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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 62/148,834, die am 17. April 2015 eingereicht wurde, und die ausdrücklich in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Antriebsstrangsysteme und insbesondere ein Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem für ein stufenlos variables Automatikgetriebe.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Herkömmliche Fahrzeugantriebsstrangsysteme, die im Stand der Technik bekannt sind, umfassen einen Motor in drehender Verbindung mit einem Getriebe. Der Motor erzeugt Drehmoment, das selektiv auf das Getriebe übertragen wird, das wiederum Drehmoment an ein oder mehrere Räder überträgt. Das Getriebe vervielfacht Drehzahl und Drehmoment, die durch den Motor erzeugt werden, über eine Reihe von vorbestimmten Zahnradsätzen, wobei ein Wechsel zwischen den Zahnradsätzen dem Fahrzeug ermöglicht, mit unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten für eine gegebene Motordrehzahl zu fahren. Somit sind die Zahnradsätze des Getriebes so ausgestaltet, dass der Motor mit speziellen gewünschten Drehzahlen betrieben wird, um die Leistung und Effizienz zu optimieren.
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Neben dem Wechseln zwischen den Zahnradsätzen oder Gängen wird das Automatikgetriebe auch verwendet, um den Eingriff mit dem Motor zu modulieren, wodurch das Getriebe selektiv den Eingriff mit dem Motor steuern kann, um den Fahrzeugbetrieb zu ermöglichen. Als Beispiel wird die Drehmomentübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe in der Regel unterbrochen, während ein Fahrzeug abgestellt oder im Leerlauf ist, oder wenn das Getriebe zwischen den Zahnradsätzen oder Gängen schaltet. Bei herkömmlichen Automatikgetrieben erfolgt die Modulation über eine hydrodynamische Vorrichtung, wie etwa einen hydraulischen Drehmomentwandler. Automatikgetriebe werden in der Regel unter Verwendung von Hydraulikfluid gesteuert und umfassen eine Pumpenanordnung, ein oder mehrere Elektromagnetventile und ein elektronisches Steuergerät. Die Pumpenanordnung stellt eine Quelle für Fluidleistung an die Elektromagnetventile bereit, die ihrerseits durch das Steuergerät betätigt werden, um selektiv Hydraulikfluid durch das Automatikgetriebe zu leiten, um die Modulation des Drehmoments zu steuern, das durch den Motor erzeugt wird.
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Ein Typ von Automatikgetriebe ist als stufenlos variables Getriebe (CVT) bekannt. Solche variablen Getriebe haben im Allgemeinen die Form von zwei verstellbaren Riemenscheiben, wobei jede Riemenscheibe eine Treibscheibe aufweist, die axial fixiert ist, und eine andere Treibscheibe, die relativ zu der ersten Treibscheibe axial beweglich ist. Ein flexibler Riemen aus Metall oder Elastomermaterial, oder eine Kette, wird verwendet, um die Riemenscheiben miteinander zu koppeln. Die Innenflächen der Riemenscheiben-Treibscheiben sind abgeschrägt oder abgefast, so dass, wenn die axial verschiebbare Treibscheibe bewegt wird, der Abstand zwischen den Treibscheiben und somit der effektive Riemenscheibendurchmesser eingestellt wird. Die verschiebbare Treibscheibe umfasst eine fluidhaltende Kammer zur Aufnahme von Fluid, um den effektiven Riemenscheibendurchmesser zu erhöhen, und wenn Fluid aus der Kammer ausgestoßen wird, wird der Riemenscheibendurchmesser verringert. Allgemein wird der effektive Durchmesser einer Riemenscheibe in einer Richtung eingestellt, während der effektive Durchmesser der zweiten Riemenscheibe in der entgegengesetzten Richtung variiert wird, wodurch eine Änderung des Antriebsverhältnisses zwischen einer Eingangswelle, die mit einer Eingangsriemenscheibe gekoppelt ist, und der Ausgangswelle, die mit der Ausgangsriemenscheibe gekoppelt ist, bewirkt wird. Als Ergebnis ist das Antriebsverhältnis zwischen den Wellen auf kontinuierliche, gleichmäßige Weise variabel. Die Elektromagnetventile werden in der Regel auch verwendet, um die Treibscheiben des stufenlos variablen Automatikgetriebes zu betätigen, und können auch verwendet werden, um Hydraulikfluid zu steuern, das zur Kühlung und/oder Schmierung verschiedener Komponenten des Getriebes während des Betriebs verwendet wird.
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In Abhängigkeit von der spezifischen Konfiguration des Automatikgetriebes kann die Modulation und/oder Treibscheibenbetätigung es erfordern, dass die Pumpenanordnung betrieben wird, um Hydraulikfluid mit relativ hohen Druck-Größenordnungen zu beaufschlagen. Umgekehrt erfordern die Schmierung und/oder Kühlung in der Regel einen wesentlich niedrigeren Hydraulikfluiddruck, wobei ein zu hoher Druck einen negativen Effekt auf den Betrieb und/oder die Effizienz des Getriebes hat. Außerdem erwärmt sich das Hydraulikfluid während des Betriebs des Automatikgetriebes, und Temperaturveränderungen des Hydraulikfluids führen zu einer entsprechenden Änderung der Viskosität des Hydraulikfluids. Wo ein spezieller Hydraulikdruck nötig ist, um das Getriebe richtig zu betreiben, variiert somit das Hydraulikfluidvolumen, das erforderlich ist, um den notwendigen Hydraulikdruck zu erzielen, mit der Betriebstemperatur. Ferner ist die Fluidströmung proportional zu der Pumpendrehzahl, wo die Pumpenanordnung durch das Antriebsstrangsystem angetrieben wird. Da die Fluidströmung mit steigender Drehzahl ebenfalls zunimmt, muss unter bestimmten Betriebsbedingungen ein beträchtliches Fluidvolumen, das durch die Pumpenanordnung verdrängt wird, umgewälzt werden, um die richtigen Fluidströmungs- und Druckanforderungen im gesamten Automatikgetriebe aufrecht zu erhalten, was zu unvorteilhaften parasitären Verlusten und damit geringer Effizienz führt.
