DE19654305A1

DE19654305A1 - Druckregelventil für Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes

Info

Publication number: DE19654305A1
Application number: DE1996154305
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Miki; Takenori Kano; Haruki Yamamoto
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1997-07-03
Also published as: JPH09185419A; US5868167A; JP3627338B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckregelventil für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebe und insbesondere ein in einem Hydrauliksteuerungssystem für ein Automatik-Getriebe verwendetes Druckregelventil zum Steuern der Position eines Ventil- oder Steuerschiebers, um einen Aus gangsdruck zu steuern, indem ein Gleichgewicht zwischen der Federkraft einer in eine Ventilbuchse eingepaßten Federein richtung, einer durch den von einer Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und einer elektro magnetischen Anziehungskraft eingestellt wird, die gemäß einem elektrischen Signal erhalten wird, das einer elektromagneti schen Einheit zugeführt wird, die einen Stator und ein beweg liches Element aufweist. Das Druckregelventil weist einen Steuerschiebersteuerungsmechanismus zum Steuern der Position des Steuerschiebers auf, um den Ausgangsdruck zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Fluidverlust (nachstehend wird häufig Öl als Beispiel für das einsetzbare Hydraulikfluid erwähnt) vermindert ist, um das Problem eines mit dem Ausgangsdruckverlust verbundenen Schaltrucks oder andere Probleme zu lösen.

Bei einem in Fig. 20 dargestellten herkömmlichen Druckre gelventil eines Hydrauliksteuerungssystems für ein Automatik- Getriebe wird die Position eines Steuerschiebers S gesteuert, um einen Ausgangsdruck zu steuern, indem ein Gleichgewicht zwischen der Federkraft einer Federeinrichtung B, der durch einen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der in Antwort auf ein einer elektromagnetischen Einheit R zugeführ tes elektrisches Signal erhaltenen elektromagnetischen Anzie hungskraft eingestellt wird, so daß der gesteuerte Ausgangs druck einem Umschalt- oder Wechselventil und einem Reglerven til zugeführt werden kann, um das Einrücken oder Aktivieren bzw. das Ausrücken oder Lösen einer Kupplung oder einer Bremse zu steuern.

Der durch Zwischenräume zwischen den Steuerschiebern und den Ventilkörpern eines Umschalt- oder Wechselventils und ei nes Reglerventils erhaltene Ölverlust nimmt beispielsweise zu, wenn die Zwischenräume durch Änderungen der Viskosität und die Wärmeausdehnung des Druckmediums (oder -öls) verändert werden, die durch die während des Betriebs erzeugte Wärme verursacht werden. Dadurch ergibt sich das Problem, daß der Ausgangsdruck eines linearen Solenoids abnimmt, wodurch ein Schaltruck zum Zeitpunkt des Einrückens oder Aktivierens bzw. des Ausrückens oder Lösens der Kupplung oder Bremse zunimmt.

Als Verfahren zum Erhöhen des Ausgangsdrucks des Regler ventils kann daher der Ventildurchmesser und dadurch die Ver stellung verändert werden. Bei diesem Verfahren ergibt sich ein Problem dadurch, daß der Raum zum Montieren des Regelven tils vergrößert werden muß.

