DE102016116047A1

DE102016116047A1 - Hydraulisches steuersystem für eine elektromechanische multimode-antriebseinheit eines automatikgetriebes

Info

Publication number: DE102016116047A1
Application number: DE102016116047.4A
Authority: DE
Inventors: Matthew R. Knoth; Michael D. Foster; Eric S. Tryon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2017-03-09
Also published as: CN106499814B; US20170067558A1; CN106499814A; US9856974B2

Abstract

Ein Hydrauliksteuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs beinhaltet mehrere Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die jeweils mindestens eine Reibungskupplung beinhalten. Mehrere Kupplungsregelventile stehen einzeln in fließender Kommunikation mit einer der Drehmomentübertragungsvorrichtungen und sind schaltbar, wenn sie ausgelöst werden, um einen Zustand der Drehmomentübertragungsvorrichtungen von einer Kupplung in getrenntem Zustand zu einer Kupplung in einem eingegriffenen Zustand zu verändern. Magnetventile sind individuell gepaart mit einem der Kupplungsregelventile und stehen mit diesem in fließender Verbindung. Ein normalerweise offenes Magnetventil mit variabler Kraft steht in fließender Kommunikation mit den Magnetventilen. Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft stellt einen Hydraulikdruck zwischen einem der Magnetventile in einem offenen Zustand und dessen gepaartem Kupplungsregelventil ein.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem für ein Automatikgetriebe, und insbesondere ein hydraulisches Steuersystem für ein automatisches Hybridgetriebe mit hydraulisch betätigten Kupplungen für die Gangauswahl.
HINTERGRUND
Ein typisches Automatikgetriebe beinhaltet ein hydraulisches Steuersystem, das verwendet wird, um die Kühlung und Schmierung von Komponenten innerhalb des Getriebes bereitzustellen, und um eine Vielzahl von Drehmomentübertragungsvorrichtungen für die Synchronisierung beim Schalten zwischen mehreren Übersetzungsverhältnissen für den Getriebeabtrieb zu betätigen. Diese Drehmomentübertragungsvorrichtungen können zum Beispiel Reibungskupplungen und Bremsen sein, die mit Zahnradsätzen oder in einem Drehmomentwandler angeordnet sind. Das herkömmliche hydraulische Steuersystem beinhaltet im Allgemeinen eine Hauptpumpe, die ein unter Druck stehendes Fluid, wie Öl, eine Vielzahl von Ventilen und Magnetventilen in einem Ventilkörper bereitstellt. Über mehrere Ventile und mehrere Magnetventile, die individuell jedes Kupplungsregelventil steuern, wird das druckbeaufschlagte Hydraulikfluid durch einen Hydraulikfluidkreislauf geleitet, um das Schalten über Drehmomentübertragungsvorrichtungen zu steuern. Die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit wird auch an verschiedene Subsysteme geleitet, einschließlich Schmierungssubsysteme, Kühlungssubsysteme und Drehmomentwandlerkupplungs-Steuersubsysteme. Das an die Schaltstellglieder gelieferte, druckbeaufschlagte Hydraulikfluid wird verwendet, um mit den Drehmomentübertragungsvorrichtungen einzugreifen oder auszurücken, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse zu erhalten.
Bekannte Automatikgetriebe arbeiten im Allgemeinen in mehreren Betriebsmodi, einschließlich Außer-Park-Antriebsmodi und einem Parkmodus. Die Außer-Park-Antriebsmodi beinhalten im Allgemeinen den Vorwärtsgang oder Drehzahlübersetzungen (d. h. einen Antriebsmodus), mindestens einen Rückwärtsgang oder eine Drehzahlübersetzung (d. h. einen Rückwärtsmodus) und einen Neutral-Modus. Die Auswahl der verschiedenen Antriebsmodi wird typischerweise durch Eingreifen eines Schalthebels oder einer anderen Fahrerschnittstellenvorrichtung ausgeführt, der bzw. die durch einen Schaltzug oder andere mechanische Verbindungen mit dem Getriebe verbunden ist, ausgeführt. Alternativ kann die Auswahl eines Antriebsmodus durch ein elektronisches Getriebebereichswahl-(ETRS)-System gesteuert werden, das auch als „Shift-by-Wire“-System bekannt ist. In einem ETRS-System, erfolgt die Wahl des Antriebsmodus über elektronische Signale zwischen Fahrerschnittstellenvorrichtung und dem Getriebe.
Während frühere Getriebesteuerungssysteme für ihren vorgesehenen Zweck nützlich waren, besteht ein Bedarf für neue und verbesserte Konfigurationen von Hydrauliksteuersystemen für Hybridgetriebe in Getrieben, die die Anzahl der Regelventile reduzieren und die Steuerung des Kupplungssteuerungssystems vereinfachen, einschließlich während den Default-Zuständen des Getriebes. Ein Default-Zustand ist ein hydraulischer Zustand des Getriebes in Abwesenheit der elektronischen Steuereinrichtung. Ein Getriebe in Standardeinstellung kann keine elektrischen Befehle mehr an Magnetventile senden, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Der Standard-Zustand kann gezielt angeordnet worden sein (z. B. wenn eine Diagnose eine fehlerhafte Magnetventilsteuerung, fehlerhafte Steuerungen, Abschaltung der Steuerung bei hohen Temperaturen anzeigt) oder er kann aufgrund eines Hardwarefehlers (z. B. Fehler an der Steuerung, Fehler am Kabelbaum, Fehler an der Magnetventilsteuerung) unabsichtlich auftreten. Dementsprechend, besteht ein Bedarf für ein verbessertes hydraulisches Steuersystem, zur Verwendung in einem hybriden, hydraulisch betätigten Automatikgetriebe, das die Komplexität von Magnetventilen reduziert und während eines Default-Zustandes verschiedene Antriebszustände bereitstellen kann.
KURZDARSTELLUNG
Ein Hydraulisches Steuerungssystem für ein Hybridgetriebe wird bereitgestellt. Das Hydrauliksteuersystem stellt drei (3) feste Übersetzungsverhältnisse und vier (4) EV-Modi bereit, und mehrere Default-Zustände, bei denen das Getriebe in einem Antriebsmodus die elektronische Steuerung verliert. Das Hydrauliksteuersystem beinhaltet sechs (6) „normally low“ (normal geschlossene) Ein-Aus-Magnetventile, ein (1) „normally high“ (normal offenes) Magnetventil mit variabler Kraft, ein (1) Regelventil zur Leitungsdrucksteuerung, und sechs (6) Ein-Aus-Schieberventile zur Kupplungsbetätigung und Steuerung der Motorkühlung. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl anderer passiver Vorrichtungen, wie einen (1) Druckspeicher, zwei (2) Druckbegrenzungsventile, ein (1) Einspeisungsbegrenzungsventil und ein (1) Bypassventil.
