DE10323252B4

DE10323252B4 - Druckregler

Info

Publication number: DE10323252B4
Application number: DE10323252A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Fritz Walter; Dipl.-Ing. Bornträger Kai
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2023-05-24
Also published as: SE527913C2; SE0400488L; DE10323252A1; SE0400488D0

Abstract

Durch einen Druckregler für ein Schaltelement (1) in einem Automatgetriebe mit einem Regelventil (4) und einem Schaltventil (5) können durch gezielte Druckbeaufschlagung von Flächen (6, 8) am Regelventil (4) verschiedene Druckbereiche eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregler nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
In der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift, 79. Jahrgang, Heft 9/1977 ist ein automatisches Getriebe beschrieben, das einen Wandler, einen Retarder und ein Planetenradsystem aufweist. Dieses automatische Getriebe weist weiterhin einen gemeinsamen Ölkreislauf für Schaltsteuerung, Wandler, Retarder, Schmierung und Wärmeabfuhr auf. Um einen Gang zu wechseln, werden mehrere Schaltelemente benötigt. Dazu gehören beispielsweise für jede Kupplung und/oder Bremse ein Schalt- und Drucksteuerventil, ein Vorsteuerventil und ein Abschaltventil. Abhängig vom eingelegten Gang werden über einen Betätigungskolben einer Lamellenbremse abhängig vom eingelegten Gang unterschiedliche Kolbenflächen mit Druck beaufschlagt. Dadurch ergeben sich bei gleichem Druck unterschiedlich große Kolbenkräfte auf ein Lamellenpaket und unterschiedliche Auflösungen von Druck zu Rutschmoment der Kupplung. Dies beinhaltet eine Strom-Kraft-Wandlung an einem Proportionalmagnet, eine Kraft-Druck-Wandlung an einem Druckregelventil, eine Druck-Kraftwandlung an einem Schaltelementkolben und eine Kraft-Moment-Wandlung am Lamellenpaket. Um eine an alle Betriebszustände angepasst Strom-Moment-Auflösung zu erreichen, wird die Kraft-Moment-Wandlung am Schaltelementkolben variiert.
Bei Planetengetrieben wird die erforderliche Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes nicht in jedem Gang, an dem es beteiligt ist, zu 100% ausgenutzt. Die sogenannten Stützfaktoren geben an, wie viel Prozent des Motormomentes durch das Schaltelement abgestützt werden müssen. Dabei kommt es vor, daß ein Schaltelement bei maximaler Wandlung mit 18 bar Druck am Betätigungskolben des Schaltelementes geschlossen gehalten werden muß, in einem anderen Gang jedoch für das Abstützen einer Schaltung 4 bar genügen. Da ein zugehöriger Druckregler bei maximalem Strom 18 bar bereitstellen muß, ist die Ungenauigkeit bei einer Regelung des Drucks bei 4 bar größer.
Nachteilig ist der dadurch benötigte Bauraumbedarf, der die Gesamtlänge eines Getriebes bestimmt. Weiterhin benötigt der Betätigungskolben des Schaltelementes mehrere Dichtelemente, was neben höheren Kosten vor allem zu höheren Reibkräften im Getriebe und damit zu einer größeren Hysterese der Getriebekennlinie führt.
Die DE 35 41 313 A1 offenbart eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder und mit einem mit Druckkolben ausgerüsteten Radbremszylinder. Der Druckkolben weist zwei wirksame Druckflächen auf, deren eine über ein Stellventil je nach Bedarf gesperrt oder hinzugeschaltet werden kann. Durch diese Anordnung lässt sich die Anpresskraft der Bremsbacken auf die Bremsscheibe, losgelöst von der am Hauptbremszylinder aufgebrachten Kraft regeln.
Die DE 197 56 685 C2 offenbart ein Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug. In einer von einer Ölpumpe abführenden Druckleitung der Druckversorgungseinrichtung ist eine Druckeinstelleinrichtung angeordnet ist, welche mit einem Schaltventil in der Druckleitung und einer das Schaltventil umgehenden Bypassleitung ausgebildet ist. In der Bypassleitung ist ein in einem Zylindergehäuse angeordneter und zwischen zwei Wegbegrenzungseinrichtungen verschiebbarer Stufenkolben angeordnet, welcher mit einer ersten Stirnfläche einen ersten Zylinderraum und mit einer zweiten, entgegengesetzten Stirnfläche in Richtung der Ölpumpe einen zweiten Zylinderraum begrenzt, welcher einen kleineren Querschnitt aufweist, als der erste Zylinderraum.
Die US 6 089 364 A offenbart ein Hydraulikdruck-Steuerventil zum Steuern eines Drucks, der einem Reibungseingriffselement in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe zugeführt wird. Ein erstes Druckregelventil ist mit einer Hydraulikdruckquelle verbunden und ein zweites Druckregelventil ist mit dem ersten Druckregelventil verbunden, um einen Ausgangs-Hydraulikdruck zu empfangen. Der Ausgangs-Hydraulikdruck wird hierbei auf ein Ende des ersten Druckregelventils und auf das zweite Druckregelventil ausgeübt, wobei das zweite Druckregelventil über eine Feder mit dem ersten Druckregelventil verbunden ist.
Die DE 39 17 466 C1 offenbart ein Kegelscheibengetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer stufenlos ein- und verstellbaren Übersetzung, bei dem je eine axial verschiebbare Kegelscheibe durch hydraulische Spannmittel zur Erzeugung der Anpresskräfte auf ein zwischen den Kegelscheiben umlaufendes Zugmittel stellbar ist. Die Spannmittel werden durch ein Steuerventil mit Druckmittel beaufschlagt, in dessen Rückfluss sich auf den Getriebewellen angeordnete Drehmomentfühler befinden, die den Rückfluss lastabhängig drosseln.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch einen Druckregler gangabhängig verschiedene Druckregelbereiche einstellen zu können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Druckregler gelöst.
Durch Druckbeaufschlagung von verschiedenen definierten Flächen am Druckregler können gangabhängig unterschiedliche Druckbereiche eingestellt werden. Durch Zu- bzw. Wegschalten der Flächen wird die mit Druck beaufschlagte Fläche größer bzw. kleiner und dadurch der Regelbereich des Druckreglers kleiner bzw. größer. Sind beispielsweise für den Rückwärtsgang 18 bar erforderlich, wird eine Fläche am Druckregler weggeschaltet, dadurch wird die mit Druck beaufschlagte Fläche kleiner und Regelbereich des Druckreglers größer. Für einen Gang, der nur 4 bar erfordert, wird eine Fläche zugeschaltet, der Regelbereich wird somit verkleinert, wodurch eine genauere Regelung erreicht werden kann. Dies kann durch Addition von Flächen im Regelventil erfolgen. Die Umschaltung von einem Regelbereich auf einen anderen kann beispielsweise auch über den Schaltdruck eines anderen Schaltelementes eingestellt werden. Die Ansteuerung des Schaltelementes und die damit verbundene Anpassung der Regelbereiche durch Zu- bzw. Wegschalten einzelner Flächen kann beispielsweise durch ein Schaltventil erfolgen. Weitere Ausführungsformen der Erfindung wären beispielsweise eine definierte Einstellung des Flächenverhältnisses oder die Abschaltung der Flächen im Regelventil, wodurch sich im Regelventil eine größtmögliche Überdeckung einstellen würde. Damit würde die Leckage annähernd auf Null reduziert und der Druck direkt durchgeschaltet.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 den Schaltzustand eines erfindungsgemäßen Druckregelventils für einen großen Regelbereich und
2 den Schaltzustand eines erfindungsgemäßen Druckregelventils für einen kleinen Regelbereich.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Druckregler in einem automatischen Getriebe mit einem Schaltelement 1 und einem Kolben 2, der gezielt in eine Anlegeposition gebracht werden muß, um ein sanftes Schließen des Schaltelementes 1 zu ermöglichen. Beim Schalten von einem Gang in einen anderen Gang muß die Drehzahldifferenz im zuzuschaltenden Schaltelement geregelt und das hohe Drehzahlniveau des Fahrzeugmotors auf Null reduziert werden, was eine sehr genaue Regelung eines Drucks in einer Leitung 3 erforderlich macht. Der Druck in der Leitung 3 wird mit Hilfe eines Regelventils 4 reduziert. Das Regelventil 4 wird durch einen Proportionalmagnet 10 betätigt. Das Schaltelement 1 wird so lange befüllt, bis der Kolben 2 an einem Lamellenpaket 9 anliegt, um eine Lastübernahme zu ermöglichen. Über ein Schaltventil 5 kann der Regelbereich eingestellt werden. Wird das Schaltventil 5 nicht gegen die Federkraft geschaltet, wird der Druck in der Leitung 3 nur auf eine Fläche 6 des Regelventils 4 zurückgeführt. Im Regelventil 4 bewirkt der Druck in der Leitung 3 einen Druckabfall über Spalte, ein Kolben 7 wird durch ein sich einstellendes Kräftegleichgewicht in eine definierte Position gebracht, was einen großen Regelbereich ermöglicht.
In 2 wird das Schaltventil 5 gegen die Federkraft geschaltet, wodurch eine weitere Fläche 8 mit Druck beaufschlagt wird, wodurch der Kolben 7 im Regelventil 4 verschoben und der Druck in der Leitung 3 reduziert wird. Dies ermöglicht eine feinere Regelung, da der Regelbereich verkleinert wird.
Bezugszeichenliste