Gemäß einem anderen Verfahren kann die Größe jedes Ven tils reduziert oder jedes Ventil weggelassen werden, dem der Ausgangsdruck vom Reglerventil zugeführt wird, oder der Steu erdruck für die Kupplung oder Bremse reduziert werden. Jedes dieser Verfahren ist technisch oder praktisch schwer durch führbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckre gelventil für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik- Getriebes bereit zustellen, durch das kein in Verbindung mit einem Ausgangsdruckabfall auftretender Schaltruck oder andere Probleme verursacht werden und bei dem das Reglerventil nicht vergrößert werden muß und andere Vorrichtungen nicht verbes sert werden müssen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Bei dem zur Verwendung in einem Hydrauliksteuerungssy stems für ein Automatik-Getriebe vorgesehenen Druckregelventil nach Patentanspruch 1 steuert der Steuerschiebersteuerungsme chanismus die Position des Steuerschiebers, um den Ausgangs druck zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, so daß der Ausgangsdruck erhöht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Federkraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rück kopplungskraft und der elektromagnetischen Anziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektromagnetischen Ein heit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 2 bewegt der den Steuerschiebersteuerungsmechanismus bildende Steuerschie berverstellmechanismus den Steuerschieber in eine Richtung, um den Durchfluß von einer Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung zu er höhen, wenn der Ausgangsdruck durch den Ölverlust vermindert ist, so daß der Ausgangsdruck erhöht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Federkraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöff nung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der elektromagnetischen Anziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektromagnetischen Einheit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 3 bilden der Stator und das bewegliche Element, die den Steuerschieberver stellmechanismus bilden, die Anziehungseinrichtung zum Abglei chen des Änderungsgrades der der Verstellung oder Bewegung des Steuerschiebers zugeordneten elektromagnetischen Anziehungs kraft bezüglich dem Änderungsgrad der der Verstellung oder Be wegung des Steuerschiebers zugeordneten Federkraft, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, und der Stator zieht das bewegliche Element an, um den Steuerschieber in eine Richtung zu bewegen, um den Durchfluß von der Einlaß öffnung zur Auslaßöffnung zu erhöhen, so daß der Ausgangsdruck erhöht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Fe derkraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der elektromagnetischen An ziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektroma gnetischen Einheit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 4 wird durch die Federeinrichtung, die den Steuerschieberverstellmechanis mus bildet und eine nicht-lineare Kennlinie aufweist, die Be wegung des Steuerschiebers durch ihre nicht-lineare Kennlinie in eine Richtung ermöglicht, um den Durchfluß von der Einlaß öffnung zur Auslaßöffnung zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, so daß der Ausgangsdruck erhöht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Fe derkraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der elektromagnetischen An ziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektroma gnetischen Einheit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 5 weist die Fe dereinrichtung, die den Steuerschieberverstellmechanismus bil det und eine nicht-lineare Kennlinie aufweist, eine auf einen kleinen Wert eingestellte Federkonstante auf, wenn die Ver stellung einen konstanten Wert überschreitet, und ermöglicht die Federeinrichtung die Verstellung oder Bewegung des Steuer schiebers in eine Richtung, um den Durchfluß von der Einlaß öffnung zur Auslaßöffnung zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, so daß der Ausgangsdruck erhöht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Fe derkraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöffnung aus gegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der elektromagnetischen An ziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektroma gnetischen Einheit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 6 weist die Eingangsdruckbewegungseinrichtung, die den Steuerschieberver stellmechanismus bildet, eine in der Ventilbuchse ausgebildete Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung und einen an einer der Ein gangsdruck-Rückkopplungsöffnung entsprechenden Position ausge bildeten Stufenabschnitt mit kleinerem Durchmesser auf, und die Eingangsdruckbewegungseinrichtung bewegt den Steuerschie ber unter Ausnutzung der durch den Eingangsdruck erhaltenen Eingangsdruck-Rückkopplungskraft, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, so daß der Ausgangsdruck er höht werden kann, indem das Gleichgewicht zwischen der Feder kraft der in die Ventilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, der durch den von der Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und der elektromagnetischen An ziehungskraft eingestellt wird, die gemäß dem der elektroma gnetischen Einheit zugeführten elektrischen Signal erhalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsfor men der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun gen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer er sten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelven tils;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Hydrau liksteuerungssystems eines Automatik-Getriebes, bei dem die erste Ausführungsform des Druckregelventils verwendet wird;

Fig. 3 ein Diagramm zum Darstellen der Kennlinie des Hubs als Funktion der magnetischen Anziehungskraft für eine bei der ersten Ausführungsform verwendete elektromagnetische Einheit;

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstellen einer bei der ersten Ausführungsform des Druckregelventils verwendeten Anziehungseinrichtung;

Fig. 5 eine Querschnittansicht eines aktiven Zustands der ersten Ausführungsform des Druckregelventils;

Fig. 6 eine Querschnittansicht zum Darstellen eines Zu stands, bei dem der Ausgangsdruck der ersten Ausführungsform des Druckregelventils erhöht ist;

Fig. 7 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen einem Ölverlust und dem Ausgangsdruck der ersten Aus führungsform des Druckregelventils;

Fig. 8 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen dem der elektromagnetischen Einheit zugeführten Strom und dem Ausgangsdruck der ersten Ausführungsform des Druckre gelventils;

Fig. 9 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer zwei ten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelventils;

Fig. 10 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen der Auslenkung und der Kraft einer Feder bei der zweiten Ausführungsform des Druckregelventils;

Fig. 11 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelven tils;

Fig. 12 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen einem Ölverlust und Eingangs- und Ausgangsdrücken der dritten Ausführungsform des Druckregelventils;

Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstel len einer anderen Anziehungseinrichtung der ersten Ausfüh rungsform des Druckregelventils;

Fig. 14 Diagramme zum Darstellen von bei zwei Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen nicht linearen Kennlinien, die aus Linien mit Knicken bzw. aus einer Parabelkurve gebildet werden, für eine nicht-lineare Feder;

Fig. 15 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer an deren Anordnung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Druckregelventils;

Fig. 16 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen dem der elektromagnetischen Einheit zugeführten Strom und dem Ausgangsdruck für die andere Anordnung der ersten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Druckregelventils;

Fig. 17 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer an deren Anordnung der zweiten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Druckregelventils;

Fig. 18 ein Diagramm zum Darstellen eines Zusammenhangs zwischen der Auslenkung und der Kraft einer Feder für die an dere Anordnung der zweiten Ausführungsform des Druckregelven tils;

Fig. 19 eine Querschnittansicht einer anderen Anordnung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckregel ventils; und

Fig. 20 eine Querschnittansicht zum Darstellen eines her kömmlichen Druckregelventils.

