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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung
eines Automatikgetriebes mit einem ersten Eingriffselement, das
während eines
Schaltvorganges durch einen ersten geregelten Eingriffselementdruck
in bzw. außer
Eingriff bringbar ist, einer Druckkontrollventileinheit mit zumindest
einem Druckregelventil, das den ersten Eingriffselementdruck erzeugt,
der an dem ersten Eingriffselement anliegt, und ein Ausfallsicherungs-Ventil, das geeignet
ist, den ersten Eingriffselementdruck von dem ersten Eingriffselement
zwangsweise abzulassen.
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In
den letzten Jahren wurden verschiedene elektronisch gesteuerte Automatikgetriebe
mit vereinfachten Hydraulikkreisen, reduzierten Hydraulikbauelementen
und Ventilkörpern
geringer Größe vorgeschlagen
und entwickelt. Ein derartiges elektronisch gesteuertes Getriebe
(welches im weiteren abgekürzt
als "ECT-Getriebe" bezeichnet wird)
wurde in der
japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr.
8-121586 offenbart. Das in der
japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung
Nr. 8-121586 offenbarte ECT-Getriebe weist eine Drucksteuervorrichtung
einer Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) auf,
durch welche eine Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) in einem
Vorwärts-Fahrbereich
in einem ersten Gang angelegt bzw. in Eingriff gebracht wird und
in dem Vorwärts-Fahrbereich
und in entweder einem zweiten, dritten oder vierten (Schnellgang) Gang
gelöst
bzw. außer
Eingriff gebracht wird.
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Genauer
gesagt verwendet, wie in 12 dargestellt,
die oben erwähnte
Drucksteuervorrichtung einer Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) zwei verschiedene Hydraulikdrücke, das
heißt,
einen Hydraulikdruck, welcher als ein zweiter Bremsdruck P2ND an eine zweite Bremse angelegt wird,
um die zweite Bremse in einem Vorwärts-Fahrbereich und in dem
zweiten Gang oder in dem Vor wärts-Fahrbereich
(D-Bereich) in dem vierten Gang (OD-Gang) zu schalten, und einen
anderen Hydraulikdruck, welcher ein Schnellgangkupplungsdruck der
POD ist, der an eine Schnellgangkupplung
angelegt wird, um die Schnellgangkupplung in einem Vorwärts-Fahrbereich in den
dritten Gang oder in dem Vorwärts-Fahrbereich
in den vierten Gang in Eingriff zu bringen.
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Die
Drucksteuervorrichtung der Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) dient zum
zwangsweisen Ablassen der Druckzufuhrleitung der Nieder- und Rückwärts-Bremse
in dem D-Bereich in dem zweiten Gang, in dem D-Bereich in dem dritten
Gang bzw. in dem D-Bereich in dem vierten Gang, in welchen mindestens
der zweite Bremsendruck P2ND oder der Schnellgangkupplungsdruck
POD erzeugt bzw. angelegt wird.
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Bei
der hydraulischen Steuervorrichtung des elektronisch gesteuerten
Automatikgetriebes, offenbart in der
japanischen
vorläufigen
Patentveröffentlichung
Nr. 8-121586 , wird jedoch während eines Schaltens von dem
ersten zu dem zweiten Gang, bei welchem die Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) vom angezogenen
Zustand zum gelösten Zustand
wechselt, die Druckzufuhrleitung des Nieder- und Rückwärts-Bremsendrucks unter Verwendung
des zweiten Bremsendrucks P
2ND für die zweite Bremse
zwangsweise abgelassen. Hingegen wechselt während des Schaltens vom ersten
zum zweiten Gang die zweite Bremse vom gelösten Zustand in einen angezogenen
Zustand.
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Die
hydraulische Steuervorrichtung des Standes der Technik ist derart
gestaltet, daß während des
Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang ein Leitungsdruck PL, welcher sich in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl ändert, auf
eine Seite eines Steuerstegs wirkt, welche der anderen Seite des Steuerstegs
gegenüberliegt,
auf die ein zweiter Bremsendruck P2ND angelegt
wird. Anders ausgedrückt,
dient der Leitungsdruck PL als Gegendruck
zu dem zweiten Bremsendruck P2ND.
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Aus
den oben erörterten
Gründen
ist es schwierig, einen Zeitpunkt eines zwangsweisen Ablassens eines
Arbeitsöls
aus der Druckzufuhrleitung der Nieder- und Rückwärts-Bremse unter Verwendung
des Leitungsdrucks PL als den Gegendruck
genau zu steuern. Das heißt,
das hydraulische Steuersystem des Standes der Technik weist die
folgenden Nachteile auf:
- (A) Wenn der zweite
Bremsendruck P2ND, der während
eines Schaltens niedriger ist als ein Maximalwert des Hydraulikdrucks,
als Umschaltdruck der Ventilposition verwendet wird, so besteht
eine erhöhte
Tendenz für
den Druck der Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B), vor
Beendigung des Schalten von dem ersten zu dem zweiten Gang zwangsweise
gelöst
zu werden. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Automatikschaltsteuerung
aus.
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Tatsächlich müssen während des
Schaltvorgangs von dem ersten zu dem zweiten Gang eine empfindliche
Steuerung für
eine Drucklösung
von der Nieder- und Rückwärts-Bremse
und eine empfindliche Steuerung für eine Druckanwendung auf die zweite
Bremse zusammenwirken, um einen Schaltvorgang ohne Schaltruck zu
realisieren.
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Auch
wenn der Nieder- und Rückwärts-Druck
infolge des oben erwähnten
zwangsweisen Ablassens vor Beendigung des Schaltens von dem ersten
zu dem zweiten Gang im wesentlichen auf Atmosphärendruck abfällt, so
kann ein Mangel an Gesamteingriffsvermögen sowohl bei der Nieder- und
Rückwärts-Bremse
als auch bei der zweiten Bremse auftreten, und dies führt zu einer
unerwünschten
Erhöhung
der Motordrehzahl. Dies ist ein neuer Faktor bei der Verursachung
eines Schaltrucks.
- (B) Wenn der zweite Bremsendruck
P2ND, welcher während
eines Schaltens gleich dem Maximalwert eines Hydraulikdrucks ist,
als Schaltdruck der Ventilposition verwendet wird, so besteht eine erhöhte Tendenz
für den
Druck der Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B), nach
Beendigung der Anwendung bzw. des Eingriffs der zweiten Bremse zwangsweise
gelöst
zu werden. Daher wird unter der Annahme, daß der Druck der Nieder- und
Rückwärts-Bremse
(L&R/B) infolge
eines Systemfehlers unerwarteterweise auf einem hohen Wert gehalten
wird, während
einer bestimmten Zeitspanne ausgehend von einem Zeitpunkt, zu welchem
der Schaltvorgang endet, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem das
oben erwähnte zwangsweise
Ablassen beginnt, das Automatikgetriebe in einen sogenannten Verriegelungszustand
verfallen, in welchem die Nieder- und Rückwärts-Bremse und die zweite Bremse beide angesetzt
bzw. in Eingriff sind.
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Daneben
ist eine hydraulische Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe der
eingangs genannten Art aus der
US
5,836,845 bekannt. Diese weist jedoch ähnliche Nachteile auf.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuervorrichtung
eines Automatikgetriebes der eingangs genannten Art so zu verbessern,
daß sie
ein zuverlässiges
und ruckfreies Schalten ermöglicht.
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Vorzugsweise
soll die hydraulische Steuervorrichtung für elektronisch gesteuertes
Automatikgetriebe ausfallsicherer sein, indem sie in der Lage ist,
einen optimalen Zeitpunkt einer zwangsweisen Drucklösung eines
Eingriffselementdrucks (vereinfachend: eines Eingriffsdrucks), welcher
auf ein Eingriffselement angewandt wird, oder einen optimalen Zeitpunkt
eines zwangsweisen Ölablasses
von dem Eingriffselement vorzusehen, ohne einen nachteiligen Einfluß auf eine
Automatikschaltsteuerung auszuüben
und ohne eine unerwünschte
Automatikgetriebeverriegelung bei Auftreten eines Systemfehlers zu
bewirken.
