WO2016131592A1 - Ventilvorrichtung für ein fahrzeug, automatikgetriebe und verfahren zur steuerung einer ventilvorrichtung - Google Patents

Ventilvorrichtung für ein fahrzeug, automatikgetriebe und verfahren zur steuerung einer ventilvorrichtung Download PDF

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WO2016131592A1
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pressure
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fluid pressure
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Benjamin KLUGE
Sebastian Liebert
Alexander Martin
Ulrich Ohnemus
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F16H2061/0279—Details of hydraulic valves, e.g. lands, ports, spools or springs

Definitions

  • Valve device for a vehicle automatic transmission and method for controlling a valve device
  • the invention relates to a valve device for an automatic transmission or for an automated manual transmission and an automatic transmission with such a valve device.
  • the invention relates to a method for controlling such a valve device for an automatic transmission.
  • Automatic switching components For example, automatic gear changes by appropriate control of, for example, hydraulically actuated actuators, which are assigned to the so-called actuators of the automatic transmission made.
  • actuators of the automatic transmission For example, during the automatic gear change, a corresponding clutch actuator for the separation of the transmission from the
  • Vehicle engine activated. Subsequently, by a in a
  • Gearbox control gear stored the gear change calculated either from the driving condition of the vehicle (fully automatic) or depends on the gear selection of the driver (semi-automatic), forwarded to a Heidelbergaktuatorik the transmission, so that the transmission automatically performs the appropriate gear change.
  • Gear ratio can be realized.
  • Hydraulic valve block is connected and operated via hydraulic lines connected to the hydraulic valve block, the hydraulic actuators or actuators.
  • the oil pump is connected to the frequently rotating at different speeds hydraulic actuators via corresponding hydraulic lines, wherein in the corresponding hydraulic lines corresponding valve devices
  • valve devices are provided, via which a pressure supply to the hydraulic actuators can be made or turned off. Due to the relative rotation between the respective valve devices and the at least partially fixed and / or rotating hydraulic lines to the hydraulic actuators, the valve devices are often realized in a rotary shaft of the automatic transmission and connected via so-called rotary unions with the hydraulic actuators.
  • Valve devices automatic transmissions and methods of controlling such
  • valve devices such that possible leakage losses can be reduced and / or a more efficient operation is possible.
  • the valve device is for an automatic transmission for a vehicle, preferably for a motor vehicle or utility vehicle, provided and comprises: a valve housing element having a first valve chamber, via which a fluid connection between a working pressure side and an actuator pressure side can be produced, and a second valve chamber, with a control pressure side for acting on a Control pressure is connectable, a valve spool element, which is movably guided by the valve housing element and by means of a first
  • Biasing member is applied with a first biasing force directed in an opening direction, wherein the valve spool member disposed in the first valve chamber and an operating portion disposed in the second valve chamber Fluidchristbeaufschiagungsabites, on when acted upon with a control pressure in an opposite direction to the opening direction
  • Plating directed force acts, and a valve closure element, which is guided by the valve housing member in the first valve chamber such that the closure member in a first position, the fluid connection between the working pressure side and the Aktuatordruckseite and in a second position, the fluid connection separates the valve closure element is acted upon by means of a second biasing element with a second biasing force which is smaller in comparison to the first biasing force and held in the closing direction, so that the valve closure element is held in the first position by means of the actuating section, wherein the valve slide element and the
  • Valve closure element are designed to cooperate such that at present aktuator für textbooken fluid pressure by increasing a
  • Valve closure element can take the second position, and that by subsequently reducing a working pressure side fluid pressure and then the control pressure in the second valve chamber, the valve closure element in the second position by the second biasing force and one in the first
  • Valve chamber present aktuatortik solutionen fluid pressure caused force on the closure element against the by the operating section on the
  • Closing element applied first biasing force is held.
  • Automatic transmission can be arranged at a rotary feedthrough, which leads directly to the hydraulic actuator, or can be positioned anywhere in the automatic transmission coupled to the housing hydraulic actuator.
  • the holding of the first position of the valve closure element for producing the fluid connection is realized in such a way that for this purpose no active operation of the Oil pump is necessary.
  • This allows the actuator pressure to be easily adjusted (in both directions) via the working pressure.
  • the locking is actively triggered by the control pressure. If the working pressure is lowered when the control pressure is activated, the current actuator pressure is quasi “locked” and the hydraulic actuator remains “printed” or a pressurization is maintained, so that the hydraulic actuator is closed to maintain a
  • Friction between each of the automatic transmission component for determining a certain transmission ratio remains. Once the closure element is locked, i. occupies the second position, the working pressure and then the control pressure and thus the entire system pressure can be lowered. After lowering the working pressure, the control pressure is thus no longer needed to ensure that the clutch pressure is maintained.
  • the valve device according to the invention also makes it possible to carry out circuits without extension of reaction times. Due to the embodiment of the lock, when opening there is no pressure jump on the hydraulic actuators, which could possibly be felt by the driver.
  • Valve closure element are formed to cooperate such that the valve closure element held in the second position can be converted into the first position by the valve closure element with a through one in the first
  • Valve chamber present working pressure side fluid pressure caused force is applied in the opening direction, so that the valve closure element is urged by the first biasing force and the force caused by the working pressure side fluid pressure force against the second biasing force in the opening direction in its first position. If the working pressure is raised above the clutch pressure, the lock unlocks and the two pressures are equal and can
  • valve device can be realized so that the valve housing element has a third valve chamber, which is connectable to a further control pressure side for acting on a further control pressure, wherein the valve spool element has a arranged in the third valve chamber further Fluidtownbeaufschlagungsabêt on the upon application of a further control pressure acts in the opening direction directed force, wherein the valve spool element and the
  • Valve closure element are designed to cooperate in such a way that the closure element by applying the third valve chamber with the further control pressure independent of that present in the first valve chamber
  • Working pressure side and / or actuator pressure-side fluid pressure and / or can be converted from the present in the second valve chamber control fluid pressure in the first position. That is, if the present in the third valve chamber further control pressure exceeds the present in the second valve chamber control pressure, the valve spool element can be moved in the opening direction. Preferably, however, there is no or only a correspondingly low control pressure in the second valve chamber when the third valve chamber is pressurized with the further control pressure. About the further control pressure is another way of unlocking possible. This provides the opportunity to actively open the pressure-locking mechanism and keep it open.
  • the hydraulic actuators can be operated conventionally as needed, especially in dynamic driving. In the event of a fault, all interlocks open centrally via the short-term activation with the additional control pressure and thus reliably achieve a frictional or friction-free state.
  • a passive switching valve for example in the form of a
  • Threshold valve as a check valve to be coupled to the system pressure.
  • the lock is kept open targeted at high system pressures and circuits, in particular sports circuits, which are usually driven with high engine torques and thus high clutch pressures, without restrictions in particular with minimal reaction time are performed. Due to the central unlocking option via the additional control pressure, a safe depressurized state can always be achieved even in the event of a fault. moreover there are no switching and reaction time restrictions, especially in sporty driving,
  • the automatic transmission according to the invention is intended for a vehicle, preferably for a motor vehicle or commercial vehicle, and comprises the valve device according to the invention
  • the inventive method is provided for controlling the Ventiivoroplasty invention and has the following steps:
  • Valve chamber so that the actuating portion moves away from the valve closure element in the closing direction and the valve closure element can take the second position
  • Valve chamber present aktuatortik solutionen Fiuiyak caused force on the closure element against the by the operating section on the
  • the method according to the invention can be implemented such that the method further comprises the following steps:
  • Fig. 1 -1 1 a valve device according to the invention for a
  • valve device 10 for an automatic transmission for a motor vehicle in more detail.
