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Die
Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem für einen
hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung
eines Automatgetriebes gemäß der im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 näher
definierten Art.
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Aus
der Praxis ist es hinlänglich
bekannt, Antriebsstränge
von Fahrzeugen mit als hydrodynamische Drehmomentwandler ausgeführten Anfahrelementen
auszubilden. Dabei werden in den meisten Fällen so genannte Zweileitungswandler
verwendet, die jeweils mit einer integrierten Wandlerüberbrückungskupplung
ausgerüstet
sind. Die Wandlerüberbrückungskupplungen
sind zur Reduzierung bzw. zur Eliminierung der hydraulischen Verluste
der hydrodynamischen Drehmomentwandler vorgesehen.
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Im
Allgemeinen ist ein zur Betätigung
der Wandlerüberbrückungskupplung
vorgesehener und mit hydraulischem Druck beaufschlagbarer Wandlerkupplungskolben
in einem Zweileitungswandler als flexibler Teller ausgebildet, dessen
Nabe drehfest mit einer Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
verbunden ist.
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Bei
geöffneter
Wandlerüberbrückungskupplung
wird der Wandlerkupplungskolben von einer von einer Zulaufseite
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ausgehenden Ölströmung, die
in Richtung einer Rücklaufseite
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers strömt, beaufschlagt bzw. von dieser überströmt. Zum
Schließen
der Wandlerüberbrückungskupplung
wird ein Zulaufdruck des hydrodynamischen Drehmomentwandlers im
Wesentlichen auf Null reduziert bzw. geschaltet, so dass ein im
hydrodynamischen Drehmo mentwandler vorliegender statischer Gesamtdruck
ebenfalls im Wesentlichen auf Null abfällt. Der in Schließrichtung
der Wandlerüberbrückungskupplung
angefederte Wandlerkupplungskolben, der auf einer dem hydrodynamischen
Drehmomentwandler abgewandten Seite mit einem Reibbelag beschichtet
ist, wird bei dem letztgenannten Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
durch die Federeinrichtung des Wandlerkupplungskolbens gegen das
Gehäuse der
Pumpenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers gedrückt.
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Um
die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
und damit auch das über
die Wandlerüberbrückungskupplung
führbare
Drehmoment zu erhöhen,
wird ein Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung
angehoben. Die Erhöhung des
Zulaufdrucks der Wandlerüberbrückungskupplung
erhöht
die Anpressung des Wandlerkupplungskolbens gegen das Gehäuse der
Pumpenseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Zudem verhindert
der Wandlerkupplungskolben bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung
die Ölströmung durch
den hydrodynamischen Drehmomentwandler, so dass dem Wandlerkupplungskolben der
Wandlerüberbrückungskupplung
im Wesentlichen die Funktionalität
eines herkömmlichen
hydraulischen Rückschlagventils
zugrunde liegt.
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Um
eine Beeinträchtigung
eines Fahrkomforts zu vermeiden, wird die Wandlerüberbrückungskupplung
vorzugsweise lediglich in solchen Betriebszuständen des Antriebsstranges geschlossen,
während
welchen aus Drehungleichförmigkeiten
einer Brennkraftmaschine des Antriebsstranges resultierende und
akustisch von einem Fahrer wahrnehmbare Anregungen im Fahrzeug unterbleiben.
Im Gegensatz hierzu steht jedoch das Bestreben, die Wandlerüberbrückungskupplung
zur Reduzierung der bei geöffneter
Wandlerüberbrückungskupplung
im hydrodynamischen Drehmomentwandler auftretenden hyd raulischen
Verlustleistung während
eines Anfahrvorganges möglichst
rasch zu schließen.
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Dies
führt u.
a. dazu, dass die Wandlerüberbrückungskupplung
auch bei hohen Differenzdrehzahlen im hydrodynamischen Drehmomentwandler zwischen
einem Turbinenrad und einem Pumpenrad des Drehmomentwandlers geschlossen
werden muss.
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Je
nach Auslegung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers treten
bei hohen Differenzdrehzahlen im hydrodynamischen Drehmomentwandler
hydrodynamische Effekte auf, die sich auf einen Schließvorgang
der Wandlerüberbrückungskupplung
unter Umständen
derart negativ auswirken, dass die Wandlerüberbrückungskupplung nicht in einer
vorgesehenen Form geschlossen werden kann oder überhaupt nicht geschlossen
wird. Dies führt
u. a. dazu, dass der Zulaufdruck des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
nicht in der vorgesehenen Art und Weise auf Null abfällt, sondern
in Abhängigkeit
der Drehzahldifferenz zwischen dem Turbinenrad und dem Pumpenrad
größer oder
sogar kleiner als der Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung ist. Da die
Zulaufseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung
durch den Wandlerkupplungskolben vom Drehmomentwandler getrennt ist,
treten die hydrodynamischen Effekte im Vergleich zu der Zulaufseite
der Wandlerüberbrückungskupplung
in erheblich geringerem Umfang auf.
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Am
Wandlerkupplungskolben greifen jeweils in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes
stehende Gesamtkraftkomponenten an. So besteht bei einem Betriebszustand
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers, zu dem der Zulaufduck des
Drehmomentwandlers kleiner ist als der Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung,
nachteilhafterweise die Möglichkeit,
dass die Wandlerüberbrückungskupplung
vor einem vorgesehenen Schließzeitpunkt plötzlich schließt, was
als so genanntes Zuschnappen der Wandlerüberbrückungskupplung bezeichnet wird.
Des Weiteren besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass aufgrund der
aktuell an dem Wandierkupplungskolben angreifenden Gesamtkraftkomponente die
Wandlerüberbrückungskupplung
nicht geschlossen wird, wobei letztgenannte Fehlansteuerung der Wandlerüberbrückungskupplung
problematischer ist, da diese Fehlansteuerung vorwiegend während eines
Schließvorganges
der Wandlerüberbrückungskupplung
bei höheren
Drehzahlen des Pumpenrades auftritt.
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Ein
unerwünschter
hydrodynamischer Effekt, der zu einer Fehlansteuerung der Wandlerüberbrückungskupplung
führt,
ist eine so genannte unechte Kavitation, welche bei Unterschreiten
eines temperaturabhängigen
Druckniveaus im hydrodynamischen Drehmomentwandler auftritt. Dabei
geht die vor Unterschreiten des Druckniveaus im durch den hydrodynamischen
Drehmomentwandler geführten
Hydraulikfluid gelöste
Luft in den gasförmigen
Zustand über,
was nachteilhafterweise zu Luftansammlungen im Drehmomentwandler
und auch auf der Zulaufseite der Wandlerüberbrückungskupplung führt.
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Dabei
wird das vorgenannte Druckniveau im Drehmomentwandler dadurch unterschritten,
dass der Zulaufdruck des Drehmomentwandlers zum Schließen der
Wandlerüberbrückungskupplung
stetig bis auf Null abgesenkt wird. Anschließend wird der Zulaufdruck der
Wandlerüberbrückungskupplung zum
Einstellen der Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
auf einen vorgesehenen Druckwert angehoben. Somit ist der statische
Druck im Drehmomentwandler im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, zu
dem der Zulaufdruck des Drehmomentwandlers ein Druckniveau unterschreitet,
unterhalb dem die im Hydraulikfluid gelöste Luft ausgast, und dem Zeitpunkt,
zu dem der Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung das Druckniveau überschreitet,
derart abgesenkt, dass sich im hydrodynamischen Drehmomentwandler Luft
ansammelt, die das im hydrodynamischen Drehmomentwandler vorhandene
Hydraulikfluid aus dem Drehmomentenwandler ausschiebt.
