DE102006035128B4 - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus - Google Patents
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Abstract
Drucksteuerungssystem (10) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12), das umfasst: einen Steuerungsdurchgang (24), der dazu dient, ein Steuerungsdrucksignal bereitzustellen; einen Leitungsdruckdurchgang (20), der dazu dient, ein Leitungsdrucksignal bereitzustellen; einen Einstelldruckreglerventilkörper (56), der in Fluidverbindung mit dem Steuerungsdurchgang (24) und dem Leitungsdruckdurchgang (20) steht, wobei der Einstelldruckreglerventilkörper (56) einen Einspeiseanschluss (66) für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12) aufweist, der in Fluidverbindung mit einem Einspeisedurchgang (67) für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12) steht, und dazu dient, ein Anwendungsdrucksignal für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12) an den Drehmomentübertragungsmechanismus (12) zu leiten; und einen Ventilkolben (42), der in dem Einstelldruckreglerventilkörper (56) verschiebbar angeordnet ist und geeignet ist, in Ansprechen auf einen Druck von dem Steuerungsdurchgang (24) einen Fluiddruck zu steuern, der zwischen dem Leitungsdruckdurchgang (20) und dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12) übertragen wird; gekennzeichnet durch ein Steuerungssolenoid (14), das mehrere darin angeordnete, selektiv ansteuerbare Spulen (30A, 30B) umfasst und dazu dient, dem Steuerungsdurchgang (24) selektiv ein unter Druck stehendes Fluid mit variierenden Druckverstärkungsraten in Abhängigkeit davon zu liefern, welche der mehreren selektiv ansteuerbaren Spulen (30A, 30B) angesteuert werden; und einen Druckschalter (65), der mit dem Einstelldruckregelungsventilkörper (56) in Fluidverbindung steht und dazu dient, zu Diagnosezwecken selektiv das Leitungsdrucksignal von dem Leitungsdruckdurchgang (20) zu empfangen, wobei der Ventilkolben (42) eine Verbindung von unter Druck stehendem Fluid zwischen dem Leitungsdruckdurchgang (20) und dem Druckschalter (65) nur dann zulässt, wenn der Steuerungsdurchgang (24) druckfrei ist.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Diese Erfindung betrifft ein Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, wie aus der
DE 10 2004 017 502 A1 bekannt. - HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Automatisch schaltende Leistungsgetriebe umfassen mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen. Diese Kupplungen und Bremsen sind allgemein fluidbetriebene Mechanismen, die eine Fluiddrucksteuerung zum Ausführen eines Einrückens und Ausrückens des Drehmomentübertragungsmechanismus erfordern. Diese Mechanismen und deren Struktur sind ebenso wie viele Drucksteuerungen zum Begründen des Einrückens und Ausrückens des Drehmomentübertragungsmechanismus in der Technik wohlbekannt.
- Bei vielen automatischen Schaltgetrieben ist es wünschenswert, den Einrückungsdruck eines Drehmomentübertragungsmechanismus während des Einrückens des Drehmomentübertragungsmechanismus mit einer steigenden Rate oder einer Rampenrate zu steuern und den Druck auf einen Maximalwert zu erhöhen, sobald der Drehmomentübertragungsmechanismus vollständig eingerückt worden ist. Die Rampensteuerung des Anwendungsdrucks ist insofern wichtig, als sie die Reibungseinrückung bei niedrigen Niveaus während Übersetzungswechseln steuert, wenn der ankommende Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt wird und der abgehende Drehmomentübertragungsmechanismus ausgerückt wird.
- Viele der Steuerungen für Drehmomentübertragungsmechanismen aus dem Stand der Technik umfassen veränderbare Verstärkungsventile, wobei eine erste Steuerungsrate während eines Abschnitts des Einrückens verwendet wird und eine zweite Steuerungsrate während des Rests des Steuerungsdruckeinrückens verwendet wird. Viele dieser Ventile umfassen differentielle, auf einem Ventilkolben ausgebildete Bereiche, um die verschiedenen Verstärkungsraten zu schaffen, die zur Steuerung des Drehmomentübertragungsmechanismus nötig sind.
