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TECHNISCHES GEBIET
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft allgemein ein Automatikgetriebe und spezieller ein Steuersystem zur Steuerung einer Kupplung in dem Automatikgetriebe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In Automatikgetrieben werden ein Planetenradsatz und eine Vielzahl von Kupplungsvorrichtungen verwendet, d. h. Kupplungen, um eine Vielzahl verschiedener Übersetzungsstufen, d. h. Gangstellungen, zu bewirken. In Automatikgetrieben mit sechs (6) oder mehr Übersetzungsstufen wird bei mehrfachen Schaltvorgängen oft eine einzelne Kupplung verwendet, um das Schalten zwischen mehrfachen Übersetzungsstufen zu erleichtern. Zum Beispiel kann in einem 6-Gang-Automatikgetriebe bei unabhängigen Schaltvorgängen eine einzelne Kupplung zum Schalten des Automatikgetriebes in eine dritte Übersetzungsstufe, eine fünfte Übersetzungsstufe und in einen Rückwärtsgang genutzt werden.
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Jeder dieser verschiedenen Schaltvorgänge erfordert eine andere Kolbenkraft, d. h. eine andere Verstärkung, die auf die einzelne Kupplung aufgebracht wird, um weiches Schalten in jede der verschiedenen Übersetzungsstufen zu erzielen. Zum Beispiel erfordert im oben beschriebenen 6-Gang-Automatikgetriebe eine einzelne Kupplung zum Schalten in die dritte Übersetzungsstufe eine auf sie aufgebrachte Kolbenkraft, die geringer ist als für die fünfte Übersetzungsstufe, d. h. eine höhere Verstärkung, um ähnlich weiches Schalten in jede der anderen Übersetzungsstufen zu erzielen. Deshalb ist eine höhere Ansprechempfindlichkeit in der Druckregelung bei der Steuerung von Kupplungen mit hoher Verstärkung erwünscht.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Es wird ein Steuersystem für ein Automatikgetriebe bereitgestellt. Das Automatikgetriebe umfasst ein Antriebselement und ein Abtriebselement. Das Steuersystem umfasst eine Kupplungsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass das Antriebselement und das Abtriebselement wahlweise miteinander verbunden werden als Reaktion auf durch ein Hydraulikfluid aufgebrachten Fluiddruck. Die Kupplungsvorrichtung erleichtert das Schalten zwischen einer Vielzahl von Übersetzungsstufen. Ein erster Steuermechanismus befindet sich in selektiver Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung. Der erste Steuermechanismus ist so gestaltet, dass der Kupplungsvorrichtung das Hydraulikfluid mit einem Druck innerhalb eines ersten Druckbereiches zugeführt wird, um die Kupplungsvorrichtung mit einer ersten Verstärkung zu betätigen. Ein zweiter Steuermechanismus befindet sich in selektiver Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung. Der zweite Steuermechanismus ist so gestaltet, dass der zweiten Kupplungsvorrichtung das Hydraulikfluid mit einem Druck innerhalb eines zweiten Druckbereiches zugeführt wird, um die Kupplungsvorrichtung mit einer zweiten Verstärkung zu betätigen. Der erste Druckbereich ist abweichend von dem zweiten Druckbereich, und die erste Verstärkung ist abweichend von der zweiten Verstärkung.
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Ein Automatikgetriebe umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement und eine Kupplung. Die Kupplung ist ausgebildet zum selektiven Zusammenschalten des Antriebselements und des Abtriebselements als Reaktion auf Fluiddruck, der durch ein Hydraulikfluid aufgebracht wird, um das Schalten zwischen einer Vielzahl von Übersetzungsstufen zu erleichtern. Ein erstes Solenoid mit variabler Kraft befindet sich mit der Kupplung in selektiver Fluidverbindung. Das erste Solenoid mit variabler Kraft ist ausgebildet, um der Kupplung das Hydraulikfluid mit einem Druck innerhalb eines ersten Druckbereiches zum Betätigen der Kupplung mit einer ersten Verstärkung zuzuführen. Ein zweites Solenoid mit variabler Kraft befindet sich in selektiver Fluidverbindung mit der Kupplung. Das zweite Solenoid mit variabler Kraft ist ausgebildet, um der Kupplung das Hydraulikfluid mit einem Druck innerhalb eines zweiten Druckbereiches zum Betätigen der Kupplung mit einer zweiten Verstärkung zuzuführen. Der erste Druckbereich ist abweichend vom zweiten Druckbereich, und die erste Verstärkung ist abweichend von der zweiten Verstärkung. Ein Getriebe-Controller ist mit dem ersten Solenoid mit variabler Kraft und dem zweiten Solenoid mit variabler Kraft verbunden. Der Getriebe-Controller ist ausgebildet, um jeweils an das erste Solenoid mit variabler Kraft und das zweite Solenoid mit variabler Kraft ein elektrisches Signal mit veränderlichem Strom zwischen einem vorgegebenen Bereich zu senden. Druck des Hydraulikfluids jeweils vom ersten Solenoid mit variabler Kraft und vom zweiten Solenoid mit variabler Kraft innerhalb des ersten Druckbereiches bzw. des zweiten Druckbereiches ist eine Funktion einer Amplitude des veränderlichen Stroms des elektrischen Signals innerhalb des vorgegebenen Bereiches.
