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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Regelventil, das in einem hydraulischen Steuergerät
eines automatischen Getriebes vorgesehen ist. Im Speziellen betrifft
die Erfindung ein Regelventil, das zur Verwendung als ein Primärregelventil
geeignet ist, das einen Leitungsdruck steuert.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Ein
hydraulisches Steuergerät, das ein automatisches Fahrzeuggetriebe
steuert, ist mit einer Vielzahl von Ventilen in einem Ventilkörper
versehen, der an einem Schaltmechanismus montiert ist. Dieses hydraulische
Steuergerät steuert eine Vielzahl von Reibungsaufbringungselementen
in dem Getriebe durch Regeln des Hydraulikdrucks und Umschalten
des Zufuhr- und Ableitungswegs von Hydraulikfluid, das von einer Ölpumpe
abgegeben wird, mit Hilfe dieser Ventile. Eines der vorgesehenen
Ventile ist ein Regelventil, das den Leitungsdruck steuert, der
die Basis für den Aufbringungsdruck der einzelnen Reibungsaufbringungselemente in
dem automatischen Getriebe ist. Dieses Regelventil ist vorgesehen,
um den Druck des Hydraulikfluids, das von der Ölpumpe abgegeben
wird, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Drosselöffnungsbetrag
und dergleichen zu regeln.
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Typischerweise
wird in diesem Regelventil ein Ventilsteuerkolben, der in geeigneter
Weise einen Zufuhrdruckanschluss, zu dem ein Leitungsdruck zugeführt
wird, mit einem Ableitungsanschluss verbindet, zu einer Seite in
der Axialrichtung durch einen zu regelnden Leitungsdruck gedrängt,
der von einem Ende aufgebracht wird, und wird zu der anderen Seite
in der Axialrichtung durch eine Drängkraft korrespondierend
zu einer Schraubenfeder gedrängt, die zwischen dem Ventilkörper
und dem Ventilsteuerkolben an dem anderen Ende angeordnet ist, und
einen Drosseldruck gedrängt, der gemäß einer
Maschinenausgabe erzeugt wird.
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Das
japanische Patent Nr. 3087326 ,
die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-153238
(
JP-A-2006-153238 )
und die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
5-99302 (
JP-A-5-99302 )
beschreiben beispielsweise Regelventile, die den Leitungsdruck PL
auf die folgende Weise regeln.
3 zeigt
ein spezifisches Beispiel dieser Art von Regelventil.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind eine Schraubenfeder 32 und
eine Federaufnahmehülse 34 im Inneren einer Ventilkammer 33 eines
Ventilkörpers 31 vorgesehen. Diese Federaufnahmehülse 34 beherbergt
axial verschiebbar einen geraden Kolben 36, dessen ein
Ende einem Ventilsteuerkolben 35 zugewandt ist und dessen
anderes Ende einen Rückwärtsbereichdruck PL(R)
aufnimmt. Als eine Folge werden sowohl ein Drosseldruck PSLT und
eine Betätigungskraft, die zu dem Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) korrespondiert, von dem geraden Kolben 36 auf den
Ventilsteuerkolben 35 aufgebracht, wenn der Rückwärtsbereich
ausgewählt ist.
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Darüber
hinaus beschreibt die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 5-157174 (
JP-A-5-157174 )
beispielsweise ein weiteres derartiges Regelventil, von dem ein
Beispiel in
4 gezeigt ist. Bei dieser Art
von Regelventil ist ein gestufter Kolben
46 mit zwei Anschlussflächen
46a und
46b mit
unterschiedlichen Durchmessern im Inneren eines Federaufnahmeabschnitts
44 aufgenommen.
Die Anschlussfläche
46a mit großem Durchmesser
ist an der Seite des gestuften Kolbens
46 vorgesehen, die
am Nächsten zu einem Steuerkolben
45 ist. Ein
Rückwärtsbereichsdruck PL(R) wird zwischen diesen
zwei Anschlussflächen
46a und
46b aufgebracht,
während ein Drosseldruck PSLT auf die hintere Seite der
Anschlussfläche
46b mit kleinem Durchmesser aufgebracht
wird.
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Im Übrigen
bezeichnen Bezugszeichen A1 und A2 in 3 und Bezugszeichen
A1 in 4 die Anschlussabschnittdruckaufnahmeflächen
von beiden Enden von jedem der Ventilsteuerkolben 35 bzw. 45.
In gleicher Weise bezeichnen das Bezugszeichen A3 in 3 und
die Bezugszeichen A3 und A4 in 4 die Anschlussabschnittdruckaufnahmeflächen
von beiden Enden von jedem der Steuerkolben 36 bzw. 46.
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Des
Weiteren beschreibt beispielsweise die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 9-79361 (
JP-A-9-79361 )
ein weiteres Regelventil, in dem ein Drosseldruck zwischen einer
großen und einer kleinen Anschlussfläche eines
gestuften Kolbens aufgebracht wird, während ein Drosseldruck – kein
Rückwärtsbereichsdruck PL(R) – auch auf
die hintere Seite der Anschlussfläche mit großem
Durchmesser aufgebracht wird, die die Seite der Anschlussfläche
ist, die am Weitesten von einem Ventilsteuerkolben zum Regeln des
Leitungsdrucks entfernt ist.
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Jedoch
kann bei dem Regelventil des Stands der Technik, wie dem, das vorstehend
beschrieben ist, eine Kraft, die auf die Steuerkolben 35 und 45 wirkt,
aber nicht in einem Druckregelausdruck auftaucht, wie eine Strömungskraft
oder dergleichen, bewirken, dass sich der Leitungsdruck über
den Druck hinaus erhöht, für den das Regelventil
ausgelegt wurde (d. h. über den Auslegungswert). Das heißt
ein sogenannter Anstiegsbetrag kann sich erhöhen.