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Für eine hydraulische
Steuervorrichtung der eingangs genannten Art wurde diese Aufgabe
erfindungsgemäße dadurch
gelöst,
daß das
Ausfallsicherungs-Ventil ein Schieberventil mit einem Steuerschieber
aufweist, an dessen einer Seite in Axialrichtung ein geregelter
Leitungsdruck der hydraulischen Steuervorrichtung als Betätigungssignaldruck
anliegt, und an dessen anderer Seite als Gegensignaldruck ein zweiter
Eingriffselementdruck lediglich eines zweiten Eingriffselementes
anliegt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im
Folgenden wird die Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
Darin zeigen:
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1 ein
Diagramm eines Hydraulikkreises, welches den Grundaufbau einer hydraulischen
Steuervorrichtung eines elektronisch gesteuerten Automatikgetriebes
(ECT-Getriebes) darstellt,
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2 eine
schematische Darstellung eines Triebstrangs, auf welchen eine hydraulische
Steuervorrichtung eines Ausführungsbeispiels
anwendbar ist,
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3 eine
Tabelle von Kupplungseingriffszuständen und Bandanwendungen für einen
R-Bereich und einen D-Bereich von Getriebebetriebszuständen in
dem ECT-Getriebe, auf welches die hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
anwendbar ist,
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4 ein
Diagramm Systemdiagramm, welches ein Automatikschaltsteuersystem
des ECT-Getriebes darstellt, auf welches die hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
anwendbar ist,
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5 ein
Blockdiagramm eines elektronischen Steuersystems für das ECT-Getriebe,
welches die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
verwendet,
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6 ein
Diagramm eines Hydraulikkreises, welches einen 2-4/B-Drucksteuerkreis darstellt, auf welchen
die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels angewandt wird,
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7A–7C erläuternde
Ansichten, welche Ventilpositions-Schaltvorgänge des ersten und des zweiten
ausfallsicheren Ventils (35, 36) jeweils in einem
D-Bereich und entweder dem ersten oder dem zweiten Gang, in einem
D-Bereich und dem dritten Gang sowie in einem D-Bereich und den
OD-Gang darstellen,
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8 eine
Leitungsdruckkennlinie, welche darstellt, wie sich der Leitungsdruck
PL in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ändert, in
dem Fall, daß der
Leitungsdruck PL als der Gegendruck verwendet wird,
welcher auf das bei der hydraulischen Steuervorrichtung verwendete
ausfallsichere Ventil wirkt,
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9 ein
Kennfeld, welches den Betrieb des ausfallsicheren Ventils (32)
in dem Fall erläutert,
daß der
Leitungsdruck PL als der Gegendruck verwendet wird, welcher auf
das ausfallsichere Ventil (32) in der hydraulischen Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
wirkt,
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10A–10C Zeitdiagramme, welche Hydraulikdruckkennlinien
in Betrachtung eines Ventilpositionsschaltpunkts des ausfallsicheren
Ventils während
eines Schaltens von einem 2. zu einem 3. Gang bei der hydraulischen
Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
darstellen,
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11 ein
Teil-Hydraulikkreis, welcher zur Erläuterung von Nachteilen verwendet
wird, die unter der Annahme erzeugt werden, daß ein ausfallsicheres Ventil
lediglich aus einem einzigen Schieberventil anstelle eines Aufbaus
mit zwei ausfallsicheren Ventilen (35, 36) aufgebaut
ist, und
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12 ein
schematisches Diagramm, welches eine hydraulische Steuervorrichtung
des Standes der Technik eines Automatikgetriebes darstellt.
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Es
wird im Folgenden auf die Zeichnung, und insbesondere auf 2 Bezug
genommen, in der die hydraulische Steuervorrichtung für ein elektronisch gesteuertes
Automatikgetriebe (ECT-Getriebe) beispielhaft dargestellt ist, welches
einen Überbrückungsdrehmomentwandler
mit einer Überbrückungskupplung
verwendet. Bei der in 2 dargestellten Triebstrangauslegung
bezeichnet E eine Ausgangswelle eines Motors (eine Kurbelwelle eines Motors),
I bezeichnet eine Eingangswelle eines Getriebes, und 0 bezeichnet
eine Ausgangswelle des Getriebes. Ein Drehmomentwandler T/C ist
zwischen der Ausgangswelle E eines Motors und der Eingangswelle
I eines Getriebes angeordnet, um den Motor mit dem Triebstrang zu
verbinden. Zwei Sätze von
Planetenradsätzen,
das heißt,
ein erster Planetenradsatz G1 und ein zweiter Planetenradsatz G2, sind
zwischen der Eingangswelle I des Getriebes und der Ausgangswelle
O des Getriebes angeordnet. Der erste Planetenradsatz G1 besteht
aus einem einfachen Planetenradsatz, welcher aus einem ersten Planetenrad
P1 (gewöhnlich
einer Vielzahl von Planetenrädern),
einem ersten Planetenradträger
C1, einem ersten Sonnenrad S1 und einem ersten Hohlrad R1 besteht,
während
der zweite Planetenradsatz G2 aus einem einfachen Planetenradsatz
besteht, welcher aus einem zweiten Planetenrad P2 (gewöhnlich einer
Vielzahl von Pla netenrädern),
einem zweiten Planetenradträger
C2, einem zweiten Sonnenrad S2 und einem zweiten Hohlrad R2 besteht.
Die Eingangswelle I des Getriebes ist direkt mit dem zweiten Sonnenrad
S2 generell durch eine Keilwellenverbindung verbunden. Eine Rückwärtskupplung
R/C ist in der Mitte eines ersten Elements vorgesehen, durch welches
die Eingangswelle I des Getriebes mit dem ersten Sonnenrad S1 verbunden
werden kann. Um in der Lage zu sein, das oben erwähnte erste
Element fest mit dem Getriebegehäuse
zu verbinden, ist ferner eine 2-4-Bremse (2-4/B) vorgesehen. Die 2-4-Bremse weist eine
Mehrscheibenbremsenstruktur auf. Eine Hochkupplung H/C ist in der
Mitte eines zweiten Elements vorgesehen, durch welches die Eingangswelle
I des Getriebes mit dem ersten Planetenradträger C1 verbunden werden kann.
Eine Niederkupplung L/C ist in der Mitte eines dritten Elements
vorgesehen, durch welches der erste Planetenradträger C1 mit
dem zweiten Hohlrad R2 verbunden werden kann. Um in der Lage zu
sein, das oben erwähnte
dritte Element fest mit dem Getriebegehäuse zu verbinden, ist eine
Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) vorgesehen.
Die Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) weist
eine Mehrscheibenbremsenstruktur auf. Parallel zu der Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) ist ferner
eine Freilaufkupplung OWC vorgesehen. Wie in 2 dargestellt,
ist das erste Hohlrad R1 mit den zweiten Planetenradträger C2 direkt
verbunden. Der zweite Planetenradträger C2 ist direkt mit der Ausgangswelle
O des Getriebes generell durch eine Keilwellenverbindung verbunden.
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In 3 ist
eine programmierte logische Tabelle für Kupplungseingriffszustände und
Bandanwendungen für
einen Rückwärtsbereich
(R), einen Fahrbereich (D) und einen ersten Gang (1.), einen Fahrbereich
(D) und einen zweiten Gang (2.), einen Fahrbereich (D) und einen
dritten Gang (3.) sowie einen Fahrbereich (D) und einen vierten
Gang (4. oder OD) in dem ECT-Getriebe dargestellt. In der in 3 dargestellten
logischen Tabelle bezeichnet o einen Eingriff der Kupplung (L/C,
H/C, R/C) bzw. eine An wendung der Bremse (2-4/B, L&R/B). Wie aus
der logischen Tabelle von 3 ersichtlich,
sind, wenn das Getriebe sich in einem Rückwärtsbereich (R-Bereich) befindet,
die Rückwärtskupplung
R/C und die Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) beide
angewandt bzw. in Eingriff. Wenn das Getriebe sich in einem D-Bereich
und einem ersten Gang befindet, so ist die Niederkupplung L/C in
Eingriff. Wenn das Getriebe sich in einem D-Bereich und einem zweiten
Gang befindet, so sind die Niederkupplung L/C und die 2-4-Bremse
2–4/B
beide angewandt bzw. in Eingriff. Wenn das Getriebe sich in einem
D-Bereich und einem dritten Gang befindet, so sind
die Niederkupplung
L/C und die Hochkupplung H/C beide in Eingriff. Wenn das Getriebe
sich in einem D-Bereich und einem vierten Gang befindet, so sind die
Hochkupplung H/C und die 2-4-Bremse
2-4/B beide in Eingriff bzw. angewandt. Wenn das Getriebe in einem
Haltemodus (HALTEN) eines Low-Bereichs (L) und einem ersten Gang
arbeitet, so sind die Niederkupplung L/C und die Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) beide
in Eingriff bzw. angewandt.