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Es wird außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes bereitgestellt, wobei das Automatikgetriebe eine Kupplungsvorrichtung umfasst, die von durch ein Hydraulikfluid aufgebrachtem Druck betätigt wird, um ein Antriebselement und ein Abtriebselement wahlweise zusammenzuschalten. Die Kupplungsvorrichtung befindet sich in selektiver Fluidverbindung mit einem ersten und einem zweiten Steuermechanismus.
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Das Verfahren umfasst, dass dem ersten Steuermechanismus signalisiert wird, das Hydraulikfluid der Kupplungsvorrichtung mit einem Druck innerhalb eines ersten Druckbereiches zuzuführen, um die Kupplungsvorrichtung mit einer ersten Verstärkung zu betätigen. Das Verfahren umfasst des Weiteren, dass dem zweiten Steuermechanismus signalisiert wird, das Hydraulikfluid der Kupplungsvorrichtung mit einem Druck innerhalb eines zweiten Druckbereiches zuzuführen, wenn sich das Hydraulikfluid von dem ersten Steuermechanismus auf einer maximalen Höhe innerhalb des ersten Druckbereiches befindet, um die Kupplungsvorrichtung mit einer zweiten Verstärkung zu betätigen.
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Entsprechend umfasst das Automatikgetriebe den ersten Steuermechanismus zum Aufbringen eines Fluiddrucks auf die Kupplungsvorrichtung mit einem Druck innerhalb des ersten Druckbereiches bei einer ersten Verstärkung, und umfasst den zweiten Steuermechanismus zum Aufbringen eines Fluiddrucks auf die Kupplungsvorrichtung mit einem Druck innerhalb des zweiten Druckbereiches bei einer zweiten Verstärkung. Somit ist die einzelne Kupplungsvorrichtung des Gegenstandes der Erfindung sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Verstärkung betriebsfähig, um weiches Schalten der einzelnen Kupplungsvorrichtung in andere Übersetzungsstufen zu erleichtern. Der Gegenstand der Erfindung erhöht die Steuerbarkeit der Kupplungsvorrichtung, damit größere Körnigkeit der Steuerung der Kupplungsvorrichtung bewirkt wird, um durchweg weicheres Schalten in die verschiedenen unterschiedlichen Übersetzungsstufen zu erzielen, wobei jede Übersetzungsstufe eine andere Verstärkung benötigt, um weich zu schalten.
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Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn man sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist die schematische Querschnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Automatikgetriebes, die einen ersten Steuermechanismus in Fluidverbindung mit einer Kupplungsvorrichtung zeigt;
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2 ist die schematische Querschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Automatikgetriebes, die einen zweiten Steuermechanismus in Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung zeigt;
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf 1 ist bei 20 allgemein ein Automatikgetriebe dargestellt. Das Automatikgetriebe 20 ist bei einer Vielzahl von Übersetzungsstufen, d. h. Gangstellungen betriebsfähig. Das Automatikgetriebe 20 umfasst ein Antriebselement 22, ein Abtriebselement 24 und zumindest eine Kupplungsvorrichtung 26. Das Antriebselement 22 enthält einen Antriebsflansch 60 und das Abtriebselement 24 einen Abtriebsflansch 62, wobei die Kupplungsvorrichtung 26 den Antriebsflansch 60 des Antriebselements 22 bzw. den Abtriebsflansch 62 des Abtriebselements 24 wahlweise miteinander verbindet. Die zumindest eine Kupplungsvorrichtung 26, d. h. die einzelne Kupplungsvorrichtung 26, verbindet bei Betätigung wahlweise miteinander das Antriebselement 22 und das Abtriebselement 24, um das Schalten zwischen mindestens zwei (2) der verschiedenen Übersetzungsstufen zu erleichtern. Wegen der verschiedenen Betriebszustände, z. B. Motordrehzahl, Raddrehzahl, Drosselklappengeschwindigkeit, usw., bei denen die einzelne Kupplungsvorrichtung 26 in Betrieb sein muss, um zwischen den zwei (2) Übersetzungsstufen zu schalten, macht jede der Übersetzungsstufen, in denen die Kupplungsvorrichtung 26 genutzt wird, um das Antriebselement 22 und das Abtriebselement 24 miteinander zu verbinden, eine andere auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufgebrachte Verstärkung erforderlich, damit das weiche Schalten erreicht wird.
