DE69613954T2

DE69613954T2 - Hydraulisches Schmiersteuersystem für Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE69613954T2
Application number: DE69613954T
Authority: DE
Inventors: Timothy A. Droste
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: DE69613954D1; EP0791765B1; EP0791765A3; MX9606268A; EP0791765A2; US5700226A; CA2197817A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich hydraulischer Kreisläufe für die Steuerung von automatischen Getrieben.
Es wird Bezug genommen auf die US-Patentanmeldungen Nr. US 5802490 A, US 5637053 A und US 5799240 A.
Ein hydrokinetischer Drehmomentwandler, der Teil eines hydrokinetischen Drehmomentflußweges von der Motorkurbelwelle zu den Eingangselementen eines Zahnkranzes eines Automatikgetriebes ist, beinhaltet eine Turbine und ein Pumpenrad, die in einem kreisring- bzw. torusförmigen Fluidströmungskreislauf angeordnet sind. Er beinhaltet außerdem eine reibschlüssige Überbrückungskupplung, die ausgelegt ist, das Pumpenrad mit der Turbine kurzzuschließen, um einen mechanischen Drehmomentübertragungsweg parallel zum hydrokinetischen Drehmomentübertragungsweg des Drehmomentwandlers herzustellen.
Der hydrokinetische Wandler der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Überbrückungskupplung, die von einem hydraulischen Ventilsystem gesteuert wird. Die Überbrückungskupplung weist Merkmale auf, die sie mit denjenigen gemein hat, die in der US- Patentschrift 5,029,087 beschrieben sind, sowie mit dem Steuersystem für einen hydrokinetischen Drehmomentwandler aus der US- Patentschrift 5,303,616. Diese Patente wurden dem Anmelder der vorliegenden Erfindung erteilt. US-Patentschrift 5 029 087 offenbart eine Steuerung für einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung zur Herstellung eines kontrollierten mechanischen Drehmomentflußweges zwischen dem Motor und dem Getriebe sowie zur Änderung der Kapazität der Überbrückungskupplung während der Schaltvorgänge. Dieses Patent offenbart eine elektronische Steuerstrategie zur Realisierung eines kontrollierten Schlupfes in einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, so daß die Kupplung über vom Wandlerkupplungselektromagneten modulierten Druck betätigt wird, so daß der sich daraus ergebende gesteuerte Schlupf einen Ist-Schlupf ergibt, der einem durch die Betriebsparameter des Triebstranges bestimmten Soll- Schlupf sehr nahe kommt.
US-Patentschrift 5 203 616 beschreibt ein Steuersystem für einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung zur Herstellung eines kontrollierten mechanischen Drehmomentflußweges zwischen dem Motor und dem Getriebe sowie zur Änderung der Kapazität der Überbrückungskupplung während der Gangschaltungsvorgänge.
In einem herkömmlichen Hydraulikkreislauf für ein automatisches Getriebe liefert die Flüssigkeit aus dem Drehmomentwandler und Kühler den Großteil der Flüssigkeit für das Schmiersystem, weil der Drehmomentwandler, der Kühler und das Schmiersystem in Reihe angeordnet sind. In manchen herkömmlichen Hydrauliksystemen werden ein oder mehrere separate Kreisläufe aus einer System- bzw. Leitungsdruck-Quelle gespeist, so daß in solchen Zeiträumen, wo die geforderte Pumpenförderleistung hoch ist, wie z. B. wenn der Drehmomentwandlerstrom und der Kühlerstrom gedrosselt sind oder blind laufen, nicht die gesamte in den Schmierkreislauf abgeführte Flüssigkeit gedrosselt oder abgesperrt wird.
US-Patentschrift 4,751,858 offenbart ein System zur Abgabe von Hydraulikflüssigkeit an einen Schmierkreislauf eines Mehrgang-Automatikgetriebes, das eine Flüssigkeitsquelle mit geregeltem Druck aufweist; eine zwischen der Flüssigkeitsquelle und dem Schmierkreis angeordnete erste Drosselöffnung, Drosselventilmittel mit einer Auslaßöffnung zum abwechselnden Öffnen und Schließen einer Verbindung zwischen der Flüssigkeitsquelle und einer ersten Seite der ersten Drosselöffnung, und Ventilmittel, die auf den momentanen Getriebegang des Getriebes ansprechen, derart, daß sie eine Verbindung zwischen besagter Auslaßöffnung und einer zweiten Seite der ersten Drosselöffnung zwischen der ersten Drosselöffnung und dem Schmierkreislauf abwechselnd öffnen und schließen.
Die vorliegende Erfindung sucht, eine angemessene Durchflußmenge an Schmierflüssigkeit an alle mechanischen Komponenten des Getriebes zu liefern, und einen Strom in einer den Betriebsbedürfnissen des Systems entsprechenden Weise zu erzeugen, welche Bedürfnisse den Betriebsbereich des Getriebes, die Motordrehzahl und das Flüssigkeitskühlsystem beinhalten. Die Erfindung sucht außerdem, den Schmierkreislauf bei kalten und mäßigen Temperaturen zu reduzieren, so daß Leistung gespart wird, und dennoch den Strom in den Schmierkreislauf zu steigern, wenn die Flüssigkeitstemperatur hoch liegt, so daß der Wärmeübergang von der Flüssigkeit an die Umgebung erhöht wird.
Der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein System zur Abgabe von Hydraulikflüssigkeit an einen Schmierkreislauf eines Mehrganggetriebes gestellt, wie es nachstehend in Patentanspruch 1 der beiliegenden Ansprüche beschrieben ist.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert werden, dabei zeigen:
Fig. 1A, 1B und 1C: in Kombination ein schematisches Diagramm eines hydraulischen Steuerkreises für ein automatisches Getriebe;
Fig. 2: die Änderung der Durchflußmenge durch eine scharfkantige Drosselöffnung und eine laminare Drosselöffnung jeweils bei sich ändernder Temperatur;
Fig. 3: ein schematisches Diagramm der ANSI-Symbole für ein Druckentlastungsventil, das so geändert ist, daß es eine scharfkantige und eine laminare Drosselöffnung beinhaltet;
Fig. 4: ein schematisches Diagramm von ANSI-Symbolen für ein Drosselventil, das so abgeändert ist, daß es eine scharfkantige und eine laminare Drosselöffnung beinhaltet; und
Fig. 5: ein schematisches Diagramm des Mikroprozessors, der Sensoren und der elektromagnetisch gesteuerten Ventile zur Steuerung des Betriebes des Getriebes.
Es sei Bezug genommen auf die Fig. 1A, 1B und 1C; das hydraulische System zur Steuerung und Betätigung der Komponenten eines Automatikgetriebes für ein Kraftfahrzeug beinhaltet einen Sumpf 10, in dem Hydraulikflüssigkeit enthalten ist, und aus dem sie von einer Absaugpumpe 12 angesaugt und an einen Vorratsbehälter 14 abgegeben werden kann. Der Einlaß für eine Pumpe 16 mit hohem Pumpendurchsatz ist über ein Rückschlagventil 18 mit dem Vorratsbehälter verbunden. Der Ausgang der Pumpe 16, d. h. der geregelte Sekundärdruck SRP, wird durch den Betrieb eines SRP-Regelventils 52 auf ca. 980 kPa (120 psi) Manometer- o. Meßdruck oder mehr gehalten. Der Einlaß der Pumpe 22 erfolgt teilweise durch Ansaugen aus dem Vorratsbehälter 14 durch eine Aufladedüse 24a, die Flüssigkeit von verschiedenen Komponenten des Getriebes durch das System zieht. Der Auslaß der Pumpe 22 auf Leitung 24 wird durch eine Steuerung eines Drucksignales auf geregeltem Leitungsdruck gehalten, der von einem mit einem Verstellmagneten betätigten Ventil 25 erzeugt wird, und wird an einem Regelventil 212 für den Leitungsdruck zur Kupplungskapazitätssteuerung angelegt.
Der Drehmomentwandler 20 beinhaltet ein beschaufeltes Pumpenrad 26, das permanent antreibbar mit einem Pumpenradgehäuse 28 an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 30 angeschlossen ist. Ein beschaufeltes Turbinenrad 32 und ein beschaufeltes Statorrad 34 sind derart relativ zum Pumpenrad angebracht, daß sie einen kreisring- bzw. torusförmigen Strömungsweg bilden, innerhalb dessen die Hydraulikflüssigkeit des Drehmomentwandlers fließen und um die Achse des Drehmomentwandlers strömen kann. Das Statorrad 34 ist über eine Freilaufkupplung 36 montiert, so daß es in einer Einweg-Drehverbindung mit dem Getriebegehäuse steht. Eine Drehmomentwandler-Kurzschluß- oder Überbrückungskupplung 38 stellt, wenn sie betätigt ist, eine mechanische Antriebsverbindung zwischen der Turbine und dem Pumpenrad her und erlaubt, wenn sie geöffnet ist, eine hydrodynamische Antriebsverbindung zwischen der Turbine und dem Pumpenrad. Die Kupplung 38 wird jeweils eingelegt oder gelöst und der Drehmomentwandler damit geöffnet, wenn CBY-Druck in der Leitung 40 an den Raum zwischen dem Pumpenradgehäuse und der Reibfläche der Kupplung 38 angelegt wird, die sich an das Gehäuse 28 anlegt. Der CBY-Druck ist größer als der CI-Druck in der Leitung 46. Leitung 44, in der CT-Druck herrscht, wird über einen Ölkühler 126 entleert, und der CI-Druck in der Leitung 46 wird dem Torus des Drehmomentwandlers durch die Drosselöffnung 122 zugeführt, wenn die Kupplung 38 gelöst ist.

