DE102016104690A1

DE102016104690A1 - Hydraulisches Steuerungssystem für Getriebe

Info

Publication number: DE102016104690A1
Application number: DE102016104690.6A
Authority: DE
Inventors: Derek Kinch
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-29
Also published as: US9951861B2; CN106015503A; MX2015017686A; CN106015503B; MX363503B; US20160281844A1

Abstract

Ein Automatikgetriebe verwendet 6 Schaltelemente, die in Viererkombinationen angewendet werden, um zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zu bilden. Das Automatikgetriebe verwendet ein hydraulisches Steuerungssystem, um ein Zuschalten der sechs Elemente zu steuern, das Zuschalten einer Drehmomentwandler-Bypasskupplung zu steuern, das Zuschalten einer Parksperre zu steuern und Flüssigkeit für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und zur Schmierung bereitzustellen. Die Parksperre wird als Reaktion auf das Zuschalten von zwei der sechs Schaltelemente gelöst und verbleibt als Reaktion auf das Zuschalten anderer Schaltelemente gelöst. Ein einzelnes Ventil steuert mehrere verschiedene Funktionen, die dem Zweiwege-Drehmomentwandler zugeordnet sind. Mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit wird von einer motorbetriebenen Verstellpumpe sowie einer Elektropumpe bereitgestellt. Ein Prioritätsventil verringert Schmierströmung, wenn andere Flüssigkeitsanforderungen wie vom Pumpenverdrängung-Steuerungskreis angezeigt hoch sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Gebiet hydraulischer Steuerungssysteme für Automatikgetriebe von Motorfahrzeugen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Viele Fahrzeuge werden innerhalb einer großen Bandbreite an Fahrzeugdrehzahlen einschließlich sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsbewegungen verwendet. Manche Motortypen sind jedoch nur innerhalb eines engen Bereiches an Drehzahlen fähig, effizient zu arbeiten. Dementsprechend werden häufig Getriebe verwendet, die fähig sind, bei verschiedenen Drehzahlverhältnissen Kraft effizient zu übertragen. Bei niedrigen Fahrzeugdrehzahlen wird das Getriebe in der Regel mit einem hohen Drehzahlverhältnis betrieben, so dass das Motordrehmoment im Sinne einer verbesserten Beschleunigung vervielfacht wird. Bei einer hohen Fahrzeugdrehzahl ermöglicht der Betrieb des Getriebes bei einem niedrigen Drehzahlverhältnis eine Motordrehzahl, die mit ruhiger, kraftstoffeffizienter Fahrweise assoziiert wird. In der Regel verfügt ein Getriebe über ein Gehäuse, das an der Fahrzeugstruktur montiert ist, eine von einer Motorkurbelwelle betriebene Eingangswelle und eine Abtriebswelle, die die Fahrzeugräder antreibt, was oftmals über eine Differentialbaugruppe geschieht, die es ermöglicht, dass bei einem Abbiegen des Fahrzeugs das linke und rechte Rad mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen rotieren.
Stufenwechselgetriebe sind in der Lage, Kraft über verschiedene Kraftflusspfade zu übertragen, die jeweils einem anderen Drehzahlverhältnis zugeordnet sind. Ein bestimmter Kraftflusspfad wird durch das Zuschalten bestimmter Schaltelemente wie Schaltkupplungen oder Bremsen gebildet. Das Umschalten von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen umfasst eine Änderung dessen, welche Schaltelemente zugeschaltet sind. Bei vielen Getrieben wird die Drehmomentkapazität der verschiedenen Schaltelemente durch das Leiten von Flüssigkeit zu den Schaltelementen unter einem gesteuerten Druck gesteuert. Eine Steuerungsvorrichtung reguliert den Druck, indem sie elektrische Signale an einen Ventilkörper sendet.
Neben dem Steuern der Drehmomentkapazität der Schaltelemente stellt der Ventilkörper Flüssigkeiten für andere Zwecke bereit. Diese schließen das Bereitstellen von Flüssigkeit zum Schmieren und das Bereitstellen von Flüssigkeit für einen Drehmomentwandler ein. Die Flüssigkeit absorbiert Wärme, die durch Reibung innerhalb des Getriebes generiert wird. Um die Temperatur der Getriebeflüssigkeit zu regeln, wird die Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher geleitet.
Üblicherweise wird die Flüssigkeit unter Druck gesetzt und durch eine motorbetriebene Pumpe zirkuliert. Bei einigen Fahrzeugen schaltet sich jedoch der Motor automatisch ab, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, wenn keine Antriebsleistung benötigt wird Einige der von der Flüssigkeit bereitgestellten Funktionen müssen während dieser Zeitspannen aufrechterhalten werden.
Ist ein Fahrzeug abgestellt, kann das Getriebe eine Parksperre zuschalten, die die Getriebewelle stationär hält, um zu verhindern, dass das Fahrzeug rollt. Das Parksystem ist darauf ausgelegt, zugeschaltet zu bleiben, ohne Energie während ausgedehnten unbeaufsichtigten Zeitspannen zu verbrauchen. Normalerweise wird die Parksperre zugeschaltet, wenn der Fahrer Parken auswählt und löst sich, wenn der Fahrer eine andere Option wie Rückwärts, Leerlauf, Fahren oder Niedrig wählt. Es gibt jedoch einige Zustände, bei denen das Getriebe die Wahl des Fahrers außer Kraft setzen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Ein Getriebe schließt eine Verstellpumpe ein, die einem Pumpenausgangskreis Flüssigkeit bereitstellt. Die Pumpenverdrängung verringert sich als Reaktion auf eine Druckerhöhung in einem Verdrängungssteuerungskreis. Ein Prioritätsventil verringert die Strömung in einem Schmierkreis als Reaktion darauf, dass der Druck im Verdrängungssteuerungskreis unterhalb einer Schwelle liegt. Flüssigkeit kann durch verschiedene andere Kreis zwischen dem Prioritätsventil und dem Schmierventil strömen. Beispielsweise kann ein Drehmomentwandler-Regelventil die Flüssigkeit vom Prioritätsventil entweder direkt oder über Drehmomentwandler-Auslöse- und Anwendungskreise zu einem Wandlerausgangskreis leiten. Ein Thermobypassventil kann die Flüssigkeit abhängig von der Flüssigkeitstemperatur entweder direkt oder über einen Kühler vom Wandlerausgangskreis zum Schmierkreis leiten. Ein Schmierkreis-Regelventil kann den Druck im Schmierkreis steuern, indem Flüssigkeit durch eine Öffnung mit variabler Größe aus dem Schmierkreis abgelassen wird.
Ein hydraulisches Steuerungssystem schließt einen ersten Flüssigkeitsvorratskreis, einen Verdrängungssteuerungskreis, einen Schmierkreis, eine motorbetriebene Verstellpumpe, die dem ersten Flüssigkeitsvorratskreis Flüssigkeit zur Verfügung stellt, und ein Prioritätsventil, das die Strömung im Schmierkreis als Reaktion auf Niederdruck im Verdrängungssteuerungskreis bereitstellt, ein. Das Steuerungssystem kann einen Leitungsdruck-Steuerungskreis, einen den Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis als Reaktion auf einen elektrischen Strom regelnden Elektromagneten mit variabler Kraft und ein Leitungsdruck-Regelventil, das den Druck im ersten Flüssigkeitsvorratskreis in einem Verhältnis zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis steuert, indem es den Druck im Verdrängungssteuerungskreis reguliert, einschließen. Das Steuerungssystem kann zudem einen zweiten Flüssigkeitsvorratskreis, der durch eine elektrisch betriebene Pumpe mit Flüssigkeit versorgt wird, und ein Anti-Rückflussventil, das die zwei Flüssigkeitsvorratskreise fließend miteinander verbindet, wenn Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis oberhalb einer Schwelle ist, und das anderenfalls die zwei Flüssigkeitsvorratskreise voneinander trennt, einschließen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Prinzipskizze eines Getriebesystems.
2 ist eine Prinzipskizze einer Getriebeverzahnungsanordnung, die für das Zahnradgetriebe des Getriebesystems aus 1 geeignet ist.
3 ist eine Prinzipskizze auf hoher Ebene eines hydraulischen Steuerungssystems, das für die Verwendung mit dem Getriebesystem aus 1 geeignet ist.
4 ist eine Prinzipskizze eines Flüssigkeitsvorrat-Subsystems des hydraulischen Steuerungssystems aus 3.
5 ist eine Prinzipskizze eines ersten Abschnitts eines Kupplungssteuerungsung-Subsystems des hydraulischen Steuerungssystems aus 3, das zur Verwendung zum Steuern von vier der Schaltelemente der Verzahnungsanordnung aus 2 geeignet ist.
6 ist eine Prinzipskizze eines zweiten Abschnitts eines Kupplungssteuerungs-Subsystems des hydraulischen Steuerungssystems aus 3, das zur Verwendung zum Steuern von zwei der Schaltelemente der Verzahnungsanordnung aus 2 geeignet ist.
7 ist eine Prinzipskizze eines Parksubsystems des hydraulischen Steuerungssystems aus 3.
8 ist eine Prinzipskizze eines ersten Abschnitts eines Wandlers/Schmierungssteuerungssystem des hydraulischen Steuerungssystems aus 3.
Die 9a, 9b und 9c stellen ein Schieberventil in jeweils drei Stellungen dar, das für eine Verwendung als das Drehmomentwandler-Regelventil des Flüssigkeitsvorrat-Subsystems aus 8 geeignet ist.
10 ist eine Prinzipskizze eines zweiten Abschnitts eines Wandler/Schmierungssteuerungssystem des hydraulischen Steuerungssystems aus 3.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise im Maßstab dargestellt; manche Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Bauteile zu zeigen. Daher sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern dienen lediglich als Darstellungsgrundlage dafür, Fachleuten verschiedene Umsetzungen der vorliegenden Erfindung näher zu bringen. Wie es für Fachleute verständlich ist, können verschiedene bezugnehmend auf beliebige der Figuren dargestellte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht explizit dargestellt sind oder beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen liefern charakteristische Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmende Kombinationen und Modifikationen der Merkmale könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Ausführungsformen gewünscht sein.
1 stellt ein Getriebe eines Fahrzeugs schematisch dar. Fettgedruckte durchgehende Linien verkörpern mechanische Kraftflussverbindungen. Dünne durchgehende Linien stellen die Hydraulikflüssigkeitsströmung dar. Gestrichelte Linien stellen den Fluss von Informationssignalen dar. Kraft wird an Eingangswelle 10 üblicherweise von der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt. Eine Flüssigkeitskupplung 12 schließt ein antreibbar mit Eingangswelle 10 verbundenes Laufrad und eine mit Turbinenwelle 14 antreibbar verbundene Turbine ein. Sobald das Laufrad schneller als die Turbine rotiert, wird über die Verlagerung von Flüssigkeit Kraft vom Laufrad an die Turbine übertragen. Die Flüssigkeitskupplung 12 kann ein Drehmomentwandler sein, der zudem einen Stator aufweist, der die Flüssigkeit umleitet, wenn die Turbine erheblich schneller rotiert als das Laufrad, so dass das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Laufraddrehmoments beträgt. Das Zahnradgetriebe 16 schließt Verzahnungs- und Schaltelemente ein, die darauf ausgelegt sind, verschiedene Kraftflusspfade zwischen der Turbinenwelle 14 und der Abtriebswelle 18 zu bilden. Jeder Kraftflusspfad kann gebildet werden, indem eine zugeordnete Untergruppe der Schaltelemente zugeschaltet wird. Bei niedrigen Fahrzeugdrehzahlen kann ein Kraftflusspfad gebildet werden, der zwischen der Turbinenwelle und der Abtriebswelle Drehmomentverstärkung und Drehzahlverringerung bereitstellt, um die Fahrzeugleistung zu optimieren. Bei höheren Fahrzeugdrehzahlen kann ein Kraftflusspfad gebildet werden, der eine Drehzahlverstärkung bereitstellt, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren.
Die Schaltelemente innerhalb des Zahnradgetriebes 16 werden durch das Bereitstellen von Hydraulikflüssigkeit mit einem erhöhten Druck an eine Kupplungsbetätigungskammer zugeschaltet. Jedes Schaltelement kann ein Kupplungspaket mit Reiblamellen einschließen, die mit einer Komponente keilverzahnt sind und mit einer anderen Komponente keilverzahnten Trennplatten verschachtelt sind. Die Flüssigkeit bewirkt, dass ein Kolben das Kupplungspaket zusammendrückt, so dass Reibungskraft zwischen den Reiblamellen und den Trennplatten die Komponenten koppelt. Die Drehmomentkapazität der einzelnen Schaltelemente variiert im Verhältnis zu Änderungen des Flüssigkeitsdrucks. Die von der Eingangswelle 10 betriebene Pumpe 20 bezieht Flüssigkeit aus einem Sammelbehälter 22 und liefert sie mit einem erhöhten Druck an einen Ventilkörper 24. Der Ventilkörper 24 liefert die Flüssigkeit an die Kupplungsbetätigungskammern mit einem Druck, der in Übereinstimmung mit Signalen von der Antriebsstrangsteuerung 26 gesteuert wird. Zusätzlich zur an die Kupplungsbetätigungskammern gelieferten Flüssigkeit stellt der Ventilkörper Flüssigkeit für Schmierung bereit und stellt Drehmomentwandler 12 Flüssigkeit bereit. Die Flüssigkeit läuft schließlich bei Umgebungsdruck aus Zahnradgetriebe 18 zurück in Sammelbehälter 22.
Ein beispielhaftes Getriebe ist in 2 schematisch dargestellt. Das Getriebe verwendet vier einfache Planetenradsätze 30, 40, 50 und 60. Ein Sonnenrad 36 ist starr mit einem Sonnenrad 46 gekoppelt, ein Träger 32 ist starr mit einem Tellerrad 68 gekoppelt, ein Tellerrad 48 ist starr mit einem Sonnenrad 56 gekoppelt, ein Tellerrad 58 ist starr mit einem Sonnenrad 66 gekoppelt, die Turbinenwelle 14 ist starr mit einem Träger 42 gekoppelt, und Abtriebswelle 18 ist starr mit einem Träger 62 gekoppelt. Ein Tellerrad 38 wird durch eine Bremse 70 wahlweise gegen Rotation gesichert, und Sonnenräder 36 und 46 werden wahlweise durch eine Bremse 72 gegen Rotation gesichert. Die Turbinenwelle 14 wird durch eine Schaltkupplung 74 wahlweise mit dem Tellerrad 58 und dem Sonnenrad 66 gekoppelt. Eine Zwischenwelle 28 ist durch eine Schaltkupplung 76 wahlweise mit einem Träger 52 gekoppelt, durch eine Schaltkupplung 78 wahlweise mit dem Träger 32 und dem Tellerrad 68 gekoppelt und durch eine Schaltkupplung 80 wahlweise mit dem Tellerrad 48 und dem Sonnenrad 56 gekoppelt. Ein vorgeschlagenes Zahnradzahnverhältnis für jeden Planetenradsatz wird in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