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Alle Komponenten und Systeme des vorstehend beschriebenen Typs müssen zusammenwirken, um effektiv die Übertragung von Drehmoment von dem Motor an die Räder des Fahrzeugs zu modulieren. Außerdem müssen alle Komponenten und Systeme so ausgelegt werden, dass sie nicht nur eine verbesserte Leistung und Effizienz ermöglichen, sondern auch die Kosten und Komplexität der Herstellung der Fahrzeuge verringern.
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Die Effizienz des Hydrauliksteuersystems für ein Automatikgetriebe kann durch Verwendung einer oder mehrerer Pumpen mit mehreren Ausgabeanschlüssen verbessert werden, die unterschiedliche Abschnitte des Antriebsstrangsystems mit Fluid speisen, das unterschiedliche Druckpegel und unterschiedliche Strömungsraten aufweist. Somit herrscht in der Technik Bedarf, ein neues Hydrauliksteuersystem zur Verwendung mit einem stufenlos variablen Automatikgetriebe bereitzustellen, das diese Effizienz erreicht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem zur Verwendung mit einem stufenlos variablen Automatikgetriebe eines Fahrzeugantriebsstrangsystems bereit, das umfasst: zumindest eine Pumpe, die ein drehbares Pumpenelement, zumindest eine Einlassregion zur Aufnahme von Fluid, das durch das Pumpenelement gepumpt werden soll, und zumindest eine Ausgaberegion zur Ausgabe von Fluid, das durch das Pumpenelement gepumpt wird, umfasst. Das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem umfasst auch ein Schaltventil, das zumindest zwei separate Ausgänge von Fluid, das durch die zumindest eine Pumpe gepumpt wird, erhält, um zu erlauben, dass die zumindest zwei separaten Ausgänge selektiv kombiniert und/oder getrennt werden, Das Schaltventil weist ein Ventilelement auf, das zwischen zumindest drei Stellungen beweglich ist, die Fluidausgänge mit einem ersten Fluiddruck, einem zweiten Fluiddruck und einem dritten Fluiddruck an einen oder mehrere Abschnitte des stufenlos variablen Automatikgetriebes erzeugen.
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Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems zur Verwendung mit einem stufenlos variablen Automatikgetriebe eines Fahrzeugantriebsstrangsystems bereit, das als Schritt das Pumpen von Fluid durch zumindest eine Pumpe aufweist, die ein drehbares Pumpenelement, zumindest eine Einlassregion zur Aufnahme von Fluid, das durch das Pumpenelement gepumpt werden soll, und zumindest eine Ausgaberegion zur Ausgabe von Fluid, das durch das Pumpenelement gepumpt wird, umfasst. Das Verfahren umfasst als Schritte auch das Erhalten von zumindest zwei separaten Fluidausgängen, die durch die zumindest eine Pumpe gepumpt werden, an einem Schaltventil, wobei das Schaltventil ein Ventilelement aufweist, das zwischen zumindest drei Stellungen beweglich ist, und Bewegen des Ventilelements zwischen den zumindest drei Stellungen, um Fluidausgänge mit einem ersten Fluiddruck, einem zweiten Fluiddruck, und einem dritten Fluiddruck an einen oder mehrere Abschnitte des stufenlos variablen Automatikgetriebes zu erzeugen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein neues Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem für ein stufenlos variables Automatikgetriebe bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem eine oder mehrere Pumpen mit mehreren Ausgabeanschlüssen umfasst, die unterschiedliche Abschnitte des Hydrauliksteuersystems mit Fluid versorgen, das mit unterschiedlichen Druckpegeln und unterschiedlichen Strömungsraten vorliegt. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem ein Schaltventil umfasst, das es erlaubt, die Ausgaben der einen oder mehreren Pumpen selektiv zu kombinieren, um die Anforderungen jenes Abschnitts des Systems zu erfüllen, der den höchsten Strömungsbedarf aufweist. Ferner besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem dem stufenlos variablen Automatikgetriebe ermöglicht, die meisten Effizienzvorteile eines hochkomplexen Systems zu erzielen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden deutlich werden, wenn dieselbe unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich gemacht wird. In diesen zeigt/zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugantriebsstrangsystems umfassend ein stufenlos variables Automatikgetriebe und ein Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit dem stufenlos variablen Automatikgetriebe von 1;
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3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit dem stufenlos variablen Automatikgetriebe von 1; und
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4 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit dem stufenlos variablen Automatikgetriebe von 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um die gleiche Struktur zu bezeichnen, sofern nichts anderes angegeben wird, wird in 1 bei 10 schematisch ein Fahrzeugantriebsstrang veranschaulicht. Das Antriebsstrangsystem 10 umfasst einen Motor 12 in drehender Verbindung mit einem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14. Der Motor 12 erzeugt Drehmoment, das selektiv auf das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 übertragen wird, das wiederum Drehmoment an ein oder mehrere Räder überträgt, die allgemein bei 16 angezeigt sind. Zu diesem Zweck überträgt ein Paar von stufenlos variablen Gelenken 18 Drehmoment von dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 auf die Räder 16. Es sollte klar sein, dass der Motor 12 und das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 von 1 von dem Typ sind, der in einem herkömmlichen Antriebsstrangsystem 10 ”mit Vorderrad-Querantrieb” eingesetzt wird. Es sollte auch klar sein, dass der Motor 12 und/oder das stufenlos variable Automatikgetriebe 14, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, von einem beliebigen geeigneten Typ sein und auf beliebige geeignete Weise konfiguriert sein könnten, die ausreichend ist, um Drehmoment zu erzeugen und zu übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Das kontinuierlich variable Automatikgetriebe 14 vervielfacht Drehzahl und Drehmoment, die durch den Motor 12 erzeugt werden, durch eine Riemenscheibenanordnung 22. Ein Vorwärts-Rückwärts-Zahnradsatz 20 ist zwischen dem Motor 12 und der Riemenscheibenanordnung 22 angeordnet. Die Riemenscheibenanordnung 22 umfasst eine primäre oder Eingangsriemenscheibe (nicht dargestellt) mit einer fixierten Treibscheibe (nicht dargestellt) und einer beweglichen Treibscheibe (nicht dargestellt), mit einer Servokammer der primären Treibscheibe (nicht dargestellt), die so positioniert ist, um Fluid einzulassen und abzugeben, und so die Stellung der beweglichen Treibscheibe einzustellen. Die Riemenscheibenanordnung 22 umfasst eine sekundäre oder Ausgangsriemenscheibe (nicht dargestellt) mit einer axial fixierten Treibscheibe (nicht dargestellt) und einer axial beweglichen Treibscheibe (nicht dargestellt), mit einer Servokammer der sekundären Treibscheibe (nicht dargestellt), die so positioniert ist, um Fluid einzulassen und abzugeben, und so den effektiven Durchmesser der Riemenscheibe einzustellen. Die Riemenscheibenanordnung 22 umfasst ferner einen Riemen oder eine Kette (nicht dargestellt), welche die Riemenscheiben miteinander koppelt. Der Ausgang der sekundären Riemenscheibe wird durch eine Differentialanordnung (nicht dargestellt) geführt, der den Ausgang zum Antrieb der Gelenke 18 führt und weiter an die Räder 16 des Fahrzeugs. Es sollte klar sein, dass dieser Antriebsstrang von dem Motor 12 zu den Gelenken 18 erst vervollständigt wird, wenn Fluid unter Druck in die Servokammer der Startkupplung eingelassen wird.