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Eine
wirksame Maßnahme, um dies zu verhindern, ist die wirksame
Rückkopplungsdruckaufnahmefläche zu verringern
(die beispielsweise A1 – A3 für den geraden Kolben 36 und
A1 – (A3 – A4) für den gestuften Kolben 46 entspricht).
Falls jedoch die Druckaufnahmefläche A3 der Kolben 36 und 46 des
Stands der Technik verringert wird, nimmt gleichzeitig auch die
Verstärkung des Drosseldrucks PSLT ab. Als eine Folge sind
die notwendigen Bedingungen zum Regeln des Leitungsdrucks nicht
länger erfüllt.
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Das
heißt bei einem geraden Kolben wie dem Kolben 36,
falls die Druckaufnahmefläche A3 des Kolbens 36 verringert
wird, nimmt die Ventilverstärkung des Drosseldrucks PSLT
ab, und als eine Folge kann der notwendige Leitungsdruck, wenn die
Drossel vollständig geöffnet ist, nicht erreicht
werden.
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Des
Weiteren bewegt sich bei dem gestuften Kolben des Stands der Technik
der Kolben selbst in dem Antriebsbereich, so dass es der einzige
Weg, um die wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
ohne ein Ändern der Druckaufnahmefläche A3 zu ändern,
die die Antriebsbereichsdruckeinstellung beeinflusst, ist, die Druckaufnahmefläche
A4 zu erhöhen. Als eine Folge nimmt jedoch die Verstärkung
des Drosseldrucks derart ab, dass der notwendige Leitungsdruck,
wenn die Drossel vollständig geöffnet ist, nicht
erreicht werden kann. Des Weiteren kann die Stabilität
der hydraulischen Steuerung abnehmen, weil der Kolben 46 sich
selbst in dem Antriebsbereich bewegt. Darüber hinaus ist
es nicht leicht, den Kolben 46 zu montieren.
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Darüber
hinaus kann bei beiden Regelventilen des Stands der Technik die
Abnahme der Verstärkung des Drosseldrucks durch Erhöhen
der Drosseldruckaufnahmefläche an der Seite des Ventilssteuerkolbens 35 und 45 kompensiert
werden. Wenn man dies tut, würde sich jedoch die Größe
des Ventils erhöhen, was bedeutet, dass das Ventil mehr
Einbauraum erfordern würde.
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Aus
diesen Gründen ist es bei den Regelventilen des Stands
der Technik schwierig, sowohl eine wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
als auch den notwendigen Leitungsdruck zu gewährleisten,
während sie in einen begrenzten Raum passen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung sieht deshalb ein Regelventil vor, das sowohl eine wirksame
Rückkopplungsdruckaufnahmefläche und den notwendigen
Leitungsdruck gewährleisten kann, während es in
einem begrenzten Ventileinbauraum passt.
- (1)
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Regelventil, das einen
Abschnitt eines hydraulischen Steuergeräts eines automatischen
Getriebes bildet. Dieses Regelventil hat einen Ventilkörper
mit einer Ventilkammer und einer Vielzahl von Anschlüssen;
einen Ventilsteuerkolben, der in der Ventilkammer axial verschiebbar
aufgenommen ist; eine Schraubenfeder, die in der Ventilkammer derart
aufgenommen ist, dass sie zwischen dem Ventilkörper und
dem Ventilsteuerkolben angeordnet ist; und einen Kolben, der in
dem Ventilkörper verschiebbar aufgenommen ist, wobei eine
erste Endseite des Kolbens eine Federkammer definiert, die die Schraubenfeder
zwischen dem Kolben und dem Ventilsteuerkolben aufnimmt, und eine
zweite Endseite des Kolbens einen Bereichssignaldruck über
einen der Vielzahl von Anschlüssen aufnimmt. In diesem Regelventil
wird der Hydraulikdruck, der von einem der Vielzahl von Anschlüssen
abgegeben wird, gemäß der Verschiebung des Ventilsteuerkolbens
von dem Ventilsteuerkolben geregelt, der zu einer ersten Seite in
der Axialrichtung durch einen zu regelnden Hydraulikdruck gedrängt
wird, der durch einen der Vielzahl von Anschlüssen aufgenommen
wird, und der zu einer zweiten Seite in der Axialrichtung gedrängt
wird durch eine Kombination von (i) einem Drosseldruck von einem
der Anschlüsse, der mit der Federkammer verbunden ist,
(ii) einer Federkraft von der Schraubenfeder, die zu der Verschiebung
des Ventilssteuerkolbens korrespondiert, und (iii) einer Betätigungskraft
des Kolbens, die zu dem Drosseldruck und dem Bereichssignaldruck
korrespondiert. Darüber hinaus hat der Kolben einen Abschnitt
mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt mit großem
Durchmesser, der einen Durchmesser hat, der größer
als der Durchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser ist,
wobei beide axial verschiebbar in dem Ventilkörper gehalten sind.
Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser wird zu der ersten Seite in
der Axialrichtung an einer ersten Endseite gedrängt, die
dem Ventilsteuerkolben zugewandt ist, und der Abschnitt mit großem
Durchmesser wird zu der zweiten Seite in der Axialrichtung durch
den Bereichssignaldruck an einer zweiten Endseite gedrängt,
die von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der in der Federkammer
angeordnet ist, isoliert ist.
