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Diese Erfindung betrifft Getriebesteuerungen und insbesondere eine elektrohydraulische Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für ein stufenloses Getriebe, wie sie beispielsweise aus der
DE 697 20 648 T2 bekannt geworden ist. Eine ähnliche Steuerung beschreibt die
DE 38 85 540 T2 ; allerdings weist diese nicht nur ein einziges Ventilmittel zur Steuerung des ersten Druckregelventils auf.
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Stufenlose Getriebe umfassen eine stufenlos verstellbare Einheit (CVU von continuously variable unit), wie etwa ein Riemen- und Riemenscheibenmechanismus, und einen Zahnradmechanismus, wie etwa eine Planetenradanordnung. Der Zahnradmechanismus wird herkömmlich durch Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. Kupplungen oder Bremsen) gesteuert, die durch Hydraulikfluid selektiv betätigt werden. Die stufenlos verstellbare Einheit erfordert einen hohen Druck, um ausreichende Klemmkräfte für den Riemen- und Riemenscheibenmechanismus sicherzustellen. Das effektive Übersetzungsverhältnis der CVU ist durch den Radius bestimmt, mit dem der Riemen mit den Riemenscheiben in Eingriff steht. In den meisten Fällen kann das Übersetzungsverhältnis von einem Übersetzungsverhältnis ins Langsame zu einem Übersetzungsverhältnis ins Schnelle verändert werden.
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Der Betrag des erforderlichen Klemmdruckes ist eine Funktion des Eingangsdrehmomentes in das Getriebe und des Übersetzungsverhältnisses, mit dem die verstellbare Getriebeeinheit arbeitet. Wenn der Klemmdruck niedrig ist, gibt es die Möglichkeit, dass der Riemen durchrutscht, und selbst ein geringes Ausmaß eines Durchrutschens eines Riemens kann für die CVU nachteilig sein. Das Übersetzungsverhältnis der CVU wird verändert, indem der Druck, der auf eine der Scheibenhälften von einer der Riemenscheiben, im Allgemeinen die Antriebsriemenscheibe, wirkt, verringert oder erhöht wird, während der Druck an der anderen Riemenscheibe im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn der Steuerdruck an einer der Riemenscheiben zu hoch ist, gibt es einen Wirkungsgradverlust in dem Getriebe und eine mögliche Beschädigung oder Überbeanspruchung der Bauelemente der CVU.
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Das Steuerdruckniveau, das erforderlich ist, um die Drehmomentübertragungsmechanismen in Eingriff zu bringen, ist im Allgemeinen niedriger als der Druck, der erforderlich ist, um die CVU zu steuern. Der erforderliche Betrag des Druckes ist im Wesentlichen eine Funktion des übertragenen Drehmoments und der Größe der Bauteile einer herkömmlichen Kupplung, die aus einem beweglichen Kolben und einem Kupplungspaket bestehen. Wenn der Steuerdruck unter dem erforderlichen Wert liegt, kann ein Durchrutschen der Reibungsplatten auftreten, was die Lebensdauer der Drehmomentübertragungsmechanismen verkürzen wird.
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Der Hydraulikkreis, der im Allgemeinen ein Druckregelventil umfasst, muss in der Lage sein, den richtigen Klemmdruck und den richtigen Drehmomentübertragungseingriffsdruck zu regeln, um eine Verkürzung der Lebensdauer für die verstellbare Getriebeeinheit oder die Drehmomentübertragungseinheit zu vermeiden.
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Der Druck in dem Hydraulikkreis wird durch eine Verdrängerpumpe erzeugt. Der Betrag des Druckes, den die Pumpe erzeugen kann, ist eine Funktion der Pumpendrehzahl, des Strömungsbedarfs des Getriebes, und der Leckage in den Hydraulikkreisen. Je mehr Strömung das Getriebe benötigt, desto niedriger ist der erzeugbare Leitungsdruck. Im Allgemeinen werden zwei Regelventile angewandt, und zwar eines für die CVU-Steuerung und eines für die Drehmomentübertragungsmechanismen. Die Ventile werden gewöhnlich in einer Strömungsbeziehung angeordnet, so dass der Leitungsdruckkreis der CVU Priorität hat. Das gesamte Hydraulikfluid, das nicht von der CVU-Steuerung verwendet wird, wird zu dem Regelventil für die Steuereinrichtungen des Zahnradantriebsabschnittes weitergeleitet. Somit muss das Regelventil für die Steuereinrichtungen des Zahnradantriebsabschnittes derart bemessen sein, dass es in den Zeiten des Betriebes des Getriebes große Mengen einer Fluidströmung aufnehmen kann, insbesondere bei Wechseln des Übersetzungsverhältnisses, wenn der Druck an der Steuerriemenscheibe verringert wird. Dies bedeutet, dass die Strömungspriorität auf eine solche Weise festgelegt wird, dass, wenn die Pumpe nicht in der Lage ist, den angeforderten Leitungsdruck für die CVU zuzuführen, ein Teil des Getriebeströmungsbedarfes durch das Regelventil verringert wird, um den gewünschten Leitungsdruck zu erzielen.
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Um beispielsweise den erforderlichen Leitungsdruck für die Scheiben in einem Riemen- und Riemenscheibengetriebe beizubehalten, kann das Leitungsdruckregelventil die Strömung zum Ölkühler verringern. Man geht davon aus, dass die Ölströmung zu der Scheibe eine höhere Priorität hat als das zum Ölkühler gehende Öl. Im Allgemeinen sollte diese Preisgabe von Strömung zu einem Teil des Getriebes, um den Druck in einem anderen Teil des Getriebes aufrechtzuerhalten, nur unter extremen oder vorübergehenden. Bedingungen stattfinden, wie etwa bei der Entwicklung einer großen Leckage oder eines schnellen Wechsels des Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe.
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Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes hydraulisches Steuersystem für ein stufenloses Getriebe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein elektrohydraulisches Steuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung regelt das hydraulische Steuersystem den Leitungsdruck zu den CVU-Riemenscheiben, Kupplungen, Solenoiden und zu dem Drehmomentwandler eines stufenlosen Getriebes.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung liefern separate Regelventile einen ersten Leitungsdruck und einen zweiten Leitungsdruck, um dadurch den Ölströmungsbedarf zu minimieren und das Übergangs-Schaltverhalten und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine überschüssige Pumpenströmung nur zu dem Druckregler gelenkt, der den ersten Leitungsdruck steuert, was es ermöglicht, dass die Größe und das Gewicht der übrigen Ventile in dem Steuersystem verringert werden können.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt das hydraulische Steuersystem dem Druck in der ersten Leitung Priorität gegenüber jedem anderen Druckbedarf und lenkt diesen Leitungsdruck zu den Riemenscheiben des stufenlosen Getriebes.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung minimiert das hydraulische Steuersystem die Auswirkungen eines vorübergehenden Strömungsbedarfs und den Druckausgang der Solenoidsteuereinrichtungen, indem dem ersten Leitungsdruck Priorität gegenüber jedem anderen Druckbedarf gegeben wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung minimiert das Steuersystem ein Durchrutschen in den Drehmomentübertragungsmechanismen, indem einer zweiten Leitungsdruckströmung zu den Kupplungen Priorität gegenüber einem Kühlerströmungsbedarf gegeben wird.