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Die Kupplungsvorrichtung 26 ist ausgeführt, um das Antriebselement 22 und das Abtriebselement 24 als Reaktion auf einen durch das Hydraulikfluid 28 aufgebrachten Fluiddruck wahlweise miteinander zu verbinden. Die Kupplungsvorrichtung 26 umfasst vorzugsweise eine hydraulisch betätigte Kupplung. Die Kupplung enthält eine Vielzahl von Kupplungstreibscheiben 30, die an dem Antriebselement 22 befestigt sind, und eine Vielzahl von angetriebenen Kupplungsscheiben 32, die an dem Abtriebselement 24 befestigt sind. Speziell sind die Kupplungstreibscheiben 30 am Antriebsflansch 60 und die angetriebenen Kupplungsscheiben 32 am Abtriebsflansch 62 befestigt. Die Kupplung enthält ferner einen Kupplungskolben 34 und eine Hydraulikkammer 36. Der Kupplungskolben 34 ist bewegbar als Reaktion auf den durch das Hydraulikfluid 28 aufgebrachten Fluiddruck. An dem Kupplungskolben 34 ist eine Kupplungsverlängerung 37 befestigt und mit diesem bewegbar. Bei Betätigung bewegen der Kupplungskolben 34 und die befestigte Kolbenverlängerung 64 die Kupplungstreibscheiben 30 in einen Reibungseingriff mit den angetriebenen Kupplungsscheiben 32. Die Kupplung enthält eine Kupplungsfeder 66, die zum Vorspannen der Kolbenverlängerung 64 weg von den Kupplungstreibscheiben 30 und den angetriebenen Kupplungsscheiben 32 ausgelegt ist, um den Reibungseingriff zwischen diesen zu lösen. Es soll deutlich werden, dass die Kupplungsvorrichtung 26 eine andere, hier nicht gezeigte oder beschriebene Vorrichtung umfassen kann, die in der Lage ist, das Antriebselement 22 und das Abtriebselement 24 wahlweise miteinander zu verbinden.
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Das Automatikgetriebe 20 umfasst ein Steuersystem 38 zur Steuerung der Kupplungsvorrichtung 26. Das Steuersystem 38 steuert eine auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufgebrachte Druckkraft. Das Steuersystem 38 weist einen ersten Steuermechanismus 40 an, einen regelbaren Druck auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufzubringen, um das Getriebe 20 in eine der Übersetzungsstufen zu schalten, und weist einen zweiten Steuermechanismus 42 an, einen regelbaren Druck auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufzubringen, um das Getriebe 20 in eine andere der Übersetzungsstufen zu schalten. Folglich wendet das Steuersystem 38 wahlweise zwei verschiedene Druckbereiche an für den gleichen Strombereich von zwei verschiedenen Steuermechanismen 40, 42 an die Kupplungsvorrichtung 26, um die gleiche Kupplungsvorrichtung 26 zum Schalten des Getriebes 20 zwischen mehreren verschiedenen Übersetzungsstufen nutzen zu können, während ein weiches Schalten in jede Übersetzungsstufe aufrechterhalten wird.
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Das Steuersystem 38 umfasst einen ersten Steuermechanismus 40 und einen zweiten Steuermechanismus 42. Die Hydraulikkammer 36 der Kupplungsvorrichtung 26 befindet sich mit dem ersten Steuermechanismus 40 und dem zweiten Steuermechanismus 42 in selektiver Fluidverbindung. Eine Zuleitung 44 führt dem ersten Steuermechanismus 40 und dem zweiten Steuermechanismus 42 aus einem Behälter (nicht dargestellt) unter Druck befindliches Hydraulikfluid 28 zu. Eine Rückleitung 46, d. h. eine Auslassleitung, lässt das Hydraulikfluid 28 von dem ersten Steuermechanismus 40 und dem zweiten Steuermechanismus 42 zurück in den Behälter zirkulieren. Eine Pumpe (nicht gezeigt) setzt das Hydraulikfluid 28, wie es an sich bekannt ist, unter Druck und lässt sie zirkulieren. Der erste Steuermechanismus 40 und der zweite Steuermechanismus 42 regeln den auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids 28, wodurch die gesamte Verstärkung von dem angelegten elektrischen Strom bis zu dem Kupplungsdrehmoment der Kupplungsvorrichtung 26 selektiv ausgewählt wird.
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Der erste Steuermechanismus 40 befindet sich mit der Kupplungsvorrichtung 26 in selektiver Fluidverbindung. Selektive Fluidverbindung ist definiert als in einer Fluidverbindung zu sein, wenn sie ausgewählt ist. Folglich befindet sich der erste Steuermechanismus 40 mit der Kupplungsvorrichtung 26 in Fluidverbindung, wenn sie ausgewählt ist; und der erste Steuermechanismus 40 befindet sich mit der Kupplungsvorrichtung 26 nicht in Fluidverbindung, wenn sie nicht ausgewählt ist.
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Der erste Steuermechanismus 40 ist so gestaltet, dass der Kupplungsvorrichtung 26 das Hydraulikfluid 28 mit einem Druck innerhalb eines ersten Druckbereiches zugeführt wird, um die Kupplungsvorrichtung 26 mit einer ersten Verstärkung mit einer Ansprechschwelle des ersten Druckimpulses zu betätigen. Folglich führt der erste Steuermechanismus 40 das Hydraulikfluid 28 der Kupplungsvorrichtung 26 mit einem Druck innerhalb des ersten Druckbereiches mit der Größenordnung der ersten Verstärkung zu, veränderlich mit dem Druck des von dem ersten Steuermechanismus 40 empfangenen Hydraulikfluids 28 und abhängig von diesem. Zum Beispiel kann der erste Druckbereich im Bereich zwischen Null (0) und eintausend (1000) kPa liegen. Es soll jedoch deutlich werden, dass der erste Druckbereich irgendeinen anderen Druckbereich einschließen kann, der für andere Anwendungen geeignet ist.