  • valve device 10 is associated with a hydraulic actuator of an automatic transmission, not shown, in which a manual transmission is actuated by means of hydraulic gear change.
  • this automatic transmission will have a fixed
  • Hydraulic valve block and corresponding hydraulic lines actuated hydraulic actuators, which in turn respective couplings for generating or canceling a frictional engagement between corresponding gearbox components of the
  • Actuate automatic transmission It is provided, while maintaining a voltage applied to a corresponding actuator fluid pressure (fluid pressure on
  • Actuator pressure side 18 to generate a frictional engagement between the transmission components of the automatic transmission, so that a certain gear ratio is realized.
  • an oil pump not shown in the figures is usually used, which is connected to the fixed
  • Hydraulic valve block is connected and therefore the fluid pressure in one
  • Working pressure side 16 can be adjusted. This is common with the
  • valve device 10 different speeds rotating hydraulic actuators over corresponding hydraulic lines connected, wherein in a respective hydraulic line, the valve device 10 according to the invention is provided, via which a pressure supply to at least one hydraulic actuator can be made or turned off. Due to the relative rotation between the respective hydraulic line
  • valve device 10 is realized in this case in a rotary shaft of the automatic transmission and connected via a so-called rotary feedthrough 44 to the hydraulic line.
  • Valve device 10 a valve housing element 12, a valve spool element 24 and a valve closure element 32 on.
  • the valve housing element 12 comprises a first valve chamber 14, via which a fluid connection between the working pressure side 16 and the actuator pressure side 18 can be produced. Furthermore, the valve housing element 12 comprises a second
  • Valve chamber 20 which is connectable to a control pressure side 22 for acting on a control pressure. Furthermore, the valve housing element 12 has a third valve chamber 38, which can be connected to a further control pressure side 40 for acting on a further control pressure.
  • the further control pressure side 40 is connected via a Schwellwertventil, for example in the form of a check valve 42, with a system pressure side, not shown, wherein at the
  • a controllable system pressure P SYS is present, which can be set smaller or larger than 15 bar.
  • the check valve 42 opens at a system pressure P SYS greater than 15 bar. Otherwise, the check valve 42 is closed.
  • valve slide element 24 is movably guided by the valve housing element 12 and is acted upon by means of a first biasing element 26 in the form of a spring, for example a helical spring, with a first biasing force directed in an opening direction (in FIG. 1, a leftward direction).
  • a first biasing element 26 in the form of a spring, for example a helical spring, with a first biasing force directed in an opening direction (in FIG. 1, a leftward direction).
  • the valve spool member 24 has an operating portion 28 disposed in the first valve chamber 14 and a fluid pressurizing portion 30 disposed in the second valve chamber 20, to be acted upon by a control pressure in an opposite direction to the opening direction
  • Valve slide element 24 a arranged in the third valve chamber 38 further Fluid Kunststoffbeaufschlagungsabites 36, acts on the upon application of a further control pressure in the opening direction directed force.
  • valve closure member 32 is characterized by
  • Valve housing member 12 is movably guided in the first valve chamber 14 such that the closure element 32 in the first position, the fluid connection between the working pressure side 16 and the Aktuatordruckseite 18 permits and separates the fluid connection in a second position. Furthermore, the valve closure element 32 is acted upon by means of a second biasing element 34 in the form of a spring, for example a helical spring, with a smaller biasing force in the closing direction than the first biasing force, so that the valve closure element 32 is in the first position by means of the actuating section 28 is held. In this case, the first position of the valve closure element 32 by an unspecified explained stop of the valve spool element 24 on the
  • Valve housing element 12 and predetermined by the second biasing member 34 The second position of the valve closure element 32, however, is predetermined by a formed in the valve housing element 2 valve seat for the VentilverBankeiement 32 and by the second biasing member 34.
  • the valve device 10 having the aforementioned structure is arranged to cooperate with the valve spool member 24 and the valve shutter member 32 so that at the actuator pressure-side fluid pressure by increasing a control fluid pressure in the second valve chamber 20, the operation portion 28 moves away from the valve spool 32 in the closing direction, so that the Valve closure member 32 can take the second position, and that by subsequently reducing the working pressure and then reducing the control pressure in the second valve chamber 20, the valve closure member 32 in the second position caused by the second biasing force and by the present in the first valve chamber 14 actuator pressure side fluid pressure Force on the closure element 32 against the applied by the actuating portion 28 on the closure member 32 first
  • valve device 10 is arranged with the aforementioned structure, that the valve spool element 24 and the
  • Valve closure member 32 cooperate such that the valve closure element 32 held in the second position can be converted into the first position by the VentilverBankeiement 32 with a through a in the first valve chamber 14th force applied in the opening direction, so that the valve closing element 32 through the first
  • Biasing force and the force caused by the working pressure side fluid pressure force is urged against the second biasing force in the opening direction in its first position.
  • valve device 10 is with
  • valve spool member 24 and the valve closure member 32 cooperate such that closure member 32 by applying the third valve chamber 38 with the further control pressure regardless of the present in the first valve chamber 14 working pressure side fluid pressure and the present in the second valve chamber 20 control fluid pressure in the first position is convertible.
  • closure member 32 by applying the third valve chamber 38 with the further control pressure regardless of the present in the first valve chamber 14 working pressure side fluid pressure and the present in the second valve chamber 20 control fluid pressure in the first position is convertible.
  • Valve chamber exceeds and thus a total force acts in the opening direction on the valve spool element 24, which in the closing direction directed to the
  • Valve slide element 24 exceeds acting forces.
  • valve device 10 The operation of the valve device 10 according to the invention is as follows:
  • Fig. 1 shows the valve device 10 according to the invention in a state in which in the first, second and third valve chambers 14, 20 and 38 no
  • Working pressure side 16 is zero, a reference actuator pressure P D at the actuator pressure side 18 is zero, a reference control pressure P ST at the control pressure side 22 is zero, and another reference control pressure P ST2 at the other control pressure side 40 is zero.
  • the further control pressure side 40 is via the check valve 42 with the
  • valve closure member 32 is in this "unpressurized" operation of the valve device 10 according to the invention in the first Position, ie, the valve closure element 32 allows the fluid connection between working pressure side 16 and actuator pressure side 18.
  • FIG. 2 shows the valve device 10 according to the invention in a further state following the state described in connection with FIG. 1, in which pressure is applied in the first valve chamber 14, ie a working pressure P AD at the working pressure side 16 is increased.
  • the actuator pressure P K D at the actuator pressure side 18 also increases.
  • the reference control pressure PST at the control pressure side 22 remains at zero, and the other reference control pressure P S T2 at the other control pressure side 40 also remains at zero.
  • valve displacement element 32 is still in its first position and the actuator pressure P D on the actuator pressure side 18 can thus be increased by controlling the working pressure P A0 at the working pressure side 16.
  • FIG. 3 shows the valve device 10 according to the invention in a further state following the state described in connection with FIG. 2, in which pressure is applied in the first valve chamber 14, ie the working pressure P A D at the working pressure side 16 is maintained. whereby also the actuator pressure P : ⁇ D is held on the actuator pressure side 18.