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Die vorliegende Erfindung wendet ein einziges variables Solenoidventil (VASV) an, das das erste Leitungsdruckregelventil sowie das zweite Leitungsdruckregelventil steuert. Die Verwendung eines einzigen variablen Ablasssolenoidventils zur Erfüllung dieser Funktion verringert die Kosten der Getriebesteuerung. Das Hydrauliksystem weist ein Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil auf, das das variable Ablasssolenoidventil vor Überdruck schützt. Ein zweites Leitungsdruck-Einspeisungsbegrenzungsventil ist in die Steuerung eingebaut, um sowohl die Drehmomentübertragungsmechanismen als auch den Drehmomentwandler vor Überdruck zu schützen, indem der Ausgang des zweiten Leitungsdruckregelventils vor der Verteilung von Fluid auf eine dieser Einrichtungen begrenzt wird.
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Zeichnungskurzbeschreibung
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1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung der 1A, 1B und 1C zeigt.
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1A und 1B sind eine schematische Darstellung eines hydraulischen Steuersystems.
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1C ist ein Aufriss in Querschnitt eines stufenlosen Getriebes, das das Steuersystem der 1A und 1B benutzt.
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2 zeigt mehrere Kurven, die die Beziehung zwischen dem VASV-Signaldruck, den Systemdrücken und dem CVU-Antriebsdrehmoment darstellen.
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In den 1A und 1B ist ein Steuersystem 10 gezeigt, und in 1C ist ein stufenloses Getriebe 12 gezeigt. Das Steuersystem 10 umfasst eine binäre Pumpe 14, die einen Einlass- oder Ansauganschluss 16 und zwei Auslassanschlüsse 18 und 20 aufweist. Der Auslassanschluss 18 ist der primäre Pumpenausgangsanschluss, und der Anschluss 20 ist der sekundäre Ausgangspumpenanschluss. Diese Auslassanschlüsse 18 und 20 können während des Betriebes des Steuersystems 10 unterschiedliche Drücke haben. Das Steuersystem 10 umfasst ferner ein primäres bzw. erstes Druckregelventil 22, ein sekundäres bzw. zweites Druckregelventil 24, ein variables Ablasssolenoidventil (VASV) 26, ein primäres Überdruckregelventil 28, einen Druckwandler 30, ein primäres Einspeisungsbegrenzungsventil 32, ein Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 34, ein variables Ablasssolenoidventil (VASV) 36, ein Ein/Aus-Solenoid 38, einen Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus 40, ein sekundäres Leitungsdruck-Begrenzungsventil 42, ein Kupplungsverstärkungsventil 44, ein Regelventil 46 für die Aufbringung der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, ein Kupplungssteuerventil 48, ein Freigabeventil 50 für die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung und ein Handschaltventil (manuelles Steuerventil) 52.
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Das Druckregelventil 22 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 22A, in dem sich ein Ventilbohrungsabschnitt 22B befindet. Ein Ventilschieber 22C ist verschiebbar in der Ventilbohrung 22B angeordnet und wird durch eine Steuerfeder 22D nach rechts gedrängt. Der Ventilkörperabschnitt 22A umfasst zwei Leitungsdruckanschlüsse 22E, zwei in unterschiedlichen Lagen angeordnete Einspeisungsanschlüsse (tier two ports) 22F, einen zweiten Leitungsdruckanschluss 22G, einen Signalanschluss 22H für ein Signal von einem variablen Ablasssolenoidventil (VASV) und einen Saug- oder Auslassanschluss 22I. Die Anschlüsse 22E sind kontinuierlich mit dem Auslassanschluss 18 der Pumpe 14 über einen primären oder ersten Leitungsdruckkanal 54 verbunden. Der Leitungsdruckanschluss 22G ist kontinuierlich mit dem Auslassanschluss 20 der Pumpe 14 über einen sekundären Druckkanal 56 verbunden. Der Auslassanschluss 22I ist kontinuierlich mit einer Saug- oder Einlassleitung 57 verbunden, die kontinuierlich mit dem Ansauganschluss 16 der Pumpe 14 verbunden ist.
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Das sekundäre Druckregelventil 24 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 24A, in dem eine Ventilbohrung 24B ausgebildet ist. Ein Ventilschieber 24C ist verschiebbar in der Ventilbohrung 24B angeordnet und wird durch eine Steuerfeder 24D nach rechts in 1B gedrängt. Der Ventilkörper 24A weist einen Einlassanschluss 24E auf, der über einen Einspeisungskanal 58 mit dem Anschluss 22F des Druckregelventils 22 in kontinuierlicher Verbindung steht.
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In dem Ventilkörper 24A sind auch zwei zweite Leitungsdruckkanäle 24F ausgebildet, die in kontinuierlicher Verbindung mit einem zweiten Leitungsdruckkanal 60 stehen. Der Ventilkörper 24A umfasst ferner einen zweiten Leitungsbegrenzungsanschluss 24G, der in kontinuierlicher Verbindung mit einem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 steht, und einen Anschluss 24H für eine begrenzte Wandlereinspeisung, der in Verbindung mit einem Wandlereinspeisungskanal 64 für eine begrenzte Wandlereinspeisung steht. Der Wandlereinspeisungskanal 64 für eine begrenzte Wandlereinspeisung steht über eine Drosseleinrichtung oder Öffnung 66 auch mit dem Leitungsbegrenzungskanal 62 in Verbindung.
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Der Ventilkörper 24A umfasst einen Signalanschluss 24J für ein VASV-Signal, der in kontinuierlicher Verbindung mit einer VASV-Signalleitung 68 steht, die auch mit dem Anschluss 22H des Druckregelventils 22 und mit einem Signalanschluss 26A des variablen Ablasssolenoidventils 26 verbunden ist.
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Das variable Ablasssolenoidventil 26 weist auch einen Einlassanschluss 26B auf, der mit einem Stellglied-Einspeisungsbegrenzungskanal 70 in Verbindung steht. Das variable Ablasssolenoidventil 26, das variable Ablasssolenoidventil 36 und das Ein/Aus-Solenoidventil 38 sind herkömmliche Solenoidventile, die auf dem Gebiet von hydraulischen Steuermechanismen allgemein bekannt sind.
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Das Überdruckregelventil 28 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 28A, einen Einlassanschluss 28B und einen Rückschlagkugelaufbau 28C. Der Rückschlagkugelaufbau 28C ist so eingerichtet, dass er den Leitungsdruckkanal 54 öffnet, der mit dem Einlassanschluss 28B verbunden ist, um diesen zu entleeren, wenn der Druck in dem Leitungsdruckkanal 54 einen maximalen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Funktion des Ventils ist daher, den maximalen Druck, der in dem Leitungsdruckkanal 54 erreicht werden kann, zu begrenzen.
