DE102016211391A1

DE102016211391A1 - Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem mit einem Parksperrenventil

Info

Publication number: DE102016211391A1
Application number: DE102016211391.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Herrmann; Thilo Schmidt; Tobias Rolser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-25
Also published as: DE102016211391B4; CN207333678U; US20170370468A1; US10316969B2

Abstract

Es wird ein elektrohydraulisches Getriebesteuersystem (1) mit einem Parksperrenventil (2) beschrieben, über das ein Parksperrenzylinder (3) einer Parksperreneinrichtung mit einem Betätigungsdruck (p_sys) beaufschlagbar ist, der betriebszustandsabhängig mittels wenigstens eines elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) und/oder einer Druckquelle (7) einstellbar ist. Das Parksperrenventil (2) ist während eines Normalbetriebes des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1) während dem der elektrohydraulische Drucksteller (EDSSYS) mit Strom ansteuerbar ist, ab einem Normaldruckniveau des Betätigungsdrucks (p_sys) in einem definierten Betriebszustand haltbar, in dem am Parksperrenzylinder (3) der Betätigungsdruck (p_sys) angreift. Das elektrohydraulische Getriebesteuersystem (1) ist derart konfiguriert, dass das Druckniveau des Betätigungsdrucks (p_sys) zum Halten des Parksperrenventils (2) im definierten Betriebszustand während eines Notlaufbetriebes, während dem der elektrohydraulische Drucksteller (EDSSYS) unbestromt ist und der Betätigungsdruck (p_sys) über die Druckquelle (7) zumindest teilweise auf ein Notlaufdruckniveau größer als das Normaldruckniveau eingestellt ist, wenigstens annähernd dem Notlaufdruckniveau entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Getriebesteuersystem mit einem Parksperrenventil gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2015 211 298.5 der Anmelderin ist ein Hydrauliksystem eines Automatgetriebes mit einer hydraulisch betätigbaren Parksperreneinheit bekannt. Ein Parksperrenventil ist mit mehreren im Bereich eines Ventilgehäuses ausgebildeten Ventiltaschen ausgeführt, über das ein in Abhängigkeit eines Versorgungsdruckes stehender Betätigungsdruck der Parksperreneinheit an dieser anlegbar ist. Die Ventiltaschen sind über einen im Ventilgehäuse längsverschiebbaren Ventilschieber miteinander in Wirkverbindung bringbar oder voneinander trennbar. Der Ventilschieber ist in Richtung einer mit einem ersten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden ersten axialen Stellung angefedert, in dem an der Parksperreneinheit wiederum ein Betätigungsdruck anlegbar ist, zu dem die Parksperre in den eingelegten Betriebszustand übergeht. Im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers ist ein in Richtung einer mit einem zweiten Betriebszustand des Parksperrenventils korrespondierenden zweiten axialen Stellung des Ventilschiebers wirkendes Drucksignal aufschaltbar, in dem an der Parksperreneinheit ein eine Parksperre der Parksperreneinheit in den ausgelegten Betriebszustand überführender Betätigungsdruck anlegbar ist.
Tritt während des Betriebs bei ausgelegter Parksperre ein Fehler im Getriebesystem auf, welcher zum Abschalten der elektrischen Versorgung der Getriebeaktuatorik führt, geht das Automatgetriebe in einen sogenannten hydraulischen Notlaufbetrieb über. Im hydraulischen Notlaufbetrieb wird das Parksperrenventil über den Druck im primären Systemdruckkreis im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers des Parksperrenventils, die einer Differenzfläche zwischen zwei einander zugewandten Stirnflächen von zwei mit unterschiedlichem Durchmesser ausgeführten Ventilschieberabschnitten entspricht, entgegen der Federkraft in dem mit dem ausgelegten Betriebszustand der Parksperre korrespondierenden Betriebszustand gehalten, bis der Systemdruck eine definierte Druckschwelle unterschreitet, die in Abhängigkeit der Größe der Differenzfläche und der Federkraft steht.
Diese Druckschwelle wird für Fahrzustände ausgelegt, in welchen eine Kupplungsganglogik ohne eine Betätigung eines Schaltelementes stattfindet, das über das Drucksignal betätigt wird. Bei nicht vorhandenem Drucksignal und gleichzeitig geringem über das Automatgetriebe zu führenden Drehmoment wird zur Verbesserung eines Wirkungsgrades des Automatgetriebes das Hydrauliksystem mit geringem Systemdruckniveau betrieben. Das bedeutet, dass für eine möglichst geringe Leistungsaufnahme des Getriebesystems möglichst niedrige Systemdrücke im verbrauchsrelevanten Betriebsbereich angestrebt werden. Daraus resultiert jedoch, dass der Selbsthaltedruck des Parksperrenventils unterhalb des minimalen Systemdruckniveaus liegt, da ansonsten die Parksperre bei niedrigen Systemdrücken durch den Systemdruck nicht länger in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist.
Aufgrund der Auswahl der Kennliniencharakteristiken der Aktuatoren werden die Schaltelemente des Automatgetriebes im Notlaufbetrieb drucklos angesteuert, während der Systemdruck seinen maximalen Wert annimmt. Bei einem Einfall in den hydraulischen Notlaufbetrieb wird zusätzlich der elektromechanische Verrieglungsmechanismus der Parksperre deaktiviert, womit eine nicht ausreichende hydraulische Ansteuerung der Parksperreneinrichtung im Notlaufbetrieb ein unmittelbares Betätigen der Parksperreneinrichtung in Richtung des eingelegten Betriebszustandes zur Folge hat.
Um Unterversorgungsbetriebszustände des Hydrauliksystems während eines Normalbetriebszustandes des Automatgetriebes kurzfristig ausgleichen und das Automatgetriebe über einen großen Betriebsbereich eines Fahrzeugantriebsstranges mit hoher Spontaneität betreiben zu können, besteht die Möglichkeit den vorbeschriebenen primären Systemdruckkreis mit einem aus der DE 10 2013 209 932 A1 bekannten Hydraulikfluidvolumenspeicher auszuführen. Hierfür wird im Bereich des Hydraulikfluidvolumenspeichers entgegen einer Federkraft einer Federeinrichtung Hydraulikfluidvolumen zwischengespeichert, das anforderungsgemäß stromab einer Rückschlagventileinrichtung in das Leitungssystem des Hydrauliksystems einleitbar ist.
Während eines hydraulischen Notlaufbetriebes des Automatgetriebes wird der Hydraulikfluidvolumenspeicher über den maximal eingestellten Systemdruck vollständig geladen und auf seinen maximalen Druckwert vorgespannt.
Wird ein Fahrzeug abgestellt, dessen Getriebe sich im hydraulischen Notlaufbetrieb befindet, fördert eine von der Antriebsmaschine angetriebene Getriebehauptpumpe bekannterweise kein Hydraulikfluidvolumen mehr in das Hydrauliksystem. Der zuvor eingestellte maximale Systemdruck bricht dadurch ein, bis dieser das maximale Druckniveau des Hydraulikfluidvolumenspeichers erreicht. Ab diesem Zeitpunkt werden alle angesteuerten Drücke im Hydrauliksystem durch den Entladedruck des Hydraulikfluidvolumenspeichers bestimmt, weshalb sowohl der Systemdruck als auch ein im Bereich eines Systemdruckdruckreglers mit fallender Kennlinie eingestellter Druck dasselbe Druckniveau einnehmen.