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In 4 ist
das Automatikschaltsteuersystem mit einem hydraulische Steuersystem
und einer Automatikgetriebesteuereinheit (ATCU) in dem ECT-Getriebe
dargestellt, auf welches die hydraulische Steuervorrichtung des
Ausführungsbeispiels tatsächlich angewandt
wird. In 4 ist eine mit 1 bezeichnete
Linie eine Leitungsdruckleitung für einen Leitungsdruck PL, ein
mit 2 bezeichnetes Ventil ist ein manuell betätigtes Ventil,
welches vereinfachend als "Handschaltventil" bezeichnet wird,
eine mit 3 bezeichnete Linie ist eine Druckleitung eines
Fahrbereichs (D-Bereichs), und eine mit 4 bezeichnete Linie ist
eine Druckleitung eines Rückwärtsbereichs
(R). Wie zu erkennen ist, ist das Handschaltventil über ein Gestänge mechanisch
mit einem Getriebewählhebel (bzw.
einem Steuerhebel) verbunden, um eine manuelle Wahl eines Fahrers
aus verschiedenen Wählhebelstellungen,
wie L- oder 1-, 2-, D-, N-, R- und P-Bereichstellung, zu liefern.
Wenn die D-Bereichposition gewählt ist,
so arbeitet das Handschaltventil 2 derart, daß dieses
die Leitungsdruckleitung 1 mit der D-Bereichdruckleitung 3 verbindet.
Hingegen arbeitet das Handschaltventil 2, wenn die R-Bereichstellung
gewählt
ist, derart, daß dieses
die Leitungsdruckleitung 1 mit der R-Bereichdruckleitung 4 verbindet.
In 4 bezeichnet ein Bezugszeichen 5 ein
Vorsteuerventil, während
ein Bezugszeichen 6 eine Vorsteuerdruckleitung bezeichnet.
Das Vorsteuerventil 5 ist vorgesehen, um den Leitungsdruck
PL, welcher von der Leitungsdruckleitung 1 in die Vorsteuerdruckleitung 6 eingeführt wird,
auf einen vorbestimmten konstanten Vorsteuerdruck zu verringern.
Bezugszeichen 7, 9, 11 und 13 bezeichnen
jeweils ein erstes, zweites, drittes und ein viertes Drucksteuerventil.
Das erste Drucksteuerventil 7 umfaßt ein Verstärkerventil
einer Niederkupplung (L/C) und ein tastverhältnisgesteuertes Solenoid 27 einer
Niederkupplung (L/C). Das erste Drucksteuerventil 7 ist
vorgesehen, um einen Niederkupplungsdruck (PL/C)
von dem D-Bereichdruck PD zu erzeugen. Der
Niederkupplungsdruck (PL/C), welcher durch
das erste Drucksteuerventil 7 erzeugt wird, wird über eine
Niederkupplungsdruckleitung 8 der Niederkupplung L/C zugeführt. Das
zweite Drucksteuerventil 9 umfaßt ein Verstärkerventil
einer Hochkupplung (H/C) und ein tastverhältnisgesteuertes Solenoid 28 einer
Hochkupplung (H/C). Das zweite Drucksteuerventil 9 ist
vorgesehen, um einen Hochkupplungsdruck (PH/C)
von dem D-Bereichdruck PD zu erzeugen. Der
Hochkupplungsdruck (PH/C), welcher durch
das zweite Drucksteuerventil 9 erzeugt wird, wird über eine
Hochkupplungsdruckleitung 10 der Hochkupplung 10 zugeführt. Das
dritte Drucksteuerventil 11 umfaßt ein Verstärkerventil
einer 2-4-Bremse (2-4/B) und ein tastverhältnisgesteuertes Solenoidventil 29 einer
2-4-Bremse (2-4/B) (vereinfachend: ein 2-4/B-Solenoid). Das dritte Drucksteuerventil 11 ist
vorgesehen, um einen 2-4-Bremsendruck (P2-4/B)
von dem D-Bereichdruck PD zu erzeugen. Der 2-4-Bremsendruck (P2-4/B), welcher durch das dritte Drucksteuerventil
erzeugt wird, wird über
eine 2-4-Bremsendruckleitung 12 der 2-4-Bremse (2-4/B)
zugeführt.
Das vierte Drucksteuerventil 13 umfaßt ein Verstärkerventil
einer Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) und ein
Solenoid 30 einer Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B). Das vierte
Drucksteuerventil 13 ist vorgesehen, um einen Druck (PL&R/B)
einer Nieder- und Rückwärts-Bremse von
dem Leitungsdruck PL zu erzeugen. Der Druck (PL&R/B)
einer Nieder- und Rückwärts-Bremse,
welcher durch das vierte Drucksteuerventil 13 erzeugt wird,
wird über
eine Druckleitung 14 einer Nieder- und Rückwärts-Bremse
der Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) zugeführt. In 4 bezeichnet
ein Bezugszeichen 15 ein EIN/AUS-gesteuertes Drucksteuerventil,
welches vorgesehen ist, um den Leitungsdruck (PL)
zwischen einem Hochdruckmodus und einem Niederdruckmodus umzuschalten. Ein
Bezugszeichen 16 bezeichnet ein tastverhältnisgesteuertes Überbrückungssolenoid,
welches vorgesehen ist, um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung
zu aktivieren (in Eingriff zu bringen) bzw. zu deaktivieren (außer Eingriff
zu bringen). Die oben beschriebenen Drucksteuerventil 7, 9, 11 und 13 und
die Solenoidventile 15 und 16 werden mittels der
elektronischen Automatikgetriebesteuereinheit (ATCU) 17 gesteuert
bzw. erregt. Die Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle (I/O) der ATCU 17 empfängt Eingangsinformationen
von einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) 18 sowie
von verschiedenen Motor/Fahrzeug-Schaltern und -Sensoren (siehe
linke Seite des Blockdiagramms, dargestellt in 5). Innerhalb
der ATCU 17 ermöglicht
eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) den Zugriff durch die I/O-Schnittstelle
auf verschiedene Eingangsinformationsdatensignale, beispielsweise
eine Motordrehzahl Ne, eine Drosselklappenöffnung TH, eine Turbinendrehzahl
Nt, eine Drehzahl NO der Ausgangswelle des Getriebes, ein einen
ausgewählten
Bereich anzeigendes Signal, ein Halteschaltersignal, ein H/C-Öldruckschaltersignal, ein 2-4/-Öldruckschaltersignal,
ein Öldruckschaltersignal
einer Nieder- und Rückwärts-Bremse,
ein Öltemperatursensorsignal und ähnliches.
Die CPU der ATCU ist zuständig
für ein
Tragen des in Speichern (RAM, ROM) gespeicherten Motor/Getriebe-Programms
und ist in der Lage, notwendige arithmetische und logische Operationen
auszuführen,
welche eine Automatikschaltsteuerroutine umfassen. Rechenergebnisse
(Ergebnisse einer arithmetischen Berechnung), das heißt, berechnete
Ausgangssignale (Solenoidansteuerströme) werden über die Schaltungsanordnung
einer Ausgangsschnittstelle der ATCU 17 an Ausgansstufen,
das heißt,
an jeweilige Solenoide 15, 16, 27, 28, 29 und 30,
weitergeleitet (siehe rechte Seite des in 5 dargestellten
Blockdiagramms). In 4 bezeichnet ein Bezugszeichen 32 ein
ausfallsicheres 2-4/B-Ventil. Das ausfallsichere 2-4/B-Ventil 32 ist vorgesehen,
um den Druck (P2-4/B) zu der 2-4-Bremse von
der 2-4/Bremse (2-4/B)
zwangsweise abzulassen, wenn das Getriebe sich in dem D-Bereich
und einem dritten Gang befindet, in welchen der Druck (PL/C) der Niederkupplung (L/C) und der Druck
(PH/C) der Hochkupplung (H/C) beide durch
das erste und das zweite Drucksteuerventil 7 und 9 erzeugt
werden. Ein Bezugszeichen 33 bezeichnet ein ausfallsicheres
Ventil einer Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B). Das ausfallsichere
L&R/B-Ventil 33 ist
vorgesehen, um den L&R/B-Druck
(PL&R/B)
von der Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) zwangsweise abzulassen,
wenn das Getriebe sich in dem D-Bereich und dem zweiten Gang, in
dem D-Bereich und dem dritten Gang oder in dem D-Bereich und dem vierten
Gang befindet, in welchen mindestens die Hochkupplung (H/C) oder
der 2-4/B-Druck (P2-4/B) erzeugt wird. Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte
Blockdiagramm Einzelheiten des elektronischen Steuersystems des ECT-Getriebes
beschrieben, welches die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels verwendet.