Sekundärdruckregelventil

Ein temperaturkompensiertes Druckbegrenzungsventil 52 liefert einen Ausgangsdruck SRPX, der durch eine Leitung 82 einem Rücklauf-Sperrventil 78 zugeführt wird, dessen Ausgang, d. h. der Drehmomentwandler-Speisedruck TCF, durch eine Leitung 88 dem Wandlerregelventil 86 zugeführt wird. Der vom Ventil 52 bestimmte geregelte Sekundärdruck wird über die Leitung 54 geführt.
Ventil 52 beinhaltet einen Schieber 56, der von einer Feder 58 in der Ventilbohrung nach rechts gedrückt wird, wobei diese Bewegung nach rechts durch die Anlage der Steuerstege 60 am Ventilkörper begrenzt wird. Der SRP-Rückkopplungsdruck in der Leitung 62 tritt durch eine scharfkantige Drosselbohrung 64 in das Ventil ein. Der Radialraum zwischen den Stegen 60 und der Ventilbohrung bildet eine laminare Drosselöffnung, die sich im Sinne der Achse von Ventil 52 von der Rückkopplungsöffnung aus erstreckt, die über Leitung 62 mit der Ablaßöffnung 66 verbunden ist. Der Durchmesser der Drosselöffnung 64 beträgt vorzugsweise 1,0 mm, der Durchmesser der Stege 60 14,994 mm, und der Durchmesser der Bohrung im Bereich der Stege 60 ist 15,019 mm groß.
In der ganzen folgenden Besprechung soll eine feste oder scharfkantige Drosselöffnung einen begrenzten hydraulischen Durchgang bedeuten, durch welchen der Durchsatz nichtlinear mit einem Druckgefälle an der Drosselöffnung variiert, wobei die Variation ungefähr der Quadratwurzel des Druckgefälles folgt, und der Durchsatz variiert im wesentlichen linear mit der Temperatur der Flüssigkeit, wie z. B. einer im Handel erhältlichen hydraulischen ATF-Getriebeflüssigkeit, die durch diese Drosselöffnung strömt. Mit einer laminaren Drosselöffnung soll ein begrenzter Durchgang gemeint sein, durch welchen der Durchsatz linear und direkt mit dem Druckgefälle an der Drosselöffnung variiert, und exponentiell (oder logarithmisch) mit der Temperatur der durch die Drosselöffnung strömenden Flüssigkeit.
Das Ventil 52 weist außerdem Stege 68, 70 auf; eine SRP- Einlaßöffnung 80, eine SRPX-Auslaßöffnung 81; eine Aufladedruck- Auslaßöffnung 74, welche über eine Leitung 76 mit einem Aufladedruck-Entlastungsventil 78 verbunden ist.
Das Entlastungsventil 52 wird von einer Feder 58 normalerweise geschlossen gehalten, die den Schieber 56 gegen das rechte Ende des Ventils drückt, wenn der Durchsatz der Pumpe 16 so niedrig ist, daß der SRP-Druck relativ tief liegt. In dieser Position ist die Leitung 76 durch den Steg 68 gegen die SRP- Leitung 54 gesperrt, und die Wandlerspeiseleitung 82 ist durch die Drosselöffnung 75 mit der SRP-Leitung 54 verbunden. Mit steigendem Durchsatz von der Pumpe 16 und steigendem SRP-Druck bewirkt der Steuerdruck auf der rechten Seite des Schiebers 56 zunächst die Öffnung der SRPX-Auslaßöffnung 81, so daß die SRP- Leitung 54 über die Leitung 82 mit dem Rücklauf-Sperrventil 78 verbunden wird. Der SRPX-Druck in der Leitung 82 bewegt den Schieber 84 des Rücklauf-Sperrventils 78 nach links, so daß der Drehmomentwandler-Speisedruck TCF in Leitung 82 durch die Leitung 88 am Wandlerregelventil 86 angelegt wird. Mit weiterer Zunahme des SRP-Druckes drosselt der Steg 68 den SRP-Druck an der Öffnung 74, so daß unter SRP-Druck stehende Flüssigkeit mit der Leitung 76, Düse 24, Rückschlagventil 18 und Leitung 144 verbunden wird.
Der Rückkopplungsraum am rechten Ende der Bohrung von Ventil 52 wird durch eine laminare Drosselöffnung 60 mit hohem Flußwiderstand entleert und durch eine viskositätsunempfindliche feste Drosselöffnung 64 gespeist. Bei Temperaturen der ATF-Getriebeflüssigkeit unter 66ºC (150ºF) ist die Durchflußmenge durch die laminare Drosselöffnung vernachlässigbar; damit ist auch der feste Differenzdruck an der festen Drosselöffnung vernachlässigbar. Bei Flüssigkeitstemperaturen über 93ºC (200ºF) nimmt der Leckstrom durch die Laminaröffnung 60 zu. Auf diese Weise wird ein Druckteiler geschaffen, und die Rückkopplungsdruck-Durchflußmenge durch das Ventil 52 wird reduziert, wenn die Temperatur über 93ºC (200ºF) steigt, und zwar proportional zum hydraulischen Widerstand der beiden Drosselöffnungen 60, 64. Wandlerregelventil
Das Wandlerkupplungsregelventil 86 steuert drei Betriebsarten: den Betrieb bei gelöster Kupplung bzw. offenem Wandler; Betrieb bei geschlossener Kupplung bzw. fest überbrücktem Wandler; und den Betrieb mit schleifender bzw. teilweise geschlossener Drehmomentwandlerkupplung 38. Ein verstellbares Drucksignal TCC wird über die Leitung 90 von einem elektromagnetisch betätigten Wandlerkupplungsventil 92 dem rechten Ende von Ventil 86 zugeführt. Die Höhe dieses Drucksignales ist proportional zu einem vorgegebenen Drehmomentaufnahmevermögen der Kupplung und zu einem pulsbreitenmodulierten PWM-Einschaltdauer-Steuersignal, das von einem Mikroprozessor erzeugt und am Elektromagnetventil 92 angelegt wird. Das Ventil 86 moduliert das Druckgefälle an den Reibflächen der Kupplung 38 proportional zum TCC-Steuerdruck und zur Größe der PWM-Einschaltdauer.
Das Ventil 86 beinhaltet einen Schieber 94, der in einer Ventilbohrung verschiebbar ist und vier Stege 96, 98, 100 und 102 aufweist. Eine Ventilhülse 104 ist in ihrer Lage in der Ventilkammer durch einen Halter fixiert, wobei die Hülse einen Verstärkerschieber 106 trägt, der vom Wandlerspeisedruck TCF nach rechts gegen das linke Ende des Schiebers 94 gedrückt wird. Eine Entleerungsöffnung 108 steht in Verbindung mit der Ventilkammer und wird vom Steuersteg 102 geöffnet und geschlossen. Eine Druckfeder 110 drängt den Schieber 94 nach rechts in der Ventilkammer.
Die Leitung 88 führt Drehmomentwandler-Speisedruck zu einem Durchgang 112 und durch eine Drosselöffnung 114 bis in die Ventilbohrung oder -Kammer. Die Durchgänge 112, 118 und 120 verbinden die Leitungen 88 mit der Ventilkammer jeweils an von einander beabstandeten Stellen.