Das Hydrauliksteuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs beinhaltet mehrere Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die jeweils mindestens eine Reibungskupplung beinhalten. Mehrere Kupplungsregelventile stehen einzeln in fließender Kommunikation mit einer der Drehmomentübertragungsvorrichtungen und sind schaltbar, wenn sie ausgelöst werden, um einen Zustand der Drehmomentübertragungsvorrichtungen von einer Kupplung in getrenntem Zustand zu einer Kupplung in einem eingegriffenen Zustand zu verändern. Magnetventile sind individuell gepaart mit einem der Kupplungsregelventile und stehen mit diesem in fließender Verbindung. Ein normalerweise offenes Magnetventil mit variabler Kraft steht in fließender Kommunikation mit dem Leitungsdrucksteuerungsregelventil. Der Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft stellt einen Hydraulikdruck des Systems ein, und das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil begrenzt den maximalen Druck zwischen einem der Magnetventile in einem offenen Zustand und dessen gepaartem Kupplungsregelventil.
In einem Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, enthält eine Hauptzuleitung ein hydraulisches Fluid, wobei jede ihrer Drehmomentübertragungsvorrichtungen mit der Hauptzuleitung verbunden ist, nachdem das Kupplungsregelventil ausgelöst wurde.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, arbeitet eine Pumpe, um das hydraulische Fluid in der Hauptzuleitung zu verschieben und mit Druck zu beaufschlagen.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung ist die Pumpe eine Konstantpumpe.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung wird ein kombinierter Hydraulikkopf bereitgestellt, worin jedes der Magnetventile und der Magnetventil mit variabler Kraft in fließender Kommunikation mit dem kombinierten Hydraulikkopf steht, und der Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft zur Einstellung eines hydraulischen Drucks eines hydraulischen Fluids in dem kombinierten Hydraulikkopf dient.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, beinhalten die mehreren Drehmomentübertragungsvorrichtungen vier Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die die Antriebsmechanik des Fahrzeugs definieren, und eine fünfte Drehmomentübertragungsvorrichtung, die eine Bremskupplung definiert.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung ist ein Getriebesteuermodul mit jedem der Magnetventile und der Magnetventile mit variabler Kraft verbunden und steuert jedes der Magnetventile und der Magnetventile mit variabler Kraft.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, beinhalten die Magnetventile ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, und ein fünftes Magnetventil, und ein beliebiges des ersten, zweiten, dritten, vierten oder fünften Magnetventils, das einen Öffnungsbefehl erhält, um sich zusammen mit den gepaarten Kupplungsbetätigungsventilen über das Getriebesteuermodul zu öffnen, und sind jeweils dem gleichen hydraulischen Fluiddruck ausgesetzt, bis zu einem Grenzwert, der durch ein Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil eingestellt wird.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, sind die mehreren Magnetventile alle individuell bedienbar in einem des Aus-Zustands, bei dem das Magnetventil geschlossen ist, und einem Ein-Zustand, bei dem das Magnetventil geöffnet ist.
Bei einem anderen Beispiel des hydraulischen Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung, worin vorbestimmte der Magnetventile als Magnetventil mit variabler Kraft in einem normalerweise offenen Zustand bereitgestellt werden, die vorbestimmten der Magnetventile eine fließende Kommunikation ermöglichen, um zwei der Kupplungsregelventile während eines Default-Zustands des hydraulischen Steuersystems in einem eingegriffen Zustand der Kupplung zu bewahren, worin die Betriebssteuerung der Magnetventile verloren geht.
Weitere Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und durch die beigefügten Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten, Elemente oder Merkmale verweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
1 ist eine Draufsicht eines exemplarischen Antriebsstrangs der vorliegenden Offenbarung in einem Kraftfahrzeug;
2A–2B zeigt ein Diagramm eines Abschnitts eines hydraulischen Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3A–3B zeigt ein Diagramm eines Abschnitts eines hydraulischen Steuersystems, das eine Modifikation des hydraulischen Steuersystems der 2A–2B darstellt; und
4A–4B zeigt ein Diagramm eines Abschnitts eines hydraulischen Steuersystems, das eine Modifikation des hydraulischen Steuersystems der 3A–3B darstellt.
BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf 1 ist ein Kraftfahrzeug dargestellt, im Allgemeinen mit der Nummer 2 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 2 ist als ein Pkw dargestellt, aber es sollte klar sein, dass das Kraftfahrzeug 2 jede Art von Fahrzeug sein kann, wie ein Lastwagen, Van, Sport-Nutzfahrzeug (SUV) usw. Das Kraftfahrzeug 2 beinhaltet einen beispielhaften Antriebsstrang 10. Vorab ist darauf hinzuweisen, dass, während ein Heckantrieb-Antriebsstrang dargestellt ist, das Kraftfahrzeug 2 einen Frontantrieb-Antriebsstrang haben kann, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet im Allgemeinen einen Motor 12, der mit einem Hybrid-Automatikgetriebe 14 verbunden ist.
Der Motor 12 kann ein herkömmlicher Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor, Hybridmotor oder jede andere Art von Antriebsmaschine sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Motor 12 liefert ein Antriebsmoment an das Getriebe 14 über eine Flexplatte 16 oder eine andere Verbindungsvorrichtung, die mit einer Startvorrichtung 18 verbunden ist. Die Startvorrichtung 18 kann eine hydrodynamische Vorrichtung, wie eine Flüssigkeitskupplung oder Drehmomentwandler, eine nasslaufende Doppelkupplung, eine trockenlaufende Drehmomentstütze mit Federn, oder ein Elektromotor sein. Es sollte beachtet werden, dass jede Startvorrichtung zwischen dem Motor 12 und dem Getriebe 14 verwendet werden kann, einschließlich einer trockenlaufenden Anfahrkupplung.