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Vorzugsweise umfasst der erste Steuermechanismus 40 ein direkt wirkendes Solenoids mit variabler Kraft für hohen Durchsatz. An sich ist der Druck von dem ersten Steuermechanismus 40 veränderlich innerhalb des ersten Druckbereiches, wobei sich die erste Verstärkung proportional zu dem auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids 28 ändert. Das Solenoid mit variabler Kraft für hohen Durchsatz des ersten Steuermechanismus 40 kann einen Solenoid-Teilstück enthalten, das mit diesem verbunden ist und zum Bedienen eines Steuerschiebers ausgeführt ist. Das Solenoid-Teilstück umfasst eine Spule, die um einen beweglichen Läufer gewickelt ist. Als Reaktion auf den an die Spule angelegten elektrischen Strom bewegt sich der Läufer linear. Die lineare Bewegung des Läufers bewegt den Steuerschieber. Der Abstand, um den sich der Läufer bewegt, und damit die Bewegung des Steuerschiebers, sind proportional zu dem an die Spule angelegten elektrischen Strom. Der Druck vom ersten Steuermechanismus 40 ändert sich mit der linearen Bewegung des Steuerschiebers. Der Druck vom ersten Steuermechanismus 40 ändert sich mit dem elektrischen Strom, der an den ersten Steuermechanismus 40 angelegt wird. Es soll deutlich werden, dass der erste Steuermechanismus 40 irgendeine andere, hier nicht dargestellte oder beschriebene Steuereinrichtung umfassen kann.
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Der zweite Steuermechanismus 42 befindet sich mit der Kupplungsvorrichtung 26 in selektiver Fluidverbindung. Selektive Fluidverbindung ist definiert als in Fluidverbindung zu sein, wenn sie ausgewählt ist. Folglich befindet sich der zweite Steuermechanismus 42 mit der Kupplungsvorrichtung 26 in Fluidverbindung, wenn sie ausgewählt ist, und der zweite Steuermechanismus 42 befindet sich mit der Kupplungsvorrichtung 26 nicht in Fluidverbindung, wenn sie nicht ausgewählt ist.
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Der zweite Steuermechanismus 42 ist so gestaltet, dass der Kupplungsvorrichtung 26 das Hydraulikfluid 28 mit einem Druck innerhalb eines zweiten Druckbereiches zugeführt wird, um die Kupplungsvorrichtung 26 mit einer zweiten Verstärkung mit einer Ansprechschwelle des zweiten Druckimpulses zu betätigen. Folglich führt der zweite Steuermechanismus 42 das Hydraulikfluid 28 der Kupplungsvorrichtung 26 mit einem Druck innerhalb des zweiten Druckbereiches in der Größenordnung der zweiten Verstärkung zu, veränderlich mit dem Druck des von dem ersten Steuermechanismus 42 empfangenen Hydraulikfluids 28 und abhängig von diesem. Zum Beispiel kann der zweite Druckbereich im Bereich zwischen Null (0) und zweitausend (2000) kPa liegen. Jedoch soll deutlich werden, dass der zweite Druckbereich irgendeinen anderen Druckbereich einschließen kann, der für andere Anwendungen geeignet ist. Es soll deutlich werden, dass der erste Druckbereich abweichend zu dem zweiten Druckbereich ist, und dass die erste Verstärkung und Ansprechschwelle zu der zweiten Verstärkung und Ansprechschwelle abweichend sind.
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Vorzugsweise umfasst der zweite Steuermechanismus 42 ein Solenoid mit variabler Kraft für hohen Durchsatz. An sich ist der Druck von dem zweiten Steuermechanismus 42 innerhalb des zweiten Druckbereiches veränderlich, wobei sich die zweite Verstärkung proportional zu dem auf die Kupplungsvorrichtung 26 aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids 28 ändert. Der zweite Steuermechanismus 42 kann im Aufbau und in der Funktionsweise dem ersten Steuermechanismus 40 mit dem Unterschied zwischen dem ersten Steuermechanismus 40 und dem zweiten Steuermechanismus 42 ähnlich sein, dass der zweite Steuermechanismus 42 einen Druck, zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und zweitausend (2000) kPa, bereitstellt, wogegen der erste Steuermechanismus 40 einen Druck, zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und eintausend (1000) kPa, bewirkt. Der Druck vom zweiten Steuermechanismus 42 ändert sich mit dem an den zweiten Steuermechanismus 42 angelegten elektrischen Strom. Es soll deutlich werden, dass der zweite Steuermechanismus 42 irgendeine andere, hier nicht dargestellte oder beschriebene Steuereinrichtung umfassen kann.