Der Gradient, mit dem der Systemdruck im Primärdruckkreis sich abbaut, hängt ab diesem Zeitpunkt nur noch von der Leckage des Primärdruckkreises ab und ist damit stark abhängig von der aktuellen Betriebstemperatur des Getriebes. Insbesondere bei niedrigen Betriebstemperaturen sind die Leckagevolumenströme des Primärdruckkreises sehr gering. Da der minimale Entladedruck des Hydraulikfluidvolumenspeichers oberhalb der Selbsthaltedruckschwelle des Parksperrenventiles angeordnet ist, wird das Einlegen der Parksperre nach dem Abschalten des Fahrzeuges jedoch in unerwünschtem Umfang verzögert, was unerwünscht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Getriebesteuersystem mit einem Parksperrenventil zur Verfügung zu stellen, mittels welchem ein Getriebe möglichst wirkungsgradoptimiert und mit hoher Spontaneität betreibbar ist, und mittels welchem eine Parksperre auch bei Einfall in einen Notlaufbetrieb innerhalb definierter Betriebszeiten in den eingelegten Betriebszustand überführbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem elektrohydraulischen Getriebesteuersystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystem mit einem Parksperrenventil, über das ein Parksperrenzylinder einer Parksperreneinrichtung mit einem Betätigungsdruck beaufschlagbar ist, der betriebszustandsabhängig mittels wenigstens eines elektrohydraulischen Druckstellers und/oder einer Druckquelle einstellbar ist, ist das Parksperrenventil während eines Normalbetriebes des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems, während dem der elektrohydraulische Drucksteller mit Strom ansteuerbar ist, ab einem Normaldruckniveau des Betätigungsdrucks in einem definierten Betriebszustand haltbar, in dem am Parksperrenzylinder der Betätigungsdruck angreift.
Erfindungsgemäß ist das elektrohydraulische Getriebesteuersystem derart konfiguriert, dass das Druckniveau des Betätigungsdruckes zum Halten des Parksperrenventils im definierten Betriebszustand während eines Notlaufbetriebes, während dem der elektrohydraulische Drucksteller unbestromt ist und der Betätigungsdruck über die Druckquelle zumindest zeitweise auf ein Notlaufdruckniveau größer als das Normaldruckniveau eingestellt ist, wenigstens annähernd dem Notlaufdruckniveau entspricht.
Dadurch ist auf einfache Art und Weise während des Normalbetriebes des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems gewährleistet, dass die Parksperreneinrichtung mittels eines ein niedriges, wirkungsgradoptimiertes Druckniveau aufweisenden Betätigungsdrucks in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist. Gleichzeitig ist das Druckniveau des Betätigungsdrucks zum Halten eines Parksperrenventils im definierten Betriebszustand während des Notlaufbetriebes im Vergleich zum Normalbetrieb auf ein höheres Druckniveau angehoben. Dadurch ist gewährleistet, dass ein Abschalten eines Fahrzeuges im Notlaufbetrieb und ein sich in einen Primärdruckkreis entladender Hydraulikfluidvolumenspeicher ein gewünschtes spontanes Einlegen einer Parksperreneinrichtung nicht behindert.
Bei einer vorteilhaften Variante des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems ist das Parksperrenventil im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems mit einem im Bereich eines weiteren elektrohydraulischen Druckstellers einstellbaren Drucksignal beaufschlagbar, das am Parksperrenventil in Richtung seines definierten Betriebszustandes wirkend anlegbar ist. Damit liegt am Parksperrenventil im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems zusätzlich zum Betätigungsdruck der Parksperreneinrichtung während definierter Betriebszustände ein weiteres Drucksignal an, mittels welchem das Parksperrenventil in Richtung des die Parksperreneinrichtung hydraulisch in ausgelegtem Zustand haltenden Betriebszustandes ansteuerbar ist. Während solcher Betriebszustandsverläufe ist der Betätigungsdruck gegenüber eines Betriebszustandes des Parksperrenventils, während dem das Parksperrenventil nur alleine durch den Betätigungsdruck in seinem definierten Betriebszustand gehalten wird, in einem den Wirkungsgrad des Getriebes verbessernden Umfang reduzierbar und das Parksperrenventil ist trotzdem im definierten Betriebszustand arretierbar.
Ist das Parksperrenventil im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems mit einem im Bereich eines zusätzlichen elektrohydraulischen Druckstellers einstellbaren Drucksignal beaufschlagbar, das am Parksperrenventil dem definierten Betriebszustand entgegenwirkend anlegbar ist, ist das Parksperrenventil entgegen der Selbsthaltung in einen Betriebszustand überführbar, in dem der Betätigungsdruck im Bereich des Parksperrenventils vom Parksperrenzylinder getrennt ist und die Parksperreneinrichtung in gewünschtem Umfang einlegbar ist.
Bei einer kosten- und bauraumgünstigen Weiterbildung des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems ist das Parksperrenventil im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems mit einem einem Betätigungsdruck eines Schaltelementes entsprechenden Drucksignal beaufschlagbar, das am Parksperrenventil in Richtung seines definierten Betriebszustandes wirkend anlegbar ist. Bei dieser Ausführungsform des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems ist der zur Darstellung der Selbsthaltung des Parksperrenventiles aufzubringende Betätigungsdruck bei entsprechend anliegendem Betätigungsdruck des Schaltelementes ebenfalls in einem einen Wirkungsgrad erhöhenden Umfang reduzierbar, womit das Getriebesteuersystem mit einem wirkungsgradgünstigen niedrigen Systemdruck betreibbar ist, ohne ein unerwünschtes Einfallen der Parksperre zu verursachen.
Das Parksperrenventil ist bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems im Normalbetrieb und/oder im Notlaufbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems jeweils mit einem im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers einstellbaren Drucksignal beaufschlagbar, das am Parksperrenventil dem definierten Betriebszustand entgegenwirkend anlegbar ist.
Damit ist die Selbsthaltung des Parksperrenventils mittels des im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers einstellbaren Drucksignals deaktivierbar bzw. die Selbsthalteschwelle des Parksperrenventils im definierten Betriebszustand veränderbar. Zusätzlich ist die Selbsthalteschwelle des Parksperrenventils mittels des im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers einstellbaren Drucksignals auch im Notlaufbetrieb erfindungsgemäß derart veränderbar, dass die Parksperreneinrichtung bei einem Abschalten eines Fahrzeuges ausgehend vom Notlaufbetrieb innerhalb gewünscht kurzer Betriebszeiten in seinen eingelegten Betriebszustand überführbar ist.
Ist das im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers einstellbare Drucksignal zusätzlich im Bereich eines Systemdruckventiles anlegbar, wobei der Betätigungsdruck mittels des Systemdruckventils in Abhängigkeit des Drucksignals und eines von einer weiteren Druckquelle zur Verfügung gestellten Druckes einstellbar ist, nimmt der Betätigungsdruck bei entsprechender Ausführung des elektrohydraulischen Druckstellers mit geringem Aufwand während des Notlaufbetriebes seinen maximalen Wert an und das Parksperrenventil wird sicher in seinen definierten Betriebszustand überführt, in dem die Parksperreneinrichtung in ihrem ausgelegten Betriebszustand gehalten wird. Zusätzlich wird die Selbsthalteschwelle des Parksperrenventils im Notlaufbetrieb auf ein derartiges Druckniveau eingestellt, dass ein bei einem Abschalten eines Fahrzeuges stattfindendes Entleeren eines Hydraulikfluidvolumenspeichers ein gewünschtes Einlegen der Parksperreneinrichtung innerhalb definierter Betriebszeiten nicht verhindert.
Das Druckniveau des Betätigungsdruckes zum Halten des Parksperrenventils in seinem definierten Betriebszustand ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems größer als das Notlaufdruckniveau ausgelegt, wenn die Druckquelle als eine das Notlaufdruckniveau zur Verfügung stellende Pumpeneinrichtung ausgebildet ist, da eine Pumpeneinrichtung dauerhaft ein konstantes Druckniveau zur Verfügung stellt.
Im Unterschied hierzu ist das Druckniveau des Betätigungsdruckes zum Halten des Parksperrenventils in seinem definierten Betriebszustand während des Notlaufbetriebes um einen definierten Druckoffsetwert größer oder kleiner als das Notlaufdruckniveau ausgelegt oder gleich dem Notlaufdruckniveau, wenn die Druckquelle als ein das Notlaufdruckniveau zeitweise zur Verfügung stellender Druckmittelspeicher ausgebildet ist.