  • the control pressure P ST is increased, resulting in that the slide valve element 24 is gradually urged in the closing direction (in the right direction in Fig. 3 direction, as indicated by the Pfeii).
  • the further reference control pressure P ST 2 at the further control pressure side 40 remains at zero
  • valve displacement element 32 is urged in this operation of the valve device 10 according to the invention by the second biasing member 34 in its second position, so that gradually a separation of the
  • Fig. 4 shows the valve device 10 according to the invention in another - following the condition described in connection with FIG. 3 - state in which in the first valve chamber 14, a pressurization takes place, ie, the working pressure P AD at the working pressure side 16 is held and the Actuator pressure P "D on the actuator pressure side 18 is due to the closure by the
  • Ventilverschiusselement 32 held. Due to the increased control pressure P S T, the valve slide element 24 is moved to a stop in the closing direction, so that the valve closing element 32 is in its second position and the separates the aforementioned fluid connection.
  • the further reference control pressure P ST2 at the further control pressure side 40 remains at zero.
  • valve closure element 32 is in its second position in the valve seat formed by the valve housing element, so that the fluid connection between the actuator pressure side 18 and the working pressure side 16 has been separated.
  • FIG. 5 shows the valve device 10 according to the invention in a further state following the state described in connection with FIG. 4, in which no pressurization takes place in the first valve chamber 14, ie the working pressure P A D at the working pressure side 16 becomes zero reduced and the
  • Actuator pressure P KD on the actuator pressure side 18 is held due to the closure by the valve closure element 32. In this case, the control pressure P ST is still held and the other reference control pressure P ST2 at the other
  • Control pressure side 40 remains at zero.
  • valve closure element 32 is still in its second position.
  • FIG. 6 shows the valve device 10 according to the invention in a further state following the state described in connection with FIG. 5, in which no pressurization takes place in the first valve chamber 14, ie the working pressure P AD at the working pressure side 16 is already at zero is reduced and the actuator pressure P K D at the actuator pressure side 18 is still due to the
  • valve closure element 32 is still in its second position, wherein the second position of the valve closure element 32 can be maintained in a "non-pressurized" operation of the valve device 10 according to the invention, this being because the flow through the second biasing element 34 and the
  • FIG. 7 shows the Ventiivoroplasty invention 10 in a further - following the state described in connection with FIG. 6 - state in which in the first valve chamber 14 again pressurization is performed, ie, the working pressure P AD at the working pressure side 16 is increased so that gradually acting on the valve closure element 32 force in the opening direction, as can be seen by the arrow is constructed.
  • the valve closure element 32 remains in its second position. In this case, the control pressure P ST at the control pressure side 22 is maintained at zero and the further reference control pressure P S T2 at the further control pressure side 40 remains at zero.
  • Fig. 8 shows the valve device 10 according to the invention in a further - following the state described in connection with FIG. 7 - state in which in the first valve chamber 14, a pressurization was made, ie, the working pressure P AD at the working pressure side 16 is briefly over the
  • Opening direction moves.
  • the valve closure element 32 has established the fluid connection between the working pressure side 16 and the actuator pressure side 18, only a force which exceeds the pretensioning force of the second biasing element 34 is required for further movement of the valve closure element 32 in the opening direction.
  • the control pressure P S T at the control pressure side 22 is maintained at zero and the further reference control pressure P ST2 at the other
  • Control pressure side 40 remains at zero.
  • Valve chamber 20 present control fluid pressure P S T in the first position to transfer.
  • the working pressure side fluid pressure P AD and the control fluid pressure PST are at 0 bar.
  • Valve closure element 32 was held in its second position (see Figs. 9 and 10). Due to the fact that the check valve 42 opens only from 15 bar, there will be another control pressure P S T 2 of 15 or more bar.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug. Erfindungsgemäß ist die Ventilvorrichtung derart ausgestaltet, dass sie die Herstellung und Trennung einer Fluidverbindung zwischen einer Arbeitsdruckseite und einer Aktuatordruckseite jeweils in einem drucklos betriebenen Zustand erzielen kann. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Automatikgetriebe mit einer solchen Ventilvorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung einer solchen Ventilvorrichtung.

Description

Ventilvorrichtung für ein Fahrzeug, Automatikgetriebe und Verfahren zur Steuerung einer Ventilvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für ein Automatikgetriebe bzw. für ein automatisiertes Schaltgetriebe sowie ein Automatikgetriebe mit einer solchen Ventilvorrichtung.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zu Steuerung einer solchen Ventilvorrichtung für ein Automatikgetriebe.
Automatikgetriebe bzw. automatisierte Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge sind herkömmlicherweise Schaltgetriebe, welche ein automatisches Schalten von Gängen ermöglichen. Dementsprechend wird ein Gangwechsel nicht manuell durch einen Fahrer vorgenommen, sondern automatisch mittels entsprechender
Automatikschaltkomponenten. Beispielsweise werden automatische Gangwechsel durch geeignete Steuerung von beispielsweise hydraulisch betätigbaren Aktuatoren, welche der sogenannten Aktuatorik des Automatikgetriebes zugeordnet sind, vorgenommen. Zum Beispiel wird während des automatischen Gangwechsels ein entsprechender Kupplungsaktuator zur Trennung des Schaltgetriebes von dem
Fahrzeugmotor angesteuert. Anschließend wird durch eine in einem
Getriebesteuergerät hinterlegte Getriebelogik der berechnete Gangwechsel, der entweder aus dem Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt wird (Vollautomatik) oder sich nach der Gangwahl des Fahrers richtet (Halbautomatik), an eine Schaltaktuatorik des Getriebes weitergeleitet, so dass das Getriebe automatisch den entsprechenden Gangwechsel vollführt.
Im Falle der Durchführung von Gangwechseln mittels hydraulischer Aktuatorik, bei der beispielsweise ein Schaltgetriebe mittels Hydraulik zum Gangwechsel betätigt wird, werden über einen feststehenden Hydraulikventilblock und damit verbundenen entsprechenden Hydraulikleitungen hydraulische Stellelemente bzw. Aktuatoren betätigt, welche wiederum jeweilige Kupplungen zur Erzeugung oder Aufhebung eines Reibschlusses zwischen entsprechenden Schaltgetriebekomponenten betätigen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, unter Aufrechterhaltung eines an einem entsprechenden Aktuator anliegenden Fluiddrucks einen Reibschluss zwischen Schaltgetriebekomponenten zu erzeugen, so dass eine bestimmte
Getriebeübersetzung realisiert werden kann. Durch entsprechendes Ansteuern mehrerer solcher hydraulischen Aktuatoren mittels des feststehenden
Hydraulikventilblocks können dabei unterschiedliche Getriebeübersetzungen erzielt werden.