Das Getriebe 14 besteht im Allgemeinen aus einem gegossenen Metallgehäuse 20, das die verschiedenen Komponenten des Getriebes 14 enthält und schützt. Das Gehäuse 20 enthält eine Vielzahl an Blenden, Durchgängen, Seitenelementen und Flanschen, die diese Komponenten positionieren und stützen. Allgemein ausgedrückt beinhaltet das Getriebe 14 eine Getriebeeingangswelle 22 und eine Getriebeausgangswelle 24. Zwischen der Getriebeeingangswelle 22 und der Getriebeausgangswelle 24 befindet sich eine Anordnung von Gang und Kupplung 26. Die Getriebeeingangswelle 22 ist funktionell über die Startvorrichtung 18 mit dem Motor 12 verbunden und empfängt Eingangsdrehmoment oder Strom vom Motor 12. Dementsprechend kann die Getriebeeingangswelle 22 eine Turbinenwelle sein, falls die Startvorrichtung 18 eine hydrodynamische Vorrichtung ist, eine Doppeleingangswelle, falls die Startvorrichtung 18 eine Doppelkupplung ist, oder eine Antriebswelle, falls die Startvorrichtung 18 ein Elektromotor ist. Die Getriebeeingangswelle 22 wird mit der Gang-Kupplungsanordnung 26 gekuppelt und bietet diesem das Antriebsmoment. Für das exemplarisch dargestellte Fahrzeug mit Heckantrieb ist die Getriebeausgangswelle 24 mit einer Endantriebseinheit 28 verbunden, zum Beispiel einer Kardanwelle 30, einer Differenzialbaugruppe 32 und Antriebsachsen 34, die mit den Rädern 36 verbunden sind.
Die Gang-Kupplungsanordnung 26 beinhaltet erste und zweite Fahrmotoren, wie einen ersten elektrischen Motor-Generator 38 und einen zweiten elektrischen Motor-Generator 40, die eine elektromechanische Antriebseinheit definieren, die mehrere Zahnradsätze beinhalten, die eine Zahnradanordnung 42 definieren, fünf (5) Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die schematisch angedeutet werden durch die Referenzbuchstaben A–E, und eine Vielzahl von Wellen. Die Zahnradsätze können einzelne sich verzahnende Zahnräder beinhalten, wie eine oder mehrere Planetenzahnradsätze, die verbunden sind mit, oder selektiv verbindbar sind, mit der Vielzahl von Wellen durch die selektive Betätigung der Vielzahl von Kupplungen/Bremsen. Die Vielzahl von Wellen kann Vorgelegewellen oder Vorgelegewellen, Hohl- und Zentralwellen, Rückwärtsgang oder freie Wellen, oder Kombinationen davon, beinhalten. Die Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E können selektiv, einzeln oder in Kombinationen eingreifen, um mindestens eins von 3 festgesetzten Übersetzungsverhältnissen oder festgelegten Drehzahlübersetzungen, 4 elektrisch variablen (EV) Modi, und einen Rückwärtsgang oder ein Rückwärtsfahrt-Übersetzungsverhältnis auszulösen, indem sie selektiv einzelne Zahnräder innerhalb der Zahnradsätze mit der Getriebeausgangswelle 24 koppeln. Gemäß einem Aspekt beinhalten die Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–D jeweils mindestens eine Reibungskupplung und gemäß mehreren Aspekten mehrere Reibungskupplungen, die als A-1, B-1, C-1, D-1 gekennzeichnet sind, während die Drehmomentübertragungsvorrichtung E Reibungskupplungen E-1 beinhaltet, die als eine Reibungsbremse B1 verwendet werden können. Es ist darauf hinzuweisen, dass die spezielle Anordnung und Anzahl von Zahnradsätzen und Wellen innerhalb des Getriebes 14 variieren kann, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das Kraftfahrzeug 2 beinhaltet ein Getriebesteuermodul 50. Das Getriebesteuermodul 50 ist bevorzugt eine nicht generalisierte elektronische Steuervorrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor besitzt, eine Steuerlogik oder einen Regelkreis, einen Speicher, um Daten zu speichern, und wenigstens ein I/O-Peripheriegerät. Die Steuerlogik enthält oder ermöglicht eine Vielzahl an logischen Routinen für Überwachung, Manipulierung und Generierung von Daten und Kontrollsignalen.
Eine hydraulisches Steuersystem 100, verbunden mit, und vom Getriebesteuermodul 50 gesteuert, befindet sich in einem Ventilkörper 102, der über Fluidleitungen und Ventilbohrungen die meisten Komponenten des hydraulischen Steuersystems 100 enthält. Diese Komponenten beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, Druckregelventile, Wegeventile, Magnetventile usw., die in Bezug auf 2–4 dargestellt und näher beschrieben sind. Der Ventilkörper 102 kann in Hinterradantrieb-Getrieben an einem Boden des Getriebegehäuses 20, oder in Frontantrieb-Getrieben an der Vorderseite des Getriebegehäuses 20 befestigt sein. Das Hydrauliksteuersystem 100 ist betriebsfähig, um die Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E selektiv einzugreifen und um die Kühlung und Schmierung des Getriebes 14 bereitzustellen, durch selektives Kommunizieren einer Hydraulikflüssigkeit aus einem Sumpf 104 unter Druck, entweder von einer Pumpe, wie einer Konstantpumpe 106, oder einem Druckspeicher (nicht dargestellt) oder einer elektrischen Hilfspumpe (nicht dargestellt). Die Pumpe 106 kann durch den Motor 12 angetrieben werden, oder durch einen Hilfsmotor oder Elektromotor.
Unter Bezugnahme auf 2A–2B und auch auf 1, wird ein Abschnitt des hydraulischen Steuersystems 100 dargestellt. Das Hydrauliksteuersystem 100 beinhaltet im Allgemeinen eine Vielzahl von miteinander verbundenen oder hydraulisch kommunizierenden Subsystemen, einschließlich eines Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 zur Betätigung mehrerer Ein-Aus (normal geschlossenen) Magnetventilen und einem Magnetventil mit variabler Kraft, und einem Subsystem 110 zur Druckregelung und Kupplungssteuerung zum Betrieb mehrerer Kupplungsregelventil C1, C2, C3, C4, C5 und den Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E. Elektronische Getriebebereichswahl-(ETRS)-Komponenten für elektronische Getriebesteuerung können auch vorgesehen sein. Das Hydrauliksteuersystem 100 kann auch verschiedene andere Subsysteme oder Module beinhalten, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, wie ein Schmierungssubsystem, und ein Kühlungssubsystem, jeweils in Kommunikation mit dem Subsystem 110 zur Druckregelung und Kupplungssteuerung.