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Das Steuersystem 38 kann ferner ein Steuerventil 48 enthalten. Das Steuerventil 48 befindet sich jeweils mit dem ersten Steuermechanismus 40, dem zweiten Steuermechanismus 42 und der Kupplungsvorrichtung 26 in Fluidverbindung. Speziell verbindet eine erste Fluidleitung 76 den ersten Steuermechanismus 40 und das in Fluidverbindung befindliche Steuerventil 48; eine zweite Fluidleitung 78 verbindet den zweiten Steuermechanismus 42 und das in Fluidverbindung befindliche Steuerventil 48 und eine dritte Fluidleitung 80 verbindet das Steuerventil 48 und die in Fluidverbindung befindliche Hydraulikkammer 36. Das Steuerventil 48 leitet wahlweise das Hydraulikfluid 28 bei Bedarf jeweils von dem ersten Steuermechanismus 40 und zweiten Steuermechanismus 42 zu der Kupplungsvorrichtung 26, um eine der ersten und der zweiten Verstärkung auf die Kupplungsvorrichtung 26 anzuwenden.
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Das Steuerventil 48 schließt eine erste Stellung 50 und eine zweite Stellung ein und ist zwischen diesen funktionsfähig. In 1 ist das Steuerventil 48 in der ersten Stellung 50 gezeigt. Die erste Stellung 50 ist ausgelegt, um das Hydraulikfluid 28 zwischen dem ersten Steuermechanismus 40 und der Kupplungsvorrichtung 26 zu leiten. Die zweite Stellung 52 ist ausgelegt, um das Hydraulikfluid 28 zwischen dem zweiten Steuermechanismus 42 und der Kupplungsvorrichtung 26 zu leiten. Speziell enthält das Steuerventil 48 einen Steuerventilkolben 82, der zwischen der ersten Stellung 50 und der zweiten Stellung axial bewegbar ist. Wenn sich der Steuerventilkolben 82 in der ersten Stellung 50 befindet, öffnet das Steuerventil 48 die Fluidverbindung zwischen der ersten Fluidleitung 76 und der dritten Fluidleitung 80 und schließt die Fluidverbindung zwischen der zweiten Fluidleitung 78 und der dritten Fluidleitung 80. Wenn sich der Steuerventilkolben 82 in der zweiten Stellung befindet, öffnet das Steuerventil 48 die Fluidverbindung zwischen der zweiten Fluidleitung 78 und der dritten Fluidleitung 80 und schließt die Fluidverbindung zwischen der ersten Fluidleitung 76 und der dritten Fluidleitung 80.
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Mit dem Steuerventil 48 ist eine Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 verbunden. Die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 ist ausgeführt, um das Steuerventil 48 zwischen der ersten Stellung 50 und der zweiten Stellung zu betätigen. Folglich schaltet die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 bei Anzeige zwischen der ersten Stellung 50 und der zweiten Stellung 52, um eine der ersten Verstärkung und der zweiten Verstärkung auf die Kupplungsvorrichtung 26 für den auszuführenden speziellen Schaltvorgang anzuwenden.
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Wie gezeigt wird, kann die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 ein elektronisch betätigtes Hydraulikventil umfassen. An sich ermöglicht das elektronisch betätigte Hydraulikventil bei Drehung in eine „Einschaltstellung”, dass unter Druck befindliches Hydraulikfluid 28 durch eine vierte Fluidleitung 84 in das Steuerventil 48 fließen kann, um den Steuerventilkolben 82 des Steuerventils 48 in die zweite Stellung zum Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem zweiten Steuermechanismus 42 und der Kupplungsvorrichtung 26 zu drücken und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Steuermechanismus 40 und der Kupplungsvorrichtung 26 zu schließen. Bei Drehung in eine „Ausschaltstellung”, so wie es in 2 gezeigt ist, spannt eine Feder 56 im Steuerventil 48 den Steuerventilkolben 82 des Steuerventils 48 in die erste Stellung 50 vor zum Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem ersten Steuermechanismus 40 und der Kupplungsvorrichtung 26 und zum Schließen der Fluidverbindung zwischen dem zweiten Steuermechanismus 42 und der Kupplungsvorrichtung 26. Es soll deutlich werden, dass die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 irgendeine andere, hier nicht dargestellte oder beschriebene Vorrichtung und/oder Schalter enthalten kann, die in der Lage sind, das Steuerventil 48 zwischen der ersten Stellung 50 und der zweiten Stellung 52 zu betätigen.
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Das Steuersystem 38 umfasst außerdem einen Getriebe-Controller 58. Der Getriebe-Controller 58 ist so ausgeführt, um ein elektrisches Signal an den ersten Steuermechanismus 40 und den zweiten Steuermechanismus 42 zu senden. Der Getriebe-Controller 58 bildet mit dem Getriebe 20 vorzugsweise eine Einheit, kann jedoch alternativ dazu extern vom Getriebe 20 sein und mit diesem elektronisch verbunden werden. Das Getriebe 20 signalisiert eine Betätigung des ersten Steuermechanismus 40 und des zweiten Steuermechanismus 42 ebenso gut wie die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54, wenn das Getriebe 20 so ausgerüstet ist.