Dabei ist bei der Auslegungsvariante des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems, bei der das Druckniveau des Betätigungsdrucks zum Halten des Parksperrenventils im definierten Betriebszustand größer als das Notlaufdruckniveau ist, sicher gewährleistet, dass das Entleeren des Druckmittelspeichers bzw. des Hydraulikfluidvolumenspeichers das Einlegen der Parksperreneinrichtung nicht verzögert, während bei den beiden weiteren Auslegungsvarianten, bei welchen das Druckniveau des Betätigungsdruckes kleiner oder gleich dem Notlaufdruckniveau ist, zumindest kurze Verzögerungen bis zum Einlegen der Parksperreneinrichtung auftreten können.
Die Parksperreneinrichtung wird bei den beiden letztgenannten Auslegungsvarianten spätestens dann in den eingelegten Betriebszustand überführt, wenn der durch das Entleeren des Druckmittelspeichers bzw. des Hydraulikfluidvolumenspeichers im elektrohydraulischen Getriebesteuersystem erzeugte Betätigungsdruck unter das Druckniveau des Betätigungsdrucks zum Halten des Parksperrenventils im definierten Betriebszustand während des Notlaufbetriebes absinkt.
Bei einer konstruktiv einfach ausgeführten und mit geringem Aufwand betätigbaren Ausführungsform des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems umfasst das Parksperrenventil einen in einem Gehäuse längsverschieblich angeordneten Ventilschieber, der dem definierten Betriebszustand des Parksperrenventils entgegenwirkend mit einer Federkraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist und an dem im Bereich von Steuerflächen der Betätigungsdruck und die Drucksignale anlegbar sind.
Die Parksperreneinrichtung ist mit geringem Aufwand betätigbar und ein Auslegen der Parksperreneinrichtung ist auf konstruktiv einfache Art und Weise verhinderbar, wenn der Betätigungsdruck in einer ersten Schaltstellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils im Bereich des Parksperrenventils vom Parksperrenzylinder getrennt ist.
Ist der Betätigungsdruck der Parksperreneinrichtung in einer zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils im Bereich des Parksperrenzylinders und im Bereich von zwei aneinander zugewandten Stirnflächen von zwei Ventilschieberbereichen des Ventilschiebers anlegbar, deren Durchmesser derart voneinander abweichen, dass aus dem Betätigungsdruck eine am Ventilschieber in Richtung der zweiten Schaltstellung wirkende Stellkraft resultiert, ist die Selbsthaltung des Parksperrenventils mit geringem Bauraumbedarf des Parksperrenventils darstellbar sowie über einen einteiligen, gestuften Ventilschieber umsetzbar.
Bei einer ebenfalls bauraumgünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems ist das im Bereich des weiteren elektrohydraulischen Druckstellers einstellbare Drucksignal im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers des Parksperrenventils anlegbar, sodass bei anliegendem Drucksignal am Ventilschieber eine in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft angreift.
Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Getriebesteuersystem ist bauraumgünstig über einen einteiligen, gestuften Ventilschieber im Bereich des Parksperrenventils ausführbar, wenn das im Bereich des zusätzlichen elektrohydraulischen Druckstellers einstellbare Drucksignal im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers des Parksperrenventils anlegbar ist, sodass bei anliegendem Drucksignal am Ventilschieber eine in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft angreift.
Das Drucksignal des elektrohydraulischen Druckstellers liegt bei einer ebenfalls mit einem einteiligen, gestuften Ventilschieber des Parksperrenventils ausführbaren Ausgestaltung des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems in der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers des Parksperrenventils im Bereich von zwei aneinander zugewandten Stirnflächen von zwei Ventilschieberbereichen des Ventilschiebers an, deren Durchmesser derart voneinander abweichen, dass aus dem Betätigungsdruck eine am Ventilschieber in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft resultiert.
Bei einer einfach betreibbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems sind der elektrohydraulische Drucksteller als ein Drucksteller mit fallender Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom und der weitere elektrohydraulische Drucksteller sowie der zusätzliche elektrohydraulische Drucksteller als Drucksteller mit steigender Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom ausgeführt, während der Betätigungsdruck mit zunehmendem Drucksignal des elektrohydraulischen Druckstellers ansteigt, wobei der Betätigungsdruck des Schaltelementes im Notlaufbetrieb wenigstens annährend gleich null ist oder ein Vorbefülldruckniveau aufweist.
Bei einer mit höheren Freiheitsgraden auslegbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuerung umfasst der Ventilschieber des Parksperrenventils zwei separate Ventilschieberteile, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sowie relativ zueinander längsverschieblich im Gehäuse angeordnet sind und zwischen den die Federeinrichtung angeordnet ist, wobei der erste Ventilschieberteil über den zweiten Ventilschieberteil in seine erste axiale Stellung überführbar ist.
Der zweite Ventilschieberteil ist bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems von der Federeinrichtung in Richtung eines Anschlages angefedert und mittels des Drucksignals des zusätzlichen elektrohydraulischen Druckstellers entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in Richtung des ersten Ventilschieberteils verschiebbar.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit in der nachfolgenden Beschreibung für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 ein Hydraulikschema einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Getriebesteuersystems;
2a bis 2d ein Parksperrenventil des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems gemäß 1 während verschiedener Betriebszustände des Getriebesteuersystems;
3 eine 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebesteuersystems;
4a bis 4d das Parksperrenventil des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems gemäß 3 während verschiedener Betriebszustände des Getriebesteuersystems; und
5a bis 5d ein alternativ ausgeführtes Parksperrenventil des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems gemäß 3 während verschiedener Betriebszustände des Getriebesteuersystems.
In 1 ist ein Hydraulikschema einer Ausführungsform eines elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 mit einem Parksperrenventil 2 gezeigt, über das ein Parksperrenzylinder 3 mit einem Betätigungsdruck p_sys beaufschlagbar ist. Das elektrohydraulische Getriebesteuersystem 1 ist zum Betätigen eines Getriebes, vorzugsweise eines Automatgetriebes vorgesehen, in dem acht Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt darstellbar ist. Während der Darstellung der Übersetzungen ist ein Kraftfluss zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle jeweils durch Zu- und Abschalten von Schaltelementen A bis E des Getriebes herstellbar. Des Weiteren ist im Bereich des Getriebes ein sogenannter Neutralbetriebszustand darstellbar, während dem der Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle durch entsprechende Betätigung der Schaltelemente A bis E unterbrochen ist. Zusätzlich ist über das Getriebe auch ein sogenannter Parkbetriebszustand realisierbar, während welchem die Getriebeausgangswelle in an sich bekannter Art und Weise über eine mittels des Parksperrenzylinders 3 betätigbare Parksperreneinrichtung drehfest gehalten ist.
Die Schaltelemente A bis E sind mit im Bereich von Ventileinrichtungen KVA bis KVE einstellbaren Betätigungsdrücken p_A bis p_E beaufschlagbar und in unbetätigtem Betriebszustand liegt an diesen ein Vorbefülldruck p_VB1 bzw. p_VB2 an. Darüber hinaus ist eine Wandlerüberbrückungskupplung WK mit einem im Bereich eines Wandlerkupplungsventils WKV einstellbaren Betätigungsdruck p_WK beaufschlagbar. Den Ventileinrichtungen KVA bis KVE und WKV sind jeweils elektrohydraulische Drucksteller EDSA bis EDSE und EDSWK zugeordnet, an den der im Bereich eines Systemdruckventils 4 einstellbare Systemdruck p_sys anliegt und in deren Bereich jeweils ein Vorsteuerdruck p_EDSA bis p_EDSE bzw. p_EDSWK einstellbar ist.