Das Druckregelungs und Kupplungssteuerungssubsystem 110 ist bedienbar, um druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit bereitzustellen und zu regeln, beispielsweise Getriebeöl, über die hydraulische Steuereinrichtung 100. Das Druckregelungs und Kupplungssteuerungssubsystem 110 saugt Hydraulikflüssigkeit aus der Ölwanne 104. Die Ölwanne 104 ist ein Tank oder ein Reservoir, vorzugsweise am Boden des Getriebegehäuses 20, zu dem die Hydraulikflüssigkeit zurückgeleitet und gesammelt wird, von verschiedenen Komponenten und Bereichen des Getriebes. Die Hydraulikflüssigkeit wird aus der Ölwanne 104 angesaugt und kommuniziert mithilfe des hydraulischen Steuersystems 100 über die Pumpe 106. Die Pumpe 106 kann, beispielsweise, eine Zahnradpumpe, eine Flügelzellenpumpe, eine Gerotorpumpen, oder jede andere Verdränger- oder Konstantpumpe sein. Die Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 106 wird durch ein Druckregelventil 112 gesteuert. Das Druckregelventil 112 regelt den Druck der Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 106 und fördert die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit bei Leitungsdruck zu einer Hauptzuleitung 114. Die Hauptzuleitung 114 kann andere Leitungen beinhalten und andere Subsysteme versorgen, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Das Druckregelungs und Kupplungssteuerungssubsystem 110 kann auch verschiedene andere Ventile und Magnetventile beinhalten, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die Hauptzuleitung 114 fördert Hydrauliköl zu dem Magnetventil-Steuerungssubsystem 108, dem Druckregelungs- und Kupplungssteuerungssubsystem 110, und wenn vorhanden, zu den ETRS-Subsystemkomponenten. Die Hauptzuleitung 114 leitet den hydraulischen Leitungsdruck zum Kupplungsregelventil C1, dem Kupplungsregelventil C2, dem Kupplungsregelventil C3, dem Kupplungsregelventil C4, und dem Kupplungsregelventil C5. Das Hydrauliksteuersystem 100 steuert die Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5, um das druckbeaufschlagte Hydrauliköl individuell oder in Kombination zu leiten, um das Eingreifen und das Lösen der Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E zu steuern. Das Druckregelungs und Kupplungssteuerungssubsystem 110 beinhaltet auch das Druckregelventil 112, ein Abgas-Rückströmungsregelventil 116, ein Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 118, einen Boost-Druckspeicher 120, ein Motorkühlungsregelventil 122, ein Hauptzuleitungs-Überdruckventil 124, und die Vielzahl der Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E und Kupplungssteuerungsventile C1, C2, C3, C4, C5, jeweils mit einem der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E verbunden, wie nachfolgend beschrieben.
Wenn vorhanden, beinhalten die ETRS-Subsystemkomponenten im Allgemeinen eine ETRS-Ventilbaugruppe 111. Die ETRS-Ventilbaugruppe 111 ist Teil einer Subsystemstruktur, die gegebenenfalls hinzugefügt wurde, um eine elektronische Eingabe für eine angefragte Gangauswahl (d. h. Vorwärtsgang, Rückwärtsgang, Park-, oder Leerlaufstellung) in hydraulische und mechanische Befehle umzuwandeln. Die hydraulischen Befehle verwenden den Leitungsdruck der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckregelungs- und Kupplungssteuerungssubsystem 110, über die Hauptzuleitung 114, um Hydraulikflüssigkeit an die von der ETRS-Ventilbaugruppe 111 bedienten Komponenten zu liefern. Die mechanischen Befehle können Operationen wie Eingreifen und Ausrücken eines Park-Mechanismus (nicht dargestellt) beinhalten; dies kann ein konventioneller Park-Mechanismus sein, der die Drehung der Getriebeausgangswelle 26 begrenzt oder jede andere Art eines Fahrzeugbewegungs-Arretierungsystems.
Das Druckregelungs PR-Ventil 112 beinhaltet eine Boost-Kammer BP mit einem inneren Bereich größer als dem einer Rückkopplungskammer FP, die sich in 2A rechts davon befindet. Ein unterer Hydraulikdruck in der Boost-Kammer BP, die mit Magnetventilen in dem Magnetventil-Steuerungssubsystem 108 verbunden ist, wird durch einen höheren Hydraulikdruck in der Rückkopplungskammer FP ausgeglichen, die mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Druckregelventil 112 gleicht den hydraulischen Betriebsdruck im hydraulischen Steuersystem 100 aus.
Das Abgas-Rückströmungsregelventil 116 ist mit einer Rückströmungskreislaufleitung 125 verbunden, die aus den Kupplungsregelventilen C1, C2, C3, C4, C5 auslaufendes Hydrauliköl sammelt und weiterleitet, sowie jegliche andere Leckage von nicht arbeitenden Komponenten, und dadurch eine kontinuierliche Strömung des Hydrauliköls zu den Statoren des ersten elektrischen Motor-Generators 38 und des zweiten elektrischen Motor-Generators 40, sowie zu den Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E aufrecht erhält, wodurch der erste elektrische Motor-Generator 38 und der zweite elektrische Motor-Generator 40 und die Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E gekühlt und geschmiert werden. Das Abgas-Rückströmungsregelventil 116 ist auch für den groben Druckschutz einer Rückströmungskreislaufleitung 125 zuständig, die üblicherweise einen Betriebsdruck von etwa 30 kPa haben kann. Das Abgas-Rückströmungsregelventil 116 öffnet sich beim Überschreiten eines gewünschten Grenzwerts, um den Abgasdruck in die Rückströmungskreislaufleitung 125 zu leiten, was sich ansonsten nachteilig auf den Zustand der Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 einer beliebigen der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E auswirken kann.
Das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 118 arbeitet, um den maximal beaufschlagten Druck auf die Magnetventile des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 zu begrenzen.
Der Boost-Druckspeicher 120 normalisiert oder begrenzt die Schwankungen des Systemdrucks vom Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft (VFS) 144 des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108, das weiter unten näher beschrieben wird und durch ein Signal vom Getriebesteuermodul 50 gesteuert wird. Der Boost-Druckspeicher 120 normalisiert oder begrenzt auch Schwankungen des Systemdrucks aufgrund des Betriebs der Konstantpumpe 106, deren Hin- und Herbewegung Schwankungen des Systemdrucks erzeugen. Der Boost-Druckspeicher 120 kann beispielsweise eingestellt werden, sodass er aktiv ist über den gesamten Betriebsdruck-Bereich des Boost-Schaltkreises 127.
Das Motorkühlungsregelventil 122 ist ein normalerweise geschlossenes Ventil, das, wenn es offen ist, einen aktiven Kühlungszustand bereitstellt, zur Erhöhung der Strömung von kühlendem Hydrauliköl zu den Statoren des ersten elektrischen Motor-Generators 38 und des zweiten elektrischen Motor-Generators 40, und an die Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E, wenn eine normale oder passive Strömung von Öl infolge einer Leckage die Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 passiert und von der Rückströmungsleitung 125 nicht ausreicht, um den ersten elektrischen Motor-Generator 38, den zweiten elektrischen Motor-Generator 40 und/oder die Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E zu kühlen. Wird das Motorkühlungsregelventil 122 geöffnet, so erhöht es aktiv den Ölstrom zu dem ersten elektrischen Motor-Generator 38, dem zweiten elektrischen Motor-Generator 40, und zu den Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E. Während dieser erhöhte Ölstrom unter bestimmten Betriebsbedingungen vorteilhaft ist, ist dies nur erwünscht, wenn eine erhöhte Menge an hydraulischem Kühlöl erforderlich ist, da bei geöffnetem Motorkühlungsregelventil 122 der erhöhte Ölstrom durch zusätzliches Öl von der Pumpe 106 zugeführt werden muss, wodurch sich der Energieverbrauch des Systems erhöht.