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Mittels
einer seriellen Übertragung
empfängt die
Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle (I/O-Schnittstelle) der ATCU 17 mindestens
zwei Motor/Fahrzeug-Sensorsignale von der elektronischen Motorsteuereinheit
(ECU) 18. Eines der Motor/Fahrzeug-Sensorsignale ist ein eine Drosselklappenöffnung TH
anzeigendes Drosselklappenöffnungssensorsignal,
und das andere ist ein eine Motordrehzahl Ne anzeigendes Motordrehzahlsensorsignal.
Eine Drehmomentabwärts-Zweiwegkommunikation
wird zwischen der ECU 18 und der ACTU 17b ausgeführt. Die
I/O-Schnittstelle der ATCU 17 empfängt ebenfalls ein eine Turbinendrehzahl
anzeigendes Signal Nt von einem Turbinendrehzahlsensor 19 und
ein eine Drehzahl einer Ausgangswelle anzeigendes Signal NO von
einem Drehzahlsensor 20 einer Ausgangswelle eines Getriebes.
Der Turbinendrehzahlsensor 19 und der Drehzahlsensor 20 einer
Ausgangswelle eines Getriebes sind an dem Triebstrang vorgesehen.
Außerdem
empfängt
die I/O-Schnittstelle der ATCU 17 verschiedene Schaltersignale
(das heißt, das
einen ausgewählten
Bereich anzeigende Signal, das Halteschaltersignal, das H/C-Öldruckschaltersignal,
das 2-4/B-Öldruckschaltersignal,
das L&R/B-Öldruckschaltersignal)
von einem Sperrschalter 21, einem Halteschalter 22,
einem H/C-Öldruckschalter 23,
einem 2-4/B-Öldruckschalter 24 und
einem L&R/B-Öldruckschalter 25.
Ein Highpegelsignal von dem H/C-Öldruckschalter 23 zeigt
an, daß die
H/C "ein" (in Eingriff) ist.
Ein Highpegelsignal von dem 2-4/B-Öldruckschalter 24 zeigt
an, daß die
2-4-Bremse "ein" (angelegt) ist.
Ein Highpegelsignal von dem L&R/B-Öldruckschalter 25 zeigt
an, daß die
Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) "ein" (angelegt) ist. Hingegen
bedeutet ein Lowsignalpegel von dem jeweiligen Öldruckschalter (OPS), daß das entsprechende
Eingriffselement "aus" (gelöst) ist.
Ferner wird ein eine Öltemperatur
anzeigendes Signal von einem Öltemperatursensor 26 in
die I/O-Schnittstelle der ATCU 17 eingegeben. Solenoidansteuerströme werden
von der I/O-Schnittstelle der ATCU 17 zu den jeweiligen
Solenoiden 15, 16, 27, 28, 29 und 30 ausgegeben.
Wie generell bekannt, wird die Drehzahl NO der Ausgangswelle, welche
durch den Drehzahlsensor 20 der Ausgangswelle des Getriebes überwacht
bzw. erfaßt
wird, häufig
als Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet. Das eine Fahrzeuggeschwindigkeit
anzeigende Signal (das eine Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes
anzeigende Signal) wird verwendet, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit mittels
eines Geschwindigkeitsmessers 31 anzuzeigen, welcher in
einem Armaturenbrett eingebaut ist.
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In 6 ist
ein Diagramm eines Hydraulikkreises einer Drucksteuerschaltung einer
2-4-Bremse dargestellt, auf welche die hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
angewandt wird. Bei dem in 6 dargestellten
Diagramm eines Hydraulikkreises entspricht eine mit 2-4/B bezeichnete
2-4-Bremse einem ersten Eingriffselement a. Ein Bezugszeichen 1 bezeichnet
eine Leitungsdruckleitung, ein Bezugszeichen 3 bezeichnet
eine D-Bereich-Druckleitung,
ein Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Vorsteuerdruckleitung,
ein Bezugszeichen 11 bezeichnet ein drittes Drucksteuerventil,
ein Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Druckleitung einer 2-4-Bremse,
ein Bezugszeichen 29 bezeichnet ein 2-4/B-Solenoid (entsprechend
einem Solenoidventil b), ein Bezugszeichen 32 bezeichnet
ein ausfallsicheres 2-4/B-Ventil (entsprechend einem ausfallsicheren
Ventil d), ein Bezugszeichen 34 bezeichnet ein 2-4/B-Verstärkerventil,
ein Bezugszeichen 35 bezeichnet ein erstes ausfallsicheres
2-4/B-Ventil (entsprechend einem ersten ausfallsicheren Richtungssteuerventil
d1), ein Bezugszeichen 36 bezeichnet ein zweites ausfallsicheres
2-4/B-Ventil (entsprechend einem zweiten ausfallsicheren Richtungssteuerventil
d2), ein Bezugszeichen 37 bezeichnet ein ausfallsicheres
Druckventil (entsprechend einem ausfallsicheren Druckventil f in 1),
ein Bezugszeichen 38 bezeichnet eine 2-4/B-Solenoiddruckleitung
(vereinfachend: Solenoiddruckleitung), ein Bezugszeichen 39 bezeichnet
eine 2-4/B-Verstärkerventil-Eingangsdruckleitung
(vereinfachend: eine Verstärkerventil-Eingangsdruckleitung
entsprechend einer Eingangsdruckleitung e), ein Bezugszeichen 40 bezeichnet
eine Übertragungsleitung,
welche das erste und das zweite ausfallsichere Ventil 35 und 36 miteinander
verbindet, ein Bezugszeichen 41 bezeichnet eine ausfallsichere
Druckleitung, und ein Bezugszeichen 42 bezeichnet eine
Ablaßleitung
bzw. einen Ablaßkanal.
In der gesamten Zeichnung bezeichnet X eine Ablaßleitung bzw. einen Ablaßkanal, durch
welchen Öl
direkt zu einem Hydrauliköltank
geleitet wird (welcher zum Zwecke einer einfachen Darstellung nicht
dargestellt ist). Wie oben unter Bezugnahme auf die logische Tabelle
von 3 erläutert, wird
die 2-4/B angewandt, wenn sich das Getriebe in dem D-Bereich und
dem zweiten Gang oder in dem D-Bereich und dem vierten Gang befindet,
und sie wird gelöst,
wenn sich das Getriebe in dem D-Bereich und dem ersten Gang oder
in dem D-Bereich und dem dritten Gang befindet. Das 2-4/B-Solenoidventil 29 wird
durch den Solenoidansteuerstrom von der ATCU 17 gesteuert,
um den Solenoiddruck PSOL zu erzeugen. Der
Steuerschieber des oben erwähnten 2-4/B-Verstärkerventils 34 kann
unter Verwendung sowohl des Solenoiddrucks PSOL als
auch des 2-4-Bremsendrucks
P2-4/B (entsprechend einem Ausgangsdruck
des Verstärkerventils 34)
positioniert werden. Das heißt,
die beiden entgegengesetzten Drücke
PSOL und P2-4/B dienen
als Betätigungssignaldrücke zum
Einstellen der Steuerschieberposition des Verstärkerventils 34. In
Abhängigkeit
von diesen beiden Betätigungssignaldrücken PSOL und P2-4/B erzeugt
das 2-4/B-Verstärkerventil 34 den
2-4-Bremsendruck
P2-4/B, welcher auf die 2-4-Bremse (2-4/B) angewandt
wird.
-
Das
erste ausfallsichere 2-4/B-Ventil 35 des ausfallsicheren
Ventil 32 dient zum zwangsweisen Ablassen des 2-4-Bremsendrucks
P2-4/B von der 2-4-Bremse (2-4/B) unter
Verwendung des Hochkupplungsdrucks PH/C.
