DE102015211298A1

DE102015211298A1 - Hydrauliksystem eines Automatgetriebes mit mehreren Ventileinrichtungen

Info

Publication number: DE102015211298A1
Application number: DE102015211298.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Herrmann; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2016-12-22
Also published as: US10215280B2; CN106402372A; CN106402372B; US20160369893A1

Abstract

Es wird ein Hydrauliksystem (1) mit mehreren Ventileinrichtungen (2 bis 5) und mit einer hydraulisch betätigbaren Parksperreneinheit (6) beschrieben. In einer ersten axialen Stellung eines Ventilschiebers (8) eines Parksperrenventils (2) ist an der Parksperreneinheit (6) ein Betätigungsdruck (pB) anlegbar, zu dem eine Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht. Zusätzlich ist am Ventilschieber (8) ein in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils (2) korrespondierenden zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers (8) wirkendes Drucksignal (pA) aufschaltbar, in dem an der Parksperreneinheit (6) ein die Parksperre in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck (pB) anlegbar ist. Der Betätigungsdruck (pB) liegt zusätzlich an einer weiteren Steuerfläche (13) des Ventilschiebers (8) an. Die daraus resultierende Stellkraft wirkt in Richtung der zweiten axialen Stellung, während im Bereich einer zusätzlichen Steuerfläche (14) des Ventilschiebers (8) ein weiteres Drucksignal (pMV) anlegbar ist, das ist Richtung der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers (8) an diesem angreift. Die Steuerflächen (10, 13, 14) und die Federeinrichtung (9) sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei im Bereich der Steuerflächen (10, 13, 14) anliegenden und einander entsprechenden Drücken (pA, pB, pMV) am Ventilschieber (8) eine den Ventilschieber (8) in seine erste axiale Stellung verschiebende Gesamtkraftkomponente angreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem eines Automatgetriebes mit mehreren Ventileinrichtungen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Ein Hydrauliksystem zum Betätigen wenigstens eines Schaltelementes eines Getriebes ist aus der DE 10 2011 079 850 A1 bekannt. Das Hydrauliksystem ist mit mehreren Ventileinrichtungen und mit einer hydraulisch betätigbaren Parksperreneinheit ausgebildet. Eine der Ventileinrichtungen ist ein Parksperrenventil mit mehreren im Bereich eines Ventilgehäuses ausgebildeten Ventiltaschen, über das ein in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes stehender Betätigungsdruck der Parksperreneinheit an dieser anlegbar ist. Die Ventiltaschen sind über einen im Ventilgehäuse längs verschiebbaren Ventilschieber miteinander in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar. Der Ventilschieber ist in Richtung einer mit einem ersten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden ersten axialen Stellung angefedert, in dem an der Parksperreneinheit ein Betätigungsdruck anlegbar ist, zu dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht. Im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers ist eine in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers wirkendes Drucksignal aufschaltbar, in dem an der Parksperreneinheit eine eine Parksperre der Parksperreneinheit in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck anlegbar ist.
Das an der Steuerfläche des Ventilschiebers anlegbare Drucksignal wird im Bereich einer elektrisch betätigbaren Druckregeleinrichtung eingestellt, wobei der Druckregler eine sogenannte steigende Kennlinie aufweist. Das bedeutet, dass mit steigendem Betätigungsstrom der im Bereich der Druckregeleinrichtung ausgegebene Druck bzw. der Wert des im Bereich der Steuerfläche anlegbaren Drucksignals zunimmt. Diese Ausführung des bekannten Hydrauliksystems führt bei einem Ausfall der Stromversorgung des Hydrauliksystems dazu, dass das Drucksignal auf den Wert Null abfällt und der Ventilschieber des Parksperrenventils in die erste axiale Stellung überführt wird und die Parksperre versucht in den eingelegten Betriebszustand überzugehen.
Oberhalb einer definierten Drehzahl einer mit einem Parksperrenrad, in das dann eine Parksperrenklinke versucht einzufallen, wird das Einfallen der Parksperrenklinke mittels einer entsprechenden konstruktiven Ausführung des Parksperrenrades und der Parksperrenklinke vermieden, die jeweils mit einer entsprechend abweisenden Kontur ausgeführt sind. Diese das Einfallen der Parksperre vermeidende konstruktive Ausgestaltung der Parksperre verursacht jedoch oberhalb der definierten Drehzahl ein sogenanntes Ratschen zwischen der nicht in das Parksperrenrad einfallenden Parksperrenklinke und dem Parksperrenrad, wobei die Parksperrenklinke und/oder das Parksperrenrad bei länger anhaltendem Ratschen irreversible Schädigungen erleiden.
