DE102008046241B4

DE102008046241B4 - Solenoid-Steuerungssystem sowie Verfahren zum Betätigen eines Fluidventils

Info

Publication number: DE102008046241B4
Application number: DE102008046241.1A
Authority: DE
Inventors: Jack P. Koski; Mark A. Vernacchia; Stephen W. Powell
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2028-09-09
Also published as: CN101387343B; US20090069151A1; DE102008046241A1; US7862471B2; CN101387343A

Abstract

Solenoid-Steuerungssystem (20) zum Einsatz mit einem elektronischen Bereichs-Auswahlsystem, das einen Getriebebereich zwischen einer Parkposition und einer Nicht-Parkposition umschaltet, welches umfasst:eine erste Solenoidanordnung (24), die dazu dient, ein Fluidventil (22) zu steuern, um ein Druckfluid zu liefern, um einen Ventilschieber (35) in eine erste Position zu drängen; undeine zweite Solenoidanordnung (26), die dazu dient, das Fluidventil (22) zu steuern, um ein Druckfluid zu liefern, um den Ventilschieber (35) in eine zweite Position zu drängen; dadurch gekennzeichnet , dassdas Solenoid-Steuerungssystem ferner ein Steuermodul (19) umfasst, das die zweite Solenoidanordnung (26) nur dann mit Energie beaufschlagt, wenn eine Getriebefluidtemperatur unter einem Schwellenwert liegt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenlegung betrifft automatische Getriebe für Kraftfahrzeuge und im Spezielleren ein Solenoid-Steuerungssystem sowie ein Verfahren zum Betätigen eines Fluidsteuerventils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6, wie der Art nach im Wesentlichen aus der DE 10 2004 025 595 A1 bekannt.
Ferner ist es aus der DE 196 07 932 A1 bekannt, bei kalten Temperaturen von einem halbautomatischen Gangschaltmodus auf einen vollautomatischen Gangschaltmodus umzuschalten.
Hintergrund
Kraftfahrzeuge umfassen eine Antriebsanlage (z. B. einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor), die Antriebsleistung entwickelt. Die Antriebsleistung wird über ein Getriebe zu einem Triebstrang zum Antreiben eines Satzes von Rädern mit gewählten Übersetzungsverhältnissen übertragen. Wie gut bekannt ist, schalten automatische Getriebe auf der Basis verschiedener Fahrzeugbetriebszustände wie z. B. Drehzahl und Drehmoment automatisch in das passende Gangübersetzungsverhältnis um. Typischerweise wird von dem Fahrzeugbediener ein gewünschter Getriebebetriebsmodus oder -bereich ausgewählt. Die Bereiche, die von den meisten automatischen Getrieben bereitgestellt werden, umfassen im Allgemeinen Parken, Neutral, Rückwärts und Fahren (Drive). Bei Drive schaltet das automatische Getriebe auf der Basis der Fahrzeugbetriebszustände automatisch zwischen zwei oder mehr verschiedenen Vorwärtsübersetzungsverhältnissen um.
Traditionell ist eine Fahrerschnittstellenvorrichtung vorgesehen, die der Fahrzeugbediener verschiebt, um den gewünschten Getriebebereich auszuwählen. Die Fahrerschnittstellenvorrichtung ist mit dem automatischen Getriebe über einen Bereichsumschaltmechanismus verbunden, der typischerweise eine Reihe von miteinander verbundenen mechanischen Vorrichtungen wie z. B. Hebeln, Schub/Zugstangen, Kabeln und dergleichen umfasst. Die Anzahl und Größe solcher mechanischen Komponenten machen es schwierig, den Bereichsumschaltmechanismus zwischen der Fahrerschnittstellenvorrichtung und dem Getriebe unterzubringen und können dem Gesamtsystem einen beträchtlichen Reibungswiderstand hinzufügen. Infolgedessen sind die Gesamtkosten für die Konstruktion, Fertigung und Montage des Fahrzeugs erhöht. In einem Versuch, solche Probleme in Bezug auf mechanisch umgeschaltete Getriebebereichs-Umschaltmechanismen anzusprechen, wurden verschiedene elektronische („shift-by-wire“) Bereichsumschaltmechanismen entwickelt.
Zumindest ein elektronischer Bereichsumschaltmechanismus steuert den Betrieb des Getriebes zwischen einem Park- und Nicht-Parkmodus mithilfe eines elektronisch gesteuerten Solenoidventils, welches dazu dient, eine Strömung von Druckfluid innerhalb des Getriebes zu ermöglichen. Das Druckfluid betätigt eine Reihe von Fluidsteuerventilen und eine Hydraulikservoventilanordnung, die das Getriebe durch ein mechanisches Gestänge umschaltet. Solch ein System kann bei niedrigen Getriebefluidtemperaturen eine langsame Ventilbetätigung zeigen. Bei Fluidtemperaturen unterhalb etwa -10 °C verhindert die hohe Getriebefluidviskosität eine Ventilbewegung und verlangsamt den Bereichsumschaltmechanismus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, in einem elektronischen Getriebebereichs-Auswahlsystem die Ansprechzeiten zum Umschalten des Getriebes zwischen einem Park- und Nicht-Parkmodus zu verbessern.
Zusammenfassung
Diese Aufgabe wird mit einem Solenoid-Steuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
In einem weiteren Aspekt wie die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich Illustrationszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenlegung in keiner Weise einschränken.

1 ist ein Blockdiagramm einer partiellen Kraftübertragung für ein Fahrzeug mit einem Getriebe, das ein ETRS-System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung umfasst;
2 ist eine partielle Querschnittsansicht des ETRS-Systems von 1, das in der Parkposition gezeigt ist;
3 ist eine partielle Querschnittsansicht des ETRS-Systems von 1, das in der Nicht-Parkposition gezeigt ist;
4 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerungsablauf zum Betreiben der Park-Rückkehr-Solenoidanordnung veranschaulicht, die dem ETRS-System von 1 zugeordnet ist;
5 ist eine partielle Querschnittsansicht einer Elektromagnetventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung, welche die Elektromagnetventilanordnung in einer Parkposition zeigt;
6 ist eine partielle Querschnittsansicht der Elektromagnetventilanordnung von 5, die in einer Nicht-Parkposition gezeigt ist;
7 ist ein Flussdiagramm, das den Steuerungsablauf zum Betreiben der Elektromagnetventilanordnung veranschaulicht, die dem ETRS-System der 8-9 zugeordnet ist;
8 ist eine partielle Querschnittsansicht einer weiteren Doppel-Elektromagnetventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung, welche die Elektromagnetventilanordnung in einer Parkposition zeigt; und
9 ist eine partielle Querschnittsansicht der Elektromagnetventilanordnung von 8, die in einer Nicht-Parkposition gezeigt ist.

Detaillierte Beschreibung
Zum besseren Verständnis werden in den Zeichnungen dieselben Bezugsziffern verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (mehrfach genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktion bereitstellen
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist eine partielle schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 12 und ein automatische Getriebe 14. Der Motor 12 entwickelt ein Antriebsdrehmoment, das über das Getriebe 14 bei verschiedenen Gangübersetzungsverhältnissen an einen Triebstrang 15 übertragen wird, um zumindest ein Paar Räder (nicht gezeigt) anzutreiben. Eine Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 gestattet es einem Fahrzeugbediener, verschiedene Getriebebereichspositionen auszuwählen. Die Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 kann einen Hebel, Schalter, Wählscheiben, Druckknöpfe oder jede beliebige andere Art von gewünschter Eingabeschnittstelle umfassen. Die normalen Getriebebereichspositionen, die Parken, Rückwärts, Neutral und Drive (Fahren) (PRND) umfassen, sowie die manuellen Herunterschaltvorgänge und halbautomatischen Hoch- und Herunterschaltmöglichkeiten (tap-up, tap-down) sind über eine Betätigung der Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 wählbar. Im Betrieb sendet die Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 auf der Basis des ausgewählten Getriebebereiches des 14 ein elektrisches Modussignal an ein Getriebesteuermodul oder TCM 18.