Erste Ausführungsform

Eine in den Fig. 1 bis 8 dargestellte erste Ausfüh rungsform eines Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungs system eines Automatik-Getriebes weist auf: eine Druckregel einheit 1 mit einem in einer Ventilbuchse 10 gleitend angeord neten Steuerschieber 11, eine elektromagnetische Einheit 2, durch die veranlaßt wird, daß ein Hohlkern (oder Stator) 24 einen Plunger (oder ein bewegliches Element) 22 anzieht, das auf einem mit dem Steuerschieber 11 verbundenen Ventilstößel 21 angeordnet ist, und einen Steuerschieberverstellmechanismus 3 zum Bewegen des Steuerschiebers in eine Richtung, um den Durchfluß von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung zu erhöhen und dadurch einen von einer Auslaßöffnung aus zugeben den Ausgangsdruck zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck aufgrund eines Ölverlusts vermindert ist. Das derart aufgebaute Druck regelventil steuert den Steuerschieber 11, um den Ausgangs druck gemäß einem Gleichgewicht zwischen einer Federkraft ei ner in die Ventilbuchse 10 eingepaßten Federeinrichtung, einer durch den Ausgangsdruck erhaltenen Rückkopplungskraft und ei ner in Antwort auf ein einer elektromagnetischen Einheit 2, die den Hohlkern 24 und den Plunger 22 aufweist, zugeführtes elektrisches Signal erhaltenen elektromagnetischen Anziehungs kraft zu steuern.

Die in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelventils für ein Hydrauliksteue rungssystem eines Automatik-Getriebes führt den Ausgangsdruck Reglerventilen 104 und 105 und einem Umschalt- oder Wechsel ventil 106 zu, um das Einrücken oder Aktivieren bzw. das Aus rücken oder Lösen einer Kupplung oder einer Bremse zu steu ern.

Die in Fig. 1 dargestellte Druckregeleinheit 1 weist auf:
die Ventilbuchse 10 mit einer Einlaßöffnung 101, der ein Ein gangsdruck zugeführt wird, einer Auslaßöffnung 102 zum Zufüh ren des geregelten Ausgangsdrucks und eine Ableitöffnung 103 zum Ableiten von Drucköl, den in die Ventilbuchse 10 gleitend eingepaßten Steuerschieber 11 und eine zwischen einem in die Ventilbuchse 10 eingepaßten Aufnahmebolzen 13 und dem Steuer schieber 11 angeordnete Feder 12, durch die der Steuerschieber 11 in der Zeichnung nach rechts gezwungen wird. Die derart aufge baute Druckregeleinheit 1 kann den Zufuhrdruck gemäß einem ei ner Spule oder Wicklung 23 zugeführten elektrischen Signal steuern, um den geregelten oder gesteuerten Ausgangsdruck aus zugeben, indem ein Gleichgewicht zwischen der gemäß dem elek trischen Signal erhaltenen Kraft, der durch die Feder 12 er zeugten Kraft und der Ausgangsdruck-Rückkopplungskraft einge stellt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Einheit 2 weist auf: den in ein zylinderförmiges Gehäuse mit einer an seiner einen Endöffnung gehaltenen kreisförmigen Abdeckung eingepaßten Hohlkern 24, die in den Hohlkern 24 koaxial einge paßte Wicklung 23 und den Plunger 22 und den Ventilstößel 21, die durch die magnetische Anziehungskraft durch den Hohlkern 24 axial beweglich sind, um den Ausgangsdruck zu erhöhen, wenn das der Wicklung 23 zugeführte elektrische Eingangssignal (bzw. der elektrische Strom) zunimmt, wie in Fig. 8 darge stellt.

Der Hohlkern 24 besteht aus einem Hohlelement mit einem allgemein T-förmigen Längsquerschnitt, wie in Fig. 1 darge stellt, und ist an einem axialen Ende des Gehäuses 20 des Hohlzylinders derart einstückig abgedichtet, daß ein Endab schnitt 241 mit größerem Durchmesser axial an einem mit größe rem Durchmesser ausgebildeten Endabschnitt 141 der Ventilbuch se 10 anliegt, die aus einem Hohlelement mit allgemein T-förmigem Längsquerschnitt besteht.

An einem in Fig. 1 betrachtet rechten Ende des Ventilstö ßels 21, der in den Hohlkern 24 mit allgemein T-förmigem Längsquerschnitt koaxial eingesetzt ist und durch ein Kugella ger gehalten wird, ist der Plunger 22 mit einem allgemein C-förmigen Längsquerschnitt derart befestigt, daß er dem Hohl kern 24 gegenüberliegt.

Der in Fig. 1 dargestellte Steuerschieberverstellmecha nismus 3 weist eine Anziehungseinrichtung 31 auf, die den Hohlkern (oder Stator) 24 und den Plunger (oder das bewegliche Element) 22 aufweist, um den Steuerschieber 11 in eine Rich tung zu bewegen und den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist.

Durch die Anziehungseinrichtung 31 kann ein Neigungswin kel zum Festlegen der Änderung des Innendurchmessers des In nenumfangs 221 eines Flanschabschnitts des Plungers 22 einge stellt werden, wie in Fig. 4 dargestellt, so daß eine Hub- Anziehungskraft-Kennlinie erhalten werden kann, gemäß der die elektromagnetische Anziehungskraft des Plungers 22 und des Hohlkerns 24 linear abnimmt, wenn der Hub (oder die Verstel lung) des an den Steuerschieber 11 anliegenden Ventilstößels 21 zunimmt, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Änderungsgrad der elektromagnetischen Anziehungskraft bezüglich des Hubs des Steuerschiebers 11 wird so eingestellt, daß er dem dem Hub des Steuerschiebers zugeordneten Änderungsgrad der Federkraft gleich ist.

