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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Automatikgetriebe in einem Fahrzeug. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere einen Multiplexdrucksensor zum Auslesen mehrerer Fluiddrücke gleichzeitig zur genaueren Steuerung der Kupplungen im Getriebe.
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HINTERGRUND
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Viele Fahrzeuge werden über eine große Spanne von Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet, einschließlich sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtsbewegung. Einige Motorentypen sind jedoch nur in der Lage, innerhalb einer kleinen Drehzahlspanne effizient zu arbeiten. Folglich werden häufig Getriebe eingesetzt, die in der Lage sind, Leistung bei einer Vielzahl von Drehzahlverhältnissen effizient zu übersetzen. Wenn das Fahrzeug mit geringer Drehzahl fährt, wird das Getriebe normalerweise mit einem hohen Drehzahlverhältnis betrieben, sodass es das Motordrehmoment für eine verbesserte Beschleunigung vervielfacht. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit erlaubt das Betreiben des Getriebes mit einem niedrigen Drehzahlverhältnis eine Motordrehzahl, die mit ruhigem, kraftstoffsparendem Fahren einhergeht. Typischerweise weist ein Getriebe ein Gehäuse, das an dem Fahrzeugaufbau befestigt ist, eine Eingangswelle, die von einer Motorkurbelwelle angetrieben wird, und eine Ausgangswelle aus, welche die Fahrzeugräder antreibt, häufig über eine Differentialbaugruppe, die es dem linken und dem rechten Rad ermöglicht, sich mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen, wenn das Fahrzeug abbiegt.
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Eine gängige Form des Automatikgetriebes nutzt eine Anzahl von Kupplungen und Bremsen. Verschiedene Untergruppen der Kupplungen und Bremsen werden in Eingriff genommen, um die verschiedenen Drehzahlverhältnisse herzustellen. Eine gängige Form der Kupplung nutzt ein Kupplungspaket mit Trennscheiben, die mit einem Gehäuse verzahnt und mit Reibscheiben verschachtelt sind, die mit einem rotierenden Mantel verzahnt sind. Wenn die Trennscheiben und Reibscheiben aneinandergedrückt werden, kann Drehmoment zwischen dem Gehäuse und dem Mantel übertragen werden. Üblicherweise wird eine Trennscheibe an einem Ende des Kupplungspakets, die als Gegendruckscheibe bezeichnet wird, axial am Gehäuse gehalten. Der Kolben legt eine axiale Kraft auf eine Trennscheibe am gegenüberliegenden Ende des Kupplungspakets an, die als Druckscheibe bezeichnet wird und das Kupplungspaket zusammendrückt. Die Kolbenkraft wird durch die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Fluid an eine Betätigungskammer zwischen dem Gehäuse und dem Kolben erzeugt. Bei einer Bremse kann das Gehäuse in das Getriebegehäuse integriert sein. Bei einer Kupplung rotiert das Gehäuse. Wenn das mit Druck beaufschlagte Fluid vom stationären Getriebegehäuse zum rotierenden Gehäuse strömt, kann es sein, dass es eine oder mehrere Schnittstellen zwischen Komponenten, die bei verschiedenen Drehzahlen rotieren, kreuzen muss. An jeder Schnittstelle leiten Dichtungen den Strom von einer Öffnung in einer Komponente in eine Öffnung in der die Schnittstelle bildenden Komponente.
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Wenn sich ein Kupplungsgehäuse dreht, wenn die Kupplung offen ist, kann Fluid in der Betätigungskammer durch Zentrifugalkraft mit Druck beaufschlagt werden. Um zu verhindern, dass diese Kraft die Kupplung einkuppelt, kann nicht mit Druck beaufschlagtes Fluid in eine Ausgleichskammer 120 auf der der Betätigungskammer gegenüberliegenden Seite des Kolbens geleitet werden.
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KURZDARSTELLUNG
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In einer Ausführungsform weist ein Getriebe einen Ausgleichsdamm auf, der in Bezug auf ein Kupplungsgehäuse befestigt ist. Ein Kupplungspaket ist in einer Richtung weg vom Ausgleichsdamm durch einen Kolben verdichtbar, wobei der Ausgleichsdamm und der Kolben dazwischen eine Ausgleichskammer definieren. Ein Drucksensor ist dazu ausgelegt, ein Signal auszugeben, das einen Fluiddruck in der Ausgleichskammer angibt. Eine Steuerung ist dazu programmiert, die Kupplung auf Grundlage des Signals zu steuern.