Tellerrad 38/Sonnenrad 36 2,20

Tellerrad 48/Sonnenrad 46 1,75

Tellerrad 58/Sonnenrad 56 1,60

Tellerrad 68/Sonnenrad 66 3,70

Wie in Tabelle 2 gezeigt bilden sich durch das Zuschalten von Schaltkupplungen und Bremsen in Viererkombinationen zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen der Turbinenwelle 14 und der Abtriebswelle 18. Ein X bedeutet, dass die Schaltkupplung erforderlich ist, um das Drehzahlverhältnis zu bilden. Ein (X) bedeutet, dass die Schaltkupplung betätigt werden kann, aber nicht erforderlich ist, um den Kraftflusspfad zu bilden. Im ersten Gang kann anstelle der Betätigung der Schaltkupplung 76 entweder die Schaltkupplung 78 oder die Schaltkupplung 80 betätigt werden, ohne das Drehzahlverhältnis zu ändern. Verfügen die Radsätze über die in Tabelle 1 aufgeführten Zahnzahlen, weisen die Drehzahlverhältnisse die in Tabelle 2 aufgeführten Werte auf. Tabelle 2

	A 70	B 72	C 80	D 76	E 74	F 78	Verhältnis	Schritt
Rückwärts	X	X		X		X	–4,79	102%
Parken	X	X	X
1.	X	X		(X)	X		4,70
2.	X	X	X	X			2,99	1,57
3.	X		X	X	X		2,18	1,37
4.	X		X	X		X	1,80	1,21
5.	X		X		X	X	1,54	1,17
6.	X			X	X	X	1,29	1,19
7.			X	X	X	X	1,00	1,29
8.		X		X	X	X	0,85	1,17
9.		X	X		X	X	0,69	1,24
10.		X	X	X		X	0,64	1,08

