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Gebiet
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Steuersystem und insbesondere
ein Steuersystem zum Steuern einer Drehmoment übertragenden Vorrichtung in
einem Automatikgetriebe.
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Hintergrund
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Die
Angaben in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen
bezüglich
der vorliegenden Offenbarung vor und stellen eventuell nicht den
Stand der Technik dar.
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Ein
typisches Mehrstufen-Automatikgetriebe nutzt eine Kombination von
Drehmoment übertragenden
Vorrichtungen, beispielsweise Kupplungen, Klauenkupplungen/Synchronringen
oder Bremsen, um mehrere Vor- und Rückwärtsfahrstufen oder Übersetzungsverhältnisse
sowie ein Neutral und ein Parken zu erreichen. Die Wahl von Übersetzungsverhältnissen
wird typischerweise durch ein Mikroprozessor-Getriebesteuermodul
verwirklicht, das verschiedene Fahrzeugparameter, zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit,
und verschiedene Fahrereingabesignale, zum Beispiel Gaspedalstellung,
nutzt, um die geeigneten Übersetzungsverhältnisse
zu wählen.
Dann bringt das Getriebe eine Kombination der Drehmoment übertragenden
Vorrichtungen in Eingriff, um die erwünschten Übersetzungsverhältnisse
vorzusehen.
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Zum
Greifenlassen der Drehmoment übertragenden
Vorrichtungen umfasst ein typisches Automatikgetriebe ein Hydraulikkupplungssteuersystem, das
ein Hydraulikfluid zum selektiven Betätigen der Drehmoment übertragenden
Vorrichtungen nutzt. Das herkömmliche
Hydraulikkupplungssteuersystem sieht jedoch nur eine einzige Steuerungsverstärkung vor,
und daher ist die Steuerungsauflösung
beschränkt
(d. h. das herkömmliche
Hydraulikkupplungssteuersystem kann die Drehmoment übertragende
Vorrichtung nur vollständig
aktivieren oder deaktivieren. Bei modernen Automatikgetrieben ist es
aber wünschenswert,
ein Hydrauliksteuersystem zu haben, das mehrere Steuerungsverstärkungen zum
Steuern der Drehmomentkapazität
von Drehmoment übertragenden
Vorrichtungen vorsehen kann. Demgemäß besteht im Stand der Technik
Raum für ein
Steuersystem, das fähig
ist, mehrere Steuerungsverstärkungen
unter Verwendung eines geregelten druckbeaufschlagten Hydraulikfluids
zu einer Drehmoment übertragenden
Vorrichtung zu liefern.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung sieht ein Steuersystem zum Steuern einer Drehmoment übertragenden
Vorrichtung in einem Getriebe vor. Das System umfasst ein Steuergerät, mehrere
Solenoide und eine Ventilanordnung. Die Ventilanordnung weist mehrere
Signalsteuerbereiche in Verbindung mit den Solenoiden auf, die zum
Steuern der Drehmoment übertragenden
Vorrichtung zum Vorsehen mehrerer Verstärkungen der Drehmomentübertragung
verwendet werden.
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Eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Steuersystems
umfasst ein Steuergerät
zum Vorsehen eines ersten Steuersignals und eines zweiten Steuersignals,
ein erstes Solenoid, das mit dem Steuergerät in Verbin dung steht und eine
erste Öffnung
zum Aufnehmen eines ersten Fluidstroms und eine zweite Öffnung in
Verbindung mit der ersten Öffnung
zum selektiven Aufnehmen des ersten Fluidstroms aufweist, ein zweites
Solenoid, das mit dem Steuergerät
in Verbindung steht und eine erste Öffnung zum Aufnehmen eines
zweiten Fluidstroms und eine zweite Öffnung in Verbindung mit der
ersten Öffnung
zum selektiven Aufnehmen des zweiten Fluidstroms aufweist, sowie
eine Ventilanordnung mit einem beweglich in einem Ventilkörper angeordneten Ventil,
wobei der Ventilkörper
eine erste Einlassöffnung
in Verbindung mit der zweiten Öffnung
des ersten Solenoids, eine zweite Einlassöffnung in Verbindung mit der
zweiten Öffnung
des zweiten Solenoids, eine dritte Einlassöffnung zum Aufnehmen eines
dritten Fluidstroms, eine Auslassöffnung in Verbindung mit der
dritten Einlassöffnung
zum selektiven Aufnehmen des dritten Fluidstroms aufweist, und wobei
das Ventil einen ersten Signalbereich in Verbindung mit der ersten
Einlassöffnung
und einen zweiten Signalbereich in Verbindung mit der zweiten Einlassöffnung aufweist.