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Gemäß diesem
Aufbau kann die Druckaufnahmefläche des Kolbens, die den
Bereichssignaldruck aufnimmt, und die Druckaufnahmefläche
des Kolbens, die den Drosseldruck aufnimmt, separat festgelegt werden. Deshalb
kann die wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
für den Leitungsdruck dadurch erhöht werden, indem
die Druckaufnahmefläche des Abschnitts mit großem
Durchmesser des Kolbens, die den Bereichssignaldruck aufnimmt, kleiner
als die Druckaufnahmefläche des Ventilssteuerkolbens gemacht
wird, die den Rückkopplungsleitungsdruck aufnimmt. Als
eine Folge kann der Anstiegsbetrag verringert werden. Des Weiteren
kann die wirksame Druckaufnahmefläche des Abschnitts mit
kleinem Durchmesser des Kolbens, die den Drosseldruck aufnimmt,
durch Verringern der Druckaufnahmefläche des kleinen Abschnitts
des Kolbens erhöht werden, die den Drosseldruck aufnimmt.
Dies macht es möglich, die erforderte Ventilverstärkung
des Drosseldrucks zu gewährleisten und somit den notwendigen
Leitungsdruck zu gewährleisten.
- (2)
In dem Regelventil, das unter (1) vorstehend beschrieben ist, können
die Vielzahl von Anschlüssen des Ventilskörpers
einen Rückkopplungsdruckanschluss, einen Zufuhrdruckanschluss,
einen Ableitungsanschluss und einen Regeldruckausgabeanschluss sowie
einen Drosseldruckanschluss, zu dem der Drosseldruck zugeführt
wird, und einen Bereichssignaldruckanschluss haben, zu dem der Bereichssignaldruck
zugeführt wird. Des Weiteren kann der Ventilsteuerkolben
in der Axialrichtung verschoben werden, um wahlweise den Zufuhrdruckanschluss
mit dem Regeldruckausgabeanschluss und dem Ableitungsanschluss zu verbinden,
indem er zu der einen Seite in der Axialrichtung durch den zu regelnden
Hydraulikdruck gedrängt wird, der durch den Rückkopplungsdruckanschluss
an einer ersten Endseite aufgenommen wird, und zu der zweiten Seite
in der Axialrichtung gedrängt wird durch Aufnehmen, an
einer zweiten Endseite, der Kombination aus (i) dem Drosseldruck
im Inneren der Federkammer, (ii) der Federkraft von der Schraubenfeder,
die zu der Verschiebung des Ventilsteuerkolbens korrespondiert,
und (iii) der Betätigungskraft des Kolbens, die zu dem
Drosseldruck und dem Bereichssignaldruck korrespondiert. Demzufolge
ist der Ventilaufbau vereinfacht.
- (3) In dem Regelventil, das unter (2) vorstehend beschrieben
ist, kann der Ventilsteuerkolben einen ersten Anschlussabschnitt
haben, der den zu regelnden Hydraulikdruck aufnimmt. Des Weiteren
kann eine Druckaufnahmefläche des Abschnitts mit großem
Durchmesser des Kolbens, die den Bereichssignaldruck aufnimmt, kleiner
als die Druckaufnahmefläche des ersten Anschlussabschnitts
sein, die den zu regelnden Hydraulikdruck aufnimmt. Dieser Aufbau
erhöht die wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
für den Leitungsdruck, wodurch der Anstiegsbetrag des zu
regelnden Hydraulikdrucks, der durch eine Strömungskraft
oder dergleichen verursacht wird, abnehmen kann.
- (4) Des Weiteren kann in dem Regelventil, das unter (1) bis
(3) vorstehend beschrieben ist, der Ventilsteuerkolben einen zweiten
Anschlussabschnitt haben, der den Drosseldruck in der Federkammer
aufnimmt. Des Weiteren kann die Druckaufnahmefläche des
Abschnitts mit kleinem Durchmesser des Kolbens, die den Drosseldruck
aufnimmt, kleiner als die Druckaufnahmefläche des zweiten
Anschlussabschnitts sein, die den Drosseldruck aufnimmt. Dieser
Aufbau erhöht die wirksame Druckaufnahmefläche
für den Drosseldruck, wobei die Verstärkung des
Drosseldrucks sichergestellt wird, was ermöglicht, dass
der notwendige Leitungsdruck sichergestellt werden kann.
- (5) Das Regelventil, das unter einem der Punkte (1) bis (4)
vorstehend beschrieben ist, kann auch ein hülsenförmiges
Federaufnahmebauteil haben, das im Inneren der Federkammer in solch
einer Weise aufgenommen ist, um zwischen der Schraubenfeder und
dem Ventilkörper angeordnet zu sein. Darüber hinaus kann
das Federaufnahmebauteil aus einem ersten Innendurchmesserabschnitt,
der den Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Kolbens axial verschiebbar
hält, und einem zweiten Innendurchmesserabschnitt gebildet sein,
der den Abschnitt mit großem Durchmesser des Kolbens axial
verschiebbar stützt. Des Weiteren kann ein Ableitungsdurchgang,
der in einen Raum zwischen dem Federaufnahmebauteil und dem Kolben öffnet,
zwischen dem ersten Innendurchmesserabschnitt und dem zweiten Innendurchmesserabschnitt ausgebildet
sein.
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In
diesem Fall befindet sich der Abschnitt mit großem Durchmesser
des Kolbens im Inneren des Federaufnahmebauteils, und der Abschnitt
mit kleinem Durchmesser des Kolbens ist durch das Federaufnahmebauteil
gehalten. Als eine Folge können der Kolben und das Federaufnahmebauteil
vertikal in den Ventilkörper eingepasst werden, wobei der
Kolben schon in das Federaufnahmebauteil eingepasst worden ist,
was auch eine Automatisierung des Zusammenbaus eines hydraulischen
Steuergeräts eines automatischen Getriebes erleichtert.