Leitung 40 verbindet die Auslaßöffnung von Ventil 86 mit der Leitung, über welche die Kupplung 38 gelöst wird. Leitung 44 verbindet die Rücklaufleitung vom Drehmomentwandler direkt mit der Drehmomentwandler-Auslaßleitung 113, 114, und weiter mit den Leitungen 116, 119, welche mit den Öffnungen von Ventil 86 verbunden sind. Die Leitung 46 führt Flüssigkeit mit Wandlerspeisedruck zum Drehmomentwandler 20 durch das Ventil 86.
Der Drehmomentwandler 20 läuft offen, d. h. die Überbrückungskupplung 38 ist gelöst, wenn die am Elektromagneten des elektromagnetisch betätigten Wandlerkupplungsventils 92 angelegte PWM-Einschaltdauer gleich null ist, so daß der Druck in Leitung 90 und auf der rechten Seite des Schiebers 94 auf null steht. In dieser Situation drückt der auf das linke Ende des Schiebers 106 wirkende Drehmomentwandler-Speisedruck den Schieber 94 an den rechten Anschlag der Ventilkammer. In dieser Position verbindet das Ventil 86 die Leitung 118 mit der Leitung 40 und setzt somit den Raum zwischen dem Pumpenradgehäuse 28 und der Reibfläche der Kupplung 38 unter Druck. Über die Drosselöffnung 122 verbindet das Ventil 86 die Leitung 120 mit der Leitung 46, durch welche Hydraulikflüssigkeit in den Torus des Drehmomentwandlers eingeleitet wird. In der Leitung 44 geführte Flüssigkeit am Austritt des Torus tritt durch die Leitungen 116, 119 in die Ventilkammer ein und wird durch die Wandlerauslaßleitung TCX 113 und durch das Aufladedruck-Rücklaufventil 78 dem Ölkühler 126 zugeführt. Der Schieber 84 des Ventils 78 hat sich dann aufgrund des Druckes SRPX am rechten Ende des Schiebers 84 gegen den Druck der Druckfeder bis ans linke Ende seiner Ventilkammer verschoben, wie weiter oben mit Bezug auf den Betrieb des Ventils 52 beschrieben worden ist.
Ein 1-2-Schaltventil 200 verbindet eine Quelle mit geregeltem Leitungsdruck 1X mit der Leitung 128 sobald der erste Getriebegang gewählt wird. Ein Ventil 130 zur Erhöhung der Schmierung und Wandlerabsperrventil beinhaltet einen Schieber 132, der sich innerhalb der Ventilkammer unter der Wirkung der Druckfeder 134 und der beim Druckbeaufschlagen der Leitung 128 am Steg 136 erzeugten Druckkraft nach links bewegt. Wenn das Ventil 130 in dieser Position steht, wird in der Leitung 54 vom Ventil 52 durch die Leitung 138 bis zum Wandlerabsperrventil 130 geführte, auf SRP-Druck stehende Druckflüssigkeit über das Ventil 130 an eine LÖSE-Leitung 140 angeschlossen, die mit der Kammer des Wandlerregelventils 86 an einer zwischen den Schiebern 106 und 94 liegenden Öffnung verbunden ist.
Wenn die Leitungen 140 und 88 unter Druck gesetzt werden, besteht kein Druckgefälle mehr am Schieber 106, und Schieber 94 wird unter Einwirkung einer an der großen Druckfläche am linken Ende des Steges 102 wirkenden Druckkraft ans rechte Ende der Ventilkammer verschoben. Dadurch wird der Schieber 94 bis in die gleiche Stellung nach rechts verschoben, die vorstehend schon mit Bezug auf den Betrieb mit offenem bzw. freiem Drehmomentwandler beschrieben worden ist. In diesem Zustand ist die Drehmomentwandlerkupplung 38 gelöst, und der Drehmomentwandler 20 arbeitet im offenen Betrieb. Auf diese Weise liefert das Ventil 86 eine unabhängige Übersteuerungs- oder Sperrkraft, die am großen Durchmesser des Steges 102 angreift, um sicherzustellen, daß das Fahrzeug im ersten Gang mit freiem Wandler gestartet und gefahren werden kann, selbst wenn ein Fremdkörper an einer Öffnung des Ventils 86 vorliegt, welcher Fremdkörper sonst den Schieber 94 daran hindern könnte, ans rechte Ende der Ventilkammer zu gleiten. Dieses Sperr- oder Übersteuerungsmerkmal erlaubt dem Drehmomentwandler auch selbst dann, im offenen bzw. freien Betrieb zu arbeiten, wenn ein Ausfall des Elektromagneten 92 oder des Mikroprozessor-Steuersystems einen hohen Druck in der Leitung 90 einstellen würde. Im Normalbetrieb wäre ein niedriger Druck in der Leitung 90 zu erwarten, wie oben erläutert wurde. In diesem Falle übersteigt der auf einen größeren Steg am linken Ende des Schiebers 94 einwirkende SRP-Druck die Wirkung des in der Leitung 90 anstehenden Druckes und erlaubt ein Verschieben des Schiebers 94 in den offenen Zustand am rechten Ende der Kammer. Damit wird ein Abwürgen des Motors im Rückwärtsgang oder im Fahrzustand im unteren Getriebegang verhindert.
Zum Betreiben des Drehmomentwandlers 20 im verriegelten Zustand wird die Kupplung 38 durch die Gegenwart eines höheren Druckes im Drehmomentwandler als in dem Raum zwischen dem Pumpenradgehäuse und den Reibflächen der Kupplung 38 geschlossen. Der Drehmomentwandler arbeitet dann im verriegelten Zustand, wenn das elektromagnetisch betätigte Ventil 92 einen Druck von etwa 350 kPa Meßdruck (50 psi Meßdruck) in der Leitung 90 erzeugt, so daß der Schieber 94 ans linke Ende der Ventilkammer verschoben wird. Schieber 94 bewegt sich ans linke Ende der Kammer, wenn die LÖSE-Druckleitung 140 am Ventil 130 aufgrund des fehlenden Druckes 1X vom 1-2-Schaltventil und aufgrund der größeren Druckkraft geschlossen ist, die auf die rechte Seite von Steg 96 wirkt, verglichen mit der vom TCF-Druck erzeugten Druckkraft am linken Ende des Verstärkers 106. Wenn sich das Ventil am linken Ende der Kammer befindet, steht die Leitung 88 über die Leitung 118 sowie über die Leitung 120 und die Drossel 122 durch den Kanal 46 in direkter Verbindung mit dem Torus des Drehmomentwandlers. Flüssigkeit zwischen dem Pumpenradgehäuse 28 und der Kupplung 38 wird durch die Leitung 40 und die Entleerungsöffnung 108 in den Vorratsbehälter abgelassen, so daß ein Druckgefälle an den Reibflächen der Kupplung 30 entsteht, so daß letztere in den geschlossenen bzw. eingelegten Zustand gezwungen wird. Flüssigkeit aus dem Drehmomentwandler fließt über die Leitung 44 in die Leitung 113 zurück, welche dann den Ölaustritt TCX aus dem Drehmomentwandler durch das Ventil 78 zum Kühler 126 leitet.