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Zusätzlich wird das stufenlos variable Automatikgetriebe
14 auch verwendet, um den Eingriff mit dem Motor
12 zu modulieren, wodurch das Getriebe
14 selektiv den Eingriff mit dem Motor
12 steuern kann, um den Fahrzeugbetrieb zu vereinfachen. Als Beispiel wird die Drehmomentübertragung zwischen dem Motor
12 und dem stufenlos variablen Automatikgetriebe
14 in der Regel unterbrochen, während das Fahrzeug abgestellt oder im Leerlauf ist, oder wenn das Automatikgetriebe
14 zwischen den Zahnradsätzen oder Gängen schaltet. In dem stufenlos variablen Automatikgetriebe
14 wird die Modulation des Drehmoments zwischen dem Motor
12 und dem Getriebe
14 über eine hydrodynamische Vorrichtung erreicht, etwa einen hydraulischen Drehmomentwandler (nicht dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt). Ein Beispiel für ein stufenloses variables (Automatik-)Getriebe
14 in dem
US-Patent Nr. 4,712,453 an Haley offenbart, dessen Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist. Es sollte klar sein, dass das stufenlos variable Automatikgetriebe
14 zur Verwendung mit Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen geeignet ist, jedoch in Verbindung mit jedem geeigneten Fahrzeug verwendet werden könnte. Es sollte auch klar sein, dass in einigen CVT der Drehmomentwandler ersetzt und mit einer Starterkupplung verwendet wird.
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Unabhängig von der konkreten Konfiguration des Antriebsstrangsystems 10 wird das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 in der Regel unter Verwendung von Hydraulikfluid gesteuert. Insbesondere wird das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 unter Verwendung von Hydraulikfluid gekühlt, geschmiert, betätigt und zur Modulation des Drehmoments eingesetzt. Zu diesen Zwecken umfasst das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 in der Regel ein Steuergerät 24 in elektrischer Verbindung mit einem oder mehreren Elektromagneten 26 (siehe 1), die verwendet werden, um die Fluidströmung innerhalb des Getriebes 14 zu leiten, zu steuern oder auf andere Weise zu regulieren, wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird. Um den Fluss von Hydraulikfluid innerhalb des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 zu erleichtern, umfasst das Antriebsstrangsystem 10 zumindest eine oder mehrere Pumpen, die allgemein bei 28 angezeigt sind. In einer Ausführungsform kann die Pumpe 28 eine Verdrängungspumpenanordnung sein, wie sie in der DKT14308A offenbart ist, die in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist. Es sollte klar sein, dass eine Pumpe 28 mit drei Ausgängen, drei unabhängige Pumpen 28 oder drei koaxial angetriebene Pumpen 28, oder eine beliebige Kombination von Pumpen 28 verwendet werden können, die jeweils drei separate Ausgangsanschlüsse aufweist/aufweisen.
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Die Pumpe 28 ist dazu geeignet, eine Fluidleistungsquelle für das Antriebsstrangsystem 10 bereitzustellen. Insbesondere stellt die Pumpe 28 Fluidleistung an verschiedene Positionen und Komponenten des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 bereit, wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird. Während die Pumpe 28 hierin so beschrieben wird, dass sie Fluidleistung an das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 des Antriebsstrangsystems 10 bereitstellt, wird der Fachmann erkennen, dass die Pumpe 28 in Verbindung mit jedem geeigneten Teil des Antriebsstrangsystems 10 verwendet werden könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Als nicht einschränkendes Beispiel könnte die Pumpe 28 der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine Fluidleistungsquelle für den Motor 12, ein Verteilergetriebe (nicht dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt), oder eine beliebige andere Antriebsstrangkomponente bereitzustellen, die Fluid zur Schmierung, Kühlung, Steuerung, Betätigung und/oder Modulation einsetzt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Pumpe 28 einen Stator 30 mit einer Kammer und ein drehbares Pumpenelement 34, das in der Kammer des Stators 30 angeordnet ist (2 bis 4). Das Pumpenelement 34 ist in einer drehmomentübertragenden Beziehung mit dem Antriebsstrangsystem 10 angeordnet. Insbesondere empfängt das Pumpenelement 34 Drehmoment von einer Antriebsmaschine 36 (nicht im Detail dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt) des Antriebsstrangsystems 10. In der hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform ist das Pumpenelement 34 mit einer Eingangswelle 37 gekoppelt, die ihrerseits in Drehverbindung mit der Antriebsmaschine 36 angeordnet ist. Der gewöhnliche Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Pumpe 28 anders ausgestaltet sein könnte, mit oder ohne die Verwendung einer Eingangswelle 37, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem sollte klar sein, dass das Pumpenelement 34 Drehmoment von dem Antriebsstrangsystem 10 auch auf eine Reihe von unterschiedlichen Wegen erhalten könnte.