Der Hochkupplungsdruck PH/C entspricht einem
Eingriffsdruck der Hochkupplung H/C (entsprechend dem zweiten Eingriffselement), welche
von einem gelösten
zu einem Eingriffszustand während
eines Schaltens von einem zweiten zu einem dritten Gang wechselt,
wobei die 2-4-Bremse (2-4/B) von einem angewandten Zustand zu einem
gelösten
Zustand wechselt. Das erste ausfallsichere Ventil 35 verwendet
den ausfallsicheren Druck PFE als einen
Betätigungssignaldruck,
welcher auf eine Seite eines Steuerschieberstegs wirkt, welcher der
anderen Seite des Steuerschieberstegs gegenüberliegt, auf welche der Hochkupplungsdruck
PH/C (entspre chend einem zweiten Eingriffselementdruck PC2) angewandt wird. Das erste ausfallsichere
Ventil 35 ist derart gestaltet, daß dieses auf eine Ablaßposition
geschaltet wird, wenn der Hochkupplungsdruck PH/C hin
zu einem bestimmten Druck eines Betriebspunkts des ausfallsicheren
Ventils eingestellt bzw. geregelt wird, welcher von einem Schaltphasen-Maximaldruck
entsprechend einem Maximaldruckwert des Hochkupplungsdrucks PH/C, der während eines Schaltens von einem
zweiten zu einem dritten Gang geregelt wird, bis zu einem maximal
möglichen
Hochkupplungsdruck (entsprechend einem maximal möglichen Eingriffselementdruck)
reicht. Um den 2-4-Bremsendruck
P2-4/B von der 2-4-Bremse während des
Schaltvorgangs von einem zweiten zu einem dritten Gang, während welchem
die 2-4-Bremse (2-4/B)
von dem angewandten Zustand in den gelösten Zustand versetzt wird,
zwangsweise abzulassen, verwendet das ausfallsichere Ventil 32 einen
Niederkupplungsdruck PL/C (entsprechend
einem dritten Eingriffselement Pc3) der
Niederkupplung L/C (eines dritten Eingriffselements), welche bereits
in deren Eingriffszustand gehalten wird, zusätzlich zu dem Hochkupplungsdruck
PH/C (entsprechend dem zweiten Eingriffselementdruck
Pc2). Bei der hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
verwendet das erste ausfallsichere 2-4/B-Ventil 35 tatsächlich den
Hochkupplungsdruck PH/C (den zweiten Eingriffselementdruck
Pc2) und den ausfallsicheren Druck PFE als zwei entgegengesetzte Betätigungssignaldrücke, während das
zweite ausfallsichere 2-4/B-Ventil 36 den Niederkupplungsdruck
PL/C (den dritten Eingriffselementdruck
Pc3) und den ausfallsicheren Druck PFE als zwei entgegengesetzte Betätigungssignaldrücke verwendet.
Anders ausgedrückt, weist
die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels einen unabhängigen ausfallsicheren Ventilaufbau
(einen Zweiventilaufbau) auf, welcher aus dem ersten und dem zweiten
ausfallsicheren Ventil 35 und 36 besteht. Wie
in 6 dargestellt, sind das erste und das zweite ausfallsichere
Ventil 35 und 36 stromaufwärts des 2-4/B-Verstärkerventils 34 angeordnet.
Die oben erwähnten
beiden ausfallsicheren Ventile 35 und 36 dienen
zum zwangsweisen Ablas sen der Verstärkerventil-Eingangsdruckleitung 39 des
2-4/B-Verstärkerventils 34 während eines ausfallsicheren
Betriebsmodus. Der oben erwähnte ausfallsichere
Druck PFE dient als Schaltdruck (Betätigungssignaldruck),
welcher benötigt
wird, um eine Steuerschieberposition jedes des ersten und des zweiten
ausfallsicheren Ventils 35 und 36 umzuschalten.
Der ausfallsichere Druck PFE kann durch das
ausfallsichere Druckventil 37 erzeugt werden. Das ausfallsichere
Druckventil 37 weist einen Steuerschieber mit der gleichen
Charakteristik eines Druckverstärkungsverhältnisses
wie diejenige jedes der jeweiligen Verstärkerventile, wie des L/C-Verstärkerventils,
des H/C-Verstärkerventils
und des L&R/B-Verstärkerventils,
auf. Das ausfallsichere Druckventil 37 verwendet einen
Leitungsdruck PL als Eingangsdruck. Ein
Vorsteuerdruck Pp und eine Federkraft wirken
beide auf einen Steuerschiebersteg des ausfallsicheren Druckventils 37.
Der andere Steuerschiebersteg weist eine Stegdifferenz bezüglich des
einen Steuerschieberstegs des Ventils 37 auf und nimmt
den ausfallsicheren Druck PFE entsprechend
einem Ausgangsdruck des Ventils 37 auf. Die Wirkungsweise
des ausfallsicheren Ventils, welches in der hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
eingebaut ist, wird nachfolgend beschrieben.
-
[Grundkonzept bezüglich einer ausfallsicheren
Funktion eines ausfallsicheren 2-4/B-Ventils]
-
In
einem Vorwärtsfahrbereich
(oder in einem D-Bereich) kann einer der Modi des ersten, zweiten, dritten
und des vierten Gangs mittels einer Kombination aus Anwendungen
(Eingriffszuständen)
der drei Eingriffselemente (das heißt, der Niederkupplung, der
Hochkupplung und der 2-4-Bremse, ausgewählt werden (siehe programmierte
logische Tabelle, dargestellt in 3). Die
jeweilige gewählte
Gangstellung bzw. der jeweiligen gewählte Gangmodus kann durch Anwenden
von zwei Eingriffselementen der oben erwähnten drei Eingriffselemente
erreicht werden.
-
Daher
darf eine ausfallsichere Funktion (welche für die 2-4/B verwendet wird) ein Lösen der 2-4-Bremse
(2-4/B) nur dann zulassen, wenn die Niederkupplung L/C und die Hochkupplung
H/C gleichzeitig miteinander in Eingriff (bzw. angelegt) sind. Grundsätzlich wird
die 2-4-Bremse (2-4/B) lediglich in dem Vorwärtsfahrbereich (D-Bereich),
genauer in dem D-Bereich und dem zweiten Gang oder in dem D-Bereich
und dem vierten Gang, angewandt (siehe Spalte bezüglich 2-4/B
von 3), und daher wird der D-Bereichdruck PD als
Anfangshydraulikdruck für das
ausfallsichere Ventil 32 verwendet. Andererseits ist das
ausfallsichere Ventil 33 der Nieder- und Rückwärts-Bremse
der Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) zum Zwecke
einer ausfallsicheren Funktion für
die L&R/B zugeordnet.
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Wie
aus der logischen Tabelle von 3 ersichtlich,
wird die Nieder- und Rückwärts-Bremse (L&R/B) niemals mit
der Hochkupplung H/C oder der 2-4-Bremse (2-4/B) kombiniert. Daher
darf eine für die
L&R/B erforderliche
ausfallsichere Funktion ein Lösen
der Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B) lediglich
dann zulassen, wenn mindestens die Hochkupplung H/C oder die 2-4-Bremse
(2-4/B) in Eingriff (angelegt) ist. Obwohl zum Zwecke einer einfachen Darstellung
in der Zeichnung nicht deutlich gezeigt, verwendet das ausfallsichere
Nieder- und Rückwärts-Ventil 33 ebenfalls
den oben erwähnten
ausfallsicheren Druck PFE, welcher durch
das ausfallsichere Druckventil 37 erzeugt wird, als Betätigungssignaldruck
zum Verschieben der Steuerschieberposition des ausfallsicheren L&R/B-Ventils 33.
Das heißt, das
Konzept der hydraulischen Steuervorrichtung der Erfindung kann auf
einen Zwangsablaßvorgang eines
ausfallsicheren Betriebsmodus für
die Nieder- und
Rückwärts-Bremse
(L&R/B) angewandt
werden.
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[Schaltvorgang des ausfallsicheren Ventils]
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Wie
in 7A dargestellt, wirkt in dem D-Bereich und dem
ersten Gang oder in dem D-Bereich und dem zweiten Gang lediglich
der Niederkupplungsdruck PL/C auf das zweite
ausfallsichere 2-4/B-Ventil 36 (siehe
lediglich einen Fettlinienpfeil von 7A). Daher
wird der Steuerschieber des ersten ausfallsicheren 2-4/B-Ventils 35 derart
positioniert, daß eine
Flüssigkeitsverbindung
zwischen der D-Bereichdruckleitung 3 und der Verbindungsleitung 40 aufgebaut
wird, wohingegen der Steuerschieber des zweiten ausfallsicheren
2-4/B-Ventils 36 derart positioniert wird, daß eine Flüssigkeitsverbindung zwischen
der Verbindungsleitung 40 und der Eingangsdruckleitung 39 aufgebaut
wird. Folglich wird der D-Bereichdruck
PD (= Leitungsdruck) von der D-Bereichdruckleitung 3 über die
Verbindungsleitung 40 der Eingangsdruckleitung 39 zugeführt.