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Dieser
Aspekt der Erfindung macht es möglich, ein Regelventil
vorzusehen, in dem (i) ein gestufter Kolben derart aufgebaut ist,
dass die Druckaufnahmefläche des Kolbens, die den Rückwärtsbereichsdruck aufnimmt,
und die Druckaufnahmefläche des Kolbens, die den Drosseldruck
aufnimmt, separat festgelegt werden können, und (ii) die
Druckaufnahmefläche für den Bereichssignaldruck
kleiner gemacht ist als die Druckaufnahmefläche des Ventilsteuerkolbens,
die den Rückkopplungsleitungsdruck aufnimmt, während
die Druckaufnahmefläche für den Drosseldruck verringert
ist. Demzufolge kann der Anstiegsbetrag des zu regelnden Hydraulikdrucks
durch Erhöhen der wirksamen Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
für den Leitungsdruck verringert werden. Dies macht es
möglich, die erforderte Ventilverstärkung des
Drosseldrucks sicherzustellen, was es wiederum möglich
macht, den notwendigen Leitungsdruck sicherzustellen. Darüber
hinaus ist es möglich, ein Regelventil vorzusehen, das
auch zur Automatisierung des Zusammenbaus eines hydraulischen Steuergeräts
eines automatischen Getriebes dadurch beitragen kann, dass es den
Kolben und das Federaufnahmebauteil hat, die vertikal in den Ventilkörper
eingepasst werden können, wobei der Kolben schon in das
Federaufnahmebauteil eingepasst worden ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das
vorstehende und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
offensichtlich von der folgenden Beschreibung von beispielhaften
Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei
gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Körpers eines Regelventils gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch einen Abschnitt eines hydraulischen
Steuergeräts zeigt, das eine Vorrichtung hat, die einen
Hydraulikdruck zu dem Regelventil der ersten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zuführt;
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3 ist
eine Schnittansicht eines Körpers eines Regelventils gemäß einem
ersten Beispiel des Stands der Technik;
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4 ist
eine Schnittansicht eines Körpers eines Regelventils gemäß einem
zweiten Beispiel des Stands der Technik.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Körpers eines Regelventils gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und
zeigt ein Beispiel, in dem die Erfindung auf ein Primärregelventil
angewendet worden ist, das einen Teil eines hydraulischen Steuergeräts
eines gestuften automatischen Getriebes bildet. Des Weiteren ist 2 ein
Blockdiagramm, das schematisch einen Abschnitt des hydraulischen
Steuergeräts zeigt, der eine Vorrichtung hat, die einen
Hydraulikdruck zu dem Regelventil dieser beispielhaften Ausführungsform
zuführt.
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Zuerst
wird der Aufbau des Regelventils beschrieben. Wie in 1 gezeigt
ist, hat das Regelventil 10 gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform einen Ventilkörper,
einen Ventilsteuerkolben 12 und eine Schraubendruckfeder 13.
Der Ventilkörper 11 hat eine zylindrische Ventilkammer 11r,
die an einem Ende abgeschlossen ist, und eine Vielzahl von Anschlüssen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g und 11h,
die alle mit dieser Ventilkammer 11r verbunden sind. Der
Ventilsteuerkolben 12 ist in der Ventilkammer 11r in
solch einer Weise aufgenommen, dass er in der Axialrichtung verschiebbar
gleiten kann. Die Schraubendruckfeder 13 ist im Inneren
der Ventilkammer 11r in einer Position aufgenommen, die
zwischen dem Ventilkörper 11 und dem Ventilsteuerkolben 12 angeordnet
ist.
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Das
Regelventil 10 hat auch eine Federaufnahmehülse 14 (d.
h. ein hülsenförmiges Federaufnahmebauteil) und
einen Kolben 15. Die Federaufnahmehülse 14 ist
im Inneren der Ventilkammer 11r in einer Position aufgenommen,
die zwischen der Schraubendruckfeder 13 und dem Ventilkörper 11 angeordnet
ist. Der Kolben 15 ist im Inneren der Federaufnahmehülse 14 in
solch einer Weise aufgenommen, dass er verschiebbar gleiten kann.
Ein Ende dieses Kolbens 15 definiert eine Federkammer 17,
die die Schraubenfeder 13 zwischen dem Kolben 15 und
dem Ventilsteuerkolben 12 aufnimmt. Das andere Ende des
Kolbens 15 nimmt einen Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) (d. h. einen Bereichssignaldruck) durch den Anschluss 11h von
der Vielzahl von Anschlüssen 11a bis 11h auf.
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Im
Speziellen umfassen die Vielzahl von Anschlüssen 11a bis 11h des
Ventilkörpers 11 einen Rückkopplungsdruckanschluss 11a,
einen Zufuhrdruckanschluss 11d, einen Ableitungsanschluss 11c und
einen Regeldruckausgabeanschluss 11e, sowie einen Drosseldruckanschluss 11f,
zu dem der Drosseldruck PSLT zugeführt wird, einen Abgabeanschluss 11g und
einen Rückwärtsbereichsdruckanschluss 11h,
zu dem ein Rückwärtsbereichsdruck PL(R) zugeführt
wird.
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Der
Ventilsteuerkolben 12 hat einen ersten Anschlussabschnitt 12a,
der einen Leitungsdruck PL, der der durch das Regelventil 10 zu
regelnde Hydraulikdruck ist, über den Rückkopplungsdruckanschluss 11a aufnimmt.
Der Ventilsteuerkolben 12 wird nach rechts in 1 (zu
einer Seite in der Axialrichtung) durch einen Druck, der einem Leitungsdruck
PL entspricht, der rückgekoppelt wird, und durch die Druckaufnahmefläche
A1 des ersten Anschlussabschnitts 12a gedrängt,
die diesen Leitungsdruck PL aufnimmt.
