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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Getriebesteuergerät mit mehreren über Hydraulikleitungen verbundenen Aktoren und Ventileinrichtungen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der Praxis bekannte hydraulische Getriebesteuergeräte stellen jeweils eine Getriebeschnittstelle dar, über die jeweils zwischen einer angeschlossenen Pumpeneinrichtung und den jeweiligen Verbrauchern einer Getriebeeinrichtung, wie Kupplungen, Schaltstangen, Kühlölleitungen, Parksperren und dergleichen, eine definierte Aufteilung von Drücken bzw. Ölströmen realisierbar ist. Neben dem gewünschten Verteilen von Ölströmen bzw. Drücken werden über das Transportmedium, vorzugsweise Hydraulikfluid, auch spezifisch leichtere Medien, wie ungelöste Luftanteile, und/oder auch spezifisch schwerere Medien, wie Abrieb, Späne, Verschmutzungen und dergleichen ausgehend von der Pumpeneinrichtung über das hydraulische Getriebesteuergerät in den nachgeschalteten Teil des Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung eingetragen. Die mit dem Hydraulikfluid in das Hydrauliksystem eingeleitete Luft und auch die schwereren Medien lagern sich an unterschiedlichen Stellen im Hydrauliksystem ab. Der Transport dieser meist unerwünschten sogenannten sekundären Medien erfolgt sowohl durch Strömungskräfte des primären Mediums, d. h. des Hydraulikfluides, als auch durch die Schwerkraft bzw. Auftriebskraft.
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Üblicherweise sind hydraulische Getriebesteuergeräte oder Verbindungsleitungen zwischen einem hydraulischen Getriebesteuergerät und nachgeschalteten Verbrauchern oftmals mit Entlüftungsbohrungen im Bereich eines höchsten Punktes einer Tasche oder einer Leitung ausgeführt, um Luftansammlungen im Hydrauliksystem auf konstruktiv einfache Art und Weise zu vermeiden. Dies resultiert aus der Tatsache, dass Luftansammlungen, wie Luftsäcke, oftmals zu Instabilitäten oder zu zeitvarianten dynamischen Effekten der zugehörigen Funktionalität führen, wobei dies zu unerwünschten Beeinträchtigungen einer Druckdynamik oder zu unerwünschten Verlängerungen von Totzeiten bei der Ansteuerung von hydraulisch zu betätigenden Baugruppen führt.
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Derartige Entlüftungsbohrungen stellen jedoch nachteilhafterweise permanente Leckagen dar, sobald im Hydrauliksystem einer Getriebeeinrichtung der Druck ansteigt.
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Da die Luft- und Schmutztransportprozesse üblicherweise nicht gezielt beeinflussbar sind, sondern sich die Transportvorgänge der sekundären Medien durch die gerade gewählten hydraulischen Randbedingungen einstellen, kann es zu unerwünschten Luftablagerungen im Bereich nicht entlüfteter Stellen im hydraulischen Getriebesteuergerät bzw. in einer Getriebeeinrichtung selbst oder zu Schmutz- und Abriebablagerungen an unerwünschten Stellen kommen. Schmutz und Abrieb lagern sich bei Kanälen, die nur in einer Richtung durchströmt werden, typischerweise am Ende des Kanales bzw. der Leitung ab.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges hydraulisches Getriebesteuergerät zur Verfügung zu stellen, mittels dem Luftansammlungen und Ablagerungen spezifisch schwererer Medien als Hydraulikfluid auf einfache Art und Weise vermeidbar sind bzw. auf ein Minimum reduzierbar sind.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem hydraulischen Getriebesteuergerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Getriebesteuergerät mit mehreren über Hydraulikleitungen verbundenen Aktoren und Ventileinrichtungen, über die hydraulische Verbraucher einer Getriebeeinrichtung mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind, ist wenigstens eine der Hydraulikleitungen mit einer Spülventileinrichtung ausgeführt, über die die Hydraulikleitung mit einem vorzugsweise im Wesentlichen drucklosen Bereich verbindbar sind.