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Dieses
Ausschieben führt
jedoch nachteilhafterweise zu einer kurzfristigen und derartigen
Druckerhöhung
im hydrodynamischen Drehmomentwandler, dass an dem Wandlerkupplungkolben
vorübergehend
eine Gesamtkraftkomponente angreift, die ein Schließen der
Wandlerüberbrückungskupplung
bewirkt, wobei über
die Wandlerüberbrückungskupplung
in diesem Zustand im Wesentlichen kein Drehmoment führbar ist.
Im weiteren Betrieb des Drehmomentwandlers wird der Zulaufdruck
der Wandlerüberbrückungskupplung
sukzessive erhöht, um
die gewünschte Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
einzustellen. Bevor jedoch die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
ansteigt, muss zunächst
das aufgrund der unechten Kavitation im Drehmomentwandler angesammelte
Luftvolumen von zugeführtem
Hydraulikfluid verdrängt
werden, so dass trotz Anheben des Zulaufdrucks der Wandlerüberbrückungskupplung
bis zum Anstieg der Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
eine gewisse Totzeit in der Ansteuerung der Wandlerüberbrückungskupplung
entsieht.
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Zum
Zeitpunkt, zu dem die Luftansammlung aufgrund der Druckerhöhung des
Zulaufdruckes der Wandlerüberbrückungskupplung
vollständig
aus dem Drehmomentwandler ausgeschoben ist, liegt die Wandlerüberbrückungskupplung
plötzlich
mit einer Übertragungsfähigkeit
vor, bei der von dieser ein anliegendes Drehmoment wenigstens teilweise übertragen
wird, so dass für
einen Fahrer eines Kraftfahrzeuges ein merkbarer und für diesen
unkomfortabler Ruck aufgrund einer Unstetigkeit im Verlauf der Momentenübertragung
im Bereich der Wandlerüberbrückungskupplung
auftritt, wodurch ein insgesamt unerwünschtes und unkomfortables
Fahrverhalten eines Fahrzeugs vorliegt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches
Steuersystem für
einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung
eines Automatgetriebes zur Verfügung
zu stellen, mittels welchem ein hoher Fahrkomfort erzielbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem hydraulischen Steuersystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Das
erfidungsgemäße hydraulische
Steuersystem für
einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung
eines Automatgetriebes ist mit einem Wandlerdrudcventil zum Steuern
des Zulaufdruckes des Drehmomentwandlers und mit einem Wandlerkupplungsventil
zum Steuern des Zulaufdruckes der Wandlerüberbrückungskupplung ausgeführt. Die Ventilschieber
des Wandlerdruckventils und des Wandlerkupplungsventils sind mit
wenigstens einem Vorsteuerdruck und einem Systemdruck beaufschlagbar.
Die Wandlerüberbrückungskupplung
ist geschlossen, wenn der Zulaufdruck des Drehmomentwandlers kleiner
ist als ein vordefinierter Druckwert des Zulaufdrucks der Wandlerüberbrückungskupplung.
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Dadurch,
dass der Ventilschieber des Wandlerkupplungsventils bei geöffneter
Wandlerüberbrückungskupplung
an einer Wirkfläche
derart mit dem Rücklaufdruck
des Drehmomentwandlers beaufschlagt ist und bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung
an der Wirkfläche
derart mit dem Zulaufdruck der Wandlerüberbrückungskupplung beaufschlagt
ist, dass über
den gesamten Betriebsbereich des Drehmomentwandlers wenigstens entweder
der Zulaufdruck des Drehmomentwandlers oder der Zulaufdruck der
Wandlerüberbrückungskupplung größer als
ein vordefiniertes Druckniveau ist, werden auf einfache Art und
Weise einen Fahrkomfort beeinträchtigende
Luftansammlungen aufgrund unechter Kavitation im Drehmomentwandler
vermieden.
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Bei
dem hydraulischen Steuersystem nach der Erfindung ist ein so genannter
Fußpunkt
zwischen einer Ventilkennlinie des Wandlerkupplungsventils und einer
Ventilkennlinie des Wandlerdruckventils im Vergleich zu herkömmlichen
Steuersystemen derart angehoben, dass ein durch die Anhebung des
Fußpunktes
erhöhter
statischer Druck, der sich sowohl auf der Zulaufseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
als auch auf der Zulaufseite der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung
einstellt, vorliegt, bei dem ein Ausgasen der in dem durch den Drehmomentwandler
geführten
Hydraulikfluid gelösten
Luft über
den gesamten Betriebsbereich des Drehmomentwandlers sicher unterbleibt.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen,
wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Übersichtlichkeit
halber für
bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet
werden.
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Es
zeigt:
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1 ein
stark schematisiert dargestelltes und als hydrodynamischer Drehmomentwandler
mit geregelter Wandlerüberbrückungskupplung
ausgeführtes
Anfahrelement eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs;
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2 ein
stark schematisiertes Schaltschema einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuersystems;
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3 eine
Ventilkennlinie des Wandlerdruckventils und eine Ventilkennlinie
des Wandlerkupplungsventils des Steuersystems gemäß 1 über einem
Vorsteuerdruck im Vergleich zu Ventilkennlinien eines Wandlerdruckventils
und eines Wandlerkupplungsventils eines herkömmlichen Steuersystems;
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4 ein
Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Steuersystems;
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5 Ventilkennlinien
des Wandlerdruckventils und des Wandlerkupplungsventils des Steuersystems
gemäß 4 im
Vergleich zu Ventilkennlinien eines herkömmlichen Steuersystems;
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6 ein
Schaltschema eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäß ausgeführten Hydrauliksystems,
welches mit einem Wandlerschaltventil ausgebildet ist;
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7 ein
Schaltschema eines vierten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäß ausgeführten Hydrauliksystems,
welches mit einem Wandlerschaltventil und ohne wandlerdruckventilseitige Vorsteuerdruckabschaltung
ausgebildet ist;
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8 Ventilkennlinien
des Wandlerdruckventils und des Wandlerkupplungsventils des Steuersystems
gemäß 6 und 7 im
Vergleich zu Ventilkennlinien eines herkömmlichen Steuersystems;
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9 ein
Schaltschema eines fünften
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
welches zur Anhebung des Zulaufdrucks der Wandlerüberbrückungskupplung
mit einem Wandlerschaltventil ausgeführt ist; und
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10 Ventilkennlinien
des Wandlerdruckventils und des Wandlerschaltventils des Steuersystems
gemäß 9 im
Vergleich zu Ventilkennlinien eines herkömmlichen Steuersystems.
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In 1 ist
eine stark schematisierte Darstellung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 mit
einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 2 dargestellt,
welcher in an sich bekannter Art und Weise mit einem Turbinenrad 3,
einem Pumpenrad 4 und einem Leitrad 5 ausgebildet ist.