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Des
Weiteren hat der Ventilsteuerkolben 12 einen zweiten Anschlussabschnitt 12d,
der einen Drosseldruck PSLT aufnimmt, der später beschrieben
wird, und der in die Federkammer 17 zugeführt
wird. Ein Ende der Schraubendruckfeder 13 greift mit diesem
zweiten Anschlussabschnitt 12d ein. Als eine Folge wird
der Ventilsteuerkolben 12 nach links in 1 (d.
h. zu der anderen Seite in der Axialrichtung) gedrängt
durch eine Kombination (i) des Drucks, der zu dem Drosseldruck PSLT
und der Druckaufnahmefläche A2 des zweiten Anschlussabschnitts 12d korrespondiert,
die diesen Drosseldruck PSLT aufnimmt, (ii) der Federkraft (die
nach links in 1 wirkt) von der Schraubendruckfeder 13,
die zu der Verschiebung des Ventilssteuerkolbens 12 korrespondiert
(nachstehend kann diese Federkraft auch als „Fsp” bezeichnet
werden) und (iii) der Betätigungskraft des Kolbens 15,
der den Drosseldruck PSLT und den Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) aufnimmt.
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Der
Ventilsteuerkolben 12 regelt auf diese Weise den Hydraulikdruck,
der von dem Regeldruckausgabeanschluss 11e abzugeben ist,
indem er axial gemäß diesen Drängkräften
zu einer Seite und der anderen Seite in der Axialrichtung verschoben
wird, um den Zufuhrdruckanschluss 11d wahlweise mit dem
Regeldruckausgabeanschluss 11e oder dem Ableitungsanschluss 11c zu
verbinden.
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Des
Weiteren ist der Kolben 15 aus einem Abschnitt 15a mit
kleinem Durchmesser und einem Abschnitt 15b mit großem
Durchmesser gebildet, der einen größeren Durchmesser
als der Durchmesser des Abschnitts 15a mit kleinem Durchmesser
hat. Sowohl der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser als
auch der Abschnitt 15b mit großem Durchmesser
werden durch die Federaufnahmehülse 14 in solch
einer Weise gehalten, dass sie in der Axialrichtung gleitend verschiebbar
sind. Der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser wird zu
einer Seite (d. h. der rechten Seite in 1) in der
Axialrichtung an einem Ende (d. h. dem linken Ende in 1)
des Kolbens 15 gedrängt, das in die Federkammer 17 vorsteht
und einem Endabschnitt 12e des Ventilssteuerkolbens 12 zugewandt
ist. Der Abschnitt 15b mit großem Durchmesser
wird zu der anderen Seite (d. h. der linken Seite in 1)
in der Axialrichtung durch einen Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) von dem Rückwärtsbereichsdruckanschluss 11h an
dem anderen Ende (d. h. dem rechten Ende in 1) des Kolbens 15 gedrängt,
das von dem Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser isoliert
ist, der in der Federkammer 17 angeordnet ist.
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Hier
ist die Druckaufnahmefläche A3 des Abschnitts 15b mit
großem Durchmesser des Kolbens 15, der den Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) aufnimmt, so gemacht, dass sie vergleichsweise kleiner als
die Druckaufnahmefläche A1 des ersten Anschlussabschnitts 12a des
Ventilsteuerkolbens 12 ist, die den Rückkopplungsleitungsdruck
PL aufnimmt.
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Des
Weiteren ist die Druckaufnahmefläche A4 des Abschnitts 15a mit
kleinem Durchmesser des Kolbens 15, die den Drosseldruck
PSLT aufnimmt, vergleichsweise kleiner gemacht als die Druckaufnahmefläche A2
des zweiten Anschlussabschnitts 12d des Ventilsteuerkolbens 12,
die den Drosseldruck PSLT aufnimmt.
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Des
Weiteren ist die Druckaufnahmefläche A2 des zweiten Anschlussabschnitts 12d des
Ventilsteuerkolbens 12, die den Drosseldruck PSLT aufnimmt,
größer gemacht als die Druckaufnahmefläche
A1 des ersten Anschlussabschnitts 12a des Ventilsteuerkolbens 12,
die den Rückkopplungsleitungsdruck PL aufnimmt. Das heißt
die Druckaufnahmefläche A3 des Abschnitts 15b mit
großem Durchmesser des Kolbens 15, die den Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) aufnimmt, ist größer als die Druckaufnahmefläche
A4 des Abschnitts 15a mit kleinem Durchmesser des Kolbens 15,
die den Drosseldruck PSLT aufnimmt, aber kleiner als die Druckaufnahmefläche
A1 des ersten Anschlussabschnitts 12a des Ventilsteuerkolbens 12,
die den Rückkopplungsleitungsdruck PL aufnimmt. Daher ist
die Größenbeziehung zwischen den Druckaufnahmeflächen
A1 bis A4 A2 > A1 > A3 > A4.
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Der
Ventilsteuerkolben 12 hat auch Zwischenanschlussabschnitte 12b und 12c.
Der Anschlussabschnitt 12c verbindet den Zufuhrdruckanschluss 11d mit
dem Ableitungsanschluss 11c, wenn sich der Ventilsteuerkolben 12 um
einen vorbestimmten Betrag nach rechts in 1 bewegt.
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Des
Weiteren ist die Federaufnahmehülse 14 ein gestufter
Zylinder, der an einem Ende abgeschlossen ist und aus einem ersten
Innendurchmesserabschnitt 14a und einem zweiten Innendurchmesserabschnitt 14b gebildet
ist. Der erste Innendurchmesserabschnitt 14a hält
den Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser des Kolbens 15 axial
verschiebbar, während der zweite Innendurchmesserabschnitt 14b den
Abschnitt 15b mit großem Durchmesser des Kolbens 15 axial verschiebbar
stützt. Des Weiteren ist zwischen dem ersten Innendurchmesserabschnitt 14a und
dem zweiten Innendurchmesserabschnitt 14b der Federaufnahmehülse 14 ein Ableitungsdurchgang 14c ausgebildet,
der in einen ringförmigen Raum 16 zwischen der
Federaufnahmehülse 14 und dem Kolben 15 öffnet.
