird.
In der ersten Schaltstellung des Schaltventils 7A wird der Betätigungsdruck p_B nicht über die Leitung 18 in Richtung des ODER-Ventils 19 weitergeleitet. Dann wird der zweite Kolbenraum 10B in der gleichen Art und Weise wie bei den Ausführungsbeispielen der Vorrichtung 12 gemäß 3 und 4 während einer Schließphase des Schaltelementes B nicht mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt, während der der Betätigungsdruck p_B im Bereich des ersten Kolbenraumes 10A anliegt. Um Luftansammlungen im zweiten Kolbenraum 10B zu verhindern, ist der zweite Kolbenraum 10B über die Hydraulikleitung 14 und die Ventileinrichtung 15 in der vorbeschriebenen Art und Weise mit dem Hydraulikfluidreservoir 16 verbindbar und mit Hydraulikfluid versorgbar, wenn das Schaltventil 7B in seiner ersten Schaltstellung gehalten ist. Befindet sich das dem Schaltelement A zugeordnete Schaltventil 7A in seiner zweiten Schaltstellung, in der das Kolbenelement des Schaltventils 7A in seiner in 5 nicht dargestellten und vollständig umgeschobenen Stellung angeordnet ist, sind die siebte Steuerzunge 7A_7 und die sechste Steuerzunge 7A_6 des Schaltventils A miteinander verbunden und der Betätigungsdruck p_B wird über die Leitung 18 in Richtung des ODER-Ventils 19 und auch des zweiten Kolbenraumes 10B durchgeleitet.
Das Schaltelement A wird in der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 7A mit dem Systemdruck p_sys bzw. seinem Schließdruck beaufschlagt und weist seine vollständige Übertragungsfähigkeit auf. Gemäß der in 2 dargestellten Schaltlogik weist das Schaltelement A diesen Betriebeszustand zur Darstellung der ersten Übersetzungsstufe D1, der zweiten Übersetzungsstufe D2, des Rückwärtsganges R, des Neutralbetriebszustandes N und des Parkbetriebszustandes P auf. Da die Stützfaktoren im Bereich des Schaltelementes B während der Darstellung der ersten und der zweiten Übersetzungsstufe D1 und D2 sowie des Rückwärtsganges R bekanntermaßen höher sind als bei eingelegter fünfter Übersetzungsstufe D5, ist das Schaltelement B bei eingelegter erster oder zweiter Übersetzungsstufe D1 oder D2 oder bei eingelegtem Rückwärtsgang R in zugeschaltetem Zustand sowohl im Bereich der ersten Wirkfläche 9A als auch im Bereich der zweiten Wirkfläche 9B mit dem Betätigungsdruck bzw. dem Schließdruck zu beaufschlagen.
Dies wird mit dem in 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 auf einfache Art und Weise dadurch realisiert, dass der erste Kolbenraum 10A in gleicher Art und Weise wie bei den Ausführungsbeispielen der Vorrichtung 12 gemäß 3 und 4 über das Druckregelventil 8B mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt wird. Gleichzeitig wird der zweite Kolbenraum 10B über das sich in der zweiten Schaltstellung befindende Schaltventil 7A des Schaltelementes A über die Hydraulikleitung 18 und das Kugel ventil 19 mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt, der in der ersten Schaltstellung des Schaltventils 7B über das Druckregelventil 8B geregelt eingestellt wird, und in der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 7B dem Systemdruck p_sys bzw. dem Schließdruck des Schaltelementes B entspricht.
Grundsätzlich wird das Schaltelement B bei unbetätigtem Schaltventil A, das bedeutet in der ersten Schaltstellung des Schaltventils A, während einer Zuschaltphase des Schaltelementes B über das Druckregelventil 8B nur im Bereich der ersten Wirkfläche 9A des Kolbenelementes 9 des Schaltelementes B mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt. Der während der dadurch bewirkten Kolbenbewegung des Kolbenelementes 9 im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum 10B eventuell auftretende Unterdruck und daraus resultierende Luftansammlungen werden in vorbeschriebener Art und Weise durch Öffnen der Ventileinrichtung 15, wodurch Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidreservoir 16 über die Leitung 14 in den zweiten Kolbenraum 10B eingeleitet wird, vermieden.