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In einer anderen Ausführungsform weist ein Getriebe eine Ausgleichskammer auf, die durch einen Ausgleichsdamm einer Kupplung begrenzt ist und dazu ausgelegt ist, nicht mit Druck beaufschlagtes Fluid von der Kupplung aufzunehmen, wenn diese geöffnet ist. Eine Betätigungskammer der Kupplung ist dazu ausgelegt, Fluiddruck anzulegen, um die Kupplung zu schließen. Ein Drucksensor weist einen ersten Einlass in selektiver Fluidverbindung mit der Ausgleichskammer und einen zweiten Einlass in selektiver Fluidverbindung mit der Betätigungskammer auf.
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In einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes das Aufnehmen von nicht mit Druck beaufschlagtem Fluid in der Ausgleichskammer, das Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Fluid in eine Betätigungskammer einer Kupplung und das abwechselnde Steuern der Kupplung auf Grundlage der Fluiddrücke in der Ausgleichskammer und der Betätigungskammer.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung einer Übersetzungsgetriebeanordnung gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist eine Ausführungsform einer Querschnittsansicht eines Zweikupplungenmoduls, das zur Verwendung in der Übersetzungsgetriebeanordnung aus 1 geeignet ist.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Multiplexfluiddrucksensors, der in einem Fahrzeuggetriebe angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform.
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4 ist eine perspektivische Ansicht der Fluidleitungen, die zu dem Drucksensor aus 3 führen, der entfernt wird.
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von Kugelventilen zum Umschalten von Hydraulikströmen auf den Drucksensor gemäß einer Ausführungsform.
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6 ist eine schematische Darstellung einer anderen Getriebeanordnung eines Getriebes, in dem der Drucksensor verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hier sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es sich bei den offenbarten Ausführungsformen lediglich um Beispiele handelt und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Es versteht sich jedoch, dass es sich bei den offenbarten Ausführungsformen lediglich um Beispiele handelt und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Dementsprechend sind die hier offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend, sondern lediglich als repräsentative Basis auszulegen, um einen Fachmann die unterschiedlichen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Möglicherweise sind jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung übereinstimmen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert.
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Richtungswörter (z. B. „links“, „rechts“) sind relativ zu der Ausrichtung zu verstehen, die in den beschriebenen Figuren dargestellt ist. Zum Beispiel versteht es sich, dass, wenn gesagt wird, dass sich eine Kupplungsscheibe nach „links“ bewegt, dies bedeuten soll, dass sich die Kupplung in der konkreten beschriebenen Figur in der Ausrichtung dieser Figur nach links bewegt.
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Eine Getriebeanordnung ist eine Anzahl von rotierenden Elementen und Schaltelementen, die dazu ausgelegt sind, bestimmte Drehzahlbeziehungen der rotierenden Elemente herbeizuführen. Einige Drehzahlbeziehungen, die als feste Drehzahlbeziehungen bezeichnet werden, werden unabhängig vom Zustand der Schaltelemente herbeigeführt. Andere Drehzahlbeziehungen, die als selektive Drehzahlbeziehungen bezeichnet werden, werden nur dann herbeigeführt, wenn bestimmte Schaltelemente vollständig in Eingriff genommen sind. Eine lineare Drehzahlbeziehung besteht unter Wellen in einer geordneten Liste, wenn i) die erste und die letzte Welle in der geordneten Liste darauf beschränkt sind, dass sie die extremsten Drehzahlen aufweisen, ii) die Drehzahlen der übrigen Wellen jeweils darauf beschränkt sind, dass sie einen gewichteten Durchschnitt der Drehzahlen der ersten und der letzten Welle aufweisen, und iii) die Drehzahlen der Wellen, wenn sie sich unterscheiden, darauf beschränkt sind, dass sie in der Reihenfolge der Liste entweder zunehmen oder abnehmen. Ein Getriebe mit getrennter Übersetzung weist eine Getriebeanordnung auf, die selektiv für eine Vielzahl von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle sorgt.