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Der Getriebe-Controller 58 sendet ein elektrisches Signal jeweils an den ersten Steuermechanismus 40 und den zweiten Steuermechanismus 42. Das elektrische Signal umfasst einen veränderlichen Strom, d. h. ein Strom mit einer Größe, die mit dem Strom schwankt, wobei der Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Der Druck des Hydraulikfluids 28, der jeweils von dem ersten Steuermechanismus 40 und dem zweiten Steuermechanismus 42 aufgenommen wird, ist eine Funktion der Amplitude des veränderlichen Stroms des elektrischen Signals innerhalb des ersten bzw. des zweiten Druckbereiches. Mit anderen Worten, wenn die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals innerhalb des vorgegebenen Bereichs schwankt, ändert sich der vom ersten Steuermechanismus 40 und vom zweiten Steuermechanismus 42 aufgenommene Druck des Hydraulikfluids 28 proportional zur Amplitude des Stroms des elektrischen Signals innerhalb des ersten bzw. des zweiten Druckbereiches.
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Wie es oben angegeben ist, schwankt die Amplitude des veränderlichen Stroms des elektrischen Signals innerhalb des vorgegebenen Bereichs. Vorzugsweise schwankt die Amplitude des veränderlichen Stroms des elektrischen Signals im vorgegebenen Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere für jeweils den ersten Steuermechanismus 40 und den zweiten Steuermechanismus 42. Mit anderen Worten, die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals schwankt sowohl für den ersten Steuermechanismus 40 als auch den zweiten Steuermechanismus 42 zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere. Es soll deutlich werden, dass der vorgegebene Bereich einen anderen Bereich als den hier offenbarten entsprechend den spezifischen Anforderungen an Ausrüstung und Ausführung einschließen kann.
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Bei Betrieb erfasst der Getriebe-Controller 58, welcher der verschiedenen Schaltvorgänge durch die einzelne Kupplungsvorrichtung 26 auszuführen ist, und die aktuellen Fahrbedingungen und bestimmt, welche Verstärkung vom ersten und vom zweiten Steuermechanismus auf die Kupplungsvorrichtung 26 angewandt werden muss, um einen weichen Schaltvorgang in die entsprechende Übersetzungsstufe unter den aktuellen Fahrbedingungen zu erreichen. Der Getriebe-Controller 58 signalisiert dann dem geeigneten des ersten Steuermechanismus 40 und des zweiten Steuermechanismus 42, die Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung 26 zu öffnen, um das Hydraulikfluid 28 dorthin bereitzustellen. Bei einer Ausstattung mit der Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 signalisiert der Getriebe-Controller 58 der Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 außerdem, das Steuerventil 48 in der geeigneten der ersten Stellung 50 und der zweiten Stellung 52 zu positionieren, um den Fluidstrom von einem des ersten Steuermechanismus 40 und des zweiten Steuermechanismus 42 an die Kupplungsvorrichtung 26 zu ermöglichen.
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Mit Bezug auf 2 ist bei 120 allgemein eine zweite Ausführungsform des Getriebes gezeigt. In dieser Anwendung enthalten die Elemente der zweiten Ausführungsform des Getriebes 120, die den Elementen der ersten Ausführungsform des Getriebes 20 ähnlich sind, durchweg die gleiche, um 100 erhöhte Bezugszahl. Zum Beispiel wird der erste, durch die Bezugszahl 40 in der ersten Ausführungsform des Getriebes 20 ausgewiesene Steuermechanismus in der zweiten Ausführungsform des Getriebes 120 durch die Bezugszahl 140 gleichgesetzt.
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Die zweite Ausführungsform des Getriebes 120 umfasst ein Steuersystem 138 mit einem Steuerventil 148, bei dem das Steuerventil 48 nicht durch die Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 gesteuert wird. In der zweiten Ausführungsform des Getriebes 120 befindet sich das Steuerventil 148 in Fluidverbindung mit dem ersten Steuermechanismus 140 auf einem ersten Druck und in Fluidverbindung mit dem zweiten Steuermechanismus 142 auf einem zweiten Druck. Speziell verbindet eine fünfte Fluidleitung 186 den ersten Steuermechanismus 140 mit einem ersten Ende 194 des Steuerventils 148, um eine axiale Druckkraft auf den Steuerventilkolben 182 in einer ersten Richtung auszuüben, die ihn in eine erste Stellung drückt. Eine sechste Fluidleitung 188 verbindet die fünfte Fluidleitung 186 und das Steuerventil 148, wobei sich die sechste Fluidleitung 188 in Fluidverbindung mit einer dritten Fluidleitung 180 befindet, wenn sich das Steuerventil 148 in der ersten Stellung befindet. Eine siebente Fluidleitung 190 verbindet den zweiten Steuermechanismus 142 mit einem zweiten Ende 196 des Steuerventils 148, um eine axiale Druckkraft auf den Steuerventilkolben 182 in einer zweiten, der ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung auszuüben, die ihn in eine zweite Stellung 152 drückt. Eine achte Fluidleitung 192 verbindet die siebente Fluidleitung 190 und das in Fluidverbindung befindliche Steuerventil 148, wobei sich die achte Fluidleitung 192 in Fluidverbindung mit der dritten Fluidleitung 180 befindet, wenn sich das Steuerventil 148 in der zweiten Stellung 152 befindet.