Zum Betreiben bzw. zur Druckversorgung der hydraulischen Aktuatoren wird in der Regel eine Ölpumpe eingesetzt, welche mit dem feststehenden
Hydraulikventilblock verbunden ist und über mit dem Hydraulikventilblock verbundene Hydraulikleitungen die hydraulischen Stellelemente bzw. Aktuatoren betätigt. Die Ölpumpe ist dabei mit den häufig mit unterschiedlichen Drehzahlen drehenden hydraulischen Aktuatoren über entsprechende Hydraulikleitungen verbunden, wobei in den entsprechenden Hydraulikleitungen entsprechende Ventilvorrichtungen
vorgesehen sind, über die eine Druckversorgung zu den hydraulischen Aktuatoren vorgenommen oder abgestellt werden kann. Aufgrund der Relativdrehung zwischen den jeweiligen Ventilvorrichtungen und den zumindest abschnittsweise feststehenden und/oder drehenden Hydraulikleitungen zu den hydraulischen Aktuatoren werden die Ventilvorrichtungen häufig in einer Drehwelle des Automatikgetriebes realisiert und über sogenannte Drehdurchführungen mit den hydraulischen Aktuatoren verbunden.
Allerdings treten an der Schnittstelle der Drehdurchführungen aufgrund der Relativdrehung Leckageverluste auf; dies umso mehr, wenn die Ölpumpe fortwährend zur Druckversorgung der hydraulischen Aktuatoren betrieben werden muss, d.h. nicht nur während einzelner Schaltvorgänge, sondern auch, um bereits eingelegte Gänge in deren Schaltzustand zu halten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen
Ventilvorrichtungen, Automatikgetriebe und Verfahren zur Steuerung solcher
Ventilvorrichtungen derart weiterzubilden, dass mögliche Leckageverluste verringert werden können und/oder eine effizientere Betriebsweise ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ist für ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug, vorgesehen und umfasst: ein Ventilgehäuseelement mit einer ersten Ventilkammer, über die eine Fluidverbindung zwischen einer Arbeitsdruckseite und einer Aktuatordruckseite herstellbar ist, und eine zweite Ventilkammer, die mit einer Steuerdruckseite zur Beaufschlagung mit einem Steuerdruck verbindbar ist, ein Ventilschieberelement, das durch das Ventilgehäuseelement beweglich geführt ist und mittels eines ersten
Vorspannelements mit einer in eine Öffnungsrichtung gerichteten ersten Vorspannkraft beaufschlagt wird, wobei das Ventilschieberelement einen in der ersten Ventilkammer angeordneten Betätigungsabschnitt und einen in der zweiten Ventilkammer angeordneten Fluiddruckbeaufschiagungsabschnitt, auf den bei Beaufschlagung mit einem Steuerdruck eine in einer zur Öffnungsrichtung entgegengesetzten
Verschiussrichtung gerichtete Kraft wirkt, aufweist, und ein Ventilverschlusselement, das durch das Ventilgehäuseelement in der ersten Ventilkammer derart beweglich geführt ist, dass das Verschlusselement in einer ersten Stellung die Fluidverbindung zwischen der Arbeitsdruckseite und der Aktuatordruckseite zulässt und in einer zweiten Stellung die Fluidverbindung trennt, wobei das Ventilverschlusselement mittels eines zweiten Vorspannelements mit einer im Vergleich zur ersten Vorspannkraft kleineren und in der Verschlussrichtung gerichteten zweiten Vorspannkraft beaufschlagt wird, so dass das Ventilverschlusselement mittels des Betätigungsabschnitts in der ersten Stellung gehalten wird, wobei das Ventilschieberelement und das
Ventilverschlusselement ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass bei Vorliegendem aktuatordruckseitigen Fluiddruck durch Erhöhung eines
Steuerfluiddrucks in der zweiten Ventilkammer sich der Betätigungsabschnitt von dem Ventilverschlusselement in Verschlussrichtung wegbewegt, so dass das
Ventilverschlusselement die zweite Stellung einnehmen kann, und dass durch anschließendes Verringern eines arbeitsdruckseitigen Fluiddrucks und sodann des Steuerdrucks in der zweiten Ventilkammer das Ventilverschlusselement in der zweiten Stellung durch die zweite Vorspannkraft und eine durch den in der ersten
Ventilkammer vorliegenden aktuatordruckseitigen Fluidruck verursachte Kraft auf das Verschlusselement entgegen der durch den Betätigungsabschnitt auf das
Verschlusselement aufgebrachten ersten Vorspannkraft gehalten wird.
Somit wird anhand der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ein Druck- Verriegelungsmechanismus zur Verfügung gestellt, der beim hydraulischen
Automatikgetriebe bei einer Drehdurchführung angeordnet werden kann, die unmittelbar zu dem hydraulischen Aktuator führt, oder bei mit dem Gehäuse gekoppelten hydraulischen Aktuator beliebig im Automatikgetriebe positioniert werden kann.
Das Halten der ersten Stellung des Ventilverschlusselements zum Herstellen der Fluidverbindung ist dabei so realisiert, dass hierzu kein aktives Betrieben der Ölpumpe notwendig ist. Dadurch kann der Aktuatordruck probfemlos (in beiden Richtungen) über den Arbeitsdruck angepasst werden. Das Verriegeln wird dabei aktiv durch den Steuerdruck ausgelöst. Wird bei aktiviertem Steuerdruck der Arbeitsdruck abgesenkt, wird der aktuelle Aktuatordruck quasi„eingesperrt" und der hydraulische Aktuator bleibt„bedruckt" bzw. eine Druckbeaufschlagung bleibt aufrechterhalten, so dass der hydraulische Aktuator geschlossen zur Aufrechterhaltung eines
Reibschlusses zwischen jeweiligen Automatikgetriebekomponente zur Festlegung eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses verbleibt. Sobald das Verschlusselement verriegelt ist, d.h. dessen zweite Stellung einnimmt, kann der Arbeitsdruck und sodann auch der Steuerdruck und damit der gesamte Systemdruck abgesenkt werden. Nach der Absenkung des Arbeitsdrucks wird der Steuerdruck somit nicht mehr benötigt, um sicher zu stellen, dass der Kupplungsdruck aufrechterhalten bleibt.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung können bei fest eingelegten Schaltzuständen des Automatikgetriebes somit Leckage-und Schleppverluste an Drehdurchführungen reduziert werden. Zudem wird dadurch eine gezielte
Druckabsenkung ermöglicht und dadurch die generelle Reduzierung von
Schleppverlusten. Insgesamt kann dadurch der Wirkungsgrad eines
Automatikgetriebes verbessert werden. Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ermöglicht es weiterhin, ohne Verlängerung von Reaktionszeiten Schaltungen durchzuführen. Durch die Ausführungsform der Verriegelung kommt es beim Öffnen zu keinem Drucksprung an den hydraulischen Aktuatoren, der möglicherweise für den Fahrer spürbar wäre.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass das Ventilschieberelement und das
Ventilverschlusselement ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass das in der zweiten Stellung gehaltene Ventilverschlusselement in die erste Stellung überführbar ist, indem das Ventilverschlusselement mit einer durch einen in der ersten
Ventilkammer vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, so dass das Ventilverschlusselement durch die erste Vorspannkraft und die durch den arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft gegen die zweite Vorspannkraft in Öffnungsrichtung in dessen erste Stellung gedrängt wird. Wird der Arbeitsdruck über den Kupplungsdruck angehoben, entsperrt sich die Verriegelung und die beiden Drücke gleichen sich an und können