Das TCM 18 signalisiert einem elektronischen Getriebebereichs-Auswahlsystem (ETRS-System) 20, das Getriebe 14 in Ansprechen auf das elektrische Modussignal in den entsprechenden Bereich umzuschalten. Außerdem kommuniziert das TCM 18 mit einer Elektromagnetventilanordnung (entweder direkt oder über ein Park-Steuermodul 19) die dem ETRS-System 20 zugeordnet ist, um das ETRS-System 20 dabei zu unterstützen, das Getriebe zwischen einem Parkmodus und einem Nicht-Parkmodus umzuschalten. Der Klarheit wegen wird das ETRS-System 20 so betrachtet, dass es in einem Parkmodus arbeitet, wenn sich das Getriebe 14 in seinem Parkbereich befindet, und in einem Nicht-Parkmodus arbeitet, wenn sich das Getriebe 14 in irgendeinem anderen der verfügbaren Bereiche befindet. Es ist auch ein Motorsteuermodul 21 vorgesehen, um Eingänge von dem Motor 12 zu empfangen und Steuersignale an diesen zu senden. Zusätzlich besitzt das ECM 21 mit TCM 18 eine Schnittstelle, um den Betriebsbereich des Getriebes 14 zu bestimmen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2 kann das ETRS-System 20 ein integraler Teil des Getriebes 14 sein und dient dazu, die Strömung von Druckfluid zu verändern und somit das Getriebe 14 zwischen seinen verfügbaren Getriebebereichen umzuschalten. Das ETRS-System 20 umfasst ein hier auch nur als Fluidventile bezeichnetes Servoventil 22, ein hier auch als erste Solenoidanordnung bezeichnetes Servoventil-Solenoid 24, ein hier auch als zweite Solenoidanordnung bezeichnetes Park-Rückkehr (RTP)-Solenoid 26, eine Hydraulikservoanordnung 28 und eine Zweipositions-Rasthebelanordnung 30. Das ETRS-System 20 umfasst auch eine Parksperren-Solenoidanordnung 32, die verhindert, dass in dem Fall eines Verlustes von Druckfluid unter besonderen Umständen aus dem Nicht-Parkmodus in den Parkmodus umgeschaltet wird. Es sollte einzusehen sein, dass die Fig. eine von vielen Vorrichtungen zeigen, die dazu dient, eine Bewegung bestimmter Komponenten zu verhindern. Weitere bewegungsverhindernde Konfigurationen gelten als innerhalb des Umfangs dieser Offenlegung liegend.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 2-3 sind zumindest einige der ETRS-Komponenten gezeigt, die innerhalb eines Gehäuses 34 getragen sind, das dem Getriebe 14 zugeordnet ist und das einen Ventilkörper definiert, der eine Reihe von Fluidströmungsdurchgängen aufweist. 2 veranschaulicht die Position der verschiedenen Komponenten, wenn das ETRS-System 20 in seinen Parkmodus umgeschaltet ist. Hingegen veranschaulicht 3 dieselben Komponenten in Positionen bewegt, die dem in seinem Nicht-Parkmodus arbeitenden ETRS-System 20 entsprechen. Im Speziellen umfasst das Servoventil 22 einen Schieber 35, der verschiebbar innerhalb des Gehäuses 34 für eine Bewegung zwischen einer ersten Position (2) und einer zweiten Position (3) getragen ist. Der Schieber 35 ist durch eine Feder 36 in seine erste Position vorgespannt. Die Feder 36 ist zwischen dem Boden der Schieberbohrung in dem Gehäuse 34 oder einem axial bewegbaren Kolben 38 und dem Schieber 35 angeordnet. In seiner ersten Position lässt der Schieber 35 die Strömung von Druckfluid in einem ersten Fluidpfad 37 zu der Hydraulikservoanordnung 28 zu. In seiner zweiten Position lässt der Schieber 35 die Strömung von Druckfluid in einem zweiten Fluidpfad 39 zu der Hydraulikservoanordnung 28 zu. Wie unten stehend in größerem Detail erläutert, können das Servoventil-Solenoid 24 und das RTP-Solenoid 26 selektiv betätigt werden, um eine Lieferung von Druckfluid zu steuern, um den Schieber 35 zwischen seiner ersten und zweiten Position zu bewegen. Im Speziellen kann das RTP-Solenoid 26 selektiv betätigt werden, um Druckfluid an die Federseite des Schiebers 35 (oder Kolbens 38) bereitzustellen, um die Feder 36 zu unterstützen, den Schieber 35 bei niedrigen Getriebefluidtemperaturen aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition zu bewegen.
Weiterhin Bezug nehmend auf die 2-3 ist eine Hydraulikservoanordnung 28 gezeigt, die einen Servostift 40 umfasst, der einen Servokolben 42 umfasst, welcher an einem Ende befestigt ist. Der Servokolben 42 ist verschiebbar innerhalb eines Zylinders 44 getragen, der in einem Gehäuse 34 gebildet ist, und umfasst eine ringförmige Kolbendichtung 46, die zwischen dem Servokolben 42 und dem Zylinder 44 angeordnet ist. Öffnungen 47, 49, die in dem Gehäuse 34 gebildet sind, sorgen für einen Fluidkommunikationspfad zu einer Druckkammer 48, die innerhalb des Zylinders 44 gebildet ist. Die Hydraulikservoanordnung 28 umfasst ferner einen Servoverschluss 52, der an dem Gehäuse 34 mit einem Sicherungsring 54 befestigt ist, und eine Dichtung 55, die zwischen dem Servoverschluss 52 und dem Gehäuse 34 angeordnet ist, um ein Ende der Druckkammer 48 abzudichten. Eine optionale Dichtung 56 ist zwischen dem Servostift 40 und dem Gehäuse 34 angeordnet, um ein entgegengesetztes Ende der Druckkammer 48 abzudichten. Der Servostift 40 ist über einen Stift 58 mit einem Ende der Rasthebelanordnung 30 gekoppelt. Der Servokolben 42 und der Servostift 40 sind durch die Rasthebelanordnung 30 in eine erste Position (siehe 2) vorgespannt. Wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben, induziert die Strömung von Druckfluid durch den ersten Strömungspfad 37 und die Öffnung 47 in die Druckkammer 48 hinein eine Bewegung des Servokolbens 42 und des Servostiftes 40 in die erste Position, während die Strömung von Druckfluid durch den zweiten Strömungspfad 39 und die Öffnung 49 in die Druckkammer 48 hinein, eine Bewegung des Servokolbens 42 und des Servostiftes 40 in eine zweite Position (siehe 39 gegen die durch die Rasthebelanordnung 30 darauf ausgeübte Vorspannkraft induziert. Die gezeigte Rasthebelanordnung 30 umfasst einen Rasthebel 62, eine Buchse 64 und eine Handschaltwelle 66. Die Handschaltwelle 66 ist drehbar in einer oder mehreren ausgerichteten Durchbrechungen in dem Getriebegehäuse gelagert und erstreckt sich durch die Buchse 64 hindurch. Die Buchse 64 ist in dem Rasthebel 62 gesichert, wobei der Rasthebel 62 durch die Buchse 64 drehbar gelagert ist.
Ein Ende des Rasthebels 62 ist ausgebildet, um den Stift 58 aufzunehmen und den Rasthebel 62 mit dem Servostift 40 der Hydraulikservoanordnung 28 zu verbinden. Ein zweites Ende des Rasthebels 62 ermöglicht das Befestigen eines ersten Endes einer Stellgliedstange 82 an dem Rasthebel 62. Eine Torsionsfeder 84 ist um die Buchse 64 angeordnet und besitzt die Funktion, den Rasthebel 62 vorzuspannen, um sich in eine Parkposition zu drehen (2). Ein erstes Ende 86 der Torsionsfeder 84 liegt an einem feststehenden Ankerabschnitt 88 (2) des Getriebegehäuses an, während ein zweites Ende 90 der Torsionsfeder 84 mit einem Flanschsegment 92 des Rasthebels 62 in Eingriff steht.