Des Weiteren ist ein Wandlerkupplungskolben 6 vorgesehen,
der drehfest mit dem Turbinenrad 3 verbunden ist. Zusätzlich ist
der Wandlerkupplungskolben 6 in Bezug auf das Pumpenrad 4 in
axialer Richtung verschieblich ausgeführt, wobei sich eine axiale Position
des Wandlerkupplungskolbens 6 in Abhängigkeit einer an dem Wandlerkupplungskolben 6 angreifenden
und in Schließrichtung
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 wirkenden
Federeinrichtung 7, einem Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers
und eines Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2,
d. h. in Abhängigkeit
einer aus diesen drei Kraftkomponenten resultierenden und an dem
Wandlerkupplungskolben 6 angreifenden Gesamtkraftkomponente,
einstellt.
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Bei
geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 2 kommt
der Wandlerkupplungskolben 6 mit einem auf seiner dem Turbinenrad 3 abgewandten
Seite angeordneten Reibbelag 8 an einem an einem Gehäuse 9 vorgesehenen
weiteren Reibbelag 10 zur Anlage; wobei das Gehäuse 9 drehfest
mit dem Pumpenrad 4 verbunden ist. Im Gegensatz dazu liegt
der Wandlerkupplungskolben 6 bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung 2 nicht
an dem weiteren Reibbelag 10 des Gehäuses 9 an, so dass
der Drehmomentwandler 1 ausgehend von einem in 2 dargestellten
Wandlerdruckventil WDV über die
Wandlerüberbrückungskupplung 2 in
Richtung eines ebenfalls in 2 dargestellten
Wandlerkupplungsventils WKV von Hydraulikfluid durchströmt wird.
Dabei strömt
das Hydraulikfluid mit einem über das
Wandlerdruckventil WDV eingestellten Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 in
den Drehmomentwandler 1 ein und strömt mit einem Rücklaufdruck
p_WD_ab in Abhängigkeit
der hydrodynamischen Verhältnisse
im Drehmomentwandler 1 entsprechend gewandelter Höhe in Richtung
des Wandlerkupplungsventils WKV aus dem Drehmomentwandler 1 aus.
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Der
Rücklaufdruck
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 entspricht dem über das
Wandlerkupplungsventil WKV eingestellten Zulaufdruck p_WK_zu der
Wandlerüberbrückungskupplung 2, wobei
sich in Abhängigkeit
des Zulaufdrucks p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 und des
Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 im
Drehmomentwandler 1 ein statischer Druck bzw. ein betriebszustandsabhängiges Druckniveau
einstellt.
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Mit
abnehmendem Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 nimmt
die am Wandlerkupplungskolben 6 angreifende und in Öfnungsrichtung
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 wirkende Gesamtkraftkomponente
ab, so dass ab Unterschreiten eines Druckwerts des Zulaufdrucks
p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 die Wandlerüberbrückungskupplung 2 schließt und der
Drehmomentwandler 1 ausgehend vom Wandlerdruckventil WDV nicht
mehr durchströmt
wird. Dabei schließt
die Wandlerüberbrückungskupplung 6 bei
einem Druckwert des Zulaufdrucks p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1,
der kleiner als ein vordefinierter Druckwert des Zulaufdrucks p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung
ist. In diesem Betriebszustand des Drehmomentwandlers 1 greift
an den Wandlerkupplungskolben 6 eine die Wandlerüberbückungskupplung 2 schließende Gesamtkraftkomponente
an. D. h., dass die sich aus der Federkraft der Federeinrichtung 7 der
Wandlerüberbrückungskupplung 2 und dem
am Wandlerkupplungskolben 6 angreifenden Zulaufdruck p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung
zusammensetzende Kraftkomponente größer ist als die aus dem Zulaufdruck
p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 resultierende Kraftkomponente.
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Der
als so genannter Zweileitungswandler ausgeführte Drehmomentwandler 1 und
die geregelte Wandlerüberbrückungskupplung 2 sind
in 2 stark schematisiert in Form einer Drosselstelle
sowie eines Rückschlagventils
dargestellt, wobei der hydrodynamische Drehmomentwandler 1 durch
das Wandlerdruckventil WDV, das mit mehreren Steuerräumen WDV_1
bis WDV_8, einer Federeinrichtung WDV_F und einem Ventilschieber
WDV_S ausgeführt
ist, angesteuert wird. Die geregelte Wandlerüberbrückungskupplung 2 wird über das
Wandlerkupplungsventil WKV angesteuert, das ebenfalls mit mehreren Steuerräumen WKV_1
bis WKV_6, einer Federeinrichtung WKV_F und einem Ventilschieber
WKV_S ausgebildet ist.
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Das
Wandlerdruckventil WDV und das Wandlerkupplungsventil WKV werden über eine
Zuleitung L1 von einem nicht näher
dargestellten Drucksteuerventil eines Vorsteuersystems mit einem über ein
nicht näher
dargestelltes elektrisches Getriebesteuergerät in an sich bekannter Art
und Weise eingestellten Vorsteuerdruck p_VS an Stirnflächen der Ventilschieber
WDV_S und WKV_S, die mit den Steuerräumen WDV_1 und WKV_1 in Verbindung stehen,
entgegen den in den Steuerräumen
WDV_8 und WKV_8 angeordneten Federeinrichtungen WDV_F und WKV_F
beaufschlagt, wobei in Abhängigkeit
des über
die Zuleitung L1 an dem Wandlerdruckventil WDV bzw. an dem Wandlerkupplungsventil
WKV anliegenden Vorsteuerdrucks p_VS jeweils der Zulaufdruck p_WD_zu
des Drehmomentwandlers 1 und der Zulaufdruck p_WK_zu der
Wandlerüberbrückungskupplung 2 in
der in 3 dargestellten Art und Weise einstellbar sind.
Zudem werden die Zulaufdrücke
p_WD_zu und p_WK_zu in Abhängigkeit
eines über
eine Zuleitung L2 und über
ein in an sich bekannter Art und Weise als Druckbegrenzungsventil
ausgebildetes und in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Systemdruckventil
eingestellten System drucks p_sys über das Wandlerdruckventil WDV
und das Wandlerkupplungsventil WKV geregelt eingestellt.
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Der
Systemdruck p_sys versorgt über
die Zuleitung L2, die mit einer Drossel 17 ausgeführt ist, den
siebten Steuerraum WDV_7 des Wandlerdruckventils WDV, der über eine
Leitung L3 mit dem vierten Steuenaum WKV_4 des Wandlerkupplungsventils WKV
und einem Druckbegrenzungsventil 11 in Verbindung steht.
Zusätzlich
ist der eine Entlastungssteuerzunge des Wandlerdnackventils WDV
darstellende vierte Steuerraum WDV_4 mit dem Druckbegrenzungsventil 11 verbunden,
mittels welchem im Steuersystem 1A gemäß 2 ein vordefiniertes Druckniveau
p_0 niemals unterschritten wird. Das Druckbegrenzungsventil 11 ist
vorliegend als Plattenventil ausgebildet, welches eine gegen den
statischen Druck im hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 angefederte
Ventilplatte 12 und eine Federeinrichtung 13 aufweist.
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Darüber hinaus
ist der fünfte
Steuenaum WDV_5 mit einem stark schematisiert dargestellten Schmier-
und Kühlkreislauf 14 einer
Getriebevorrichtung des Antriebsstranges verbunden, um den Schmier-
und Kühlkreislauf 14 bei
entsprechender Stellung des Ventilschiebers WDV_S des Wandlerdruckventils
WDV mit der für
die Schmierung und Kühlung
der Getriebekomponenten der Getriebeeinrichtung erforderlichen Schmier-
und Kühlölmenge zu
versorgen.