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Damit sind im Bereich des hydraulischen Getriebesteuergerätes vorhandene Luftansammlungen und auch Schmutzpartikel über die Hydraulikleitung und deren Spülventileinrichtung in Richtung des drucklosen Bereiches führbar, wenn die Hydraulikleitung über die Spülventileinrichtung mit dem drucklosen Bereich verbunden ist. Das bedeutet, dass über die Spülventileinrichtung über einen gewünschten Zeitraum eine definierte Leckagestelle des hydraulischen Getriebesteuergerätes herstellbar ist, um das hydraulische Getriebesteuergerät zumindest im Bereich der mit der Spülventileinrichtung ausgeführten Hydraulikleitung zu entlüften und auch in Bezug auf das Hydraulikfluid spezifisch schwerere Medien, wie Abrieb, Späne, Verschmutzungen und dergleichen, aus dem hydraulischen Getriebesteuergerät bzw. der mit der Spülventileinrichtung ausgeführten Hydraulikleitung auszuspülen.
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Umfasst die Spülventileinrichtung ein vorsteuerbares Schaltventil, das im Bereich einer Steuerfläche mit einem einer Federkraft einer Federeinrichtung entgegenwirkenden Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist und von diesem in eine die Hydraulikleitung mit dem vorzugsweise im Wesentlichen drucklosen Bereich verbindende Schaltstellung überführbar ist, ist ein Ausspül- und Entlüftvorgang im Bereich der Hydraulikleitung des erfindungsgemäßen hydraulischen Getriebesteuergerätes mit geringem Betätigungsaufwand betriebszustandsabhängig durchführbar.
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Bei einer kostengünstigen und durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichneten Ausführungsform des hydraulischen Getriebesteuergerätes ist der Vorsteuerdruck im Bereich eines Aktors einstellbar, der über die Hydraulikleitung mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist und der vorzugsweise zur Betätigung wenigstens einer weiteren Einrichtung des Getriebesteuergerätes, beispielsweise zur Vorsteuerung einer Ventileinrichtung, vorgesehen ist.
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Ist das Schaltventil im Bereich einer weiteren Steuerfläche mit einem über einen weiteren Aktor einstellbaren Vorsteuerdruck beaufschlagbar, der ebenfalls der Federkraft der Federeinrichtung entgegenwirkt und mittels dem das Schaltventil in eine die Hydraulikleitung mit dem vorzugsweise im Wesentlichen drucklosen Bereich verbindende Schaltstellung überführbar ist, ist das Schaltventil selbst bei einem Ausfall eines der beiden Aktoren von dem jeweils anderen Aktor in die für den Spül- und Entlüftvorgang erforderliche Schaltstellung überführbar oder über einen größeren Betriebsbereich eines mit dem hydraulischen Getriebesteuergerät ausgeführten Getriebes in den gewünschten Betriebszustand überführbar. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Aktoren während verschiedener Zustände eines Getriebes den Vorsteuerdruck am Schaltventil anlegen.
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Bei einer durch geringe Leckageverluste gekennzeichneten Ausführungsform des hydraulischen Getriebesteuergerätes ist das Schaltventil stromab eines Druckbegrenzungsventiles vorgesehen, mittels dem der Versorgungsdruck der Aktoren, in deren Bereich der am Schaltventil jeweils anliegende Vorsteuerdruck einstellbar ist, auf einen Maximalwert begrenzbar ist. Dann werden das erfindungsgemäße hydraulische Getriebesteuergerät ausgehend von der Hydraulikleitung lediglich im Bereich eines einem gegenüber einem hohen Systemdruck niederen Druckbereiches entlüftet und Verschmutzungen aus diesem ausgespült.
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Ist das Schaltventil stromauf der ausgehend vom Druckbegrenzungsventil mit Hydraulikdruck beaufschlagbaren Aktoren in der Hydraulikleitung angeordnet, sind in der Hydraulikleitung vorhandene Luftansammlungen und Verschmutzungen aus der Hydraulikleitung und somit dem hydraulischen Getriebesteuergerät ausspülbar, bevor diese in Taschen der Aktoren eingespült werden. Dies hat den Vorteil, dass im Bereich der Aktoren keine Entlüftungsbohrungen vorzusehen sind, die bekannterweise permanente Leckagestellen eines hydraulischen Getriebesteuergerätes darstellen und einen Fertigungsaufwand eines Getriebesteuergerätes erhöhen.