Das zweite Ende der Stellgliedstange 82 ist mit einer Stellgliedanordnung 94 gekoppelt oder steht mit dieser in Eingriff, die dazu dient, einen Parkvorsprung 96 selektiv zwischen einer Parkbereichsposition und der Nicht-Parkbereichsposition zu bewegen. Demgemäß umfasst die gezeigte Stellgliedstange 82 einen Nockenvorsprung 98 mit einer schrägen Fläche 99, die mit dem Parkvorsprung 96 in Eingriff steht und dadurch den Parkvorsprung 96 in Ansprechen auf die Bewegung der Stellgliedstange 82 bewegt. Wie im Detail erläutert wird, bewirkt eine Bewegung des Servokolbens 42 aus seiner ersten Position in seine zweite Position, dass der Servostift 40 an dem Rasthebel 62 zieht. In Ansprechen darauf wird der Rasthebel 62 dazu gebracht, sich aus seiner Parkposition gegen die Vorspannkraft der Torsionsfeder 84 in eine Nicht-Parkposition (3) zu drehen. Diese Drehbewegung des Rasthebels 62 bewirkt, dass die Stellgliedstange 82 sich aus einer ersten Position (2) in eine zweite Position (3) bewegt, um den Parkvorsprung 96 in seine Nicht-Parkbereichsposition zu bewegen.
Der Rasthebel 62 umfasst ferner einen Nockenschenkel 81 mit einer Nockenfläche 83, die ausgebildet ist, um ein alternatives Mittel vorzusehen, um den Rasthebel 62 in Verbindung mit einer Rastfeder 87 in die Parkposition zurückzubringen. Die Rastfeder 87 ist an einem feststehenden Ankerabschnitt 85 verankert. Ein Nockenstößel 89 ist ausgebildet, um die Nockenfläche 83 entlang zu laufen, wenn der Rasthebel 62 zwischen einer Parkposition und einer Nicht-Parkposition gedreht wird.
Wenn das Fahrzeug 10 bei oder unter der Schwellengeschwindigkeit betrieben wird, wird die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 weggenommen, um zuzulassen, dass das ETRS-System 20 in den Parkmodus umschaltet, falls gewünscht. Im Spezielleren wird die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 weggenommen, um eine Drehung des Rasthebels 62 zurück in seine Parkposition zu ermöglichen.
Während er das Fahrzeug 10 bedient, kann der Fahrzeugbediener wählen, um entweder aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich, zwischen Nicht-Parkbereichen (z. B. zwischen einem Fahr- und Retourbereich) oder aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich umzuschalten. Wie zuvor beschrieben, bezieht sich die vorliegende Offenlegung auf Umschaltvorgänge zwischen einem Park- und einem Nicht-Parkbereich. Demzufolge wird nur der Betrieb des Fahrzeugs 10 zum Umschalten des Getriebes 14 zwischen einem Nicht-Park- und einem Parkbereich erläutert. Es sollte einzusehen sein, dass die Lehre der vorliegenden Offenlegung auch angewendet werden kann, um den Betrieb des Getriebes 14 beim Umschalten zwischen den verschiedenen Fahrbereichen zu verbessern.
Im Betrieb wählt der Fahrzeugbediener einen gewünschten Getriebebereich durch Bedienen der Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 aus. Die Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 sendet ein elektronisches Signal an das TCM 18. Auf der Basis des Signals von der Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 und bestimmter Signale, die durch das ECM 21 und den Triebstrang 15 übermittelt werden, befiehlt das TCM 18 ein Getriebebereichsumschalten, indem es, direkt oder über das optionale Park-Steuermodul 19, ein entsprechendes Modussignal an das ETRS-System 20 sendet. Das Getriebebereichsumschalten umfasst das Umschalten des Getriebebereiches aus dem Park- in einen Nicht-Parkbereich und das Zulassen der Strömung von Druckfluid bei einem gewünschten Getriebeleitungsdruck zu Fahrbereichs-Umschaltkomponenten (nicht gezeigt) des Getriebes 14. Im Gegensatz dazu umfasst das Getriebebereichsumschalten ferner das Umschalten des Getriebebereiches aus dem Nicht-Park- in einen Parkbereich und das Verhindern der Strömung von Druckfluid zu Fahrbereichs-Umschaltkomponenten. Diese beiden Betriebsmodi wiederum werden nun erläutert.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3 wird nun der Betrieb des Fahrzeugs 10 zum Umschalten des Getriebes aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich im Detail beschrieben. Wie zuvor angegeben, sendet das TCM 18 ein Signal an das ETRS-System 20 oder das Park-Steuermodul 19, um das Getriebe aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich umzuschalten. Das Signal nimmt die Energie von dem RTP-Solenoid 26 weg, wobei es gleichzeitig die Strömung von Druckfluid in einen Hohlraum 120 durch eine Öffnung 122 verhindert und zulässt, dass jeglicher Fluiddruck in dem Hohlraum 120 durch eine Öffnung 124 entweicht. Auf diese Weise ermöglicht der TCM-Befehl es dem Servoventil 22, sich aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich zu bewegen, wie nun beschrieben wird.
Das von dem TCM 18 an das ETRS-System 20 gesendete Signal betätigt das Servoventil-Solenoid 24, um eine Strömung von Druckfluid zu dem Schieber 35 durch eine Öffnung 126 (siehe 2) zu ermöglichen. Das Druckfluid wirkt auf den Schieber 35, um ihn aus seiner ersten Position in seine zweite Position zu bewegen. Wenn sich der Schieber 35 in seiner zweiten Position befindet, wird Druckfluid von dem Servoventil 22 zu der Hydraulikservoanordnung 28 geliefert. Im Spezielleren strömt Druckfluid in einen Einlasskanal 128 des Servoventils 22 und durch einen Auslasskanal 130 hinaus über den Fluidpfad 39 in die Öffnung 49 der Hydraulikservoanordnung 28. Das Druckfluid innerhalb des Fluidpfades 39 tritt in ein Ende der Druckkammer 48 der Hydraulikservoanordnung 28 über die Öffnung 49 ein. Diese Strömung von Druckfluid in die Druckkammer 48 hinein bewirkt eine Bewegung des Servokolbens 42 aus seiner ersten Position in seine zweite Position. Gleichzeitig wird das Fluid innerhalb eines entgegengesetzten Endes der Druckkammer 48 aus der Öffnung 47 hinaus und in den Fluidpfad 37 hinein gezwungen. In seiner zweiten Position lässt das Servoventil 22 zu, dass das Fluid in dem Fluidpfad 37 in das Gehäuse 34 durch eine Öffnung 132 eintritt und durch eine Öffnung 134 austritt.
Die Bewegung des Servokolbens 42 bewirkt, dass sich der Servostift 40 gegen die Vorspannung der Feder 84 aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt. Die Verschiebebewegung des Servostiftes 40 bewirkt eine entsprechende Bewegung des Rasthebels 62 aus seiner Parkposition in seine Nicht-Parkposition. Die Drehung des Rasthebels 62 wiederum induziert eine Zugkraft an der Stellgliedstange 82, um dadurch den Getriebebereich in die Nicht-Parkposition umzuschalten. Die Drehung des Rasthebels 62 induziert auch eine Änderung in dem durch die Parksperren-Solenoidanordnung 32 an das TCM 18 bereitgestellten Signal. Im Spezielleren bewirkt die Drehung des Rasthebels 62, dass der Nockenstößel 89 sich die Nockenfläche 83 entlang bewegt und die Rastfeder 87 sich aus einer Park-Position in eine Nicht-Parkposition bewegt.