anschließend entsprechend angehoben oder abgesenkt werden. Dadurch kommt es insbesondere beim Öffnen eines hydraulischen Aktuators zu keinem Drucksprung an der Kupplung, der für den Fahrer spürbar wäre.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung so verwirklicht werden, dass das Ventilgehäuseelement eine dritte Ventilkammer aufweist, die mit einer weiteren Steuerdruckseite zur Beaufschlagung mit einem weiteren Steuerdruck verbindbar ist, wobei das Ventilschieberelement einen in der dritten Ventilkammer angeordneten weiteren Fluiddruckbeaufschlagungsabschnitt aufweist, auf den bei Beaufschlagung mit einem weiteren Steuerdruck eine in die Öffnungsrichtung gerichtete Kraft wirkt, wobei das Ventilschieberelement und das
Ventilverschlusselement ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass das Verschlusselement durch Beaufschlagung der dritten Ventilkammer mit dem weiteren Steuerdruck unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer vorliegenden
arbeitsdruckseitigen und/oder aktuatordruckseitigen Fluiddruck und/oder von dem in der zweiten Ventilkammer vorliegenden Steuerfluiddruck in die erste Stellung überführbar ist. Das heißt, sofern der in der dritten Ventilkammer vorliegende weitere Steuerdruck den in der zweiten Ventiikammer vorliegenden Steuerdruck übersteigt, kann das Ventilschieberelement in Öffnungsrichtung bewegt werden. Vorzugsweise liegt jedoch kein oder nur ein entsprechend niedriger Steuerdruck in der zweiten Ventilkammer vor, wenn eine Druckbeaufschlagung der dritten Ventilkammer mit dem weiteren Steuerdruck erfolgt. Über den weiteren Steuerdruck ist eine weitere Art der Entriegelung möglich. Damit bietet sich die Möglichkeit, den Druck- Verriegelungsmechanismus aktiv zu öffnen und offen zu halten. Damit können die hydraulischen Aktuatoren nach Bedarf, insbesondere bei dynamischer Fahrt, konventionell betrieben werden. Im Fehlerfall öffnen alle Verriegelungen zentral über die kurzzeitige Ansteuerung mit dem weiteren Steuerdruck und erreichen damit sicher einen kraftschluss- bzw. reibschlussfreien Zustand. Zudem kann der weitere
Steuerdruck über ein passives Schaltventil, beispielsweise in Form eines
Schwellwertventils wie ein Rückschlagventil, an den Systemdruck gekoppelt werden. Dadurch wird bei hohen Systemdrücken die Verriegelung zielgerichtet offengehalten und es können Schaltungen, insbesondere Sport-Schaltungen, die in der Regel mit hohen Motordrehmomenten und damit mit hohen Kupplungsdrücken gefahren werden, ohne Einschränkungen insbesondere mit minimaler Reaktionszeit durchgeführt werden. Durch die zentrale Entriegelungsmöglichkeit über den weiteren Steuerdruck kann auch im Fehlerfall immer ein sicherer druckloser Zustand erreicht werden. Zudem kommt es insbesondere beim sportlichen Fahren zu keinen Schalt- und Reaktionszeit- Einschränkungen,
Das erfindungsgemäße Automatikgetriebe ist für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug, vorgesehen und umfasst die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Steuerung der erfindungsgemäßen Ventiivorrichtung vorgesehen und weist die folgenden Schritte auf:
- Beaufschlagen der Aktuatordruckseite mit einem aktuatordruckseitigen Fluiddruck mittels eines steuerbaren an einer Arbeitsdruckseite vorliegenden
Arbeitsdrucks bzw. Fluiddrucks, und
- anschließendes Erhöhen eines Steuerfluiddrucks in der zweiten
Ventilkammer, so dass sich der Betätigungsabschnitt von dem Ventilverschlusselement in Verschlussrichtung wegbewegt und das Ventilverschlusselement die zweite Stellung einnehmen kann, und
- anschließendes Verringern des Arbeitsdrucks und sodann des Steuerdrucks in der zweiten Ventilkammer, so dass das Ventilverschlusselement in der zweiten
Stellung durch die zweite Vorspannkraft und eine durch den in der ersten
Ventilkammer vorliegenden aktuatordruckseitigen Fiuidruck verursachte Kraft auf das Verschlusselement entgegen der durch den Betätigungsabschnitt auf das
Verschlusselement aufgebrachten ersten Vorspannkraft gehalten wird. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung erläuterten Eigenschaften und Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung verwiesen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise derart
weitergebildet werden, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist:
- Überführen des in der zweiten Stellung gehaltenen Ventilverschlusselements in die erste Stellung, indem das Ventilverschlusselement mit einer durch einen in der ersten Ventilkammer vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, so dass das Ventilverschlusselement durch die erste Vorspannkraft und die durch den arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft gegen die zweite Vorspannkraft in Öffnungsrichtung in dessen erste Stellung gedrängt wird.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren so umgesetzt werden, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist:
- Überführen des Verschlusselements in die erste Stellung durch
Beaufschlagung der dritten Ventilkammer mit dem weiteren Steuerdruck unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer vorliegenden arbeitsdruckseitigen und/oder aktuatordruckseitigen Fluiddruck und/oder von dem in der zweiten Ventilkammer vorliegenden Steuerfluiddruck.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 -1 1 eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung für ein
Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug in unterschiedlichen Zuständen.
Zunächst wird er Aufbau einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 für ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug näher beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 einer hydraulischen Aktuatorik eines nicht näher dargestellten Automatikgetriebes zugeordnet, bei dem ein Schaltgetriebe mittels Hydraulik zum Gangwechsel betätigt wird. In diesem Automatikgetriebe werden über einen feststehenden
Hydraulikventilblock und entsprechende Hydraulikleitungen hydraulische Aktuatoren betätigt, welche wiederum jeweilige Kupplungen zur Erzeugung oder Aufhebung eines Reibschlusses zwischen entsprechenden Schaltgetriebekomponenten des
Automatikgetriebes betätigen. Dabei ist vorgesehen, unter Aufrechterhaltung eines an einem entsprechenden Aktuator anliegenden Fluiddrucks (Fluiddruck an
Aktuatordruckseite 18) einen Reibschluss zwischen Schaltgetriebekomponenten des Automatikgetriebes zu erzeugen, so dass eine bestimmte Getriebeübersetzung realisiert wird. Durch entsprechendes Ansteuern mehrerer solcher hydraulischen Aktuatoren mittels des feststehenden Hydraulikventilblocks können dabei
unterschiedliche Getriebeübersetzungen erzielt werden. Zum Betreiben bzw. zur Druckversorgung der hydraulischen Aktuatoren wird in der Regel eine nicht in den Figuren dargestellte Ölpumpe eingesetzt, die mit dem feststehenden
Hydraulikventilblock verbunden ist und über somit die ein Fluiddruck in einer
Arbeitsdruckseite 16 eingestellt werden kann. Diese ist mit den häufig mit
unterschiedlichen Drehzahlen drehenden hydraulischen Aktuatoren über entsprechende Hydraulikleitungen verbunden, wobei in einer jeweiligen Hydraulikleitung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 vorgesehen ist, über die eine Druckversorgung zu zumindest einem hydraulische Aktuator vorgenommen oder abgestellt werden kann. Aufgrund der Relativdrehung zwischen der jeweiligen
Ventilvorrichtung 10 und der zumindest abschnittsweise feststehenden oder drehenden durch eine Getriebekomponente 46 ausgebildete Hydraulikleitung zu dem
hydraulischen Aktuator ist die Ventilvorrichtung 10 in diesem Fall in einer Drehwelle des Automatikgetriebes realisiert und über eine sogenannte Drehdurchführung 44 mit der Hydraulikleitung verbunden.