Um Beschädigungen im Bereich der Parksperreneinheit zu vermeiden, ist das Hydrauliksystem mit einem sogenannten Notgangkonzept ausgeführt, das bei einem Ausfall der Stromversorgung automatisch aktiviert wird. Während des aktivierten hydraulischen Notlaufkonzeptes werden in dem das Hydrauliksystem aufweisenden Automatgetriebe betriebszustandsabhängig jeweils sogenannte Notgangübersetzungen eingelegt, zu deren Darstellung jeweils eines von zwei Schaltelementen durch Anlegen eines entsprechenden Betätigungsdruckes zugeschaltet bzw. geschlossen ist. Die jeweils die Schaltelemente mit Betätigungsdruck beaufschlagenden Leitungen sind über ein sogenanntes Kugelwechselventil miteinander wirkverbunden. Über das Kugelwechselventil wird gewährleistet, dass jeweils der höhere Betätigungsdruck der beiden zur Darstellung des Notganges vorgesehenen Schaltelemente in Richtung des Parksperrenventils weitergeleitet wird und dort im Bereich einer weiteren Steuerfläche anliegt. Aus dem an der weiteren Steuerfläche des Ventilschiebers des Parksperrenventils anliegenden Betätigungsdruck eines der beiden zur Darstellung des Notganges zugeschalteten Schaltelementes resultiert eine am Ventilschieber angreifende Stellkraft, die den Ventilschieber in seine zweite axiale Stellung überführt oder in dieser hält, um die Parksperre im ausgelegten Betriebszustand halten zu können.
Die vorbeschriebene Notgangfunktionalität des bekannten Hydrauliksystems ist durch einen hohen konstruktiven Aufwand im Bereich des hydraulischen Schaltgerätes gekennzeichnet und verursacht daher hohe Herstellkosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges Hydrauliksystem eines Automatgetriebes zur Verfügung zu stellen, mittels welchem Belastungen im Bereich einer Parksperreneinheit selbst bei einem Funktionsausfall einer elektrischen Versorgung des Hydrauliksystems auf ein Minimum reduzierbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Hydrauliksystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem eines Automatgetriebes ist mit mehreren Ventileinrichtungen und mit einer hydraulisch betätigbaren Parksperreneinheit ausgebildet. Eine der Ventileinrichtungen ist ein Parksperrenventil mit mehreren im Bereich eines Ventilgehäuses ausgeführten Ventiltaschen. Über das Parksperrenventil ist ein in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes stehender Betätigungsdruck der Parksperreneinheit an dieser anlegbar. Die Ventiltaschen sind über einen im Ventilgehäuse längs verschiebbaren Ventilschieber miteinander in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar. Der Ventilschieber ist in Richtung einer mit einem ersten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden ersten axialen Stellung angefedert, in dem an der Parksperreneinheit ein Betätigungsdruck anlegbar ist, zu dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht. Zusätzlich ist im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers ein in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers wirkendes Drucksignal aufschaltbar, in dem an der Parksperreneinheit ein eine Parksperre der Parksperreneinheit in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck anlegbar ist.
Erfindungsgemäß liegt der Betätigungsdruck der Parksperreneinheit zusätzlich an einer weiteren Steuerfläche des Ventilschiebers an. Die daraus resultierende und am Ventilschieber angreifende Stellkraft wirkt in Richtung der zweiten axialen Stellung, während im Bereich einer zusätzlichen Steuerfläche des Ventilschiebers ein weiteres Drucksignal anlegbar ist, das in Richtung der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers an diesen angreift. Die Steuerflächen und die Federeinrichtung sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei im Bereich der Steuerflächen anliegenden und einander entsprechenden Drücken am Ventilschieber eine den Ventilschieber in seine erste axiale Stellung verschiebende Gesamtkraftkomponente angreift.
Der Ventilschieber des Parksperrenventils des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems wird in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperre der Parksperreneinheit in Richtung der zweiten axialen Stellung mit dem Betätigungsdruck der Parksperreneinheit beaufschlagt, womit das Parksperrenventil mit einer sogenannten Selbsthaltung entgegen einer Rückstellfeder des Parksperrenventils gehalten wird. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einem ausgelösten Notlauf, beispielsweise bei einem Ausfall der Stromversorgung, die Parksperre hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand gehalten wird, solange der anliegende Versorgungsdruck bzw. Systemdruck des Hydrauliksystems oberhalb eines definierten Schwellwertes anliegt.
Bei einem Abfall des Versorgungsdruckes sinkt auch der Betätigungsdruck der Parksperreneinheit und die Selbsthaltung des Parksperrenventils geht verloren. Unterhalb eines definierten Betätigungsdruckes geht die Parksperre der Parksperreneinheit in den eingelegten Betriebszustand über, womit das System einen sogenannten sicheren Betriebszustand einnimmt.