1: Schaltelement
2: Kolben
3: Leitung
4: Regelventil
5: Schaltventil
6: Fläche
7: Kolben
8: Fläche
9: Lamellenpaket
10: Proportionalmagnet

Claims

Druckregler für ein Schaltelement (1) in einem Automatgetriebe mit einem Regelventil (4) umfassend einen Kolben (7) und mit einem Schaltventil (5), wobei das Schaltelement (1) über eine Leitung (3) mit dem Regelventil (4) verbunden ist und ein Druck in der Leitung (3) zum Schaltelement (1) mit Hilfe des Regelventils (4) reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Leitung (3) zum Schaltelement (1) einer ersten Fläche (6) des Kolbens (7) des Regelventils (4) zugeführt ist und der Druck in der Leitung (3) zum Schaltelement (1) über das Schaltventil (5) einer weiteren Fläche (8) des Kolbens (7) des Regelventils (4) zuführbar ist, derart, dass die Position des Kolbens (7) im Regelventil (4) veränderbar ist und unterschiedliche Druckbereiche in der Leitung (3) zum Schaltelement (1) einstellbar sind.
Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei unbetätigtem Schaltventil (5) durch den über die Leitung (3) zum Schaltelement (1) auf die erste Fläche (6) des Kolbens (7) des Regelventils (4) wirkenden Druck der Kolben (7) des Regelventils (4) eine definierte Position einnimmt.
Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei betätigtem Schaltventil (5) die weitere Fläche (8) des Kolbens (7) des Regelventils (4) mit Druck aus der Leitung (3) zum Schaltelement (1) beaufschlagt wird, wodurch der Kolben (7) des Regelventils (4) derart verschoben wird, dass der Druck in der Leitung (3) reduziert wird.