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Das Steuerventil 148 ist zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung 152 bewegbar als Reaktion auf eine Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck. Folglich, wenn der erste Steuermechanismus 140 das Hydraulikfluid 128 zum Steuerventil 148 leitet und der zweite Steuermechanismus 142 nicht, bewegt der Druck des Hydraulikfluids 128 von dem ersten Steuermechanismus 140 das Steuerventil 148 in die erste Stellung, um eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Steuermechanismus 140 und der Kupplungsvorrichtung 126 zu öffnen. Entsprechend bewegt der Druck des Hydraulikfluids 128 von dem zweiten Steuermechanismus 142 dann, wenn der zweite Steuermechanismus 142 das Hydraulikfluid 128 zu dem Steuerventil 148 leitet und der erste Steuermechanismus 140 nicht, das Steuerventil 148 in die zweite Stellung 152, so wie es in 2 dargestellt ist, um die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Steuermechanismus 142 und der Kupplungsvorrichtung 126 zu öffnen. Es soll deutlich werden, dass in der zweiten Ausführungsform des Getriebes 120 der Controller 158 sowohl dem ersten Steuermechanismus 140 als auch dem zweiten Steuermechanismus 142 signalisieren kann, den Durchfluss gleichzeitig zu dem Steuerventil 148 zu leiten, wobei in diesem Fall das Steuerventil 148 durch die Druckdifferenz zwischen diesen entsprechend betätigt wird.
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Es wird außerdem ein Verfahren zur Steuerung des Automatikgetriebes 20, 120 bereitgestellt. Das Verfahren setzt wahlweise eine Kupplungsvorrichtung 26, 126, z. B. eine hydraulisch betätigte Kupplung, mit einem ersten Steuermechanismus 40, 140, z. B. ein erstes Solenoid, und einem zweiten Steuermechanismus 42, 142, z. B. ein zweites Solenoid, unter Druck mit verschiedenen Druckbereichen für jeden Steuermechanismus mit dem gleichen elektrischen Strom, der an jeden der Steuermechanismen angelegt wird.
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Das Verfahren umfasst, dem ersten Steuermechanismus 40, 140 zu signalisieren, der Kupplungsvorrichtung 26, 126 das Hydraulikfluid 28, 128 mit einem Druck innerhalb des ersten Druckbereiches zum Betätigen der Kupplungsvorrichtung 26, 126 bei der ersten Verstärkung zuzuführen. Wie oben beschrieben ist, liegt der erste Druckbereich zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) kPa und eintausend (1000) kPa.
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Dem ersten Steuermechanismus 40, 140 zu signalisieren, kann ferner als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereichs an den ersten Steuermechanismus 40, 140 definiert sein. Das elektrische Signal mit einem Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereichs an den ersten Steuermechanismus 40, 140 zu senden, kann außerdem als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere an den ersten Steuermechanismus 40, 140 definiert sein.
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Wie oben beschrieben ist, löst das elektrische Signal den ersten Steuermechanismus 40, 140 aus zum Öffnen einer Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung 26, 126, um dieser das Hydraulikfluid 28, 128 bereitzustellen. Der Druck des Hydraulikfluids 28, 128 ist eine Funktion der Amplitude des Stroms des elektrischen Signals. Folglich schwankt der Druck zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) kPa und tausend (1000) kPa in dem Verhältnis, wie die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals, zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere, schwankt. Es soll deutlich werden, dass die erste Verstärkung proportional zu dem Druck schwankt, der durch das Hydraulikfluid 28, 128 aufgebracht wird, die der Kupplungsvorrichtung 26, 126 von dem ersten Steuermechanismus 40, 140 zugeführt wird.
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Das Verfahren umfasst ferner, dem zweiten Steuermechanismus 42, 142 zu signalisieren, das Hydraulikfluid 28, 128 der Kupplungsvorrichtung 26, 126 mit einem Druck innerhalb eines zweiten Druckbereiches zuzuführen, wenn sich das Hydraulikfluid 28, 128 von dem ersten Steuermechanismus 40, 140 auf einer maximalen Höhe innerhalb des ersten Druckbereiches befindet, um die Kupplungsvorrichtung 26, 126 bei der zweiten Verstärkung zu betätigen. Wie es oben beschrieben ist, liegt der zweite Druckbereich zum Beispiel in dem Bereich zwischen Null (0) kPa und zweitausend (2000) kPa.