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Der Druckwandler 30 ist eine herkömmliche elektrohydraulische Einrichtung, die durch den Druck in dem Einspeisungskanal 58 betätigt wird und ein elektrisches Signal in Bezug auf dieses Druckniveau ausgibt. Der Druckwandler 30, das variable Ablasssolenoidventil 26, das variable Ablasssolenoidventil 36, das Ein/Aus-Solenoidventil 38 und der Übersetzungsverhaltnis-Steuermechanismus 40 stehen alle in elektrischer Verbindung mit einer herkömmlichen elektrischen Steuereinheit (ECU von electrical control unit), nicht gezeigt, die bekanntlich einen programmierbaren digitalen Computer umfassen kann, der elektrische Signale auf diese Mechanismen gemäß Befehlen verteilen kann, die von der elektrischen Steuereinheit in Ansprechen auf von dem Getriebe 12 und dem Druckwandler 30 empfangene Sensorsignale ausgegeben werden.
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Das primäre Einspeisungsbegrenzungsventil 32 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 32A, in dem eine Ventilbohrung 32B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 32C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 32C wird durch eine Steuerfeder 32D nach rechts in 1A gedrängt. Der Ventilkörperabschnitt 32A umfasst einen primären Einspeisungsanschluss 32E, der mit einem primären Einspeisungskanal 72 verbunden ist, und zwei primäre Einspeisungsbegrenzungsanschlüsse 32F, die mit einem primären Einspeisungsbegrenzungskanal 74 in Verbindung stehen. Der primäre Einspeisungsbegrenzungskanal 74 steht auch mit dem ersten Leitungsdruckkanal 54 über eine Öffnung oder Drosseleinrichtung 76 in Verbindung.
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Das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 34 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 34A, in dem eine Ventilbohrung 34B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 34C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 34C wird durch eine Steuerfeder 34D in der Ventilbohrung 34B nach rechts in 1A gedrängt. Der Ventilkörperabschnitt 34A weist einen Einlassanschluss 34E auf, der in Fluidverbindung mit dem ersten Leitungsdruckkanal 54 steht, und zwei Stellglied-Einspeisungsbegrenzungskanäle 34F, die in Fluidverbindung mit dem Stellglied-Einspeisungsbegrenzungskanal 70 stehen. Das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil dient dazu, dem variablen Ablasssolenoidventil 26, dem variablen Ablasssolenoidventil 36 und dem Ein/Aus-Solenoidventil 38 einen gesteuerten Druck zu liefern.
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Das variablen Ablasssolenoidventil 36 weist einen Einlassanschluss 36A auf, der in Fluidverbindung mit dem Stellglied-Einspeisungsbegrenzungskanal 70 steht, und einen Auslassanschluss 36B, der mit einem VASV-Signalkanal 78 in Fluidverbindung steht. Der VASV-Signalkanal 78 liefert ein variables Steuersignal, das an dem variablen Ablasssolenoidventil 36 erzeugt wird.
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Das Ein/Aus-Solenoidventil 38 weist einen Einlassanschluss 38A und einen Auslassanschluss 38B auf. Der Einlassanschluss 38A steht mit dem Stellglied-Einspeisungsbegrenzungskanal 70 in Fluidverbindung. Der Ausgangsanschluss 38B steht mit einem Kanal 80 für das Freigabesignal der Drehmomentwandler-Überbrückung in Fluidverbindung.
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Der Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus 40 umfasst ein hydraulisches Ventil 40A, einen herkömmlichen Schrittmotor 40B und ein Scheibenantriebsglied 40C. Das Ventil 40A umfasst einen Ventilkörper 40D, in dem eine Ventilbohrung 40E ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 40F verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilkörper 40D umfasst einen Einlassanschluss 40G, der mit dem Leitungsdruckkanal 54 in Fluidverbindung steht, und einen Auslassanschluss 40H, der mit dem primären Einspeisungskanal 72 in Verbindung steht.
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Mit dem Schrittmotor 40B ist ein Hebelarm 40I verbunden, der mit dem Ventilschieber 40F gelenkig verbunden ist und mit einem Nockenantriebsglied 40J verschiebbar in Eingriff steht, das ein Teil des Scheibenantriebsglieds 40C ist. Das Nockenantriebsglied 40J steht mit einer Scheibe 166 in Eingriff, die ein Bauteil einer Antriebsriemenscheibe 140 ist.
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Das Leitungsdruck-Begrenzungsventil 42 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 42A, in dem eine Ventilbohrung 42B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 42C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilkörper 42A weist einen Einlassanschluss 42D auf, der in Fluidverbindung mit dem zweiten Leitungsdruckkanal 60 steht, und zwei Auslassanschlüsse 42E, die in Fluidverbindung mit dem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 stehen. Die Funktion des Leitungsdruck-Begrenzungsventils 42 ist es, den Druck in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 auf ein Niveau zu begrenzen, das durch die Fläche des Ventilschiebers 42C und die Kraft in einer Steuerfeder 42F bestimmt ist. Jedes Mal dann, wenn der Druck in dem Leitungsdruckkanal 60 unter diesem Wert liegt, wird der Ventilschieber 42C eine ungedrosselte Strömung zwischen den Kanälen 60 und 62 zulassen.
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Das Kupplungsverstärkungsventil 44 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 44A, in dem eine Ventilbohrung 44B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 44C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 44C wird durch eine Steuerfeder 44D in der Ventilbohrung 44B nach rechts gedrängt. Der Ventilkörper 44A weist einen Einlassanschluss 44E und einen Auslassanschluss 44F auf. Der Einlassanschluss 44E steht mit dem Leitungsbegrenzungskanal 62 in Verbindung, und der Auslassanschluss 44F steht mit einem Kupplungsverstärkungskanal 82 in Fluidverbindung.
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Das Regelventil für die Aufbringung für die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung umfasst einen Ventilkörperabschnitt 46A, in dem eine Ventilbohrung 46B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 46C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 46C wird durch eine Steuerfeder 46D nach links in 1B gedrängt. Der Ventilkörper 46A weist einen Einlassanschluss 46E auf, der mit dem Leitungsbegrenzungskanal 62 in Fluidverbindung steht, zwei. Auslassanschlüsse 46F, die mit einem Kanal 84 für eine geregelte Aufbringung in Fluidverbindung stehen, und einen VASV-Signalanschluss 46G, der mit dem VASV-Signalkanal 78 in Fluidverbindung steht.