Bei der derart aufgebauten ersten Ausführungsform eines Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Au tomatik-Getriebes ist der Öffnungsgrad der Einlaßöffnung 101 gemäß der Position des Steuerschiebers 11 bestimmt, die gemäß dem Gleichgewicht zwischen der durch die magnetische Anziehung erhaltenen Kraft, die vom der Wicklung 23 zugeführten elektri schen Eingangssignal abhängig ist, der Federkraft der Feder 12 und der auf den Steuerschieber 11 wirkenden Rückkopplungskraft für den von der Auslaßöffnung 102 ausgegebenen Ausgangsdruck bestimmt ist, so daß der zuzuführende Druck auf den gemäß dem Öffnungsgrad bestimmten Ausgangsdruck geregelt wird.

Der derart geregelte Ausgangsdruck wird von der Auslaß öffnung 102 den Reglerventilen 104 und 105 und dem Umschalt- oder Wechselventil 106 zugeführt, um das Einrücken oder Akti vieren bzw. Ausrücken oder Lösen der Kupplung oder der Bremse zu steuern.

Der durch Zwischenräume zwischen den Ventilbuchsen und den Steuerschiebern der Reglerventile 104 und 105 und des Um schalt- oder Wechselventils 106 und in anderen Rohrleitungen verursachte Ölverlust nimmt zu, wenn die Zwischenräume sich durch Änderungen der Viskosität und der Wärmeausdehnung des Druckmediums (oder Öls) ändern, die durch während des Betriebs erzeugte Wärme verursacht werden. Weil der Ausgangsdruck ab sinkt, wenn der Ölverlust zunimmt, wie in Fig. 7 dargestellt, steuert die den Steuerschieberverstellmechanismus 3 bildende Anziehungseinrichtung 31 den Neigungswinkel des Innenumfangs 221 des Flanschabschnitts des Plungers 22, um eine Hub- Anziehungskraft-Kennlinie zu erhalten, gemäß der die magneti sche Anziehungskraft durch den Plunger 22 und den Hohlkern 24 linear abnimmt, wenn der Hub des am Steuerschieber anliegenden Ventilstößels 21 zunimmt, wie in Fig. 3 dargestellt.

D.h., der Änderungsgrad der elektromagnetischen Anzie hungskraft der elektromagnetischen Einheit 2 bezüglich des Hubs wird gesteuert und dem Änderungsgrad der der Verstellung oder Bewegung des Steuerschiebers zugeordneten Federkraft an geglichen, und der Hohlkern (oder Stator) 24 zieht den Plunger (oder das bewegliche Element) 22 in eine Richtung an, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhöhen und dadurch den Steuerschieber 11 von der in Fig. 5 dargestellten Position zur in Fig. 6 dargestellten Position zu bewegen. Dadurch wird das Gleichgewicht zwischen der Feder kraft der in die Ventilbuchse 10 eingepaßten Feder 12, der auf den Steuerschieber 11 wirkenden Rückkopplungskraft für den von der Auslaßöffnung 102 ausgegebenen Ausgangsdruck und der elek tromagnetischen Anziehungskraft, die in Antwort auf das der elektromagnetischen Einheit 2 zugeführte elektrische Signal erzeugt wird, geändert, um den Ausgangsdruck zu erhöhen.

Bei der ersten Ausführungsform eines Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes wird der Ausgangsdruck erhöht, wenn der Steuerschieberver stellmechanismus 3 den Steuerschieber in eine Richtung bewegt, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhöhen und dadurch den Ausgangsdruck zu erhöhen, so daß die mit dem Ausgangsdruckabfall verbundenen Probleme, wie beispielsweise ein Schaltruck, vermieden werden.

Durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Au tomatik-Getriebes kann außerdem der Öldruck einzelnen Ventil einrichtungen mit einem vorgegebenen Druck zugeführt werden, indem der Ausgangsdruck erhöht wird, um eine Ausgangsdruckän derung zu verhindern, wenn der Ausgangsdruck durch einen Öl verlust abnimmt.

Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Au tomatik-Getriebes kann außerdem der die Anziehungseinrichtung 31 bildende Hohlkern (oder Stator) 24 den Steuerschieber 11 automatisch in eine Richtung bewegen oder verstellen, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhöhen und dadurch den Ausgangsdruck durch Anziehen des Plun gers (oder beweglichen Elements) 22, der den vorgegebenen Nei gungswinkel des Innenumfangs 221 des Flanschabschnitts auf weist, zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölver lust vermindert ist. Dadurch wird erreicht, daß das Druckre gelventil nicht vergrößert werden muß und andere Mechanismen nicht mechanisch verbessert und die Anzahl von Teilen und die Kosten dafür nicht erhöht werden müssen.

Außerdem ist die erste Ausführungsform des Druckregelven tils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik- Getriebes so einfach aufgebaut, daß, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, die Anziehungseinrich tung 31 den Neigungswinkel des Innenumfangs 221 des Flanschab schnitts des Plungers gemäß einer derartigen Hub- Anziehungskraft-Kennlinie steuert, daß die magnetische Anzie hungskraft durch den Plunger 22, der den schrägen oder geneig ten Innenumfang 221 aufweist, und den Hohlkern 24 linear ab nimmt, wenn der Hub zunimmt. Aufgrund dieses einfachen Aufbaus kann durch das Druckregelventil ein mit einem Ausgangsdruckab fall verbundener Schaltruck verhindert werden.