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In 3 sind
die Ventilkennlinien V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils WDV
und des Wandlerkupplungsventils WKV des Steuersystems 1A gemäß 2 dargestellt,
welche sich aufgrund der Anordnung des Druckbegrenzungsventils 11 über dem
Vorsteuerdruck p_VS einstellen. Dabei entsprechen die Ventilkennlinien
V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils WDV und des Wandlerkupplungsventils
WKV jeweils den Verläufen
der Zulaufdrücke
p_WD_zu und p_WK_zu des Drehmomentwandlers 1 und der Wandlerüberbrückungskupplung 2.
Des Weiteren sind den Ventilkennli nien V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils
WDV und des Wandlerkupplungsventils WKV Ventilkennlinien V0_WDV
und V0_WKV des Wandlerdruckventils WDV und des Wandlerkupplungsventils
WKV gegenübergestellt,
welche sich beim Betrieb des Steuersystems 1A ohne das
Druckbegrenzungsventil 11 einstellen würden, wobei die Ventilkennlinien V_WDV
und V0_WDV sowie V_WKV und V0_WKV zwischen einem ersten Vorsteuerdruckwert
p_VS_0 und einem zweiten Vorsteuerdruckwert p_VS_1 im Wesentlichen
den gleichen Verlauf aufweisen.
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Ohne
das Druckbegrenzungsventil 11 sinkt sowohl der Zulaufdruck
p_WD_zu des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 als auch
der Zulaufdruck p_WK_zu der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 2 im
Steuersystem 1A mit steigendem Vorsteuerdruck p_VS zu einem
dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 auf nahezu Null ab und verbleibt auf
diesem Niveau bis zu einem vierten Vorsteuerdruckwert p_VS_3.
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Der
Bereich zwischen dem vierten Vorsteuerdruckwert p_VS_3 und dem dritten
Vorsteuerdruckwert p_VS_2 der Ventilkennlinien V0_WDV, V0_WKV wird
als so genannter Fußpunktbereich
des Drehmomentwandlers 1 bezeichnet, wobei die Wandlerüberbrückungskupplung 2 vor
dem dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2 geöffnet ist und nach dem vierten
Vorsteuerdruckwert p_VS_3 geschlossen ist. Im Vorsteuerdruckbereich
zwischen den Vorsteuerdruckwerten p_VS_2 und p_VS_3 kommt der Wandlerkupplungskolben 6 durch
die in Schließrichtung
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 wirkende Federeinrichtung 7 am
Gehäuse 9 zum
Anliegen, wobei in diesem Betriebszustand der Wandlerüberbrückungskupplung 2 im
Wesentlichen kein Drehmoment über
die Wandlerüberbrückungskupplung 2 führbar ist.
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Erst
nach dem vierten Vorsteuerdruck p_VS_3 und einem weiter steigenden
Vorsteuerdruck P_VS steigt der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandler überbrückungskupplung 2 stetig
an, wodurch die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 bis
auf einen maximalen Wert angehoben wird.
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Bei
dem in 2 dargestellten Steuersystem 1A stellt
der so genannte Fußpunktbereich
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers einen gewissen Bereich des
Vorsteuerdrucks dar, in dem weder der Zulaufdruck p_WD_zu des hydrodynamischen
Drehmomentwandlers 1 noch der Zulaufdruck p_WK_zu der geregelten
Wandlerüberbrückungskupplung 2 verändert wird.
D. h. der Fußpunktbereich des
Drehmomentwandlers 1 ist im Wesentlichen ein neutraler
Druckregelbereich, der zum Ausgleich von Toleranzen in dem Steuersystem 1A zugeordneten Vorsteuersystem
vorgesehen ist.
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Mit
den Ventilkennlinien V0_WDV und V0_WKV des Wandlerdruckventils WDV
und des Wandlerkupplungsventils WKV treten jedoch nachteilhafterweise
die vorbeschriebenen Luftansammlungen im Drehmomentwandler 1 auf.
Aus diesem Grund wird im Steuersystem 1A mittels des Druckbegrenzungsventils 11 ein
vordefiniertes Druckniveau p_0 eingestellt, bei dem die im Hydraulikfluid
gelöste Luft
im Hydraulikfluid in gelöster
Form verbleibt. Das Druckbegrenzungsventil 11 ist vorliegend
zwischen einem nicht näher
dargestellten drucklosen Hydraulikfluidreservoir und dem Wandlerdruckventil
WDV sowie dem Wandlerkupplungsventil WKV angeordnet, so dass sowohl
der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 als auch
der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 niemals
unterhalb des vordefinierten Druckniveaus p_0 absinkt und die Ventilkennlinien
V_WDV und V_WKV von den Ventilkennlinien V0_WDV und V0_WKV in der
in 3 dargestellten Art und Weise abweichen.
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Das
Druckniveau p_0 ist von der steuersystemseitig mit hydraulischem
Druck beaufschlagbaren Plattenventilwirkfläche der Ventilplatte 12 sowie
der Federkraft der Federeinrichtung 13 des Druckbegrenzungsventils 11 abhängig und
ist beispielsweise durch Variation dieser beiden Parameter in Abhängigkeit
des jeweils vorliegenden Betriebszustandes des Steuersystems 1A veränderbar.
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Dadurch,
dass durch das Druckbegrenzungsventil 11 im Steuersystem 1A auf
der Zulaufseite des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 das
vordefinierte Druckniveau p_0 an dem Wandlerkupplungskolben 6 auch
bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 2 anliegt,
reduziert sich die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 bei
gleichem Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 im
Vergleich zu einem Steuersystem, bei dem das Druckniveau auf der
Zulaufseite des Drehmomentwandlers 1 im Wesentlichen Null
ist, da die Druckdifferenz bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung
zwischen der Zulaufseite der Wandlerüberbrückungskupplung und dem Drehmomentwandler
um den Wert des vordefinierten Druckniveaus p_0 reduziert ist.
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Diese
Reduzierung wird vorliegend durch einen wenigstens um das vordefinierte
Druckniveau p_0 erhöhten
Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 kompensiert.
Da zusätzlich der
Beginn des Fußpunktbereichs
des Drehmomentwandlers 1 durch die Anhebung des Druckniveaus
im Steuersystem 1 vom dritten Vorsteuerdruckwert p_VS_2
in Richtung des zweiten Vorsteuerdruckwerts p_VS_1 verschoben ist,
wird die mittels der Druckerhöhung
des Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 kompensierte Verringerung
der Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung
ohne Veränderung
der Ventilverstärkung
des Wandlerkupplungsventils WKV erreicht. Das heißt, dass
die Kompensation lediglich durch eine schwächere Ventilkennlinie V_WKV
umgesetzt wird, wodurch die Auflösung
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 gegenüber einem herkömmlichen
Steuersystem ohne Druckbegrenzungsventil nicht verändert wird.
Dabei wird vorliegend unter dem Begriff Auflösung die Abhängigkeit zwischen
der Druckänderung
des Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 in Abhängigkeit
einer Stromänderung
im Bereich des Drucksteuerventils des Vorsteuersystems verstanden, über welches
der Vorsteuerdruck p_VS von dem elektrischen Getriebesteuergerät eingestellt
wird.