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Eine Gruppe aus rotierenden Elementen ist fest aneinandergekoppelt, wenn diese gezwungen sind, sich unter allen Betriebsbedingungen als Einheit zu drehen. Rotierende Elemente können durch Keilverbindungen, Schweißen, Aufpressen, Bearbeitung eines gängigen Feststoffs oder andere Mittel fest gekoppelt sein. Es kann zu leichten Variationen in der Rotationsverschiebung zwischen fest gekoppelten Elementen kommen, zum Beispiel zur Verschiebung aufgrund von Spiel oder Wellenelastizität. Im Gegensatz dazu sind zwei rotierende Elemente durch ein Schaltelement selektiv gekoppelt, wenn das Schaltelement sie dazu zwingt, sich als eine Einheit zu drehen, immer wenn die Kupplung vollständig eingekuppelt ist und es ihnen freisteht, sich bei mindestens einer anderen Betriebsbedingung mit unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen. Ein Schaltelement, das ein rotierendes Element gegen Drehung hält, indem es dieses selektiv mit dem Gehäuse verbindet, wird als Bremse bezeichnet. Ein Schaltelement, das zwei oder mehr rotierende Elemente selektiv aneinanderkoppelt, wird als Kupplung bezeichnet. Schaltelemente können aktiv gesteuerte Vorrichtungen wie etwa hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen oder Bremsen sein oder können passive Vorrichtungen wie etwa Einwegkupplungen oder -bremsen sein.
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1 stellt schematisch die Getriebeanordnung eines Getriebekastens dar. Das Getriebe nutzt vier einfache Planetenradsätze 10, 20, 30 und 40. Jeder einfache Planetenradsatz umfasst einen Planetenträger, der sich um eine zentrale Achse dreht und einen Satz Planetenräder derart stützt, dass sich die Planetenräder in Bezug auf den Planetenträger drehen. Äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern greifen mit äußeren Zahnradzähnen an Sonnenrädern und mit inneren Zahnradzähnen an Hohlrädern ineinander. Das Sonnenrad und Hohlrad werden ebenfalls gestützt, um sich um die zentrale Achse zu drehen. Um die Achsenlänge zu verringern, ist der Radsatz 10 radial nach außen und in einer gemeinsamen Ebene mit dem Radsatz 20 angeordnet. Auf ähnliche Weise ist der Radsatz 30 radial außerhalb von Radsatz 40 angeordnet. Die Zahnradsätze 30 und 40 teilen sich einen gemeinsamen Träger 32, weisen jedoch separate Planetenräder 34 und 44 auf.
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Ein einfacher Planetenradsatz ist ein Typ von Getriebeanordnung, der eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad schafft. Andere bekannte Typen von Getriebeanordnungen erzielen außerdem eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen drei rotierenden Elementen. Zum Beispiel erzielt ein Doppelritzelplanetenradsatz eine feste lineare Drehzahlbeziehung zwischen dem Sonnenrad, dem Hohlrad und dem Träger. Ein vorgeschlagenes Verhältnis für Zahnräder für jeden Planetenradsatz ist in Tabelle 1 aufgelistet. TABELLE 1
| Hohlrad 18 / Sonnenrad 16 | 1,467 |
| Hohlrad 28 / Sonnenrad 26 | 1,927 |
| Hohlrad 38 / Sonnenrad 36 | 1,658 |
| Hohlrad 48 / Sonnenrad 46 | 1,712 |
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Das Sonnenrad 16 wird fest gegen die Drehung gehalten; ein Träger 22 ist fest an den Eingang 50 gekoppelt; das Sonnenrad 36 ist fest an das Hohlrad 48 gekoppelt; und der gemeinsame Träger 32, das Hohlrad 18 und das Sonnenrad 26 sind fest aneinander gekoppelt. Der Ausgang 52 ist über die Kupplung 60 selektiv an den Träger 12 gekoppelt und über die Kupplung 62 selektiv an das Hohlrad 28 gekoppelt. Der Eingang 50 ist über die Kupplung 64 selektiv an die Kombination aus Sonnenrad 36 und Hohlrad 48 gekoppelt. Das Sonnenrad 46 ist über die Kupplung 66 selektiv an den Eingang 50 gekoppelt und wird über die Bremse 70 selektiv gegen die Drehung gehalten. Das Hohlrad 38 wird über die Bremse 68 selektiv gegen die Drehung gehalten. Eine Einwegbremse 72 hindert das Hohlrad 38 passiv daran, sich rückwärts zu drehen, während ein Drehen in positiver Richtung möglich ist.