- Zusätzlich verwenden viele Steuerungsmechanismen aus dem Stand der Technik ein Solenoidsignal, das bei Druckniveaus gesteuert wird, um die benötigte Verstärkung bei dem Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen. Diese Solenoide können ein verstellbares Ablasssolenoid (VBS), ein pulsweitenmoduliertes Solenoid (PWM) oder ein zweistufiges Solenoid sein, die alle denjenigen wohlbekannt sind, die mit der Technik vertraut sind. Diese Solenoiddrucksteuerungen werden im Wesentlichen durch ein programmierbares elektronisches Steuerungsmodul gebildet, das die nötige Information zur Steuerung des Drucks des Drehmomentübertragungsmechanismus während eines Gangwechsels oder eines Wechsels der Übersetzung und zur Steuerung des Drucks nach Vollendung des Wechsels enthält. Oft wird der Steuerdruck des Solenoidventils benutzt, um den gesamten Bereich des Drucks des Drehmomentübertragungsmechanismus bereitzustellen, der für die Regelung während der Übersetzungswechsel und bei vollständiger Einrückung benötigt wird.
- Ein Solenoidventil mit zwei selektiv ansteuerbaren Spulen wird beispielsweise in der
DE 198 33 102 A1 beschrieben. - In vielen Fällen sind zusätzliche Druckverstärkungseigenschaften gewünscht, um abweichende Einrückungsdrücke für einen Drehmomentübertragungsmechanismus zu schaffen. Das trifft insbesondere dann zu, wenn ein Drehmomentübertragungsmechanismus verwendet wird, um das Schalten von mehr als einem Gang zu bewirken. In diesem Fall kann der Drehmomentübertragungsmechanismus mehrfache Druckanforderungen aufweisen, um in jedem der Gänge ein volles Drehmoment zu halten. In der Vergangenheit wurde für jede der Druckverstärkungseigenschaften zusätzliche Systemhardware benötigt. Diese Hardware kann Verstärkungsventile, Regler und/oder ein gemultiplextes System von Solenoiden und Reglern umfassen, die in der Lage sind, dem Einstelldruckregelventil einen Steuerdruck zu liefern.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung schafft ein Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
- Entsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus, das einen Steuerungsdurchgang, der geeignet ist, ein Steuerungsdrucksignal zur Verfügung zu stellen, und einen Leitungsdruckdurchgang aufweist, der dazu dient, ein Leitungsdrucksignal zur Verfügung zu stellen. Ein Einstelldruckregelventilkörper ist mit Fluidverbindung zu dem Steuerungsdurchgang und dem Leitungsdruckdurchgang vorgesehen. Der Einstelldruckregelventilkörper weist einen Einspeiseanschluss für den Drehmomentübertragungsmechanismus auf, der in Fluidverbindung mit einem Einspeisedurchgang des Drehmomentübertragungsmechanismus steht und dazu dient, ein Anwendungsdrucksignal für einen Drehmomentübertragungsmechanismus an den Drehmomentübertragungsmechanismus zu richten. Auch ist ein innerhalb des Einstelldruckreglerventilkörpers verschiebbar angeordneter Ventilkolben vorgesehen, welcher in Ansprechen auf einen Druck von dem Steuerungsdurchgang einen Fluiddruck steuert, der zwischen dem Leitungsdruckdurchgang und dem Drehmomentübertragungsmechanismus herrscht. Zusätzlich ist ein Steuerungssolenoid vorgesehen, das mehrere darin angeordnete, selektiv ansteuerbare Spulen aufweist und dazu dient, den Steuerungsdurchgang abhängig davon, welche der mehreren der selektiv ansteuerbaren Spulen angesteuert werden, selektiv mit unter Druck stehendem Fluid mit veränderlichen Raten von Druckverstärkung zu versorgen.
- Das Steuerungssolenoid der vorliegenden Erfindung kann ein verstellbares Ablass-, pulsweitenmoduliertes oder zweistufiges Solenoid sein. Die Anzahl der selektiv ansteuerbaren Spulen des Steuerungssolenoids kann zwei betragen, und die Spulen können durch ein elektronisches Steuerungsmodul selektiv angesteuert werden.
- Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine diagrammartige und schematische Darstellung eines Abschnitts eines Steuerungssystems für einen Drehmomentübertragungsmechanismus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei das Anwendungsdruckregelventil in der durch Federvorspannung gesetzten Position gezeigt ist; -
2 ist eine diagrammartige und schematische Darstellung eines Abschnitts eines Steuerungssystems für einen Drehmomentübertragungsmechanismus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei das Anwendungsdruckregelventil in der durch Druck gesetzten Position gezeigt ist; -
3 ist eine grafische Darstellung der variablen Ausgangsdruckverstärkungscharakteristik des Mehrfachspulensteuerungssolenoids; und -
4 ist eine grafische Darstellung der variablen Ausgangsverstärkungscharakteristik des Anwendungsdruckregelventils, wenn es von dem Steuerungssolenoid gesteuert wird. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Bezug nehmend auf die Zeichnungen, wobei gleiche Zeichen gleiche oder entsprechende Teile in den mehreren Ansichten darstellen, ist in
1 und2 ein Abschnitt eines Drehmomentübertragungssteuerungs- oder Drucksteuerungssystems10 zur Steuerung des Ein- und Ausrückens eines Drehmomentübertragungsmechanismus (TTM)12 gezeigt. Der Drehmomentübertragungsmechanismus12 ist in der Technik als eine fluidbetriebene Reibungseinrichtung, wie z. B. eine Kupplung oder eine Bremse, bekannt, deren Arbeitsweise in der Technik wohlbekannt ist. - Das Steuerungssystem
10 für den Drehmomentübertragungsmechanismus umfasst ein Steuerungssolenoid14 , ein elektronisches Steuerungsmodul (ECM)16 , und ein Anwendungs- oder Einstelldruckregelventil18 . Ein Hauptdruck- oder Leitungsdruckdurchgang20 enthält ein Übertragungsfluid, das durch eine herkömmliche Pumpe (nicht gezeigt) auf einen vorbestimmten Druck geregelt ist. Der Leitungsdruckdurchgang20 stellt unter Druck stehendes Fluid an einem Einlassanschluss22 des Anwendungs- oder Einstelldruckregelventils18 bereit. Ein Steuerungsdruckdurchgang21 steht in Fluidverbindung mit dem Steuerungssolenoid14 , um diesem unter Druck stehendes Fluid zu liefern. - Das Steuerungssolenoid
14 der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisch gesteuerter Ventilmechanismus, der einen Ausgangssteuerungsdruck in einem Steuerungsdurchgang24 zur Verfügung stellt, welcher proportional zu dem Steuerungssignal ist, das an das Steuerungssolenoid14 gegeben wird. In dem Steuerungssolenoid14 sind mehrere selektiv und unabhängig ansteuerbare Spulen30A und30B angeordnet, die dazu dienen, eine veränderbare elektromagnetische Kraft in dem Steuerungssolenoid14 zu schaffen. Der Einfachheit und Klarheit halber wurden zwei Spulen30A und30B gewählt. Mit der Technik vertraute Personen werden erkennen, dass eine zusätzliche Anzahl von Spulen verwendet werden kann, um zusätzliche Druckverstärkungen zu schaffen. Als ein Ergebnis des selektiven Ansteuerns der Spulen30A und30B kann der Druck in dem Steuerungsdurchgang24 , wie in3 dargestellt, mehrere ausgeprägte Ausgangsdruckverstärkungen32 ,34 und36 aufweisen. -
3 ist eine grafische Darstellung der veränderbaren Ausgangsdruckverstärkungscharakteristik des Steuerungssolenoids14 . Die Kurve32 stellt die Druckverstärkung in dem Steuerungsdurchgang24 dar, wenn nur die Spule30A angesteuert wird. Die durch die Kurve32 dargestellte niedrige Verstärkungscharakteristik wird dem Steuerungssolenoid14 eine zusätzliche Steuerungsauflösung bei niedrigen Anwendungsdrücken ermöglichen. Die Kurve34 stellt die Druckverstärkung in dem Steuerungsdurchgang24 dar, wenn nur die Spule30B angesteuert wird. Die Kurve36 stellt die Druckverstärkung in dem Steuerungsdurchgang24 dar, wenn beide Spulen30A und30B angesteuert werden. Der Punkt, an dem die elektromagnetische Kraft in dem Steuerungssolenoid14 ausreicht, um mit der Betätigung des Steuerungssolenoids14 zu beginnen, ist bei Punkt40 gezeigt. - Wieder auf