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Wie
in 7B dargestellt, wirken in dem D-Bereich und dem
dritten Gang der Niederkupplungsdruck PL/C und
der Hochkupplungsdruck PH/C auf die jeweiligen
ausfallsicheren Ventile 36 und 35 (siehe zwei
Fettlinienpfeile von 7B). Daher wird der Steuerschieber
des ersten ausfallsicheren 2-4/B-Ventils 35 derart positioniert,
daß eine
Flüssigkeitsverbindung
zwischen der Ablaßleitung 42 und der
Verbindungsleitung 40 aufgebaut wird, wohingegen der Steuerschieber
des zweiten ausfallsicheren 2-4/B-Ventils 36 derart positioniert
bleibt, daß eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen der Verbindungsleitung 40 und der Eingangsdruckleitung 39 aufgebaut wird.
Folglich ist die Eingangsdruckleitung 39 mit der Ablaßleitung 42 über die
Verbindungsleitung 40 in Verbindung, und daher wird der
Eingangsdruck zu dem 2-4/B-Verstärkerventil
zwangsweise abgelassen.
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Wie
in 7C dargestellt, existiert in dem D-Bereich und
dem vierten Gang (OD-Gang) keine Wirkung des Niederkupplungsdrucks
PL/C auf den Steuerschiebersteg des zweiten
ausfallsicheren 2-4/B-Ventils 36. Daher wird das zweite
ausfallsichere 2-4/B- Ventil 36 derart
geschaltet, daß eine
Flüssigkeitsverbindung
zwischen der D-Bereichdruckleitung 3 und der Eingangsdruckleitung 39 aufgebaut
wird. Infolge dessen wird der D-Bereichdruck PD der Eingangsdruckleitung 39 zugeführt, wobei
das erste ausfallsichere 2-4/B-Ventil 35 umgangen
wird.
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[Zu dem Gegendruck des ausfallsicheren
Ventils]
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Unter
der Annahme, daß einer
von zwei entgegengesetzten Signaldrücken für den Steuerschieber des ausfallsicheren
Ventils ein Leitungsdruck PL mit einer Tendenz
zu einer Schwankung in Abhängigkeit
von Änderungen
der Motordrehzahl ist, kann das ausfallsichere Ventil unter einer
bestimmten Bedingung, bei welcher der Leitungsdruck PL einen
maximalen Eingriffselementdruck überschreitet,
nicht arbeiten. Wie in 8 dargestellt, ist der Leitungsdruck (PL) um so höher, je höher die Motordrehzahl (Ne)
ist. In 8 zeigt die horizontale Strichlinie
den maximalen Ausgangsdruck jedes der Eingriffselemente wie der
Niederkupplung L/C, der Hochkupplung H/C, der Rückwärtskupplung R/C, der 2-4-Bremse
(2-4/B) und der
Nieder- und Rückwärts-Bremse
(L&R/B), an.
Wie aus der in 8 dargestellten Kennlinie des
von der Motordrehzahl abhängigen
Leitungsdruck (PL) ersichtlich, existiert
eine erhöhte
Tendenz, daß der
Leitungsdruck PL den maximalen Eingriffselementdruck infolge
eines Übersteuerns.
In einem derartigen Fall existiert selbst dann, wenn der Eingriffselementdruck den
Maximalwert annimmt, eine erhöhte
Tendenz, daß der
Leitungsdruck PL über den maximalen Eingriffselementdruck
plus einen Versatzdruck, wobei der Versatzdruck (siehe 9)
einer Federkraft einer Feder entspricht, welche auf die andere Seite
des Steuerschiebers des ausfallsicheren Ventils wirkt, hinaus ansteigt.
Gemäß der hydraulischen
Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
wird anstelle des Leitungsdrucks PL, das
heißt,
in angemessener Berücksichtigung
von Änderungen
bzw. Schwankungen des Leitungsdrucks PL,
der geregelte ausfallsichere Druck PFE als
der Gegendruck zu jedem des Hochkupplungsdrucks PH/C,
welcher auf die andere Seite des Steuer schieberstegs des ersten
ausfallsicheren Ventils 35 wirkt, und des Niederkupplungsdruck
PL/C, welcher auf die andere Seite des Steuerschieberstegs
des zweiten ausfallsicheren Ventils wirkt, verwendet, so daß der Ventilschaltpunkt
jedes der ausfallsicheren Ventile 35 und 36 sicher
bei dem oben erörterten
bestimmten Druck des Betriebspunkts des ausfallsicheren Ventils,
welcher höher
ist als der Schaltphasen-Maximaleingriffselementdruck, der während eines
Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang erhalten werden kann,
und niedriger ist als der maximal mögliche Eingriffselementdruck
(der maximal mögliche
Kupplungsdruck), auftritt. Infolge des optimalen Ventilschaltpunkts
kann der Zeitpunkt eines zwangsweisen Ablassens des 2-4-Bremsendruck
P2-4/B zuverlässig auf einen optimalen Zeitpunkt,
das heißt,
innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach Beendigung des Schaltens
von dem zweiten zu dem dritten Gang und vor Erreichen des maximalen
Hochkupplungsdruckwerts des Hochkupplungsdrucks PH/C,
festgelegt werden. Wie oben dargelegt, kann die hydraulische Steuervorrichtung des
Ausführungsbeispiels
eine wirksame ausfallsichere Funktion während des Schaltvorgangs von dem
zweiten zu dem dritten Gang erhalten, so daß das zwangsweise Ablassen
des Eingangsdrucks, welcher zum Regeln des 2-4-Bremsendrucks P2-4/B verwendet wird, zu dem oben erwähnten optimalen Zeitpunkt
geliefert wird, ohne daß ein
ungünstiger Einfluß auf den
Schaltvorgang von dem zweiten zu dem dritten Gang ausgeübt wird,
und ohne daß eine Automatikgetriebeverriegelung
während
eines ausfallsicheren Betriebsmodus eingeleitet wird, welcher benötigt wird,
um zu verhindern, daß der
2-4-Bremsendruck
P2-4/B auf die 2-4-Bremse angewandt bleibt.
-
[Zu dem Zweiventilaufbau eines ausfallsicheren
Ventils]
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Wie
in
10A–
10C dargestellt, muß, um einen ungünstigen
Einfluß auf
den automatischen Schaltvorgang (das automatische Schalten von dem zweiten
zu dem dritten Gang) zu beseitigen und eine unerwünschte Getriebeverriegelung
zu verhindern, der Betriebszustand des ersten ausfallsicheren Ventils
35 so
bestimmt werden, so daß das
erste ausfallsichere Ventil zu der Ablaßposition nur dann betätigt bzw.
geschaltet wird, wenn der kombinierte Hydraulikdruck plus Federkraft,
welche auf den Steuerschieber des ersten ausfallsicheren Ventils
35 wirkt,
innerhalb des bestimmten Druckbereichs des Betriebspunkt des ausfallsicheren
Ventils liegt, welcher größer ist
als ein durch den maximalen Hochkupplungsdruck minus A definierter
Druckwert (siehe
10B). Außerdem muß der Betriebszustand des zweiten ausfallsicheren
Ventils bestimmt werden, so daß das zweite
ausfallsichere Ventil
36 zu der Verbindungsposition (zu
der Verbindungsleitung
40) lediglich dann betätigt bzw.
geschaltet wird, wenn der kombinierte Hydraulikdruck plus Federkraft,
welche auf den Steuerschieber des zweiten ausfallsicheren Ventils
36 wirkt,
innerhalb des bestimmten Druckbereichs des Betriebspunkts des ausfallsicheren
Ventils liegt, welcher größer ist
als ein durch den maximalen Niederkupplungsdruck minus A definierter
Druckwert (siehe
10B). In
10B bezeichnet
A einen vorbestimmten Druckwert. Bei der hydraulischen Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
werden, um den oben erwähnten
optimalen Zeitpunkt für
den zwangsweisen Ablaßvorgang
zu gewährleisten,
die beiden ausfallsicheren Ventile
35 und
36 verwendet. Es
sei angenommen, daß das
ausfallsichere Ventil
32 aus einem Schieberventilaufbau
besteht (siehe
11). In diesem Fall kann, unter
der Voraussetzung, daß der
maximale Hochkupplungsdruck gleich dem maximalen Niederkupplungsdruck
ist, das ausfallsichere Ventil als Einfachschieberventil aufgebaut sein,
dessen Position bei einem Schaltpunkt geschaltet wird, welcher durch
den maximalen Hochkupplungsdruck plus den maximalen Niederkupplungsdruck
minus 2A definiert ist (siehe
10B und
11).