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Verschiedene Untergruppen der Getriebeanordnung aus 1 erzielten bestimmte Drehzahlbeziehungen. Die Zahnradsätze 30 und 40 erzielen gemeinsam eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen dem Sonnenrad 46, dem Hohlrad 38, dem gemeinsamen Träger 32 und der Kombination aus Sonnenrad 36 und Hohlrad 48. Jede Getriebeanordnung, die zweite Planetenradsätze mit zwei Elementen des ersten Zahnradsatzes aufweist, die fest an zwei entsprechende Elemente des zweiten Zahnradsatzes gekoppelt sind, erzielen fest eine lineare Drehzahlbeziehung zwischen den entstehenden vier Wellen. Die Zahnradsätze 30 und 40 sind mit den Zahnradsätzen 10 und 20 über eine Zwischenwelle verbunden, die den gemeinsamen Träger 32, das Hohlrad 18 und das Sonnenrad 26 umfasst. Die Zahnräder 30 und 40 schaffen in Kombination mit den Kupplungen 64 und 66 und den Bremsen 68 und 70 selektiv verschiedene proportionale Drehzahlbeziehungen. Wenn die Bremse 70 in Eingriff genommen ist, wird die erste Welle gegen die Drehung gehalten. Wenn die Kupplung 66 und die Bremse 68 in Eingriff genommen sind, wird eine Rückwärtsdrehzahlbeziehung zwischen dem Eingang und der Zwischenwelle erzielt. Wenn beide Bremsen 68 und 70 in Eingriff genommen sind, wird die Zwischenwelle gegen die Drehung gehalten. Wenn die Kupplung 64 in Kombination mit entweder der Bremse 68 oder der Bremse 70 in Eingriff genommen wird, werden die Drehzahlbeziehungen bei Anfahrübersetzung zwischen der Eingangs- und der Zwischenwelle erzielt. Schließlich drehen sich, wenn beide Kupplungen 64 und 66 in Eingriff genommen sind, die Eingangs- und die Zwischenwelle als Einheit. Der Zahnradsatz 10 erzielt fest eine Drehzahlbeziehung bei Anfahrübersetzung zwischen der Zwischenwelle und dem Träger 12.
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Die Ineingriffnahme der Schaltelemente entsprechend Tabelle 2 erzielt neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen Eingang
50 und Ausgang
52. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement in Eingriff genommen werden muss, um den Leistungspfad herzustellen. Ein (X) zeigt an, dass das Schaltelement den Leistungspfad nicht herstellen muss, jedoch in Eingriff genommen werden kann, um das Umschalten auf andere Verhältnisse zu ermöglichen. Wenn die Zahnradsätze Zahnnummern wie in Tabelle 1 angegeben aufweisen, haben die Drehzahlverhältnisse die in Tabelle 2 angegebenen Werte. TABELLE 2
| | 60 | 62 | 64 | 66 | 68/72 | 70 | Verhältnis | Schritt |
| Rückwärts | X | | | X | X | | –3,09 | 69 % |
| 1. | X | | X | | X | | 4,47 | |
| 2. | X | | X | | | X | 2,66 | 1,68 |
| 3. | X | | X | X | | | 1,68 | 1,58 |
| 4. | X | X | (X) | | | | 1,23 | 1,36 |
| 5. | | X | X | X | | | 1,00 | 1,23 |
| 6. | | X | X | | | X | 0,84 | 1,19 |
| 7. | | X | X | | X | | 0,76 | 1,11 |
| 8. | | X | | | X | X | 0,66 | 1,15 |
| 9. | | X | | X | X | | 0,56 | 1,19 |
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2 stellt den Aufbau der Kupplungen 60 und 62 detaillierter dar. Diese zwei Kupplungen können als Zweikupplungsmodul konstruiert sein, das zum Zusammenbauen und Testen als Teilbaugruppe geeignet ist. Die vordere Stütze 80 ist starr an einem Getriebegehäuse 54 befestigt. Das Kupplungsgehäuse 82 wird zur Drehung um die vordere Stütze 80 von den Lagern 84 und 86 gestützt. Die Lager 84 und 86 sind axial getrennt, wodurch die Lagerkräfte verringert werden, die benötigt werden, um auf ein Biegemoment zu reagieren. Durch die Trennung der Lager wird darüber hinaus Platz bereitgestellt, damit Fluid zwischen diesen Lagern von der vorderen Stütze zu dem Kupplungsgehäuse strömen kann. Das Kupplungsgehäuse 82 von einem Drucklager 88 an einer axialen Bewegung gehindert.