Zweite Ausführungsform

Die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druck regelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automa tik-Getriebes unterscheidet sich von der ersten Ausführungs form, bei der die Kennlinie der magnetischen Anziehungskraft der elektromagnetischen Einheit 2 durch die Anziehungseinrich tung 31 geändert wird, dadurch, daß der Steuerschieberver stellmechanismus 3 aus einer Federeinrichtung 32 mit einer nicht-linearen Kennlinie für die Auslenkung der Feder gebildet wird, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt. Die nachstehende Be schreibung bezieht sich lediglich auf den Unterschied und nicht auf gemeinsame Teile.

Die Federeinrichtung 32 ist, wie in Fig. 9 dargestellt, zwischen dem in einem Ende der Ventilbuchse 10 eingepaßten Aufnahmebolzen 13 und dem Steuerschieber 11 angeordnet, um den Steuerschieber 11 in Fig. 9 betrachtet nach rechts zu zwingen. Die Federeinrichtung 32 weist auf: eine erste Feder 321, die angeordnet ist zwischen einem Ende des Steuerschiebers 11 und einem durch ein Anschlagelement 15, das durch den Aufnahmebol zen 13 gehalten wird, gehaltenen Zwischenelement 14, und eine zwischen dem Aufnahmebolzen 13 und dem Zwischenelement 14 an geordnete zweite Feder 322.

Die erste Feder 321 und die zweite Feder 322, die in Rei he bzw. hintereinander angeordnet sind, weisen verschiedene Federkonstanten auf, und das Zwischenelement 14 wird zurückge halten, bis eine vorgegebene Federkraft erreicht ist, so daß nur die erste Feder 321 ausgelenkt wird. Dadurch werden die Federkonstanten im Betriebsbereich, in dem kein Ölverlust auf tritt, auf große Werte eingestellt, wie in Fig. 10 darge stellt, bis eine vorgegebene Auslenkung erreicht ist. Wenn die vorgegebene Federkraft überschritten wird, wird der Haltezu stand des Zwischenelements 14 durch das Anschlagelement 14 freigegeben, um sowohl die erste als auch die zweite Feder 321 bzw. 322 auszulenken. Dadurch werden die Federkonstanten im Betriebsbereich, in dem ein Ölverlust auftritt, auf kleine Werte eingestellt, wenn eine vorgegebene Auslenkung über schritten wird.

Bei der derart aufgebauten zweiten Ausführungsform des Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Au tomatik-Getriebes wird der Steuerschieber 11 in Fig. 9 be trachtet durch die magnetische Anziehungskraft nach links be wegt, und das Zwischenelement 14 wird durch das Anschlagele ment gehalten, bis die vorgegebene Federkraft erreicht wird, so daß nur die erste Feder 321 in die Richtung ausgelenkt wird, in der ihre Länge abnimmt. Im Bereich, in dem die vorge gebene Kraft für den Ölverlust überschritten wird, wird der durch das Anschlagelement erhaltene Haltezustand des Zwi schenelements 14 freigegeben, so daß sowohl die erste als auch die zweite Feder 321 und 322 mit kleinen Federkonstanten aus gelenkt werden. Dadurch wird der Ausgangsdruck durch Bewegen des Steuerschiebers 11 in eine Richtung erhöht, um den Durch fluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhö hen.

Bei der zweiten Ausführungsform des Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes wird die Bewegung oder Verstellung des Steuerschiebers 11 gemäß der nicht-linearen Kennlinie der Federeinrichtung 32 ausgeführt, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist. Aufgrund dieses einfachen Aufbaus wird der Ausgangsdruck er höht, ohne daß eine Änderung vorgenommen werden muß oder eine externe Steuerung vorgesehen sein muß, so daß das Drucköl den einzelnen Ventileinrichtungen mit dem vorgegebenen Druck zuge führt und ein mit dem Ausgangsdruckabfall verbundener Schalt ruck vermieden wird.

Bei der zweiten Ausführungsform des Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes wird die Federkonstante der Federeinrichtung 32 auf einen kleinen Wert eingestellt, wenn die Verstellung einen konstanten Wert überschreitet, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist. Daher ist aufgrund des einfachen Aufbaus durch Vereinfachen der Steuerschieberverstellung keine externe Steuerung erforderlich, um einen mit einem Ausgangsdruckabfall verbundenen Schaltruck zu vermeiden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform eines Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes unter scheidet sich in folgendem Punkt von der ersten Ausführungs form, bei der die Kennlinien der magnetischen Anziehungskraft der elektromagnetischen Einheit 2 durch die Anziehungseinrich tung 31 geändert werden. D.h., der Steuerschieberverstellme chanismus 3 besteht, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, aus der Eingangsdruckbewegungseinrichtung 33 mit: einer in der Ventilbuchse 10 ausgebildeten Eingangsdruck-Rückkopplungs öffnung 107 und einem im Steuerschieber 11 ausgebildeten Stu fenabschnitt 111 mit kleinerem Durchmesser, um den der Einlaß öffnung 101 zugeführten Eingangsdruck einer der Eingangsdruck- Rückkopplungsöffnung 107 entsprechenden Position zuzuführen. Die Eingangsdruckbewegungseinrichtung 33 bewegt den Steuer schieber 11 unter Verwendung der durch den Eingangsdruck er haltenen Eingangsdruck-Rückkopplungskraft. Das Druckregelven til steuert den Steuerschieber, um den Ausgangsdruck gemäß dem Gleichgewicht zwischen der Federkraft der Feder 12, der Ein gangsdruck-Rückkopplungskraft, der Ausgangsdruck-Rückkopp lungskraft und der gemäß dem elektrischen Signal erhaltenen Kraft zu steuern. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich lediglich auf den Unterschied und nicht auf gemeinsame Ab schnitte.