1 Bezug nehmend können dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 durch selektives Ansteuern einzelner Spulen30A und30B getrennt oder in Kombination für verbesserte Schaltgriffigkeit und Getriebehaltbarkeit verschiedene Anwendungsdrücke und Druckraten zur Verfügung gestellt werden. Das Steuerungssolenoid14 wird durch das elektronische Steuerungsmodul16 gesteuert, das ein Softwarepaket26 umfasst, welches Steuerungswerte in die Antriebselektronik28 eingibt. Die Antriebselektronik28 wiederum stellt den Spulen30A und/oder30B des Steuerungssolenoids14 ein Steuersignal zur Verfügung. Solche elektronischen Steuerungsmodule16 sind in der Technik der Getriebesteuerungen bekannt. - Das Steuerungssolenoid
14 der vorliegenden Erfindung kann ein verstellbares Ablasssolenoid (VBS), ein pulsweitenmoduliertes Solenoid (PWM) oder ein zweistufiges Solenoid sein. - Das Anwendungs- oder Einstelldruckregelventil
18 umfasst einen Ventilkolben42 mit drei Stegen44 ,46 und48 gleichen Durchmessers und zwei Tälern50 und52 , die zwischen den Stegen44 und46 bzw. den Stegen46 und48 angeordnet sind. Der Ventilkolben42 weist auch einen Steg mit großem Durchmesser54 auf. Der Ventilkolben42 ist verschiebbar in dem Ventilkörper56 angeordnet, der eine Ventilbohrung58 mit zu den Ventilstegen44 ,46 ,48 und54 komplementären Abschnitten aufweist. - Der Ventilkörper
56 umfasst den Einlassanschluss22 , einen Feedback-Anschluss60 , zwei Auslassanschlüsse62 und64 , einen Einspeiseanschluss66 für den Drehmomentübertragungsmechanismus und einen Steuerungsanschluss68 . Der Ventilkolben42 wirkt mit der Ventilbohrung58 zusammen, um eine Federkammer70 zu bilden, in der eine Feder72 angeordnet ist. Die Feder dient dazu, den Ventilkolben42 in der Ventilbohrung58 nach links vorzuspannen, wie in den1 und2 gezeigt. Der Steg54 und die Ventilbohrung58 wirken zusammen, um eine Steuerungskammer74 zu bilden, die in Fluidverbindung mit dem Steuerungsanschluss68 steht. -
1 stellt ein Einstelldruckregelventil18 in einer Stellung zum Ablassen des Drucks aus dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 dar. Der Einspeiseanschluss66 für den Drehmomentübertragungsmechanismus steht in Verbindung mit der Ventilbohrung58 zwischen den Stegen46 und48 . Wenn sich der Ventilkolben42 in der von der Feder vorgegebenen Position befindet, ermöglicht das Tal52 eine Fluidverbindung zwischen dem Einspeiseanschluss66 für den Drehmomentübertragungsmechanismus und dem Auslassanschluss64 . Zusätzlich ermöglicht das Tal50 eine Verbindung von unter Druck stehendem Fluid zwischen dem Einlassanschluss22 und dem Druckschalteranschluss63 , wodurch dem Druckschalter (PS)65 , wie er der Art nach beispielsweise aus derDE 101 26 350 A1 oder derDE 41 42 744 C2 bekannt ist, ein Leitungsdrucksignal zu Diagnosezwecken bereitgestellt wird. Wie in4 am Punkt76 gezeigt, wird jeglicher latente Druck innerhalb des Drehmomentübertragungsmechanismus12 durch den Auslassanschluss64 in1 vollständig abgelassen.4 stellt die Druckverstärkungscharakteristik des Einspeisedurchgangs67 für den Drehmomentübertragungsmechanismus dar, welcher mit dem Einstelldruckregelventil18 am Einspeiseanschluss66 und dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 in Fluidverbindung steht. -
2 stellt das Einstelldruckregelventil18 in der auf Druck geschalteten Stellung dar. Wenn ein Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus12 gewünscht ist, wird der Fluiddruck in der Kammer74 , der durch das Steuerungssolenoid14 bestimmt ist, über den Punkt78 von4 hinaus erhöht, um die Federvorspannkraft der Feder72 zu überwinden. Wenn sich der Fluiddruck innerhalb der Kammer74 erhöht, wird der Ventilkolben42 nach rechts gegen die Feder72 gedrückt. Diese Bewegung wird es dem Steg46 ermöglichen, für eine Fluidverbindung zwischen dem Einspeiseanschluss66 für den Drehmomentübertragungsmechanismus und dem Leitungseinlassanschluss22 zu sorgen, die einen Anstieg des Fluiddrucks an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 bewirkt. Im Wesentlichen zur gleichen Zeit wird der Auslassanschluss64 durch den Steg48 verschlossen oder gegen eine Fluidverbindung mit dem Einspeiseanschluss66 für den Drehmomentübertragungsmechanismus blockiert. Der Druckschalteranschluss63 wird anfangen, Druck durch den Auslassanschluss62 abzulassen. - Der Druck an dem Drehmomentübertragungsmechanismus