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Das Kupplungssteuerventil 48 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 48A, in dem eine Ventilbohrung 48B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 48C verschiebbar angeordnet ist. In den Ventilkörperabschnitt 48A sind ausgebildet ein Einlassanschluss 48D, der mit einem Leitungsbegrenzungskanal 62 in Fluidverbindung steht, zwei Auslassanschlüsse 48E, die mit einem Kupplungssteuerkanal 86 in Fluidverbindung stehen, ein erster Signalanschluss 48F, der mit dem VASV-Signalkanal 78 in Verbindung steht, und ein zweiter Signalanschluss 48G, der mit dem Kupplungsverstärkungskanal 82 in Verbindung steht. Eine Steuerfeder 48H drangt den Ventilschieber 48C in der Ventilbohrung 48B nach rechts in 1B. Der Ventilschieber 48C wird auch durch Fluiddruck in dem Kupplungsverstärkungskanal 82 nach rechts gedrängt, und wird durch Steuerdruck in dem VASV-Signalkanal 78 und durch Druck an den Auslassanschlüssen 48E, die auf das Ende des Ventilschiebers 48C wirken, nach links gedrängt. Somit ist der Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 eine Funktion des Kupplungsverstärkungsdruckes in dem Kupplungsverstärkungskanal 82, des VASV-Signaldruckes in Kanal 78 und des Auslassdruckes des Kupplungssteuerventils 48.
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Das Freigabeventil 50 für die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung umfasst einen Ventilkörperabschnitt 50A, in dem eine Ventilbohrung 50B ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber 50C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 50C wird durch eine Steuerfeder 50D in der Ventilbohrung 50B nach rechts gedrängt. Der Ventilschieber 50C wird durch Druck in dem Kanal 80 nach links gedrängt, der am rechten Ende des Ventilschiebers 50C durch einen Steueranschluss 50E hereingelassen wird. Der Ventilkörper 50A umfasst einen Kupplungssteuerungs-Einlassanschluss 50F, einen Anschluss 50G für eine geregelte Aufbringung, zwei Wandlereinspeisungsanschlüsse 50H, einen Anschluss 50I für eine begrenzte Kupplungssteuerungseinspeisung, einen zweiten Leitungsbegrenzungsanschluss 50J, einen Auslassanschluss 50K für ein Lösen des Drehmomentwandlers und einen Auslassanschluss 50L für ein Aufbringen des Drehmomentwandlers. Der Anschluss 50F steht mit dem Kupplungssteuerkanal 86 in Fluidverbindung, der Anschluss 50G steht mit dem Kanal 84 für eine geregelte Aufbringung in Fluidverbindung, die Anschlüsse 50H stehen mit dem Wandlereinspeisungskanal 64 in Fluidverbindung, der Anschluss 50I steht mit dem Kupplungseinspeisungskanal 88 in Fluidverbindung, der Anschluss 50J steht mit einem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 in Fluidverbindung, der Auslassanschluss 50K steht mit einem Kanal 90 für ein Lösen des Drehmomentwandlers in Fluidverbindung, und der Auslassanschluss 50L steht mit einem Kanal 92 für ein Aufbringen des Drehmomentwandlers in Fluidverbindung.
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Das Handschaltventil 52 umfasst einen Ventilkörperabschnitt 52A, der eine Ventilbohrung 52B aufweist, in der ein Ventilschieber 52C verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 52C ist vorzugsweise mit einem herkömmlichen Handschalt-Steuermechanismus verbunden, der den Ventilschieber 52C geradlinig in der Ventilbohrung 52B bewegen wird. Die Ventilbohrung 52B umfasst einen Einlassanschluss 52D, der mit dem Kupplungseinspeisungskanal 88 in Fluidverbindung steht, einen Drive-Anschluss 52E, der mit einem Drive-Kanal 94 in Fluidverbindung steht, und einen Rückwärtsgang-Anschluss 52F, der mit einem Rückwärtsgang-Kanal 96 in Fluidverbindung steht. Wenn der Ventilschieber 52C in die Rückwärtsgang-Stellung bewegt wird, wird unter Druck stehendes Fluid, das durch den Kanal 88 geliefert wird, durch einen Bypass-Anschluss 52G hindurchtreten, um dadurch eine Verbindung von Fluid von dem Einlassanschluss 52D zu dem Rückwärtsgang-Anschluss 52F in den Rückwärtsgang 96 zuzulassen. Es sind auch mehrere Auslassanschlüsse vorhanden, die den Rückwärtsgang-Kanal in Neutral, Drive und Parken entleeren werden, und die den Drive-Kanal am Ende des Ventilschiebers 52C in Neutral, Rückwärts oder Parken entleeren werden.
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In dem Drive-Kanal 94 ist eine Kugelrückschlag- und Öffnungsvorrichtung 98 angeordnet, die eine herkömmliche Steuerzeiteinrichtung ist, die ein schnelles Aufbringen und ein Lösen mit gesteuerter Strömung zulassen wird. Der Rückwärtsgang-Kanal 96 weist einen ähnlichen Steuerzeitmechanismus 100 für das Aufbringen und Lösen der Rückwärtsgang-Kupplung auf. Der Drive-Kanal 94 steht mit dem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 über eine Drosseleinrichtung 182 in Fluidverbindung, und der Rückwärtsgang-Kanal steht mit dem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 über eine Drosseleinrichtung 104 in Verbindung. Dies wird sicherstellen, dass die Kupplungen bei ihren normalen Eingriffsgeschwindigkeiten mit Fluid vorgefüllt sind.
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Das Getriebe 12 umfasst einen Drehmomentwandler 106, eine Planetenradanordnung 108, eine stufenlos verstellbare Einheit (CVU von continuously variable unit) 110 und einen Achsantriebsmechanismus 112. Der Drehmomentwandler 106 ist eine herkömmliche hydrodynamische Einrichtung mit einem motorgetriebenen Pumpenrad 114, einem fluidgetriebenen Turbinenrad 116 und einem Leitrad 118.
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Eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 120, die hier auch als Reibungseinrichtung bezeichnet wird, ist zwischen dem Turbinenrad 116 und einer Antriebsschale 122 angeordnet. Die Antriebsschale 122 steht auf einer herkömmlichen Weise zwischen einem Motor 124 und dem Pumpenrad 114 in Antriebsverbindung. Die Planetenradanordnung 108 umfasst ein Sonnenrad 126, ein Hohlrad 128 und einen Planetenträgeraufbau 130. Der Planetenträgeraufbau 130 umfasst ein Trägerelement 132 und mehrere kämmende Planetenträder 134 und 136, die jeweils mit dem Sonnenrad 126 bzw. dem Hohlrad 128 kämen.
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Das Trägerelement 132 wird durch eine Welle 138 angetrieben, die mit dem Turbinenrad 116 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 120 in Antriebsverbindung steht. Das Sonnenrad 126 steht mit einer Antriebsriemenscheibe 140 der CVU 110 in Antriebsverbindung. Das Hohlrad 128 steht mit einem Drehmomentübertragungsmechanismus oder einer Bremse 142, die hier auch allgemein als Reibungseinrichtung bezeichnet wird, in Wirkverbindung, die im aufgebrachten Zustand das Hohlrad 128 feststehend halten wird. Der Träger 132 und das Sonnenrad 126 stehen miteinander durch einen Drehmomentübertragungsmechanismus oder eine Kupplung 144 in Wirkverbindung, die im aufgebrachten Zustand das Hohlradelement 128 und den Planetenträgeraufbau 130 der Planetenradanordnung 108 miteinander verbinden wird, so dass das Planetenradsystem wie eine einzige Einheit rotieren wird.