Die Ventilbuchse 10, in der der Steuerschieber 11 einge paßt ist, ist, wie in Fig. 11 dargestellt so ausgebildet, daß die Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung 107 mit der Einlaßöff nung 101 in Verbindung steht und eine Ausgangsdruck- Rückkopplungsöffnung 108 mit der Auslaßöffnung 102 in Verbin dung steht. Im Steuerschieber 11 sind ein erster und ein zwei ter Stufenabschnitt 111 und 112 mit kleinerem Durchmesser aus gebildet, deren Position der Eingangsdruck- und der Ausgangs druck-Rückkopplungsöffnung 107 bzw. 108 entspricht, um den Eingangsdruck bzw. den Ausgangsdruck auszugeben.

Bei der dritten Ausführungsform des Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes nimmt der über die Ausgangsdruck-Rückkopplungsöffnung 108 dem zwei ten Stufenabschnitt 112 zuzuführende Ausgangsdruck ab, und der über die Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung 107 dem ersten Stufenabschnitt zuzuführende Eingangsdruck nimmt ebenfalls ab, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, wie in Fig. 12 dargestellt. Dadurch wird, wenn auf den Steuer schieber 11 die Eingangsdruck-Rückkopplungskraft ausgeübt wird, der Steuerschieber 11 in Fig. 11 betrachtet nach links bewegt, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaß öffnung 102 und dadurch den Ausgangsdruck zu erhöhen.

Bei der dritten Ausführungsform des Druckregelventils für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes weist die Eingangsdruckbewegungseinrichtung 33 die Eingangsdruck- Rückkopplungsöffnung 107 und den im Steuerschieber 11 an der der Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung 107 entsprechenden Po sition ausgebildeten Stufenabschnitt 111 mit kleinerem Durch messer auf und bewegt den Steuerschieber 11 unter Verwendung der Eingangsdruck-Rückkopplungskraft, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist. Der Ausgangsdruck wird erhöht, um zu verhindern, daß er sich ändert, indem lediglich die Konstruktion des Steuerschiebers 11 und der Ventilbuchse 10 geändert werden, wobei jedoch keine zusätzliche Komponente, wie beispielsweise eine externe Steuerung oder neue Teile, er forderlich sind. Außerdem kann das Drucköl den einzelnen Ven tileinrichtungen mit einem vorgegebenen Druck zugeführt und ein mit dem Ausgangsdruckabfall verbundener Schaltruck verhin dert werden.

Die vorstehenden Ausführungsformen wurden lediglich zur Erläuterung dargestellt, und die vorliegende Erfindung soll durch die dargestellten Ausführungsformen nicht eingeschränkt werden, sondern die vorliegende Erfindung kann bezüglich ihres durch Fachleute erkennbaren technischen Konzepts innerhalb des durch die Patentansprüche definierten Umfangs der Erfindung unter Bezug auf die ausführliche Beschreibung und die Zeich nungen modifiziert und ergänzt werden.

Bei der ersten Ausführungsform wird beispielsweise der Neigungswinkel des Innenumfangs 221 des Flanschabschnitts des Plungers 22 eingestellt, um den Änderungsgrad der durch die Bewegung oder Verstellung des Steuerschiebers 11 erhaltenen magnetischen Anziehungskraft bezüglich dem Änderungsgrad der mit der Bewegung oder Verstellung des Steuerschiebers 11 ver bundenen Federkraft abzugleichen, um eine Hub-Anziehungskraft- Kennlinie zu erhalten, bei der die magnetische Anziehungskraft linear abnimmt, wenn der Hub (oder die Verstellung bzw. Bewe gung) zunimmt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Bei spiel beschränkt, sondern die Anziehungseinrichtung kann, um die Hub-Anziehungskraft-Kennlinie zu erhalten, gegebenenfalls so ausgebildet sein, daß der Neigungswinkel am Außenumfang 241 am rechten Ende des Hohlkerns 24 eingestellt wird, wie in Fig. 13 dargestellt.

Bei der zweiten Ausführungsform wird die nicht-lineare Kennlinie mit Knick durch Verwendung zweier in Reihe oder hin tereinander angeordneter Federn erhalten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern es kann gegebenenfalls eine komplizierte Federeinrichtung verwendet werden, um eine Kennlinie mit Knicken zu erhalten, die aus drei geraden Linien L1 bis L3 besteht, oder eine Parabelkurve, wie in Fig. 14 bei (A) und (B) dargestellt.