Eine Parksperre 82 koppelt wahlweise eine Abtriebswelle 18 mit dem Getriebekasten, um eine Bewegung des Fahrzeugs zu vermeiden, wenn das Fahrzeug abgestellt ist. Im Gegensatz zu den Schaltelementen 70–80 ist die Parksperre 82 darauf ausgelegt, ohne externe Kraft zugeschaltet zu bleiben, sobald sie zugeschaltet wurde. Wie in Tabelle 2 dargestellt ist können die Schaltelemente 70, 72 und 80 zugeschaltet werden, wenn sich das Getriebe in Parkstellung befindet. Diese Kombination bildet keinen Kraftflusspfad zwischen der Turbinenwelle 14 und der Abtriebswelle 18. Sind jedoch bereits mehrere Schaltkupplungen betätigt, verringert dies die Anzahl der Schaltkupplungszuschaltungen, die notwendig sind, um in Rückwärtsgang oder ersten Gang überzugehen. Andere Kombinationen aus drei oder weniger Schaltelementen würden diesen Vorteil ebenfalls bieten. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Elemente des Getriebes durch hydraulische Schaltkupplungen gegen eine Rotation gehalten werden, wenn die Parksperre gelöst wird. Dies kann durch ein Zuschalten von fünf der sechs Schaltelemente erreicht werden. Dann wird der entweder dem Rückwärtsgang oder dem ersten Gang zugeordnete Kraftflusspfad durch ein stufenweises Lösen eines Schaltelements erreicht. Diese Reihenfolge vermeidet den plötzlichen Ruck, der ein Lösen der Parksperre bei zugeschaltetem Kraftflusspfad begleiten kann. Beispielsweise können für einen Übergang von Parkstellung zum Rückwärtsgang die Elemente D und F entweder vor oder gleichzeitig mit dem Lösen der Parksperre zugeschaltet werden, was das Getriebe mit den zugeschalteten Elementen A, B, C, D und F in einen verriegelten Zustand versetzt. Dann wird das Element C stufenweise gelöst, um den Rückwärtsgang-Kraftflusspfad zu bilden. In ähnlicher Weise können für einen Übergang von Parkstellung in den ersten Gang die Elemente D und E entweder vor oder gleichzeitig mit dem Lösen der Parksperre zugeschaltet werden, was das Getriebe mit den zugeschalteten Elementen A, B, C, D und E in einen verriegelten Zustand versetzt. Dann wird das Element C stufenweise gelöst, um den Erster-Gang-Kraftflusspfad zu bilden.
3 stellt ein für das Getriebe in 1 mit der Verzahnungsanordnung aus 2 geeignetes hydraulisches Steuerungssystem schematisch dar. Durchgehende Linien repräsentieren den Flüssigkeitsstrom, und gestrichelte Linien repräsentieren Informationssignale. Eine Ansammlung von Flüssigkeitsverbindungswegen, die miteinander verbunden sind, um Flüssigkeit zu transportieren, so dass der Druck an verschiedenen Stellen innerhalb der Ansammlung im Wesentlichen gleich ist, kann als Hydraulikkreis bezeichnet werden. Geringfügige Druckänderungen innerhalb eines Hydraulikkreises können aufgrund eines parasitären Reibungswiderstands von strömender Flüssigkeit auftreten. Ein Hydraulikkreis kann mit einem anderen Hydraulikkreis durch ein Mundloch verbunden sein, das einen gewissen Flüssigkeitsstrom zwischen den Kreisen ermöglicht, aber die Strömungsgeschwindigkeit gezielt beschränkt und einen gezielten Differenzdruck erzeugt, wenn eine Strömung auftritt. Hydraulikkreise können zudem miteinander durch Ventile verbunden sein. Ein Ventil kann eine Strömung zwischen den Kreisen unter bestimmten Umständen blockieren, unter anderen Umständen eine freie Strömung mit vernachlässigbarem Druckabfall ermöglichen und unter wieder anderen Umständen eine eingeschränkte Strömung mit gezieltem Druckabfall ermöglichen.
Das Flüssigkeitsvorrat-Subsystem 100 stellt in drei Kreisen Flüssigkeit mit erhöhtem Druck bereit: einem Pumpenausgangskreis 102, einem Leitungsdruckkreis 104 und einem Leitungsdruck-Steuerungskreis 106. Der Druck in diesen Kreisen variiert als Reaktion auf Steuerungssignale von der Steuerungsvorrichtung 26. Pumpenausgangskreis 102 und Leitungsdruckkreis 104 sind ausgelegt, um hohe Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten mit minimalem parasitärem Druckabfall zu bewältigen. Schaltkupplungssteuerungs-Subsystem 108 reguliert als Reaktion auf Signale von Steuerungsvorrichtung 26 den Druck in sechs Schaltkupplung-Anwendungskreisen 110 bis 120 auf einen Druck unterhalb des Leitungsdrucks. Jeder der sechs Schaltkupplung-Anwendungskreise leitet Flüssigkeit zur Betätigungskammer von jeweils einem der sechs Schaltelemente aus 2. Ein Parksteuerungs-Subsystem 122 schaltet die Parksperre 82 als Reaktion auf Variationen der Drücke in den Schaltkupplung-Anwendungskreisen mechanisch zu und löst sie mechanisch. Das Wandler-/Schmierungssteuerungs-Subsystem 124 regelt den Druck und die Strömung in einem Schmierkreis 126, einem Drehmomentwandlerschaltkupplung-Anwendungskreis 128 und einem Drehmomentwandlerschaltkupplung-Auslösekreis 130. Die Struktur und Bedienung von jedem dieser Subsysteme wird untenstehend ausführlicher erläutert.
4 stellt das Flüssigkeitsvorrat-Subsystem 100 schematisch dar. Ähnliche Flüssigkeitsvorrat-Subsysteme werden in den US-amerikanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen 2013/0014498 und 2013/0017112, die hierin in ihrer Gänze bezugnehmend enthalten sind, erörtert. Eine Pumpe 20, die von der Getriebeantriebswelle betrieben wird, bezieht Flüssigkeit aus einem Sammelbehälter 22 und liefert die Flüssigkeit an einen Pumpenausgangskreis 102. Die Pumpe 20 ist eine Verdrängerpumpe. Unter Außerachtlassen von Undichtigkeiten liefern Verdrängerpumpen pro Umdrehung der Pumpenwelle eine gewisse Menge an Flüssigkeit unabhängig vom relativen Druck am Pumpeneingang und Pumpenausgang. Das zum Rotieren der Pumpenwelle notwendige Drehmoment erhöht sich, wenn sich der Druck am Pumpenausgang bezogen auf den Druck am Eingang erhöht. Die Menge an pro Umdrehung gelieferter Flüssigkeit wird Pumpenverdrängung genannt. Die Verdrängung der Pumpe 20 variiert innerhalb vordefinierter Grenzen basierend auf dem Druck in einem Verdrängungsverringerungskreis 140.
Während eines Normalbetriebs ist ein Anti-Rückflussventil 142 geöffnet, so dass Flüssigkeit ungehindert vom Pumpenausgangskreis 102 zum Leitungsdruckkreis 104 strömt, und der Druck in den beiden Kreisen ist im Wesentlichen gleich. Die Steuerungsvorrichtung regelt den Druck in diesen zwei Kreisen, indem sie einen Befehl an den Leitungsdruck-Elektromagneten mit variabler Kraft (VFS) 144 sendet. Flüssigkeit strömt vom Pumpenausgangskreis 102 durch ein Mundloch 146 durch eine Ventilöffnung im Leitungsdruck-Elektromagneten mit variabler Kraft (VFS) 144 und dann in den Leitungsdruck-Steuerungskreis 106. Der Druckabfall vom Pumpenausgangskreis 102 zum Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 variiert abhängig von der Größe der Öffnung im Leitungsdruck-Elektromagneten mit variabler Kraft (VFS) 144. Die Größe der Öffnung im Leitungsdruck-Elektromagneten mit variabler Kraft (VFS) 144 variiert basierend auf der Bewegung eines Schiebers. Elektrischer Strom von der Steuerungsvorrichtung 26 erzeugt eine Magnetkraft am Schieber, die darauf abzielt, die Öffnung zu vergrößern. Die Flüssigkeit im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 wirkt auf einen Bereich des Ventilschiebers ein, um eine Kraft zu erzeugen, die darauf abzielt, die Größe der Öffnung zu verringern. Ein Gleichgewicht wird erreicht, bei dem der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 proportional zum elektrischen Strom ist.
Ein Hauptregelventil 148 regelt die Verdrängung von Pumpe 20, um den Druck in dem Pumpenausgangskreis 102 proportional zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 aufrechtzuerhalten. Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 erzeugt eine Kraft an einem Schieber in Hauptregelventil 148. Druck im Pumpenausgangskreis 102 erzeugt am Schieberventil eine Kraft in der entgegengesetzten Richtung. Überschreitet der Druck im Pumpenausgangskreis 102 den Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis, bewegt sich der Schieber, um eine Strömung vom Pumpenausgangskreis 102 zu dem Verdrängungsverringerungskreis 140 zu ermöglichen. Druck in Kreis 140 bewirkt eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit von Pumpe 20 in den Pumpenausgangskreis 102. Vom Pumpenausgangskreis 102 und dem Leitungsdruckkreis 104 gespeiste Komponenten bilden eine Beziehung zwischen dem Druck in diesen Kreisen und der Strömungsgeschwindigkeit. Infolgedessen führt die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit zu einer Verringerung des Drucks im Pumpenausgangskreis 102, bis ein Gleichgewicht erreicht ist.