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Machfolgend
wird die Funktionsweise des Steuersystems 1A gemäß 2 in
Verbindung mit der Darstellung gemäß 3 ausgehend
vom ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 näher beschrieben. Der erste
Vorsteuerdruckwert p_VS_0, ist wenigstens annähernd Null. In diesem Betriebszustand
ist der Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils WDV durch die
am Ventilschieber WDV_S in entgegengesetzter Richtung zu dem Steuerdruck
p_VS am Ventilschieber WDV_S angreifende Federeinrichtung WDV_F
umgeschoben, dass der Zulaufdruck p_WD_zu des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 maximal
ist. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der Systemdruck p_sys über den
sich in völlig
umgeschobener Stellung befindlichen Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils
WDV vom Wandlerdruckventil WDV auf ein Maximum reduziert wird, welches über eine
Wirkfläche 18 des
Ventilschiebers WDV_S und die Federkraft der Federeinrichtung WDV_F
des Wandlerdruckventils WDV eingestellt wird.
-
Gleichzeitig
ist der siebte Steuerraum WDV_7 von dem sechsten Steuerraum WDV_6
des Wandlerdruckventils WDV in der Druck regelnden Stellung des
Ventilschiebers WDV_S getrennt, so dass die Verbindung zwischen
der Zuführleitung
L2 und dem zweiten Steuerraum WKV_2 des Wandlerkupplungsventils
WKV gesperrt ist. Die Druckregelung im Bereich des dritten Steuerraums
WDV_3 des Wandlerdruckventils WDV findet über die so genannte Modulation
des Wandlerdruckventils WDV zwischen dem zweiten Steuerraum WDV_2
und dem vierten Steuerraum WDV_4 statt, wobei der Druck des dritten
Steuerraums WDV_3 größer ist
als das über
das Druckbegrenzungsventil 11 vordefinierte Druckniveau.
-
Nach
dem Durchströmen
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 liegt am dritten
Steuerraum WKV_3 und dem fünften
Steuerraum WKV_5 des Wandlerkupplungsventils WKV der Rücklaufdruck
p_WD_ab an, der im Wesentlichen dem in 3 dargestellten
Zulaufdruck p_WK_zu der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 2 entspricht, wobei
die Differenz zwischen dem Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 und
dem Rücklaufdruck
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 bzw. des Zulaufdrucks
p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 zwischen
dem ersten Vorsteuerdruckwert p_VS_0 und einem weiteren Vorsteuerdruckwert
p_VS_4 aufgrund eines Druckabfalls, der beim Durchströmen des
hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 auftritt, verursacht
wird.
-
Das
Wandlerkupplungsventil WKV wird bei Anliegen des ersten Vorsteuerdruckwerts
p_VS_0 durch die an dem Ventilschieber WKV_S angreifende Federeinrichtung
WKV_F und den gleichgerichtet an einer Wirkfläche 15 des Ventilschiebers
WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV angreifenden Rücklaufdruck
p_WD_ab des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 vollständig umgeschoben,
so dass der vierte Steuerraum WKV_4 vom dritten Steuerraum WKV_3
des Wandlerkupplungsventils WKV getrennt ist und der über die
Zuführleitung 12 am
Wandlerkupplungsventil WKV anliegende Systemdruck p_sys nicht in
Richtung der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 2 geführt wird.
-
Mit
steigendem Vorsteuerdruck p_VS werden sowohl der Ventilschieber
WDV_S des Wandlerdruckventils WDV als auch der Ventilschieber WKV_S
des Wandlerkupplungsventils WKV entgegen der in Abhängigkeit
der Federrate der Federeinrichtung WDV_F bzw. WKV_F am Ventilschieber WDV_S
bzw.
-
WKV_S
anliegenden Federkraft und dem am Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV
anliegenden Rücklaufdruck
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 derart verschoben, dass
der Zulaufdruck p_WD_zu des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 und
damit auch der Rücklaufdruck
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 in der in 3 dargestellten
Art und Weise bis hin zum zweiten Vorsteuerdruckwert p_VS_1 durch
Anheben des Vorsteuerdrucks p_VS reduziert werden, wobei sich der
Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils erst kurz vor Überschreiten
des Druckwertes p_0 in Richtung der Modulationssteuerkanten der
Steuerräume
WKV_2 und WKV_4 bewegt.
-
Des
Weiteren wird der Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils
WKV mit zunehmendem Vorsteuerdruck p_VS entgegen der Federrate der
Federeinrichtung WKV_F zunehmend in Richtung des sechsten Steuerraums
WKV_6 verschoben, so dass der Ventilschieber WKV_S die Steuerkante
des vierten Steuerraums WKV_4 überstreicht
und dieser mit dem dritten Steuerraum WKV_3 verbunden wird.
-
Zum
fünften
Vorsteuerdruckwert p_VS_4 wird eine Durchströmung des Drehmomentwandlers 1 durch
den Gegendruck des Schmier- und Kühlkreislaufes 14 verhindert,
so dass sich die Ventilkennlinien V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils
WDV und Wandlerkupplungsventils WKV synchronisieren. Das heißt, dass
der Zulaufdruck p_WD_zu des Wandlerdruckventils WDV und der Zulaufdruck
p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 ab
dem fünften
Vorsieuerdruckwert p_VS_4 gleich sind, wobei sich der Zulaufdruck p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 zu diesem
Vorsteuerdruckwert aus dem Rücklaufdruck p_WD_ab
und dem über
das Wandlerkupplungsventil WKV über
den vierten Steuerraum WKV_4 und den dritten Steuerraum WKV_3 durchgeleiteten Druckanteil
des über
die Zuführleitung
L2 am Wandlerkupplungsventil WKV anliegenden Systemsdrucks p_sys
zusammensetzt.
-
Zwischen
dem zweiten Vorsteuerdruckwert p_VS_1 und dem sechsten Vorsteuerdruckwert p_SV_5,
welche den Fußpunktbereich
des über
das Steuersystem 1A mit dem Druckbegrenzungsventil 11 angesteuerten
Drehmomentwandlers 1 begrenzen, wird trotz weiter steigendem
Vorsteuerdruck p_VS weder der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 noch
der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 verändert, wobei die
beiden Zulaufdrücke
p_WD_zu und p_WK_zu auf dem durch das Druckbegrenzungsventil 11 eingestellten
vordefinierten Druckniveau p_0 verbleiben.
-
Zum
Ende des Fußpunktbereichs
des Drehmomentwandlers 1, d. h. oberhalb des sechsten Vorsteuerdruckwerts
p_VS_5, bewirkt ein weiteres Ansteigen des Vorsteuerdrucks p_VS
ein Anheben des Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 1,
während
der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers in der in 2 dargestellten Position
des Ventilschiebers WDV_S des Wandlerdruckventils WDV keine Veränderung
erfährt
und auf dem vordefinierten Druckniveau p_0 verbleibt.
-
Das
bedeutet, dass sowohl der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 als
auch der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 im
Gegensatz zu einem Steuersystem ohne Druckbegrenzungsventil über alle
Betriebszustände
des Drehmomentwandlers 1 oberhalb des vordefinierten Druckniveaus
p_0 liegt, wodurch die aus der Praxis bekannten und eine Funktionsweise eines
Drehmomentwandlers 1 und einer damit korrespondierenden
Wandlerüberbrückungskupplung 2 negativ
beeinflussenden hydrodynamischen Effekte auf einfache Art und Weise
vermieden werden.