In der zweiten Schaltstellung des Schaltventils A bzw. bei betätigtem Schaltventil A wird der Betätigungsdruck p_B direkt über das Schaltventil A des Schaltelementes A in den zweiten Kolbenraum 10B geleitet, womit beide Kolbenräume 10A und 10B mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt sind. Das Kugelwechselventil bzw. das ODER-Ventil 19 wird dabei in Richtung des dem Schaltelement B zugeordneten Schaltventils 7B verschoben, um eine Leckage in Richtung des durch das Schaltventil 7B geöffneten Kanals, der mit dem Ölsumpf des 8-Gang-Automatgetriebes verbunden ist, zu vermeiden. Bei unbetätigtem Schaltventil 7A und gleichzeitig betätigtem Schaltventil 7B wechselt das ODER-Ventil 19 zum Schaltventil 7A hin und dichtet den Druck führenden Bereich gegenüber der Drucksenke ab.
Bei dem in 6 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 12 erfolgt das Zuschalten des Schaltelementes B bei unbetätigtem Schalt ventil A über die Wirkfläche 9A und bei betätigtem Schaltventil 7A über die Wirkfläche 9B des Kolbenelementes 9 des Schaltelementes B, während der jeweils andere Kolbenraum 10B oder 10A nicht mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass neben dem ODER-Ventil 19 ein weiteres ODER-Ventil 21 vorgesehen ist, welches die gleiche Funktionalität wie das ODER-Ventil 19 aufweist und in dem die sechste Steuerzunge 7B_6 des dem Schaltelement B zugeordneten Schaltventils 7B und dem ersten Kolbenraum 10A verbindenden ersten Leitungsteil 14A, der wiederum in zwei weitere Teilleitungen 14A_1 und 14A_2 verzweigt ist, angeordnet ist.
Dabei sind das Schaltventil 7A des Schaltelementes A und das Schaltventil 7B des Schaltelementes 76 mit dem Druckregelventil 8B und über die beiden ODER-Ventile 19 und 21 jeweils derart mit den beiden Kolbenräumen 10A und 10B in Wirkverbindung bringbar, dass das Schaltelement B in Abhängigkeit des Schaltzustandes des Schaltventils Am der ersten Schaltstellung des Schaltventils B entweder durch alleinige Druckbeaufschlagung der ersten Wirkfläche 9A oder durch alleinige Druckbeaufschlagung der zweiten Wirkfläche 9B aus einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand, in dem das Schaltelement B im wesentlichen schlupffrei betrieben wird, überführbar ist. Nach Umschaltung des Schaltventils 7B in seine zweite Schaltstellung werden beide Kupplungsflächen bzw. beide Wirkflächen 9A und 9B des Kolbenelementes 9 mit dem Systemdruck p_sys beaufschlagt, womit das Schaltelement B seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist.
Gleichzeitig wird der jeweils nicht mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagte Kolbenraum 10B oder 10A über das Schaltventil 7B und das ODER-Ventil 19 oder das ODER-Ventil 21 mit dem zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 verbunden, um bei Auftreten eines Unterdrucks Hydraulikfluid aus den Hydraulikfluidreservoir 16 nachzuführen und Luftansammlungen im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum 10B oder 10A zu vermeiden.
Werden beide Kolbenräume 10A und 10B gleichzeitig mit dem Betätigungsdruck beaufschlagt, dann ist die Verbindung zwischen dem ersten Leitungsteil 14A und dem zweiten Leitungsteil 14B der Hydraulikleitung 14 im Bereich des Schaltventils 7B unterbrochen.
Alternativ hierzu kann die Funktion des Schaltventils A des Schaltelementes A auch mittels eines separaten Schaltventils, dessen Ansteuerung von der Betätigung des Schaltelementes A unabhängig ist, realisiert werden, so dass die Zuschaltung des Schaltelementes B situationsabhängig frei anpassbar ist. Dies ist beispielsweise über eine entsprechende Ver-Undung bzw. Ver-Oderung mehrerer hydraulischer Signale umsetzbar.