Anschließend an die Betätigung des ETRS-Systems 20 in seinen Nicht-Parkmodus (siehe 3) wird die Parksperren-Solenoidanordnung 32 betätigt. Im Speziellen tritt ein Ausfahrarm 108 mit dem Servostift 40 in Kontakt und verhindert dadurch, dass der Rasthebel 62 sich zurück in seine Parkposition dreht. Die Parksperren-Solenoidanordnung 32 hält den Ausfahrarm 108 in seiner ausgefahrenen Position, während das Fahrzeug 10 oberhalb der Schwellengeschwindigkeit fährt. Im Fall eines Verlustes an Fluiddruck wird verhindert, dass die Stellgliedanordnung 94 den Getriebebereich zu Parken umschaltet, während das Fahrzeug sich bewegt. Sobald das Fahrzeug 10 unter der Schwellengeschwindigkeit ist und unter der Voraussetzung, dass kein Fluiddruck vorhanden ist, der das ETRS-System 20 in dem Nicht-Parkmodus hält, wird die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 weggenommen, um den Ausfahrarm 108 zurückzuziehen und zuzulassen, dass die Torsionsfeder 84 den Rasthebel 62 dreht, um den Getriebe in die Parkposition umzuschalten.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2 wird nun der Betrieb des Fahrzeugs 10 zum Umschalten des Getriebes aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich im Detail beschrieben. Wie zuvor angegeben, sendet das TCM 18, direkt oder über das optionale Park-Steuermodul 19, ein Signal an das ETRS-System 20, um das Getriebe 14 aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich umzuschalten. Das von dem TCM 18 an das ETRS-System 20 gesendete Signal nimmt die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 weg, um den Ausfahrarm 108 zurückzuziehen und zuzulassen, dass der Rasthebel 62 sich dreht, um den Getriebebereich in die Parkposition umzuschalten. Gleichzeitig nimmt das von dem TCM 18 an das ETRS-System 20 gesendete Signal die Energie von dem Servoventil-Solenoid 24 weg, um gleichzeitig die Strömung von Druckfluid in den Schieber 35 durch die Öffnung 122 zu verhindern und zuzulassen, dass Druckfluid in einem Hohlraum 136 durch eine Öffnung 138 entweicht (siehe 2).
Das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 empfängt ein Signal, das die Betriebstemperatur des Getriebefluids angibt, von einem Getriebefluid-Temperatursensor 140 (siehe 1) und ein Signal von der Parksperren-Solenoidanordnung 32, um eine Steuerungssequenz für das Servoventil-Solenoid 24, das RTP-Solenoid 26 und die Parksperren-Solenoidanordnung 32 zu bestimmen. Wie bekannt ist, ist die Viskosität des in dem Getriebe 14 verwendeten Getriebefluids von seiner Temperatur abhängig; je niedriger die Temperatur, umso höher ist die Viskosität. Demgemäß wird die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids innerhalb der Fluidpfade in dem Getriebe bei gegebenen Drücken bei niedrigeren Temperaturen verringert sein. Daher kann bei relativ niedrigen Getriebefluidtemperaturen die durch die Feder 36 bewirkte Bewegung des Schiebers 35 durch die reduzierte Strömungsgeschwindigkeit des Fluids aus dem Hohlraum 136 bei niedrigen Fluidtemperaturen behindert sein. Wenn daher die Getriebefluidtemperatur unter einer vorbestimmten Schwelle liegt, wird das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 dem RTP-Solenoid 26 signalisieren, dass dieses mit Energie beaufschlagt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird Druckfluid durch die Öffnung 122 an den Hohlraum 120 geliefert. Das Druckfluid innerhalb des Hohlraumes 120 wirkt auf das Schieberventil 35 oder den Kolben 38. Wenn der Kolben 38 vorhanden ist, bringt er eine Kraft auf den Schieber 35 auf. Auf diese Weise steuert das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 das RTP-Solenoid 26, um die Feder 36 dabei zu unterstützen, den Schieber 35 aus der Nicht-Park- in die Parkposition zu bewegen. Die Verwendung des RTP-Solenoids 26 in Kombination mit der Feder 36 reduziert die Ansprechzeit des ETRS-Systems 20 beim Umschalten aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich.
Wenn der Schieber 35 in seiner zweiten Parkposition angeordnet ist, wird Druckfluid von dem Servoventil 22 zu der Hydraulikservoanordnung 28 geliefert, um den Rasthebel 62 in eine Parkposition zu bewegen. Im Spezielleren strömt Druckfluid in den Einlasskanal 128 des Servoventils 22 und durch den Auslasskanal 132 hinaus über den Fluidpfad 37 in die Öffnung 47. Das Druckfluid innerhalb des Fluidpfades 37 tritt in ein Ende der Druckkammer 48 der Hydraulikservoanordnung 28 über die Öffnung 47 ein. Diese Strömung von Druckfluid in die Druckkammer 48 hinein bewirkt eine Bewegung des Servokolbens 42 aus seiner zweiten Position in seine erste Position. Gleichzeitig wird das Fluid innerhalb eines entgegengesetzten Endes der Druckkammer 48 aus der Öffnung 49 hinaus und in den Fluidpfad 39 hinein gezwungen. In der Parkposition lässt der Schieber 35 zu, dass das Fluid in dem Fluidpfad 39 in das Gehäuse 34 durch die Auslassöffnung 130 eintritt und durch eine Öffnung 142 austritt. Solch eine Bewegung des Servokolbens 42 bewirkt, dass der Servostift 40 sich aus seiner zweiten Position in seine erste Position bewegt. Die Verschiebebewegung des Servostiftes 40 wird durch die Vorspannfeder 84 unterstützt und bewirkt eine entsprechende Bewegung des Rasthebels 62 aus seiner Nicht-Parkposition in seine Parkposition. Die Drehung des Rasthebels 62 induziert eine Schubkraft an der Stellgliedstange 82, um dadurch den Getriebebereich in die Parkposition umzuschalten. Die Drehung des Rasthebels 62 induziert auch eine Änderung in dem durch die Parksperren-Solenoidanordnung 32 an das TCM 18 bereitgestellten Signal. Im Spezielleren bewirkt die Drehung des Rasthebels 62, dass der Nockenstößel 89 sich die Nockenfläche 83 entlang bewegt und die Rastfeder 87 sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition bewegt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 wird nun der logische Ablauf des TCM 18 und des Park-Steuermoduls 19 beim Steuern des ETRS-20 und insbesondere des RTP-Solenoids 26 zum Verbessern der Geschwindigkeit eines Getriebebereichsumschaltens in größerem Detail beschrieben. Im Spezielleren ist ein Steuerungsverfahren 200 vorgesehen, um den Betrieb des RTP-Solenoids 26, des Servoventil-Solenoids 24 und der Parksperren-Solenoidanordnung 32 zu steuern, um ein Getriebebereichsumschalten aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich bei niedrigen Getriebefluidtemperaturen zu verbessern. Das Steuerungsverfahren 200 kann als Computerprogramme realisiert sein, die in den Speichern des TCM 18 oder des optionalen Park-Steuermoduls 19 gespeichert sind und periodisch ablaufen, während der Motor 12 läuft, um Steuersignale zu erzeugen, die das RTP-Solenoid 26, das Servoventil-Solenoid 24 und die Parksperren-Solenoidanordnung 32 betreiben. Im Allgemeinen wird das Steuerungsverfahren 200 bei derselben Frequenz laufen wie andere Getriebebereichs-Steuerungsroutinen innerhalb des TCM 18, typischerweise alle 100 ms, während der Motor läuft.
Das Steuerungsverfahren 200 beginnt mit einem Block 202, in dem das TCM 18 das von der Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 bereitgestellte Signal überwacht, um zu bestimmen, ob der Fahrzeugbediener angefordert hat, dass das Getriebe 14 in die Parkposition umgeschaltet werden soll. Wenn der Fahrzeugbediener kein Parken angefordert hat, schreitet die Steuerung zu einem Block 204 weiter, wo das TCM 18 ein Signal erzeugt, um den aktuellen Getriebeantriebsbereich beizubehalten. Wenn der Fahrer ein Parken angefordert hat, schreitet die Steuerung zu einem Block 208 weiter, wo das TCM-Modul 18 die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann mit jedem üblicherweise verwendeten verfügbaren Verfahren gemessen und bestimmt werden. Im Allgemeinen beruhen diese Verfahren auf einem Signal, das von einem oder mehreren mit dem Triebstrang 15 gekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 172 (siehe 1) erzeugt wird. Anschließend vergleicht das TCM 18 bei Block 210 die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitswert, der in 4 als „Vset“ dargestellt ist. Wenn die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit nicht unter dem vorbestimmten Wert liegt, kehrt die Steuerung zu Block 204 zurück, wo das TCM 18 Ausgangssignale erzeugt, wie zuvor beschrieben. Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem vorbestimmten Wert liegt, schreitet die Steuerung zu einem Block 212 weiter, wo das TCM 18 ein Steuersignal erzeugt, um die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 wegzunehmen und zu einem Block 214, wo das TCM 18 ein Signal an das ETRS-System 20 erzeugt, um die Energie von dem Servoventil-Solenoid 24 wegzunehmen und dadurch zuzulassen, dass das Servoventil 22 sich aus der Nicht-Park- in eine Parkposition bewegt, wie zuvor beschrieben.