-
Zusätzlich ist
der Fußpunktbereich
des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 bei dem Steuersystem 1A gemäß 2 in
der in 3 dargestellten Art und Weise gegenüber dem
Fußpunktbereich
eines Steuersystems ohne Druckbegrenzungsventil in Richtung niedrigerer
Vorsteuerdruckwerte verschoben. Damit wird erreicht, dass die Wandlerüberbrückungskupplung 2 trotz
des bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 2 erhöhten Zulaufdrucks
p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 bei jeweils demselben
Vorsteuerdruckwert p_VS die gleiche Übertragungsfähigkeit
aufweist wie bei einem Steuersystem ohne Druckbegrenzungsventil.
Damit wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass die Ansteuerung
des Drucksteuerventils des Vorsteuerdrucksystems, über welches der
Vorsteuerdruck p_VS in Abhängigkeit
einer elektrischen Ansteuerung durch das elektrische Getriebesteuergerät eingestellt
wird, wie bei einem Steuersystem ohne Druckbegrenzungsventil erfolgen
kann.
-
Das
in 4 dargestellte Schaltschema einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgeführten Steuersystems 1A ist
in ähnlicher Art
und Weise wie das Steuersystem 1A gemäß 2 aufgebaut,
weshalb in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede
zwischen diesen beiden Steuersystemen näher eingegangen wird.
-
Das
Steuersystem 1A gemäß 4 ist
im Gegensatz zu dem Steuersystem gemäß 2 ohne Druckbegrenzungsventil
ausgeführt,
so dass die Entlastungssteuerzunge bzw. der vierte Steuerraum WDV_4
des Wandlerkupplungsventils direkt mit dem drucklosen Hydraulikfluidreservoir
in Verbindung steht und der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 in
der in 5 dargestellten Art und Weise im Wesentlichen
auf Null absenkbar ist.
-
Das
Wandlerkupplungsventil WKV gemäß 4 ist
im Gegensatz zu dem Wandlerkupplungsventil WKV gemäß 2 ohne
die Federeinrich tung WKV_F ausgebildet und der Rücklaufdruck p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 bzw.
der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 wird
bei dem Wandlerkupplungsventil WKV gemäß 4 auf eine
größere Steuerdruckfläche bzw.
Wirkfläche 15 des
Ventilschiebers WKV_S als beim Wandlerkupplungsventil WKV gemäß 2 geführt.
-
Die
vorstehend beschriebene und von der Ausgestaltung des Steuersystems 1A gemäß 2 abweichende
Ausführung
des Steuersystems 1A gemäß 4 führt zu den
in 5 dargestellten Ventilkennlinien V_WDV und V_WKV
des Wandlerdruckventils WDV und des Wandlerkupplungsventils WKV, welchen
wiederum die zu 3 beschriebenen Ventilkennlinien
V0_WDV und V0_WKV eines herkömmlich
ausgeführten
Steuersystems gegenübergestellt sind.
-
Dabei
steht die Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV
bei geöffneter
Wandlerüberbrückungskupplung 2 in
Abhängigkeit
des Vorsteuerdrucks p_VS und des in Bezug auf den Vorsteuerdruck
p_VS entgegengesetzt am Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils
WKV angreifenden Rücklaufdrucks
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1. Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 2 steht
die Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV in Abhängigkeit des
Vorsteuerdrucks p_VS und des dem Vorsteuerdruck p_VS entgegengesetzt
am Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV angreifenden
Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2.
Damit übersteigt
der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 das vordefinierte
Druckniveau p_0 spätestes
zu einem Vorsteuerdruckwert p_VS(p_0), zu dem der Zulaufdruck p_WD_zu
des Drehmomentwandlers 1 das vordefinierte Druckniveau
p_0 unterschreitet. Damit ist gewährleistet, dass der statische
Druck im Drehmomentwandler 1 wie bei dem in 2 dargestellten Steuersys tem 1A niemals
unterhalb des vordefinierten Druckniveaus p_0 absinkt und Luftansammlungen
im Drehmomentwandler 1 wirkungsvoll vermieden werden.
-
Der
Fußpunktbereich
des Drehmomentwandlers 1 ist bei dem in 4 dargestellten
Steuersystem 1A auf den Schnittpunkt der Ventilkennlinien V_WDV
und V_WKV des Wandlerdruckventils WDV und des Wandlerkupplungsventils
WKV reduziert, womit Toleranzen im Vorsteuersystem in geringerem Umfang
als bei dem Steuersystem 1A gemäß 2 abdeckbar
sind, wohingegen das Steuersystem 1A gemäß 4 ohne
Druckbegrenzungsventil ausgebildet und daher im Vergleich zu dem
Steuersystem gemäß 2 durch
geringere Herstellkosten gekennzeichnet ist.
-
Ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Steuersystems 1A ist in 6 in Form
eines Schaltschemas dargestellt, wobei das Wandlerdruckventil WDV
und das Wandlerkupplungsventil WKV vom Aufbau her im Wesentlichen
dem Wandlerdruckventil und dem Wandlerkupplungsventil des Steuersystems
gemäß 4 entsprechen.
-
Zusätzlich ist
das Steuersystem 1A gemäß 6 mit
einem Wandlerschaltventil WSV ausgeführt, das sieben Steuerräume WSV_1
bis WSV_7, einen Ventilschieber WSV_S und eine Federeinrichtung
WSV_F aufweist. Das Wandlerschaltventil WSV wird an der der Federeinrichtung
WSV_F abgewandten Stirnfläche
des Ventilschiebers WSV_S mit dem Vorsteuerdruck p_VS beaufschlagt,
so dass der Vorsteuerdruck p_VS der Federrate der Federeinrichtung
WSV_F entgegenwirkt und der Ventilschieber WSV_S des Wandlerschaltventils
WSV zwischen einer ersten in 6 dargestellten
Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung, bei dem die mit
dem Vorsteuerdruck p_VS beaufschlagbare Stirnfläche des Ventilschiebers WSV_S
am Gehäuse
des Wandlerschaltventils WSV zum Anliegen kommt, umschaltbar ist.
-
Des
Weiteren liegt an dem Wandlerschaltventil WSV_S ein so genannter
Reduzierdruck p_red an, der bei entsprechender Position des Ventilschiebers
WSV_S des Wandlerschaltventils WSV vom zweiten Steuerraum WSV_2
und über
den dritten Steuerraum WSV_3 in Richtung des achten Steuerraums
WDV_8 des Wandlerdruckventils WDV, in dem die Federeinrichtung WDV_F
des Wandlerdruckventils angeordnet ist, weitergeleitet wird. Darüber hinaus
liegt der Vorsteuerdruck p_VS auch an dem sechsten Steuerraum WSV_6
des Wandlerschaltventils WSV an, der bei entsprechender Position
des Ventilschiebers WSV_S des Wandlerschaltventils WSV über den
fünften
Steuerraum WSV_5 in Richtung des ersten Steuerraums WDV_1 des Wandlerdruckventils 1 geführt wird.