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In der hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform ist die Pumpe 28 in Drehverbindung mit der Antriebsmaschine 36 angeordnet, die in dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 getragen wird. Der gewöhnliche Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Antriebsmaschine 36 durch eine beliebige geeignete Komponente des Antriebsstrangsystems 10 verwirklicht sein könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Als nicht einschränkendes Beispiel könnte die Antriebsmaschine 36 als eine Welle verwirklicht sein, die in Drehverbindung mit dem Motor 12 und/oder dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 getragen wird, oder die Antriebsmaschine 36 könnte eine Welle eines Elektromotors sein (nicht dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt).
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Wie bereits erwähnt umfasst jede Pumpe 28 zumindest eine Einlassregion oder einen Einlassanschluss 40 zur Aufnahme von Fluid, das durch das Pumpenelement 34 gepumpt werden soll, und zumindest eine Ausgaberegion oder einen Ausgabeanschluss 42 zur Ausgabe von Fluid, das durch das Pumpenelement 34 gepumpt wird. In einer Ausführungsform, die in 2 veranschaulicht wird, weist eine einzelne Pumpe 28 eine Einlassregion 40 und zwei Ausgaberegionen 42 auf. In anderen Ausführungsformen, die in den 3 und 4 veranschaulicht sind, weist eine einzelne Pumpe 28 eine Einlassregion 40 und drei Auslassregionen 42 auf. Die Drehung des Pumpenelements 34 innerhalb der Kammer verdrängt Fluid, so dass jede der Ausgaberegionen 42 eine jeweilige und separate Fluidleistungsquelle für das Antriebsstrangsystem 10 bereitstellt. Es sollte klar sein, dass die Pumpe 28 auf eine Reihe von unterschiedlichen Wegen ausgestaltet sein kann.
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Wie vorstehend erwähnt betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das allgemein bei 66 angezeigt ist, zur Verwendung mit dem stufenlos variablen Automatikgetriebe. Das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 leitet oder steuert auf andere Weise die Fluidleistung von den Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28 an das stufenlos variable Automatikgetriebe 14, wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird. Es sollte klar sein, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 auf eine Reihe von unterschiedlichen Wegen ausgestaltet sein kann, um Fluid an das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 zu leiten. Zur Verdeutlichung und aus Konsistenzgründen bezieht sich die folgende Erörterung des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66, sofern nichts anderes angegeben wird, auf eine erste Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66, wie in 2 gezeigt.
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Nun Bezug nehmend auf 2 wird eine erste Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66, des Wegeventils 28 und der Pumpe 14 in Verbindung mit dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 gezeigt. Wie vorstehend erwähnt setzen die kontinuierlich variablen Automatikgetriebe 14 Hydraulikfluid zur Schmierung, Betätigung, Modulation und/oder Steuerung ein. Zu diesem Zweck umfasst das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 einen Treibscheibenbetätigungsabschnitt oder -kreis 68, einen Drehmomentwandlerabschnitt oder -kreis 70, einen Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungsbetätigungsabschnitt oder -kreis 72, und einen Getriebekühl- und schmierungsabschnitt oder -kreis 74. Der Treibscheibenbetätigungskreis 68 wird verwendet, um selektiv die Riemenscheibenanordnung 22 des stufenlos variablen Automatikgetriebes zu betätigen. Der Drehmomentwandlerkreis 70 wird verwendet, um das Drehmoment zwischen dem Motor 12 und dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 zu modulieren. Der Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungsbetätigungskreis 72 wird verwendet, um die Strömung von Hydraulikfluid an die Vorwärts-/Rückwärts-Gangwahlanordnung des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 zu steuern. In ähnlicher Weise wird der Getriebe-Kühlungs-/Schmierungskreis 74 verwendet, um die Strömung von Hydraulikfluid zur Kühlung und/oder Schmierung an andere Stellen innerhalb des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 zu steuern, etwa Wellen, Lager und dgl. (nicht im Detail dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt. Der Fachmann wird erkennen, dass es eine Reihe von unterschiedlichen Wegen gibt, in der die vorstehend beschriebenen Kreise 68, 70, 72, 74 ausgestaltet sein können. Somit wird jeder der Kreise 68, 70, 72, 74 nur ganz allgemein dargestellt. Außerdem sollte klar sein, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 verwendet werden könnte, um Fluidleistung an eine beliebige geeignete Anzahl von Kreisen zu liefern, die auf beliebige geeignete Weise und für jeden beliebigen Zweck innerhalb des Antriebsstrangsystems 10 ausgestaltet sein könnten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Während die hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsformen das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 so beschrieben werden, dass sie mit Hydraulikfluid in dem stufenlos variablen Automatikgetriebe 14 verwendet werden, wird der gewöhnliche Fachmann erkennen, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 und die Pumpe 28 dazu geeignet sein können, einen beliebigen geeigneten Typ von Fluid zu verdrängen oder an beliebige geeignete Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangsystems 10 eines beliebigen geeigneten Typs oder einer beliebigen geeigneten Konfiguration zu leiten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Der Fachmann wird erkennen, dass jeder der Kreise 68, 70, 72, 74 jeweils unterschiedliche Druck- und/oder Strömungsanforderungen aufweisen kann. Als nicht einschränkendes Beispiel erfordert in der hierin beschriebenen repräsentativen Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 der Treibscheibenbetätigungskreis 68 einen relativ hohen oder ersten Hydraulikfluiddruck (zum Beispiel ~30–50 bar) zur Betätigung der Treibscheiben. Dieser Abschnitt des Systems erfordert nur eine geringe Strömungsrate an Fluid in stabilen Betriebszuständen, jedoch hohe Strömungsraten an Fluid, wenn Betätigungsvorgänge der Treibscheiben ausgeführt werden. Der Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungsbetätigungskreis 70 und der Drehmomentwandlerkreis 72 erfordern einen mittleren oder zweiten Hydraulikfluiddruck (zum Beispiel, ~10 bar), der für den Betrieb der Vorwärts-/Rückwärts-Kupplung und der Drehmomentwandler- oder Starterkupplung erforderlich ist. Ähnlich wie der Hochdruckkreis erfordert dieser Abschnitt gewöhnlich nur eine geringe Fluidströmungsrate im Normalbetrieb. In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform kann der Getriebe-Kühl- und Schmierkreis 74 dazu ausgestaltet sein, den mittleren Hydraulikfluiddruck zu empfangen. In den in 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsformen erfordert der Getriebe-Kühl- und Schmierkreis 74 einen niedrigen oder dritten Hydraulikfluiddruck (zum Beispiel ~2 bar) zur Systemschmierung. Dieser Abschnitt des Systems erfordert eine Strömungsrate, die von der Drehzahl und dem Drehmoment abhängig ist, an welchen das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 betrieben wird.