Mikroprozessorsteuerung

Fig. 6 zeigt einen Mikroprozessor, der zur Steuerung der Ventilschaltkreise verwendet wird, die ihrerseits die Zuleitung und Entleerung des Betriebsdruckes an und aus den Kupplungen und Bremsenservos für das Getriebe steuern. Der Prozessor ist bei 170 in Fig. 6 dargestellt.
Wie in Fig. 6 schematisch gezeigt ist, ist ein Luftchargentemperatursensor 172 dazu ausgelegt, ein Umgebungsluft-Temperatursignal zu erzeugen, das vom Mikroprozessor bei der Entwicklung von Befehlen an das Steuerventilsystem verwendet wird. Der Prozessor reagiert außerdem auf ein Klimaanlagen-Kupplungssignal von einem Sensor 174, das anzeigt, ob die Klimaanlage ein- oder ausgeschaltet ist.
Ein Bremsen-Ein/Aus-Schalter 176 wird von den Fahrzeugbremsen ausgelöst, und das Ein/Aus-Signal wird dem Prozessor zugeführt.
Ein Motordrehzahlsensor 178 mißt die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle. Die Motorkühlwassertemperatur wird von einem Temperatursensor 180 erfaßt.
Der vom Benutzer gewählte Fahrgangbereich wird von einem Wählhebel-Positionssensor 182 angezeigt. Ein Getriebe-Ausgangsdrehzahl-Sensor 184 liefert eine Information über die Drehzahl der getriebenen Welle und Abtriebswelle. Diese Drehzahl steht in einem Verhältnis zum Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das vom Sensor 86 erzeugt wird. Ein Getriebeöltemperatursignal wird dem Prozessor von einem Sensor 188 geliefert. Ein Motor-Drosselklappen-Stellungssignal wird dem Prozessor von einem Sensor 190 geliefert.
Der Steuerventilkreis beinhaltet elektromagnetisch betätigte Schaltventile, denen Schaltsignale zugeführt werden. Diese sind variable Stellkraftsignale vom Prozessor. Sie werden von den Schaltmagneten 192-195 empfangen.
Die Sensoreingänge, wie z. B. motorbezogene Sensorsignale, die die Motorkühlwassertemperatur, den barometrischen Absolutdruck, usw. anzeigen, werden vom Prozessor dazu herangezogen, genauere Ausgangssignale zu entwickeln, wenn sich die Last- und Klimabedingungen ändern. Andere Eingänge basieren auf Fahrerbefehlen wie z. B. die Motor-Drosselklappenstellung. Noch andere Eingänge an den Prozessor werden vom Getriebe selbst geliefert, wie z. B. das Abtriebswellen-Drehzahlsensorsignal, das Signal für die Wählhebelstellung und das Getriebeöltemperatursignal. Der Prozessor bestimmt dann den passenden Schaltzeitpunkt und die Schaltbedingungen für Gangschaltungen und steuert das Anlegen und Lösen der Kupplung. Der System- bzw. Leitungsdruck wird ebenfalls vom Prozessor bestimmt, um einen optimalen Schaltkomfort zu erzielen.
Der Prozessor ist ein integrierter zentraler Prozessor, der Signale, wie z. B. die Signale vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einem Motor-Drosselklappen-Stellungssensor, dem Motor-Temperatursensor, dem Turbinen-Drehzahlsensor und dem Wählhebel, in elektrische Signale für die elektromagnetisch betätigten Ventile 192-196 umwandelt, für das Magnetventil für die Wandler-Überbrückungskupplung 92 und für das Verstellmagnetventil 25 für die elektronische Druckregelung. Der Prozessor empfängt die Sensorsignale und verarbeitet diese entsprechend einem einprogrammierten Steueralgorithmus. Der Prozessor beinhaltet geeignete Gatter und Treiberschaltungen zur Abgabe des Abarbeitungsergebnisses des Algorithmus an die hydraulischen Elektromagnet- Steuerventile.
Prozessor 170 beinhaltet eine zentrale Rechnereinheit (CPU); einen Nurlesespeicher (ROM), darin die Steuereinheit, welche einen Lese-und-Schreibspeicher oder RAM enthält; und interne Busleitungen zwischen dem Speicher und der arithmetischen Logikeinheit des Zentralprozessors.
Der Prozessor führt Programme aus, die aus dem Speicher abgerufen werden, und liefert die geeigneten Steuersignale jeweils als Eingangssignale an einen Ventilkreis, wobei die Eingabesignal-Aufbereitungsteile des Prozessors die Eingabedaten lesen und der logische Rechnerteil unter der Kontrolle des Programms die Verarbeitungsergebnisse an das Ausgangstreibersystem liefert.
Der Speicher beinhaltet sowohl einen Schreib- und Lesespeicher (RAM) als auch einen Nurlesespeicher (ROM), wobei letzterer die Informationen speichert, die die logische Steuerung beinhalten. Das Ergebnis der Verarbeitung der Eingabedaten wird im RAM gespeichert, wo es dann adressiert, gelöscht, überschrieben oder geändert werden kann, je nach den Betriebsbedingungen des Fahrzeuges.
Die im ROM gespeicherten Daten können Schaltpunktinformationen oder Funktionen enthalten, in denen zwei Variablen, wie z. B. die Drosselklappenstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Schaltfunktion entsprechend in Relation zueinander gesetzt sind. Die Daten können auch in Form von Informationen in einer Tabelle mit drei Variablen vorliegen, oder in Form von solchen Daten wie z. B. einem Zeitwert und Werten für die beiden anderen Daten oder Variablen.
Die Steuerstrategie für das Getriebe wird in mehrere Routinen und Steuermodule aufgeteilt, die in bekannter Weise bei jedem Durchlauf durch das Hintergrundprogramm der Reihe nach abgearbeitet werden. Die Strategie für jedes Modul wird außerdem sequentiell ausgeführt, genauso, wie die Module selbst sequentiell ausgeführt werden. Die verschiedenen Datenregister werden initialisiert, sobald Eingabedaten von den zuvor genannten Sensoren in den Eingabesignal-Aufbereitungsteil des Prozessors eingeleitet werden. Die Informationen, die aus der Eingabe der Sensordaten entstehen, zusammen mit Informationen, die im Speicher abgelegt sind und in vorangehenden Hintergrunddurchgängen erlernt wurden, werden zur Ausführung der Steuerfunktionen der elektromagnetischen Schaltventile, des Drosselklappendruck-Magnetventils und des Magnetventils für die Überbrückungskupplung herangezogen. Die Module und Untermodule werden in jeder Hintergrundschleife der Reihe nach durchlaufen. Jedes Modul bzw. jeder Logikteil ist unabhängig von den anderen und erfüllt jeweils eine eigene Funktion. Sie werden ausgeführt, wenn sie separat vom Prozessor-Zeiger adressiert werden. Die Funktionen laufen ab, nachdem die Eingabesignale von den Eingabegattern und den Signalaufbereitungsteilen des Prozessors empfangen worden sind, und nachdem die Eingabesignal-Aufbereitung ausgeführt worden ist.
Die Fähigkeit der Kupplungen und Bremsen, Drehmoment zu übertragen, hängt natürlich von der Höhe des vom Hauptdruckregler im Steuerkreis gehaltenen Druckes ab. Diese Steuerung unterscheidet sich von Drosselklappendruck-(TV)-Steuerungen herkömmlicher Getriebe, die auf mechanischen Drosselklappen- Gestängen beruhen, um einen gewünschten Drosselklappendruck einzuhalten, oder auf einer Unterdruckmembran, die vom Motor- Ansaugkrümmerdruck betätigt wird. Die TV-Steuerung der vorliegenden Konstruktion wird über ein Verstellmagnetventil erzielt, das auf ein vom elektronischen Mikroprozessor erzeugtes Signal anspricht. Die elektronische TV-Strategie für den Prozessor beinhaltet den Schritt des Nachschlagens des Motordrehmomentes in einer Tabelle sowie des angemessenen Veränderns des an den Verstell-Elektromagneten ausgegebenen Signales zur Anpassung der Drehmomentübertragungskapazität des Getriebes.