Darüber hinaus ist ein Kerbenabschnitt 14d, der
nach rechts in 1 ausgespart ist, in dem hinteren
Ende des zweiten Innendurchmesserabschnitts 14b der Federaufnahmehülse 14 ausgebildet.
Die offene Endseite der Federaufnahmehülse 14 ist
durch einen Deckel 18 mit einem Vorsprung 18a, der
in diesen Kerbenabschnitt 14d passt, so gedichtet, dass
sie flüssigkeitsdicht ist. Dann sind die Federaufnahmehülse 14 und
der Deckel 18 durch einen Haltestift 19, der durch
den Ventilkörper 11 und die Federaufnahmehülse 14 hindurchgeht
und in dem Deckel 18 in einer Richtung senkrecht zu deren
Achsen steckt, einstückig an dem Ventilkörper 11 so
fixiert, dass sie nicht herausfallen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist der Leitungsdruck L, der als
der Rückkopplungsdruck dient, der Druck, bei dem ein Hydraulikfluid,
das von der Ölpumpe 20 abgegeben wird, die in
dem automatischen Getriebe vorgesehen ist, zu dem Rückkopplungsdruckanschluss 11a über
eine Öffnung 21a und eine Öffnung zugeführt
wird, die nicht gezeigt ist, aber stromaufwärtig dieser Öffnung 21a vorgesehen
ist. Des Weiteren ist der Drosseldruck PSLT auf einen Druck geregelt,
der zu dem Maschinenausgabedrehmoment korrespondiert, durch ein
Drosseldruckregelventil 23, das beispielsweise ein Linearsolenoidventil 22 hat,
und wird dann zu dem Drosseldruckanschluss 11f zugeführt.
Darüber hinaus wird der Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) von einem manuellen Ventil 24, wenn der Rückwärtsbereich
(R) ausgewählt ist, gemäß der Umschaltposition
des manuellen Ventils 24 zugeführt, das in Erwiderung
auf einen Bereichsauswahlbetrieb durch einen Fahrer arbeitet. Des
Weiteren wird ein Ausgabedruck, der von dem Regeldruckausgabeanschluss 11e ausgegeben
wird, zu einem Sekundärregelventil 25 zugeführt,
wo ein Wandlerdruck und ein Schmieröldruck, die für
die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Maschinenausgabe passend sind,
weiter auf der Basis des Drosseldrucks PSLT geregelt werden. Im Übrigen,
wenn der Vorwärtsbereich ausgewählt ist (siehe
Bereiche D, 1 und 2 des manuellen Ventils 24 in 2),
wird ein Hydraulikdruck zugeführt und abgegeben über
Schaltventile und einen Druckspeicher und dergleichen, die alle
nicht gezeigt sind, um Reibungsaufbringungselemente zu betätigen,
die zu den geeigneten Gängen korrespondieren. Dies ist
bekannt und wird deshalb hier nicht im Detail beschrieben.
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Als
nächstes wird ein Zusammenbau des Regelventils gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
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Zuerst
wird der gestufte Kolben 15 in die Federaufnahmehülse 14 von
der Seite des Abschnitts 15a mit kleinem Durchmesser eingesetzt.
Dann wird der Vorsprung 18a des Deckels 18 in
den Kerbenabschnitt 14d der Federaufnahmehülse 14 derart
eingepasst, dass die offene Endseite der Federaufnahmehülse 14 durch
den Deckel 18 abgedichtet ist.
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Des
Weiteren wird der Ventilsteuerkolben 12 in die Ventilkammer 11r des
Ventilkörpers 11 eingesetzt, der mit einer Spannvorrichtung
oder dergleichen zum Zusammenbau nach oben ausgerichtet worden ist.
Dann wird die Schraubendruckfeder 13 der Länge
nach in die Ventilkammer 11r des Ventilkörpers 11 eingesetzt.
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Als
nächstes wird ein Zusammenbau der Federaufnahmehülse 14,
die den Kolben 15 aufnimmt und die durch den Deckel 18 abgedichtet
worden ist, in den Ventilkörper 11 eingesetzt,
wobei der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser des Kolbens 15 nach
unten schaut.
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Zu
dieser Zeit wird der Zusammenbau der Federaufnahmehülse 14 in
die Ventilkammer 11r des Ventilkörpers 11 eingesetzt,
während die Schraubendruckfeder 13, die schon
in der Ventilkammer 11r aufgenommen ist, komprimiert wird.
Des Weiteren wird die Federaufnahmehülse 14 ungefähr
in einer vorbestimmten Position in der Drehrichtung in Bezug auf
den Ventilkörper 11 durch den Kerbenabschnitt 14d der
Federaufnahmehülse 14 und den Vorsprung 18a des
Deckels 18 positioniert.
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Als
nächstes werden die Federaufnahmehülse 14 und
der Deckel 18 einstückig an dem Ventilkörper 11 fixiert,
um nicht herauszufallen, und zwar durch Einsetzen des Zurückhaltestifts 19 durch
den Ventilkörper 11 und die Federaufnahmehülse 14 hindurch
in einen Kerbenabschnitt des Deckels 18.
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Als
nächstes wird der Betrieb des Regelventils beschrieben.