Das Überdruckventil 124 ist mit der Hauptzuleitung 114 verbunden. Das Überdruckventil 124 schützt vor einem Druck in der Hauptzuleitung 114, der einen gewünschten maximalen oder Solldruck übersteigt.
Ein thermisches Bypassventil 126, fluidmäßig verbunden mit einer Abgabeöffnung des PR-Ventils 112, erfasst eine Temperatur des System-Hydrauliköls und wird auf Offen eingestellt, wenn die Temperatur des Hydrauliköls eine vorgegebene Temperatur überschreitet. Das thermische Bypassventil 126 ist normalerweise geschlossen, um den Fluss von Hydrauliköl zu einem Hydrauliköl-Wärmeaustauscher 128 zu vermeiden, wodurch das Hydrauliköl sich beim Hochfahren des Systems erwärmen kann. Hydraulisches Öl wird normalerweise über das thermische Bypassventil 126 zur Schmierung der Komponenten eines Getriebe-Schmiermittelkreislaufs zugeführt. Wenn die Temperatur des Hydrauliköls die vorgegebene Temperatur erreicht, öffnet sich das thermische Bypassventil 126 und das Hydrauliköl kann durch den Hydrauliköl-Wärmeaustauscher 128 fließen, um gekühlt zu werden, bevor es zu den geschmierten Komponenten des Getriebes-Schmiermittelkreislaufs fließt.
Ein Kühlmittel-Druckablassventil 130 befindet sich in der Leitung, dem thermischen Bypassventil 126 die Hydrauliköl zuleitet. Wird eine beliebige der Leitungen verstopft, die Öl zum Getriebe-Schmiermittelkreislauf zuleitet, dann öffnet sich das Kühlmittel-Druckablassventil 130. Dies gewährleistet, dass stets eine minimale Strömung des Schmieröls zu dem Getriebe-Schmiermittelkreislauf stattfindet, selbst wenn die Temperatur des Öls über der vordefinierten Temperatur liegt, bei der eine Kühlung unter Verwendung des Hydrauliköls-Wärmeaustauscher 128 normalerweise erforderlich ist.
Das Getriebesteuermodul 50 ist verbunden mit und steuert den Betrieb jedes Magnetventils einer Vielzahl von Normal-niedrigen (geschlossenen oder normal geschlossenen) Magnetventilen des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108. Die normal-niedrigen (geschlossenen) Magnetventile des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 beinhalten ein erstes Magnetventil 132, ein zweites Magnetventil 134, ein drittes Magnetventil 136, ein viertes Magnetventil 138, ein fünftes Magnetventil 140, jedes operativ gepaart und in fließender Kommunikation mit einem der Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5. Ein sechstes Magnetventil 142 ist in fließender Kommunikation mit dem Motorkühlungsregelventil 122, und wenn es zum Öffnen erregt wird, kann hydraulisches Fluid durch das Motorkühlungsregelventil 122 fließen. Gemäß mehrerer Aspekte beinhaltet das Magnetventil-Steuerungssubsystem 108 auch nur ein einzelnes, variables Ausgangsmagnetventil, vorgesehen als das Magnetventil mit variabler Kraft 144. Das Magnetventil mit variabler Kraft 144 ist vom Normal-hoch-Typ, sodass das Magnetventil mit variabler Kraft 144 normalerweise offen ist. Das Getriebesteuermodul 50 ist auch verbunden mit dem Magnetventil mit variabler Kraft 144 und steuert den Betrieb desselben.
Das Hydrauliksteuersystem 100 der vorliegenden Offenbarung unterscheidet sich von bekannten Getriebesteuerungen, indem es nur ein einziges variables Ausgabeventil, Magnetventil mit variabler Kraft 144, bereitstellt, das zur Steuerung des an ein beliebiges oder alle Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 gelieferten Drucks des Hydrauliköls verwendet wird. Die Spule des Magnetventils mit variabler Kraft 144 empfängt ein Betätigungssignal vom Getriebesteuermodul 50, das über eine hydraulische Leitung 127 mit dem PR-Ventil 112 verbunden ist, und das auch den Boost-Druckspeicher 120 enthält. Magnetventil mit variabler Kraft 144 dient zusammen mit dem druckregulierenden PR-Ventil 112 und dem Boost-Druckspeicher 120 zum Einstellen oder variieren des notwendigen Betriebsdrucks in einem kombinierten Hydraulikkopf 146, der mit jedem des ersten Magnetventils 132, des zweiten Magnetventils 134, des dritten Magnetventils 136, des vierten Magnetventils 138, des fünften Magnetventils 140, und des sechsten Magnetventils 142 verbunden ist. Das Hydrauliköl im kombinierten Hydraulikkopf 146 kann über ein offenes oder vom Getriebesteuermodul 50 bereitgestelltes, über Signalbefehl gesteuertes, jedes beliebige eine oder eine Kombination beliebiger der Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 zu einem beliebigen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, oder sechsten Magnetventil 132, 134, 136, 138, 140, 142 bereitgestellt werden. Es wird angemerkt, dass der System-Leitungsdruck den Druck im kombinierten Hydraulikkopf 146 überschreiten kann.
Jedes der durch das Getriebesteuergerät 50 mit einem Öffnungsbefehl angesteuerten ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, oder sechsten Magnetventile 132, 134, 136, 138, 140, 142 ist jeweils dem gleichen Druck des Hydrauliköls ausgesetzt, der im kombinierten Hydraulikkopf 146 vorliegt, daher liefert keines der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften oder Magnetventile 132, 134, 136, 138, 140 einen Hydraulikdruck an sein gepaartes oder zugehöriges Kupplungsregelventil C1, C2, C3, C4, C5, der sich von dem erhaltenen Hydraulikdruck beliebig anderer Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 unterscheidet.