Wird das Fahrzeug angehalten, zum Beispiel beim Warten an einer Ampel, kann die Antriebsstrangsteuerung 26 den Motor abschalten, um Kraftstoff zu sparen. Fordert der Fahrer erneut Drehmoment an, indem er die Bremse löst und das Fahrpedal tritt, schaltet die Steuerungsvorrichtung den Motor wieder ein. Um nach dem Wiedereinschalten des Motors schnell reagieren zu können, ist es wichtig, einige Schaltkupplungen in zugeschaltetem Zustand beizubehalten. Ein Flüssigkeitsstrom zum Beibehalten dieser Schaltkupplungen wird von der elektrisch betriebenen Pumpe 150 bereitgestellt, die den Leitungsdruckkreis 104 direkt speist. Während Zeiträumen, in denen der Motor abgeschaltet ist, regelt die Steuerungsvorrichtung 26 den Druck im Leitungsdruckkreis 104, indem sie die Drehzahl der Elektromotor-betriebenen Pumpe 150 steuert. Die Steuerungsvorrichtung 26 beendet die Versorgung des Leitungsdruck-Elektromagneten mit variabler Kraft (VFS) 144 mit Strom, was dazu führt, dass der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 auf Umgebungsdruck abfällt. Als Reaktion auf diese Verringerung des Leitungsdruck-Steuerungsdrucks schließt sich das Anti-Rückflussventil 142, um eine Strömung von Leitungsdruckkreis 104 zu Pumpenausgangskreis 102 zu verhindern. Somit fällt, wenn der Motor ausgeschaltet wird, der Druck im Pumpenausgangskreis 102 auf Umgebungsdruck ab.
Die 5 und 6 stellen das Schaltkupplungssteuerungs-Subsystem 108 schematisch dar. Die Steuerungsvorrichtung 26 regelt die Drehmomentkapazität jeder Schaltkupplung, indem sie einen elektrischen Strom für einen entsprechenden Elektromagneten einstellt. Während eines Schaltvorgangs ist eine genaue Steuerung der Drehmomentkapazität der zugeschalteten und rückgestellten Schaltkupplungen sehr wichtig. Die Beziehung zwischen Änderungen des elektrischen Stroms und Änderungen der Drehmomentkapazität wird Verstärkung genannt. Ist die Verstärkung zu hoch, wird die Genauigkeit der Steuerung der Drehmomentkapazität beeinträchtigt. Die Drehmomentkapazität von in einem Festrad befindlichen zugeschalteten Schaltkupplungen oder beim Halten von Schaltkupplungen während eines Schaltvorgangs muss auf einem höheren Niveau als das übertragene Drehmoment gehalten werden, um ein Kupplungsrutschen zu vermeiden. Manchmal stehen diese Anforderungen in Spannung zueinander. Beispielsweise muss im Rückwärtsgang die Drehmomentkapazität der Bremse A auf einem Niveau von mehr als dem Dreieinhalbfachen des Eingangsdrehmoments des Zahnradgetriebes gehalten werden. Andererseits beträgt im sechsten Gang das von Bremse A übertragene Drehmoment weniger als 30 % des Eingangsdrehmoments des Zahnradgetriebes. Bremse A ist das rückzustellende Element bei einem Schaltvorgang vom sechsten Gang in den siebten Gang. Während dieses Schaltvorgangs, der bei einem relativ niedrigen Eingangsdrehmoment des Zahnradgetriebes auftreten kann, wird eine niedrige Verstärkung benötigt. Dieselbe niedrige Verstärkung wäre jedoch im Rückwärtsgang bei einem relativ hohen Eingangsdrehmoment des Zahnradgetriebes nicht geeignet.
5 stellt die Komponenten dar, die vier der sechs Schaltelemente der Verzahnungsanordnung aus 2 steuern, CL A 70, CL B 72, CL C 80 und CL F 78. Jeder Schaltkupplung-Anwendungskreis wird mit der Kombination aus einem in einem Gussstück integrierten direktwirkenden Magneten (CIDAS) 160, 162, 164 oder 166 und einem entsprechenden Verriegelungsventil 168, 170, 172 oder 174 gesteuert. Jeder in einem Gussstück integrierte direktwirkende Magnet steuert den Druck in einem entsprechenden Stelldruckkreis 176, 178, 180 oder 182 als Reaktion auf ein Steuerungssignal von der Steuerungsvorrichtung 26. Jedes Verriegelungsventil verbindet einen Schaltkupplung-Anwendungskreis mit einem entsprechenden Stelldruckkreis, wenn der Druck im Stelldruckkreis unterhalb einer Schwelle liegt, und verbindet den Schaltkupplung-Anwendungskreis mit dem Leitungsdruckkreis 104, wenn der Stelldruck oberhalb der Schwelle liegt. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung einer niedrigen Verstärkung während Schaltvorgängen und bietet dennoch hohe Drehmomentkapazitäten bei anderen Gelegenheiten. Die Schwellen und Verstärkungen können innerhalb der verschiedenen Schaltkupplungen variieren. Wird der Stelldruck auf Null gesetzt, verbindet das in einem Gussstück integrierte direktwirkende Magnetventil den Stelldruckkreis mit einem Schaltkupplung-Ausleitungskreis 184, der einen Pfad bereitstellt, damit Flüssigkeit aus der Kupplungsbetätigungskammer entweichen kann, um den Hub des Kupplungskolbens zu mindern. Der erhöhte Ausleitungskreis 186 stellt eine Flüssigkeitsversorgung bei nahezu Umgebungsdruck bereit. Die Struktur und Bedienung einer Kombination aus in einem Gussstück integrierten direktwirkenden Magneten und Verriegelungsventil wird in der US-amerikanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2013/0026401, die hierin in ihrer Gänze bezugnehmend enthalten ist, im Detail erklärt.
6 stellt die Komponenten, die die anderen beiden der sechs Schaltelemente der Verzahnungsanordnung aus 2 steuern, CL D 76 und CL E 74, dar. Flüssigkeit strömt von Leitungsdruckkreis 104 durch eine Öffnung im in einem Gussstück integrierten direktwirkenden Magneten 190 der Schaltkupplung D in Anwendungskreis 116 der Schaltkupplung D. Die Größe der Öffnung variiert abhängig von der Stellung eines Schiebers im in einem Gussstück integrierten direktwirkenden Magneten 190. Ein elektrisches Signal von der Steuerungsvorrichtung 26 erzeugt eine Magnetkraft, die den Schieber in eine Richtung drängt, um die Größe der Öffnung zu erweitern. Flüssigkeit im Anwendungskreis 116 der Schaltkupplung D wirkt auf einen Bereich des Schiebers ein, um darauf abzuzielen, den Schieber in die entgegengesetzte Richtung zu drängen und die Größe der Öffnung zu verringern. Zusätzlich wirkt Flüssigkeit im Rückführungskreis 192 der Schaltkupplung D auf einen zweiten Bereich ein, um ebenfalls die Größe der Öffnung zu verringern. Der Druckabfall zwischen dem Leitungsdruckkreis und dem Anwendungskreis der Schaltkupplung D steht zur Größe der Öffnung in Beziehung. Ein Gleichgewicht wird erreicht, bei dem der Druck im Anwendungskreis der Schaltkupplung D proportional zum elektrischen Strom ist. Der Proportionalitätskoeffizient oder die Verstärkung wird durch Verstärkungssteuerungsventil 194 festgelegt. Befindet sich der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 oberhalb einer Schwelle, verbindet ein Verstärkungssteuerungsventil 194 den Rückführungskreis 192 der Schaltkupplung D mit dem erhöhten Ausleitungskreis 186. In diesem Zustand ist die Verstärkung vergleichsweise hoch, da der Druck im Anwendungskreis der Schaltkupplung D nur auf den ersten Bereich des Schiebers einwirkt. Befindet sich der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis 106 unterhalb der Schwelle, verbindet Verstärkungssteuerungsventil 194 Rückführungskreis 192 der Schaltkupplung D mit dem Anwendungskreis 116 der Schaltkupplung D. In diesem Zustand ist die Verstärkung vergleichsweise niedrig, da der Druck im Anwendungskreis der Schaltkupplung D nur sowohl auf den ersten als auch den zweiten Bereich des Schiebers einwirkt. In ähnlicher Weise steuern der in einem Gussstück integrierte direktwirkende Magnet 196 der Schaltkupplung E und Verstärkungssteuerungsventil 194 zusammenwirkend den Druck im Anwendungskreis der Schaltkupplung E mit zwei verschiedenen Verstärkungen. Die Struktur und Bedienung einer Kombination aus Ventilen 190, 194 und 196 wird in der US-amerikanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2014/0182693, die hierin in ihrer Gänze bezugnehmend enthalten ist, im Detail erklärt. Bei einer alternativen Ausführungsform könnte Verstärkungssteuerungsventil 194 durch ein separates Signal von Steuerungsvorrichtung 26 gesteuert werden. Abblasventil 198 entleert den Schaltkupplung-Ausleitungskreis 184 aller sechs Schaltkupplungen in den Sammelbehälter und erhält einen leicht positiven Druck aufrecht, so dass der Kreis nicht luftleer gemacht wird.