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Bei
einem hydraulischen Steuergerät eines automatischen Getriebes,
das mit einem Regelventil versehen ist, wie dem vorstehend beschriebenen
Regelventil 10, wenn sich die Maschinendrehzahl in dem
Vorwärtsbereich erhöht und als eine Folge sich
die Drehzahl der Ölpumpe 20 erhöht, erhöht
sich beispielsweise der Leitungsdruck PL, und wenn sich dieser erhöht,
versucht er den Ventilsteuerkolben 12 nach rechts in 1 zu
drücken. Wenn sich jedoch die Maschinenausgabe erhöht,
erhöht sich auch der Drosseldruck, der versucht, den Ventilsteuerkolben 12 nach
links in 1 zu drücken, wodurch
ermöglicht wird, dass der Verschiebungsbetrag des Ventilsteuerkolbens 12 in geeigneter
Weise eingestellt wird. Im Übrigen wird zu dieser Zeit
ein Rückwärtsbereichsdruck PL(R) nicht zugeführt,
so dass der Kolben 15 durch den Drosseldruck PSLT in der Position
am weitesten rechts gehalten wird.
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Wenn
andererseits der Rückwärtsbereich durch einen
Bereichsumschaltbetrieb ausgewählt ist, wird ein Rückwärtsbereichsdruck
PL(R) von dem manuellen Ventil 24 zugeführt. Im Übrigen
ist der Rückwärtsbereichsdruck der Leitungsdruck
PL, der über das manuelle Ventil 24 zugeführt
wird, wie in 2 gezeigt ist.
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Zu
dieser Zeit wird der Rückwärtsbereichsdruck PL(R)
auf den Abschnitt 15b mit großem Durchmesser des
Kolbens 15 aufgebracht, was bewirkt, dass sich der Kolben 15 nach
links bewegt. Als eine Folge wirkt nicht nur der Drosseldruck PSLT,
sondern auch die Betätigungskraft des Kolbens 15 auf
den Ventilsteuerkolben 12. In diesem Zustand wird der Leitungsdruck
PL geregelt, wenn der Rückwärtsbereich ausgewählt
ist.
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Der
Druckregelausdruck für den Rückwärtsbereich
des Regelventils
10 in diesem Zustand kann durch nachstehenden
Ausdruck (1) ausgedrückt werden.
wobei A1 die Druckaufnahmefläche
des Ventilsteuerkolbens ist, die einen Rückkopplungsdruck
aufnimmt; A2 die Druckaufnahmefläche des Ventilsteuerkolbens
ist, die einen Drosseldruck aufnimmt; A3 die Druckaufnahmefläche
des Kolbens ist, die einen Rückwärtsbereichsdruck
aufnimmt; A4 die Druckaufnahmefläche des Kolbens ist, die
einen Drosseldruck aufnimmt; und Fsp die Federkraft der Schraubendruckfeder
ist.
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In
dieser beispielhaften Ausführungsform können die
Druckaufnahmefläche A3 des gestuften Kolbens 15,
die den Rückwärtsbereichsdruck PL(R) aufnimmt,
und die Druckaufnahmefläche A4 des gestuften Kolbens 15,
die den Drosseldruck PSLT aufnimmt, separat festgelegt werden, so
dass die Druckaufnahmefläche A3 des gestuften Kolbens 15,
die den Rückwärtsbereichsdruck PL(R) aufnimmt,
vergleichsweise kleiner gemacht ist als die Druckaufnahmefläche
A1 des Ventilsteuerkolbens 12, die den Rückkopplungsleitungsdruck
PL aufnimmt, während die wirksame Druckaufnahmefläche
(A2 – A4) erhöht ist. Deshalb kann die wirksame
Rückkopplungsdruckaufnahmefläche (A1 – A3)
für den Leitungsdruck PL in dem vorstehenden Ausdruck (1)
erhöht werden, so dass, selbst falls eine Strömungskraft
Ff, die in dem Druckregelausdruck nicht ausgedrückt ist,
an dem Regeldruckausgabeanschluss 11e oder dergleichen
erzeugt wird, der Effekt, der zu Ff/(A1 – A3) korrespondiert,
unterdrückt werden kann, was ermöglicht, dass
der Anstiegsbetrag des Leitungsdrucks verringert werden kann.
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Des
Weiteren befindet sich der Durchmesser des Abschnitts 15a mit
kleinem Durchmesser des Kolbens 15 derart verringert, dass
die wirksame Druckaufnahmefläche (A2 – A4) für
den Drosseldruck PSLT größer gemacht ist. Als
eine Folge kann eine Abnahme der Verstärkung des Drosseldrucks
PSLT verhindert werden, wodurch es möglich wird, den notwendigen
Leitungsdruck bei Zeiten zu gewährleisten, wie beispielsweise wenn
die Drossel vollständig geöffnet ist.
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Des
Weiteren ist der Abschnitt 15b mit großem Durchmesser
des Kolbens 15 im Inneren der Federaufnahmehülse 14,
und der Abschnitt 15a mit kleinem Durchmesser des Kolbens 15 wird
durch die Federaufnahmehülse 14 gehalten. Das
heißt der Innendurchmesser des ersten Innendurchmesserabschnitts 14a der Federaufnahmehülse 14 ist
kleiner als der Innendurchmesser des Abschnitts 15b mit
großem Durchmesser des Kolbens 15, so dass der
Kolben 15 und der Federaufnahmeabschnitt 14 vertikal
in den Ventilkörper 11 eingepasst werden können,
wobei der Kolben 15 schon in den Federaufnahmeabschnitt 14 eingepasst
worden ist. Dies erleichtert eine Automatisierung des Zusammenbaus
eines hydraulischen Steuergeräts eines automatischen Getriebes.
Das heißt mit dem geraden Steuerkolben des Stands der Technik
oder dem gestuften Steuerkolben des Stands der Technik, bei denen
die Ventilsteuerkolbenseite einen großen Durchmesser hat, ist
es notwendig, zu verhindern, dass der Kolben aus der Federaufnahmehülse
herausrutscht. Bei dem Regelventil 10 gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform wird dies jedoch nicht passieren,
so dass es keine Notwendigkeit gibt, dies zu verhindern.