Wie aus den Fig. 1 -1 1 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße
Ventilvorrichtung 10 ein Ventilgehäuseelement 12, ein Ventilschieberelement 24 und ein Ventilverschlusselement 32 auf.
Das Ventilgehäuseelement 12 umfasst eine erste Ventilkammer 14, über die eine Fluidverbindung zwischen der Arbeitsdruckseite 16 und der Aktuatordruckseite 18 herstellbar ist. Weiterhin umfasst das Ventilgehäuseelement 12 eine zweite
Ventilkammer 20, die mit einer Steuerdruckseite 22 zur Beaufschlagung mit einem Steuerdruck verbindbar ist. Ferner weist das Ventilgehäuseelement 12 eine dritte Ventilkammer 38 auf, die mit einer weiteren Steuerdruckseite 40 zur Beaufschlagung mit einem weiteren Steuerdruck verbindbar ist. Die weitere Steuerdruckseite 40 ist dabei über ein Schwellwertventil, beispielsweise in Form eines Rückschlagventils 42, mit einer nicht näher dargestellten Systemdruckseite verbunden, wobei an der
Systemdruckseite ein steuerbarer Systemdruck PSYS vorliegt, welcher kleiner oder größer als 15 bar eingestellt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel öffnet das Rückschlagventil 42 bei einem Systemdruck PSYSvon größer 15 bar. Andernfalls ist das Rückschlagventil 42 geschlossen.
Das Ventilschieberelement 24 ist durch das Ventilgehäuseelement 12 beweglich geführt und wird mittels eines ersten Vorspannelements 26 in Form einer Feder, beispielsweise einer Schraubenfeder, mit einer in eine Öffnungsrichtung (in Fig. 1 eine nach links weisende Richtung) gerichteten ersten Vorspannkraft beaufschlagt. Ferner weist das Ventilschieberelement 24 einen in der ersten Ventilkammer 14 angeordneten Betätigungsabschnitt 28 und einen in der zweiten Ventilkammer 20 angeordneten Fluiddruckbeaufschlagungsabschnitt 30, auf den bei Beaufschlagung mit einem Steuerdruck eine in einer zur Öffnungsrichtung entgegengesetzten
Verschlussrichtung gerichtete Kraft wirkt, auf. Weiterhin weist das
Ventilschieberelement 24 einen in der dritten Ventilkammer 38 angeordneten weiteren Fluiddruckbeaufschlagungsabschnitt 36 auf, auf den bei Beaufschlagung mit einem weiteren Steuerdruck eine in die Öffnungsrichtung gerichtete Kraft wirkt.
Darüber hinaus ist das Ventilverschlusseiement 32 durch das
Ventilgehäuseelement 12 in der ersten Ventilkammer 14 derart beweglich geführt, dass das Verschlusselement 32 in der ersten Stellung die Fluidverbindung zwischen der Arbeitsdruckseite 16 und der Aktuatordruckseite 18 zulässt und in einer zweiten Stellung die Fluidverbindung trennt. Des Weiteren wird das Ventilverschlusseiement 32 mittels eines zweiten Vorspannelements 34 in Form einer Feder, beispielsweise einer Schraubenfeder, mit einer im Vergleich zur ersten Vorspannkraft kleineren und in der Verschlussrichtung gerichteten zweiten Vorspannkraft beaufschlagt, so dass das Ventilverschlusseiement 32 mittels des Betätigungsabschnitts 28 in der ersten Stellung gehalten wird. Dabei wird die erste Stellung des Ventilverschlusselements 32 durch einen nicht näher erläuterten Anschlag des Ventilschieberelements 24 an dem
Ventilgehäuseelement 12 sowie durch das zweite Vorspannelement 34 vorgegeben. Die zweite Stellung des Ventilverschlusselements 32 wird hingegen durch einen in dem Ventilgehäuseelement 2 ausgebildeten Ventilsitz für das Ventilverschlusseiement 32 und durch das zweite Vorspannelement 34 vorgegeben.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 mit vorgenanntem Aufbau ist eingerichtet, dass das Ventilschieberelement 24 und das Ventilverschlusseiement 32 derart zusammenwirken, dass bei Vorliegendem aktuatordruckseitigen Fluiddruck durch Erhöhung eines Steuerfluiddrucks in der zweiten Ventilkammer 20 sich der Betätigungsabschnitt 28 von dem Ventilverschlusseiement 32 in Verschlussrichtung wegbewegt, so dass das Ventilverschlusseiement 32 die zweite Stellung einnehmen kann, und dass durch anschließendes Verringern des Arbeitsdrucks und wiederum anschließendes Verringern des Steuerdrucks in der zweiten Ventilkammer 20 das Ventilverschlusseiement 32 in der zweiten Stellung durch die zweite Vorspannkraft und eine durch den in der ersten Ventilkammer 14 vorliegenden aktuatordruckseitigen Fluidruck verursachte Kraft auf das Verschlusselement 32 entgegen der durch den Betätigungsabschnitt 28 auf das Verschlusselement 32 aufgebrachten ersten
Vorspannkraft gehalten wird.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 mit vorgenanntem Aufbau eingerichtet, dass das Ventilschieberelement 24 und das
Ventilverschlusseiement 32 derart zusammenwirken, dass das in der zweiten Stellung gehaltene Ventilverschlusseiement 32 in die erste Stellung überführbar ist, indem das Ventilverschlusseiement 32 mit einer durch einen in der ersten Ventilkammer 14 vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, so dass das Ventiiverschlusselement 32 durch die erste
Vorspannkraft und die durch den arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft gegen die zweite Vorspannkraft in Öffnungsrichtung in dessen erste Stellung gedrängt wird.
Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 mit
vorgenanntem Aufbau eingerichtet, dass das Ventilschieberelement 24 und das Ventilverschlusselement 32 derart zusammenwirken, dass Verschlusselement 32 durch Beaufschlagung der dritten Ventilkammer 38 mit dem weiteren Steuerdruck unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer 14 vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck und von dem in der zweiten Ventilkammer 20 vorliegenden Steuerfluiddruck in die erste Stellung überführbar ist. Vorzugsweise liegt kein oder nahezu kein
Steuerdruck in der zweiten Ventilkammer 20 vor, wenn mittels des weiteren
Steuerdrucks in der dritten Ventilkammer 38 das Ventilschieberelement 24 in
Öffnungsrichtung bewegt werden soll. Um das Ventilschieberelement 24 in
Öffnungsrichtung zu bewegen, ist es allerdings lediglich erforderlich, dass der weitere Steuerdruck in der dritten Ventilkammer 38 den Steuerdruck in der zweiten
Ventilkammer übersteigt und somit insgesamt eine Kraft in Öffnungsrichtung auf das Ventilschieberelement 24 wirkt, die in Schließrichtung gerichtete auf das
Ventilschieberelement 24 wirkende Kräfte übersteigt.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 gestaltet sich wie folgt:
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem Zustand, bei dem in der ersten, zweiten und dritten Ventilkammer 14, 20 und 38 keine
Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. ein Referenzarbeitsdruck PAD an der
Arbeitsdruckseite 16 ist null, ein Referenzaktuatordruck P D an der Aktuatordruckseite 18 ist null, ein Referenzsteuerdruck PST an der Steuerdruckseite 22 ist null, und ein weiterer Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 ist null. Die weitere Steuerdruckseite 40 ist dabei über das Rückschlagventil 42 mit der
Systemdruckseite verbunden, wobei an der Systemdruckseite in diesem Fall ein Druck PSYS von weniger als 15 bar vorliegt, so dass das Rückschlagventil 42 verschlossen bleibt.