Über eine vorzugsweise mechanisch angetriebene Pumpeneinrichtung 5, die eine Druckquelle des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 darstellt, wird bei zugeschalteter Antriebsmaschine eines das Getriebe aufweisenden Fahrzeugantriebsstranges ein Versorgungsdruck zur Verfügung gestellt, der im Bereich des Systemdruckventils 4 anliegt. Am Systemdruckventil 4 ist gleichwirkend zu einer Federeinrichtung 6 ein im Bereich eines elektrohydraulischen Druckstellers EDSSYS einstellbarer Vorsteuerdruck p_EDSSYS an einem Ventilschieber 41 des Systemdruckventils 4 anlegbar, wobei vorliegend mit steigendem Vorsteuerdruck p_EDSSYS der Systemdruck p_sys zunimmt.
Um in bestimmten Betriebssituationen des Getriebes Unterversorgungen ausgehend von der Pumpeneinrichtung 5 kurzfristig ausgleichen zu können, ist ein Hydraulikfluidvolumenspeicher 7 vorgesehen, in dessen Bereich entgegen einer Federkraft einer Federeinrichtung 8 Hydraulikfluidvolumen zwischenspeicherbar ist, das anforderungsgemäß stromab einer Rückschlagventileinrichtung 9 in das Leitungssystem des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 einleitbar ist. Damit ist eine hydraulische Versorgung des Getriebesteuersystems 1 innerhalb kurzer Betriebszeiten in gewünschtem Umfang zur Verfügung stellbar.
Neben den Schaltelementen A bis E umfasst das Getriebe ein vorliegend als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgeführtes Anfahrelement 10, das über die Wandlerüberbrückungskupplung WK betriebszustandsabhängig überbrückbar ist. Das Anfahrelement 10 und die Wandlerüberbrückungskupplung sind neben dem Wandlerkupplungsventil WKV über weitere Ventileinrichtungen 11 und 12 im gewünschten Umfang betätigbar. Stromab der Ventileinrichtung 12 ist ein Kühler 13 vorgesehen, der einem Schmierkreislauf 14 vorgeschaltet ist.
In betätigtem Betriebszustand der Schaltelemente A bis E werden die Ventileinrichtungen KVA bis KVE über die elektrohydraulischen Drucksteller EDSA bis EDSE jeweils über Vorsteuerdrücke p_EDSA bis p_EDSE derart vorgesteuert, dass der im Bereich der Ventileinrichtungen KVA bis KVE jeweils anliegende Systemdruck p_sys im angeforderten Umfang entsprechend gewandelt im Bereich von nicht näher dargestellten Betätigungskolben der Schaltelemente A bis E jeweils als Betätigungsdruck p_A bis p_E angelegt wird. Dabei entspricht der Systemdruck p_sys jeweils dem maximal darstellbaren Betätigungsdruck p_A bis p_E.
Um den Parksperrenzylinder 3 anforderungsgemäß mit dem Systemdruck p_sys zum Auslegen der Parksperreneinrichtung oder zum hydraulischen Halten der Parksperreneinrichtung in ausgelegtem Zustand über das Parksperrenventil 2 mit dem Systemdruck p_sys beaufschlagen zu können, ist im Bereich einer Steuerfläche 21 eines Ventilschiebers VS2 des Parksperrenventils 2 der Vorsteuerdruck p_EDSA anlegbar, der im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers EDSA einstellbar ist. Dabei ist der Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils aus seiner in 2a dargestellten ersten Schaltstellung, die mit einem eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung korrespondiert, über eine in 2b dargestellte Zwischenstellung in die in 2c näher gezeigte zweite Schaltstellung überführbar, die mit einem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung korrespondiert.
Neben dem Vorsteuerdruck p_EDSA und dem gleichzeitig den Betätigungsdruck des Parksperrenzylinders 3 darstellenden Systemdruck p_sys ist ein im Bereich eines vorliegend als Magnetventil ausgeführten weiteren elektrohydraulischen Druckstellers MVPS einstellbares Drucksignal p_MVPS im Bereich eines Federraums 16 des Parksperrenventils 2 anlegbar, in dem eine Federeinrichtung 17 des Parksperrenventils 2 angeordnet ist. Der Federraum 16 wird vorliegend von einem Gehäuse 18 und dem Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils 2 begrenzt, wobei das Drucksignal p_MVPS im Bereich einer weiteren Steuerfläche 22 des Ventilschiebers VS2 des Parksperrenventils 2 gleichwirkend zur Federkraft der Federeinrichtung 17 anlegbar ist. Sowohl die Federkraft der Federeinrichtung 17, als auch das Drucksignal p_MVPS greifen am Ventilschieber VS2 in Richtung seiner ersten Schaltstellung an.
Darüber hinaus liegt über ein sogenanntes Kugelwechselventil 19 jeweils der Betätigungsdruck p_C bzw. p_E des Schaltelementes C bzw. E am Parksperrenventil 2 an, der jeweils aktuell einen höheren Wert aufweist. Dabei liegt der Betätigungsdruck p_C oder p_E in der in 2c dargestellten zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 im Bereich von zwei einander zugewandten Steuerflächen 23, 24 von zwei Ventilschieberbereichen VS23 und VS24 an. Der Durchmesser des Ventilschieberbereiches VS23 ist kleiner als der Durchmesser des Ventilschieberbereiches 24, sodass der Betätigungsdruck p_C bzw. p_E wie der Vorsteuerdruck p_EDSA am Ventilschieber VS2 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung angreift bzw. aus dem jeweils anliegenden Betätigungsdruck p_C bzw. p_E eine am Ventilschieber VS2 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung wirkende Betätigungskraft bzw. Stellkraft resultiert. In der in 2a bzw. 2b dargestellten ersten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 resultiert aus dem Betätigungsdruck p_C bzw. p_E keine in Richtung der zweiten Schaltstellung resultierende Betätigungskraft, da der zweite Ventilschieberbereich VS24 die Steuerflächen 23 und 24 vom Betätigungsdruck p_C bzw. p_D trennt.
In der in 2c dargestellten zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 liegt zusätzlich der Systemdruck p_sys an Steuerflächen 25 und 26 des zweiten Ventilschieberbereiches VS24 und eines dritten Ventilschieberbereiches VS22 des Ventilschiebers VS2 an. Der Durchmesser des zweiten Ventilschieberbereiches VS24 ist wiederum kleiner als der Durchmesser des Ventilschieberbereiches VS22. Aus diesem Grund resultiert aus dem in der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 im Bereich der Steuerflächen 25 und 26 anliegenden Systemdruck p_sys wiederum eine am Ventilschieber 2 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung angreifende Betätigungskraft, die in der in 2a dargestellten ersten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 gleich null ist, da in der ersten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 der Betätigungsdruck bzw. der Systemdruck p_sys weder an der Steuerfläche 25 noch an der Steuerfläche 26 anliegt.
Vorliegend sind die Steuerflächen 21 bis 26 des Ventilschiebers VS2 und die Federkraft der Federeinrichtung 17 derart aufeinander abgestimmt, dass im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1, in dem die elektrohydraulischen Drucksteller EDSA bis EDSE, MVPS und EDSSYS bestrombar sind, die Parksperreneinrichtung in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise in ihren eingelegten Betriebszustand oder in ihren ausgelegten Betriebszustand überführbar ist.