Bei einem Block 216 erzeugt das TCM 18 ein Befehlssignal an das Park-Steuermodul 19, falls vorhanden, welches anzeigt, dass ein Umschalten zu Parken gewünscht wird. Anschließend, bei einem Block 218, beschafft das Park-Steuermodul 19 die augenblickliche Getriebefluidtemperatur, wie von dem Temperatursensor 140 bereitgestellt. Als Nächstes, bei Block 220, vergleicht das Park-Steuermodul 19 die augenblickliche Getriebefluidtemperatur mit einem vorbestimmten Wert, der in 4 als „Tset“ dargestellt ist. Im Allgemeinen wird der Wert von Tset aus noch zu beschreibenden Gründen um etwa -10 °C betragen. Wenn die augenblickliche Fluidtemperatur bei oder über Tset liegt, schreitet die Steuerung zu einem Block 222 weiter, wo das Park-Steuermodul 19 ein Steuersignal erzeugt, um die Energie von dem RTP-Solenoid 26 wegzunehmen, während das ETRS-System 20 das Umschalten zu Parken ausführt. Es sollte angemerkt werden, dass die Energie von dem RTP-Solenoid 26 weggenommen ist, während das Getriebe in einem Fahrbereich betrieben wird. Als solches kann die Steuerung des RTP-Solenoids 26 bei Block 222 dazu dienen, ein Steuersignal zum Entfernen der Energie von dem RTP-Solenoid 26 aufrechtzuerhalten.
Bei den Blöcken 224, 226 setzt das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 damit fort, die Position des Rasthebels 62 zu überwachen, die in dem von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 erzeugten Signal bereitgestellt wird. Während der Rasthebel 62 sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition dreht, kehrt die Steuerung zu Block 222 zurück und das Park-Steuermodul 19 hält das Signal zum Entfernen der Energie von dem RTP-Solenoid 26 aufrecht. Sobald das Signal von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 anzeigt, dass der Rasthebel 62 sich in die Parkposition bewegt hat, schreitet die Steuerung zu den Blöcken 228, 230 weiter, wo das Park-Steuermodul 19 ein Signal zum Beaufschlagen des RTP-Solenoids 26 mit Energie erzeugt und aufrechterhält. Von Block 230 kehrt die Steuerung zurück zu Block 202, um einen weiteren Zyklus im Steuerungsverfahren 200 zu beginnen.
Zurückkommend auf Block 220, schreitet die Steuerung, wenn die augenblickliche Getriebefluidtemperatur unter dem vorbestimmten Wert Tset liegt, zu einem Block 232 weiter, wo das Park-Steuermodul 19 ein Signal zum Beaufschlagen des RTP-Solenoids 26 mit Energie erzeugt, um die Strömung von Druckfluid in den Hohlraum 120 hinein zu bewirken. Die Strömung von Druckfluid in den Hohlraum 120 hinein wirkt auf das Schieberventil 35 oder den Kolben 38, um die Feder 36 dabei zu unterstützen, das Servoventil 22 in die Parkposition zu bewegen, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise wirken das Getriebesteuermodul 18 und das Park-Steuermodul 19 zusammen, um die Ansprechzeit des Getriebes 14 beim Umschalten in einen Parkbereich zu verbessern. Als Nächstes, bei den Blöcken 234, 236, setzt das Park-Steuermodul 19 damit fort, die Position des Rasthebels 62 zu überwachen, die von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 bereitgestellt wird. Während der Rasthebel 62 sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition dreht, kehrt die Steuerung zu Block 232 zurück und das Park-Steuermodul 19 hält das Signal zum Beaufschlagen des RTP-Solenoids 26 mit Energie aufrecht. Sobald das Signal von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 anzeigt, dass der Rasthebel 62 sich in die Parkposition bewegt hat, schreitet die Steuerung zu Block 230 weiter, wo das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 ein Signal zum Beaufschlagen des RTP-Solenoids 26 mit Energie aufrechterhält. Da das RTP-Solenoid 26 mit Energie beaufschlagt bleibt, wird Druckfluid auch auf das Schieberventil 35 oder den Kolben 38 aufgebracht. Somit wird die durch das Schieberventil 35 oder den Kolben 38 aufgebrachte Kraft durch den Kraftausgang der Feder 36 ergänzt, um sicherzustellen, dass der Schieber 35 in der Parkposition bleibt. Von Block 230 kehrt die Steuerung zurück zu Block 202, um einen weiteren Zyklus im Steuerungsverfahren 200 zu beginnen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 5 und 6 wird nun ein alternatives ETRS-System 300 gemäß der vorliegenden Lehre im Detail beschrieben. Im Hinblick auf den/die im Wesentlichen gleiche/n Aufbau und Funktion der Komponenten, die dem ETRS-System 20 und dem ETRS-System 300 zugeordnet sind, werden in den Zeichnungen gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen. Das ETRS-System 300 umfasst eine Doppel-Elektromagnet-Solenoidanordnung (DEM) 302, ein Servoventil 304, eine Hydraulikservoanordnung 28 (2), eine Rasthebelanordnung 30 (2) und eine Parksperren-Solenoidanordnung 32. Die DEM-Solenoidanordnung 302 ist selektiv betreibbar, um einen Schieber 305 des Parkservoventils 304 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen, um die Strömung von Druckfluid zu der Hydraulikservoanordnung 28 zu steuern. Die Hydraulikservoanordnung 28 dient dazu, die Rasthebelanordnung 30 zwischen einer Park- und einer Nicht-Parkposition zu drehen, um das Getriebe 14 über die Park-Stellgliedanordnug 94 zwischen einer Park- und einer Nicht Parkposition umzuschalten, wie zuvor beschrieben. Zum besseren Verständnis veranschaulicht 5 die Position der DEM-Solenoidanordnung 302 und des Schiebers 35, wenn das ETRS-System 300 in seinen Parkmodus umgeschaltet ist. 6 veranschaulicht die Position derselben Komponenten, wenn das ETRS-System 300 in seinen Nicht-Parkmodus umgeschaltet ist.
Die DEM-Solenoidanordnung 302 und das Parkservoventil 304 sind von einem dem Getriebe 14 zugehörigen Gehäuse 306 getragen gezeigt, welches einen Ventilkörper mit einer Reihe von Öffnungen und Fluidströmungsdurchgängen definiert. Im Speziellen ist der Schieber 305 verschiebbar innerhalb des Gehäuses 306 für eine Bewegung zwischen einer ersten Position (5) und einer zweiten Position (6) getragen. In seiner ersten Position lässt der Schieber 305 zu, dass Druckfluid in eine Öffnung 308 in dem Gehäuse 306 eintritt und aus einer Öffnung 310 in einen ersten Fluidpfad 37 zu der Hydraulikservoanordnung 28 austritt, wie zuvor beschrieben. Ebenso lässt der Schieber 305 in seiner zweiten Position zu, dass Druckfluid durch eine Öffnung 308 in dem Gehäuse 306 eintritt und über eine Öffnung 312 in einen zweiten Fluidpfad 39 zu der Hydraulikservoanordnung 28 austritt, wie zuvor beschrieben. Das Gehäuse 306 umfasst ferner Öffnungen 314, 316, die zulassen, dass die Strömung von Fluid durch die Fluidpfade 37 bzw. 39 aus dem Hydraulikservoventil 28 austritt. Wie nun erläutert wird, kann die DEM-Solenoidanordnung 302 selektiv betätigt werden, um das Parkservoventil 304 zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position zu bewegen.
Wie gezeigt, ist die DEM-Solenoidanordnung 302 koaxial mit dem Parkservoventil 304 ausgerichtet und an einem Ende des Parkservoventils 304 mit dem Gehäuse 306 gekoppelt. Während Schraubverbinder 318 zum Befestigen der DEM-Solenoidanordnung 302 an dem Gehäuse 306 gezeigt sind, sollte einzusehen sein, dass andere Mittel zum Befestigen der DEM-Solenoidanordnung 302 an dem Gehäuse 306 realisiert sein können.