Das erste Steuersignal aktiviert das erste Solenoid, um zu öffnen, so
dass die zweite Öffnung des
ersten Solenoids den ersten Fluidstrom aufnimmt und den ersten Fluidstrom
zu der ersten Einlassöffnung
der Ventilanordnung übermittelt,
wobei der erste Fluidstrom den ersten Signalbereich beaufschlagt
und das Ventil zu einer ersten Stellung bewegt, um den dritten Fluidstrom
bei einem ersten Druck mit der Auslassöffnung in Verbindung stehen zu
lassen, das zweite Steuersignal aktiviert das zweite Solenoid, um
zu öffnen,
so dass die zweite Öffnung des
zweiten Solenoids den zweiten Fluidstrom aufnimmt und den zweiten
Fluidstrom zu der zweiten Einlassöffnung der Ventilanordnung übermittelt,
wobei der zweite Fluidstrom den zweiten Signalbereich beaufschlagt
und das Ventil zu einer zweiten Stellung bewegt, um den dritten
Fluidstrom bei einem zweiten Druck mit der Auslassöffnung in
Verbindung stehen zu lassen, und sowohl das erste Steuersignal als auch
das zweite Steuersignal aktivieren das erste und das zwei te Solenoid,
um zu öffnen,
so dass der erste Fluidstrom den ersten Signalbereich beaufschlagt
und der zweiten Fluidstrom den zweiten Signalbereich beaufschlagt,
um das Ventil zu einer dritten Stellung zu bewegen, um den dritten
Fluidstrom bei einem dritten Druck mit der Auslassöffnung in Verbindung
stehen zu lassen. Der erste Druck des dritten Fluidstroms löst den ersten
Modus des Getriebebetriebs aus, der zweite Druck des dritten Fluidstroms
löst den
zweiten Modus des Getriebebetriebs aus und der dritte Druck des
dritten Fluidstroms löst den
dritten Modus des Getriebebetriebs aus.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist
der erste Steuerbereich von dem zweiten Steuerbereich hydraulisch
isoliert.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
befindet sich ein Vorspannelement in dem Ventilkörper zum Vorspannen des Ventils
in eine vierte Stellung.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
verhindert die vierte Stellung des Ventils, dass die Auslassöffnung den
dritten Fluidstrom aufnimmt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wirkt der erste Fluidstrom auf den ersten Steuerbereich in eine
Richtung entgegen einer Richtung, in der das Vorspannelement das
Ventil vorspannt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wirkt der zweite Fluidstrom auf den zweiten Steuerbereich in eine
Richtung entgegen der Richtung, in der das Vorspannelement das Ventil
vorspannt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
befindet sich eine Betätigungsvorrichtung
in Verbindung mit der Auslassöffnung
und ist bewegbar, um bei Aufnehmen des dritten Fluidstromas bei
dem ersten Druck den ersten Modus des Getriebebetriebs auszulösen, ist
bewegbar, um bei Aufnehmen des dritten Fluidstroms bei dem zweiten
Druck den zweiten Modus des Getriebebetriebs auszulösen, und
ist bewegbar, um bei Aufnehmen des dritten Fluidstroms bei dem dritten
Druck den dritten Modus des Getriebebetriebs auszulösen.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
umfasst die Betätigungsvorrichtung einen
mit einem Kupplungspaket in einer Drehmoment übertragenden Vorrichtung gekoppelten
Kolben.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
entspricht der erste Modus des Getriebebetriebs einem ersten Betrag
an Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung,
der zweite Modus des Getriebebetriebs entspricht einem zweiten Betrag
an Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung
und der dritte Modus des Getriebebetriebs entspricht einem dritten
Betrag an Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende
Vorrichtung.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
steht ein Rückmeldungskanal
mit der Auslassöffnung
in Verbindung und steht mit dem Ende des von dem Vorspannelement
beaufschlagten Ventils in Verbindung, wobei der dritte Fluidstrom durch
den Rückmeldungskanal
in Verbindung steht und das Ventil in der Richtung beaufschlagt,
in der das Vorspannelement das Ventil vorspannt.