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Des
Weiteren wird bei dieser beispielhaften Ausführungsform
der Rückkopplungsdruck auf ein Ende des Ventilsteuerkolbens 12 aufgebracht,
während der Drosseldruck, die Federkraft von der Schraubendruckfeder 13 und
die Betätigungskraft des Kolbens 15 auf das andere
Ende des Ventilsteuerkolbens 12 aufgebracht werden, so
dass der Aufbau vereinfacht ist.
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Auf
diese Weise ist gemäß dem Regelventil dieser beispielhaften
Ausführungsform der gestufte Kolben derart aufgebaut, dass
die Druckaufnahmefläche A3 des Kolbens 15, die
den Rückwärtsbereichsdruck PL(R) aufnimmt, und
die Druckaufnahmefläche A4 des Kolbens 15, die
den Drosseldruck PSLT aufnimmt, separat festgelegt werden können,
so dass die Druckaufnahmefläche A3 des Kolbens 15,
die den Rückwärtsbereichsdruck PL(R) aufnimmt,
kleiner gemacht ist als die Druckaufnahmefläche A1 des
Ventilsteuerkolbens 12, die den Rückkopplungsleitungsdruck
PL aufnimmt, während die wirksame Druckaufnahmefläche
(A2 – A4) für den Drosseldruck PSLT erhöht
ist. Deshalb kann der Anstiegsbetrag des zu regelnden Hydraulikdrucks
durch Erhöhen der wirksamen Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
(A1 – A3) für den Leitungsdruck verringert werden.
Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass die Verstärkung
des Drosseldrucks PSLT abnimmt, was es wiederum ermöglicht,
den notwendigen Leitungsdruck sicherzustellen. Als eine Folge können
sowohl die wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
(A1 – A3) als auch der notwendige Leitungsdruck innerhalb
eines begrenzten Ventileinbauraums gewährleistet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, ein Regelventil
vorzusehen, das zu der Automatisierung des Zusammenbaus eines hydraulischen
Steuergeräts eines automatischen Getriebes durch Aufweisen
des Kolbens und der Federaufnahmehülse 14 beitragen
kann, die vertikal in den Ventilkörper 11 eingepasst
werden können, wobei der Kolben schon in die Federaufnahmehülse 14 eingepasst worden
ist. Im Übrigen ist in der vorstehenden beispielhaften
Ausführungsform das Bereichsdrucksignal für den
Rückwärtsbereichsdruck vorgesehen, aber es ist
nicht darauf begrenzt. Das heißt das Bereichsdrucksignal
kann stattdessen ein Signal für einen anderen Bereichsdruck
sein.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann die Erfindung ein Regelventil vorsehen,
das ermöglicht, dass der Anstiegsbetrag eines zu regelnden
Hydraulikdrucks verringert wird, indem die wirksame Rückkopplungsdruckaufnahmefläche
des Leitungsdrucks erhöht wird, wodurch verhindert wird,
dass die Verstärkung des Drosseldrucks abnimmt, so dass
der notwendige Leitungsdruck sichergestellt werden kann. Somit kann
die Erfindung ein Regelventil vorsehen, das sowohl die wirksame
Rückkopplungsdruckaufnahmefläche als auch den notwendigen
Leitungsdruck gewährleisten kann, während es in
einen begrenzten Ventileinbauraum passt. Deshalb ist die Erfindung
für ein Regelventil nützlich, das in einem hydraulischen
Steuergerät eines automatischen Getriebes vorgesehen ist,
insbesondere für ein Regelventil im Allgemeinen, das zur
Verwendung als ein Primärregelventil, das einen Leitungsdruck
steuert, geeignet ist.
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Während
die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen
von dieser beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, dass die
Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen
oder Konstruktionen begrenzt ist. Es ist im Gegenteil beabsichtigt,
dass die Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abdeckt. Darüber hinaus, während die
verschiedenen Elemente der beispielhaften Ausführungsformen
in verschiedenen Kombinationen und Anordnungen gezeigt sind, die
beispielhaft sind, sind andere Kombinationen und Anordnungen, einschließlich
mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element, auch innerhalb des
Umfangs der Erfindung.
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Zusammenfassung
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Ein
Regelventil ist derart aufgebaut, dass ein Hydraulikdruck, der von
einem Regeldruckausgabeanschluss auszugeben ist, gemäß Drängkräften
geregelt wird, d. h. einem zu regelnden Leitungsdruck, einem Drosseldruck,
einer Federkraft von einer Schraubendruckfeder und einer Betätigungskraft
von einem Kolben, die auf einen Ventilsteuerkolben aufgebracht werden.
Der Kolben hat einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser und einen
Abschnitt mit großem Durchmesser, der einen Durchmesser
hat, der größer als der Durchmesser des Abschnitts
mit kleinem Durchmesser ist, wobei beide Abschnitte axial verschiebbar
in einer Federaufnahmehülse gehalten sind. Der Abschnitt
mit kleinem Durchmesser wird in eine Axialrichtung an einem Ende des
Kolbens gedrängt, das in eine Federkammer vorsteht und
dem Ventilsteuerkolben zugewandt ist, während der Abschnitt
mit großem Durchmesser in der anderen Axialrichtung durch
einen Bereichsdruck an dem anderen Ende des Kolbens gedrängt
wird, das von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser isoliert ist,
der in der Federkammer angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 3087326 [0004]
- - JP 2006-153238 A [0004]
- - JP 5-99302 A [0004]
- - JP 5-157174 A [0006]
- - JP 9-79361 A [0008]