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Ist das Schaltventil in einem Endbereich der Hydraulikleitung vorgesehen, werden bei einer Betätigung des Schaltventils durch den Aktor oder den weiteren Aktor in gewünschtem Umfang nicht nur Luft- sondern auch Schmutzanteile im Hydraulikfluid über das Schaltventil in Richtung des drucklosen Bereiches bzw. eines Ölsumpfes einer Getriebeeinrichtung ausgespült, da sich Schmutzanteile üblicherweise in einem Endbereich einer Hydraulikleitung bevorzugt ablagern.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydraulischen Getriebesteuergerätes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen hydraulischen Getriebesteuergerätes ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Teildarstellung eines Schaltschemas einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Getriebesteuergerätes.
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In der Figur ist ein Teil eines Schaltschemas eines hydraulischen Getriebesteuergerätes 1 einer als Automatgetriebe ausgeführten Getriebeeinrichtung eines Fahrzeuges gezeigt. Das hydraulische Getriebesteuergerät 1 ist mit mehreren über Hydraulikleitungen verbundenen Aktoren 2 bis 4 und Ventileinrichtungen 5, 6 ausgebildet, über die in der Zeichnung nicht näher dargestellte hydraulische Verbraucher des Automatgetriebes mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind. Die Aktoren 2 bis 4 sind vorliegend als elektrohydraulische Drucksteller ausgebildet, in deren Bereich jeweils ein Vorsteuerdruck p_VS62 bzw. p_VS63 einstellbar ist. Im Bereich der als Druckbegrenzungsventil ausgeführten Ventileinrichtung 5 ist ein sogenannter Reduzierdruck p_red einstellbar, wobei der Reduzierdruck p_red in Abhängigkeit eines Systemdrucks p_sys steht und Werte zwischen 0 und einem definiertem Maximaldruck annimmt. Dabei steht der Maximaldruck des Reduzierdruckes p_red in Abhängigkeit des auf eine Stirnfläche 8 eines Ventilschiebers 9 rückgeführten Reduzierdruckes p_red sowie einer entgegen dem Reduzierdruck p_red am Ventilschieber 9 angreifenden Federkraft einer Federeinrichtung 10. Der im Bereich der Ventileinrichtung 5 eingestellte Reduzierdruck p_red liegt über eine Hydraulikleitung 11 als Versorgungsdruck an den Aktoren 2 bis 4 und an der weiteren Ventileinrichtung 6 an.
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Die Ventileinrichtung 6 umfasst vorliegend ebenfalls einen Ventilschieber 12 der von einer weiteren Federeinrichtung 13 in eine erste Schaltstellung führbar ist.
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Der über den Aktor 2 einstellbare Vorsteuerdruck p_VS62 ist am Ventilschieber 12 der Ventileinrichtung 6 im Bereich einer ersten Steuerfläche 14 des Ventilschiebers 12 der Ventileinrichtung 6 anlegbar und wirkt der Federkraft der weiteren Federeinrichtung 13 entgegen. Des Weiteren ist auch der im Bereich des Aktors 3 einstellbare Vorsteuerdruck p_VS63 im Bereich einer weiteren Stirnfläche 15A des Ventilschiebers 12 ebenfalls der Federkraft der Federeinrichtung 13 entgegenwirkend am Ventilschieber 12 anlegbar.
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In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles kann es auch vorgesehen sein, dass der Vorsteuerdruck p_VS62 und/oder der Vorsteuerdruck p_VS63 im Bereich weiterer Einrichtungen des hydraulischen Getriebesteuergerätes 1, wie Ventileinrichtungen oder dergleichen, als Vorsteuerdrücke anlegbar sind, um einen angeforderten Betriebszustand des mit dem Getriebesteuergerät 1 ausgeführten Automatgetriebes in gewünschtem Umfang umsetzen zu können.
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Wird die Ventileinrichtung 6 ausgehend von der in der Figur gezeigten ersten Schaltstellung vom Vorsteuerdruck p_VS62 oder vom Vorsteuerdruck p_VS63 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 13 in seine zweite Schaltstellung umgeschoben, ist die Hydraulikleitung 11 bzw. eine davon abzweigende weitere Hydraulikleitung 15 über die Ventileinrichtung 6 mit einem im Wesentlichen drucklosen Bereich 16 verbunden, der vorliegend dem Ölsumpf des Automatgetriebes entspricht, während die Hydraulikleitung 11 bzw. die weitere Hydraulikleitung 15 in der ersten Schaltstellung der Ventileinrichtung 6 vom Bereich 16 getrennt sind.