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Um die konkurrierenden Strömungs- und Druckanforderungen der Kreise 68, 70, 72, 74 zu bewältigen, umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 eine Vielzahl von Fluidleitungen, die allgemein bei 76 angezeigt sind, sowie ein Schaltventil, das allgemein mit 78 bezeichnet ist; beide wirken mit der Pumpe 28 zusammen. In der in 2 veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform ist eine Fluidleitung 76A der Fluidleitungen 76, auch als die Hauptleitung bezeichnet, in Fluidverbindung mit einer der Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28, dem Schaltventil 78 und dem Treibscheibenbetätigungskreis 68 angeordnet. Der Treibscheibenbetätigungskreis 68 hat die höchsten relativen oder ersten Hydraulikfluid-Druckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14. Wie in 2 veranschaulicht ist eine weitere Fluidleitung 76B in Fluidverbindung mit dem Schaltventil 78 und den Kreisen 70, 72 und 74 angeordnet. Die Kreise 70, 72 und 74 haben die mittleren oder zweiten Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14. Es sollte klar sein, dass die Fluidleitungen 76 auf beliebige geeignete Weise definiert sein und in Fluidverbindung mit beliebigen geeigneten Komponenten oder Kreisen des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 angeordnet sein könnten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Schaltventil 78 umfasst ein bewegliches Ventilelement 79 mit zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung. Wenn in dieser Ausführungsform das Schaltventil 78 in der ersten Stellung ist, wird Fluidleistung von einer der Ausgaberegionen 42 zu der Fluidleitung 76A geleitet, und Fluidleistung von den anderen zwei Ausgaberegionen 42 wird von der Fluidleitung 76A weg geleitet. Wenn das Schaltventil 78 in der zweiten Stellung ist, wird Fluidleistung von den beiden Auslassregionen 42 an die Fluidleitung 76A geleitet. Das Schaltventil 78 ist selektiv zwischen den Stellungen beweglich, um die Strömung von Fluidleistung von den Ausgaberegionen 28 der Pumpe 28 zu der Fluidleitung 76A zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Schaltventil 78 ein Wegeventil, wie es in der DKT15046 offenbart ist, die in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin aufgenommen ist. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 78 verwendet werden kann, um einen Teil der Strömung zurück zu der oder den Einlassregionen 40 der Pumpe 28 zu leiten, um alle Betätigungskreise zu umgehen. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 78 die Fähigkeit hat, selektiv die drei Ausgänge der Pumpe 28 zu steuern, um die Strömungs- und Druckanforderungen aller Abschnitte des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 zu erfüllen, und gleichzeitig die Energieverschwendung zu minimieren.
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Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich wird, ermöglichen die Stellungen des Schaltventils 78 der Pumpe 28, selektiv Fluidleistung von den drei Ausgaberegionen 42 auf vorbestimmte Arten zu kombinieren, um den richtigen Hydraulikfluiddruck an der Fluidleitung 76A unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des kontinuierlich variablen Automatikgetriebes 14 sicherzustellen. Es sollte klar sein, dass das kontinuierlich variable Automatikgetriebe 14 und/oder Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 wesentlich andere Betriebsanforderungen haben könnten, in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 78 mit einer beliebigen geeigneten Anzahl von Stellungen ausgestaltet werden könnte, die dazu geeignet sind, Fluid von der Pumpe 28 in einer Reihe von unterschiedlichen Wegen zu leiten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 einen Sumpf 80, um eine Hydraulikfluidquelle für die Einlassregion(en) 40 der Pumpe 28 bereitzustellen. Insbesondere ist der Sumpf 80 dazu geeignet, nicht druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid zu speichern, und ist in Fluidverbindung mit allen Einlassregionen 40 der Pumpe 28 angeordnet. Während jedoch das hierin abgebildete Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 einen gemeinsamen Sumpf 80 für alle Einlassregionen 40 einsetzt, sollte klar sein, dass eine Vielzahl von Sümpfen 80 eingesetzt werden könnte. Als nicht einschränkendes Beispiel könnte jede Einlassregion 40 in Fluidverbindung mit einem anderen Sumpf angeordnet sein (nicht dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt). In einer Ausführungsform wird, wenn das Schaltventil 78 in der ersten Stellung ist, Fluidleistung zumindest zum Teil an den Sumpf 80 geleitet. In ähnlicher Weise wird, wenn das Schaltventil 78 in der ersten Stellung ist, Fluidleistung zumindest zum Teil an die Kreise 70, 72 und/oder 74 geleitet.
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In einer Ausführungsform umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 ein Druckregelventil 88, das in Fluidverbindung zwischen der Fluidleitung 76A und der Fluidleitung 76B angeordnet ist. Das Druckregelventil 88 arbeitet mit dem Schaltventil 78 zusammen, um so Fluidleistung von den Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28 zu leiten, um die Druck- und Strömungsanforderungen der Kreise 68, 70, 72, 74 zu erfüllen und den korrekten Betrieb unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 sicherzustellen. Das Druckregelventil 88 regelt den Leitungsdruck der Fluidleitung 76A in Ansprechen auf die momentane Druckanforderung für die Treibscheibenbetätigung. Es sollte klar sein, dass das Regeln und Aufrechterhalten des korrekten Leitungsdrucks durch das Druckregelventil 88 den korrekten Betrieb des Antriebsstrangsystems 10 sicherstellt.