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Die Antriebsriemenscheibe 140 steht über einen Reibriemen 146 mit einer Abtriebsriemenscheibe 148 in Eingriff. Die Abtriebsriemenscheibe 148 ist über zwei Zwischenräder 150 und 152 mit einem herkömmlichen Achsantriebsdifferential 154 verbunden, das ein Bauteil des Achsantriebsmechanismus 112 ist.
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Die Bremse 142 weist einen Aufbringungshohlraum 156 auf, der mit dem Rückwärtsgang-Kanal 96 in Fluidverbindung steht, und die Kupplung 144 weist einen Aufbringungshohlraum 158 auf, der mit dem Kanal 94 in Fluidverbindung steht. Somit werden die Kupplung und Bremse für Vorwärts und Rückwärts in ihrem Eingriff durch das Freigabeventil 50 und das Handschaltventil 52 gesteuert. Das Freigabeventil 50 für die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung dient dazu, einen Kupplungssteuerdruck in dem Kupplungssteuerkanal 86 dem Kupplungseinspeisungskanal 88 zuzuführen, wenn sich das Ventil in der gezeigten Federeinstellung befindet, oder von dem zweiten Leitungsbegrenzungskanal 62 zu dem Kupplungseinspeisungskanal 88, wenn sich der Ventilschieber 50C infolge eines Drucksignals an dem Anschluss 50E in der Druckeinstellung befindet.
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Die Scheibe 166 der Antriebsriemenscheibe 140 weist einen Doppelkammerkolben 160 auf, der Fluiddruck durch den Kanal 74 empfängt. Der Druck in dem Doppelkammerkolben 160 steuert die Kraft, mit der die Scheibenhälften gegen den Reibriemen 146 gehalten werden. Die Abtriebsriemenscheibe 148 weist einen Steuerkolben 162 auf, der eine Kammer 164 umfasst, die mit dem Leitungsdruckkanal 54 in Fluidverbindung steht. Deshalb liefert der Fluiddruck in den Leitungsdruckkanal 54 die Kraft, um die Scheibenhälften oder Riemenscheibe 148 gegen den Reibriemen 146 zu halten.
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Der Reibriemen 146 ist in 1C in zwei Stellungen gezeigt. Die der Stellung 146A, in der der Reibriemens 146 an dem am weitesten außen liegenden Ende oder Durchmesser der Antriebsriemenscheibe 140 liegt, ist die Overdrive-Stellung, das heißt die Stellung einer Übersetzung ins Schnelle, und die Stellung 146B, in der der Reibriemens 146 an dem am weitesten innen liegenden Durchmesser der Antriebsriemenscheibe 140 liegt, ist der maximale Underdrive-Zustand, das heißt der Zustand einer maximalen Übersetzung ins Langsame. Während des Betriebs des Getriebes im Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang wird der Druck auf den Doppelkammerkolben 160 aufgebracht, um den Reibriemen 146 aus der Stellung 146B in Richtung der Stellung 146A zu drängen. Wenn der Riemen auf der Antriebsriemenscheibe nach außen bewegt wird, wird er auf der Abtriebsriemenscheibe nach innen bewegt, wodurch die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe relativ zur Abtriebsdrehzahl des Getriebes 12 verringert wird.
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Der Druck in der Kammer 164 wird durch das primäre Druckregelventil 22 infolge des VASV-Signals in Kanal 68 bestimmt. Der Druck an dem Doppelkammerkolben 160 und in dem Kanal 74 wird durch den Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus 40 bestimmt und sein maximaler Betrag wird durch das primäre Einspeisungsbegrenzungsventil 32 begrenzt. Der Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus 40 weist einen Ausgangsdruck auf, der proportional zur Eingangsanforderung des Schrittmotors 40B und zur Stellung des Scheibenantriebsgliedes 40C ist.
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Wie es in 1C zu sehen ist, ist der Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus 40 an dem Getriebe angeordnet, und das Scheibenantriebsglied 40C wird durch die Scheibe 166 der Antriebsriemenscheibe 140 betätigt. Wenn der Schrittmotor 40B einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses anfordert, wird das Ventil 40A den primären Einspeisungsdruck in dem Einspeisungskanal 72 beeinflussen, wodurch der Druck in dem Doppelkammerkolben 160 derart geändert wird, dass die Scheibe 166 abhängig von der Druckänderung in die eine oder andere Richtung bewegt wird, und das Scheibenantriebsglied 40C wird die Hebelsteuereinrichtung 40I bewegen, um den Ventilschieber 40F in eine Stellung zurückzuführen, in der der Druck in dem Leitungsdruckkanal 54 zu dem primären Einspeisungskanal 72 auf ein Niveau dosiert wird, das das gewünschte Übersetzungsverhältnis aufrechterhält.
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Das Druckregelventil 22 arbeitet in drei Betriebsarten: eine primäre Betriebsart, eine sekundäre Betriebsart und eine Prioritäts-Betriebsart. In der primären Betriebsart wird eine Fluidströmung in Pumpe 14 von Auslassanschluss 18 an Leitungsdruckkanal 54 geliefert, an dem sie durch den Anschluss 22E in Richtung einer Differenzfläche 22K an dem Ventilschieber 22C eintritt. Der Fluiddruck, der auf die Differenzfläche 22K wirkt, wirkt entgegengesetzt zu dem VASV-Signal in Kanal 68 und der Kraft in Steuerfeder 22D, um den Ventilschieber 22C nach links zu bewegen, so dass der Kanal 56 durch Leitungsdruckanschluss 22G zu dem Auslassanschluss 22I hin geöffnet wird, wodurch das Fluid zu dem Ansauganschluss 16 der Pumpe 14 durch die Einlassleitung 57 zurückgeführt wird. Somit wird die Strömung von dem Auslassanschluss 20 der Pumpe 14 direkt zurück zur Saugseite geleitet, und erzeugt deshalb keinerlei Widerstand oder Energieabsorption in der Pumpe 14. Während dieses Betriebes wird ein Teil des Fluideingangs in Leitungsdruckkanal 54 durch das Druckregelventil 22 und aus einem der Anschlüsse 22F heraus zu dem Einspeisungskanal 58 gelenkt, an dem es zu dem sekundären Druckregelventil 24 gelenkt wird.
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Während der sekundären Betriebsart sind die Systemdruckanforderungen und Strömungsanforderungen ausreichend hoch, so dass der Ventilschieber 22C zu dem Leitungsdruckanschluss 22G hin geschlossen wird und die Ausgangsströmung von dem Auslassanschluss 20 durch eine Pumpenschaltkugel 170 zu dem Leitungsdruckkanal 54 gelangen und dann an der Differenzfläche 22K benutzt wird, um dem VASV-Signaldruck an Anschluss 22H und der Kraft in Steuerfeder 22D entgegenzuwirken. Während dieses Betriebes wird ein Teil des Einlasses des Fluids in Leitungsdruckkanal 54 durch das Druckregelventil 22 aus einem der Anschlüsse 22F heraus zu dem Einspeisungskanal 58 gelenkt, wo es zu dem sekundären Druckregelventil 24 gelenkt wird.