Ausgehend vom eingelegten Betriebszustand Pein der Parksperreneinrichtung und bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung wird das Parksperrenventil 2, das dann den in 2a dargestellten Betriebszustand aufweist, durch Anlegen des Vorsteuerdruckes p_EDSA im Bereich der Steuerfläche 21 in den in 2c dargestellten Betriebszustand überführt. Dies führt dazu, dass der am Parksperrenventil 2 anliegende Systemdruck p_sys über das Parksperrenventil 2 in Richtung des Parksperrenzylinders 3 weitergeleitet wird und ein Kolbenraum 20 des Parksperrenzylinders 3 mit dem Systemdruck p_sys beaufschlagt wird. Dabei wird ein Kolben 30 des Parksperrenzylinders 3 aus seiner mit dem eingelegten Betriebszustand Pein der Parksperreneinrichtung korrespondierenden Stellung in die mit dem ausgelegten Betriebszustand Paus der Parksperreneinrichtung korrespondierende Stellung vom anliegenden Systemdruck p_sys entgegen einer nicht näher dargestellten Federeinrichtung der Parksperreneinrichtung verschoben. Bei Erreichen der mit dem ausgelegten Betriebszustand Paus der Parksperreneinrichtung korrespondierenden Stellung verrastet eine elektrisch betätigbare Verriegelungseinrichtung 31 den Kolben 30, der dann sowohl vom Systemdruck p_sys als auch von der Verriegelungseinrichtung 31 redundant in der mit dem ausgelegten Betriebszustand Paus der Parksperreneinrichtung korrespondierenden Stellung gehalten wird.
Ausgehend von dem in 2c dargestellten Betriebszustand des Parksperrenventils bei gleichzeitig ausgelegter Parksperreneinrichtung im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 wird bei einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung der Vorsteuerdruck p_EDSA auf null abgesenkt und gleichzeitig im Bereich der Steuerfläche 22 das Drucksignal p_MVPS des Magnetventils MVPS am Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils 2 angelegt. Dabei sind die Steuerflächen 21, 22, 23, 24, 25, 26 des Ventilschiebers VS2 sowie die Federkraft der Federeinrichtung 17 derart aufeinander abgestimmt, dass der Ventilschieber VS2 trotz des im Bereich der Steuerflächen 21, 23, 24, 25, 26 anliegenden Systemdrucks p_sys und Kupplungsdruck p_C/E und Druckreglerdruck p_EDSA von der Federeinrichtung 17 und dem Drucksignal p_MVPS aus der zweiten Schaltstellung in Richtung der ersten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 überführbar ist, in der der Kolbenraum 20 des Parksperrenzylinders 3 über das Parksperrenventil 2 mit einem im Wesentlichen drucklosen Bereich 50 des Getriebes verbunden ist, der vorzugsweise ein Ölsumpf ist. Zusätzlich wird die Verriegelungseinrichtung 31 stromlos geschaltet und der Kolben 30 des Parksperrenzylinders 3 mechanisch entriegelt, womit der Kolben 30 von der Federeinrichtung der Parksperreneinrichtung in seine mit dem eingelegten Betriebszustand Pein der Parksperreneinrichtung korrespondierende Stellung verschiebbar ist.
Vorliegend sind die Steuerflächen 21 bis 26 des Ventilschiebers VS2 und die Federkraft der Federeinrichtung 17 auch derart aufeinander abgestimmt, dass der Ventilschieber VS2 von einem Vorsteuerdruck p_EDSA von etwa 3,5 bar entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 17 aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung überführbar ist, wenn das Drucksignal p_MVPS des Magnetventils MVPS im Wesentlichen gleich null ist bzw. im Wesentlichen dem Umgebungsdruck des Getriebes entspricht, der grundsätzlich in allen Bereichen des Parksperrenventils 2 zusätzlich zu den Drucksignalen vorliegt und somit keinerlei Wirkung entfaltet.
Spätestens mit Erreichen der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 liegt wiederum der Systemdruck p_sys an den Steuerflächen 23 und 24 des Ventilschiebers VS2 an. Über den Systemdruck p_sys ist die Selbsthaltung des Parksperrenventils 2 aktiviert, wenn der Systemdruck p_sys etwa 7 bar aufweist. Liegt zusätzlich zum Systemdruck p_sys der Betätigungsdruck p_C bzw. p_E des Schaltelementes C bzw. E im Bereich der Steuerflächen 25 und 26 an, ist die Selbsthaltung des Parksperrenventils 2 bereits bei einem Druck des Systemdrucks p_sys von etwa 2 bar aktiviert und der Ventilschieber VS2 ist von der Federeinrichtung 17 nicht mehr alleine in seine erste Schaltstellung überführbar.
Das Schaltelement A wird im Normalbetrieb des Getriebesteuersystems 1 während der Darstellung des Parkbetriebszustandes, des Neutralbetriebszustandes, der Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt sowie während der Darstellung der Übersetzungen "1" und "2" für Vorwärtsfahrt und zur Darstellung der Übersetzung "7" und "8" durch entsprechendes Einstellen des Vorsteuerdruckes p_EDSA mit dem Betätigungsdruck p_A beaufschlagt und in den Kraftfluss zugeschaltet. Das Drucksignal bzw. der Vorsteuerdruck p_EDSA ist daher besonders dafür geeignet, das Parksperrenventil 2 in vorbeschriebenem Umfang entgegen der Federeinrichtung 17 aus dem in 2a dargestellten Betriebszustand in Richtung des in 2c gezeigten Betriebszustandes zu überführen. Um ein unerwünschtes Auslegen der Parksperre durch das dann jeweils anliegende Drucksignal p_EDSA zu verhindern, wird der Ventilschieber VS2 bei entsprechend vorliegender Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung mit dem Drucksignal p_MVPS im Bereich seiner Steuerfläche 22 beaufschlagt.
Zusätzlich ist entweder das Schaltelement C oder das Schaltelement E jeweils zur Darstellung der Übersetzung "1" bis "8" für Vorwärtsfahrt zugeschaltet, weshalb jeweils entweder der Betätigungsdruck p_C oder der Betätigungsdruck p_E zur Verfügung steht, um den Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils 2 in dem in 2c dargestellten Betriebszustand zu halten und die Parksperreneinrichtung neben der mechanischen Verriegelung im Bereich der Verriegelungseinrichtung 31 durch entsprechendes Beaufschlagen des Parksperrenzylinders 3 mit dem Systemdruck p_sys auch hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand Paus halten zu können.
Fällt die Bestromung des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 aus, führt dies aufgrund der nachfolgend näher beschriebenen Konfiguration der elektrohydraulischen Drucksteller EDSSYS, MVPS und EDSA bis EDSE dazu, dass die Vorsteuerdrücke p_EDSA bis p_EDSE auf null abfallen, während das Drucksignal p_EDSSYS seinen Maximalwert annimmt. Zusätzlich ist auch das Drucksignal p_MVPS in unbestromtem Betriebszustand des Magnetventils MVPS gleich null.
Dies resultiert aus der Tatsache, dass die Drucksteller EDSA bis EDSE mit steigender Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom ausgebildet sind, während der elektrohydraulische Drucksteller EDSSYS eine fallende Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom aufweist. Damit wird das Systemdruckventil 4 im hydraulischen Notlaufbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 mit dem maximalen Druckwert des Drucksignals p_EDSSYS beaufschlagt, womit der Systemdruck p_sys seinen maximalen Wert annimmt, solange die Pumpeneinrichtung 5 einen entsprechenden Versorgungsdruck zur Verfügung stellt. Dies führt dazu, dass auch der Hydraulikfluidvolumenspeicher 7 mit dem maximalen Systemdruck p_sys beaufschlagt und vollständig befüllt wird.
Eine Rastiereinrichtung 34 des Hydraulikfluidvolumenspeichers 7 wird bei einem Stromausfall des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1 ebenfalls deaktiviert. Das im Bereich des Hydraulikfluidvolumenspeichers 7 gespeicherte Hydraulikfluidvolumen wird stromauf des Parksperrenventils 2 in das Leitungssystem des Getriebesteuersystems 1 eingeleitet, wenn der Systemdruck p_sys unterhalb eines definierten Druckniveaus des Systemdrucks p_sys absinkt, das vorliegend bei etwa 7 bar liegt. Dadurch wird der Systemdruck p_sys für einen begrenzten Zeitraum auf dem Druckniveau von etwa 7 bar gehalten, bis Leckagen des Getriebesteuersystems 1 einen Druckabfall des Systemdrucks p_sys verursachen.