Über das im Bereich der zusätzlichen Steuerfläche des Ventilschiebers anlegbare weitere Drucksignal ist im Normalbetrieb des Hydrauliksystems jederzeit ein aktives Einlegen der Parksperre gewährleistet, wobei bei entsprechender Auslegung des Parksperrenventils im Fehlerfall auch das im Bereich der Steuerfläche anliegende Drucksignal, das am Ventilschieber in Richtung der zweiten axialen Stellung angreift, überdrückbar ist.
Somit ist über das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ein unerwünschtes Einlegen der Parksperre auch ohne ein aus dem Stand der Technik bekanntes Notgangkonzept auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise vermeidbar, solange der Versorgungsdruck größer als ein definierter Schwellwert ist.
Ist das Drucksignal im Bereich einer der Ventileinrichtungen einstellbar, die als elektrisch betätigbarer Druckregler ausgebildet ist und in deren Bereich das Drucksignal mit zunehmendem Betätigungsstrom ansteigt, ist oberhalb des definierten Schwellwertes des Versorgungsdruckes gewährleistet, dass die Parksperre durch den Selbsthalt des Parksperrenventils in ausgelegtem Betriebszustand gehalten ist und bei einem Druckabfall des Versorgungsdruckes unterhalb des definierten Schwellwertes oder gleich dem Schwellwert die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht, wenn gleichzeitig ein Ausfall der Stromversorgung vorliegt, da dann das Drucksignal im Bereich des elektrisch betätigbaren Druckreglers im Wesentlichen auf null abfällt und am Ventilschieber des Parksperrenventils eine von der Rückstellfeder überdrückbare und in Richtung der zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers wirkende Steuerkraft anliegt.
Bei einer bauraum- und kostengünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ist das Drucksignal des Druckreglers zusätzlich zum Einstellen eines in Abhängigkeit des Versorgungsdruckes stehenden Betätigungsdruckes wenigstens eines Schaltelementes des Automatgetriebes verwendbar.
Ist das weitere Drucksignal im Bereich einer Ventileinrichtung einstellbar, die als elektrisch betätigbarer Druckregler ausgebildet ist und in deren Bereich das Drucksignal mit zunehmendem Betätigungsstrom ansteigt, ist wiederum gewährleistet, dass der Ventilschieber des Parksperrenventils bei einem Ausfall der Stromversorgung erst bei einem Abfall des Versorgungsdruckes unter den definierten Schwellwert, zu dem der Selbsthalt des Parksperrenventils verloren geht, in einen Betriebszustand übergeht, zu dem die Parksperre den eingelegten Betriebszustand annimmt.
Stellt eine der Ventiltaschen eine Versorgungsdruckventiltasche dar, an der der Versorgungsdruck anlegbar ist und die wenigstens in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils mit einer weiteren Ventiltasche in Verbindung steht, die als Entlüftungsventiltasche mit einem Niederdruckbereich gekoppelt ist, ist das Hydrauliksystem mit einer gewünscht hohen Spontanität betreibbar, da der im Bereich der Versorgungsdruckventiltaschen anliegende Druck in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers über die Entlüftungsventiltasche in gewünschtem Umfang abbaubar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems stellt eine der Ventiltaschen eine Betätigungsdruckventiltasche dar, in deren Bereich der Betätigungsdruck anliegt, über die das Parksperrenventil mit der Parksperreneinheit verbunden ist und die wenigstens in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils mit einer weiteren Ventiltasche in Verbindung steht, die als Entlüftungsventiltasche mit einem Niederdruckbereich gekoppelt ist. Dies führt wiederum dazu, dass die Betätigungsdruckventiltasche in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers in gewünschtem Umfang in Richtung des Niederdruckbereiches entlüftet wird und sich der Druck im Bereich der Betätigungsdruckventiltasche in gewünschtem Umfang innerhalb kurzer Betriebszeiten abbaut sowie eine Beeinträchtigung der Betätigung des Parksperrenventils durch den im Bereich der Betätigungsdruckventiltasche anliegenden Betätigungsdruckes vermieden wird.
Ist die Versorgungsdruckventiltasche wenigstens in der zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils mit der Betätigungsdruckventiltasche verbunden und die Verbindung zwischen der Versorgungsdruckventiltasche und der Entlüftungstasche sowie zwischen der Betätigungsdruckventiltasche und der Entlüftungsventiltasche jeweils getrennt, ist die Parksperreneinheit in der zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers in gewünschtem Umfang mit dem zum Auslegen der Parksperre oder zum Halten der Parksperre in ausgelegtem Betriebszustand erforderlichen Betätigungsdruck beaufschlagbar.
Der Betätigungsdruck liegt bei einer konstruktiv einfachen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems über eine der Ventiltaschen an der weiteren Steuerfläche des Ventilschiebers an.
Die weitere Steuerfläche entspricht bei einer bauraumgünstigen und konstruktiv einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems einer Differenzfläche zwischen zwei einander zugewandten Steuerflächen des Ventilschiebers des Parksperrenventils, wobei der Betätigungsdruck an der weiteren Steuerfläche im Bereich der Betätigungsdruckventiltasche anliegt.