Dementsprechend befindet sich das Ventilverschlusselement 32 bei diesem „drucklosen" Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 in dessen erster Stellung, d.h. das Ventilverschlusselement 32 lässt die Fluidverbindung zwischen Arbeitsdruckseite 16 und Aktuatordruckseite 18 zu.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 eine Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. ein Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird erhöht. Demzufolge erhöht sich auch der Aktuatordruck PKD an der Aktuatordruckseite 18. Der Referenzsteuerdruck PST an der Steuerdruckseite 22 verbleibt bei null und der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 verbleibt ebenso bei null.
Dementsprechend befindet sich das Ventilverschiusselement 32 bei diesem Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 0 weiterhin in dessen erster Stellung und der Aktuatordruck P«D an der Aktuatordruckseite 18 kann somit durch Steuerung des Arbeitsdrucks PA0 an der Arbeitsdruckseite 16 erhöht werden.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 eine Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird gehalten, wodurch auch der Aktuatordruck P:<D an der Aktuatordruckseite 18 gehalten wird. Nunmehr wird der Steuerdruck PST erhöht, was dazu führt, dass das Ventiischieberelement 24 allmählich in die Schließrichtung (in Fig. 3 nach rechts weisende Richtung, wie durch den Pfeii verdeutlicht) gedrängt wird. Der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null
Dementsprechend wird das Ventilverschiusselement 32 bei diesem Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 durch das zweite Vorspannelement 34 in dessen zweite Stellung gedrängt, so dass allmählich eine Trennung der
Fluidverbindung zwischen der der Aktuatordruckseite 18 und der Arbeitsdruckseite 16 stattfindet.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 eine Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird gehalten und der Aktuatordruck P«D an der Aktuatordruckseite 18 wird aufgrund des Verschlusses durch das
Ventilverschiusselement 32 gehalten. Aufgrund des erhöhten Steuerdrucks PST ist das Ventilschieberelement 24 bis zu einem Anschlag in Schließrichtung gefahren, so dass sich das Ventilverschiusselement 32 in dessen zweiter Stellung befindet und die vorgenannte Fluidverbindung trennt. Der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null.
Dementsprechend befindet sich das Ventilverschlusselement 32 bei diesem Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 in dessen zweiter Stellung in dem durch das Ventilgehäuseelement ausgebildeten Ventilsitz, so dass die Trennung der Fluidverbindung zwischen der der Aktuatordruckseite 18 und der Arbeitsdruckseite 16 vorgenommen wurde.
Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 keine Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird auf null verringert und der
Aktuatordruck PKD an der Aktuatordruckseite 18 wird aufgrund des Verschlusses durch das Ventilverschlusselement 32 gehalten. In diesem Fall wird der Steuerdruck PST noch gehalten und der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren
Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null.
Dementsprechend befindet sich das Ventilverschlusselement 32 bei diesem Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 weiterhin in dessen zweiter Stellung.
Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 keine Druckbeaufschlagung stattfindet, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 ist bereits auf null verringert und der Aktuatordruck PKD an der Aktuatordruckseite 18 wird weiterhin aufgrund des
Verschlusses durch das Ventilverschlusselement 32 gehalten. Nunmehr ist auch der der Steuerdruck PST an der Steuerdruckseite 22 auf null verringert und der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null.
Dementsprechend befindet sich das Ventilverschlusselement 32 bei diesem Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 weiterhin in dessen zweiter Stellung, wobei die zweite Stellung des Ventilverschlusselements 32 in einem „drucklosen" Betrieb der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 gehalten werden kann; dies deshalb, da die durch das zweite Vorspannelement 34 und den
Aktuatordruck PKD herrührenden auf das Ventilverschlusselement 32 wirkenden Kräfte in Schließrichtung in Summe größer als die in Öffnungsrichtung gerichtete unmittelbar auf das Ventilschieberelement 24 und somit mittelbar auf das Ventilverschlusselement 32 wirkende Vorspannkraft des ersten Vorspannelements 26 sind. Fig. 7 zeigt die erfindungsgemäße Ventiivorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 wieder eine Druckbeaufschlagung vorgenommen wird, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird erhöht, so dass allmählich eine auf das Ventilverschlusselement 32 wirkende Kraft in Öffnungsrichtung, wie durch den Pfeil verdeutlich ist, aufgebaut wird. Solange diese Kraft kleiner ist als die Resultierende aus dem zweiten Vorspannelement und dem Aktuatordruck PKD, verbleibt das Ventilverschlusselement 32 in dessen zweiter Stellung. In diesem Fall wird der Steuerdruck PST an der Steuerdruckseite 22 auf null gehalten und der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null.
Fig. 8 zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 10 in einem weiteren - auf den im Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen Zustand folgenden - Zustand, bei dem in der ersten Ventilkammer 14 eine Druckbeaufschlagung vorgenommen wurde, d.h. der Arbeitsdruck PAD an der Arbeitsdruckseite 16 wird kurzzeitig über den
Aktuatordruck P«D angehoben, so dass sich das Ventilverschlusselement 32 in
Öffnungsrichtung bewegt. Sobald das Ventilverschlusselement 32 die Fluidverbindung zwischen Arbeitsdruckseite 16 und Aktuatordruckseite 18 hergestellt hat, ist zur weiteren Bewegung des Ventilverschlusselements 32 in Öffnungsrichtung nur noch eine Kraft erforderlich, welche die Vorspannkraft des zweiten Vorspannelements 34 übersteigt. In diesem Fall wird der Steuerdruck PST an der Steuerdruckseite 22 auf null weiterhin gehalten und der weitere Referenzsteuerdruck PST2 an der weiteren
Steuerdruckseite 40 verbleibt bei null.
Somit wurde ein Schließ- und Öffnungsvorgang der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 10 anhand der Figuren 1 bis 8 eingehend beschrieben.
In den Fig. 9 bis 1 1 ist noch eine weitere Möglichkeit beschrieben, das
Verschlusselement 32 durch Beaufschlagung der dritten Ventilkammer 38 mit dem weiteren Steuerdruck ST2 unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer 14 vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck P dem in der ersten Ventilkammer 14 vorliegenden aktuatordruckseitigen Fluiddruck PKD und von dem in der zweiten
Ventilkammer 20 vorliegenden Steuerfluiddruck PST in die erste Stellung zu überführen. Vorzugsweise liegen der arbeitsdruckseitige Fluiddruck PAD und der Steuerfluiddruck PST bei 0 bar. Wie in den Fig. 9 bis 1 1 veranschaulicht ist, führt eine
Druckbeaufschlagung der dritten Ventilkammer 38 zu einer auf den
Fluiddruckbeaufschlagungsabschnitt 30 wirkenden Kraft in Öffnungsrichtung, zusätzlich zu der Vorspannkraft des ersten Vorspannelements 26, wodurch das Ventilverschlusselement 32 in dessen erste Stellung gebracht wird und dort gehalten werden kann, auch wenn ein Aktuatordruck PKD vorliegt, welcher zusammen mit der Vorspannkraft des zweiten Vorspannelements 34 dazu geführt hat, dass das
Ventilverschlusselement 32 in dessen zweiter Stellung gehalten wurde (siehe Fig. 9 und 10). Aufgrund der Tatsache, dass das Rückschlagventil 42 erst ab 15 bar öffnet, ergib sich ein weiterer Steuerdruck PST2 von 15 oder mehr bar.