Solange die Pumpeneinrichtung 5 einen ausreichend hohen Versorgungsdruck zur Verfügung stellt, bleibt die Selbsthaltung des Parksperrenventils 2 im Notlaufbetrieb aktiv und der Ventilschieber VS2 wird vom anliegenden Systemdruck p_sys in dem in 2d gezeigten Betriebszustand gehalten. Wird jedoch eine die Pumpeneinrichtung 5 antreibende Antriebsmaschine im Notlaufbetrieb des Getriebesteuersystems 1 abgeschaltet, fällt das Druckniveau des Systemdrucks p_sys zunächst versorgungsbedingt auf das vom Hydraulikfluidspeicher 7 zur Verfügung gestellte Druckniveau von etwa 7 bar ab. Dies hat zur Folge, dass der Ventilschieber VS2 von der Federeinrichtung 17 bei Unterschreiten der Selbsthaltedruckschwelle des Systemdrucks p_sys umgehend in seine erste Schaltstellung überführt wird, in der der Systemdruck p_sys vom Parksperrenzylinder 3 im Bereich des Parksperrenventils 2 getrennt ist und der Kolbenraum 20 des Parksperrenzylinders 3 über das Parksperrenventil 2 in Richtung des drucklosen Bereiches entlüftet wird. Da im Notlaufbetrieb bereits die Verriegelungseinrichtung 31 des Parksperrenzylinders 3 deaktiviert ist, fällt die Parksperreneinrichtung in gewünschtem Umfang ein und ein Fahrzeug wird in einen sicheren Betriebszustand überführt.
Vorliegend ist die Selbsthaltedruckschwelle des Parksperrenventils 2, die im Notlaufbetrieb des Getriebesteuersystems 1 beim Abschalten der pumpenseitigen Druckversorgung wirkt, größer als der vom Hydraulikfluidspeicher 7 zur Verfügung gestellte Systemdruck p_sys, womit das Parksperrenventil 2 beim Abfall des Systemdrucks p_sys auf das Druckniveau des Hydraulikfluidvolumenspeichers 7 von der Federeinrichtung 17 auslegungsbedingt sofort in den in 2a dargestellten Betriebszustand überführt wird und die Parksperreneinrichtung in ihren eingelegten Betriebszustand übergeht.
3 zeigt eine 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems 1, das bis auf die Ausführung des Parksperrenventils 2 im Wesentlichen dem Getriebesteuersystem gemäß 1 entspricht, weshalb nachfolgend im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen anhand der Darstellungen gemäß 4a bis 4d näher eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise des Getriebesteuersystems 1 gemäß 3 auf die vorstehende Beschreibung zu 1 und 2a bis 2d verwiesen wird.
Das Parksperrenventil 2 des Getriebesteuersystems 1 gemäß 3 umfasst wiederum die drei Ventilschieberbereiche VS22, VS23 und VS24, wobei der Durchmesser des Ventilschieberbereiches VS23 kleiner als der Durchmesser des Ventilschieberbereiches VS24 ist, der wiederum größer als der Durchmesser des Ventilschieberbereiches VS22 ist, der aus Gründen der Montierbarkeit des Parksperrenventils 2 im Bereich einer sogenannten Reduzierungshülse 40, die vorliegend fest mit dem Gehäuse 18 verbunden ist, im Gehäuse 18 geführt ist.
Das Drucksignal p_EDSA des elektrohydraulischen Drucksteller EDSA ist wiederum im Bereich der Steuerfläche 21 des Ventilschiebers VS2 des Parksperrenventils 2 in Richtung der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 wirkend anlegbar. Des Weiteren ist das Drucksignal p_MVPS des Magnetventils MVPS wiederum im Bereich der Steuerfläche 22 des Ventilschiebers VS2 gleichwirkend zur Federeinrichtung 17 am Ventilschieber VS2 in Richtung seiner ersten Schaltstellung anlegbar, während der Systemdruck p_sys in der in 4c dargestellten zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers VS2 im Bereich der Steuerflächen 23 und 24 der Ventilschieberbereiche VS23 und VS24 anliegt. Zusätzlich liegt das im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers EDSSYS einstellbare Drucksignal p_EDSSYS im Bereich der Steuerflächen 25 und 26 der Ventilschieberbereiche VS24 und VS22 an, wenn der Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils 2 sich in seiner zweiten Schaltstellung befindet.
Dabei sind die Steuerflächen 21 bis 26 des Ventilschiebers VS2 und die Federkraft der Federeinrichtung 17 des Parksperrenventils 2 gemäß 4a bis 4d derart aufeinander abgestimmt, dass der Ventilschieber VS2 im Normalbetrieb des Getriebesteuersystems 1 gemäß 3 ab einem Druckniveau von 3,5 bar des Drucksignals p_EDSA des elektrohydraulischen Druckstellers EDSA alleine gegen die Federkraft der Federeinrichtung 17 aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung überführt und in dieser gehalten ist. Zusätzlich ist das Parksperrenventil 2 derart ausgelegt, dass ein Druckniveau von etwa 2 bar des Systemdrucks p_sys im Normalbetrieb des Getriebesteuersystems ausreicht, um die Selbsthaltung des Parksperrenventils 2 gegen die Federkraft der Federeinrichtung 17 zu aktivieren, wobei hierfür das Drucksignal p_EDSSYS des elektrohydraulischen Druckstellers EDSSYS im Wesentlichen gleich auf null einzustellen ist.
Aufgrund der im Bereich des Systemdruckventils 4 vorliegenden Ventilverstärkung beträgt die Selbsthaltedruckschwelle bei gleichzeitig am Parksperrenventil 2 angreifenden Drucksignalen p_sys und p_EDSSYS einem Druckniveau des Systemdrucks p_sys von etwa 7 bar, womit bei einem Übergang vom Normalbetrieb des Getriebesteuersystems 1 in den hydraulischen Notlaufbetrieb nachfolgend näher beschriebener Effekt erreicht wird.
Da während des hydraulischen Notlaufbetriebes des Getriebesteuersystems 1 sowohl das Drucksignal p_EDSA als auch das Drucksignal p_MVPS im Wesentlichen gleich null sind und sowohl das Drucksignal p_EDSSYS als auch der Systemdruck p_sys ihre Maximalwerte annehmen, wird das Parksperrenventil 2 bei einem Übergang des Getriebesteuersystems 1 in den Notlaufbetrieb ausgehend von einem Fahrbetrieb in Vorwärtsfahrtrichtung vom anliegenden Systemdruck p_sys in dem in 4d dargestellten Betriebszustand entgegen dem ebenfalls am Ventilschieber VS2 anliegenden Drucksignal p_EDSSYS gehalten. Wird die pumpeneinrichtungsseitige Druckversorgung beispielsweise durch Abschalten der Antriebsmaschine deaktiviert bzw. unterbrochen, fallen der Systemdruck p_sys und damit auch das Drucksignal p_EDSSYS schlagartig ab.
Bei Erreichen des Druckniveaus des Hydraulikfluidspeichers 7 schiebt dessen Federeinrichtung 8 das im Bereich des Hydraulikfluidspeichers 7 gespeicherte Hydraulikfluidvolumen aus, womit das Druckniveau des Systemdrucks p_sys und das Druckniveau des ebenfalls am Parksperrenventil 2 anliegenden Drucksignals p_EDSSYS im Wesentlichen gleich hoch sind und dem Ausschiebedruckniveau des Hydraulikfluidspeichers 7 entsprechen. Dies führt dazu, dass der Ventilschieber VS2 sofort von der Federeinrichtung 17 und dem anliegenden Drucksignal p_EDSSYS entgegen dem anliegenden Systemdruck p_sys aus seiner zweiten Schaltstellung in seine erste Schaltstellung überführt wird und die Parksperreneinrichtung in vorbeschriebenem Umfang in ihren eingelegten Betriebszustand Pein verzögerungsfrei übergeht.