Zum Beispiel, wenn der Drehmomentbedarf, kombiniert mit den erfassten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs (z. B. Geschwindigkeit, Beschleunigungs-/Verzögerungsrate, Fahrpedalstellung usw.) die Betätigung der Kupplungen B1, D1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen B und D erfordert, leitet das Getriebesteuermodul 50 Signale an das zweite und vierte Magnetventil 134 und 138, um ein „normally low“ (geschlossenes, üblicherweise geschlossenes Ventil) auf „normally high“ (geöffnetes, normalerweise offenes Ventil) zu verändern. Die zweiten und vierten Magnetventile 134, 138 öffnen sich und leiten Hydrauliköl in den kombinierten Hydraulikkopf 146, um die Kupplungsregelventile C2 und C4 umzupositionieren, um die Kupplungen B1, D1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen B und D einzugreifen.
Die Spulen der Magnetventile der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Magnetventile 132, 134, 136, 138, 140, 142 haben den Status „normally low“ (geschlossen) und können nur in die Position „low“ (Geschlossen) oder die Position „high“ (offen) bzw. die geöffnete Ventilposition gestellt werden. Das erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Magnetventil 132, 134, 136, 138, 140, 142 haben keine variable Ausgabe-Leistungsfähigkeit, und können daher nicht verwendet werden, um den hydraulischen Druck zu den Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1, E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–E zu variieren. Gemäß mehrerer Aspekte kann nur das Magnetventil mit variabler Kraft 144 des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 betrieben werden, um den Hydraulikdruck zu variieren. Die Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 sind daher entweder vom Hydraulikdruck in dem kombinierten Hydraulikkopf 146 isoliert, wenn das erste, zweite, dritte, vierte, und/oder fünfte Magnetventil 132, 134, 136, 138, 140 geschlossen sind, oder sind dem gesamten hydraulischen Druck im kombinierten Hydraulikkopf 146 ausgesetzt, wenn die Magnetventile geöffnet sind.
Das Hydrauliksteuersystem 100 der vorliegenden Offenbarung identifiziert, welcher der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–D den höchsten Hydraulikdruck erfordert, um das Drehmoment beim Betriebszustand aufrecht zu halten, und setzt oder steuert die Position des Magnetventils mit variabler Kraft 144, um den Druck in der Hauptzuleitung 114 bei diesem Druck zu halten. Die anderen arbeitenden Kupplungen A-1, B-1, C-1, D-1 der verbleibenden der Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–D werden deshalb alle bei einem höheren Druck gesteuert, als dem, den die jeweiligen Drehmomentübertragungsvorrichtungen A–D erfordern, um die operative Anforderung zu erfüllen. Dies vereinfacht die Komponenten und Betriebsbedingungen des hydraulischen Steuersystems 100.
Das Kupplungsregelventil C1 steuert die Betätigung der Kupplungen A-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung A. Das Kupplungsregelventil C1 beinhaltet mehrere Öffnungen, einschließlich eines Anschlusses, der mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Kupplungsregelventil C1 kann durch Öffnen des ersten Magnetventils 132 von einem geschlossenen oder ausgerückten Zustand weg bewegt werden. Wie vorab bemerkt, wird das erste Magnetventil 132 gewählt als ein „normally low“ (geschlossenes) Magnetventil, das im geschlossenen Zustand den Betrieb der Kupplungen A-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung A verhindert. In der ausgerückten Position ist das erste Magnetventil 132 geschlossen, und trennt den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 von einer Fluidzuleitung 148 ab, die an das Kupplungsregelventil C1 angeschlossen ist. In der eingegriffenen Position ist das erste Magnetventil 132 offen, das den Hydraulikdruck in dem kombinierten Hydraulikkopf 146 über die Fluidzuleitung 148 mit dem Kupplungsregelventil C1 verbindet, und eine Öffnung im Kupplungsregelventil C1 öffnet sich und gibt Hydraulikdruck über eine Kupplungszuleitung 150 ab, um die Kupplungen A-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung A über Reibungskupplung zu kuppeln. Das Kupplungsregelventil C1 kann weiterhin ein Ventilgehäuse oder einen Schieber beinhalten, bewegbar angeordnet innerhalb der ausgerückten Position, dargestellt in 2A, und der eingegriffenen Position (nicht dargestellt), in der sich das Ventil nach rechts bewegt. Der Hauptleitungsdruckkreislauf bzw. die Hauptleitung 114, wird letztlich zu den Kupplungen A–E geleitet. Der Druck in dem Hauptleitungsdruckkreislauf wird vom Getriebesteuermodul 50 mithilfe der „Leitungsdruck-Arbitrationslogik“, auch als „Hauptdruck-Arbitrationslogik” bekannt, festgelegt. Das Magnetventil mit variabler Kraft 114 wird eingestellt, basierend auf dem größten erforderlichen Hauptleitungsdruck.
Das Kupplungsregelventil C2 steuert die Betätigung der Kupplungen B-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung B. Das Kupplungsregelventil C2 beinhaltet mehrere Anschlüsse, einschließlich eines Anschlusses, der mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Kupplungsregelventil C2 kann durch Öffnen des zweiten Magnetventils 134 von einem geschlossenen oder ausgerückten Zustand weg bewegt werden. Wie vorab bemerkt, wird das zweite Magnetventil 134 gewählt als ein „normally low“ (geschlossenes) Magnetventil, das im geschlossenen Zustand den Betrieb der Kupplungen B-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung B verhindert. In der ausgerückten Position ist das zweite Magnetventil 134 geschlossen, und trennt den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 von einer Fluidzuleitung 152 ab, die an das Kupplungsregelventil C2 angeschlossen ist. In der eingegriffenen Position ist das zweite Magnetventil 134 offen, das den Hydraulikdruck in dem kombinierten Hydraulikkopf 146 über die Fluidzuleitung 152 mit dem Kupplungsregelventil C2 verbindet, und eine Öffnung im Kupplungsregelventil C2 öffnet sich und gibt hydraulischen Druck über eine Kupplungszuleitung 154 an die Kupplungen B-1 des Drehmomentübertragungsvorrichtung B ab. Das Kupplungsregelventil C2 kann weiterhin ein Ventilgehäuse oder einen Schieber beinhalten, bewegbar angeordnet innerhalb der ausgerückten Position, dargestellt in 2A, und der eingegriffenen Position (nicht dargestellt), in der sich das Ventil nach rechts bewegt.