7 stellt das Park-Steuerungs-Subsystem schematisch dar. Ein ähnliches System wird in der US-amerikanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2014/0284170 im Detail beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, Der Schieber von Parkventil 200 ist mechanisch mit dem Parkmechanismus 82 verbunden, so dass eine Bewegung in eine Richtung den Parkmechanismus zuschaltet und eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung den Parkmechanismus löst. Eine Feder innerhalb des Parkmechanismus beeinflusst das System in Richtung der Zuschaltung. Zudem wirkt der Pumpenausgangskreis 102 auf einen Bereich des Schiebers ein, was den Schieber in Richtung der Zuschaltung zwingt. Die Kreis 202 und 204 wirken auf Bereiche des Schiebers ein, um darauf abzuzielen, den Schieber in die Lösungsrichtung zu drängen. Die Bereiche, auf die diese Kreis einwirken, werden ausgeglichen, so dass der Druck sowohl in Kreis 202 als auch in Kreis 204 nahe des Drucks im Pumpenausgangskreis 102 sein muss, um den Schieber in die gelöste Stellung zu drängen. Ist der Druck in Anwendungskreis 116 der Schaltkupplung D hoch, verbindet Kugelventil 206 Kreis 116 mit Kreis 202. Entsprechend verbindet Kugelventil 208 Kreis 112 mit Kreis 204, wenn der Druck in Anwendungskreis 112 der Schaltkupplung B hoch ist. Somit kann die Parksperre durch eine gleichzeitige Anforderung hoher Drücke an die Schaltkupplung-Anwendungskreise 112 und 116 gelöst werden.
Sobald sich der Schieber in die gelöste Stellung bewegt, verbindet das Ventil den „Parksperre gelöst“-Kreis 210 mit Kreis 212. Die Kugelventile 214, 216 und 218 verbinden Kreis 212 mit demjenigen aus Anwendungskreis-Schaltkupplung D 116, Anwendungskreis-Schaltkupplung F 120, Anwendungskreis-Schaltkupplung C 114 und Anwendungskreis-Schaltkupplung A 110, der bzw. die den höchsten Druck aufweist. Somit wird Kreis 212 immer mit nahezu Leitungsdruck beaufschlagt wird, wenn wenigstens eine dieser Schaltkupplungen angewiesen ist, vollständig zugeschaltet zu werden. Immer wenn der Druck im „Parksperre gelöst“-Kreis 210 höher ist, verbinden Anwendungskreis-Schaltkupplung D 116 oder Anwendungskreis-Schaltkupplung B 112 und Kugelventile 206 und 208 den „Parksperre gelöst“-Kreis jeweils mit den Kreisen 202 und 204. Somit verbleibt die Parksperre, sobald sie gelöst ist, gelöst, solange wenigstens eine der Schaltkupplungen A, C, D und F vollständig zugeschaltet ist, selbst wenn die Schaltkupplungen, die zugeschaltet wurden, um den Übergang zu bewirken, gelöst werden. Wie in Tabelle 2 aufgeführt bedingt jeder Schaltzustand das Zuschalten von wenigstens zwei dieser Schaltkupplungen. Weiterhin würde jeder Schaltvorgang, bei dem ein Element gelöst und ein anderes zugeschaltet wird, wenigstens eine dieser vier Schaltkupplungen als Haltekupplung beinhalten. Wie obenstehend hinsichtlich des Flüssigkeitsvorrat-Subsystems erörtert wurde, kann der Motor manchmal abgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug stillsteht. Eine Elektropumpe erhält den Druck im Leitungsdruckkreis aufrecht, während der Motor ausgeschaltet ist. Somit bleibt das Fahrzeug außerhalb der Parksperre während dieser Motorausschaltvorgänge, solange für wenigstens eine der Schaltkupplungen A, C, D oder F voller Druck angeordnet ist. Um die Parksperre wieder zuzuschalten, muss für alle dieser Schaltkupplungen ein niedrigerer Druck angeordnet werden, was vorgenommen werden kann, ohne die Schaltkupplungen vollständig zu lösen.
8 stellt einen Abschnitt des Schmier- und Wandlersteuerungs-Subsystems 124 dar, das den Drehmomentwandler steuert. Das System ist darauf ausgelegt, einen Zweiwege-Drehmomentwandler zu bedienen. Wie der Name impliziert, verwendet ein Zweiwege-Drehmomentwandler nur zwei Hydraulikkreise, um i) dem Wandler neue Flüssigkeit zuzuführen, ii) Flüssigkeit aus dem Wandler zurückzuholen und iii) die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung zu steuern. Wird die Überbrückungskupplung gelöst, strömt Flüssigkeit in den Drehmomentwandler im Drehmomentwandlerkupplungs(TCC)-Auslösekreis 130 und strömt aus dem Wandler in den TCC-Anwendungskreis 128. Andererseits strömt, wenn die Überbrückungskupplung zugeschaltet ist, Flüssigkeit in den Wandler im TCC-Anwendungskreis 128 und strömt aus dem Wandler in den TCC-Auslösekreis 130, wobei der Druckunterschied zwischen diesen Kreisen die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung steuert. Dies steht im Gegensatz zu einem Dreiwege-Drehmomentwandler, in dem jeder der Funktionen ein eigener Kreislauf zugeordnet ist.
Die Steuerungsvorrichtung 26 kennzeichnet die gewünschte Dehmomentkapazität der Überbrückungskupplung, indem sie ein elektrisches Signal reguliert. Flüssigkeit strömt durch eine Öffnung im direktwirkenden Minimagnetventil 220 des Drehmomentwandlers aus Pumpenausgangskreis 102 in TCC-Steuerungskreis 222. Das Ventil steuert die Größe der Öffnung und somit den Druckabfall zwischen diesen Kreisen, so dass der Druck im TCC-Steuerungskreis 222 proportional zum elektrischen Signal ist. Unter normalen Betriebsbedingungen verbindet ein Prioritätsventil 224 den Pumpenausgangskreis 102 mit dem Wandler-Speisekreis 226. Der Wandler-Speisekreis 226 versorgt den Drehmomentwandler mit neuer Flüssigkeit. Wie untenstehend erörtert, versorgt der Wandler-Speisekreis auch einen Schmierkreis mit Flüssigkeit. In Umständen, in denen die Pumpe nicht in der Lage ist, den gewünschten Leitungsdruck aufrechtzuerhalten, verringert das Prioritätsventil 224 die Strömung zu Wandler-Speisekreis 226 zeitweilig und kann diese sogar abschalten. Das Prioritätsventil 224 legt basierend auf dem Druck im Verdrängungsverringerungskreis 140 fest, dass dieser Zustand vorliegt. Wie bereits erwähnt erhöht Hauptregelventil 148 den Druck in diesem Kreis, wenn überschüssige Strömung vorhanden ist, um die Strömungsgeschwindigkeit zu verringern. Ein Druck im Verdrängungsverringerungskreis 140 unterhalb einer Schwelle impliziert, dass der Hauptregler volle Verdrängung anfordert und die Pumpe immer noch keine ausreichende Strömung erzeugt. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn eine hohe Strömungsrate zweckbestimmt ist, um einen Kupplungskolben in eine Hubposition zu bewegen.
Ein Drehmomentwandler-Regelventil 228 übt mehrere Funktionen aus, die allesamt als Reaktion auf den TCC-Steuerungsdruck erfolgen. Druck im TCC-Steuerungskreis 222 unterhalb einer Schwelle impliziert, dass die Überbrückungskupplung gelöst werden sollte. Als Reaktion verbindet Ventil 228 i) Wandler-Speisekreis 226 mit TCC-Auslösekreis 130 und ii) TCC-Anwendungskreis 128 mit Wandlerausgangskreis 230. Wie untenstehend erörtert wird, liefert Wandlerausgangskreis 230 Flüssigkeit für Schmierung. Liegt der Druck im TCC-Steuerungskreis 222 oberhalb der Schwelle, i) verbindet das Ventil 228 den Pumpenausgangskreis 102 mit dem TCC-Anwendungskreis 128 durch eine Öffnung mit variabler Größe, ii) reguliert es die Größe der Öffnung, so dass der Druck im TCC-Anwendungskreis proportional zum Druck im TCC-Steuerungskreis 222 ist, iii) verbindet es den TCC-Auslösekreis 130 mit dem Sammelbehälter 22 und iv) verbindet es den Wandler-Speisekreis 226 mit dem Wandlerausgangskreis 230.
9a und 9b stellen ein Längsprofil eines Drehmomentwandler-Regelventils 228 dar. Ein Schieber 250 gleitet axial innerhalb einer Ventilbohrung. Der Schieber 250 weist vier Schieberstege 252, 254, 256 und 258 auf, um verschiedene Kammern zu umgrenzen. Eine Kammer 260 befindet sich zwischen einer stationären Wand am linken Ende der Bohrung und dem Steg 252. Eine Kammer 262 befindet sich zwischen Steg 252 und Steg 254. Eine Kammer 264 befindet sich zwischen Steg 254 und Steg 256. Eine Kammer 266 befindet sich zwischen Steg 256 und Steg 258. Eine Kammer 268 befindet sich schließlich zwischen Steg 268 und einer stationären Wand am rechten Ende der Bohrung. Eine Druckfeder 270 zielt darauf ab, den Schieber nach rechts zu drängen. Verschiedene Öffnungen in der Seite der Ventilbohrung, sogenannte Anschlüsse, verbinden bestimmte Kammern mit bestimmten Hydraulikkreisen des hydraulischen Steuerungssystems. Mit welcher Kammer/welchen Kammern ein bestimmter Kreis verbunden ist, kann von der Stellung des Schiebers 250 abhängen. Zudem kann die Größe der Anschlussöffnung von der Stellung des Schiebers 250 abhängen.
9a stellt das Regelventil mit dem Schieber in der Stellung dar, die einem geöffneten Drehmomentwandler entspricht. Der TCC-Steuerungskreis 222 ist mit der Kammer 268 verbunden, so dass Druck im Kreis darauf abzielt, den Schieber 250 nach links zu drängen. Wenn der TCC-Steuerungsdruck unterhalb einer Schwelle liegt, drängt eine Feder 270 Schieber 250 in die in 9a gezeigte Stellung. In dieser Stellung werden sowohl die Kammer 260 als auch die Kammer 262 in den Sammelbehälter entleert, so dass der Druck in diesen Kammern vernachlässigbar ist. Kammer 264 ist sowohl mit TCC-Auslösekreis 130 als auch mit Wandler-Speisekreis 226 verbunden, was einen Flüssigkeitsstrom von Wandler-Speisekreis 226 zu TCC-Auslösekreis 130 ermöglicht, um die Bypasskupplung zu lösen und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler neue Flüssigkeit bereitzustellen. Die Kammer 266 ist sowohl mit dem Wandlerausgangskreis 230 als auch mit dem TCC-Anwendungskreis 128 verbunden, was ermöglicht, dass aus dem Drehmomentwandler in TCC-Anwendungskreis 128 austretende Flüssigkeit durch den Wandlerausgangskreis 230 in den Kühl- und Schmierkreis strömt.