Die DEM-Solenoidanordnung 302 umfasst eine erste Spulenanordnung 320, eine zweite Spulenanordnung 322, einen Anker 324, eine Ventilsteuerstange 326 und eine dazwischen liegende Befestigungsplatte 328. Die Ventilsteuerstange 326 ist an dem Schieber 305 befestigt. Die erste Spulenanordnung 320 ist selektiv betreibbar, um den Schieber 305 in eine Nicht-Parkposition (6) zu bewegen, während die zweite Spulenanordnung 322 selektiv betreibbar ist, um den Schieber 305 in eine Parkposition (5) zu bewegen. Die erste Spulenanordnung 320 und die zweite Spulenanordnung 322 können abwechselnd mit Energie beaufschlagt werden, um eine Bewegung des Ankers 324 zu induzieren. Auf diese Weise ist die DEM-Solenoidanordnung 302 selektiv betreibbar, um den Schieber 305 zwischen seiner ersten und zweiten Position zu bewegen. Die Ventilsteuerstange 326 erstreckt sich durch ein Ende der DEM-Solenoidanordnung 302 hindurch. Die Ventilsteuerstange 326 steht an einem Ende in Gewindeeingriff mit dem Anker 324 und ist an einem entgegengesetzten Ende über einen Stift 330 mit dem Schieber 305 gekoppelt.
Der Anker 324 weist allgemein eine zylindrische Form auf und ist verschiebbar innerhalb der DEM-Solenoidanordnung 302 positioniert. Der Anker 324 ist aus einem ferromagnetischen Material wie z. B. Eisen gebildet und umfasst ein erstes Ende 332, ein zweites Ende 334 und einen Körper 336. Das erste Ende 302 ist verschiebbar innerhalb der ersten Spulenanordnung 320 positioniert, während das zweite Ende 334 verschiebbar innerhalb der zweiten Spulenanordnung 322 positioniert ist. Der Körper 336 verbindet das erste Ende 332 und das zweite Ende 334 miteinander.
Ein erster Anschlag 333 ist innerhalb der ersten Spulenanordnung 320 angeordnet, um die axiale Bewegung des Ankers 324 innerhalb der ersten Spulenanordnung 320 zu begrenzen. Ebenso ist ein zweiter Anschlag 335 innerhalb der zweiten Spulenanordnung 322 angeordnet, um die axiale Bewegung des Ankers 324 innerhalb der zweiten Spulenanordnung 322 zu begrenzen. Während der Anker 324 einteilig gezeigt ist, sollte einzusehen sein, dass er eine Anordnung umfassen kann. Der Anker 324 ist magnetisch, sodass die Spulenanordnungen 320, 322, wenn sie mit Energie beaufschlagt sind, eine entsprechende Bewegung des Ankers 324 induzieren können.
Die dazwischen liegende Befestigungsplatte 328 ist zwischen der ersten Spulenanordnung 320 und der zweiten Spulenanordnung 322 angeordnet und koppelt benachbarte Enden derselben. Die dazwischen liegende Befestigungsplatte 328 kann, je nach Bedarf, entweder aus einem Eisen- oder einem Nichteisenmaterial gebildet sein und umfasst eine zylindrische Durchbrechung 338, die sich entlang der Achse der DEM-Solenoidanordnung 302 erstreckt, wodurch zugelassen wird, dass sich der Anker 324 hierdurch erstreckt.
Die erste Spulenanordnung 320 umfasst ein Gehäuse 340, einen Endverschluss 342, einen Spulenkern 344 und eine elektromagnetische Spule 346. Das Gehäuse 340 ist geeignet, um den Endverschluss 342 aufzunehmen und dabei eine Kapselung für den Spulenkern 344 und die elektromagnetische Spule 346 zu bilden. Zusätzlich umfasst das Gehäuse 340 eine Durchbrechung 348, die entlang der Achse der DEM-Solenoidanordnung 302 angeordnet ist, um die Ventilsteuerstange 326 verschiebbar zu tragen, und eine Dichtung 350, um das Eindringen von Getriebefluid in die DEM-Solenoidanordnung 302 zu verhindern. Der Endverschluss 342 koppelt das Gehäuse 340 mit der dazwischen liegenden Befestigungsplatte 328. Der Endverschluss 342 umfasst eine Durchbrechung 351, die sich entlang der Achse der DEM-Solenoidanordnung 302 erstreckt, um zuzulassen, dass sich der Anker 324 hierdurch erstreckt.
Der Spulenkern 344 umfasst einen allgemein zylindrisch geformten Körper 353 und sich radial nach außen erstreckende Flansche 355, die an jedem Ende des Körpers 353 gebildet sind. Der Spulenkern 344 ist mithilfe einer Wand 352 des Gehäuses 340 und einer Fläche 354 des Endverschlusses 342 fest innerhalb des Gehäuses 340 positioniert. Der Spulenkern 344 ist aus einem nichtferromagnetischen, elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet und umfasst eine zylindrische Durchbrechung 356, um das erste Ende 332 des Ankers 324 verschiebbar zu tragen. Die erste Spule 346 ist um den Körper 353 gewickelt und zwischen den Flanschen 355 innerhalb einer Durchbrechung 358 positioniert. Die Durchbrechungen 356, 358 sind koaxial miteinander und der zweiten Spulenanordnung 322 ausgerichtet, um zuzulassen, dass der Anker 324 sich unter dem magnetischen Einfluss der Spulenanordnungen 320,322 frei zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position bewegt. Die erste Spule 346 ist aus einem elektrisch leitenden Draht gebildet, der gleichmäßig um den Spulenkern 344 geschlungen ist, um eine zylindrische Spule zu bilden. Die erste Spule 346 ist selektiv betreibbar, um, wenn sie mit einem elektrischen Strom mit Energie beaufschlagt wird, ein magnetisches Feld zu erzeugen, das ausreicht, um das erste Ende 332 des Ankers 324 zu induzieren, sich gegen die Kraft der Vorspannfeder 359 in eine zweite Position zu bewegen, wie in 6 gezeigt.
Die zweite Spulenanordnung 322 ist mit der ersten Spulenanordnung 320 gekoppelt, wie zuvor beschrieben, und umfasst ein Gehäuse 360, einen Endverschluss 362, einen Spulenkern 364 und eine elektromagnetische Spule 366, die denselben Aufbau aufweisen wie das Gehäuse 340, der Endverschluss 342, der Spulenkern 344 und die Spule 346 der ersten Spulenanordnung 320. Hingegen ist die zweite Spule 366 selektiv betreibbar, um, wenn sie mit einem elektrischen Strom mit Energie beaufschlagt wird, ein magnetisches Feld zu erzeugen, um das zweite Ende 334 des Ankers 324 in eine erste Position zu induzieren, wie in 5 gezeigt. Zusätzlich umfasst das Gehäuse 360 einen Stopfen 368, der an einem Ende des Gehäuses 360 angeordnet ist, um eine Durchbrechung 369 mit demselben Aufbau wie die Durchbrechung 348 abzudichten.
Weiterhin Bezug nehmend auf die 5-6 wird nun der Betrieb des Fahrzeugs 10 zum Umschalten des Getriebes zwischen einem Park- und einem Nicht-Parkbereich beschrieben. Wenn ein Umschalten von Parken zu Nicht-Parken gewünscht wird, sendet das TCM 18 ein Signal an das ETRS-System 300 und das Park-Steuermodul 19, um das Getriebe aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich umzuschalten. Das Park-Steuermodul 19 erzeugt wiederum ein Signal zum Steuern des Betriebes der DEM-Solenoidanordnung 302, um den Schieber 305 aus einer Parkposition (5) in eine Nicht-Parkposition (6) zu bewegen. Im Speziellen beaufschlagt das Park-Steuermodul 19 die erste Spulenanordnung 320 mit Energie und nimmt gleichzeitig die Energie von der zweiten Spulenanordnung 322 weg, um den Anker 324 und den Schieber 305 gegen die Kraft der Vorspannfeder 359 aus einer Park- in eine Nicht-Parkposition überzuführen. In der Nicht-Parkposition lässt der Schieber 305 die Strömung von Druckfluid durch die Öffnung 308 zu dem Hydraulikservoventil 28 über die Öffnung 312 zu, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise ist die DEM-Solenoidanordnung 302 betreibbar, um die Hydraulikservoventilanordnung 28 und die Rasthebelanordnung 30 zu steuern, um das Getriebe aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich umzuschalten, wie zuvor beschrieben.