Bei einer mit höheren Freiheitsgraden auslegbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems umfasst der Ventilschieber des Parksperrenventils zwei separate Ventilschieberteile, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sowie relativ zueinander längs beweglich im Ventilgehäuse angeordnet sind und zwischen den die Federeinrichtung angeordnet ist. Die Steuerfläche und die weitere Steuerfläche sind im Bereich des ersten Ventilschieberteiles und die zusätzliche Steuerfläche ist im Bereich des zweiten Ventilschieberteiles vorgesehen. Die Betätigungsdruckventiltasche und die Versorgungsdruckventiltasche sind in der ersten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteils voneinander getrennt und jeweils mit der zugeordneten Entlüftungsventiltasche verbunden, während die Betätigungsdruckventiltasche und die Versorgungsdruckventiltasche in der zweiten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteils miteinander verbunden und jeweils von der zugeordneten Entlüftungsventiltasche getrennt sind und der erste Ventilschieberteil über den zweiten Ventilschieberteil in seine erste axiale Stellung überführbar ist.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ist die zusätzliche Steuerfläche im Bereich des zweiten Ventilschieberteiles in gewünschtem Umfang unabhängig vom Durchmesser des ersten Ventilschieberteiles auslegbar, der die Größe der Steuerfläche und der weiteren Steuerfläche bestimmt. Dadurch ist die das Parksperrenventil in die erste axiale Stellung überführende und aus dem weiteren Drucksignal resultierende Stellkraft derart vorsehbar, dass das Parksperrenventil auf jeden Fall von der Rückstellfeder und dem weiteren Drucksignal in die erste axiale Stellung des Ventilschiebers überführbar ist.
Der zweite Ventilschieberteil ist bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems von der Federeinrichtung in Richtung eines Anschlages angefedert und mittels eines weiteren Drucksignals entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in Richtung des ersten Ventilschieberteils verschiebbar.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit in der nachfolgenden Beschreibung für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform eines Parksperrenventils des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems, wobei ein Ventilschieber der Parksperrenventils in einer ersten axialen Stellung vorliegt;
2 eine 1 entsprechende Darstellung des Parksperrenventils, dessen Ventilschieber in einer zweiten axialen Stellung vorliegt;
3 das Parksperrenventil gemäß 1, wobei der Ventilschieber wiederum in der ersten axialen Position vorliegt;
4 eine zweite Ausführungsform des Parksperrenventils des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems, dessen Ventilschieber in der ersten axialen Position angeordnet ist; und
5 das Parksperrenventil gemäß 4, wobei der Ventilschieber in seine zweite axiale Stellung umgeschoben ist.
1 zeigt einen Teil eines Hydrauliksystems 1 eines Automatgetriebes, das mehrere Ventileinrichtungen 2 bis 5 und eine hydraulisch betätigbare Parksperreneinheit 6 umfasst. Eine der Ventileinrichtungen 2 ist ein Parksperrenventil mit mehreren im Bereich eines Ventilgehäuses 7 ausgebildeten Ventiltaschen 21 bis 28, über das ein in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes bzw. eines Systemdrucks p_sys stehender Betätigungsdruck pB der Parksperreneinheit 6 an dieser anlegbar ist. Der Systemdruck p_sys ist vorliegend im Bereich der ein Systemdruckventil darstellenden Ventileinrichtung 4 einstellbar. Dabei liegt am Systemdruckventil 4 der Förderdruck einer Hydraulikpumpe des Automatgetriebes an und wird in Abhängigkeit eines am Systemdruckventil anliegenden Vorsteuerdruckes betriebszustandsabhängig eingestellt. Der Vorsteuerdruck des Systemdruckventils 4 wird wiederum im Bereich eines als elektrischer Druckregler ausgeführten und in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ventileinrichtung eingestellt, wobei der Systemdruck p_sys beim Ausfall der elektrischen Versorgung im Wesentlichen gleich dem Förderdruck der Hydraulikpumpe entspricht und jeweils den maximalen Wert annimmt. Die Ventiltaschen sind über einen im Ventilgehäuse längs verschiebbaren Ventilschieber 8 in der später näher beschriebenen Art und Weise in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar.
Bei dem in 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Parksperrenventils 2 umfasst der Ventilschieber 8 des Parksperrenventils 2 zwei separate Ventilschieberteile 81, 82 die in axialer Richtung voneinander beabstandet sowie relativ zueinander längs verschieblich im Ventilgehäuse 7 angeordnet sind.