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Eine
andere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Steuersystems
umfasst ein Steuergerät
zum Vorsehen eines ersten Steuersignals und eines zweites Steuersignals,
ein erstes Solenoid, das mit dem Steuergerät in Verbindung steht und eine erste Öffnung zum
Aufnehmen eines ersten Fluidstroms und eine zweite Öffnung in
Verbindung mit der ersten Öffnung
zum selektiven Aufnehmen des ersten Fluidstroms aufweist, ein zweites
Solenoid, das mit dem Steuergerät
in Verbindung steht und eine erste Öffnung zum Aufnehmen eines
zweiten Fluidstroms und eine zweite Öffnung in Verbindung mit der ersten Öffnung zum
selektiven Aufnehmen des zweiten Fluidstroms aufweist, eine Ventilanordnung
mit einem beweglich in einem Ventilkörper angeordneten Ventil, wobei
der Ventilkörper
eine erste Einlassöffnung
in Verbindung mit der zweiten Öffnung
des ersten Solenoids, eine zweite Einlassöffnung in Verbindung mit der
zweiten Öffnung
des zweiten Solenoids, eine dritte Einlassöffnung zum Aufnehmen eines
dritten Fluidstroms, eine Auslassöffnung in Verbindung mit der
dritten Einlassöffnung
zum selektiven Aufnehmen des dritten Fluidstroms aufweist, und wobei
das Ventil einen ersten Signalbereich in Verbindung mit der ersten
Einlassöffnung
und einen zweiten Signalbereich in Verbindung mit der zweiten Einlassöffnung aufweist,
sowie eine Drehmoment übertragende
Vorrichtung, die mit der Auslassöffnung
in Verbindung steht und zum Vorsehen eines ersten Betrags an Drehmomentübertragung,
eines zweiten Betrags an Drehmomentübertragung und eines dritten
Betrags an Drehmomentübertragung
dient. Das erste Steuersignal aktiviert das erste Solenoid, um zu öffnen, so dass
die zweite Öffnung
des ersten Solenoids den ersten Fluidstrom aufnimmt und den ersten
Fluidstrom zu der ersten Einlassöffnung
der Ventilanordnung übermittelt,
wobei der erste Fluidstrom den ersten Signalbereich beaufschlagt
und das Ventil zu einer ersten Stellung bewegt, um den dritten Fluidstrom
bei einem ersten Druck mit der Auslassöffnung in Verbindung stehen
zu lassen, das zweite Steuersignal aktiviert das zweite Solenoid,
um zu öffnen, so dass
die zweite Öffnung
des zweiten Solenoids den zweiten Fluidstrom aufnimmt und den zweiten
Fluidstrom zu der zweiten Einlassöffnung der Ventilanordnung übermittelt,
wobei der zweite Fluidstrom den zweiten Signalbereich beaufschlagt
und das Ventil zu einer zweiten Stellung bewegt, um den dritten
Fluidstrom bei einem zweiten Druck mit der Auslassöffnung in
Verbindung stehen zu lassen, und sowohl das erste Steuersignal als
auch das zweite Steuersignal aktivieren das erste und das zweite
Solenoid, um zu öffnen,
so dass der erste Fluidstrom den ersten Signalbereich beaufschlagt
und der zweiten Fluidstrom den zweiten Signalbereich beaufschlagt,
um das Ventil zu einer dritten Stellung zu bewegen, um den dritten
Fluidstrom bei einem dritten Druck mit der Auslassöffnung in
Verbindung stehen zu lassen. Der dritte Fluidstrom löst bei dem
ersten Druck den ersten Betrag an Drehmomentübertragung aus, der dritte Fluidstrom
löst bei
dem zweiten Druck den zweiten Betrag an Drehmomentübertragung
aus und der dritte Fluidstrom löst
bei dem dritten Druck den dritten Betrag an Drehmomentübertragung
aus.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist
der erste Steuerbereich von dem zweiten Steuerbereich hydraulisch
isoliert.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
befindet sich zum Vorspannen des Ventils in eine vierte Stellung
ein Vorspannelement in dem Ventilkörper.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
verhindert die vierte Stellung des Ventils, dass die Auslassöffnung den
dritten Fluidstrom aufnimmt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wirkt der erste Fluidstrom auf den ersten Steuerbereich in einer
Richtung entgegen einer Richtung, in der das Vorspannelement das
Ventil vorspannt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wirkt der zweite Fluidstrom auf den zweiten Steuerbereich in einer
Richtung entgegen der Richtung, in der das Vorspannelement das Ventil vorspannt.
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Bei
einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
steht ein Rückmeldungskanal
mit der Auslassöffnung
in Verbindung und steht mit dem Ende des von dem Vorspannelement
beaufschlagten Ventils in Verbindung, wobei der dritte Fluidstrom durch
den Rückmeldungskanal
in Verbindung steht und das Ventil in der Richtung beaufschlagt,
in der das Vorspannelement das Ventil vorspannt.