Wandler-Sperrventil

Ein Ventil 130 zur Verstärkung der Schmierung und Sperrung des Wandlers wird durch die Leitung 128 mit 1X-Druck aus dem 1- 2-Schaltventil 200 versorgt, das abhängig von einem Steuerdruck vom Magnetventil 195 eine Quelle geregelten Leitungsdruckes an der Leitung 128 anschließt, wenn der Betrieb im ersten Vorwärtsgang gewünscht wird. Aufladedruck SPS wird in der Leitung 144 bis zu einer Öffnung im Bereich des linken Endes der Kammer von Ventil 130 geführt. Der Aufladedruck wird vom Aufladedruck- Entlastungsventil 79 auf etwa 350 kPa Meßdruck (50 psi Meßdruck) eingestellt und an einem Steuersteg des Ventils 130 angelegt, der ungefähr fünfmal größer als die anderen am Schieber 132 ausgebildeten Stege ist, an welchen andere Drucksignale anstehen und die Stellung des Schiebers 132 bestimmen. Geregelter Sekundärdruck SRP wird in den Leitungen 54 und 138 zum Ventil 130 geführt. Das Ventil 130 wird außerdem durch Leitungen 142, 204 mit Druck D321 von einem Wählhebelventil 202 versorgt, das eine Quelle für geregelten Leitungsdruck LP in Leitung 24 an der Leitung 204 anschließt, wenn der Wählhebel durch ein Verstellen des Gangbereichswahlhebels (PRDNL) durch den Fahrzeugführer in eine beliebige Vorwärtsgangstellung gebracht wird. Liegt kein D321-Druck an, so ist das ein Hinweis darauf, daß das Getriebe im Rückwärtsgang betrieben wird, d. h. niedriger Druck in Leitung 142 zeigt an, daß der Fahrzeugführer den PRDNL-Wählhebel in den R-Bereich verstellt hat. Der Flüssigkeitsausgang von Ventil 130 wird durch die Leitung 146, die Drosselöffnung 148 und den Filter 152 verschiedenen Schmierkreisen 147-150 zugeführt, unter Umgehung einer temperaturkompensierten Drosselöffnung 154, der Flüssigkeit vom Ventil 130 durch die Leitung 156 zugeführt wird.
Leitung 140 führt LÖSE-Druck zu einer Öffnung am Ventil 86, die zwischen dem Verstärkerschieber 106 und dem Steg 102 von Schieber 94 liegt. Die Druckfeder 134 drängt den Schieber 132 und den großen Steuersteg des Schiebers 206 nach links in der Ventilkammer.
Der Sinn des Ventils 130 ist, ein Schließen der Kupplung 38 zu einem unangebrachten Zeitpunkt zu verhindern, z. B. wenn Vorwärts- oder Rückwärtseinlegevorgänge eingeleitet werden, und dennoch das Einlegen der Kupplung 38 in allen Vorwärtsgängen und bei niedrigen Motordrehzahlen zu erlauben, wenn das Getriebe im zweiten, dritten, vierten und fünften Gang arbeitet. Im wesentlichen vergleicht das Sperrventil 130 drei hydraulische Drucksignale miteinander, nämlich D321, 1X und SPS, und gibt ein hohes oder niedriges Drucksignal über die Leitung 140 ab, das dann am Wandlerregelventil 86 angelegt wird, wobei das hohe Drucksignal ein LÖSE-Steuersignal darstellt.
Unter solchen Bedingungen, wo der Wählhebel in der Park-, Rückwärts- oder Neutral-Stellung steht, und wenn die Motordrehzahl auf Leerlauf oder unter 2000 U/min steht, liegen die D321-, 1X- und SPS-Signale auf dem niedrigen Wert, der Schieber 132 bewegt sich ans linke Ende der Ventilkammer und öffnet dadurch eine Verbindung zwischen der Sekundär-Regeldruckleitung 138 und der LÖSE-Leitung 140. Der LÖSE-Druck bewirkt, daß sich der Schieber 94 des Wandler-Regelventils 86 ans rechte Ende seiner Ventilkammer verschiebt und damit eine Verbindung zwischen der Drehmomentwandler-Versorgungsleitung 88 und Leitung 40 öffnet, durch welche Druck in dem Raum zwischen dem Pumpenradgehäuse und den Reibflächen der Kupplung 38 aufgebracht wird. Dieser Vorgang löst die Kupplung und "öffnet" somit den Drehmomentwandler.
Arbeitet das Getriebe im Gangbereich D im ersten Gang bei Motorleerlaufdrehzahl oder einer Motordrehzahl unter 2000 U/min. oder im manuell gewählten ersten Getriebegang mit einer Motordrehzahl unter 2000 U/min. neigt der D321-Druck dazu, den Schieber 132 nach rechts zu verschieben, und der 1X-Druck ist bestrebt, den Schieber nach links zu verschieben. Da aber D321 und 1X im wesentlichen die gleiche Höhe wie der Leitungsdruck aufweisen, und der SPS-Druck tief liegt, wird die Stellung des Schiebers 132 durch die Wirkung der Feder 134 bestimmt, so daß die SRP-Leitung 138 zur LÖSE-Leitung 140 hin geöffnet wird, und die Kupplung 138 wie unmittelbar vorstehend beschrieben gelöst wird.
Arbeitet das Getriebe im Rückwärtsgang oder R-Gangbereich bei Motordrehzahlen über 3000 U/min. oder im Fahrgang- bzw. Gangbereich D im ersten Gang bei Motordrehzahlen über 3000 U/min. haben die beiden Drücke D321 und 1X im wesentlichen dieselbe Höhe und damit praktisch keine Auswirkung auf die Stellung des Schiebers 132. Der auf den Steg 206 wirkende SPS- Druck jedoch (ungefähr 350 kPa Meßdruck (50 psi Meßdruck) oder mehr) verschiebt den Schieber 132 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 134. Wenn die Motordrehzahl über 3000 U/min steigt, nimmt der SPS-Druck zur Leistungsersparnis zu; daher steigt auch die vom SPS-Druck abhängige Druckkraft am Ende des Steges 206 und bewegt den Schieber 132 ans rechte Ende der Ventilkammer. Durch diesen Vorgang wird die Verbindung zwischen der SRP-Leitung 138 und der LÖSE-Leitung 140 unterbrochen; dadurch arbeitet das Wandler-Regelventil 86 wie oben beschrieben, wenn kein LÖSE- Druck am linken Ende des Schiebers 94 ansteht.
Arbeitet das Getriebe im ersten Gang im Manuell-Betrieb oder im Fahrgangbereich "Drive", und die Motordrehzahl liegt höher als ca. 3000 U/min. ist der Druck D321 bestrebt, den Schieber 132 nach rechts zu bewegen, und der 1X-Druck ist bestrebt, den Schieber 132 nach links zu bewegen, so daß die vom D321-Druck erzeugte, in entgegengesetzter Richtung wirkende Druckkraft am linken Ende des Schiebers 132 effektiv aufgehoben wird. In diesem Falle arbeitet der SPS-Druck gegen die Wirkung der Feder 134, verschiebt den Schieber ans rechte Ende der Ventilkammer und verschließt damit die SRP-Leitung 138 gegenüber der LÖSE- Leitung 140. Daher arbeitet das Wandler-Regelventil 86 wie oben beschrieben, wenn kein LÖSE-Druck am linken Ende des Schiebers 94 anliegt.
Wird das Getriebe im zweiten bis fünften Gang im Fahrbereich "Drive" und bei Motordrehzahlen oberhalb 3000 U/min betrieben, fehlt der 1X-Druck am rechten Ende des Schiebers 132, D321-Druck ist jedoch am linken Ende des Schiebers vorhanden, und der SPS- Druck wirkt auf den Steg 206, so daß der Schieber 132 ans rechte Ende der Ventilkammer verfahren wird, so daß die SRP-Leitung 138 gegenüber der LÖSE-Leitung 140 abgesperrt wird.
Befindet sich der Gangwahlhebel im Fahrbereich D, und das Getriebe arbeitet im zweiten bis fünften Vorwärtsgang mit Motordrehzahlen im Bereich von 800-1200 U/min. sind die SPS- und 1X- Drücke niedrig oder stehen am Ventil 130 gar nicht an, der D321- Druck dagegen zwingt den Schieber 132 gegen die Feder 134 ans rechte Ende der Ventilkammer, so daß die Verbindung zwischen der SRP-Leitung 138 und der LÖSE-Leitung 140 geschlossen wird. In dieser Position arbeitet das TC-Regelventil 86 wie bereits zuvor beschrieben, wenn kein LÖSE-Druck ansteht, so daß die Wandlerkupplung entweder geöffnet oder geschlossen sein kann, je nach den jeweiligen Steuerdrucksignalen am Ventil 86. Die LÖSE-Leitung 140 wird durch die Öffnung 160 entleert, wenn der Schieber 132 an das rechte Ende seiner Ventilkammer verfahren wird.
Die Durchflußmenge zu den Schmierkreisläufen 147-150 ist bei Motorleerlaufdrehzahlen relativ niedrig, aber wenn die Drehzahl der Getriebeabtriebswelle zunimmt, steigt auch der Schmierungsbedarf. Ein Ziel der Steuerstrategie ist, ein Überbrücken des Drehmomentwandlers zu verhindern, wenn der Schmierbedarf gering ist. Zu diesem Zweck wird, wenn der Schieber 132 nach links bewegt wird, wie das der Fall ist, wenn die Motordrehzahl und der SPS-Druck niedrig liegen, der Flüssigkeitsfluß durch die Leitung 156 vom Schieber 132 von dem Anschluß an die Leitung 146 getrennt, so daß dadurch jede Erhöhung des Schmiermittelstromes durch die Leitung 146 zu den Schmierkreisläufen 147-150 verhindert wird. In diesem Zustand ist die Wandlerüberbrückung untersagt.
Wenn jedoch die Motordrehzahl und der SPS-Druck zunehmen, bewegt sich der Schieber 132 zum rechten Ende der Ventilkammer und öffnet somit eine Verbindung zwischen der Schmierölleitung 156 und der Leitung 146. Dieser Vorgang bewirkt eine Erhöhung der Durchflußmenge zu den Schmierkreisläufen 147-150. In diesem Zustand kann der Drehmomentwandler entweder im verriegelten oder im GELÖSTEN Betrieb arbeiten, je nach der Wirkung der verschiedenen Steuerdrucksignale auf das Ventil 86, solange der LÖSE- Druck in den Ölsumpf abgeführt wird.