Während
eines Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang, wird der Niederkupplungsdruck P
L/C, welcher auf die Niederkupplung L/C angewandt wird,
weiterhin auf dem maximalen Niederkupplungsdruck gehalten, während der
Hochkupplungsdruck P
H/C, welcher auf die
Hochkupplung H/C angewandt wird, infolge eines Hochschaltvorgangs
zu dem dritten Gang allmählich
ansteigt. In dem Fall der oben erörterten Ventilschaltkennlinie
des ausfallsicheren Ventils des Einfachschieberventilaufbaus, wird
daher, wie aus
10B ersichtlich, das ausfallsichere Ventil
zu der Ablaßposition
geschaltet, selbst wenn der kombinierte Hydraulikdruck plus Federkraft,
welche auf den einzigen Steuerschieber des ausfallsicheren Ventils
wirkt, außerhalb
des bestimmten Druckbereichs des Betriebspunkts des ausfallsicheren
Ventils liegt. Folglich wird das ausfallsichere Ventil zu einem
Ventilschaltzeitpunkt (siehe durch Δ von
10B markierten
Schaltpunkt) geschaltet, welcher vor dem durch
markierten
Schaltpunkt liegt. Die Voreilung des Schaltzeitpunkt des ausfallsicheren
Ventils zu der Druckablaßposition
ermöglicht
ein zwangsweises Ablassen des 2-4-Bremsendrucks P
2-4/B von
der 2-4-Bremse während
des Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang. Dies wirkt sich ungünstig auf
die Schaltsteuerung aus. Um dies zu vermeiden, kann anstelle des
Schaltpunkts, welcher durch den maximalen Hochkupplungsdruck plus
den maximalen Niederkupplungsdruck minus 2A definiert ist, ein anderer
Schaltpunkt verwendet werden, welcher definiert ist durch den maximalen
Hochkupplungsdruck plus dem maximalen Niederkupplungsdrucks minus
A. In dem Fall des ausfallsicheren Ventils des Einfachsteuerschieberaufbaus
mit der Ventilschaltkennlinie, welche definiert ist durch den maximalen
Hochkupplungsdruck plus dem maximalen Niederkupplungsdruck minus
A, wird jedoch in dem Fall, daß der
Niederkupplungsdruck P
L/C auf einen Druckwert
abfällt,
welcher niedriger ist als der maximale Niederkupplungsdruck minus
A/2, und zusätzlich
der Hochkupplungsdruck P
H/C auf einen Druckwert
abfällt,
welcher niedriger ist als der maximale Hochkupplungsdruck minus
A/2, infolge einer Zunahme des Ölaustritts über den
Zeitverlauf, der kombinierte Hydraulikdruck plus der Federkraft,
welche auf die rechte Seite (siehe
11) des
Steuerschieberstegs wirkt, kleiner als der Gegendruck (entsprechend
dem Maximalwert des Eingriffelementdrucks), welcher auf die rechte
Seite des Steuerschieberstegs wirkt. Unter diesen Bedingungen ist
es unmöglich, eine
Gleitbewegung des Steuerschiebers des ausfallsicheren Ventils hin
zu der Ablaßposition
zu erzeugen. Aus den oben dargelegten Gründen ist es, wenn die beiden
Eingriffselementdrücke,
das heißt,
der Hochkupplungsdruck P
H/C und der Niederkupplungsdruck
P
L/C, als Betätigungssignaldrücke verwendet werden,
schwierig, das ausfallsichere Ventil aus einem Einfachschieberventil
aufzubauen.
-
Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist gemäß der hydraulisches Steuervorrichtung des
Ausführungsbeispiels
das erste ausfallsichere Ventil 35 der 2-4-Bremse als ein
mechanisches Ventil aufgebaut, welches in der Lage ist, den 2-4-Bremsendruck
P2-4/B von der 2-4-Bremse (2-4/B) unter
Verwendung des Hochkupplungsdruck PH/C der
Hochkupplung, welche während
eines Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang ausgehend von
dem gelösten
Zustand in den Eingriffszustand gebracht wird, zwangsweise abzulassen.
Wie oben beschrieben, verwendet das erste ausfallsichere Ventil 35 den Hochkupplungsdruck
PH/C (entsprechend dem zweiten Eingriffselementdruck
Pc2) und den ausfallsicheren Druck PFE (entsprechenden Gegendruck zu dem Hochkupplungsdruck
PH/C als Betätigungssignaldrücke. Das
erstes ausfallsichere Ventil 35 weist eine Schaltkennlinie
auf, gemäß welcher
das Ventil 35 zu der Ablaßposition lediglich dann geschaltet
wird, wenn der kombinierte Hydraulikdruck und die Federkraft, welche
auf den Steuerschieber des ersten ausfallsicheren Ventils wirkt,
innerhalb des bestimmten Druckbereichs des Betriebspunkts des ausfallsicheren
Ventils, welcher höher
ist als ein Maximalwert des Hochkupplungsdrucks, der während eines
Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang (das heißt, eines
maximalen Schaltphasen-Hochkupplungsdrucks) regelbar ist, und niedriger
ist als der maximal mögliche
Hochkupplungsdruck, geändert
wurde. Daher kann die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
eine ausfallsichere Funktion erhalten, welche ein zwangsweises Ablassen
des 2-4-Bremsendrucks P2-4/B von der 2-4-Bremse
zu einem optimalen Zeitpunkt ermöglicht,
zu welchem die Schaltsteuerung von dem zweiten zu dem dritten Gang Gang
nicht nachteilig beeinflußt
wird, und es existiert eine niedrigere Wahrscheinlichkeit einer
unerwünschten
2-4-Bremsenverriegelung.
Gemäß der hydraulische
Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
wird während
des Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang der 2-4-Bremsendruck
P2-4/B von der 2-4-Bremse unter Verwendung
des Niederkupplungsdrucks PL/C der bereits
in Eingriff befindlichen Niederkupplung zusätzlich zu der Verwendung des Hochkupplungsdrucks
PH/C zwangsweise abgelassen.
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Außerdem,
wie in 6 dargestellt, ist jedes des ersten und zweiten
ausfallsicheren Ventils 35 und 36 durch ein Schieberventil
aufgebaut, welches keine Stegdifferenz aufweist, und daher existiert
eine geringere Wahrscheinlichkeit einer mechanischen Störung bei
jedem des ersten und zweiten ausfallsicheren Ventils, wie ein klemmender
Steuerschieber. Ferner sind bei der hydraulischen Steuervorrichtung des
Ausführungsbeispiels
sowohl das erste als auch das zweite ausfallsichere Ventil 35 und 36 stromaufwärts des
2-4/B-Verstärkerventils 34 angeordnet, und
ebenso während
des ausfallsicheren Betriebsmodus sind die beiden ausfallsicheren
Ventil 35 und 36 derart gestaltet, daß diese
die Verstärkerventil-Eingangsdruckleitung 39 des
2-4/B-Verstärkerventils 34 zwangsweise
ablassen. Daher kann selbst bei Vorhandensein des Systemfehlers,
daß der
Steuerschieber des 2-4/B-Verstärkerventils 34 in
der mittleren Steuerschieberposition verklemmt ist und somit ein
unerwarteter Hydraulikdruck auftritt, die hydraulische Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels die
2-4/B-Bremse (2-4/B)
außer
Eingriff bringen.
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Ferner
verwendet die hydraulische Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels
das ausfallsichere Druckventil 37, welches den ausfallsicheren Druck
PFE erzeugen kann, welcher als Schaltdruck
für jedes
des ersten und des zweiten ausfallsicheren Ventils 35 und 36 wirkt,
und welches einen Steuerschieber des gleichen Druckverstärkungsverhältnisses
(bzw. des gleichen Verhältnisses des
verstärkten Drucks)
aufweist wie derjenige jedes der Verstärkerventile, wie das L/C-Verstärkerventil,
das H/C-Verstärkerventil
und das L&R/B-Verstärkerventil.