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Weitere
Aufgaben, Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen durch Heranziehen der folgenden Beschreibung und beigefügten Zeichnungen
hervor, wobei gleiche Bezugszeichen eine gleiche Komponente, ein
gleiches Element oder Merkmal bezeichnen.
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Zeichnungen
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken
und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in
irgendeiner Weise beschränken.
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1 ist
eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform eines Steuersystems
für ein
Automatikgetriebe nach den erfindungsgemäßen Grundsätzen in einem ersten Zustand;
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2 ist
eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform eines Steuersystems
für ein
erfindungsgemäßes Automatikgetriebe
in einem zweiten Zustand;
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3 ist
eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform eines Steuersystems
für ein
erfindungsgemäßes Automatikgetriebe
in einem dritten Zustand; und
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4 ist
eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform eines Steuersystems
für ein
erfindungsgemäßes Automatikgetriebe
in einem vierten Zustand.
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Eingehende Beschreibung
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder Nutzungsmöglichkeiten nicht
einschränken.
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Unter
Bezug auf 1 ist ein Steuersystem zur Verwendung
in einem Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug schematisch dargestellt
und allgemein durch das Bezugszeichen 10 angezeigt. Das Steuersystem 10 umfasst
im Allgemeinen eine Ventilanordnung 12, ein erstes Solenoid 14,
ein zweites Solenoid 16, ein Steuergerät 18 und eine Betätigungsvorrichtung 20.
Das Steuersystem 10 dient zum Steuern eines Drehmoments übertragenden Mechanismus
in dem Getriebe, wie nachstehend näher beschrieben wird.
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Die
Ventilanordnung 12 umfasst ein in einem Ventilkörper 32 befindliches
Ventil 30. Im Einzelnen umfasst der Ventilkörper 32 eine
Wand 34, die eine Ventilkammer 36 ausbildet, und
das Ventil 30 ist in der Ventilkammer 36 gleitend
gelagert. Der Ventilkörper 32 ist
vorzugsweise als integraler Bestandteil des Getriebes ausgebildet.
Das Ventil 30 umfasst einen mittleren Körper 38, der sich
entlang einer Länge
der Ventilkammer 36 erstreckt. Mehrere hervorstehende Flächen 40,
in dem vorgesehenen Beispiel zwei, erstrecken sich von dem mittleren
Körper 38 und
berühren
die Wand 34 der Ventilkammer 36 oder dichten gegenüber dieser
ab. Die hervorstehenden Flächen 40 sind
entlang der Länge
des mittleren Körpers 38 beabstandet
und wirken mit der Wand 34 der Ventilkammer 36 zusammen,
um eine Fluidkammer 42 auszubilden. Das Ventil 30 ist
in der Ventilkammer 36 zwischen mehreren Stellungen bewegbar,
die eine in 1 gezeigte erste Stellung, eine
in 2 gezeigte zweite Stellung, eine in 3 gezeigte
dritte Stellung und eine in 4 gezeigte
vierte Stellung umfassen. Ein Vorspannelement 44, beispielsweise
eine Feder, ist in der Ventilkammer 36 zwischen dem Ventil 30 und
der Wand 34 angeordnet. Das Vorspannelement 44 spannt
das Ventil 30 zur ersten Stellung vor.
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Das
Ventil 30 umfasst weiterhin Steuerbereiche, die einen ersten
Steuerbereich 50 und einen zweiten Steuerbereich 52 umfassen.
In dem vorgesehenen Beispiel ist der erste Steuerbereich 50 eine ebene,
Abschlussendfläche
des Ventils 60, auch wenn sich versteht, dass der erste
Steuerbereich 50 verschiedene Größen und Flächenformen annehmen kann, ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der erste
Steuerbereich 50 wirkt mit der Wand 34 zusammen,
um eine erste Signalfluidkammer 56 auszubilden. In dem
vorgesehenen Beispiel ist der zweite Steuerbereich 52 eine ebene
Endfläche
einer der hervorstehenden Flächen 40,
auch wenn sich versteht, dass der zweite Steuerbereich 52 ebenfalls
verschiedene Größen und
Oberflächenformen
annehmen kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Der zweite Steuerbereich 52 wirkt mit der
Wand 34 zusammen, um eine zweite Signalflu idkammer 58 auszubilden,
die von der ersten Signalfluidkammer 56 getrennt und hydraulisch
abgedichtet ist.
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Der
Ventilkörper 32 bildet
weiterhin mehrere Anschlussstellen oder Öffnungen aus, die an mehrere
Fluidverbindungskanäle
oder Durchlässe
anschließen.