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Eine Kupplungsnabe 90 ist fest an das Hohlrad 28 gekoppelt. Eine Gruppe von Reibscheiben 92 ist an deren Innendurchmessern mit der Kupplungsnabe 90 verzahnt, sodass sich die Reibscheiben mit der Kupplungsnabe drehen, doch die Freiheit haben, axial zu gleiten. Die Reibscheiben 92 sind mit einer Gruppe von Trennscheiben 94 verschachtelt. Jede Trennscheibe ist an ihrem Außendurchmesser mit dem Kupplungsgehäuse 82 verzahnt, sodass sich die Trennscheiben mit dem Kupplungsgehäuse drehen, doch die Freiheit haben, axial zu gleiten.
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Die Trennscheibe am linken Ende, die als Reaktionsscheibe bezeichnet werden kann, wird durch einen Sprengring axial fixiert. Um die Kupplung 62 zu betätigen, wird mit Druck beaufschlagtes Fluid von einem Ventilkörper in die vordere Stütze, in das Kupplungsgehäuse und anschließend in eine Betätigungskammer geleitet, die zwischen dem Kupplungsgehäuse 82 und dem Kolben 96 (d. h. rechts vom Kolben 96) angeordnet ist. Wenn das Fluid von der vorderen Stütze 80 zu dem Kupplungsgehäuse 82 verläuft, gewährleisten Dichtungen, dass das Fluid in den richtigen Durchlass im Kupplungsgehäuse fließt. Als Reaktion auf das mit Druck beaufschlagte Fluid gleitet der Kolben 96 nach links und quetscht die Reibscheiben 92 zwischen den Trennscheiben 94. Die Reibung zwischen den Reibscheiben und den Trennscheiben drängt die Kupplungsnabe 90 dazu, sich mit derselben Drehzahl zu drehen wie das Kupplungsgehäuse 82. Wenn der Fluiddruck gemindert wird, drängt die Rückstellfeder 98 den Kolben 96 nach rechts, um die Kupplung zu öffnen und die relative Bewegung zwischen den Reibscheiben und den Trennscheiben zu lösen.
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Die Rückstellfeder 98 widersetzt sich einem Ausgleichsdamm 100, der daran gehindert wird, sich axial in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 82 zu bewegen, zum Beispiel durch einen Sperrring. Wenn sich das Kupplungsgehäuse 82 dreht, wenn die Kupplung 62 offen ist, wird das Fluid in der Betätigungskammer durch Zentrifugalkraft mit Druck beaufschlagt. Um zu verhindern, dass diese Kraft die Kupplung in Eingriff nimmt, wird nicht mit Druck beaufschlagtes Fluid zu einer Ausgleichskammer 120 an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 96 geleitet (d. h. links vom Kolben 96; zwischen dem Kolben 96 und dem Ausgleichsdamm 100). Wie nachfolgend beschreiben, kann ein Drucksensor in Fluidverbindung mit der Ausgleichskammer 120 stehen, um den Fluiddruck in der Kammer 120 zu ermitteln, selbst wenn die Kupplung 62 offen ist. Der Drucksensor kann einem Multiplexing unterzogen werden, um Drücke mehrerer Kammern wie etwa der Ausgleichskammer und der Betätigungskammer zu ermitteln. Ein Kugelrückschlagventil (nachstehend beschrieben) ist ein beispielhafter Ventiltyp, der es dem Sensor ermöglichen kann, den Druck des höheren der zwei Drücke zu messen, die auf das Kugelrückschlagventil einwirken. Dies ermöglicht, dass die Steuerung einer einzigen Kupplung auf dem höheren der Drücke in zwei unterschiedlichen Kammern basiert.