Andererseits weist bei der ersten, der zweiten und der dritten Ausführungsform das Druckregelventil für ein Hydrau liksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes eine ansteigende Strom-Ausgangsdruck-Kennlinie auf, bei der der Ausgangsdruck ansteigt, wenn das der Wicklung 23 zugeführte elektrische Si gnal (bzw. der elektrische Strom) zunimmt, wie in Fig. 8 dar gestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die ses Beispiel beschränkt, sondern es können Druckregelventile verwendet werden (wie in Fig. 15, 17 und 19 dargestellt) die abnehmende Strom-Ausgangsdruck-Kennlinien aufweisen, bei denen der Ausgangsdruck abnimmt, wenn das elektrische Signal (oder der elektrische Strom) zunimmt, wie in Fig. 16 dargestellt.

Nachstehend werden andere Ausführungsformen beschrieben, bei denen die bei der zweiten Ausführungsform des Druckregel ventils vorgesehene Strom-Ausgangsdruck-Kennlinie verwendet wird. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich jedoch ledig lich auf den Unterschied und nicht auf identische Teile. Die Federeinrichtung 32 ist, wie in Fig. 17 dargestellt, zwischen dem in einem Ende der Ventilbuchse 10 eingepaßten Aufnahmebol zen 13 und dem Steuerschieber 11 angeordnet, um den Steuer schieber in Fig. 17 betrachtet nach rechts zu zwingen. Die Fe dereinrichtung 32 weist die zwischen der Außenseite eines En des des Steuerschiebers 11 und dem Aufnahmebolzen 13 angeord nete erste Feder 321 und den zwischen der Innenseite eines En des des Steuerschiebers 11 und dem Aufnahmebolzen 13 angeord nete zweiten Steuerschieber 322 auf.

Die erste Feder 321 und die zweite Feder 322, die paral lel angeordnet sind, weisen verschiedene Federkonstanten auf. Bevor die vorgegebene Federkraft erreicht wird, wird nur die erste Feder 321 ausgelenkt, so daß die Federkonstanten in ei nem Anwendungsbereich, bei dem ein Ölverlust auftritt, auf kleine Werte eingestellt sind, wie in Fig. 18 dargestellt. Wenn die vorgegebene Federkraft überschritten wird, werden so wohl die erste als auch die zweite Feder 321 bzw. 322 ausge lenkt. Dadurch werden die Federkonstanten im Anwendungsbe reich, in dem kein Ölverlust auftritt, auf kleine Werte einge stellt. Bei dem derart aufgebauten Druckregelventil für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes, bei dem eine bei der zweiten und bei anderen Ausführungsformen vorge sehene abfallende Strom-Ausgangsdruck-Kennlinie verwendet wird, wird der Steuerschieber 11 durch die durch die magneti sche Anziehungskraft und den Ausgangsdruck erhaltene Rückkopp lungskraft in Fig. 17 betrachtet nach links bewegt, so daß nur die erste Feder 321 in eine Richtung ausgelenkt wird, in der ihre Länge abnimmt, bevor die vorgegebene Federkraft einge stellt ist. Im Bereich, in dem kein Ölverlust auftritt und der oberhalb der vorgegebenen Federkraft liegt, werden sowohl die erste als auch die zweite Feder 321 und 322 mit großen Feder konstanten ausgelenkt. Daher nimmt der Ausgangsdruck durch Verstellen des Steuerschiebers 11 in eine Richtung zu, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zu erhöhen.

Bei Verwendung anderer Anordnungen der (in Fig. 19 darge stellten) dritten Ausführungsform eines Druckregelventils, bei denen eine ansteigende Strom-Ausgangsdruck-Kennlinie vorgese hen ist, wird der Steuerschieber 11 durch Zuführen der Ein gangsdruck-Rückkopplungskraft zum Steuerschieber 11 in Fig. 19 betrachtet nach rechts bewegt, so daß der Durchfluß von der Einlaßöffnung 101 zur Auslaßöffnung 102 zunimmt, um den Aus gangsdruck zu erhöhen.