Sobald das Ventilverschlusselement 32 in dessen erste Stellung übergeführt wurde, kann der weitere Steuerdruck PST2 wieder auf null verringert werden (siehe Fig 1 1).
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilvorrichtung (10) für ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug,
vorzugsweise für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug, wobei die Ventiivorrichtung (10) aufweist:
ein Ventilgehäuseelement (12) mit einer ersten Ventilkammer (14), über die eine Fluidverbindung zwischen einer Arbeitsdruckseite (16) und einer
Aktuatordruckseite (18) herstellbar ist, und einer zweiten Ventilkammer (20), die mit einer Steuerdruckseite (22) zur Beaufschlagung mit einem Steuerdruck verbindbar ist, ein Ventilschieberelement (24), das durch das Ventilgehäuseelement (12) beweglich geführt ist und mittels eines ersten Vorspannelements (26) mit einer in eine Öffnungsrichtung gerichteten ersten Vorspannkraft beaufschlagt wird, wobei das Ventilschieberelement (24) einen in der ersten Ventilkammer (14) angeordneten Betätigungsabschnitt (28) und einen in der zweiten Ventilkammer (20) angeordneten Fiuiddruckbeaufschlagungsabsehnitt (30), auf den bei Beaufschlagung mit einem Steuerdruck eine in einer zur Öffnungsrichtung entgegengesetzten Verschluss richtung gerichtete Kraft wirkt, aufweist, und
ein Ventilverschlusselement (32), das durch das Ventilgehäuseelement (12) in der ersten Ventilkammer (14) derart beweglich geführt ist, dass das Verschlusselement (32) in einer ersten Stellung die Fluidverbindung zwischen der Arbeitsdruckseite (16) und der Aktuatordruckseite (18) zulässt und in einer zweiten Stellung die
Fluidverbindung trennt, wobei das Ventilverschlusselement (32) mittels eines zweiten Vorspannelements (34) mit einer im Vergleich zur ersten Vorspannkraft kleineren und in der Verschlussrichtung gerichteten zweiten Vorspannkraft beaufschlagt wird, so dass das Ventilverschlusselement (32) mittels des Betätigungsabschnitts (28) in der ersten Stellung gehalten wird,
wobei das Ventilschieberelement (24) und das Ventiiverschlusselement (32) ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass bei Vorliegendem
aktuatordruckseitigen Fluiddruck durch Erhöhung eines Steuerfluiddrucks in der zweiten Ventilkammer (20) sich der Betätigungsabschnitt (28) von dem
Ventilverschlusselement (32) in Verschlussrichtung wegbewegt, so dass das
Ventilverschlusselement (32) die zweite Stellung einnehmen kann, und dass durch anschließendes Verringern eines arbeitsdruckseitigen Fluiddrucks und sodann des Steuerdrucks in der zweiten Ventiikammer (20) das Ventilverschlusselement (32) in der zweiten Stellung durch die zweite Vorspannkraft und eine durch den in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden aktuatordruckseitigen Fluidruck verursachte Kraft auf das Verschlusselement (32) entgegen der durch den Betätigungsabschnitt (28) auf das Verschlusselement (32) aufgebrachten ersten Vorspannkraft gehalten wird.
2. Ventilvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , wobei das Ventilschieberelement (24) und das Ventilverschlusselement (32) ausgebildet sind, derart
zusammenzuwirken, dass das in der zweiten Stellung gehaltene
Ventifverschlusselement (32) in die erste Stellung überführbar ist, indem das
Ventilverschlusselement (32) mit einer durch einen in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, so dass das Ventilverschlusselement (32) durch die erste
Vorspannkraft und die durch den arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft gegen die zweite Vorspannkraft in Öffnungsrichtung in dessen erste Stellung gedrängt wird.
3. Ventilvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei
das Ventilgehäuseelement (12) eine dritte Ventilkammer (38) aufweist, die mit einer weiteren Steuerdruckseite (40) zur Beaufschlagung mit einem weiteren
Steuerdruck verbindbar ist,
wobei das Ventilschieberelement (24) einen in der dritten Ventilkammer (38) angeordneten weiteren Fluiddruckbeaufschlagungsabschnitt aufweist, auf den bei Beaufschlagung mit einem weiteren Steuerdruck eine in die Öffnungsrichtung gerichtete Kraft wirkt,
wobei das Ventilschieberelement (24) und das Ventilverschlusselement (32) ausgebildet sind, derart zusammenzuwirken, dass das Verschlusselement (32) durch Beaufschlagung der dritten Ventilkammer (38) mit dem weiteren Steuerdruck unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden
arbeitsdruckseitigen und/oder aktuatordruckseitigen Fluiddruck und/oder von dem in der zweiten Ventilkammer (20) vorliegenden Steuerfluiddruck in die erste Stellung überführbar ist.
4. Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Kraft- oder Nutzfahrzeug, mit einer Ventilvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
5. Verfahren zu Steuerung einer Ventilvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Beaufschlagen der Aktuatordruckseite (18) mit einem aktuatordruckseitigen Fluiddruck mittels eines steuerbaren arbeitsdruckseitigen Fluiddrucks, und
- anschließendes Erhöhen eines Steuerfluiddrucks in der zweiten Ventilkammer (20), so dass sich der Betätigungsabschnitt (28) von dem Ventilverschlusselement (32) in Verschlussrichtung wegbewegt und das Ventüverschlusselement (32) die zweite Stellung einnehmen kann, und
- anschließendes Verringern des arbeitsdruckseitigen Fluiddrucks und sodann des Steuerdrucks in der zweiten Ventilkammer (20), so dass das
Ventilverschlusselement (32) in der zweiten Stellung durch die zweite Vorspannkraft und eine durch den in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden aktuatordruckseitigen Fluidruck verursachte Kraft auf das Verschlusselement (32) entgegen der durch den Betätigungsabschnitt (28) a f das Verschlusselement (32) aufgebrachten ersten Vorspannkraft gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist:
- Überführen des in der zweiten Stellung gehaltenen Ventilverschlusselements (32) in die erste Stellung, indem das Ventilverschlusselement (32) mit einer durch einen in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, so dass das
Ventilverschlusselement (32) durch die erste Vorspannkraft und die durch den arbeitsdruckseitigen Fluiddruck verursachten Kraft gegen die zweite Vorspannkraft in Öffnungsrichtung in dessen erste Stellung gedrängt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist:
- Überführen des Verschlusselements (32) in die erste Stellung durch
Beaufschlagung der dritten Ventilkammer (38) mit dem weiteren Steuerdruck unabhängig von dem in der ersten Ventilkammer (14) vorliegenden
arbeitsdruckseitigen und/oder aktuatordruckseitigen Fluiddruck und/oder von dem in der zweiten Ventilkammer (20) vorliegenden Steuerfluiddruck in die erste Stellung.
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