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Die Kupplung 60 ist so ähnlich aufgebaut wie die Kupplung 62. Die Kupplungsnabe 102 ist fest an den Träger 12 gekoppelt. Die Reibscheiben 104 sind mit der Kupplungsnabe 102 an ihrem Außendurchmesser verzahnt und mit Trennscheiben 106 verschachtelt, die mit dem Kupplungsgehäuse 82 an ihrem Innendurchmesser verzahnt sind. Um die Kupplung 60 zu betätigen, wird mit Druck beaufschlagtes Fluid von einem Ventilkörper in die vordere Stütze, in das Kupplungsgehäuse und anschließend in eine Betätigungskammer zwischen einer Kappe 108 und einem Kolben 110 geleitet. Die Rückstellfeder 112 drängt den Kolben 110 nach rechts (in 2), wenn der Druck entfernt wird. Nicht mit Druck beaufschlagtes Fluid wird von der Kupplung 62 zu einer Ausgleichskammer 122 geleitet, die an der der Betätigungskammer gegenüberliegenden Seite des Kolbens 110 angeordnet ist (d. h. links vom Kolben 110; zwischen dem Kolben 110 und dem Ausgleichsdamm 111). Das Leiten von nicht mit Druck beaufschlagtem Fluid in die Ausgleichskammer 122 kann zum Beispiel über ein Loch im Kolben 96 durch einen Durchlass im Kupplungsgehäuse 82 in die Ausgleichskammer 122 erfolgen.
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Die Ausgleichskammern 120, 122 können über einen Durchlass in Fluidverbindung mit einander stehen.
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Wie vorstehend angeführt, werden die Ausgleichskammern 120, 122 zum Aufnehmen eines Teils des Fluids verwendet, wenn die Kupplung geöffnet ist, um sicherzugehen, dass die Zentrifugalkraft die Kupplung nicht unerwünschterweise schließt. Zum Beispiel weist in der Ausgleichskammer 120 das Fluid einen darin erzeugten Zentrifugaldruck auf, der den Kolben 96 nach links drängt. Dieses Drängen des Kolbens 96 nach links wird durch den Zentrifugaldruck ausgeglichen, der in dem Fluid in der Betätigungskammer erzeugt wird (d. h. rechts vom Kolben 96). Somit sind die Zentrifugaldrücke ausgeglichen und die Kolben 96 sind keinen axialen Kräften ausgesetzt, die aus den Zentrifugaldrücken resultieren.
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Typischerweise steht ein Sensor in Fluidverbindung mit einer jeweiligen einen der Betätigungskammern. Diese Sensoren werden von der Steuerung verwendet, um ein Fehlleiten zu verhindern, indem sichergestellt wird, dass der Druck in den Betätigungskammern den Erwartungen für die bestimmte Fahrtrichtung des Fahrzeugs entspricht, wenn die Kupplung geschlossen ist. Diese Sensoren werden, nachdem sich das Fahrzeug in die beabsichtigte Richtung bewegt, typischerweise nicht den Großteil der Zeit verwendet. Wenn die Kupplung geöffnet ist, werden die Drucksensoren typischerweise nicht verwendet.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein System bereitgestellt, das einen Drucksensor verwendet, der den Druck der Betätigungskammer und der Ausgleichskammer ermitteln kann, und eine damit verbundene Steuerung, die die Kupplung auf Grundlage der Drücke in den beiden Kammern steuern kann. In einer Ausführungsform kann der Druck des Ausgleichsdamms von einer geöffneten Kupplung dabei helfen, den Betrieb einer anderen Kupplung zu steuern. Wenn eine erste Kupplung offen und nicht betätigt ist, kann der Fluiddruck im Ausgleichsdamm der Kupplung verwendet werden, um die Genauigkeit der Steuerung einer zweiten Kupplung zu steigern. Der Sensor kann einem Multiplexing unterzogen werden, um Drücke von zwei Kammern auszulesen (z. B. der Ausgleichskammer einer Kupplung und der Betätigungskammer dieser Kupplung). Die Ausgleichskammern