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Insbesondere weist das Druckregelventil 88 zumindest eine erste Druckreglerstellung, eine zweite Druckreglerstellung und eine dritte Druckreglerstellung auf. Wenn das Druckregelventil 88 in der ersten Druckreglerstellung ist, wird die Strömung begrenzt, wenn der Motor auf niedriger Drehzahl läuft, etwa leerläuft. Das Druckregelventil 88 wird vollständig geschlossen, so dass die gesamte Strömung von der Pumpe 28 verwendet wird, um den erforderlichen Druck für die Treibscheibenbetätigung zu erzeugen. Wenn das Druckregelventil 88 in der zweiten Druckreglerstellung ist, während die Motordrehzahl steigt, steigt die Pumpenströmung proportional durch das festgelegte Verhältnis zwischen der Pumpe 28 und der Antriebsmaschine 36. In dieser Stellung öffnet sich ein Anschluss, und eine Teilströmung wird an den Drehmomentwandlerkreis 70, den Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungskreis 72, und/oder den Getriebe-Kühl- und Schmierkreis 74 geleitet. Wenn das Druckregelventil 88 in der dritten Druckreglerstellung ist, bei noch höheren Motordrehzahlen, wird, nachdem die Leitungsdruckanforderung und die Schmierungs-/Kühlungsanforderungen erfüllt sind, jegliche überschüssige Strömung durch den Rücklauf-Fluidkreis zurück an die Pumpeneinlassregion 40 der Pumpe 28 geleitet. Das Druckregelventil 88 ist selektiv zwischen den Reglerstellungen beweglich, um wie vorstehend erwähnt mit dem Schaltventil 78 zusammenzuwirken. Der Fachmann wird erkennen, dass die Stellungen des Druckregelventils 88 den Stellungen des Schaltventils 78 entsprechen können, oder unabhängig und separat von den Stellungen des Schaltventils 78 ausgewählt werden können. Wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird, können das Druckregelventil 88 und das Schaltventil 78 auf eine Reihe von unterschiedlichen Wegen gesteuert, ausgestaltet, orientiert oder angeordnet werden. Es sollte klar sein, dass das Druckregelventil 88 ein Proportionalventil ist und eine beliebige Anzahl von Stellungen aufweist, wenn es stufenlos geregelt wird, obwohl vorstehend nur zwei Stellungen beschrieben werden. Es sollte auch klar sein, dass das Druckregelventil 88 aus dem Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 weggelassen werden oder modifiziert werden könnte, um eine unterschiedliche Anzahl von Stellungen und eine unterschiedliche Bewegung durch diese Stellungen aufzuweisen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie vorstehend erwähnt kann das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 ein Steuergerät 24 in elektrischer Verbindung mit einem oder mehreren Elektromagnetventilen 26 umfassen, die verwendet werden, um das Schaltventil 78 zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Schaltventil 78 ferner mit einem federvorgespannten Ventilelement 79 definiert, das einen hydraulischen Schalteingang 79 aufweist (nicht dargestellt). Das Steuergerät 24 steuert über das Elektromagnetventil 26 das Schaltventil 78, wobei das Elektromagnetventil 26 in Fluidverbindung zwischen der Hauptleitung 76A und dem Hydraulikschalteingang angeordnet ist. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 78 von einem beliebigen geeigneten Typ sein könnte oder auf beliebige geeignete Weise gesteuert werden könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Steuergerät 24, das manchmal auch als ”elektronisches Steuermodul” bezeichnet wird, kann auch verwendet werden, um andere Komponenten des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 zu steuern. Ferner umfasst in einer Ausführungsform das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 zumindest einen Sensor 96, der in Fluidverbindung mit der Fluidleitung 76A und in elektrischer Verbindung mit dem Steuergerät 24 angeordnet ist (die elektrische Verbindung ist nicht im Detail dargestellt, aber im Stand der Technik allgemein bekannt). Der Sensor 96 erzeugt ein Signal, das zumindest eines von Hydraulikdruck, Temperatur, Viskosität und/oder Strömungsrate darstellt. Das Steuergerät 24 kann dazu ausgestaltet sein, den Sensor 96 zu überwachen, um das Schaltventil 78 zwischen den Stellungen zu bewegen. In einer Ausführungsform ist der Sensor 96 ein Druckmesswandler zur Erzeugung eines Signals, das den in der Fluidleitung 76A herrschenden Hydraulikfluiddruck darstellt. Obwohl in der hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform ein einzelner Sensor 96 eingesetzt wird, sollte klar sein, dass das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 eine beliebige geeignete Anzahl von Sensoren von einem beliebigen geeigneten Typ umfassen könnte, die auf beliebige geeignete Weise angeordnet sein können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Eine zweite Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 der vorliegenden Erfindung wird in 3 gezeigt. In der folgenden Beschreibung werden ähnliche Komponenten der zweiten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems mit denselben Bezugszeichen versehen, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 verwendet werden, und unterschiedliche Komponenten sind mit Bezugszeichen versehen, die um hundert (100) erweitert sind.
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Um die konkurrierenden Strömungs- und Druckanforderungen der Kreise 68, 70, 72, 74 zu erleichtern, umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 166 in der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl von Fluidleitungen, die allgemein bei 176 angezeigt sind, und ein Schaltventil, das allgemein bei 178 angezeigt ist; beide wirken mit der Pumpe 28 zusammen. In der hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform, ist eine Fluidleitung 176A der Fluidleitungen 76 in Fluidverbindung mit einer der Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28, dem Schaltventil 78, und dem Treibscheibenbetätigungskreis 68 angeordnet, der die höchsten oder ersten Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Wie in 3 veranschaulicht ist eine weitere Fluidleitung 176B in Fluidverbindung mit dem Schaltventil 178 und dem Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungsbetätigungskreis 72 angeordnet, der die mittleren oder zweiten Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Wie in 3 veranschaulicht ist eine weitere Fluidleitung 176C in Fluidverbindung mit dem Schaltventil 178 und dem Drehmomentwandlerkreis 70 und dem Getriebe-Kühl- und Schmierkreis 74 angeordnet, der die niedrigen Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Es sollte klar sein, dass die Fluidleitungen 176 auf beliebige geeignete Weise definiert sein und in Fluidverbindung mit beliebigen geeigneten Komponenten oder Kreisen des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 166 angeordnet sein könnten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Schaltventil 178 umfasst ein bewegliches Ventilelement 179 mit einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung und einer dritten Stellung. Wenn in dieser Ausführungsform das Schaltventil 178 in der ersten Stellung ist, wird Fluidleistung von einer der Ausgaberegionen 42 zu der Fluidleitung 176A geleitet, und Fluidleistung von den anderen zwei Ausgaberegionen 42 wird von der Fluidleitung 176A weg geleitet. Wenn das Schaltventil 178 in der zweiten Stellung ist, wird Fluidleistung von zwei der Ausgaberegionen 42 zu der Fluidleitung 176A geleitet, und Fluidleistung von der anderen Ausgaberegion 42 wird von der Fluidleitung 176A weg geleitet. Wenn das Schaltventil 178 in der dritten Stellung ist, wird Fluidleistung von allen drei der Ausgaberegionen 42 an die Fluidleitung 176A geleitet. Das Schaltventil 178 ist selektiv zwischen den Stellungen beweglich, um die Strömung von Fluidleistung von den Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28 zu der Fluidleitung 176A zu steuern.