Druckregler zur Kupplungskapazitätssteuerung

Das elektromagnetisch betätigte Leitungsdruckregelventil 25 erzeugt ein Leitungsdruck-Steuersignal LPC, vorzugsweise in Form von mehreren abrupten Änderungen der Druckhöhe, oder alternativ dazu als ein linear ansteigender Druck, der in der Leitung 210 dem linken Ende des Druckregelventils CCPR 212 zur Steuerung der Kupplungskapazität zugeführt wird. LPC wird durch Anlegen einer variablen Spannung am Magnetventil 25 geregelt, d. h. eines Signales, das als Ausgang vom Mikroprozessor 170 in Reaktion auf das Ergebnis des vom Mikroprozessor verarbeiteten Steueralgorithmus geliefert wird. Der Druck D321, d. h. ein Steuerdrucksignal, wird in der Leitung 204 zur Differenzfläche der Steuerstege 214, 216 geführt und erzeugt dort eine Druckkraft, die bestrebt ist, den Schieber 218 gegen die Wirkung der Feder 220 nach links zu verschieben. Flüssigkeit unter SRP-Druck wird in der Leitung 222 dem Ventil 212 und über die Leitung 224 dem elektromagnetisch betätigten Druckregelventil 25 zugeführt. Leitungsdruck wird dem Ventil 212 durch die Leitung 226 über eine Öffnung zugeführt, die vom Steg 228 der SPS-Druckentlastungsleitung 230 gegenüber geöffnet und geschlossen wird, welche wiederum über das Ventil 52, Leitung 76, das Aufladedruck-Entlastungsventil 79 und die Düse 24 mit der Ansaugseite der Pumpe 22 verbunden ist.
Ein Rückschlagventil 231 öffnet eine Verbindung zwischen der SRP-Leitung 222 und der Leitung 226, wenn der Schieber 218 und der Steg 28 innerhalb der Ventilkammer nach rechts verschoben werden, oder schließt diese Verbindung, wenn der Leitungsdruck die Höhe des SRP-Druckes übersteigt.
Im Betrieb müssen, wenn der Fahrzeugführer den Gangwahlhebel aus Neutral oder aus der Rückwärtsfahrstellung in die Fahrbereichsstellung "Drive" bewegt, mehrere Reibelemente, vielleicht ein bis drei hydraulisch betätigte Kupplungen und Bremsen, mit etwa 280 kPa Meßdruck (40 psi Meßdruck) gefüllt und rasch über ihren Hubweg verfahren werden, um die Kupplungselemente so einzustellen, daß der Getriebegangwechsel innerhalb etwa 250-500 ms abgeschlossen ist. Beim Füllen und Verschieben der Reibelemente sinkt der Leitungsdruck wegen dem plötzlich hohen Volumenbedarf; daher rückt der Schieber 218 ans rechte Ende der Ventilkammer, da der zur Stirnfläche des Schiebers zurückgeführte Leitungsdruck kleiner ist, als die Wirkung der anderen auf das Ventil wirkenden Kräfte, einschließlich der Kraft der Feder 220. In diesem Falle hört das Ventil 212 auf, Druck abzulassen, indem es die Verbindung zwischen den Leitungen 226 und 230 durch Verschieben des Steges 228 über die entsprechenden Öffnungen schließt. Dann wird praktisch das gesamte Fördervolumen der Pumpe 22 den Reibelementen zugeführt, die die Vorwärtskupplung, den Rückwärtsservo, eine Zwischengangkupplung, eine Direktgangkupplung und eine Schongang- bzw. sog. Overdrive- Kupplung beinhalten.
Die Reibelemente erfordern dennoch ein größeres Volumen, als die Pumpe 22 liefern kann, so daß die Höhe des Leitungsdruckes weit genug absinkt, bis die auf den Schieber 218 wirkenden Kräfte nicht mehr ausreichen, die Feder 220 daran zu hindern, den Schieber 218 vollständig bis ans rechte Ende der Ventilkammer zu drücken. Wenn das Ventil so positioniert ist, verschließt der Steg 228 weiterhin die Verbindung zwischen den Leitungen 226 und 230, öffnet aber eine Verbindung zwischen der SRP-Leitung 222 und der Leitung 226 durch das Rückschlagventil 231. Nach dem Öffnen dieser Verbindung ist der Volumenbedarf der Reibelemente auch am Austritt der Pumpe 16 angeschlossen, welche eine hohe Förderleistung aufweist. Auf diese Weise werden die von den Pumpen 16 und 22 gelieferten Fördermengen kombiniert und versorgen die Reibelemente.
Eine Folge der Abführung von SRP-Druck an die Reibelemente ist, daß die Höhe des SRP-Druckes fällt, so daß der Schieber des Sekundärdruck-Regelventils 52 zum rechten Ende der Ventilkammer verschoben werden kann, was bewirkt, daß die Verbindung zwischen den Leitungen 54 und 88 unterbrochen wird, durch welche die Drehmomentwandlerkupplung 38 versorgt wird. Dies bewirkt eine Senkung der Durchflußmenge der in der Leitung 88 geförderten Flüssigkeit durch das Ventil 86 und Leitung 40 in den Raum zwischen dem Pumpenradgehäuse und der Kupplung 38.
Mit zunehmendem Druck in den sich allmählich schließenden Reibelementen steigt auch der Leitungsdruck, und der Schieber 214 wird nach links in seiner Ventilkammer verschoben, so daß er zunächst die Verbindung zwischen den Leitungen 226 und 222 schließt, so daß die Förderleistung der Pumpe 16 anschließend dem Drehmomentwandler-Regelventil 86 durch die Leitungen 54, 82 und 88 zugeführt wird. Schließlich bewegt sich der Schieber 214, wenn der Druck in den sich allmählich schließenden Reibelementen ausreichend hoch ist, weiter nach links bis zum Anschlag in der Ventilkammer, wobei der Steg 228 die Verbindung zwischen den Leitungen 226 und 230 wieder öffnet, so daß überschüssiges Volumen abgelassen und dem Einlaß der Pumpe 22 zugeführt werden kann.

Elektromagnet-Versorgungsdruck