Im Unterschied hierzu ist der Ventilschieber 8 des Parksperrenventils 2 gemäß 4 und 5 einteilig ausgebildet, wobei der erste Ventilschieberteil 81 des Parksperrenventils 1 gemäß 1 bis 3 und der einteilige Ventilschieber 8 des Parksperrenventils 2 gemäß 4 und 5 im Wesentlichen die gleiche Funktionalität und Wirkungsweise aufweisen, während der zweite Ventilschieberteil 82 lediglich für eine Betätigung des ersten Ventilschieberteiles 81 ausgehend von einer in 2 dargestellten zweiten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteiles 81 in Richtung der in 1 bzw. 3 dargestellten ersten axialen Stellung vorgesehen ist.
Das bedeutet, dass die Ventiltaschen 21 bis 28 des Parksperrenventils 2 gemäß 1 bis 3 und die Ventiltasche 21 bis 25 und die Ventiltasche 28 des Parksperrenventils 2 gemäß 4 und 5, das ohne die Ventiltaschen 26 und 27 ausgebildet ist, in gleichem Umfang über den einteiligen Ventilschieber 8 bzw. über das erste Ventilschieberteil 81 miteinander in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar ist.
Grundsätzlich ist sowohl der einteilige Ventilschieber 8 als auch das erste Ventilschieberteil 81 in Richtung der mit einem ersten Betriebszustand des Parksperrenventils 2 korrespondierenden ersten axialen Stellung angefedert bzw. greift an diesen jeweils eine Federkraft einer Federkrafteinrichtung 9 an. Im ersten Betriebszustand des Parksperrenventils 2 bzw. in der damit korrespondierenden ersten axialen Stellung des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 ist an der Parksperreneinheit 6 ein Betätigungsdruck pB anlegbar, zu dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht.
Dies resultiert daraus, dass der Betätigungsdruck pB im Bereich eines Kolbens einer Kolben-Zylinder-Einheit der Parksperreneinheit anliegt. Dabei wirkt der Betätigungsdruck pB einer am Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit angreifenden Federeinrichtung entgegen, die den Kolben und eine damit wirkverbundene Kolbenstange in einem derartigen Umfang mit einer Stellkraft beaufschlagt, die den Kolben und die Kolbenstange sowie eine damit wirkverbundene Parksperrenklinke in einen mit einem Parksperrenrad eingreifenden Betriebszustand überführt. Ist der Betätigungsdruck pB größer als die Federkraft der Federeinrichtung der Kolben-Zylinder-Einheit, wird die Parksperrenklinke vom Betätigungsdruck pB außer Eingriff mit dem Parksperrenrad gehalten. Im Unterschied hierzu wird die Parksperrenklinke von der Federeinrichtung der Kolbenzylindereinheit mit dem Parksperrenrad in Eingriff gebracht, wenn der Betätigungsdruck pB kleiner als ein die Parksperre in ausgelegtem Betriebszustand haltender Mindestdruckwert ist.
Zusätzlich ist im Bereich einer Steuerfläche 10 des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 eine in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils 2 korrespondierenden zweiten axialen Stellung des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81, die jeweils in 2 bzw. in 5 gezeigt ist, wirkendes Drucksignal pA aufschaltbar, in dem an der Parksperreneinheit die Parksperre der Parksperreneinheit 6 in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck pB anlegbar ist.
In der ersten axialen Stellung des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 ist die Ventiltasche 23 bzw. die Versorgungsdruckventiltasche mit der Ventiltasche 22 verbunden, die als Entlüftungsventiltasche mit einem Niederdruckbereich 11 bzw. einem Tank des Automatgetriebes in Verbindung steht. Damit wird der über eine Blende 12 am Parksperrenventil 2 anliegende Systemdruck p_sys über die Ventiltaschen 23 und 22 in Richtung des Niederdruckbereiches 11 entlüftet.
Beide in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des Parksperrenventils 2 sind im Bereich der Ventiltasche 24, die eine Betätigungsdruckventiltasche darstellt, mit der Parksperreneinheit 6 verbunden. Die Betätigungsdruckventiltasche 24 ist in der ersten axialen Stellung des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 mit der wiederum eine Entlüftungsventiltasche darstellenden Ventiltasche 25 verbunden, die mit dem Niederdruckbereich 11 gekoppelt ist. Damit wird der Betätigungsdruck pB sowohl im Bereich des Parksperrenventils 2 als auch im Bereich der Parksperreneinheit 6 in Richtung des Niederdruckbereiches 11 abgebaut bzw. entlüftet, sodass die Parksperre durch die Federeinrichtung der Parksperreneinheit 6 in ihren eingelegten Betriebszustand überführt wird.
Im Normalbetrieb des Hydrauliksystems 1, d. h. bei funktionierender Stromversorgung der Ventileinrichtungen 3 bis 5, und bei Vorliegen einer entsprechenden Anforderung zum Auslegen der Parksperre der Parksperreneinheit 6 wird das Drucksignal pA im Bereich der Ventileinrichtung 3 auf ein Niveau angehoben, zu dem der erste Ventilschieberteil 81 bzw. der einteilige Ventilschieber 8 aus der in 1 bzw. 4 dargestellten ersten axialen Stellung in die in 2 bzw. 5 gezeigte zweite axiale Stellung vom Drucksignal pA entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 9 überführt wird.