In dem vorgesehenen Beispiel umfasst der Ventilkörper 32 eine erste
Einlassöffnung 60,
die mit der ersten Signalfluidkammer 56 an einem Ende des
Ventils 30 gegenüber
dem Ende des Ventils 30, das von dem Vorspannelement 44 beaufschlagt
wird, in Verbindung steht. Die erste Einlassöffnung 60 steht mit
einem ersten Fluidverbindungskanal 62 in Verbindung. Eine
zweite Einlassöffnung 64 steht
mit der zweiten Signalfluidkammer 58 zwischen der ersten
Signalfluidkammer 56 und dem Ende des Ventils 30,
das von dem Vorspannelement 44 beaufschlagt wird, in Verbindung.
Die zweite Einlassöffnung 64 steht
mit einem zweiten Fluidverbindungskanal 66 in Verbindung.
Eine dritte Einlassöffnung 68 steht
selektiv mit der Fluidkammer 42 zwischen der zweiten Signalfluidkammer 58 und
dem Ende des Ventils 30, das von dem Vorspannelement 44 beaufschlagt
wird, in Verbindung. Die dritte Einlassöffnung 68 steht mit einem
dritten Fluidverbindungskanal 70 in Verbindung. Der dritte
Fluidverbindungskanal 70 steht mit einem Pumpensystem 71 in
Verbindung, das einen druckbeaufschlagten Hydraulikfluidstrom vorsieht. Eine
Auslassöffnung 72 steht
mit der Fluidkammer 42 zwischen der zweiten und dritten
Einlassöffnung 64, 68 in
Verbindung. Die Auslassöffnung 72 steht
mit einem vierten Fluidverbindungskanal 74 und einem Druckrückmeldungskanal 75 in
Verbindung. Der Druckrückmeldungskanal 75 steht
mit einem Ende des Ventils 30, das von dem Vorspannelement 44 beaufschlagt
wird, in Verbindung. Schließlich
umfasst der Ventilkörper 32 mehrere
Auslassöffnungen 76, die
mit der Ventilkammer 36 an verschiedenen Stellen entlang
der Länge
der Ventilkammer 36 in Verbindung stehen. Es versteht sich,
dass verschiedene andere Anordnungen von Fluid verbindungskanälen und Öffnungen
verwendet werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das
erste Solenoid 14 wird verwendet, um die erste und dritte
Stellung des Ventils 30 auszulösen, wie nachstehend näher beschrieben
wird. Das erste Solenoid 14 umfasst im Allgemeinen eine
erste Fluidöffnung 90 in
Fluidverbindung mit einem ersten druckgeregelten Leitungskanal 92 und
umfasst eine zweite Fluidöffnung 94 in
Fluidverbindung mit dem ersten Fluidverbindungskanal 62.
Der erste druckgeregelte Leitungskanal 92 liefert einen
ersten Fluidstrom druckbeaufschlagten Hydraulikfluids von einer (nicht
gezeigten) Fluidquelle zu dem ersten Solenoid 14. Das erste
Solenoid 14 dient zum selektiven Öffnen, um einen ersten Fluidstrom
von dem ersten druckgeregelten Leitungskanal 92 von der
ersten Fluidöffnung 90 durch
das erste Solenoid 14 zu der zweiten Fluidöffnung 94 treten
und in den ersten Fluidverbindungskanal 62 eindringen zu
lassen. Der Ausgangsdruck des ersten Solenoids 14 ist proportional
zu einem einer (nicht gezeigten) Spule, die in dem ersten Solenoid 14 angeordnet
ist, gelieferten elektrischen Strom. Wenn sich zum Beispiel ein
dem ersten Solenoid 14 gelieferter Strom von 0 auf 1 Ampere ändert, ändert sich
der Ausgangsdruck des Hydraulikfluids von dem ersten Solenoid 14 von
etwa 0 auf 80 psi. Es versteht sich aber, dass verschiedene andere
elektrische Ströme
und Drücke
verwendet werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zudem
kann das erste Solenoid 14 ein Ein/Aus-Solenoid sein, das
entweder vollständig öffnet oder
schließt
und das normalerweise niedrig oder geschlossen ist, wenn es nicht
von einer Energiequelle eingeschaltet wird, es können aber verschiedene andere
Arten von Solenoiden verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das
zweite Solenoid 16 wird verwendet, um die zweite und dritte
Stellung des Ventils 30 auszulösen, wie nachstehend näher beschrieben
wird. Das zweite Solenoid 16 umfasst im Allgemeinen eine
erste Fluidöffnung 96 in
Fluidverbindung mit einem zweiten druckgeregelten Leitungskanal 98 und
umfasst eine zweite Fluidöffnung 100 in
Fluidverbindung mit dem zweiten Fluidverbindungskanal 66.