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Dem zweiten Steuermechanismus 42, 142 zu signalisieren, kann des Weiteren als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom innerhalb des vorgegebenen Bereichs an den zweiten Steuermechanismus 42, 142 definiert sein. Das Senden des elektrischen Signals mit einem Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereichs an den zweiten Steuermechanismus 42, 142 kann außerdem als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom zum Beispiel im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere an den zweiten Steuermechanismus 42, 142 definiert sein.
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Wie es oben beschrieben ist, löst das elektrische Signal den zweiten Steuermechanismus 42, 142 aus zum Öffnen einer Fluidverbindung mit der Kupplungsvorrichtung 26, 126, um dieser das Hydraulikfluid 28, 128 bereitzustellen. Der Druck des Hydraulikfluids 28, 128 ist eine Funktion der Amplitude des Stroms des elektrischen Signals. Folglich schwankt der Druck zum Beispiel in dem Bereich zwischen Null (0) kPa und zweitausend (2000) kPa proportional, wie die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals schwankt, zum Beispiel in dem Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere. Es soll deutlich werden, dass die zweite Verstärkung im Verhältnis zu dem Druck schwankt, der von dem Hydraulikfluid 28, 128 aufgebracht wird, das der Kupplungsvorrichtung 26, 126 von dem zweiten Steuermechanismus 42, 142 zugeführt wird.
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Ein elektrisches Signal mit einem Strom im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere an den ersten Steuermechanismus 40, 140 zu senden, kann außerdem definiert sein als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom, der zum Beispiel einem (1) Ampere entspricht, an den ersten Steuermechanismus 40, 140 vor dem Signalisieren an den zweiten Steuermechanismus 42, 142. Auf diese Weise kann der gesamte Bereich des ersten Steuermechanismus 40, 140 und die erste daraus erzielte Verstärkung vor dem Schalten in den Bereich des zweiten Steuermechanismus 42, 142 und der daraus erzielten zweiten Verstärkung genutzt werden.
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Ein elektrisches Signal mit einem Strom im Bereich zwischen Null (0) und einem (1) Ampere an den zweiten Steuermechanismus 42, 142 zu senden, kann ferner definiert sein als Senden eines elektrischen Signals mit einem Strom, der einem halben (0,5) Ampere entspricht, nach dem Senden des elektrischen Signals an den ersten Steuermechanismus 40, 140 mit einem Strom, der zum Beispiel einem (1) Ampere entspricht. Auf diese Weise kann das Steuersystem 38, 138 so ausgeführt werden, dass der Druck des Hydraulikfluids 28, 128 von dem ersten Steuermechanismus 40, 140, wenn die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals zum Beispiel ein (1) Ampere ist, im Wesentlichen dem Druck des Hydraulikfluids 28, 128 von dem zweiten Steuermechanismus 42, 142 entspricht, wenn die Amplitude des Stroms des elektrischen Signals zum Beispiel ein halbes (0,5) Ampere ist. Eine solche Ausführung erlaubt gut funktionierendes Schalten zwischen dem ersten Steuermechanismus 40, 140 und dem zweiten Steuermechanismus 42, 142.
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Das Verfahren kann des Weiteren das Erhöhen der Größe des an den zweiten Steuermechanismus 42, 142 angelegten Stroms umfassen, von zum Beispiel einem halben (0,5) Ampere bis innerhalb eines Bereiches zwischen den Werten von einem halben (0,5) und einem (1) Ampere, um den durch das Hydraulikfluid 28, 128 auf die Kupplungsvorrichtung 26, 126 aufgebrachten Druck über den durch den ersten Steuermechanismus 40, 140 aufgebrachten Druck hinaus zu erhöhen. Auf diese Weise kann die von dem ersten Steuermechanismus 40, 140 und dem zweiten Steuermechanismus 42, 142 erzielte Verstärkung effektiv kombiniert werden, um ein zweistufiges Verstärkungsprofil zu bewirken.
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Wenn das Automatikgetriebe 20, 120 ein Steuerventil 48, 148 enthält mit einer ersten Stellung 50, die den ersten Steuermechanismus 40, 140 und die Kupplungsvorrichtung 26, 126 miteinander verbindet, und einer zweiten Stellung 152, die den zweiten Steuermechanismus 42, 142 und die Kupplungsvorrichtung 26, 126 miteinander verbindet, dann kann das Verfahren außerdem das Betätigen des Steuerventils 48, 148 umfassen, um zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung des Steuerventils 48, 148 zu schalten. Wie oben in der ersten Ausführungsform des in 1 dargestellten Automatikgetriebes 20 beschrieben ist, kann der Ein/Aus-Steuereinrichtung 54 signalisiert werden, das Steuerventil 48 zu schalten. Alternativ dazu kann, wie es oben in der zweiten Ausführungsform des in 2 dargestellten Automatikgetriebes 120 beschrieben ist, das Steuerventil 148 empfindlich auf den Fluiddruck zwischen dem Steuerventil 148 und dem ersten Steuermechanismus 140 und dem zweiten Steuermechanismus 142 reagieren, so dass eine Druckdifferenz zwischen diesen das Steuerventil 148 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung schaltet.
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Während die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, wird derjenige, der mit dem Gebiet vertraut ist, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche erkennen.