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Während der Prioritäts-Betriebsart wird der Ventilschieber 22C aufgrund des Druckes in Anschluss 22H und der Kraft in Steuerfeder 22D ausreichend nach rechts bewegt, so dass der Leitungsdruckkanal 54 von einem der Anschlüsse 22F getrennt wird, und wird über eine Drossel 22J mit dem Einspeisungskanal 58 in Verbindung gebracht, um einen minimalen Strömungsbetrag zu dem zweiten Druckregelventil 24 aufrechtzuerhalten. Das Überdruckregelventil 28 schützt vor plötzlichen oder momentanen Druckspitzen, die auftreten, wenn der Ventilschieber 22C nicht schnell genug anspricht, um die Änderung in dem Systemdruck zu beeinflussen, wenn Übergangsbedingungen oder Schaltbedingungen schnell auftreten.
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Das Druckregelventil 24 steuert einen Druck in dem Leitungsdruckkanal 60, der Einspeisungsöl für die Drehmomentübertragungsmechanismen, den Drehmomentwandler und den Ölkühler zuführt. Das Druckregelventil 24 lässt es zu, dass der Druck im Leitungsdruckkanal 60 unter den meisten Fahrbedingungen auf einem niedrigeren Wert als der des Druckes in dem Leitungsdruckkanal 54 gehalten werden kann. Der niedrigere Druck reduziert Leckage, was die Strömung erhöht, die für vorübergehende Manöver verfügbar ist, und verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, indem zugelassen wird, dass der sekundäre Auslassanschluss 20 zu einem früheren Zeitpunkt außer Betrieb genommen werden kann.
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Das Druckregelventil 24 hat zwei Funktionen. Es regelt den Druck im Leitungsdruckkanal 60, indem zwischen Anschluss 24E und Ablauf 24I moduliert wird, bis ein Kraftgleichgewicht zwischen dem Druck im Leitungsdruckkanal 60, dem VASVSignal in Kanal 68 und der Steuerfeder 24D erreicht ist. Zweitens zwingt das Druckregelventil 24 den begrenzten Wandlereinspeisungskanal 64 dazu, Öl mit einer niedrigeren Priorität als die des Öls im Leitungsdruckkanal 60 einzuspeisen. Um die Anzahl von Bauteilen zu verringern, wird das gleiche variable Ablasssolenoidventil 26 dazu verwendet, Signaldruck sowohl für Druckregelventil 22 als auch für Druckregelventil 24 zu liefern.
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2 zeigt, dass der VASV-Signaldruck, der erforderlich ist, um ein angemessenes Scheibendrehmoment bei einem vollen Übersetzungsverhältnis ins Schnelle (OD von overdrive ratio) bereitzustellen, kleiner ist als der Signaldruck des variablen Ablasssolenoidventil, der erforderlich ist, um ein volles Underdrive-Übersetzungsverhältnis (UD von underdrive ratio) bereitzustellen. Der Druck in dem Leitungsbegrenzungskanal 62, der die Drehmomentübertragungsmechanismen betätigt, ist keine Funktion des Übersetzungsverhältnisses, sondern lediglich eine Funktion des Antriebsdrehmoments. Da der gleiche Signalkanal 68 dazu verwendet wird, sowohl Druckregelventil 22 als auch Druckregelventil 24 zu modulieren, muss Druckregelventil 24 den Druck für eine volle Kapazität des Drehmomentübertragungsmechanismus bei dem VASV-Signal für ein Antriebsdrehmoment und das Overdrive-Übersetzungsverhältnis erreichen. Dies bedeutet, dass der Leitungsdruck im Leitungsdruckkanal 60 weiterhin ansteigt, wenn das VASV-Signal über den Wert von dem maximalen Eingangsdrehmoment bei vollem Overdrive-Übersetzungsverhältnis ansteigt.
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Das Leitungsdruck-Begrenzungsventil 42 ist unterstromig von dem Druckregelventil 24 angeordnet, um den maximalen Wert des Druckes in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 auf einen Wert bei oder unter dem maximal annehmbaren Wert an den Drehmomentübertragungsmechanismen und den Drehmomentwandlerbauteilen zu begrenzen. Dies sichert die Lebensdauer dieser Einheiten. Das Leitungsdruck-Begrenzungsventil 42 moduliert zwischen Anschluss 42D und dem Auslass, bis das Kraftgleichgewicht zwischen dem Druck im Leitungsbegrenzungskanal 62, der auf das Ende des Leitungsdruck-Begrenzungsventils 42 wirkt, und der Feder 42F erreicht ist. Der resultierende Druck in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 ist in 2 gezeigt.
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Das Druckregelventil 24 stellt auch eine Prioritätsfunktion zum Steuern des Druckes in dem Wandlereinspeisungskanal 64 bereit, den das Öl einer begrenzten Wandlereinspeisung hat, um den Druck im Leitungsdruckkanal 60 auf einem annehmbaren Niveau zu halten. Das Druckregelventil 24 stellt diese Prioritätsbeziehung her, indem der Wandlereinspeisungskanal 64 mit Fluid von dem Leitungsbegrenzungskanal 62 nur dann gespeist wird, nachdem die Strömungsanforderungen für den Leitungsdruckkanal 60 erreicht worden sind. Dies wird bereitgestellt, indem die Speisestrecke für den Wandlereinspeisungskanal 64 durch das Druckregelventil 24 geleitet wird. Wenn kein ausreichender Druck im Leitungsdruckkanal 60 erzeugt werden kann, werden die Steuerfeder 24D und das VASV-Drucksignal den Ventilschieber 24C nach rechts drücken, wodurch die Strömung von Fluid im Leitungsdruckkanal 60 zum Auslass gestoppt wird. Wenn der Druck im Leitungsdruckkanal 60 noch mangelhaft ist, wird sich der Ventilschieber 24C weiter nach rechts bewegen, bis er den Anschluss 24G drosselt, der den begrenzten Wandlereinspeisungskanal 64 versorgt. Die Strömung von Fluid in dem Wandlereinspeisungskanal 64 wird verringert, bis das Kraftgleichgewicht erreicht ist, oder bis Anschluss 24G voll geschlossen ist. Die Öffnung 66 ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass der Wandlereinspeisungskanal 64 niemals vollständig geschlossen ist, um etwas kühlere Strömung unter extremen oder vorübergehenden Betriebsbedingungen bereitzustellen.
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Die Funktion des Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventils 34 ist es, die Solenoidventile zu speisen. Diese Solenoidventile werden mit Öl höchster Priorität gespeist, das heißt mit dem Öl in Leitungsdruckkanal 54. Da der Druck im Leitungsdruckkanal 54 oft größer als der maximal zulässige Druck an den Solenoidventilen ist, ist das Stellglied-Einspeisungsbegrenzungsventil 34 enthalten, um den maximalen Druck, mit dem die Solenoidventile gespeist werden, auf einen Wert unter dem maximalen vom Hersteller empfohlenen Wert zu begrenzen.