Der zweite druckgeregelte Leitungskanal 98 liefert einen
zweiten Fluidstrom druckbeaufschlagten Hydraulikfluids von einer
(nicht gezeigten) Fluidquelle zu dem zweiten Solenoid 16.
Das zweite Solenoid 16 dient zum selektiven Öffnen, um
einen zweiten Fluidstrom von dem zweiten druckgeregelten Leitungskanal 98 von der
ersten Fluidöffnung 98 durch
das zweite Solenoid 16 zu der zweiten Fluidöffnung 100 treten
und in den zweiten Fluidverbindungskanal 66 eindringen
zu lassen. Der Ausgangsdruck des zweiten Solenoids 16 ist
proportional zu einem einer (nicht gezeigten) Spule, die in dem
zweiten Solenoid 16 angeordnet ist, gelieferten elektrischen
Strom. Wenn sich zum Beispiel ein dem zweiten Solenoid 16 gelieferter
Strom von 0 auf 1 Ampere ändert, ändert sich
der Ausgangsdruck des Hydraulikfluids von dem zweiten Solenoid 16 von etwa
0 auf 80 psi. Es versteht sich aber, dass verschiedene andere elektrische
Ströme
und Drücke verwendet
werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zudem kann
das zweite Solenoid 16 ein Ein/Aus-Solenoid sein, das entweder
vollständig öffnet oder
schließt und
das normalerweise niedrig oder geschlossen ist, wenn es nicht von
einer Energiequelle eingeschaltet wird, es können aber verschiedene andere
Arten von Solenoiden verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das
Steuergerät 18 steht
mit dem ersten Solenoid 14 und dem zweiten Solenoid 16 in
elektronischer Verbindung. Das Steuergerät 18 kann ein Getriebesteuermodul
oder ein Brennkraftmaschinensteuermodul sein und ist bevorzugt eine
elektronische Vorrichtung mit einem vorprogrammierten digitalen
Rechner oder Prozessor, einer Steuerlogik, einem zum Speichern von
Daten verwendeten Speicher und mindestens einem E/A-Peripheriegerät. Die Steuerlogik
umfasst mehrere Logikroutinen zum Überwachen, Handhaben und Erzeugen
von Daten. Es können
aber verschiedene andere Arten von Steuergeräten verwendet werden, ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das Steuergerät 18 nimmt
Eingangssignale auf, die eine erwünschte Betriebsart der Betätigungsvorrichtung 20 anzeigen.
Dann kommuniziert das Steuergerät 18 elektronisch
mit den Solenoiden 14, 16 unter Verwenden mehrerer
Steuersignale, um den erwünschten
Getriebe-Betriebsmodus auszulösen.
Im Einzelnen steuert das Steuergerät 18 die Solenoide 14, 16 durch
Steuern des elektrischen Stroms, der der Spule der Solenoide 14, 16 geliefert
wird.
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Die
Betätigungsvorrichtung 20 dient
zum Umwandeln des durch die Ventilanordnung 30 übermittelten
Hydraulikfluiddrucks in eine mechanische Bewegung oder Umsetzung
einer Komponente in einer Drehmoment übertragenden Vorrichtung 101.
In dem vorgesehenen bestimmten Beispiel ist die Drehmoment übertragende
Vorrichtung 101 eine Reibungskupplung oder -bremse mit
mehreren Verstärkungen,
es versteht sich aber, dass die Drehmoment übertragende Vorrichtung 101 ein
Synchronring oder eine andere Vorrichtung sein kann, ohne vom Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist die Betätigungsvorrichtung 20 in
dem vorgesehenen Beispiel ein Kupplungskolben 102, der
in einem Kupplungsgehäuse 104 linear
beweglich ist. Das Kupplungsgehäuse 104 umfasst
eine Einlassöffnung 106 in
Fluidverbindung mit dem vierten Fluidverbindungskanal 74.
Der Kolben 102 ist bevorzugt mit einem Kupplungspaket 108 gekoppelt, das
mehrere (nicht dargestellte) verzahnte Kupplungsscheiben umfasst.
Die Bewegung des Kupplungskolbens 102 hin zum Kupplungspaket 106 zwingt
die verzahnten Scheiben, einzurücken
und dazwischen Drehmoment zu übertragen.