Alle in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 12 sind im Bereich zwischen dem Hydraulikfluidreservoir 16 und der Ventileinrichtung 15 mit einen Siebfilter 20 ausgebildet, um einen Schmutzeintrag in das Hydrauliksystem 1 über die Saugleitung bzw. die Hydraulikleitung 14 zu vermeiden.
Des Weiteren wird bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Luftansaugen im Bereich eines Additivkolbensystems auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden. Hierfür wird ein unbetätigter bzw. nicht druckbeaufschlagter Kolbenraum eines mit einem Additivkolbensystem ausgebildeten zuzuschaltenden Schaltelementes durch Herstellen einer Wirkverbindung mit einer als Unterdruckventil wirkenden Ventileinrichtung mit einem Hydraulikfluidreservoir verbunden, um ein Lufteinsaugen in den nicht betätigten Kolbenraum des Schaltelementes zu verhindern. Damit ist auf einfache Art und Weise im Bereich des nicht betätigten Kolbenraumes ein zu einem späteren Zeitpunkt gewünschter schneller Druckaufbau in diesem Kolbenraum umsetzbar.
Zudem ist ein Zuschaltvorgang eines Schaltelementes auf einfache Art und Weise betriebszustandsabhängig angepasst durchführbar. Hierfür werden Systeme vorgeschlagen, bei welchen beispielsweise ein Systemdruck eines Hydrauliksystems auf die Wirkfläche eines Kolbenelementes eines Schaltelementes durchgesteuert wird. Darüber hinaus wird auch ein System vorgestellt, bei welchem der Druck eines Druckregelventils bzw. eines Kupplungsventils oder der Druck eines anderen geschalteten Schaltelementes im Bereich eines Schaltventiles durchgeschaltet wird. Zusätzlich wird auch ein System vorgeschlagen, bei welchem das Schaltventil eines anderen Schaltelementes zur Beaufschlagung einer ersten Wirkfläche, einer zweiten Wirkfläche oder beider Wirkflächen eines Additivkolbensystems verwendet wird.
Letztendlich wird auch ein System beschrieben, bei dem ein Schaltelement in Abhängigkeit des jeweils angeforderten Fahrganges bzw. der jeweils eingelegten Übersetzungsstufe in einer Getriebeeinrichtung während einer Schließphase des Schaltelementes im Bereich einer der beiden Wirkflächen des Kolbenelementes oder im Bereich beider Wirkflächen mit Betätigungsdruck beaufschlagt wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Schaltelement zur Darstellung einer Übersetzungsstufe mit einem hohen Stützfaktor mit einer sehr großen Wirkfläche zuzuschalten ist. In einem derartigen Fall wird die Schaltstellung eines weiteren Schaltventils als Zusatzinformation während der Zuschaltung des anderen Schaltelementes benutzt. Das bedeutet, dass bei betätigtem weiteren Schaltelement die Zuschaltung des betrachteten Schaltelementes durch Druckbeaufschlagung der gesamten Wirkfläche des Kolbenelementes erfolgt.