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Der Druckwandler 30 hat zwei wichtige Funktionen. Der Druckwandler 30 befindet sich in dem Einspeisungskanal 58 zwischen den Druckregelventilen 22 und 24, um diese Funktionen zu erfüllen. Zuerst liefert der Druckwandler 30 eine genaue Rückkopplung für die ECU hinsichtlich des Ist-Druckes im Leitungsdruckkanal 54. Dies erlaubt eine Steuerung des Druckes im geschlossenen Regelkreis im Leitungsdruckkanal 54, was aufgrund der verringerten Drucksicherheitsfaktoren zu einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt. Zweitens liefert die Platzierung des Druckwandlers 30 in dem Einspeisungskanal 58 ein genaues Diagnosesignal, wenn das Getriebe arbeitet, während der Fluidverteilung von dem Leitungsdruckkanal 60 Priorität gegeben wird. Zustände, die diese Art von Betrieb bewirken könnten, würden eine erhöhte Pumpenleckage oder andere Hydraulikkreisleckage umfassen. Dieses Signal könnte von der ECU dazu verwendet werden, eine Diagnosehandlung vorzunehmen, wie etwa das Übersetzungsverhältnis konstant zu halten oder die Leerlaufdrehzahl zu erhöhen oder andere Betriebsfunktionen.
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Das Kupplungssteuerventil 48 regelt den Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86, wenn zwischen dem Anschluss 48D und einem Auslassanschluss moduliert wird, bis ein Kraftgleichgewicht gegen die Steuerfeder 48H und den variablen Solenoidventildruck an dem Signalanschluss 48F erzielt ist.
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Während eines Schaltereignisses oder eines Gangwechsels wird der Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 als eine Funktion der Flächenverhältnisse des Kupplungssteuerventils 48, der Steuerfeder 48H und des VASV-Signaldruckes in Signalanschluss 48F moduliert. Das Flächenverhältnis wird als die Ventilverstärkung bezeichnet. Das genannte Flächenverhältnis ist die Fläche am Ende des Ventilschiebers 48C und die Differenzfläche, die dem Signalanschluss 48F präsentiert wird. Je größer die Verstärkung zwischen dem Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 und dem Druck in Kanal 78 ist, desto stärker schwankt der Kupplungssteuerdruck relativ zu Änderungen und Abweichungen des Druckes in Kanal 78. Die Abweichungen des Druckes in dem Kupplungssteuerkanal 86 erzeugen Abweichungen im Schaltgefühl, die für den Bediener unannehmbar sein könnten.
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Bei der herkömmlichen Praxis würde die Verstärkung des Kupplungssteuerventils 48 für maximale Druckanforderungen des Drehmomentübertragungsmechanismus für sein ungünstigstes Haltemoment bemessen werden. Haltemomente sind oftmals viel höher als Schaltmomente. Während Schaltmomenten rutscht die Kupplung durch. Nur bei rutschender Kupplung werden Fehler im Kupplungsdruck als für den Bediener unangenehmes Schaltgefühl spürbar. Deshalb ist es erwünscht, die Ventilverstärkung derart festzulegen, dass sie die geringste ist, die die Schaltereignisse bewerkstelligen wird. Dies lässt das Problem übrig, zusätzlichen Druck für die Drehmomenthalteereignisse zuzuführen.
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Dieses Steuersystem erlaubt es, dass die Verstärkung des Kupplungssteuerventils 48 für Schaltereignisse optimal bemessen werden kann, während es einen erhöhten oder verstärkten Druck für Halteereignisse liefert. Das Verstärkungsventil 44 stellt abhängig vom Niveau des Druckes im Leitungsbegrenzungskanal 62, der auf das Ende des Ventils 44 wirkt, entweder einen Auslass oder Druck in dem Kupplungsverstärkungskanal 82 für das Federende des Kupplungssteuerventils 48 bereit. Wenn der Ausgang des Ventils 44 mit dem Auslass verbunden ist, erfolgt das Kraftgleichgewicht wie normal, und der Kupplungsregeldruck in dem Kupplungssteuerkanal 86 ist eine Funktion der Verstärkung des Kupplungssteuerventils 48, des Druckes in Kanal 78 und der Kraft in Steuerfeder 48H. Wenn der Ausgang des Ventils 44 gleich dem Druck im Leitungsbegrenzungskanal 62 ist, wird das Kupplungssteuerventils 48 in die offene Stellung geschoben, und der Anschluss 48D wird zu dem Anschluss 48E hin geöffnet. Der Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 wird während dieses Ereignisses auf das Druckniveau in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 angehoben. Das Niveau des Druckes in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 wird durch die modulierenden Steuereinrichtungen von Druckregelventil 24 unabhängig festgelegt, um genug Druck für das Halteereignis zu liefern.
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Das Ventil 46 regelt einen gesteuerten Druck in Kanal 84 durch Modulieren zwischen einem Druck an Anschluss 46E und einem Auslassanschluss, bis das Kraftgleichgewicht gegen die Steuerfeder 46D und den Druck des variablen Solenoidventils in Anschluss 46G erzielt ist. Während des Betriebes der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung wird der Druck in Kanal 84 als eine Funktion des Flächenverhältnisses des Regelventils 46, der Steuerfeder 46D und des Druckes des variablen Ablasssolenoidventils an Anschluss 46G moduliert. Die Verwendung eines Solenoidventils 36 statt eines normalen oder herkömmlicheren pulsweitenmodulierten Solenoidventils liefert ein weniger verrauschtes Signal und ergibt weniger Abweichungen im Leitungsdruck. Das Ergebnis ist eine verbesserte Arbeitsweise der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung.
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Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist ein Schiebeventil mit zwei diskreten Stellungen, und zwar einer Federeinstellung und einer Druckeinstellung. Die Feder schiebt das Ventil in seine abgeregte oder Federeinstellung. Wenn das Drehmomentwandler-Solenoidventil 38 elektrisch aktiviert wird, wird das Signal in Kanal 80 zu dem Anschluss 50E gesendet, wobei der Ventilschieber gegen die Feder 50D in seine erregte oder Druckeinstellung geschoben wird. In der abgeregten oder Federeinstellung speist das Freigabeventil 50 den Kanal 88 mit Druck von dem Kupplungssteuerkanal 86. Das Freigabeventil 50 speist auch den Kanal 90 mit Druck von dem Wandlereinspeisungskanal 64 und verbindet den Kanal 92 mit einem Ölkühlerkreis 172. In dieser Stellung schließt das Ventil auch den Anschluss 50G. In der erregten oder Druckeinstellung speist das Freigabeventil 50 den Kanal 88 mit Druck von dem Leitungsbegrenzungskanal 62, entleert den Kanal 90 durch eine Öffnung 174, speist den Kanal 92 mit Fluid in Kanal 84 und verbindet den Wandlereinspeisungskanal 64 mit dem Ölkühlerkreis 172.