Durch das axiale Verstellen des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 wird sowohl die Verbindung zwischen der Betätigungsdrucktasche 24 und der Entlüftungstasche 25 als auch zwischen der Versorgungsdruckventiltasche 23 und der Entlüftungsventiltasche 22 getrennt, während die Versorgungsdruckventiltasche 23 und die Betätigungsdruckventiltasche 24 miteinander verbunden werden. Dies führt dazu, dass der Betätigungsdruck pB ansteigt und bei entsprechend hohem Systemdruck p_sys die Parksperre entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 9 der Parksperreneinheit 6 in ihren ausgelegten Betriebszustand überführt wird. Zusätzlich liegt der Betätigungsdruck pB des Parksperrenventils 2 gemäß 1 bis 3 im Bereich der Ventiltasche 27 und somit an einer weiteren Steuerfläche 13 des ersten Ventilschieberteils 81 an, womit ein sogenannter Selbsthalt des Parksperrenventils 2 gemäß 1 bis 3 aktiviert ist. Der aktivierte Selbsthalt bewirkt, dass der erste Ventilschieberteil 81 selbst bei einem Abfall des Drucksignals pA vom Betätigungsdruck pB entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 9 in der zweiten axialen Stellung gehalten wird.
Liegt wiederum eine entsprechende Anforderung zum Einlegen der Parksperre der Parksperreneinrichtung 6 vor, ist der erste Ventilschieberteil 81 des Parksperrenventils 2 in seine erste axiale Stellung zu überführen. Hierfür wird die Ventileinrichtung 5, die wiederum ein Druckregler mit steigender Kennlinie ist, entsprechend bestromt und im Bereich einer zusätzlichen Steuerfläche 14 ein weiteres Drucksignal pMV angelegt. Dies bewirkt, dass am zweiten Ventilschieberteil 82 eine das zweiten Ventilschieberteil 82 in Richtung des ersten Ventilschieberteiles 81 führende Stellkraft anliegt und der erste Ventilschieberteil 81 gemeinsam mit dem zweiten Ventilschieberteil 82 in Richtung seiner ersten axialen Stellung überführt wird. Das Parksperrenventil 2 gemäß 1 weist dann den in 3 dargestellten Betriebszustand auf und die Betätigungsdruckventiltasche 24 ist wiederum von der Versorgungsdruckventiltasche 23 getrennt. Der Betätigungsdruck pB wird über die Entlüftungsventiltasche 25 in dem für das Einlegen der Parksperre der Parksperreneinrichtung 6 erforderlichen Umfang abgebaut. Gleichzeitig wird auch der Selbsthalt des Parksperrenventils 2 eliminiert, sodass der erste Ventilschieberteil 81 in seiner ersten axialen Stellung von der Federkraft der Federeinrichtung 9 bei entsprechend eingestelltem Drucksignal pA gehalten ist, selbst wenn das weitere Drucksignal pMV wiederum gleich Null ist.
Da die Federeinrichtung 9 zwischen den beiden Ventilschieberteilen 81 und 82 angeordnet ist, wird bei entsprechend kleinem weiteren Drucksignal pMV der zweite Ventilschieberteil 82 von der Federeinrichtung 9 in die in 1 gezeigte Stellung überführt, während der erste Ventilschieberteil 81 nach wie vor in seiner ersten axialen Stellung vorliegt. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der zweite Ventilschieberteil 82 von der Federeinrichtung 9 in Richtung eines Anschlages 17 angefedert ist und mittels des weiteren Drucksignals pMV entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 9 in Richtung des ersten Ventilschieberteiles 81 verschiebbar ist 0.
Im Unterschied dazu wird das weitere Drucksignal pMV bei der zweiten Ausführungsform des Parksperrenventils 2 gemäß 4 und 5 direkt am einteiligen Ventilschieber 8 angelegt, um diesen aus der zweiten axialen Stellung in seine erste axiale Stellung entgegen dem Drucksignal pA überführen zu können.