12 wird entlang einer in4 gezeigten Kurve80 ansteigen. Der Druck an dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 wird bis zu dem Punkt82 steigen, welcher der maximal erreichbare Ausgangsdruck des Einstelldruckregelventils ist, wenn nur eine Spule30A des Steuerungssolenoids14 angesteuert wird. Wenn ein Druckanstieg in dem Einspeisedurchgang67 für den Drehmomentübertragungsmechanismus vom Drehmomentübertragungsmechanismus12 benötigt wird, kann die Spule30A abgeschaltet werden, während die Spule30B angesteuert wird, wodurch es dem Druckausgang des Einstelldruckreglerventils18 ermöglicht wird, den Druck in dem Durchgang67 auf einen durch den Punkt84 repräsentierten Maximaldruck zu erhöhen. Wenn in dem Drehmomentübertragungsmechanismus12 ein voller Anwendungsdruck gewünscht wird, können beide Spulen30A und30B angesteuert werden, wodurch der am Punkt86 gezeigte Maximaldruck in dem Durchgang67 ermöglicht wird. Dieser Maximaldruck ist im Wesentlichen gleich dem Leitungsdruck in dem Leitungsdruckdurchgang20 . Durch selektives Ansteuern der Spulen30A und30B in dem Steuerungssolenoid14 , kann eine bessere Auflösung bei niedrigen Anwendungsdrücken erreicht werden. - Wenn es gewünscht ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus
12 auszurücken, wird der Druck in der Kammer74 durch das Steuerungssolenoid14 vermindert, wodurch es dem Anwendungsdruck an dem abgehenden Drehmomentübertragungsmechanismus12 ermöglicht wird, entlang der Kurve80 durch einen durch das ECM16 gesteuerten Plan vermindert zu werden.
Claims (6)
- Drucksteuerungssystem (
10 ) für einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ), das umfasst: einen Steuerungsdurchgang (24 ), der dazu dient, ein Steuerungsdrucksignal bereitzustellen; einen Leitungsdruckdurchgang (20 ), der dazu dient, ein Leitungsdrucksignal bereitzustellen; einen Einstelldruckreglerventilkörper (56 ), der in Fluidverbindung mit dem Steuerungsdurchgang (24 ) und dem Leitungsdruckdurchgang (20 ) steht, wobei der Einstelldruckreglerventilkörper (56 ) einen Einspeiseanschluss (66 ) für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) aufweist, der in Fluidverbindung mit einem Einspeisedurchgang (67 ) für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) steht, und dazu dient, ein Anwendungsdrucksignal für den Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) an den Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) zu leiten; und einen Ventilkolben (42 ), der in dem Einstelldruckreglerventilkörper (56 ) verschiebbar angeordnet ist und geeignet ist, in Ansprechen auf einen Druck von dem Steuerungsdurchgang (24 ) einen Fluiddruck zu steuern, der zwischen dem Leitungsdruckdurchgang (20 ) und dem Drehmomentübertragungsmechanismus (12 ) übertragen wird; gekennzeichnet durch ein Steuerungssolenoid (14 ), das mehrere darin angeordnete, selektiv ansteuerbare Spulen (30A ,30B ) umfasst und dazu dient, dem Steuerungsdurchgang (24 ) selektiv ein unter Druck stehendes Fluid mit variierenden Druckverstärkungsraten in Abhängigkeit davon zu liefern, welche der mehreren selektiv ansteuerbaren Spulen (30A ,30B ) angesteuert werden; und einen Druckschalter (65 ), der mit dem Einstelldruckregelungsventilkörper (56 ) in Fluidverbindung steht und dazu dient, zu Diagnosezwecken selektiv das Leitungsdrucksignal von dem Leitungsdruckdurchgang (20 ) zu empfangen, wobei der Ventilkolben (42 ) eine Verbindung von unter Druck stehendem Fluid zwischen dem Leitungsdruckdurchgang (20 ) und dem Druckschalter (65 ) nur dann zulässt, wenn der Steuerungsdurchgang (24 ) druckfrei ist. - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Steuerungssolenoid (
14 ) ein verstellbares Ablasssolenoid ist. - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Steuerungssolenoid (
14 ) ein pulsweitenmoduliertes Solenoid ist. - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Steuerungssolenoid (
14 ) ein zweistufiges Solenoid ist. - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die mehreren selektiv ansteuerbaren Spulen (
30A ,30B ) des Steuerungssolenoids (14 ) durch ein elektronisches Steuerungsmodul (16 ) selektiv angesteuert werden. - Drucksteuerungssystem für einen Drehmomentübertragungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der mehreren selektiv ansteuerbaren Spulen (
30A ,30B ) des Steuerungssolenoids zwei beträgt.
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