der zwei Kupplungen können in Fluidverbindung stehen, sodass die Steuerung einer Kupplung auf dem Fluiddruck der Ausgleichskammer einer anderen Kupplung basieren kann, selbst wenn die andere Kupplung geöffnet ist. Ein einem einzelnen Gehäuse können zwei getrennte Sensoren vorhanden sein, die jeweils in der Lage sind, Fluid einer jeweiligen Fluidkammer oder Fluidleitung zu erkennen. Durch Multiplexen des Sensors kann das Getriebe umschalten, welcher Druck gelesen wird, wobei der höhere der Drücke mit jedem Sensor verbunden ist. Diese Druckauslesungen können von der Steuerung zur präziseren Kupplungsverwaltung verwendet werden.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Multiplexfluiddrucksensors 130, der an dem Getriebegehäuse angebracht ist, und 4 ist eine perspektivische Ansicht der Hydraulikströme (wobei der Sensor und das dazugehörige Gehäuse entfernt sind), die für die Druckauslesungen Fluid an den Sensor 130 senden. Ein erster Sensoreinlass 132 steht in Verbindung mit einem ersten Hydraulikstrom. Der erste Hydraulikstrom überträgt Fluid aus einer ersten Fluidkammer wie etwa der Ausgleichskammer 120. Ein zweiter Sensoreinlass 134 steht in Verbindung mit einem zweiten Hydraulikstrom. Der zweite Hydraulikstrom überträgt Fluid aus einer zweiten Fluidkammer wie etwa der Betätigungskammer der Kupplung 60 oder der Ausgleichskammer 122 der anderen Kupplung. Andere Einlässe können ebenfalls bereitgestellt sein. Diese zwei oder mehr Einlässe 132, 134 ermöglichen es dem Sensor, einem Multiplexing unterzogen zu werden und in der Lage zu sein, Fluiddrücke von zwei Fluidkammern auszulesen und im Falle einer Fluidverbindung der Ausgleichsdämme von zwei Kupplungen die Fluiddrücke von zwei unterschiedlichen Kupplungen auszulesen. Wenn der Druck einer Fluidkammer den einer anderen Fluidkammer übersteigt, wird der höhere der Fluiddrücke von dem Drucksensor erkannt. Ein Paar Bolzenlöcher 136, 138 ist bereitgestellt, um den Sensor und das dazugehörige Gehäuse an dem Getriebe zu befestigten. Eine elektrische Verbindung 140 ist ebenfalls bereitgestellt, um die Fluiddruckdaten an eine dazugehörige Getriebesteuerung zu übertragen.
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5 stellt eine Mehrzahl von Hydraulikströmen 150, 152, 154 dar, die dem Drucksensor 130 Fluid zuführen. Jeder Hydraulikstrom verbindet sich mit einer jeweiligen Fluidkammer einer Kupplung (z. B. einer Betätigungskammer oder einer Ausgleichskammer). Am Ende jedes Hydraulikstroms 150, 152, 154 befindet sich ein entsprechendes Kugelventil 160, 162, 164. Jedes Kugelventil weist eine Kugel auf, die in einer Aussparung oder Vertiefung ruht, um die Fluidverbindung zwischen den Hydraulikströmen 150, 152, 154 und den Fluidbehältern für den Sensor 130 selektiv zu öffnen und zu schließen. Wenn der Druck in den Hydraulikströmen 150, 152, 154 denjenigen des entsprechenden Fluidbehälters für den Sensor 130 übersteigt, öffnet sich das Kugelventil und ermöglicht es dem Fluid, in das Sensorgehäuse einzutreten, um seinen Druck bestimmen zu lassen. Wenn der Druck in dem entsprechenden Fluidbehälter für den Sensor 130 den Druck in den Hydraulikströmen 150, 152, 154 übersteigt, schließt sich das Kugelventil, um die Fluidverbindung zu blockieren, und eine Druckerkennung dieses Hydraulikstroms zu hemmen.
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Es versteht sich, dass andere Ventile verwendet werden können, die von einer Steuerung verwendet werden, um die Hydraulikströme selektiv zu öffnen und zu schließen, um eine selektive Messung des Fluiddrucks zu ermöglichen.