Daher steuert der Grad der Bewegung oder des Einrückens des Kupplungskolbens 102 den
Drehmomentbetrag, der durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung 101 übertragen
wird.
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Wie
vorstehend erwähnt
steuert die Bewegung des Ventils 30 zwischen verschiedenen
Stellungen das Aktivieren der Betätigungsvorrichtung 20. Wenn
im Einzelnen das Steuergerät 18 dem
ersten Solenoid 14 und dem zweiten Solenoid 16 signalisiert zu
schließen,
wird die Betätigungsvorrichtung 20 deaktiviert.
In diesem Zustand wird das Ventil 30 durch das Vorspannelement 44 in
die erste Stellung vorgespannt, wie in 1 gezeigt
wird, und eine der hervorstehenden Flächen 40 dichtet die
dritte Einlassöffnung 68 gegenüber einer
Verbindung mit der Fluidkammer 42 ab. Demgemäß wird Hydraulikfluid
in der Fluidkammer durch eine der Auslassöffnungen 76 abgelassen
und der Kolben 102 verbleibt in einer ersten Stellung.
Wenn sich der Kolben 102 in der ersten Stellung befindet,
wird die Drehmoment übertragende
Vorrichtung 101 deaktiviert und überträgt kein Drehmoment durch diese.
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Mehrere
Verstärkungen
von Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung 101 werden
durch selektives Aktivieren oder Öffnen des ersten Solenoids 14 und
des zweiten Solenoids 16 einzeln und kombiniert verwirklicht. Wenn
allgemein gesagt das erste Solenoid 14 aktiviert wird, ändert sich
der Druck an der Fluidöffnung 72 und
in dem Aktuator 20 von 0 auf X psi, wenn sich der dem ersten
Solenoid 14 gelieferte elektrische Strom ändert, zum
Beispiel von 0 auf 1 Ampere. Wenn das zweite Solenoid 16 aktiviert
wird, ändern sich
der Druck an der Fluidöffnung 72 und
in dem Aktuator 20 von 0 auf Y psi, wenn sich der dem zweiten Solenoid 16 gelieferte
elektrische Strom ändert,
zum Beispiel von 0 auf 1 Ampere. Wenn sowohl das erste Solenoid 14 als
auch das zweite Solenoid 16 aktiviert werden, ändert sich
der Druck an der Flu idöffnung 72 und
in dem Aktuator 20 von 0 auf X + Y psi, wenn sich der dem
ersten Solenoid 14 und dem zweiten Solenoid 16 zugeführte elektrische
Strom ändert,
zum Beispiel von 0 auf 1 Ampere. Der Wert von X und von Y wird durch
die Größe des ersten
und zweiten Signalbereichs 50 und 52 des Ventils 30 bestimmt.
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Zum
Beispiel kann eine erste Verstärkung der
Drehmomentübertragung
verwirklicht werden, wenn das Steuergerät 18 dem ersten Solenoid 14 signalisiert
zu öffnen,
während
das zweite Solenoid 16 geschlossen bleibt, wie in 2 gezeigt
ist. Demgemäß tritt
der erste Fluidstrom durch das erste Solenoid 14 und in
den ersten Fluidverbindungskanal 62 und in die erste Signalfluidkammer 56.
Der erste Fluidstrom wirkt auf den ersten Steuerbereich 50 des
Ventils 30 und bewegt das Ventil 30 in die zweite
Stellung. Wenn es sich in der zweiten Stellung befindet, öffnet die
hervorstehende Fläche 40 des
Ventils 30 die dritte Einlassöffnung 68 um einen
ersten Betrag, so dass der dritte Fluidstrom von dem dritten Fluidverbindungskanal 70 in
die Fluidkammer 42 eindringt. Der dritte Fluidstrom strömt dann
durch die Auslassöffnung 72 in
den vierten Fluidverbindungskanal 74, wo der dritte Fluidstrom
den Kolben 102 beaufschlagt und den Kolben 102 zu
einer zweiten Stellung bewegt. Die zweite Stellung des Kolbens 102 entspricht
der ersten Verstärkung
von Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung 101.
Der dritte Fluidstrom dringt auch in den Druckrückmeldungskanal 75 ein
und beaufschlagt das Ventil 30. Demgemäß entspricht die zweite Stellung
des Ventils 30 einer Stellung, bei der die Druckkraft des
ersten Fluidstroms an dem Ventil 30 in Gleichgewicht mit
den Druckkräften
des dritten Fluidstroms und des Vorspannelements 44 an
dem Ventil 30 ist.