Der Elektromagnet-Versorgungsdruck SF wird von einem Ventil 232 geregelt, welches in einem Gleichgewicht zwischen den Druckkräften aufgrund des SRP-Druckes in Leitung 236 und der Kraft der Feder 234 gehalten wird. Magnetventil-Versorgungsdruck, der durch die viskositätsunempfindliche feste Drosselöffnung 238 an Differenzflächen des Ventilschiebers zurückgeführt wird, erzeugt dort eine Kraft, die derjenigen der Feder 234 entgegenwirkt. Die temperaturkompensierte laminare Drosselöffnung, die in dem Ringraum zwischen dem Steg 244 und der Ventilbohrung 240 ausgebildet ist, verbindet die Ablaßöffnung 242 mit der Drosselöffnung 238. Bei relativ niedrigen Flüssigkeitstemperaturen ist der Durchsatz durch die laminare Drosselöffnung klein, und der Durchsatz durch die feste Drosselöffnung 238 ist vernachlässigbar. Bei hohen Flüssigkeitstemperaturen nimmt der Leckstrom durch die Laminardrosselöffnung zu. Mit steigender Temperatur wird also der Druckrückführungsstrom durch das Ventil 232 proportional zum hydraulischen Widerstand der festen Drosselöffnung 238 und der laminaren Drosselöffnung reduziert.

Regelventil zur Regelung der Durchflußmenge zum Schmierkreislauf

Wird das Getriebe in den Gangbereichen Parken, Rückwärts, Neutral und 1. Gang betrieben, wird die Durchflußmenge der Flüssigkeit in den Schmierkreislauf 147-150 von einer scharfkantigen Drossel 250 und dem Mengenregelventil 248 bestimmt. Dieses Ventil beinhaltet einen Schieber mit Steuerstegen 252, 254; eine Druckfeder 256 und eine Auslaßöffnung, die vom Steg 254 jeweils geöffnet und geschlossen wird. Ein erstes Drucksignal LBF, das stromoberhalb der Drossel 250 abgenommen wird, wirkt auf eine Oberfläche auf der linken Seite des Steges 254 ein und ist bestrebt, den Schieber nach rechts zu verschieben, und dadurch die Verbindung zwischen den Leitungen 236 und 156 zu verschließen. Das zweite Signal, das auf der stromabwärtigen Seite der Drossel 250 abgenommen wird, wirkt auf eine Oberfläche auf der rechten Seite des Steges 252 und ist bestrebt, den Ventilschieber nach links zu verschieben, so daß die Verbindung zwischen den Leitungen 156 und 236 geöffnet wird. Die Feder 256 spannt den Ventilschieber nach links vor und ist somit ebenfalls bestrebt, das normalerweise offene Ventil zu öffnen.
Das Ventil 248 beginnt, die Flüssigkeit zu drosseln, d. h. es bewegt sich nach rechts und verschließt die mit LBF gekennzeichnete Leitung, wenn die aus dem Differenzdruck an der Drosselöffnung 250 entstehende Nettokraft am Ventilschieber und die Kraft der Feder ausgeglichen sind. Das Ventil 248 bewegt sich in Reaktion auf Druckkräfte und die Kraft der Feder 256 nach rechts. Dadurch hält das Ventil ein konstantes Druckgefälle an der Drosselöffnung 250 aufrecht, sowie einen konstanten Mengenstrom durch diese Öffnung, unabhängig vom Last- oder Speisedruck des Schmiersystems. Auf diese Weise ist das Ventil 248 druckkompensiert.
Wenn die Motordrehzahl auf ungefähr 2000 U/min ansteigt, schaltet der Motorpumpenbetrieb auf "Aufladen" um. Der durch die Leitung 144 zugeführte Aufladedruck SPS erzeugt eine Druckkraft auf dem am rechten Ende des Ventilschiebers liegenden Steg, an dem auch die Kraft der Feder 256 angreift. Die SPS-Druckkraft addiert sich nun zur Federkraft und erhöht damit das zum Ausbalancieren des Ventils 248 erforderliche Druckgefälle an der Drosselöffnung 250. Dadurch steigt der Mengenstrom durch die Drosselöffnung 250 proportional zum erhöhten Differenzdruck an der Drosselöffnung 250. Steigt die Motordrehzahl über den Auflade-Schwellendruck bis auf seine Maximalhöhe, nehmen der SPS-. Druck und der den Schmieröldurchsatz steuernde Differenzdruck exponentiell zu. Dementsprechend nimmt auch der Schmieröldurchsatz exponentiell zu.
Ein zusätzlicher Kreis leitet Flüssigkeit durch eine laminare Drosselöffnung 260 zu den Schmierkreisläufen 147-150. Diese Flüssigkeit tritt stromunterhalb der scharfkantigen Drossel 250 in das Schmiersystem ein, jedoch wird dieser Strom nicht durch das Mengenregelventil 248 kompensiert; daher addiert sich die Durchflußmenge durch die Drossel 260 zu der durch die Drossel 250 fließende Menge. Die Wirkung davon ist, daß das Volumen an den Schmierkreisläufen 147-150 zuströmender Flüssigkeit beim Betrieb unter Hochtemperaturbedingungen erhöht wird, wenn Hydraulikflüssigkeit frei durch die laminare Drosselöffnung 260 strömt. Die Zunahme der in die Schmierkreisläufe abgeführten Durchflußmenge wird bestimmt von der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit und äußert sich in einem exponentiell steigenden Schmierflüssigkeitsdurchsatz bei steigender Motordrehzahl, ganz ähnlich wie dies weiter oben mit Bezug auf den Betrieb bei normalen bzw. niedrigen Temperaturen beschrieben wurde.
Heim Betrieb des Getriebes im zweiten bis fünften Vorwärtsgang bewegt sich der Schieber 132 des Sperrelais- und Schmierverstärkerventils 130 nach rechts in seiner Ventilkammer, entsprechend der oben in dem Unterabschnitt mit dem Titel "Wandler- Sperrventil" im einzelnen erläuterten hydraulischen Logik. Wenn der Ventilschieber 132 am rechten Ende seiner Kammer liegt, ist die Leitung 156 über das Ventil 130 mit der Leitung 146 durch eine scharfkantige Drosselbohrung verbunden. Ist das System so eingestellt, liegen die Leitung 146 und Drosselöffnung 158 parallel zur Leitung 156 und zur Drosselöffnung 250 zwischen dem Ausgang des Ventils 248 und den Schmierkreisläufen 147-150. Drosselöffnung 158 ist dann ebenso wie die Drosselöffnung 250 mit dem Ausgang des Ventils 248 verbunden. Diese Anordnung erhöht den Querschnitt der Drossel 250 erheblich und bewirkt so eine Erhöhung oder Steigerung des Flüssigkeitsvolumenstromes zum Schmiersystem.