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Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich wird, ermöglichen die Stellungen des Schaltventils 178 der Pumpe 28, selektiv Fluidleistung von den drei Ausgaberegionen 42 auf vorbestimmte Arten zu kombinieren, um den richtigen Hydraulikfluiddruck in der Fluidleitung 176A unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 sicherzustellen. In der beispielhaften Ausführungsform der oben beschriebenen und in 3 veranschaulichten Stellungen leitet das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 166 Fluidleistung über das Schaltventil 178 von allen drei Ausgaberegionen 42 an die Fluidleitung 176A. Der gewöhnliche Fachmann wird jedoch erkennen, dass das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 und/oder Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 166 in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung auch wesentlich andere Betriebsanforderungen haben könnten. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 178 mit einer beliebigen geeigneten Anzahl von Stellungen ausgestaltet werden könnte, die dazu geeignet sind, Fluid von der Pumpe 28 in einer Reihe von unterschiedlichen Wegen zu leiten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 166 ein Druckregelventil 188, das in Fluidverbindung zwischen der Fluidleitung 176A, der Fluidleitung 176B und der Fluidleitung 176C angeordnet ist. Das Druckregelventil 188 arbeitet mit dem Schaltventil 178 zusammen, um so Fluidleistung von den Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28 zu leiten, um die Druck- und Strömungsanforderungen der Kreise 68, 70, 72, 74 zu erfüllen und den korrekten Betrieb unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 sicherzustellen. Das Druckregelventil 188 regelt den Leitungsdruck der Fluidleitung 176A in Ansprechen auf die momentane Druckanforderung für die Treibscheibenbetätigung. Es sollte klar sein, dass das Regeln und Aufrechterhalten des korrekten Leitungsdrucks durch das Druckregelventil 188 den korrekten Betrieb des Antriebsstrangsystems 10 sicherstellt.
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Insbesondere weist das Druckregelventil 188 eine erste Druckreglerstellung, eine zweite Druckreglerstellung, eine dritte Druckreglerstellung und eine vierte Stellung auf. Wenn das Druckregelventil 188 in der ersten Druckreglerstellung ist, wird die Strömung begrenzt, wenn der Motor auf niedriger Drehzahl läuft, etwa leerläuft. Das Druckregelventil 188 wird vollständig geschlossen, so dass die gesamte Strömung von der Pumpe 28 verwendet wird, um den erforderlichen Druck für die Treibscheibenbetätigung zu erzeugen. Wenn das Druckregelventil 188 in der zweiten Druckreglerstellung ist, während die Motordrehzahl steigt, steigt die Pumpenströmung proportional durch das festgelegte Verhältnis zwischen der Pumpe 28 und der Antriebsmaschine 36. In dieser Stellung öffnet sich ein Anschluss, und eine Teilströmung wird an den Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungskreis 72 geliefert. Wenn das Schaltventil 178 sich in der dritten Stellung befindet, öffnet sich ein weiterer Anschluss und eine Teilströmung wird an den Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungskreis 72, den Drehmomentwandler 70 und den Getriebe-Kühlungs-/Schmierungskreis 74 geleitet. Wenn das Druckregelventil 188 bei noch höheren Motordrehzahlen in der vierten Druckreglerstellung ist, wird, nachdem die Leitungsdruckanforderung und die übrigen Druckanforderungen erfüllt sind, jegliche überschüssige Strömung durch den Ansaug-Rücklauf-Fluidkreis zurück an die Pumpeneinlassregionen 40 geleitet, um ein höheres Verzögerungsmoment zu verhindern, das durch die hohe Fluidströmung in der Treibscheibe und den anderen Komponenten verursacht wird. Das Druckregelventil 188 ist selektiv zwischen den Reglerstellungen beweglich, um wie vorstehend erwähnt mit dem Schaltventil 178 zusammenzuwirken. Der Fachmann wird erkennen, dass die Stellungen des Druckregelventils 188 den Stellungen des Schaltventils 178 entsprechen können, oder unabhängig und separat von den Stellungen des Schaltventils 178 ausgewählt werden können. Wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird, können das Druckregelventil 188 und das Schaltventil 178 auf eine Reihe von unterschiedlichen Wegen gesteuert, ausgestaltet, orientiert oder angeordnet werden. Es sollte klar sein, dass das Druckregelventil 188 ein Proportionalventil ist und eine beliebige Anzahl von Stellungen aufweist, wenn es stufenlos geregelt wird, obwohl vorstehend nur drei Stellungen beschrieben werden. Es sollte auch klar sein, dass das Druckregelventil 188 aus dem Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 166 weggelassen werden könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es sollte klar sein, dass der Betrieb des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 166 ähnlich wie bei dem Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 erfolgt.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird dort eine dritte Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 der vorliegenden Erfindung gezeigt. In der folgenden Beschreibung werden ähnliche Komponenten der dritten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems mit denselben Bezugszeichen versehen, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 66 verwendet werden, und unterschiedliche Komponenten sind mit Bezugszeichen versehen, die um zweihundert (200) erweitert sind.