Bei einem Ausfall der Stromversorgung des Hydrauliksystems 1 fallen sowohl das Drucksignal pA als auch das Drucksignal pMV aufgrund der steigenden Kennlinie der Ventileinrichtungen 3 und 5 auf null ab. Gleichzeitig liegt über die Blende 12 der maximale Systemdruck am Parksperrenventil 2 an. Liegt der einteilige Ventilschieber 8 bzw. das erste Ventilschieberteil 81 zum Zeitpunkt, zu dem die Stromversorgung des Hydrauliksystems 1 ausfällt, in der ersten axialen Stellung vor, bleibt die Parksperre der Parksperreneinheit 6 in eingelegtem Betriebszustand. Fällt die Stromversorgung des Hydrauliksystems 1 bei Vorliegen des einteiligen Ventilschiebers 8 bzw. des ersten Ventilschieberteiles 81 in der zweiten axialen Stellung aus, wird die Parksperre 6 über die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils 2 solange in ausgelegtem Betriebszustand gehalten, solange der am Parksperrenventil 2 anliegende Systemdruck p_sys ausreichend hoch ist, dass der einteilige Ventilschieber 8 bzw. der erste Ventilschieberteil 81 vom Betätigungsdruck pB gegen die Federkraft der Federeinrichtung 9 in der zweiten axialen Stellung gehalten ist. Erst wenn der Systemdruck p_sys unterhalb des Schwellwertes absinkt, wird der einteilige Ventilschieber 8 oder der erste Ventilschieberteil 81 von der Federeinrichtung 9 in die erste axiale Stellung überführt und die Parksperre der Parksperreneinheit 6 geht in den eingelegten Betriebszustand über.
Bei dem Parksperrenventil 2 gemäß 4 und 5 entspricht die weitere Steuerfläche 13 einer Differenzfläche zwischen zwei einander zugewandten Steuerflächen 15, 16 des einteiligen Ventilschiebers 8 des Parksperrenventils 2, wobei der Betätigungsdruck pB an der weiteren Steuerfläche 13 bei dem Parksperrenventil 2 gemäß 4 und 5 über die Betätigungsdruckventiltasche 24 sowie die Versorgungsdruckventiltasche 23 anliegt.
Die Steuerflächen 10, 13 und 14 sind sowohl bei dem Parksperrenventil 2 gemäß 1 bis 3 als auch bei dem Parksperrenventil 2 gemäß 4 und 5 so aufeinander abgestimmt, dass im Bereich der Steuerflächen 10, 13 und 14 anliegenden und einander entsprechenden Drücken pA, pB und pMV am einteiligen Ventilschieber 8 oder am ersten Ventilschieberteil 81 eine den Ventilschieber 8 bzw. den ersten Ventilschieberteil 81 in seine erste axiale Stellung verschiebende Gesamtkraftkomponente angreift, womit gewährleistet ist, dass das Parksperrenventil 2 immer in den Betriebszustand überführbar ist, in dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht.
Bezugszeichenliste

1: Hydrauliksystem
2: Ventileinrichtung, Parksperrenventil
3–5: Ventileinrichtung
6: Parksperreneinheit
7: Ventilgehäuse
8: Ventilschieber
9: Federeinrichtung
10: Steuerfläche
11: Niederdruckbereich
12: Blende
13: weitere Steuerfläche
14: zusätzliche Steuerfläche
15, 16: Steuerfläche
17: Anschlag
21: Ventiltasche
22: Ventiltasche, Entlüftungsventiltasche
23: Ventiltasche, Versorgungsdruckventiltasche
24: Ventiltasche, Betätigungsdruckventiltasche
25: Ventiltasche, Entlüftungsventiltasche
26: Ventiltasche
27: Ventiltasche
28: Ventiltasche
81: erster Ventilschieberteil
82: zweiter Ventilschieberteil
pA: Drucksignal
pB: Betätigungsdruck
pMV: weiteres Drucksignal
p_sys: Versorgungsdruck, Systemdruck

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011079850 A1 [0002]

Claims

Hydrauliksystem (1) eines Automatgetriebes mit mehreren Ventileinrichtungen (2 bis 5) und mit einer hydraulisch betätigbaren Parksperreneinheit (6), wobei eine der Ventileinrichtungen (2) ein Parksperrenventil mit mehreren im Bereich eines Ventilgehäuses (7) ausgebildeten Ventiltaschen (21 bis 28; 21 bis 25, 28) ist, über das ein in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes (p_sys) stehender Betätigungsdruck (pB) der Parksperreneinheit (6) an dieser anlegbar ist und die Ventiltaschen (21 bis 28; 21 bis 25, 28) über einen im Ventilgehäuse (7) längsverschiebbaren Ventilschieber (8; 81, 82) miteinander in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar sind, wobei der Ventilschieber (8; 81, 82) in Richtung einer mit einem ersten Betriebszustand des Parksperrenventils (2) korrespondierenden ersten axialen Stellung angefedert ist, in dem an der Parksperreneinheit (6) wiederum ein Betätigungsdruck (pB) anlegbar ist, zu dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht, und im Bereich einer Steuerfläche (10) des Ventilschiebers (8; 81) ein in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils (6) korrespondierenden zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers (8; 81, 82) wirkendes Drucksignal (pA) aufschaltbar ist, in dem an der Parksperreneinheit (6) ein eine Parksperre der Parksperreneinheit in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck (pB) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck (pB) der Parksperreneinheit (6) zusätzlich an einer weiteren Steuerfläche (13) des Ventilschiebers (8; 81, 82) anliegt und die daraus resultierende