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Das Freigabeventil 50 kann dem Kanal 88 Fluid mit moduliertem Steuerdruck von dem Kupplungssteuerkanal 86 zuführen, wenn sich das Freigabeventil 50 in der abgeregten Stellung befindet und eine Aufbringung des Drehmomentübertragungsmechanismus erforderlich ist, aber die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung gelöst werden muss. Ein Beispiel hierfür wäre die Verwendung des Druckes in Kanal 88, um einen der Drehmomentübertragungsmechanismen des Getriebes in Eingriff zu bringen, um ein Ingangsetzen des Fahrzeugs zu beginnen. Der Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 wird durch den Druck in Kanal 78 gesteuert, der von dem variablen Ablasssolenoidventil 36 kommt. Unter solchen Bedingungen muss die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung gelöst werden, um ein Stehenbleiben des Motors zu verhindern und eine Drehmomentmultiplikation durch den Drehmomentwandler zuzulassen, um das Ingangsetzungsvermögen zu verbessern. Da der offene Drehmomentwandler unter solchen Bedingungen Wärme erzeugt, wird die Rücklaufströmung in dem Kanal 92 mit dem Ölkühlerkreis 172 verbunden.
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Wenn sich das Freigabeventil 50 in der erregten oder Druckeinstellung befindet, wird das Freigabeventil 50 dazu verwendet, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung aufzubringen. Der Druck in Kanal 84 wird zu dem Druck in Kanal 92 gelenkt, der die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung mit Energie beaufschlagt. Der Druck in Kanal 90, der das Rücklauföl von der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist, wird über eine Öffnung 174 abgelassen, um das Aufbringungsgefühl der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung zu verbessern. Da das Solenoidventil 36 gemäß den Anforderungen des Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungssystems moduliert wird, wird der Druck in dem Kupplungssteuerkanal 86 mit einem für den Drehmomentübertragungsmechanismus, der in Eingriff gebracht worden ist, nicht korrekten Niveau moduliert. Aus diesem Grund wird der Druck in dem Leitungsbegrenzungskanal 62 mit Kanal 88 in Verbindung gebracht. Da die erzeugte Wärme des Drehmomentwandlers minimal ist, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung aufgebracht ist, umgeht der Wandlereinspeisungskanal 64 den Drehmomentwandler und ist direkt mit dem Ölkühlerkreis 172 verbunden.
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Herkömmliche Praxis wäre es, ein separates Regelventil, Steuerventil, Ein/Aus-Ventil und variable Ablasssolenoidventile sowohl für die Steuerung des Drehmomentübertragungsmechanismus als auch für die Steuerung der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung vorzusehen. Bei dem vorliegenden System sind diese beiden Kriterien durch den Mehrfachbetrieb zweier Systeme erfüllt, so dass ein einziger Satz Ventile beide Funktionen erfüllen wird. Der Schutz der Fehlfunktions-Betriebsart und die Modulationsanforderungen für die beiden Systeme sind sehr ähnlich. Die Modulationsbetriebsarten sind wechselseitig ausschließlich, da die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung nicht aufgebracht ist, während der Drehmomentübertragungsmechanismus aufgebracht ist, und umgekehrt. Dies erlaubt die Wiederverwendung des variablen Ablasssolenoidventils 36, des Solenoidventils 38 und des Freigabeventils 50, um Kosten, Herstellungszeit und Montagezeit zu verringern und auch die gesamte Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern.
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Die Modulationsanforderungen für den Druck in den Kanälen 92 und 98 sind recht ähnlich. Beide erfordern geregelte Drücke als eine Funktion der Ventilverstärkung, der Federlast und des elektronisch gesteuerten Modulationsdrucksignals, das von dem VASV-Ventil 36 geliefert wird. Deshalb ist die Wiederverwendung des Ventilsteuerkreises sowohl während des Eingriffs der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als auch während des Eingriffs des Drehmomentübertragungsmechanismus verfügbar.
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Die Anforderungen der Funktionsverlust-Betriebsart sind auch sehr ähnlich für den Druck in Kanal 92 und den Druck in Kanal 88. Für das Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungssystem ist es weder annehmbar, dass eine Fehlfunktion eines einzigen Elementes auftritt, die zu einem Verlust an Wandlerströmung zu dem Drehmomentwandler bei nicht aufgebrachter Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung führt, noch ist es annehmbar, dass der Motor infolgedessen stehen bleibt, dass die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten aufgebracht wird. Die Bauelemente, die erforderlich sind, um diese zwei Anforderungen zu erfüllen, sind ein unabhängiges, elektronisch gesteuertes Schiebeventil in Reihe mit einem Aufbringungsregelventil. Für den Druck in Kanal 88 ist es nicht annehmbar, dass die Fehlfunktion eines einzigen Elementes zu einem Verlust der Fähigkeit führt, den Drehmomentübertragungsmechanismus aufzubringen. Die Bauelemente, die erforderlich sind, um diese Anforderung zu erfüllen, sind ein unabhängiges, elektronisch gesteuertes Schiebeventil in Reihe mit einem Kupplungsregelventil. Dieser Schutz wird in beiden Fällen durch die Ventile 50, 38 und 36 bereitgestellt. Zusätzlich stellt das leitungsaktivierte Verstärkungsventil 44 einen unabhängigen Schutz bereit.
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Wenn das elektrische System ausfallen sollte, wird das Freigabeventil 50 die Federeinstellung annehmen, wie sie durch die Feder 50D hergestellt wird. Der Kupplungssteuerdruck in dem Kupplungssteuerkanal 86 wird auf einem maximalen Wert gehalten, wie er durch die Steuerfeder 48H und den an Anschluss 48G angelegten Vorspannungsdruck in dem Kanal hergestellt wird. Das Freigabeventil 50 wird das unter Druck stehende Fluid in dem Kupplungssteuerkanal 86 an den Kanal 88 liefern, der mit dem Ventil 52 in Verbindung steht, welches wiederum unter Druck gesetztes Fluid auf den Drehmomentübertragungsmechanismus, der von dem Bediener ausgewählt worden ist, verteilen wird. Die durch die Druckregelventile 22 und 24 hergestellten Systemdrücke werden auf einem maximalen Wert liegen, und das Übersetzungsverhältnis der CVU 110 wird unverändert bleiben. Dies wird es dem Bediener erlauben, das Fahrzeug in eine Reparaturwerkstatt zu fahren, wo die elektrische Funktion wiederhergestellt werden kann.
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Zusammengefasst umfasst eine elektrohydraulische Steuerung für ein stufenloses Getriebe ein erstes Regelventil, das gesteuert wird, um einen Hochdruckausgang bereitzustellen und somit das Übersetzungsverhältnis in dem stufenlosen Getriebe zu steuern, und ein zweites Regelventil, das gesteuert wird, um einen Eingriffsdruck für Drehmomentübertragungsmechanismen in dem Getriebe bereitzustellen. Die Steuerung umfasst den Mehrfachbetrieb der Ventilbauteile, die Erzeugung einer Prioritätsvergabe der Fluidströmung, eine Detektion der Prioritäts-Betriebsart, Überdruckschutzventile und stellt eine minimale Fluidströmung zu den Drehmomentübertragungsmechanismen und dem Ölkühler sicher.