9b stellt das Regelventil mit dem Schieber in der Stellung dar, die einem geschlossenen oder schlupfenden Drehmomentwandler entspricht. Druck im TCC-Steuerungskreis 222 ist ausreichend, um die Federkraft der Feder 270 zu überwinden, um Schieber 250 nach links zu bewegen. Flüssigkeit strömt aus dem Pumpenausgangskreis 102 in die Kammer 262 und von dort zum TCC-Anwendungskreis 128. Die Größe der Öffnung zwischen dem Pumpenausgangskreis 102 und Kammer der 262 ist abhängig von der Stellung des Schiebers 250. Aufgrund des Druckabfalls über diese eingeschränkte Öffnung ist der Druck in der Kammer 262 niedriger als der Druck in Pumpenausgangskreis 102. Der Steg 254 weist einen größeren Durchmesser als der Steg 252 auf, so dass Druck in der Kammer 262 darauf abzielt, Schieber 250 nach rechts zu drängen. Der Schieber 250 bewegt sich in eine Gleichgewichtslage, so dass die rechtsgerichtete Kraft von der Kammer 262 und die Federkraft die linksgerichtete Kraft von der Kammer 268 ausgleichen. Im Gleichgewicht ist der Druck in der Kammer 262 und somit der Druck in dem TCC-Anwendungskreis 128 eine Funktion des Drucks in TCC-Steuerungskreis 222. TCC-Auslösekreis 130 wird durch die Kammer 264 in den Sammelbehälter entleert. Flüssigkeit strömt durch die Kammer 266 von dem Wandler-Speisekreis 226 zu dem Wandlerausgangskreis 230.
Dieses eine Ventil 250 führt verschiedene Funktionen aus, die einem Betrieb des Zweiwege-Drehmomentwandlers zugeordnet sind. Im gelösten Zustand in 9a wird i) Flüssigkeit von einer Strömungsquelle (Wandler-Speisekreis 226) zum Wandler-Auslösekreis 130 geleitet und ii) Flüssigkeit vom Wandler-Anwendungskreis 128 über Wandlerausgangskreis 230 zu einem Schmierkreis geleitet. Im betätigten Zustand in 9b wird i) Flüssigkeit bei einem auf dem Druck in einem Steuerungskreis (Wandler-Steuerungskreis 222) basierenden Druck zu Wandler-Anwendungskreis 128 geleitet, ii) Flüssigkeit über Wandlerausgangskreis 230 von der Strömungsquelle (Wandler-Speisekreis 226) zum Schmierkreis geleitet und iii) Flüssigkeit aus dem Wandler-Auslösekreis 130 in den Sammelbehälter abgelassen. Das Ausführen all dieser Funktionen in einem einzigen Ventil vermeidet mögliche Fehlerzustände, die auftreten könnten, wenn die Funktionen von verschiedenen Ventilen vorgenommen werden. Werden die Funktionen in mehreren Ventilen vorgenommen, erfordert das Umschalten von einem betätigten Zustand zu einem gelösten Zustand oder umgekehrt, dass verschiedene Ventile ihre Stellung ändern. Misslingt es einem der Ventile, die Stellung zu ändern, können die sich ergebenden inkonsistenten Verbindungen zwischen Kreisen dem Drehmomentwandler oder dem Schmierkreis neue Flüssigkeit vorenthalten. Ventile können beispielsweise aufgrund von Verunreinigung durch kleine Partikel in ihrer Stellung hängen bleiben. Vorkehrungen zum Feststellen und Abschwächen eines solchen Fehlerzustands tragen erheblich zu Komplexität und Kosten des Steuerungssystems bei.
Das Ventil 150 ist ausgelegt, um die Fehlermodi eines hängengebliebenen Ventils abzuschwächen. Bleibt das Ventil 150 entweder in der betätigten oder gelösten Stellung hängen, wenn die entgegengesetzte Stellung angeordnet wird, werden die Kreise in einem beständigen Zustand verbunden, der Schmierflüssigkeit bereitstellt. Wird die Bypasskupplung des Drehmomentwandlers gelöst, so dass im Drehmomentwandler Wärme erzeugt wird, wird dem Drehmomentwandler neue Flüssigkeit zugeführt, um die Wärme zu entfernen. 9c zeigt das in einer Zwischenstellung hängengebliebene Ventil. In dieser Stellung verbindet die Kammer 266 den Wandler-Speisekreis mit dem Wandlerausgangskreis, so dass die Strömung zum Schmierkreis nicht unterbrochen wird. Außerdem werden beide Kammern 262 und 264 in den Sammelbehälter entleert, allerdings über separate Kreise. Dadurch wird Flüssigkeit vom Drehmomentwandler darauf abzielen, durch einen dieser Kreise in den Sammelbehälter abzulaufen und durch den anderen Kreis durch Luft ersetzt zu werden. Wenn die Flüssigkeit aus dem Drehmomentwandler abläuft, erhöht sich der K-Faktor des Wandlers (der Wandler wird „freilaufender“). Die Steuerungsvorrichtung kann diese Änderung feststellen, indem sie eine gemessene Turbinendrehzahl und Laufraddrehzahl mit einer auf dem Drehmomentniveau basierenden prognostizierten Drehzahl vergleicht. Als Reaktion auf die Feststellung dieser Änderung des K-Faktors nach einem versuchten Übergang von betätigt auf gelöst kann die Steuerungsvorrichtung den Druck im TCC-Steuerungskreis erhöhen, um in den betätigten Zustand zurückzukehren. In ähnlicher Weise kann die Steuerungsvorrichtung zum gelösten Zustand zurückkehren, wenn der Fehlerzustand nach einem versuchten Übergang von gelöst zu betätigt festgestellt wird. Das Getriebe kann unbegrenzt im gelösten Zustand betrieben werden, wobei dies die Kraftstoffausnutzung negativ beeinflussen könnte. Kommt das Fahrzeug zum Stehen, während das Getriebe im betätigten Zustand betrieben wird, kann die Steuerungsvorrichtung eine der Schaltkupplungen lösen, um einen Leerlaufzustand einzunehmen. Dann kann eine Schaltkupplung als Anfahrkupplung verwendet werden, während das Fahrzeug zu einer Kundendiensteinrichtung gefahren wird.
10 stellt den Abschnitt des Schmier- und Wandlersteuerungs-Subsystems 124 dar, der die Strömung vom Wandlerausgangskreis 230 zum Schmierkreis 126 steuert. Thermobypassventil 232 stellt fest, ob der Wandlerausgangskreis 230 direkt mit dem Schmierkreis 126 verbunden werden soll oder ob er über Kühlkreis 236 durch Kühler 234 geleitet werden soll. Das Thermobypassventil ist ein passiv gesteuertes Ventil, das die Flüssigkeit basierend auf der Temperatur im erhöhten Ausleitungskreis 186 leitet. Liegt die Temperatur oberhalb einer Schwelle, wird die Flüssigkeit durch den Kühler geleitet. Befindet sich die Temperatur innerhalb des normalen Betriebsbereiches, wird die Flüssigkeit direkt zum Schmierkreis 126 geleitet. Bei manchen Anwendungen kann die Flüssigkeit auch durch den Kühler geleitet werden, wenn die Temperatur unterhalb des normalen Betriebsbereiches liegt. Der Kühler kann ein Wärmetauscher zwischen Getriebeöl und Motorkühlmittel sein. Da sich der Motor üblicherweise schneller aufheizt, kann der Kühler während der Warmlaufphase als Wärmequelle für das Getriebeöl fungieren und einen schnelleren Warmlauf bereitstellen. Da kalte Flüssigkeit über eine erheblich höhere Viskosität verfügt, verringert ihre schnellere Aufwärmung den Kraftstoffverbrauch. Die Struktur und Bedienung des Ventils 232 wird in der US-amerikanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 14/282,051, eingereicht am 20. Mai 2014, im Detail erläutert, die hiermit durch Bezugnahme vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird. Ein Schmierregelventil 238 ermöglicht, dass einige Flüssigkeit durch eine kontrollierte Öffnung von Schmierkreis 126 zu Sammelbehälter 22 strömt, um einen gewünschten Druck in Schmierkreis 126 aufrechtzuerhalten.
Obwohl obenstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen alle in den Ansprüchen enthaltenen möglichen Formen beschreiben. Die in der Spezifikation verwendeten Worte dienen eher der Beschreibungen als der Einschränkungen, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Wesen und Umfang der Offenbarung abgewichen wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder dargestellt werden. Während verschiedene Ausführungsformen hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Charakteristika als vorteilhaft oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik bevorzugter hätten beschrieben werden können, werden Fachleute erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristika eingeschränkt werden können, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängig sind, zu erreichen. In diesem Sinne befinden sich Ausführungsformen, die hinsichtlich einer oder mehrerer Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Es wird ferner beschrieben:

A. Getriebe, das Folgendes umfasst: eine Verdrängerpumpe, die dafür ausgelegt ist, Flüssigkeit an einen Pumpenausgangskreis mit einer Strömungsgeschwindigkeit zu liefern, die im Wesentlichen proportional zu einer Pumpenverdrängung und einer Pumpendrehzahl ist, wobei sich die Pumpenverdrängung als Reaktion auf eine Erhöhung des Drucks in einem Verdrängungssteuerungskreis verringert; und ein Prioritätsventil, das dafür ausgelegt ist, eine Strömungsgeschwindigkeit in einem Schmierkreis als Reaktion darauf, dass der Druck im Verdrängungssteuerungskreis unterhalb einer Schwelle liegt, zu verringern.
B. Getriebe nach A, das weiterhin Folgendes umfasst: einen Elektromagneten mit variabler Kraft, der darauf ausgelegt ist, einen Druck in einem Leitungsdruck-Steuerungskreis als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerungsvorrichtung zu steuern; und ein Leitungsdruck-Steuerungsventil, das darauf ausgelegt ist, den Druck im Verdrängungssteuerungskreis zu steuern, um einen Druck im Pumpenausgangskreis proportional zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis aufrechtzuerhalten.
C. Getriebe nach B, das weiterhin Folgendes umfasst: eine Elektropumpe, die ausgelegt ist, um Flüssigkeit an einen Leitungsdruckkreis unabhängig von der Verdrängerpumpe zu liefern; und ein Anti-Rückflussventil, das darauf ausgelegt ist, den Pumpenausgangskreis mit dem Leitungsdruckkreis fließend zu verbinden, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis größer als eine Schwelle ist, und um den Leitungsdruckkreis vom Pumpenausgangskreis zu trennen, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis niedriger als die Schwelle ist.
D. Getriebe nach A, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Schmierkreis-Regelventil, das ausgelegt ist, um einen Druck im Schmierkreis zu steuern, indem Flüssigkeit durch eine Öffnung mit variabler Größe aus dem Schmierkreis abgelassen wird.
E. Getriebe nach D, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Drehmomentwandler-Regelventil, das ausgelegt ist, um Flüssigkeit vom Prioritätsventil zu einem Wandlerausgangskreis abhängig von einem Zustand einer Drehmomentwandler-Bypasskupplung entweder direkt oder über einen Drehmomentwandler-Auslösekreis und einen Drehmomentwandler-Anwendungskreis zu leiten.
F. Getriebe nach E, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Thermobypassventil, das darauf ausgelegt ist, Flüssigkeit vom Wandlerausgangskreis zum Schmierkreis abhängig von einer Temperatur der Flüssigkeit entweder direkt oder über einen Kühler zu leiten.
G. Hydraulisches Steuerungssystem für Getriebe, das Folgendes umfasst: einen ersten Flüssigkeitsvorratskreis, einen Verdrängungssteuerungskreis und einen Schmierkreis; eine erste Pumpe, die darauf ausgelegt ist, Flüssigkeit vom ersten Flüssigkeitsvorratskreis bei einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit, die sich als Reaktion auf einen Druckanstieg im Verdrängungssteuerungskreis verringert, bereitzustellen; und ein Prioritätsventil, das ausgelegt ist, um Strömung im Schmierkreis als Reaktion darauf, dass der Druck im Verdrängungssteuerungskreis auf unterhalb einer Schwelle absinkt, zu verringern.
H. Steuerungssystem für Getriebe nach G, das weiterhin Folgendes umfasst: einen Leitungsdruck-Steuerungskreis; und einen Elektromagneten mit variabler Kraft, der darauf ausgelegt ist, einen Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerungsvorrichtung zu steuern; und ein Leitungsdruck-Steuerungsventil, das darauf ausgelegt ist, den Druck im Verdrängungssteuerungskreis zu steuern, um einen Druck im ersten Flüssigkeitsvorratskreis proportional zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis aufrechtzuerhalten.
I. Steuerungssystem für Getriebe nach H, das weiterhin Folgendes umfasst: einen zweiten Flüssigkeitsvorratskreis; eine zweite von einem Elektromotor betriebene Pumpe, die ausgelegt ist, um Flüssigkeit für den zweiten Flüssigkeitsvorratskreis bereitzustellen; und ein Anti-Rückflussventil, das ausgelegt ist, um den ersten Flüssigkeitsvorratskreis mit dem zweiten Flüssigkeitsvorratskreis fließend zu verbinden, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis größer als eine Schwelle ist, und um den zweiten Flüssigkeitsvorratskreis vom ersten Flüssigkeitsvorratskreis zu trennen, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis niedriger als die Schwelle ist.
J. Getriebe nach G, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Schmierkreis-Regelventil, das ausgelegt ist, um einen Druck im Schmierkreis zu steuern, indem Flüssigkeit durch eine Öffnung mit variabler Größe aus dem Schmierkreis abgelassen wird.
K. Getriebe nach J, das weiterhin Folgendes umfasst: einen Wandlerausgangskreis, einen Wandler-Anwendungskreis und einen Wandler-Auslösekreis; und ein Drehmomentwandler-Regelventil, das ausgelegt ist, um Flüssigkeit vom Prioritätsventil zum Wandlerausgangskreis abhängig von einem Zustand einer Drehmomentwandler-Bypasskupplung entweder direkt oder über einen Wandler-Auslösekreis und den Drehmomentwandler-Anwendungskreis zu leiten.
L. Getriebe nach K, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Thermobypassventil, das ausgelegt ist, um Flüssigkeit vom Wandlerausgangskreis zum Schmierkreis abhängig von einer Temperatur der Flüssigkeit entweder direkt oder über einen Kühler zu leiten.