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Eine
zweite Verstärkung
von Drehmomentübertragung
kann verwirklicht werden, wenn das Steuergerät 18 dem zweiten Solenoid 16 signalisiert
zu öffnen,
während
das erste Solenoid 14 geschlossen bleibt, wie in 3 gezeigt
ist. Demgemäß tritt
der zweite Fluidstrom durch das zweite Solenoid 16 und in
den zweiten Fluidverbindungskanal 64 und in die zweite
Signalfluidkammer 58. Der zweite Fluidstrom wirkt auf den
zweiten Steuerbereich 52 des Ventils 30 und bewegt
das Ventil 30 in die dritte Stellung. Wenn es sich in der
dritten Stellung befindet, öffnet
die hervorstehende Fläche 40 des
Ventils 30 die dritte Einlassöffnung 68 um einen
zweiten Betrag, so dass der dritte Fluidstrom von dem dritten Fluidverbindungskanal 70 in
die Fluidkammer 42 eindringt. Der dritte Fluidstrom strömt dann
durch die Auslassöffnung 72 in
den vierten Fluidverbindungskanal 74, wo der dritte Fluidstrom
den Kolben 102 beaufschlagt und den Kolben 102 zu
einer dritten Stellung bewegt. Die dritte Stellung des Kolbens 102 entspricht
der zweiten Verstärkung
von Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende
Vorrichtung 101. Der dritte Fluidstrom dringt auch in den
Druckrückmeldungskanal 75 ein
und beaufschlagt das Ventil 30. Demgemäß entspricht die dritte Stellung
des Ventils 30 einer Stellung, bei der die Druckkraft des
zweiten Fluidstroms an dem Ventil 30 in Gleichgewicht mit
den Druckkräften
des dritten Fluidstroms und des Vorspannelements 44 an
dem Ventil 30 ist.
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Eine
dritte Verstärkung
von Drehmomentübertragung
kann verwirklicht werden, wenn das Steuergerät 18 sowohl dem ersten
als auch dem zweiten Solenoid 14, 16 signalisiert
zu öffnen,
wie in 4 gezeigt ist. Demgemäß tritt der erste Fluidstrom durch
das erste Solenoid 14 und in den ersten Fluidverbindungskanal 62 und
in die erste Signalfluidkammer 56, während der zweite Fluidstrom
durch das zweite Solenoid 16 und in den zweiten Fluidverbindungskanal 64 und
in die zweite Signalfluidkammer 58 tritt. Der erste Fluidstrom
wirkt auf den ersten Steuerbereich 50 des Ventils 30 und
der zweite Fluidstrom wirkt auf den zweiten Steuerbereich 52 des Ventils 30.
Der kombinierte Druck des ersten und zweiten Flu idstroms bewegt
das Ventil 30 in die vierte Stellung. Wenn es sich in der
vierten Stellung befindet, öffnet
die hervorstehende Fläche 40 des
Ventils 30 die dritte Einlassöffnung 68 um einen
dritten Betrag, so dass der dritte Fluidstrom von dem dritten Fluidverbindungskanal 70 in
die Fluidkammer 42 eindringt. Der dritte Fluidstrom strömt dann
durch die Auslassöffnung 72 in
den vierten Fluidverbindungskanal 74, wo der dritte Fluidstrom
den Kolben 102 beaufschlagt und den Kolben 102 zu
einer vierten Stellung bewegt. Die vierte Stellung des Kolbens 102 entspricht
der dritten Verstärkung
von Drehmomentübertragung
durch die Drehmoment übertragende Vorrichtung 101.
Der dritte Fluidstrom dringt auch in den Druckrückmeldungskanal 75 ein
und beaufschlagt das Ventil 30. Demgemäß entspricht die vierte Stellung
des Ventils 30 einer Stellung, bei der die Druckkräfte des
ersten und zweiten Fluidstroms an dem Ventil 30 in Gleichgewicht
mit den Druckkräften des
dritten Fluidstroms und des Vorspannelements 44 an dem
Ventil 30 sind.
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Der
Grad der Drehmomentübertragungsverstärkung durch
die Drehmoment übertragende
Vorrichtung 101 kann durch Steuern verschiedener Faktoren
wie den Drücken
der verschiedenen Fluidströme,
Wahl des Vorspannelements und der Flächeninhalte der Steuerbereiche
des Ventils angepasst werden. Zusätzliche Verstärkungen
können
durch Hinzufügen
von Solenoiden und Steuerbereichen zu dem Steuersystem 10 vorgesehen
werden.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und
Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen. Solche Abwandlungen
sind nicht als Abweichen vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung
zu betrachten.