-
Das
bedeutet, dass die in 8 dargestellte Ventilkennlinie
V_WDV des Wandlerdruckventils WDV gemäß 6 vor Erreichen
eines vordefinierten siebten Vorsteuerdruckwerts p_VS_6 des Vorsteuerdrucks
p_VS in Abhängigkeit
eines an dem Wandlerschaltventil WSV anliegenden und in Richtung
des Wandlerdruckventils WDV durchgeschalteten Drucksignals bzw.
des Reduzierdrucks p_red und einer gleichgerichtet an dem Ventilschieber
WDV_S des Wandlerdruckventils WDV angreifenden Federeinrichtung
WDV_F steht und im Wesentlichen konstant verläuft. Ab Überschreiten des vordefinierten siebten
Vorsteuerdruckwerts p_VS_6 des Vorsteuerdrucks p_VS steht die Ventilkennlinie
V_WDV des Wandlerdruckventils WDV in Abhängigkeit des dann über das
Wandlerschaltventil WSV in Richtung des ersten Steuerraums WDV_1
des Wandlerdruckventils WDV durchgeschalteten Vorsteuerdrucks p_VS und
der entgegengesetzt zu dem Vorsteuerdruck p_VS an dem Ventilschieber
WDV_S des Wandlerdruckventils WDV wirkenden Federeinrichtung WDV_F,
da die Verbindung zwischen dem zweiten Steuerraum WSV_2 und dem
dritten Steuerraum WSV_3 des Wandlerschaltventils WSV unterbrochen ist
und der achte Steuerraum WDV_8 des Wandlerdruckventils WDV nicht
länger
mit dem Re duzierdruck p_red bzw. dem am Wandlerschaltventil WSV anliegenden
Drucksignal beaufschlagt wird.
-
Dadurch,
dass das Wandlerdruckventil WDV bei Überschreiten des siebten Vorsteuerdruckwerts p_VS_6
nicht länger
im Bereich des achten Steuerraums WDV_8 mit dem Reduzierdruck p_red
beaufschlagt wird, wird der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers
in der in 8 durch den senkrechten Bereich
der Ventilkennlinie V_WDV des Wandlerdruckventils WDV zum Vorsteuerdruckwert p_VS_6
grafisch wiedergegebenen Art und Weise sprunghaft reduziert. Anschließend weist
der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 bzw. die
Ventilkennlinie V_WDV des Wandlerdruckventils WDV mit steigendem
Vorsteuerdruck p_VS einen stetigen Verlauf auf und wird mit zunehmendem
Vorsteuerdruck p_VS bis auf Null reduziert.
-
Die
Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV bzw. der Verlauf
des Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 entspricht
im Wesentlichen dem in 5 gezeigten stetigen Verlauf,
da das Wandlerkupplungsventil WKV gemäß 6 im Wesentlichen
den gleichen Aufbau wie das Wandlerkupplungsventil gemäß 4 aufweist.
-
7 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Steuersystems 1A, welches ebenfalls wie das Steuersystem 1A gemäß 6 mit
einem Wandlerschaltventil WSV ausgeführt ist, wobei das Wandlerdruckventil
WDV im Bereich des ersten Steuerraums WDV_1 direkt mit dem Vorsteuerdruck
p_VS beaufschlagt wird, so dass das Steuersystem 1A gemäß 7 im
Bereich des Wandlerschaltventils WSV ohne die in 6 dargestellte
Abschaltung des Vorsteuerdrucks p_VS für das Wandlerdruckventil WDV
ausgeführt
ist. Die Ventilkennlinien V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils
WDV und des Wandlerkupplungsventils WKV des Steuersystems 1 gemäß 7 entsprechen
im Wesentlichen den Ventilkennli nien V_WDV und V_WKV des Wandlerdruckventils
WDV und des Wandlerkupplungsventils WKV des Steuersystems gemäß 6 und
sind in 8 grafisch wiedergegeben.
-
Die
Ventilkennlinie V_WDV des Wandlerdruckventils WDV gemäß 7 steht
vor Erreichen des vordefinierten siebten Vorsteuerdruckwerts p_VS_6
des Vorsteuerdrucks p_VS in Abhängigkeit des
an dem Wandlerschaltventil WVS anliegenden und in Richtung des Wandlerdruckventils
WDV durchgeschalteten Drucksignals p_red, einer gleichgerichtet
an dem Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils WDV angreifenden
Federeinrichtung WDV_F und dem in Bezug auf die Federeinrichtung WDV_F
in entgegengesetzter Richtung an dem Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils
WDV wirkenden Vorsteuerdrucks p_VS, wobei sich der Zulaufdruck p_WD_zu
gemäß der gepunketet
ausgeführten
Linie langsam absenkt. Ab Überschreiten
des vordefinierten siebten Vorsteuerdruckwerts p_VS_6 des Vorsteuerdrucks
p_VS steht die Ventilkennlinie V_WDV des Wandlerdruckventils WDV
in Abhängigkeit
des Vorsteuerdrucks p_VS und der entgegengesetzt zu dem Vorsteuerdruck
p_VS an dem Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils WDV wirkenden
Federeinrichtung WDV_F.
-
Die
Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV steht über dem
gesamten Betriebsbereich des Steuersystems 1 in Abhängigkeit des
am Ventilschieber WKV_S anliegenden Vorsteuerdrucks p_VS und in
Bezug auf den Vorsteuerdruck p_VS in entgegengesetzter Richtung
an der Wirkfläche 15 des
Ventilschiebers WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV angreifenden
Rücklaufdrucks p_WD_ab
des Drehmomentwandlers bzw. des Zulaufdrucks p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2.
-
Grundsätzlich ist
den beiden in 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispielen
des Steuersystems 1A gemein, dass der Ventilschie ber WSV_S
des Wandlerschaltventils WSV entgegen der Federeinrichtung WSV_F
derart mit dem Vorsteuerdruck p_VS beaufschlagbar ist und derart
mit dem Wandlerdruckventil WDV wirkverbunden ist, dass der Zulaufdruck
p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 das
vordefinierte Druckniveau p_0 spätestens
zu einem Vorsteuerdruckwert p_VS(p_0) übersteigt, zu dem der Zulaufdruck
p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 das vordefinierte Druckniveau
p_0 unterschreitet.
-
Um
die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 auf
einen einem herkömmlich
ausgeführten
Steuersystem entsprechenden Wert einstellen zu können, ohne den Zulaufdruck p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung
zu erhöhen,
wird der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 kontinuierlich
auf Null abgesenkt, nachdem der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 das
vordefinierte Druckniveau p_0 überschritten
hat.
-
Ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuersystems 1A ist in Form eines Schaltschemas in 9 gezeigt,
welches wie die Ausführungsbeispiele
des Steuersystems gemäß 6 und 7 mit
einem Wandlerschaltventil WSV ausgeführt ist. Das Wandlerschaltventil
WSV ist in derselben Art und Weise aufgebaut wie das Schaltventil
WSV gemäß 6,
wobei ein am Wandlerschaltventil WSV anliegendes Drucksignal p_red
bei entsprechender Schaltstellung des Ventilschiebers WSV_S des
Wandlerschaltventils WSV auf eine Stirnfläche 16 des Ventilschiebers WKV_S
des Wandlerkupplungsventils WKV geführt wird.
-
Der
Ventilschieber WSV_S des Wandlerschaltventils WSV ist entgegen der
Federeinrichtung WSV_F derart mit dem Vorsteuerdruck p_VS beaufschlagbar
und derart mit dem Wandlerkupplungsventil WKV wirkverbunden, dass
der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 das Druckniveau
p_0 in der in 10 dargestellten Art und Weise
spätestens
zu einem Vorsteuerdruckwert p_VS(p_0) übersteigt, zu dem der Zulaufdruck p_WD_zu
des Drehmomentwandlers 1 das vordefinierte Druckniveau
p_0 unterschreitet.