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Es versteht sich, dass die Übersetzungsgetriebeanordnung aus 1 lediglich beispielhafter Natur ist. Die Offenbarung in Bezug auf den Multiplexsensor und die Steuerung der Kupplungen kann auf andere Getriebe angewendet werden. 6 ist eine andere Ausführungsform eines Getriebes, in dem der Multiplexsensor und die Steuerung verwendet werden können, wobei einer der vorstehend offenbarten Sensoren verwendet werden kann, um es der Steuerung zu ermöglichen, eine Kupplung auf Grundlage des Fluiddrucks einer Ausgleichsdammfluidkammer einer anderen Kupplung zu steuern. Das Getriebe aus 3 ist ein Achtganggetriebe. Gemäß 3 wird eine Eingangswelle 210 über einen Verbrennungsmotor angetrieben, potenziell über eine Anfahrvorrichtung wie einen Drehmomentwandler. Der Ausgang 212 treibt die Fahrzeugräder an, potenziell über ein Getriebe und ein Differential. Die verschiedenen Komponenten der Getriebeanordnung werden in einem Getriebegehäuse 214 gestützt, das an der Fahrzeugstruktur befestigt ist. Das Getriebe nutzt vier einfache Planetenradsätze 220, 230, 240 und 250. Ein Planetenträger 222 dreht sich um eine zentrale Achse und stützt einen Satz Planetenräder 224 derart, dass sich die Planetenräder in Bezug auf den Planetenträger drehen. Äußere Zahnradzähne an den Planetenrädern 224 greifen mit äußeren Zahnradzähnen an einem Sonnenrad 226 und mit inneren Zahnradzähnen an einem Hohlrad 228 ineinander. Das Sonnenrad 226 und das Hohlrad 228 werden gestützt, um sich um die gleiche Achse wie der Träger zu drehen. Die Radsätze 230, 240 und 250 sind ähnlich strukturiert.
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Das Sonnenrad 246 ist fest an die Eingangswelle 210 gekoppelt. Das Hohlrad 238 und der Träger 252 sind fest an den Ausgang 212 gekoppelt. Der Träger 222 ist fest an das Sonnenrad 236 gekoppelt. Das Hohlrad 228, der Träger 242 und das Hohlrad 258 sind fest aneinandergekoppelt. Der Träger 232 ist fest an das Hohlrad 248 gekoppelt. Die Kupplung 262 koppelt das Hohlrad 228 selektiv mit der Eingangswelle. Das Sonnenrad 226 ist durch die Kupplung 260 selektiv an die Eingangswelle 210 gekoppelt und wird durch die Bremse 264 selektiv gegen die Drehung gehalten. Die Bremse 266 hält selektiv das Sonnenrad 256 gehen die Drehung. Die Bremse 268 hält selektiv den Träger 222 und das Sonnenrad 236 gegen die Drehung. Der Träger 232 und das Hohlrad 248 werden durch die Bremse 270 selektiv gegen die Drehung gehalten und in einer Richtung durch die Einwegbremse 272 passiv gegen die Drehung gehalten.
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Wie in Tabelle 3 dargestellt, werden durch das Ineinandergreifen der Schaltelemente in Zweierkombinationen acht Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle
210 und dem Ausgang
212 erzielt. Ein X zeigt an, dass das Schaltelement erforderlich ist, um das Drehzahlverhältnis zu erzielen. TABELLE 3
| | 260 | 262 | 264 | 266 | 268 | 270/272 | Verhältnis | Schritt |
| Rückwärts | X | | | | | X | –3,79 | 89 % |
| 1. | | | | X | | X | 4,26 | |
| 2. | | | | X | X | | 2,73 | 1,56 |
| 3. | | | X | X | | | 2,19 | 1,25 |
| 4. | X | | | X | | | 1,71 | 1,28 |
| 5. | | X | | X | | | 1,33 | 1,29 |
| 6. | X | X | | | | | 1,00 | 1,33 |
| 7. | | X | X | | | | 0,85 | 1,18 |
| 8. | | X | | | X | | 0,69 | 1,23 |
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Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche abgedeckt sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben sind, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Abstriche gemacht werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können Folgendes einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, unaufwändige Montage usw. Soweit Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