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Um die konkurrierenden Strömungs- und Druckanforderungen der Kreise 68, 70, 72, 74 zu erleichtern, umfasst das Hydrauliksteuersystem 266 in der dritten Ausführungsform eine Vielzahl von Fluidleitungen, die allgemein bei 276 angezeigt sind, und ein Schaltventil, das allgemein bei 278 angezeigt ist; beide wirken mit der Pumpe 28 zusammen. In der hierin veranschaulichten repräsentativen Ausführungsform, ist eine Fluidleitung 276A der Fluidleitungen 276 in Fluidverbindung mit einer der Ausgaberegionen 42 der Pumpe 28, dem Schaltventil 78, und dem Treibscheibenbetätigungskreis 68 angeordnet, der die höchsten oder ersten Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Wie in 4 veranschaulicht ist eine weitere Fluidleitung 276B in Fluidverbindung mit dem Schaltventil 278 und dem Vorwärts-/Rückwärts-Kupplungsbetätigungskreis 72 angeordnet, der die mittleren oder zweiten Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Noch eine weitere Fluidleitung 276C ist in Fluidverbindung mit dem Schaltventil 278 und dem Drehmomentwandlerkreis 70 und dem Getriebe-Kühl- und Schmierkreis 14 angeordnet, der die niedrigen Hydraulikfluiddruckanforderungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 aufweist. Es sollte klar sein, dass die Fluidleitungen 276 auf beliebige geeignete Weise definiert sein und in Fluidverbindung mit beliebigen geeigneten Komponenten oder Kreisen des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 266 angeordnet sein könnten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Schaltventil 278 umfasst ein bewegliches Ventilelement 279 mit einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung und einer dritten Stellung. Wenn in dieser Ausführungsform das Schaltventil 278 in der ersten Stellung ist, wird Fluidleistung von einer der Ausgaberegionen 42 zu der Fluidleitung 276A geleitet, und Fluidleistung von den anderen zwei Ausgaberegionen 42 wird von der Fluidleitung 276A weg geleitet. Wenn das Schaltventil 278 in der zweiten Stellung ist, wird Fluidleistung von zwei der Ausgaberegionen 42 zu der Fluidleitung 276A geleitet, und Fluidleistung von der anderen Ausgaberegion 42C wird von der Hauptleitung 68 weg geleitet. Wenn das Schaltventil 278 in der dritten Stellung ist, wird Fluidleistung von allen drei der Ausgaberegionen an die Fluidleitung 276A geleitet. Das Schaltventil 278 ist selektiv zwischen den Stellungen beweglich, um die Strömung von Fluidleistung von den Ausgaberegionen 42A, 42B, 42C der Pumpe 28 zu der Fluidleitung 276A zu steuern.
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Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich wird, ermöglichen die Stellungen des Schaltventils 278 der Pumpe 28, selektiv Fluidleistung von den drei Ausgaberegionen 42 auf vorbestimmte Arten zu kombinieren, um den richtigen Hydraulikfluiddruck an der Fluidleitung 276A unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 sicherzustellen. In der beispielhaften Ausführungsform der oben beschriebenen und in 4 veranschaulichten Stellungen leitet das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 266 Fluidleistung von allen drei Ausgaberegionen 42 an die Fluidleitung 276A, wenn das Schaltventil 278 in der dritten Stellung ist. Der gewöhnliche Fachmann wird jedoch erkennen, dass das stufenlos variable Automatikgetriebe 14 und/oder Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 266 in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung auch wesentlich andere Betriebsanforderungen haben könnten. Es sollte klar sein, dass das Schaltventil 278 mit einer beliebigen geeigneten Anzahl von Stellungen ausgestaltet werden könnte, die dazu geeignet sind, Fluid von der Pumpe 28 in einer Reihe von unterschiedlichen Wegen zu leiten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 266 umfasst ferner einen Akkumulator 298, der mit der Fluidleitung 276A der Fluidleitungen 276 zum Speichern von druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid in Fluidverbindung steht. Insbesondere ist der Akkumulator 298 dazu geeignet, Hydraulikfluid unter bestimmten Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 zu speichern, so dass druckbeaufschlagte Fluidenergie in der Folge an der Fluidleitung 276A unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen des stufenlos variablen Automatikgetriebes 14 verfügbar gemacht werden kann. Der Akkumulator 298 ist ein herkömmlicher gasgeladener Hydraulikakkumulator; der Fachmann wird jedoch erkennen, dass der Akkumulator 298 von einem beliebigen geeigneten Typ sein könnte, oder auch ganz weggelassen werden könnte, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In einer Ausführungsform umfasst das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 266 ferner ein Rückschlagventil 300 an der Fluidleitung 276A zwischen dem Schaltventil 278 und dem Akkumulator 298, um das Zurückströmen von Fluid von dem Akkumulator 298 zu dem Schaltventil 278 zu verhindern. Es sollte klar sein, dass der Betrieb des Mehrdruck-Hydrauliksteuersystems 266 ähnlich wie bei dem Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66 erfolgt.
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Auf diese Weise verbessern die Pumpe 28 und das Mehrdruck-Hydrauliksteuersystem 66, 166, 266 der vorliegenden Erfindung die Effizienz des Fahrzeugantriebsstrangsystems 10 erheblich, indem sie eine Vielzahl von Fluidleistungsquellen bereitstellen und gleichzeitig parasitäre Verluste, die Baugröße und das Gewicht beträchtlich verringern. Insbesondere erleichtert es die Pumpe 28, Änderungen in der Drehzahl der Antriebsmaschine und der Viskosität des Hydraulikfluids zu kompensieren, ohne ein Pumpen zu erfordern, und in der Folge ein großes Fluidvolumen zu umgehen, während ein ausreichender Fluiddruck unter verschiedenen Betriebsbedingungen bereitgestellt wird. Somit stellt die vorliegende Erfindung die korrekte Ansprache und den konsistenten Betrieb des Antriebsstrangsystems 10 auf einfache und kostengünstige Weise sicher. Ferner verringert die vorliegende Erfindung die Kosten und die Komplexität der Herstellung von Fahrzeugen mit überlegenen Betriebseigenschaften, etwa hohe Effizienz, verringertes Gewicht und verbesserte Emissionen, verbesserte Baugröße und Komponentenlebensdauer und verbessertes Fahrverhalten des Fahrzeugs.
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Die Erfindung wurde hierin rein zur Veranschaulichung beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass die verwendete Terminologie rein deskriptiv und keinesfalls einschränkend gemeint ist.
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Im Licht der oben angeführten Lehren sind verschiedene Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Daher kann die Erfindung innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche auf andere Weise praktisch umgesetzt werden, als dies in der Beschreibung beschrieben wurde.