Beim Druckregelventil für ein Hydrauliksteuerungssystem eines Automatik-Getriebes nach Patentanspruch 1 wird, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, der Steu erschieber durch den Steuerschiebersteuerungsmechanismus ge steuert, um den Ausgangsdruck zu erhöhen, so daß das Druckre gelventil nicht vergrößert werden muß und andere Vorrichtungen nicht verbessert werden müssen, während das mit dem Ausgangs druckabfall verbundene Problem des Schaltrucks und andere Pro bleme gelöst werden.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 2 bewegt, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust abnimmt, der Steuer schieberverstellmechanismus den Steuerschieber in eine Rich tung, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung und dadurch den Ausgangsdruck zu erhöhen, so daß das Druckre gelventil nicht vergrößert werden muß und andere Vorrichtungen nicht verbessert werden müssen, während das mit dem Ausgangs druckabfall verbundene Problem des Schaltrucks und andere Pro bleme gelöst werden.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 3 zieht, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, der die Anziehungseinrichtung bildende Stator das bewegliche Ele ment an, um den mit der Verstellung des Steuerschiebers ver bundenen Änderungsgrad der elektromagnetischen Anziehungskraft bezüglich dem mit der Verstellung des Steuerschiebers verbun denen Änderungsgrad der Federkraft abzugleichen, so daß der Steuerschieber automatisch in eine Richtung bewegt wird, um den Durchfluß von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung und da durch den Ausgangsdruck zu erhöhen, so daß das Druckregelven til nicht vergrößert werden muß und andere Vorrichtungen nicht verbessert werden müssen, während das mit dem Ausgangsdruckab fall verbundene Problem des Schaltrucks und andere Probleme gelöst werden.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 4 erfolgt wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, die Verstellung des Steuerschiebers gemäß der nicht-linearen Kenn linie der Federeinrichtung, wodurch der mit dem Ausgangsdruck abfall verbundene Schaltruck durch einen einfachen Aufbau ver hindert wird, ohne daß eine externe Steuerung erforderlich ist.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 5 wird, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, die Verstellung des Steuerschiebers ermöglicht, weil seine Feder konstante auf einen kleinen Wert eingestellt ist, wenn die Verstellung oder Auslenkung den vorgegebenen Wert überschrei tet, wodurch der mit dem Ausgangsdruckabfall verbundene Schaltruck durch einen einfachen Aufbau verhindert wird, ohne daß eine externe Steuerung erforderlich ist.

Beim Druckregelventil nach Patentanspruch 5 bewegt, wenn der Ausgangsdruck durch einen Ölverlust vermindert ist, die Eingangsdruckbewegungseinrichtung, die aus der in der Ventil buchse ausgebildeten Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung und dem im Steuerschieber an einer der Eingangsdruck-Rück kopplungsöffnung entsprechenden Position ausgebildeten Stufen abschnitt mit kleinerem Durchmesser besteht, den Steuerschie ber unter Verwendung des Eingangsdruck-Rückkopplungsdrucks, wodurch der mit dem Ausgangsdruckabfall verbundene Schaltruck verhindert wird, ohne daß eine externe Steuerung oder zusätz liche Komponenten erforderlich sind.

Claims

1. Druckregelventil für Hydrauliksteuerungssystem eines Au tomatik-Getriebes zum Steuern eines Steuerschiebers zum Steuern eines Ausgangsdrucks durch Einstellen eines Gleichgewichts zwischen der Federkraft einer in eine Ven tilbuchse eingepaßten Federeinrichtung, einer durch den von einer Auslaßöffnung ausgegebenen Ausgangsdruck erhal tenen Rückkopplungskraft und einer elektromagnetischen Anziehungskraft, die gemäß einem einer elektromagneti schen Einheit mit einem Stator und einem beweglichen Ele ment zugeführten elektrischen Signal eingestellt wird, mit:
einem Steuerschiebersteuerungsmechanismus zum Steu ern des Steuerschiebers, um den Ausgangsdruck zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch einen Fluidverlust vermindert ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, wobei der Steuerschiebersteuerungsmechanismus einen Steuerschieberverstellmechanismus zum Bewegen des Steuer schiebers in eine Richtung aufweist, um den Durchfluß von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung zu erhöhen, wenn der Ausgangsdruck durch den Fluidverlust vermindert ist.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, wobei der Steuerschieberverstellmechanismus eine An ziehungseinrichtung mit dem Stator und dem beweglichen Element aufweist, und durch die Anziehungseinrichtung der der Bewegung des Steuerschiebers zugeordnete Änderungsgrad der elektroma gnetischen Anziehungskraft bezüglich dem der Bewegung des Steuerschiebers zugeordneten Änderungsgrad der Federein richtung abgeglichen wird, wenn der Ausgangsdruck durch einen Fluidverlust vermindert wird, um den Steuerschieber in eine Richtung zu bewegen und den Durchfluß von der Ein laßöffnung zur Auslaßöffnung zu erhöhen.

4. Druckregelventil nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Steuerschieberverstellmechanismus die Fe dereinrichtung mit einer nicht-linearen Kennlinie auf weist.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, wobei die Federeinrichtung mit der nicht-linearen Kennlinie so eingestellt wird, daß sie eine große Feder konstante aufweist, wenn die Verstellung einen vorgegebe nen Wert nicht überschreitet, und eine kleine Federkon stante, wenn die Verstellung den vorgegebenen Wert nicht unterschreitet.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Steuerschieberverstellmechanismus auf weist: eine in der Ventilbuchse ausgebildete Eingangs druck-Rückkopplungsöffnung und einen am Steuerschieber an einer der Eingangsdruck-Rückkopplungsöffnung entsprechen den Position ausgebildeten Stufenabschnitt mit kleinerem Durchmesser, um den der Einlaßöffnung zugeführten Ein gangsdruck dem Steuerschieber zuzuführen, so daß dieser unter Verwendung der durch den Eingangsdruck erhaltenen Eingangsdruck-Rückkopplungskraft bewegt werden kann, und wobei der Steuerschieber gesteuert wird, um den Aus gangsdruck zu steuern, indem das Gleichgewicht zwischen der Federkraft, der Eingangsdruck-Rückkopplungskraft, der Ausgangsdruck-Rückkopplungskraft und der elektromagneti schen Anziehungskraft eingestellt wird.