Wenn ein Umschalten von Nicht-Parken zu Parken gewünscht wird, sendet das TCM 18 ein Signal an das ETRS-System 300 und das Park-Steuermodul 19, um das Getriebe aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich umzuschalten. Das Park-Steuermodul 19 wiederum erzeugt ein Signal zum Steuern des Betriebes der DEM-Solenoidanordnung 302, um das Parkservoventil 304 aus einer Nicht-Parkposition (6) in eine Parkposition (5) zu bewegen. Im Speziellen nimmt das Park-Steuermodul 19 die Energie von der ersten Spulenanordnung 320 weg und beaufschlagt gleichzeitig die zweite Spulenanordnung 322 mit Energie, wodurch der Anker 324 induziert wird, sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition zu bewegen und dadurch die Vorspannfeder 359 dabei zu unterstützen, den Schieber 35 in eine Parkposition zu bewegen. In der Parkposition lässt der Schieber 305 die Strömung von Druckfluid durch die Öffnung 308 zu dem Hydraulikservoventil 28 über die Öffnung 310 zu, wie zuvor beschrieben. Auf diese Weise ist die DEM-Solenoidanordnung 302 betreibbar, um die Hydraulikservoventilanordnung 28 und die Rasthebelanordnung 30 zu steuern, um das Getriebe aus einem Nicht-Park- in einen Park-Bereich umzuschalten, wie zuvor beschrieben.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 wird nun der logische Ablauf des ETRS-Systems 300 beschrieben. Es ist ein Steuerungsverfahren 370 vorgesehen, um den Betrieb der ersten Spulenanordnung 320, der zweiten Spulenanordnung 322 und der Parksperren-Solenoidanordnung 32 zu steuern, um ein Getriebebereichsumschalten aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich zu verbessern. Das Steuerungsverfahren 370 beginnt mit einem Block 372, wo das TCM 18 das von der Fahrerschnittstellenvorrichtung 16 bereitgestellte Signal überwacht, um zu bestimmen, ob der Fahrzeugbediener angefordert hat, dass das Getriebe 14 in eine Parkposition umgeschaltet werden soll. Wenn der Fahrer kein Parken angefordert hat, schreitet die Steuerung zu einem Block 374 weiter, wo das TCM 18 ein Signal erzeugt, um den aktuellen Getriebeantriebsbereich beizubehalten.
Wenn der Fahrzeugbediener ein Parken angefordert hat, schreitet die Steuerung zu einem Block 378 weiter, wo das TCM 18 die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wie zuvor beschrieben. Anschließend vergleicht das TCM 18 bei Block 380 die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitswert (Vset). Wenn die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit nicht unter dem vorbestimmten Geschwindigkeitswert liegt, kehrt die Steuerung zu Block 374 zurück, wo das TCM 18 Ausgangssignale erzeugt, wie zuvor beschrieben. Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem vorbestimmten Geschwindigkeitswert liegt, schreitet die Steuerung zu einem Block 382 weiter, wo das TCM 18 ein Steuersignal erzeugt, um die Energie von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 wegzunehmen.
Die Steuerung schreitet zu einem Block 384 weiter, wo das TCM 18 ein Befehlssignal an das Park-Steuermodul 19 erzeugt, welches anzeigt, dass ein Umschalten zu Parken gewünscht wird. Bei Block 386 erzeugt das Park-Steuermodul 19 ein Steuersignal, um die Energie von der ersten Spulenanordnung 320 wegzunehmen und gleichzeitig die zweite Spulenanordnung 322 mit Energie zu beaufschlagen, um den Schieber 305 aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition überzuführen, wie zuvor beschrieben. Bei den Blöcken 388, 390 setzt das Park-Steuermodul 19 damit fort, die Position des Rasthebels 62 zu überwachen. Während der Rasthebel 62 sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition dreht, kehrt die Steuerung zu Block 386 zurück und das Park-Steuermodul 19 hält das Signal zum Entfernen der Energie von der ersten Spulenanordnung 320 und Beaufschlagen der zweiten Spulenanordnung 322 mit Energie aufrecht. Sobald das Signal von der Parksperren-Solenoidanordnung 32 anzeigt, dass der Rasthebel 62 sich in die Parkposition bewegt hat, schreitet die Steuerung zu einem Block 392 weiter, wo das Park-Steuermodul 19 ein Signal zum Entfernen der Energie von der ersten Spulenanordnung 320 und zum Beaufschlagen der zweiten Spulenanordnung 322 mit Energie aufrechterhält, um das ETRS-System 300 dabei zu unterstützen, das Getriebe im Parkbereich zu halten. Von Block 392 kehrt die Steuerung zurück zu Block 372, um einen weiteren Zyklus im Steuerungsverfahren 370 zu beginnen.
Die 8 - 9 zeigen ein weiteres ETRS-System, das bei der Bezugsziffer 400 bezeichnet ist. Das ETRS-System 400 ist in Aufbau und Funktion dem ETRS-System 300 im Wesentlichen ähnlich. Zum besseren Verständnis werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen, und nur jene Elemente, die sich in Aufbau oder Funktion unterscheiden, werden im Detail erläutert. Das ETRS-System 400 umfasst eine DEM-Solenoidanordnung 402, ein Parkservoventil 404, eine Hydraulikservoanordnung 28 (2), eine Rasthebelanordnung 30 (2) und eine Parksperren-Solenoidanordnung 32 (2). Im Gegensatz zu der DEM-Solenoidanordnung 302 ist die DEM-Solenoidanordnung 402 auf einer Achse angeordnet, die parallel zu dem Parkservoventil 404 steht und von diesem versetzt ist. Ähnlich wie die DEM-Solenoidanordnung 302 ist die DEM-Solenoidanordnung 402 selektiv betreibbar, um einen Schieber 405 des Parkservoventils 404 zwischen einer ersten Position (8) und einer zweiten Position (9) zu bewegen, um die Strömung von Druckfluid zu der Hydraulikservoanordnung 28 zu steuern und dadurch die Drehung des Rasthebels 62 zu induzieren, um das Getriebe zwischen einer Park- und einer Nicht-Parkposition umzuschalten, wie zuvor beschrieben.
Die DEM-Solenoidanordnung 402 und das Parkservoventil 404 sind durch ein Gehäuse 406 getragen gezeigt, das dem Getriebe 14 zugeordnet ist und das einen Ventilkörper definiert, der eine Reihe von Öffnungen und Fluidströmungsdurchgängen aufweist, wie zuvor vorgesehen. Im Speziellen ist der Schieber 405 innerhalb des Gehäuses 406 für eine Drehung zwischen einer ersten Position, die einem Umschalten des Getriebes in einen Parkbereich zugeordnet ist, und einer zweiten Position, die einem Umschalten des Getriebes in einen Nicht-Parkbereich zugeordnet ist, getragen. Wie gezeigt, ist die DEM-Solenoidanordnung 402 entlang einer Achse angeordnet, die parallel zu der Achse des Parkservoventils 404 steht und von dieser versetzt ist, und ist mithilfe von Schraubverbindern 408 mit dem Gehäuse 406 nahe dem Parkservoventil 404 gekoppelt.
Die DEM-Solenoidanordnung 402 umfasst eine erste Spulenanordnung 320, eine zweite Spulenanordnung 322, einen Anker 324, eine dazwischen liegende Befestigungsplatte 328 und eine Ventilsteuerstange 426. Während die Spulenanordnungen 320, 322, der Anker 324 und die dazwischen liegende Befestigungsplatte 328 dieselbe Struktur und allgemeine Funktion besitzen wie zuvor beschrieben, sollte angemerkt werden, dass im Betrieb die erste Spulenanordnung 320 und die zweite Spulenanordnung 322 selektiv betreibbar sind, um den Schieber 405 zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position zu bewegen, auf Grund der Orientierung der DEM-Solenoidanordnung 402 in Bezug auf das Parkservoventil 404 auf eine entgegengesetzte Weise gegenüber der zuvor beschriebenen. Im Spezielleren ist die erste Spulenanordnung 320 betreibbar, um den Schieber 405 in seine erste Position (Parken) zu bewegen, während die zweite Spulenanordnung 322 betreibbar ist, um den Schieber 405 in seine zweite (Nicht-Park-) Position zu bewegen.