Das Kupplungsregelventil C3 steuert die Betätigung der Kupplungen C-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung C. Das Kupplungsregelventil C3 beinhaltet mehrere Öffnungen, einschließlich einer Öffnung, die mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Kupplungsregelventil C3 kann durch Öffnen des dritten Magnetventils 136 von einem geschlossenen oder ausgerückten Zustand weg bewegt werden. Wie vorab bemerkt, wird das dritte Magnetventil 136 gewählt als ein „normally low“ (geschlossenes) Magnetventil, das im geschlossenen Zustand den Betrieb der Kupplungen C-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung C verhindert. In der ausgerückten Position ist das dritte Magnetventil 136 geschlossen, und trennt den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 von einer Fluidzuleitung 156 ab, die an das Kupplungsregelventil C3 angeschlossen ist. In der eingegriffenen Position ist das dritte Magnetventil 136 offen, das den Hydraulikdruck in dem kombinierten Hydraulikkopf 146 über die Fluidzuleitung 156 mit dem Kupplungsregelventil C3 verbindet, und eine Öffnung im Kupplungsregelventil C3 öffnet sich und gibt hydraulischen Druck über eine Kupplungszuleitung 158 ab, um die Kupplungen C-1 des Drehmomentübertragungsvorrichtung C über eine Reibungskupplung zu kuppeln. Das Kupplungsregelventil C3 kann weiterhin ein Ventilgehäuse oder einen Schieber beinhalten, bewegbar angeordnet innerhalb der ausgerückten Position, dargestellt in 2A, und der eingegriffenen Position (nicht dargestellt), wo sich das Ventil nach rechts bewegt.
Das Kupplungsregelventil C4 steuert die Betätigung der Kupplungen D-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung D. Das Kupplungsregelventil C4 beinhaltet mehrere Öffnungen, einschließlich einer Öffnung, die mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Kupplungsregelventil C4 kann durch Öffnen des vierten Magnetventils 138 von einem geschlossenen oder ausgerückten Zustand weg bewegt werden. Wie vorab bemerkt, wird das vierte Magnetventil 138 gewählt als ein „normally low“ (geschlossenes) Magnetventil, das im geschlossenen Zustand den Betrieb der Kupplungen D-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung D verhindert. In der ausgerückten Position ist das vierte Magnetventil 138 geschlossen, und trennt den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 von einer Fluidzuleitung 160 ab, die an das Kupplungsregelventil C4 angeschlossen ist. In der eingegriffenen Position ist das vierte Magnetventil 138 offen, das den Hydraulikdruck in dem kombinierten Hydraulikkopf 146 über die Fluidzuleitung 160 mit dem Kupplungsregelventil C4 verbindet, und eine Öffnung im Kupplungsregelventil C4 öffnet sich und gibt hydraulischen Druck über eine Kupplungszuleitung 162 ab, um Kupplungen D-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung D über eine Reibungskupplung zu kuppeln. Das Kupplungsregelventil C4 kann weiterhin ein Ventilgehäuse oder einen Schieber beinhalten, bewegbar angeordnet innerhalb der ausgerückten Position, dargestellt in 2A, und der eingegriffenen Position (nicht dargestellt), in der sich das Ventil nach rechts bewegt.
Das Kupplungsregelventil C5 steuert die Betätigung der Kupplungen E-1 der Drehmomentsübertragungsvorrrichtung E, die, wie vorab bemerkt, als Bremskupplung verwendet werden kann, um den Motor 12 in einem stationären Zustand zu halten. Das Kupplungsregelventil C5 beinhaltet mehrere Öffnungen, einschließlich einer Öffnung, die mit der Hauptzuleitung 114 verbunden ist. Das Kupplungsregelventil C5 kann durch Öffnen des fünften Magnetventils 140 von einem geschlossenen oder ausgerückten Zustand weg bewegt werden. Wie vorab bemerkt, wird das fünfte Magnetventil 140 gewählt als ein „normally low“ (geschlossenes) Magnetventil, das im geschlossenen Zustand den Betrieb der Kupplungen E-1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung E verhindert. In der ausgerückten Position ist das fünfte Magnetventil 140 geschlossen, und trennt den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 von einer Fluidzuleitung 164 ab, die an das Kupplungsregelventil C5 angeschlossen ist. In der eingerückten Position ist das fünfte Magnetventil 140 geöffnet, und verbindet den Hydraulikdruck im kombinierten Hydraulikkopf 146 über die Fluidzuleitung 164 mit dem Kupplungsregelventil C5, und eine Öffnung im Kupplungsregelventil C5 öffnet sich und liefert hydraulischen Druck über eine Kupplungszuleitung 166 zu den Kupplungen E1 der Drehmomentübertragungsvorrichtung E.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 2A–2B ist das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 118 über eine gemeinsame Leitung 168 des kombinierten Hydraulikkopfs 146, und des Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventils 118 mit der Hauptzuleitung 114 durch eine Einspeise-Begrenzer-Zuleitung 170 verbunden. Das Motorkühlungsventil 122 ist über eine Motorkühlungsventil-Fluidzuleitung 172 mit dem sechsten Magnetventil 142 und mit dem Druckregel-PR-Ventil 112 über eine Motorkühlungsventil-Verbindungsleitung 174 verbunden. Das Druckregel PR-Ventil 112 ist über eine Wärmeaustauscher-Verbindungsleitung 176, und die Ableitung vom thermischen Bypassventil 126 ist über eine Übertragungsleitung 178 mit dem Schmieröl-Übertragungssystem verbunden.
Das Hydrauliksteuersystem 100 ist betätigbar, um drei alternative Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse und vier EV-Modi bereitzustellen. Während eines Default-Zustandes des Getriebes, das sich in einem Antriebsmodus befindet, sind mehrere alternative Default-Modi vorgesehen. Während eines Default-Zustands, in dem das Getriebe 14 eine Abwesenheit der elektronischen Steuerung erfährt, kann das Getriebe 14 keine elektronischen Befehle mehr an die Magnetventile des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 ausgeben, um die gewünschte Getriebestufe zu erzielen. Dementsprechend, obwohl das VFS-Magnetventil 144 offen bleibt, bleiben die Magnetventile des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, und sechsten Magnetventils 132, 134, 136, 138, 140 deaktiviert und die entsprechenden Kupplungsregelventile C1, C2, C3, C4, C5 sind in der ausgerückten Position. Inzwischen, hat sich der vom Druckregelungs- und Kupplungssteuerungssubsystem 110 an die Hauptzuleitung 114 geleitete regulierte Druck auf den durch die Auslegung des Einspeisungsbegrenzungsventils 118 und das Druckregelungs-PR-Ventil 112 vorgegebenen, definierten Druck eingestellt. Während des Default-Zustands für das in 2A–2B definierte System, gehen die Kupplungen des Getriebes 12 in eine standardmäßige neutrale (nicht eingegriffene) Position über.