1: Hydrauliksystem
2: Hydraulikpumpe
3: Systemdruckventil
4: Drucksteuerventil
5: Drucksteuerventil
6A bis 6E: Drucksteuerventil
7A bis 7E: Schaltventil
7A_6, 7A_7: Steuerzunge
7B_2, 7B_3, 7B_5, 7B_6, 7B_7: Steuerzunge
8B_3, 8B_4: Steuerzunge
8A bis 8E: Druckregelventil
9: Kolbenelement
9A, 9B: Wirkfläche
10A, 10B: Kolbenraum
11: Federeinrichtung
12: Vorrichtung
13: Lamellenpaket
14: Hydraulikleitung
14A, 14B: Leitungsteil
14A_1, 14A_2: Teilleitung
15: Ventileinrichtung
16: Hydraulikfluidreservoir, Ölsumpf
17: Druckbegrenzungsventil
18: Leitung
19: ODER-Ventil
20: Siebfilter
21: ODER-Ventil
22: Druckreduzierventil
A bis E: Schaltelement
D1 bis D8: Übersetzungsstufe für Vorwärtsfahrt
N: Neutralbetriebszustand
P: Parkbetriebszustand
R: Rückwärtsgang
p_B: Betätigungsdruck
p_red: Reduzierdruck
p_sys: Systemdruck
p_VS_B: Vorsteuerdruck

Claims

Vorrichtung (12) zum Einstellen einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes (B) einer Getriebeeinrichtung, welches Schaltelement (B) zur Darstellung einer Übersetzung in der Getriebeeinrichtung in einem wenigstens annähernd geschlossenen Zustand zu betreiben ist, mit einem elektrisch betätigbaren Drucksteuerventil (6B), mit einem Druckregelventil (8B) und mit wenigstens einem Schaltventil (7B), wobei mittels des Drucksteuerventils (6B) ein Vorsteuerdruck (p_VS_B) einstellbar ist, mit dem das Druckregelventil (8B) und das wenigstens eine Schaltventil (7B) im Bereich von Steuerflächen zur Einstellung eines Betätigungsdruckes (p_B) beaufschlagbar sind, und der Betätigungsdruck (p_B) an einer ersten Wirkfläche (9A) eines Kolbenelementes (9) des Schaltelementes (B) im Bereich eines ersten Kolbenraumes (10A) und/oder an wenigstens einer zweiten Wirkfläche (9B) des Kolbenelementes (9) im Bereich eines zweiten von dem ersten Kolbenraum (10A) getrennten zweiten Kolbenraumes (10B) in Schließrichtung des Schaltelementes (B) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kolbenräume (10A, 10B) über eine Hydraulikleitung (14) mit einem Hydraulikfluidreservoir (16) in Wirkverbindung bringbar ist und in der Hydraulikleitung (14) eine bei positivem Druckgefälle zwischen dem kolbenraumseitigen Teil (14A) der Hydraulikleitung (14) und dem hydraulikfluidreservoirseitigen Teil (14B) der Hydraulikleitung (14) die Wirkverbindung sperrende Ventileinrichtung (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) die Verbindung zwischen dem Kolbenraum (10A und/oder 10B) und dem Hydraulikfluidreservoir (16) bei Unterschreiten eines vordefinierten negativen Druckgefälles zwischen dem über die Hydraulikleitung (14) mit dem Hydraulikfluidreservoir (16) wirkverbundenen Kolbenraum (10A und/oder 10B) freigibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine über die Hydraulikleitung (14) mit dem Hydraulikfluidreservoir (16) in Wirkverbindung bringbare Kolbenraum (10A und/oder 10B) in einer vordefinierten Schaltstellung des dem Schaltelement (B) zugeordneten Schaltventils (7B), welches zwischen der Ventileinrichtung (15) und dem Kolbenraum (10A und/oder 10B) des Schaltelementes (B) in der Hydraulikleitung (14) angeordnet ist, im Bereich des Schaltventils (7B) von dem Hydraulikfluidreservoir (16) getrennt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (8B) und das wenigstens eine Schaltventil (7B) derart von dem Drucksteuerventil (6B) ansteuerbar sind, dass das Kolbenelement (9) des Schaltelementes (B) während einer Schließphase, während der sich das Schaltelement (B) in einem Schlupfbetrieb befindet, im Bereich einer der Wirkflächen (9A oder 9B) mit einem über das Druckregelventil (8B) geregelt eingestellten Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist und der der anderen Wirkfläche (9B oder 9A) zugeordnete Kolbenraumraum (10B oder 10A) über die Hydraulikleitung (14) mit dem Hydraulikfluidreservoir (16) in Wirkverbindung bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (8B) und das wenigstens eine Schaltventil (7B) derart von dem Drucksteuerventil (6B) ansteuerbar sind, dass das Kolbenelement (9) des Schaltelementes (B) während einer Schließphase, während der sich das Schaltelement (B) in einem Schlupfbetrieb befindet, im Bereich beider Wirkflächen (9A, 9B) des Kolbenelementes (9) mit einem über das Druckregelventil (8B) geregelt eingestellten Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der über das Drucksteuerventil (6B) und das Druckregelventil (8B) einstellbare Betätigungsdruck (p_B) für das Schaltelement (B) während der Schließphase des Schaltelementes (B) kleiner als ein Schließdruck (p_sys) ist, zu dem das Schaltelement (B) seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der über das Drucksteuerventil (6B) und das Druckregelventil (8B) einstellbare Betätigungsdruck (p_B) in schlupffreiern Zustand des Schaltelementes (B) auf den Schließdruck (p_sys) des Schaltelementes (B) anhebbar ist, wobei das Kolbenelement (9) am Ende der Schließphase des Schaltelementes (B) im Bereich beider Wirkflächen (9A und 9B) mit dem dem Schließdruck (p_sys) entsprechenden Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein einem weiteren Schaltelement (A) zugeordnetes weiteres Schaltventil (7A) vorgesehen ist, über welches wenigstens einer der Kolbenräume (10A und/oder 10B) mit dem über das Drucksteuerventil (6B) und das Druckregelventil (8B) einstellbaren Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kolbenräume (10A oder 10B) des Schaltelementes (9) über ein ODER-Ventil (19) mit dem Schaltventil (7B) oder mit dem weiteren Schaltventil (7A) verbindbar und mit dem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar oder mit dem hydraulikfluidreservoirseitigen Teil (14B) der Hydraulikleitung (14) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kolbenräume (10A und 10B) des Schaltelementes (B) jeweils über ODER-Ventile (19, 21) mit dem Schaltventil (7B) oder mit dem zweiten Schaltventil (7A) verbindbar und mit dem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar oder jeweils mit dem hydraulikfluidreservoirseitigen Teil (14B) der Hydraulikleitung (14) verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikleitung (14) zwischen dem Hydraulikfluidreservoir (16) und der Ventileinrichtung (15) ein Siebfilter (20) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) als Rückschlagventil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hydraulikleitung (14) in einem zu dem die Ventileinrichtung (15) aufweisenden Leitungszweig parallelen Leitungszweig ein Druckbegrenzungsventil (17) vorgesehen ist, welches oberhalb eines vordefinierten positiven Druckgefälles zwischen der Hydraulikleitung (14) und dem Hydraulikfluidreservoir (16) öffnet.
Verfahren zum Betätigen eines Schaltelementes (B) einer Getriebeeinrichtung, das ein Kolbenelement (9) aufweist, welches im Bereich eines einer ersten Wirkfläche (9A) zugeordneten Kolbenraumes (10A) und/oder im Bereich eines einer zweiten Wirkfläche (9B) zugeordneten und vom ersten Kolbenraum (10B) getrennten zweiten Kolbenraumes (10B) in Schließrichtung des Schaltelementes (9) mit einem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist, um das Schaltelement (B) zum Einlegen einer Übersetzung in der Getriebeeinrichtung von einem wenigstens annähernd geöffneten in einen wenigstens annähernd geschlossenen Betriebszustand zu überführen, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Kolbenraum (10A oder 10B), dessen zugeordnete Wirkfläche (9A oder 9B) des Kolbenelementes (9) während einer Schließphase des Schaltelementes (B) von einem Betätigungsdruck (p_B) führenden Bereich getrennt ist, mit einem Hydraulikfluidreservoir (16) verbunden wird, wenn der Druck im Hydraulikfluidreservoir (16) größer als eine vordefinierte Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hydraulikfluidreservoir (16) und dem Druck im nicht druckbeaufschlagten Kolbenraum (10A oder 10B) ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) des Schaltelementes (B) während einer Schließphase, während der das Schaltelement (B) schlupfend betrieben wird, nur im Bereich eines Kolbenraumes (10A oder 10B) mit dem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagt wird und der Betätigungsdruck (p_B) bei Erreichen eines schlupffreien Zustandes des Schaltelementes (B) an beide Wirkflächen (9A und 9B) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) des Schaltelementes (B) während einer Schließphase, während der das Schaltelement (B) schlupfend betrieben wird, im Bereich beider Kolbenräume (10A und 10B) mit dem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (9) des Schaltelementes (B) in geschlossenem Zustand des Schaltelementes (B) im Bereich beider Kolbenräume (10A und 10B) mit dem Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagt wird.