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In der zweiten Schaltstellung der eine Spülventileinrichtung mit einem Schaltventil darstellenden Ventileinrichtung 6 wird stromab der Ventileinrichtung 5 Hydraulikfluid aus der Hydraulikleitung 11 und der damit verbundenen weiteren Hydraulikleitung 15 über die Spülventileinrichtung 6 in Richtung des Ölsumpfes 16 geführt. Das bedeutet, dass über die Spülventileinrichtung 6 unabhängig von der Getriebebetätigung bzw. den gerade eingestellten hydraulischen Randbedingungen ein definierter Ölstrom im Reduzierkanal bzw. der Hydraulikleitung 11 bzw. der weiteren Hydraulikleitung 15 einstellbar ist, mittels dem unerwünschte Luft- und Schmutzeinträge aus der Hydraulikleitung 11 und der weiteren Hydraulikleitung 15 auswaschbar sind.
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Da die Spülventileinrichtung 6 am Ende der weiteren Hydraulikleitung 15 und stromauf der Aktoren 2 bis 4 sowie weiterer von der Hydraulikleitung 11 mit Reduzierdruck p_red beaufschlagbarer Aktoren vorgesehen ist, wird die in der Hydraulikleitung 11 und der weiteren Hydraulikleitung 15 abgelagerte Luft aus diesen entfernt, noch bevor sie in Taschen der Aktoren 2 bis 4 eingespült werden können.
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Dadurch sind im Gegensatz zu aus der Praxis bekannten Getriebesteuergeräten bei dem vorliegend betrachteten Getriebesteuergerät 1 nicht mehrere separate Entlüftungsbohrungen im Bereich der Aktoren erforderlich, die nachteilhafterweise permanente Leckagen verursachen, um das Getriebesteuergerät im gewünschten Umfang mit geringen Verlusten betrieben zu können. Im Unterschied hierzu wird die Spülventileinrichtung 6 über die Aktoren 2 und 3 nur dann von der ersten Schaltstellung in ihre zweite Schaltstellung überführt, wenn im Leitungssystem des Getriebesteuergerätes 1 bzw. im Bereich der Hydraulikleitung 11 und der weiteren Hydraulikleitung 15 hohe Lufteinträge vorliegen bzw. über ein das Automatgetriebe abbildendes Modell ermittelt werden. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn rotierende Bauteile des Automatgetriebes, die in ein im Ölsumpf des Automatgetriebes gespeichertes Hydraulikfluidvolumen mit hoher Drehzahl eingreifen, eine hohe Ölverschäumung verursachen. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Grades der Ölverschäumung wird über eine ebenfalls nicht näher dargestellte Pumpeneinrichtung des Automatgetriebes eine mehr oder weniger große Luftmenge mit dem Hydraulikfluid in das Leitungssystem des Getriebesteuergerätes 1 und somit in die Hydraulikleitung 11 und die weitere Hydraulikleitung 15 eingeleitet.
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Dadurch, dass die Spülventileinrichtung 6 vorliegend am Ende des Reduzierdruckkanals 11 bzw. der weiteren Hydraulikleitung 15 angeordnet ist, sind bei einer vorsteuerdruckseitigen Betätigung der Spülventileinrichtung bzw. deren Schaltventil 6 nicht nur Luft- sondern auch Schmutzanteile über die dann mit der weiteren Hydraulikleitung 15 verbundenen Taschen 17 und 18 in den Ölsumpf 16 ausspülbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydraulisches Getriebesteuergerät
- 2 bis 4
- Aktor
- 5
- Ventileinrichtung, Druckbegrenzungsventil
- 6
- Ventileinrichtung, Spülventileinrichtung, Schaltventil
- 8
- Stirnfläche
- 9
- Ventilschieber der Ventileinrichtung 5
- 10
- Federeinrichtung
- 11
- Hydraulikleitung
- 12
- Ventilschieber der Spülventileinrichtung
- 13
- weitere Federeinrichtung
- 14
- Stirnfläche
- 15
- weitere Hydraulikleitung
- 15A
- weitere Stirnfläche
- 16
- Bereich, Ölsumpf
- p_red
- Reduzierdruck
- p_sys
- Systemdruck
- p_VS
- Vorsteuerdruck