Claims

Getriebe, das Folgendes umfasst: eine Verdrängerpumpe, die dafür ausgelegt ist, Flüssigkeit an einen Pumpenausgangskreis mit einer Strömungsgeschwindigkeit zu liefern, die im Wesentlichen proportional zu einer Pumpenverdrängung und einer Pumpendrehzahl ist, wobei sich die Pumpenverdrängung als Reaktion auf eine Erhöhung des Drucks in einem Verdrängungssteuerungskreis verringert; und ein Prioritätsventil, das dafür ausgelegt ist, eine Strömungsgeschwindigkeit in einem Schmierkreis als Reaktion darauf, dass der Druck im Verdrängungssteuerungskreis unterhalb einer Schwelle liegt, zu verringern.
Getriebe nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes umfasst: einen Elektromagneten mit variabler Kraft, der darauf ausgelegt ist, einen Druck in einem Leitungsdruck-Steuerungskreis als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerungsvorrichtung zu steuern; und ein Leitungsdruck-Steuerungsventil, das darauf ausgelegt ist, den Druck im Verdrängungssteuerungskreis zu steuern, um einen Druck im Pumpenausgangskreis proportional zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis aufrechtzuerhalten.
Getriebe nach Anspruch 2, das weiterhin Folgendes umfasst: eine Elektropumpe, die ausgelegt ist, um Flüssigkeit an einen Leitungsdruckkreis unabhängig von der Verdrängerpumpe zu liefern; und ein Anti-Rückflussventil, das darauf ausgelegt ist, den Pumpenausgangskreis mit dem Leitungsdruckkreis fließend zu verbinden, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis größer als eine Schwelle ist, und um den Leitungsdruckkreis vom Pumpenausgangskreis zu trennen, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis niedriger als die Schwelle ist.
Getriebe nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Schmierkreis-Regelventil, das ausgelegt ist, um einen Druck im Schmierkreis zu steuern, indem Flüssigkeit durch eine Öffnung mit variabler Größe aus dem Schmierkreis abgelassen wird.
Getriebe nach Anspruch 4, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Drehmomentwandler-Regelventil, das ausgelegt ist, um Flüssigkeit vom Prioritätsventil zu einem Wandlerausgangskreis abhängig von einem Zustand einer Drehmomentwandler-Bypasskupplung entweder direkt oder über einen Drehmomentwandler-Auslösekreis und einen Drehmomentwandler-Anwendungskreis zu leiten.
Getriebe nach Anspruch 5, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Thermobypassventil, das darauf ausgelegt ist, Flüssigkeit vom Wandlerausgangskreis zum Schmierkreis abhängig von einer Temperatur der Flüssigkeit entweder direkt oder über einen Kühler zu leiten.
Hydraulisches Steuerungssystem für Getriebe, das Folgendes umfasst: einen ersten Flüssigkeitsvorratskreis, einen Verdrängungssteuerungskreis und einen Schmierkreis; eine erste Pumpe, die darauf ausgelegt ist, Flüssigkeit vom ersten Flüssigkeitsvorratskreis bei einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit, die sich als Reaktion auf einen Druckanstieg im Verdrängungssteuerungskreis verringert, bereitzustellen; und ein Prioritätsventil, das ausgelegt ist, um Strömung im Schmierkreis als Reaktion darauf, dass der Druck im Verdrängungssteuerungskreis auf unterhalb einer Schwelle absinkt, zu verringern.
Steuerungssystem für Getriebe nach Anspruch 7, das weiterhin Folgendes umfasst: einen Leitungsdruck-Steuerungskreis; und einen Elektromagneten mit variabler Kraft, der darauf ausgelegt ist, einen Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis als Reaktion auf einen elektrischen Strom von einer Steuerungsvorrichtung zu steuern; und ein Leitungsdruck-Steuerungsventil, das darauf ausgelegt ist, den Druck im Verdrängungssteuerungskreis zu steuern, um einen Druck im ersten Flüssigkeitsvorratskreis proportional zum Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis aufrechtzuerhalten.
Steuerungssystem für Getriebe nach Anspruch 8, das weiterhin Folgendes umfasst: einen zweiten Flüssigkeitsvorratskreis; eine zweite von einem Elektromotor betriebene Pumpe, die ausgelegt ist, um Flüssigkeit für den zweiten Flüssigkeitsvorratskreis bereitzustellen; und ein Anti-Rückflussventil, das ausgelegt ist, um den ersten Flüssigkeitsvorratskreis mit dem zweiten Flüssigkeitsvorratskreis fließend zu verbinden, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis größer als eine Schwelle ist, und um den zweiten Flüssigkeitsvorratskreis vom ersten Flüssigkeitsvorratskreis zu trennen, wenn der Druck im Leitungsdruck-Steuerungskreis niedriger als die Schwelle ist.
Getriebe nach Anspruch 7, das weiterhin Folgendes umfasst: ein Schmierkreis-Regelventil, das ausgelegt ist, um einen Druck im Schmierkreis zu steuern, indem Flüssigkeit durch eine Öffnung mit variabler Größe aus dem Schmierkreis abgelassen wird.