Claims

1. System zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit an einen Schmierkreislauf (114, 148, 148, 150, 152) eines mehrgängigen Getriebes, folgendes aufweisend:

eine Quelle (16, 54, 236) für Flüssigkeit unter geregeltem Druck;

eine erste Drosselöffnung (250), die zwischen der Flüssigkeitsquelle (54, 138, 156) und dem Schmierkreislauf (152) angeordnet ist und aufgrund der Strömung durch die Drosselöffnung (250) ein Druckgefälle an derselben erzeugt;

Mengenregelventilmittel (248) mit einer Auslaßöffnung (156) zum abwechselnden Öffnen oder Schließen einer Verbindung zwischen der Flüssigkeitsquelle (236) und einer ersten Seite der ersten Drosselöffnung (250); und

Ventilmittel (130), welche auf den momentanen Getriebegang im Getriebe derart ansprechen, daß sie eine Verbindung (156, 146) zwischen besagter Auslaßöffnung (156) und einer zweiten Seite der ersten Drosselöffnung (250) zwischen der ersten Drosselöffnung (250) und dem Schmierkreislauf (152) abwechselnd öffnen oder schließen;

dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenregelventilmittel (248) so wirken, daß sie die Verbindung zwischen der Flüssigkeitsquelle (236) und der ersten Seite der ersten Drosselöffnung (250) öffnen und schließen, je nach der Höhe des Druckgefälles an der ersten Drosselöffnung (250).

2. System nach Anspruch 1, außerdem eine laminare Drosselöffnung (148) aufweisend, welche zwischen der zweiten Flüssigkeitsquelle und der zweiten Seite zwischen der ersten Drosselöffnung (250) und dem Schmierkreislauf (152) angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsdurchflußmenge durch diese mit steigender Flüssigkeitstemperatur zunimmt und mit sinkender Flüssigkeitstemperatur abnimmt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, worin das Mengenregelventil (248) folgendes aufweist:

einen in einer Kammer beweglichen Schieber mit ersten (254) und zweiten (252) in Längsrichtung des Schiebers von einander beabstandeten Steuerstegen, wobei eine Oberfläche des ersten Steuersteges mit der ersten Seite in Verbindung steht, eine Oberfläche des zweiten Steuersteges mit der zweiten Seite in Verbindung steht und auf einer der Lage der Oberfläche des ersten Steuersteges (254) axial entgegengesetzten Seite des zweiten Steuersteges angeordnet ist, wobei die Position des Schiebers in der Kammer von den an den Oberflächen der ersten und zweiten Steuerstege (254, 252) entwickelten Druckkräften bestimmt wird, wobei einer der besagten Steuerstege die Kammer und die Auslaßöffnung beim Bewegen des Schiebers öffnet und schließt;

eine Einlaßöffnung, durch welche die Flüssigkeitsquelle (236) mit der Kammer verbunden ist;

wobei besagte Auslaßöffnung mit besagter Kammer, besagten Ventilmitteln und der ersten Seite in Verbindung steht; und eine Feder (256), welche den Schieber in eine Stellung drängt, wo die Verbindung zwischen der Kammer und der Auslaßöffnung offen ist.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, worin das Getriebe ausgelegt ist, von einem Motor angetrieben zu werden, weiterhin folgendes aufweisend:

Pumpenmittel (16) zur Versorgung des Systems mit Flüssigkeit, mit einer Aufladebetriebsart, die derart wirkt, daß Flüssigkeit unter Auflade-Flüssigkeitsdruck (SRPX) geliefert wird, wenn die Motordrehzahl eine vorgegebene Drehzahl erreicht;

wobei die Ventilmittel (130) auf den momentanen Getriebegang des Getriebes und auf den Auflade-Flüssigkeitsdruck ansprechen, derart, daß sie eine Verbindung zwischen besagter Auslaßöffnung und einer zweiten Seite der ersten Drosselöffnung zwischen der ersten Drosselöffnung und dem Schmierkreislauf abwechselnd öffnen oder schließen.

5. System nach Anspruch 1, 2 oder 4, worin das Getriebe ausgelegt ist, von einem Motor angetrieben zu werden, außerdem folgendes aufweisend:

eine Pumpe (16) zur Versorgung des Systems mit Flüssigkeit, mit einer Aufladebetriebsart, die derart wirksam ist, daß Flüssigkeit unter Auflade-Flüssigkeitsdruck (SRPX) geliefert wird, wenn die Motordrehzahl eine vorgegebene Drehzahl erreicht;

wobei die Mengenregelventilmittel (248) auf die Höhe des besagten Differenzdruckes und des Auflade-Flüssigkeitsdruckes ansprechen.

6. System nach Anspruch 1 oder 2, worin der Schieber des Mengenregelventils außerdem folgendes aufweist:

einen dritten Steuersteg;

eine Öffnung, welche Flüssigkeit unter Auflade-Flüssigkeitsdruck am dritten Steuersteg anlegt, und worin die aus dem Auflade-Flüssigkeitsdruck entstehende Druckkraft am dritten Steuersteg bestrebt ist, den Schieber in eine Position zu verstellen, in der die Verbindung zwischen der Kammer und der Auslaßöffnung offen ist.