und am Ventilschieber (8; 81, 82) angreifende Stellkraft in Richtung der zweiten axialen Stellung wirkt, während im Bereich einer zusätzlichen Steuerfläche (14) des Ventilschiebers (8; 82) ein weiteres Drucksignal (pMV) anlegbar ist, das in Richtung der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers (8; 81, 82) an diesem angreift, wobei die Steuerflächen (10, 13, 14) und die Federeinrichtung (9) des Parksperrenventils (2) derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei im Bereich der Steuerflächen (10, 13, 14) anliegenden und einander entsprechenden Drücken (pA, pB, pMV) am Ventilschieber (8; 81, 82) eine den Ventilschieber (8; 81, 82) in seine erste axiale Stellung verschiebende Gesamtkraftkomponente angreift.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (pA) im Bereich einer der Ventileinrichtungen (3) einstellbar ist, die als elektrisch betätigbarer Druckregler ausgebildet ist und in deren Bereich das Drucksignal (pA) mit zunehmendem Betätigungsstrom ansteigt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (pA) des Druckreglers (3) zusätzlich zum Einstellen eines in Abhängigkeit des Versorgungsdruckes stehenden Betätigungsdruckes wenigstens eines Schaltelementes des Automatgetriebes verwendbar ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Drucksignal (pMV) im Bereich einer der Ventileinrichtungen (5) einstellbar ist, die als elektrisch betätigbarer Druckregler ausgebildet ist und in deren Bereich das weitere Drucksignal (pMV) mit zunehmendem Bestätigungsstrom ansteigt.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ventiltaschen (23) eine Versorgungsdruckventiltasche darstellt, an der der Versorgungsdruck (p_sys) anlegbar ist und die wenigstens in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers (8; 81, 82) des Parksperrenventils (2) mit einer weiteren Ventiltasche (22) in Verbindung steht, die als Entlüftungsventiltasche mit einem Niederdruckbereich (11) gekoppelt ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ventiltaschen (24) eine Betätigungsdruckventiltasche darstellt, in deren Bereich der Betätigungsdruck (pB) anliegt, über die das Parksperrenventil (2) mit der Parksperreneinheit (6) verbunden ist und die wenigstens in der ersten axialen Stellung des Ventilschiebers (8; 81, 82) des Parksperrenventils (2) mit einer weiteren Ventiltasche (25) in Verbindung steht, die als Entlüftungsventiltasche mit einem Niederdruckbereich (11) gekoppelt ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsdruckventiltasche (23) wenigstens in der zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers (8; 81, 82) des Parksperrenventils (2) mit der Betätigungsdruckventiltasche (24) verbunden ist und die Verbindung zwischen der Versorgungsdruckventiltasche (23) und der Entlüftungsventiltasche (22) sowie zwischen der Betätigungsdruckventiltasche (24) und der Entlüftungsventiltasche (25) jeweils getrennt ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck (pB) über eine der Ventiltaschen (27) an der weiteren Steuerfläche (13) des Ventilschiebers (8; 81, 82) anliegt.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Steuerfläche (13) einer Differenzfläche zwischen zwei einander zugewandten Steuerflächen (15, 16) des Ventilschiebers (8) des Parksperrenventils (2) entspricht und der Betätigungsdruck (pB) an der weiteren Steuerfläche (13) im Bereich der Betätigungsdruckventiltasche (24) anliegt.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (8) des Parksperrenventils (2) zwei separate Ventilschieberteile (81, 82) umfasst, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sowie relativ zueinander längsverschieblich im Ventilgehäuse (7) angeordnet sind und zwischen den die Federeinrichtung (9) angeordnet ist, wobei die Steuerfläche (10) und die weitere Steuerfläche (13) im Bereich des ersten Ventilschieberteiles (81) und die zusätzliche Steuerfläche (14) im Bereich des zweiten Ventilschieberteiles (82) vorgesehen ist, und wobei die Betätigungsdruckventiltasche (24) und die Versorgungsdruckventiltasche (23) in der ersten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteils (81) voneinander getrennt und jeweils mit der zugeordneten Entlüftungsventiltasche (25 bzw. 22) verbunden sind, während die Betätigungsdruckventiltasche (24) und die Versorgungsdruckventiltasche (23) in der zweiten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteils (81) miteinander verbunden und jeweils von der zugeordneten Entlüftungsventiltasche (25 bzw. 22) getrennt sind und der erste Ventilschieberteil (81) über den zweiten Ventilschieberteil (82) in seine erste axiale Stellung überführbar ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilschieberteil (82) von der Federeinrichtung (9) in Richtung eines Anschlages (17) angefedert ist und mittels des weiteren Drucksignals (pMV) entgegen der Federkraft der Federrichtung (9) in Richtung des ersten Ventilschieberteils (81) verschiebbar ist.