Unter Bezugnahme auf 3A–3B und wieder auf 2A–2B, wird ein hydraulisches Steuersystem 200 durch das hydraulische Steuersystem 100 modifiziert, indem die Komponenten des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 modifiziert werden, um ein Magnetventil-Steuerungssubsystem 202 zu bilden. Für das Magnetventil-Steuerungssubsystem 202 werden die zweiten und vierten Magnetventile 134, 138 des Magnetventil-Steuerungssubsystems 108 jeweils durch „normally high“ (offene) variable Ausgangsmagnetventile 204, 206 ersetzt. Da das Magnetventil mit variabler Kraft 144 beibehalten wird, das normalerweise einen „normally high“ oder offenen Ventilzustand bereitstellt, bleibt der im kombinierten Hydraulikkopf 146 verfügbare Hydraulikdruck verfügbar. Der hydraulische Druck kann wiederum über die normal offenen, variablen Ausgabemagnetventile 204, 206 weitergegeben werden, ohne die elektronische Steuereinrichtung, die üblicherweise zur Verfügung steht, um ein Signal an die Magnetventile zu senden, um eine Druckausgabe zu den variablen Ausgabemagnetventilen 204, 206 zu übertragen. Mit der Verfügbarkeit der normalerweise offenen, variablen Ausgabemagnetventilen 204, 206, ist ein kontinuierlicher Dauereingriff der Kupplungsregelventil C2 und C4 möglich. Dadurch können die Kupplungen der Drehmomentübertragungsvorrichtungen B und D arbeiten, wodurch Getriebe 12 in einem Default-Zustand arbeitet.
Unter Bezugnahme auf 4A–4B und wieder auf 3A–3B, wird ein hydraulisches Steuersystem 300 durch das hydraulische Steuersystem 200 modifiziert. Das hydraulische Steuersystem 300 beinhaltet des Weiteren ein Magnetventil-Steuerungssubsystem 302, das durch das Magnetventil-Steuerungssubsystem 202 durch die weitere Zugabe eines „normally low“ (geschlossenen) Magnetventils 304 modifiziert wird. Zusätzlich wird ein Sperrventil 306 zwischen dem Magnetventil 304 und dem Kupplungsregelventil C4 positioniert. Statt der direkten Verbindung des Kupplungsregelventils C4 mit der Hauptzuleitung 114, wird das Sperrventil 306 über eine mit der Hauptzuleitung 114 verbundene hydraulische Leitung 308 mit der Hauptzuleitung verbunden. Eine Sperrventil-Ablassleitung 308 lenkt Hydrauliköl aus dem Absperrventil 306 zu dem Kupplungsregelventil C4.
Im normalen Systembetrieb ist das Magnetventil 304 geschlossen, und das Absperrventil 306 ist normalerweise geschlossen. Während eines Default-Zustandes, erlaubt die Öffnungsstellung des VFS-Magnetventils 204 einen kontinuierlichen Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtung B. Mit einer alternativen Quelle der Steuerungskraft (nicht dargestellt) wird das Magnetventil 304 geöffnet, und öffnet dadurch das Sperrventil 306, um Hydraulikdruck in der Hauptzuleitung 114 zum Kupplungsregelventil C4 zu leiten, was den gewählten fortgesetzten Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtung D ermöglicht, wodurch ein zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird und eine Übersetzung verfügbar wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, gelten als im Rahmen der Erfindung. Solche Variationen sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.

Claims

Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multimode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, umfassend: mehrere Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die jeweils mindestens eine Reibungskupplung beinhalten; mehrere Kupplungsregelventile, die einzeln in fließender Kommunikation mit einer der Drehmomentübertragungsvorrichtungen stehen und bedienbar sind, wenn sie betätigt werden, um einen Zustand der Drehmomentübertragungsvorrichtungen von einer Kupplung in getrenntem Zustand zu einer Kupplung in einem eingegriffenen Zustand zu verändern; Magnetventile, individuell gepaart, und in fließender Kommunikation mit einem der Kupplungsregelventile; und ein normalerweise offenes Magnetventil mit variabler Kraft in fließender Kommunikation mit den Magnetventilen, dem Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft, um einen Hydraulikdruck zwischen einem der Magnetventile in einem offenen Zustand und dessen gepaartem Kupplungsregelventil einzustellen.
Hydrauliksteuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Hauptzuleitung, enthaltend eine Hydraulikflüssigkeit, jeder der Drehmomentübertragungsvorrichtungen verbunden mit der Hauptzuleitung, wenn die Kupplungsregelventile betätigt werden.
Hydrauliksteuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Pumpe, die zum verschieben und druckbeaufschlagen der Hydraulikflüssigkeit in der Hauptzuleitung dient.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3, worin die Pumpe eine Konstantpumpe ist.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 2, des Weiteren beinhaltend einen kombinierten Hydraulikkopf, worin jedes der Magnetventile und das Magnetventil mit variabler Kraft in fließender Kommunikation mit dem kombinierten Hydraulikkopf stehen, und der Betrieb des Magnetventils mit variabler Kraft zur Einstellung eines hydraulischen Drucks einer Hydraulikflüssigkeit in dem kombinierten Hydraulikkopf dient.
Hydraulisches Steuersystems für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, worin die mehreren Drehmomentübertragungsvorrichtungen vier Drehmomentübertragungsvorrichtungen beinhalten, die die Antriebsmechanismen des Fahrzeugs definieren, und eine fünfte Drehmomentübertragungsvorrichtung, die eine Bremskupplung definiert.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, des Weiteren beinhaltend ein Getriebesteuermodul, das mit jedem der Magnetventile und der Magnetventile mit variabler Kraft verbunden ist und den Betrieb jedes der Magnetventile und der Magnetventile mit variabler Kraft befiehlt.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 7, worin die Magnetventile ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes, und ein fünftes Magnetventil beinhalten, und ein beliebiges des ersten, zweiten, dritten, vierten oder fünften Magnetventils über das Getriebesteuermodul einen Befehl erhält, sich zusammen mit den gepaarten Kupplungssteuerungsventilen zu öffnen, und die jeweils dem gleichen hydraulischen Fluiddruck ausgesetzt sind.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, worin die mehreren Magnetventile alle individuell bedienbar sind, in einem der Aus-Zustände, bei dem das Magnetventil geschlossen ist, und einem Ein-Zustand, bei dem das Magnetventil geöffnet ist.
Hydraulisches Steuersystem für eine elektromechanische Multi-Mode-Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, worin vorbestimmte der Magnetventile als Magnetventile mit variabler Kraft in einem normalerweise offenen Zustand bereitgestellt werden, die vorbestimmten der Magnetventile eine fließende Kommunikation ermöglichen, um zwei der Kupplungsregelventile während eines Default-Zustands des hydraulischen Steuersystems in einem eingegriffenen Zustand der Kupplung zu bewahren, worin die Betriebssteuerung der Magnetventile verloren geht.