Die Ventilsteuerstange 426 ist innerhalb eines Hohlraumes 428 des Gehäuses 406 angeordnet und erstreckt sich zwischen der DEM-Solenoidanordnung 402 und dem Parkservoventil 404, wobei ein erstes Ende 430 in Gewindeeingriff mit einem ersten Ende 332 des Ankers 324 steht und ein zweites Ende 432 mithilfe eines Stiftes 434 mit einem Ende des Schiebers 405 gekoppelt ist. Das erste Ende 430 ist von einem Abschnitt des Gehäuses 360 der ersten Spulenanordnung 320 verschiebbar getragen und erstreckt sich durch diesen hindurch. Das zweite Ende 432 erstreckt sich durch einen Abschnitt des Gehäuses 406 des Getriebes 14 nahe dem Parkservoventil 404 und ist von diesem verschiebbar getragen. Die Ventilsteuerstange 426 umfasst ferner einen Körper 436, der geeignet ist, um das zweite Ende 432 in Ansprechen auf die Bewegung des ersten Endes 430 entlang der Achse der DEM-Solenoidanordnung 402 translatorisch die Achse des Parkservoventils 404 entlang zu verschieben. Während die Ventilsteuerstange 426 einteilig gezeigt ist, sollte einzusehen sein, dass die Ventilsteuerstange 426 Einzelkomponenten umfassen kann. Des Weiteren kann der Körper 436 eine Gestängeanordnung umfassen, die dazu dient, die Kraft und Verschiebung des zweiten Endes 432 in Ansprechen auf die Bewegung des ersten Endes 430 abzustufen. Schließlich sollte angemerkt werden, dass das erste Ende 430 und das zweite Ende 432 sich durch das Gehäuse 406 hindurch erstrecken können, sodass der Körper 436 außerhalb des Gehäuses 406 positioniert ist.
Im Betrieb können die erste Spulenanordnung 320 und die zweite Spulenanordnung 322 selektiv betreibbar sein, um das Getriebe zwischen einem Park- und einem Nicht-Parkbereich umzuschalten. Im Speziellen, wenn ein Umschalten aus einem Park- in einen Nicht-Parkbereich gewünscht wird, beaufschlagt das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 die die zweite Spulenanordnung 322 mit Energie und nimmt gleichzeitig die Energie von der ersten Spulenanordnung 320 weg, um den Anker 324 zu induzieren, sich gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 359 aus einer Park- in eine Nicht-Parkposition (8) zu bewegen. Wenn hingegen ein Umschalten aus einem Nicht-Park- in einen Parkbereich gewünscht wird, beaufschlagt das TCM 18 oder das optionale Park-Steuermodul 19 die erste Spulenanordnung 320 mit Energie und nimmt gleichzeitig die Energie von der zweiten Spulenanordnung 322 weg, um den Anker 324 zu induzieren, sich aus einer Nicht-Park- in eine Parkposition (8) zu bewegen, und dadurch die Vorspannfeder 359 dabei zu unterstützen, das Parkservoventil 404 zu bewegen. Die DEM-Solenoidanordnung 402 ist auf ähnliche Weise selektiv betreibbar wie die DEM-Solenoidanordnung 302, um die Ansprechzeit des Getriebes 14 beim Umschalten zwischen einem Park- und einem Nicht-Parkbereich zu verbessern.
Bezugszeichenliste

202: Fahrer fordert PARK an ?
204: Behalte aktuellen Bereich bei
208: Miss Fahrzeuggeschwindigkeit
210: Geschwindigkeit < Vset ?
212: Nimm Energie von Parksperren-Solenoidanordnung weg
214: Nimm Energie von Servoventilsolenoid weg
216: Signalisiere Umschalten zu PARK
218: Miss Fluidtemperatur
220: Fluid Temp < Tset ?
222: Nimm Energie von RTP-Solenoid weg
224: Miss Rasthebelposition
226: Rasthebel in PARK ?
228: Beaufschlage RTP-Solenoid mit Energie
232: Beaufschlage RTP-Solenoid mit Energie
234: Miss Rasthebelposition
236: Rasthebel in PARK ?
230: Halte RTP-Solenoid <EIN>

Bezugszeichenliste

372: Fahrer fordert PARK an ?
374: Behalte aktuellen Bereich bei
378: Miss Fahrzeuggeschwindigkeit
380: Geschwindigkeit < Vset ?
382: Nimm Energie von Parksperren-Solenoidanordnung weg
384: Signalisiere Umschalten zu PARK
386: Nimm Energie von erster Solenoidanordnung weg und beaufschlage zweite Solenoidanordnung mit Energie
388: Miss Rasthebelposition
390: Rasthebel in PARK ?
392: Halte erste Solenoidanordnung bei weggenommener Energie und zweite Solenoidanordnung mit Energie beaufschlagt

Claims

Solenoid-Steuerungssystem (20) zum Einsatz mit einem elektronischen Bereichs-Auswahlsystem, das einen Getriebebereich zwischen einer Parkposition und einer Nicht-Parkposition umschaltet, welches umfasst: eine erste Solenoidanordnung (24), die dazu dient, ein Fluidventil (22) zu steuern, um ein Druckfluid zu liefern, um einen Ventilschieber (35) in eine erste Position zu drängen; und eine zweite Solenoidanordnung (26), die dazu dient, das Fluidventil (22) zu steuern, um ein Druckfluid zu liefern, um den Ventilschieber (35) in eine zweite Position zu drängen; dadurch gekennzeichnet , dass das Solenoid-Steuerungssystem ferner ein Steuermodul (19) umfasst, das die zweite Solenoidanordnung (26) nur dann mit Energie beaufschlagt, wenn eine Getriebefluidtemperatur unter einem Schwellenwert liegt.
Solenoid-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Position des Ventilschiebers (35) ein Druckfluid an ein Stellglied (28) liefert, welches das Getriebe (14) in die Parkposition umschaltet.
Solenoid-Steuerungssystem nach Anspruch 2, welches ferner eine Feder (36) umfasst, welche den Ventilschieber (35) in die erste Position vorspannt.
Solenoid-Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei die erste Schieberposition der Parkposition entspricht.
Solenoid-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Solenoidanordnung (24, 26) an entgegengesetzten Enden eines Gehäuses positioniert sind, das den Ventilschieber (35) enthält.
Verfahren zum Betätigen eines Fluidventils (22) innerhalb eines mit einem elektronischen Getriebebereichs-Auswahlsystem (20) ausgestatteten Getriebes (14), welches umfasst, dass: ermittelt wird, ob Umschaltzustände vorliegen, die ein Umschalten aus einer Nicht-Parkposition in eine Parkposition zulassen; eine erste Solenoidanordnung (24) betätigt wird, um das Fluidventil (22) zu steuern, um ein Druckfluid zu liefern oder ein Liefern zu unterbrechen, um einen Umschaltmechanismus zu betätigen; eine zweite Solenoidanordnung (26) betätigt wird, um das Fluidventil (22) auf der Basis der Umschaltzustände zu steuern; dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Solenoidanordnung (26) nur dann mit Energie beaufschlagt wird, wenn eine Getriebefluidtemperatur unter einem Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Betätigen der ersten Solenoidanordnung (24) umfasst, dass das Fluidventil (22) betätigt wird, um ein Druckfluid, das auf das Fluidventil (22) wirkt, selektiv zu liefern oder ein Liefern zu unterbrechen, um das Fluidventil (22) zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 7, welches ferner umfasst, dass das Fluidventil (22) in eine erste Position vorgespannt wird und der Umschaltmechanismus betätigt wird, um das Getriebe (14) in der Parkposition zu positionieren, wenn das Fluidventil (22) sich in der ersten Position befindet.
Verfahren nach Anspruch 6, welches ferner umfasst, dass das Fluidventil (22) direkt angesteuert wird, indem die erste Solenoidanordnung (24) mit Energie beaufschlagt wird, wobei ein Anker der ersten Solenoidanordnung (24) an einem Schieber (35) des Fluidventils (22) befestigt ist.