Damit ist auch bei der zweiten Ausführungsform des Getriebesteuersystems 1 gemäß 3 aufgrund der sich während des Normalbetriebes und während des Notlaufbetriebes des Getriebesteuersystems 1 unterschiedlich einstellenden Selbsthaltedruckniveaus einerseits ein energieoptimierter Betrieb eines Getriebes darstellbar und andererseits bei einem Abschalten der Antriebsmaschine während des Notlaufbetriebes ein sofortiges Einlegen der Parksperre realisierbar.
5a bis 5d zeigen eine alternative Ausführungsform des Parksperrenventils 2 des Getriebesteuersystems 1 gemäß 3, bei welchem der Ventilschieber VS2 zwei Ventilschieberteile VS2A und VS2B umfasst, womit das Parksperrenventil 2 mit einem zweiteiligen, gestuften Ventilschieber VS2 ausgebildet ist. In dem in 5b dargestellten Betriebszustand des Parksperrenventils 2 sind die beiden Ventilschieberteile VS2A und VS2B in axialer Richtung voneinander beabstandet sowie relativ zueinander längs verschieblich im Gehäuse 18 angeordnet. Dabei weisen der erste Ventilschieberteil VS2A des Parksperrenventils 2 gemäß 5a bis 5d und der einteilige Ventilschieber VS2 des Parksperrenventils gemäß 4a bis 4d im Wesentlichen die gleiche Funktionalität und Wirkungsweise auf, während der zweite Ventilschieberteil lediglich für eine Betätigung des ersten Ventilschieberteiles VS2A ausgehend von der in 5d dargestellten zweiten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteiles VS2A in Richtung der in 5a dargestellten ersten axialen Stellung vorgesehen ist.
Die Federeinrichtung 17 ist zwischen den beiden Ventilschieberteilen VS2A und VS2B angeordnet, womit bei entsprechend kleinem Drucksignal p_MVPS der zweite Ventilschieberteil VS2B von der Federeinrichtung 17 in die in 5b bis 5d gezeigte Stellung überführt wird, während der erste Ventilschieberteil VS2A in Abhängigkeit der jeweils angreifenden Drucksignale p_EDSA und p_EDSSYS entweder in der in 5a oder in der in 5c dargestellten ersten oder zweiten axialen Stellung vorliegt. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der zweite Ventilschieberteil VS2B von der Federeinrichtung 17 in Richtung eines Anschlages 45 angefedert ist und mittels des Drucksignals p_MVPS entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 17 in Richtung des ersten Ventilschieberteiles VS2A verschiebbar ist.
Das Drucksignal p_EDSSYS ist vorliegend im Bereich der Steuerfläche 25 des Ventilschieberbereiches VS24 des ersten Ventilschieberteiles VS2A und im Bereich der Steuerfläche 26 des zweiten Ventilschieberteiles VS2B anlegbar, während der Systemdruck p_sys in der zweiten axialen Stellung des ersten Ventilschieberteiles VS2A des Ventilschiebers VS2 im Bereich der einander entsprechenden Steuerflächen 23 und 24 des Ventilschieberbereiches VS24 und des Ventilschieberbereiches VS23 und zusätzlich an einer weiteren Steuerfläche 27 des Ventilschieberbereiches VS23 des ersten Ventilschieberteiles VS2A anliegt, womit eine aus dem angreifenden Systemdruck p_sys resultierende und wiederum in Richtung der zweiten Schaltstellung des ersten Ventilschieberteiles VS2A wirkende Stellkraft am ersten Ventilschieberteil VS2A angreift.
Auch bei der in 5a bis 5d dargestellten Ausführungsform des Parksperrenventils 2 sind die Steuerflächen 21 bis 27 sowie die Federkraft der Federeinrichtung 17 derart aufeinander abgestimmt, dass das Parksperrenventil 2 vom Drucksignal p_EDSA entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 17 in den in 5c dargestellten Betriebszustand ab einem Druckniveau von etwa 3,5 bar überführbar und haltbar ist, wenn das Drucksignal p_MVPS im Wesentlichen gleich null ist. In dem in 5c dargestellten Betriebszustand des Parksperrenventils 2 liegt der Systemdruck p_sys im Bereich der Steuerflächen 23 und 24 sowie 27 des ersten Ventilschieberteiles VS2A des Ventilschiebers VS2 an, wobei das Selbsthaltedruckniveau des Parksperrenventils 2 bei vorliegendem Drucksignal p_EDSSYS gleich null einem Systemdruck p_sys von etwa 2 bar entspricht und das Parksperrenventil 2 alleine durch den Systemdruck p_sys in dem in 5c dargestellten Betriebszustand entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 17 haltbar ist. Mit steigendem Drucksignal p_EDSSYS entspricht die Selbsthaltedruckschwelle der Summe aus dem Systemdruck p_sys und dem dem Systemdruck p_sys entgegenwirkend am ersten Ventilschieberteil VS2A anliegenden Drucksignal p_EDSSYS, die bei etwa 7 bar liegt. Bei einem Einfall des mit dem Parksperrenventil 2 gemäß 5a bis 5d ausgeführten Getriebesteuersystem 1, in dem die Drucksignale p_EDSA und p_MVPS im Wesentlichen gleich null sind, steigt das Drucksignal p_EDSSYS aufgrund der fallenden Druckkennlinie des elektrohydraulischen Druckstellers EDSSYS auf seinen maximalen Druckwert an, was aufgrund der vorstehend näher beschriebenen Auslegung des Systemdruckventils 4 ebenfalls einen Anstieg des Systemdrucks p_sys auf seinen Maximalwert zur Folge hat. Aufgrund der Ventilübersetzung des Systemdruckventils 4 ist damit die Selbsthaltung des Parksperrenventils in dem in 5c und 5d dargestellten Betriebszustand selbst bei aktiviertem Notlaufbetrieb sichergestellt.
Wird wiederum die pumpenseitige Druckversorgung durch Abschalten der Antriebsmaschine des Getriebesteuersystems 1 unterbrochen, fallen sowohl der Systemdruck p_sys als auch das Drucksignal p_EDSSYS bei aktiviertem Notlaufbetrieb schlagartig auf das Druckniveau des Hydraulikfluidspeichers 7 ab. Das bedeutet, dass die beiden Drücke p_sys und p_EDSSYS im Wesentlichen gleich hoch sind und das Parksperrenventil 2 von der Federeinrichtung 17 umgehend in einen Betriebszustand überführt wird, in dem der Parksperrenzylinder 3 über das Parksperrenventil 2 in Richtung des drucklosen Bereiches entlüftet wird und die Parksperreneinrichtung in gewünschtem Umfang mit hoher Spontaneität in ihren eingelegten Betriebszustand überführbar ist.