-
Die
Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV steht vor
Erreichen eines vordefinierten achten Vorsteuerdruckwerts p_VS_7
des Vorsteuerdrucks p_VS in Abhängigkeit
einer an dem Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV
angreifenden Federeinrichtung WKV_F und dem zu der Federeinrichtung
WKV_F gleichgerichtet an dem Ventilschieber WKV_S angreifenden Rücklaufdruck
p_WD_ab des Drehmomentwandlers 1 bzw. des Zulaufdrucks
p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 sowie
des in entgegengesetzter Richtung am Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils
WKV angreifenden Vorsteuerdrucks p_VS.
-
Die
Ventilkennlinie V_WKV des Wandlerkupplungsventils WKV steht ab Überschreiten
des vordefinierten achten Vorsteuerdruckwerts p_VS_7 des Vorsteuerdrucks
p_VS in Abhängigkeit
des Vorsteuerdrucks p_VS, eines an dem Wandlerschaltventil WSV anliegenden
und in Richtung des Wandlerkupplungsventils WKV durchgeschalteten
sowie in Bezug auf den Vorsteuerdruck p_VS in gleicher Richtung
an dem Ventilschieber WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV angreifenden
Drucksignals p_red, der Federrate der Federeinrichtung WKV _und
des zu der Federeinrichtung WKV_F gleich wirkend an dem Ventilschieber
WKV_S des Wandlerkupplungsventils WKV angreifenden Zulaufdrucks p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung 2.
-
Die
Ventilkennlinie V_WDV des Wandlerdruckventils WDV steht über den
gesamten Betriebsbereich des Drehmomentwandlers 1 in Abhängigkeit des
am Ventilschieber WDV_S des Wandlerdruckventils WDV anliegenden Vorsteuerdrucks
p_VS und der dem Vorsteuerdruck p_VS entgegenwirkenden Federrate
der Federeinrichtung WDV_F.
-
Bei
dem in 9 dargestellten Steuersystem 1A wird
im Gegensatz zu dem in 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispielen
des erfindungsgemäßen Steuersystems
nicht der Zulaufdruck p_WD_zu des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
zu einem vordefinierten Vorsteuerdruckwert sprungartig reduziert,
sondern der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung zu dem vordefinierten
achten Vorsteuerdruckwert p_VS_7 sprungartig derart angehoben und
anschließend
in Abhängigkeit
des am Wandlerkupplungsventil WKV am sechsten Steuerraum WKV_6 anliegenden
Vorsteuerdrucksignals mit steigendem Vorsteuerdruck p_VS konstant
gehalten oder ansteigend dargestellt, so dass der Zulaufdruck p_WK_zu
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 das
vordefinierte Druckniveau p_0 spätestens
zu dem Vorsteuerdruckwert p_VS(p_0) übersteigt, zu dem der Zulaufdruck p_WD_zu
des Drehmomentwandlers 1 das vordefinierte Druckniveau
p_0 unterschreitet.
-
Mit
dem in 9 dargestellten Steuersystem 1A ist ein
höherer
Fußpunktdruck
des Drehmomentwandlers als bei den anderen Steuersystemen 1A gemäß 2, 4, 6 und 7 einstellbar, womit
absolut sichergestellt ist, dass im Drehmomentwandler 1 die
die Funktionsweise des Drehmomentwandlers 1 und der Wandlerüberbrückungskupplung 2 beeinträchtigende
Kavitation nicht im Drehmomentwandler 1 stattfindet. Des
Weiteren wird die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 bei
dem in 9 dargestellten Steuersystem 1A dadurch
auf dem Niveau eines herkömmlich
ausgeführten
Steuersystems eingestellt, dass der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung 2 mit
steigendem Vorsteuerdruck p_VS im Bereich des Wandlerkupplungsventils
WKV erhöht
wird, während
der Zulaufdruck p_WD_zu des Drehmomentwandlers 1 im Bereich
des Wandlerdruckven tils WDV kontinuierlich auf Null abgesenkt wird.
Die Übertragungsfähigkeit
der Wandlerüberbrückungskupplung 2 ergibt
sich damit wie bei den vorbeschriebenen weiteren Ausführungsbeispielen
des Steuersystems 1A ebenfalls aus den am Wandlerkupplungskolben 6 angreifenden
Zulaufdrücken p_WD_zu
und p_WK_zu sowie der Federrate der Federeinrichtung 7 der
Wandlerüberbrückungskupplung 2.
-
Alternativ
zu der Ansteuerung des Wandlerkupplungsventils WKV mit dem Vorsteuerdruck
p_VS besteht auch die Möglichkeit,
dass das Wandlerkupplungsventil mit einem konstanten Vorsteuerdruck,
wie beispielsweise dem Vorsteuerdruck p_VS_sys des Systemsdrucks
p_sys angesteuert wird, wobei der Zulaufdruck p_WK_zu der Wandlerüberbrückungskupplung
dann in Abhängigkeit
eines Motormoments einer Brennkraftmaschine eines Antriebstranges
eines Fahrzeuges weiter angehoben werden kann.
-
- 1
- hydrodynamischer
Drehmomentwandler
- 1A
- Steuersystem
- 2
- geregelte
Wandlerüberbrückungskupplung
- 3
- Turbinenrad
- 4
- Pumpenrad
- 5
- Leitrad
- 6
- Wandlerkupplungskolben
- 7
- Federeinrichtung
der Wandlerüberbrückungskupplung
- 8
- Reibbelag
- 9
- Gehäuse
- 10
- weiterer
Reibbelag
- 11
- Druckbegrenzungsventil
- 12
- Ventilplatte
- 13
- Federeinrichtung
des Druckbegrenzungsventils
- 14
- Schmier-
und Kühlkreislauf
- 15
- Wirkfläche
- 16
- Stirnfläche des
Ventilschiebers des Wandlerkupplungsventils
- 17
- Drossel
- 18
- Wirkfläche
- L1,
L2
- Zuleitung,
- L3
- Leitung
- p_red
- Drucksignal
- p_sys
- Systemdruck
- p_VS
- Vorsteuerdruck
- p_VS_0
bis
-
- p_VS_7
- Vorsteuerdruckwert
- p_VS(p_0)
- Vorsteuerdruckwert
- p_VS-sys
- Vorsteuerdruck
- p_WD_zu
- Zulaufdruck
Drehmomentwandler
- p_WD_ab
- Rücklaufdruck
des Drehmomentwandlers
- p_WK_zu
- Zulaufdruck
der Wandlerüberbrückungskupplung
- WDV
- Wandlerdruckventil
- WDV_1
bis
-
- WDV_8
- Steuerraum
- WDV_F
- Federeinrichtung
- WDV_S
- Ventilschieber
- WKV
- Wandlerkupplungsventil
- WKV_1
bis
-
- WKV_6
- Steuerraum
-
-
- WKV_F
- Federeinrichtung
- WKV_S
- Ventilschieber
- WSV
- Wandlerschaltventil
- WSV_1
bis
-
- WSV_7
- Steuerraum
- WSV_F
- Federeinrichtung
- WSV_S
- Ventilschieber
-
-