Ferner verwendet das ausfallsichere Druckventil 37 den
Leitungsdruck PL als Eingangsdruck und nimmt
an einem Steuerschiebersteg den Vorsteuerdruck Pp und die
Federkraft und an dem anderen Steg (mit einer Stegdifferenz bezüglich des
einen Steuerschieberstegs des Ventils 37) den als Ausgangsdruck
dienenden ausfallsicheren Druck PFE auf.
Im Vergleich zu einem derartigen Fall, bei welchem der Leitungsdruck PL selbst als Gegendruck verwendet wird, ist
der Betrieb des ausfallsicheren Ventils nicht beeinflußt durch Änderungen
bzw. Schwankungen des Leitungsdrucks PL basierend
auf Änderungen
der Drehzahl, wodurch ein zuverlässiger
Ventilschaltbetrieb jedes des ersten und des zweiten ausfallsicheren Ventils 35 und 36 an
einem festgelegten Schaltpunkt gewährleistet ist.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann,
obwohl die ausfallsichere Ventileinheit 32 einen Zweiventilaufbau,
bestehend aus einem ersten und einem zweiten ausfallsicheren Ventil 35 und 36, aufweist,
anstelle davon die ausfallsichere Ventileinheit durch drei oder
mehr ausfallsichere Ventile aufgebaut sein.
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In 1 ist
das grundlegende Konzept der hydraulischen Steuervorrichtung des
ECT-Getriebes der Erfindung dargestellt als schematische Hydraulikanordnung.
Wie in 1 dargestellt, kann eine hydraulische Steuervorrichtung
der Erfindung auf ein Automatikgetriebe angewandt werden, welches
ein erstes Eingriffselement a, welches durch einen ersten Eingriffselementdruck
Pc1, gesteuert bzw. geregelt während eines
Schaltens, in Eingriff bzw. außer Eingriff
gebracht werden kann, ein Solenoidventil b, welches einen Solenoiddruck
PSOL in Reaktion auf ein Solenoidansteuersignal
erzeugt, und ein Druckregelventil c verwendet, welches den ersten
Eingriffselementdruck Pc1 erzeugt, angewandt
auf das erste Eingriffselement a, unter Verwendung des Solenoiddrucks
PSOL und ei nes geregelten Leitungsdrucks (Pc1) entsprechend einem Ausgangsdruck davon
als Betätigungssignaldrücke. Ein
ausfallsicheres Ventil d ist vorgesehen, um den ersten Eingriffselementdruck Pc1 von dem ersten Eingriffselement a zwangsweise abzulassen
durch Verwenden eines zweiten Eingriffselementdrucks Pc2,
welcher auf ein zweites Eingriffselement angewandt wird, welches
ausgehend von einem gelösten
Zustand in einen Eingriffszustand während eines Schaltvorgangs
gebracht wird, bei welchem das erste Eingriffselement a von einem
Eingriffszustand in einen gelösten
Zustand versetzt wird. Gemäß der hydraulischen
Steuervorrichtung der Erfindung ist das ausfallsichere Ventil d
als mechanisches Schieberventil aufgebaut, welches einen in Axialrichtung
gleitfähigen
Steuerschieber aufweist und den zweiten Eingriffselementdruck Pc2 und den Gegendruck davon (PFE),
welche auf den Steuerschieber in entgegengesetzten Richtungen wirken, als
Betätigungssignaldrücke verwendet.
Das ausfallsichere Ventil d ist derart aufgebaut, daß dieses
zu einer Ablaßposition
schaltet, wenn der zweite Eingriffselementdruck Pc2 hin
zu einem bestimmten Druck eines Betätigungspunkts eines ausfallsicheren
Ventils geregelt wurde, welcher höher ist als ein maximaler Druckwert
des zweiten Eingriffselementdrucks, welcher während des oben erwähnten Schaltvorgangs
geregelt wurde und niedriger ist als ein maximal möglicher
Eingriffselementdruck des zweiten Eingriffselements. Somit kann
die hydraulische Steuervorrichtung der Erfindung die Schaltsteuerung
optimieren und die unerwünschte
Getriebeverriegelung selbst bei Vorhandenseins des Systemfehlers,
wie einem klemmenden Steuerschieber, verhindern, wodurch eine höhere ausfallsichere
Funktion gewährleistet
ist, gemäß welcher
der erste Eingriffselementdruck Pc1 zu einem
optimalen Zeitpunkt zwangsweise abgelassen werden kann. Ferner verwendet,
um den ersten Eingriffselementdruck Pc1 während des
oben erwähnten
Schaltvorgangs zwangsweise abzulassen, das ausfallsichere Ventil
d ferner einen dritten Eingriffselementdruck Pc3,
welcher angewandt wird auf ein drittes Eingriffselement, welches
bereits in einem Eingriffszustand gehalten wird, zusätzlich zu dem
zweiten Eingriffselementdruck Pc2. Das ausfallsichere
Ventil d weist zumindest einen Zweiventilaufbau auf mit zumindest
einem ersten ausfallsicheren Ventil d1, welches einen Steuerschieber
aufweist, welcher betätigbar
ist durch den zweiten Eingriffselementdruck Pc2 und
den Gegendruck (ausfallsicheren Druck PFE),
wobei beide als Betätigungssignaldrücke dienen,
und mit einem zweiten ausfallsicheren Ventil d2, welches einen Steuerschieber
aufweist, welcher betätigbar
ist durch den dritten Eingriffselementdruck Pc3 und den Gegendruck
(ausfallsicheren Druck PFE), wobei beide
als Betätigungssignaldrücke dienen.
Das erste und das zweite ausfallsichere Ventil d1 und d2 sind unabhängig voneinander
betätigbar, jeweils
in Reaktion auf die erste Gruppe kombinierten Drucks (Pc2,
PFE) und die zweite Gruppe kombinierten Drucks
(Pc3, PFE). Durch
Verwenden der beiden unterschiedlichen Eingriffselementdrücke Pc2 und Pc3 ist es möglich, den
ausfallsicheren Betriebsmodus für
das erste Eingriffselement a zu dem optimalen Zeitpunkt zu erzielen.
Außerdem
kann jedes des ersten und des zweiten ausfallsicheren Ventils aufgebaut
sein durch ein Schieberventil ohne Stegdifferenz, und somit existiert
ein geringeres Problem eines in der mittleren Axialposition klemmenden
Steuerschiebers, wodurch eine Systemzuverlässigkeit erhöht ist.
Ferner ist das ausfallsichere Ventil d bezüglich der Strömung stromaufwärts des
Druckregelventils c. Während
des ausfallsicheren Betriebsmodus wirkt das ausfallsichere Ventil
d derart, daß dieses
eine Eingangsdruckleitung e für
das Druckregelventil c zwangsweise abläßt. Daher kann selbst bei Vorhandensein
des Systemfehlers, wie einem klemmenden Steuerschieber des Druckregelventils
c in der mittleren Steuerschieberposition, das heißt einem
unerwarteten Hydraulikdruckanstieg, die hydraulische Steuervorrichtung
der Erfindung bestimmt das erste Eingriffselement a lösen. Ferner
ist ein ausfallsicheres Druckventil f vorgesehen, mit einem Steuerschieber,
welcher dasselbe Druckverstärkungsverhältnis aufweist
wie das Druckregelventil c. Das ausfallsichere Druckventil f verwendet
einen Leitungsdruck PL als Eingangsdruck.
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Ein
Vorsteuerdruck Pp wirkt auf den Steuerschieber
des ausfallsicheren Druckventils f in einer Axialrichtung, während ein
Ausgangsdruck (ausfallsicherer Druck PFE)
des ausfallsicheren Druckventils f auf den Steuerschieber in der
entgegengesetzten Axialrichtung wirkt. Im Vergleich zu einem Fall,
bei welchem der Leitungsdruck PL selbst
als Gegendruck verwendet wird, existiert eine geringere Wahrscheinlichkeit,
daß das
hydraulische Steuersystem durch Schwankungen des Leitungsdrucks
PL basierend auf Änderungen der Drehzahl beeinflußt wird.
Daher ist es möglich,
das ausfallsichere Ventil d an einem festgelegten Ventilschaltpunkt
zuverlässig
zu schalten.
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Während es
sich hier um eine Beschreibung der ausgeführten bevorzugten Ausführungsbeispiele der
Erfindung handelt, ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die
hier dargestellten und beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern verschiedene Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang bzw.
dem Wesen dieser Erfindung abzuweichen, welche durch die folgenden
Ansprüche
definiert ist.