Bezugszeichenliste

1: elektrohydraulisches Getriebesteuersystem
2: Parksperrenventil
3: Parksperrenzylinder
4: Systemdruckventil
5: Pumpeneinrichtung
6: Federeinrichtung des Systemdruckventils
7: Hydraulikfluidvolumenspeicher
8: Federeinrichtung des Hydraulikfluidvolumenspeichers
9: Rückschlagventileinrichtung
10: Anfahrelement, Drehmomentwandler
11, 12: Ventileinrichtung
13: Kühler
14: Schmierkreislauf
16: Federraum
17: Federeinrichtung
18: Gehäuse
19: Kugelwechselventil
20: Kolbenraum
21: Steuerfläche
22: weitere Steuerfläche
23: Steuerfläche
24: Steuerfläche
25: Steuerfläche
26: Steuerfläche
27: Steuerfläche
30: Kolben des Parksperrenzylinders
31: Verriegelungseinrichtung des Parksperrenzylinders
34: Rastiereinrichtung des Hydraulikfluidvolumenspeichers
40: Reduzierungshülse
41: Ventilschieber des Systemdruckventils
45: Anschlag
50: druckloser Bereich
A bis E: Schaltelement
EDSA bis EDSE: elektrohydraulischer Drucksteller
EDSSYS: elektrohydraulischer Drucksteller
EDSWK: elektrohydraulischer Drucksteller
KVA bis KVE: Ventileinrichtung
MVPS: elektrohydraulischer Drucksteller, Magnetventil
p_A bis p_E: Betätigungsdruck
Paus, Pein: Betriebszustand der Parksperre
p_MVPS: Drucksignal
p_EDSSYS: Drucksignal
p_EDSA bis p_EDSE: Vorsteuerdruck
p_sys: Systemdruck
p_VB1, p_VB2: Vorbefülldruck
p_WK: Betätigungsdruck
VS2: Ventilschieber des Parksperrenventils
VS22, VS23, VS24: Ventilschieberbereich
VS2A, VS2B: Ventilschieberteil
WK: Wandlerüberbrückungskupplung
WKV: Wandlerkupplungsventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015211298 [0002]
DE 102013209932 A1 [0006]

Claims

Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem (1) mit einem Parksperrenventil (2), über das ein Parksperrenzylinder (3) einer Parksperreneinrichtung mit einem Betätigungsdruck (p_sys) beaufschlagbar ist, der betriebszustandsabhängig mittels wenigstens eines elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) und/oder einer Druckquelle (7) einstellbar ist, wobei das Parksperrenventil (2) während eines Normalbetriebes des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1), während dem der elektrohydraulische Drucksteller (EDSSYS) mit Strom ansteuerbar ist, ab einem Normaldruckniveau des Betätigungsdrucks (p_sys) in einem definierten Betriebszustand haltbar ist, in dem am Parksperrenzylinder (3) der Betätigungsdruck (p_sys) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrohydraulische Getriebesteuersystem (1) derart konfiguriert ist, dass das Druckniveau des Betätigungsdrucks (p_sys) zum Halten des Parksperrenventils (2) im definierten Betriebszustand während eines Notlaufbetriebes, während dem der elektrohydraulische Drucksteller (EDSSYS) unbestromt ist und der Betätigungsdruck (p_sys) über die Druckquelle (7) zumindest zeitweise auf ein Notlaufdruckniveau größer als das Normaldruckniveau eingestellt ist, wenigstens annähernd dem Notlaufdruckniveau entspricht.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenventil (2) im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1) mit einem im Bereich eines weiteren elektrohydraulischen Druckstellers (EDSA) einstellbaren Drucksignal (p_EDSA) beaufschlagbar ist, das am Parksperrenventil (2) in Richtung seines definierten Betriebszustandes wirkend anlegbar ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenventil (2) im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1) mit einem im Bereich eines zusätzlichen elektrohydraulischen Druckstellers (MVPS) einstellbaren Drucksignal (p_MVPS) beaufschlagbar ist, das am Parksperrenventil (2) dem definierten Betriebszustand entgegenwirkend anlegbar ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenventil (2) im Normalbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1) mit einem einem Betätigungsdruck (p_C oder p_E) eines Schaltelementes (C oder E) entsprechenden Drucksignal beaufschlagbar ist, das am Parksperrenventil (2) in Richtung seines definierten Betriebszustandes wirkend anlegbar ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenventil (2) im Normalbetrieb und/oder im Notlaufbetrieb des elektrohydraulischen Getriebesteuersystems (1) mit einem im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) einstellbaren Drucksignal (p_EDSSYS) beaufschlagbar ist, das am Parksperrenventil (2) dem definierten Betriebszustand entgegenwirkend anlegbar ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich des elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) einstellbare Drucksignal (p_EDSSYS) zusätzlich im Bereich eines Systemdruckventiles (4) anlegbar ist, wobei der Betätigungsdruck (p_sys) mittels des Systemdruckventils (4) in Abhängigkeit des Drucksignals (p_EDSSYS) und eines von einer weiteren Druckquelle (5) zur Verfügung gestellten Druckes einstellbar ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckniveau des Betätigungsdrucks zum Halten des Parksperrenventils (2) im definierten Betriebszustand während des Notlaufbetriebes größer als das Notlaufdruckniveau ausgelegt ist, wenn die Druckquelle als eine das Notlaufdruckniveau zur Verfügung stellende Pumpeneinrichtung ausgebildet ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckniveau des Betätigungsdrucks (p_sys) zum Halten des Parksperrenventils (2) im definierten Betriebszustand während des Notlaufbetriebes um einen definierten Druckoffsetwert größer oder kleiner als das Notlaufdruckniveau ausgelegt oder gleich dem Notlaufdruckniveau ist, wenn die Druckquelle (7) als ein das Notlaufdruckniveau zeitweise zur Verfügung stellender Druckmittelspeicher ausgebildet ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenventil (2) einen in einem Gehäuse (18) längsverschieblich angeordneten Ventilschieber (VS2) umfasst, der dem definierten Betriebszustand des Parksperrenventils (2) entgegenwirkend mit einer Federkraft einer Federeinrichtung (17) beaufschlagt ist, und an dem im Bereich von Steuerflächen (21 bis 27) der Betätigungsdruck (p_sys) und die Drucksignale (p_EDSSYS, p_EDSA, p_MVPS, p_C oder p_E) anlegbar sind.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck (p_sys) in einer ersten Schaltstellung des Ventilschiebers (VS2) des Parksperrenventils (2) im Bereich des Parksperrenventils (2) vom Parksperrenzylinder (3) getrennt ist.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck (p_sys) der Parksperreneinrichtung in einer zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers (VS2) des Parksperrenventils (2) im Bereich des Parksperrenzylinders (3) und im Bereich von zwei einander zugewandten Stirnflächen (23, 24; 25, 26) von zwei Ventilschieberbereichen (VS23, VS24; VS24, VS22) des Ventilschiebers (VS2) anlegbar, deren Durchmesser derart voneinander abweichen, dass aus dem Betätigungsdruck (p_sys) eine am Ventilschieber (VS2) in Richtung der zweiten Schaltstellung wirkende Stellkraft resultiert.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich des weiteren elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) einstellbare Drucksignal (p_EDSSYS) im Bereich einer Steuerfläche (25) des Ventilschiebers (VS2) des Parksperrenventils (2) anlegbar ist, sodass bei anliegendem Drucksignal (p_EDSSYS) am Ventilschieber (VS2) eine in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft angreift.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (p_EDSSYS) des elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) in der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers (VS2) des Parksperrenventils (2) im Bereich von zwei einander zugewandten Stirnflächen (25, 26) von zwei Ventilschieberbereichen (VS24, VS22) des Ventilschiebers (VS2) anlegbar ist, deren Durchmesser derart voneinander abweichen, dass aus dem Drucksignal (p_EDSSYS) eine am Ventilschieber (VS2) in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft resultiert.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich des zusätzlichen elektrohydraulischen Druckstellers (MVPS) einstellbare Drucksignal (p_MVPS) im Bereich einer Steuerfläche (22) des Ventilschiebers (VS2) des Parksperrenventils (2) anlegbar ist, sodass bei anliegendem Drucksignal (p_MVPS) am Ventilschieber (VS2) eine in Richtung der ersten Schaltstellung wirkende Stellkraft angreift.
Elektrohydraulisches Getriebesteuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrohydraulische Drucksteller (EDSSYS) als ein Drucksteller mit fallender Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom, der weitere elektrohydraulische Drucksteller (EDSA) sowie der zusätzliche elektrohydraulische Drucksteller (MVPS) als Drucksteller mit steigender Druckkennlinie über dem Betätigungsstrom ausgeführt sind und der Betätigungsdruck (p_sys) mit zunehmendem Drucksignal (p_EDSSYS) des elektrohydraulischen Druckstellers (EDSSYS) ansteigt, wobei der Betätigungsdruck (p_C oder p_E) des Schaltelementes (C oder E) im Notlaufbetrieb wenigstens annähernd gleich null ist oder ein Vorbefülldruckniveau aufweist.