DE102022201931A1 - Valve system for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem (1) zur hydraulischen Aktivierung eines Notgangs in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Ventilsystem (1) umfasst ein Positionsventil (3), ein elektromagnetisch betätigtes Regelventil (2) mit fallender Kennliniencharakteristik und mehrere elektromagnetisch betätigte Kupplungsventile (8 bis 11) mit steigender Kennliniencharakteristik. Im Falle eines Ausfalls einer Spannungsversorgung des Automatikgetriebes (101) und wenn bis zu dem Ausfall der Spannungsversorgung an einem Indikatordruckeingang (33) des Positionsventils (3) ein Arbeitsdruck von einer Vorwärtsgang-Kupplung (C, E) anliegt, die nur dann über eines der Kupplungsventile (8, 10) mit einem Systemdruck (PSys) des Ventilsystems (1) versorgt wird, wenn in dem Automatikgetriebe (101) eine Übersetzung für eine Vorwärtsfahrt geschaltet ist,- gibt das elektromagnetische Regelventil (2) einen maximalen Stelldruck aus,- das Positionsventil (3) verbindet das elektromagnetische Regelventil (2) mit den Kupplungsventilen (8 bis 11), sodass die Kupplungsventile (8 bis 11) entgegen einer Vorspannung in einen Versorgungszustand versetzt werden, und- mehrere Kupplungen (C, D, E, K0) des Automatikgetriebes (101) werden über mehrere den Kupplungen (C, D, E, K0) zugeordnete Kupplungsventile (8 bis 11) mit dem an den Kupplungsventilen (8 bis 11) anliegenden Systemdruck (PSys) versorgt, sodass die Kupplungen (C, D, E, K0) geschlossen werden, wenn sich die Kupplungsventile (8 bis 11) in dem Versorgungszustand befinden.The invention relates to a valve system (1) for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission of a motor vehicle. The valve system (1) comprises a position valve (3), an electromagnetically actuated control valve (2) with a falling characteristic and several electromagnetically actuated clutch valves (8 to 11) with a rising characteristic. In the event of a power supply failure of the automatic transmission (101) and if, until the power supply fails, a working pressure from a forward gear clutch (C, E) is present at an indicator pressure input (33) of the position valve (3), which can only be activated via one of the Clutch valves (8, 10) are supplied with a system pressure (PSys) of the valve system (1) when a gear ratio for forward travel is switched in the automatic transmission (101), - the electromagnetic control valve (2) outputs a maximum control pressure, - the Position valve (3) connects the electromagnetic control valve (2) to the clutch valves (8 to 11), so that the clutch valves (8 to 11) are placed in a supply state against a bias, and- several clutches (C, D, E, K0) of the automatic transmission (101) are supplied with the system pressure (PSys) present at the clutch valves (8 to 11) via a number of clutch valves (8 to 11) assigned to the clutches (C, D, E, K0), so that the clutches (C, D , E, K0) are closed when the clutch valves (8 to 11) are in the supply state.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem zur hydraulischen Aktivierung eines Notgangs in einem Automatikgetriebe.The invention relates to a valve system for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission.
Bei einem Ausfall einer Getriebesteuerung bzw. bei einem Ausfall einer Spannungsversorgung des Getriebes wird typischerweise ein Notfahrgang implementiert, damit ein Fahrzeug, innerhalb welchem das Getriebe verbaut ist, insbesondere noch aus einer Gefahrensituation bewegt werden kann. Hierfür sind Systeme mit elektronischer Schaltung bekannt, welche abhängig von einer Getriebeposition vor einem Einfall in den Notlaufbetrieb einen hydraulischen Notgang zur Verfügung stellen. Weiterhin sind Systeme bekannt, die einen Notfahrgang hydraulisch schalten. So lehrt die
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, ein Bauraum sparendes Ventilsystem für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei das Ventilsystems auf besonders einfache, kostengünstige und verbrauchsarme Art und Weise dazu eingerichtet ist, einen Notgang des Automatikgetriebes einzulegen, wenn die Spannungsversorgung des Automatikgetriebes ausfällt. One object of the present invention can be seen as providing a space-saving valve system for an automatic transmission of a motor vehicle, the valve system being set up in a particularly simple, cost-effective and fuel-efficient manner to engage an emergency gear of the automatic transmission if the power supply to the automatic transmission fails .
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ventilsystem zur hydraulischen Aktivierung eines Notgangs in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Das Ventilsystem umfasst ein Positionsventil, ein elektromagnetisch betätigtes Regelventil mit fallender Kennliniencharakteristik und mehrere elektromagnetisch betätigte Kupplungsventile mit steigender Kennliniencharakteristik.According to the present invention, a valve system for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission of a motor vehicle is proposed. The valve system includes a position valve, an electromagnetically actuated control valve with a falling characteristic and a plurality of electromagnetically actuated clutch valves with a rising characteristic.
Insbesondere können drei elektromagnetisch betätigte Kupplungsventile mit steigender Kennliniencharakteristik vorgesehen sein, wobei die drei Kupplungsventile jeweils einer Kupplung des Getriebes zugeordnet sind und diese Kupplung zu deren Betätigung mit unter Systemdruck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgen können. Weiterhin kann noch ein viertes elektromagnetisch betätigtes Kupplungsventil mit steigender Kennliniencharakteristik vorgesehen sein, wobei dieses vierte Kupplungsventil eine sogenannte K0-Kupplung zu deren Betätigung mit unter Systemdruck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgen kann. Die K0-Kupplung ist dazu eingerichtet, einen Verbrennungsmotor mit dem Automatikgetriebe zu koppeln bzw. von dem Automatikgetriebe zu entkoppeln. Soll die K0-Kupplung im hydraulisch betätigten Notlauf geöffnet bleiben, wenn die Anbindung der Verbrennungsmaschine an das Getriebe nicht gewünscht wird, dann kann davon abgesehen werden, das vierte Kupplungsventil über das Positionsventil mit Systemdruck zu versorgen, wie dies im Folgenden näher beschrieben wird.In particular, three electromagnetically actuated clutch valves with increasing characteristic curves can be provided, with the three clutch valves each being assigned to a clutch of the transmission and being able to supply this clutch with hydraulic fluid under system pressure in order to actuate it. Furthermore, a fourth electromagnetically actuated clutch valve with a rising characteristic curve can also be provided, with this fourth clutch valve being able to supply a so-called K0 clutch with hydraulic fluid under system pressure for its actuation. The K0 clutch is set up to couple an internal combustion engine to the automatic transmission or to decouple it from the automatic transmission. If the K0 clutch is to remain open in hydraulically actuated emergency operation and the connection of the internal combustion engine to the transmission is not desired, then there is no need to supply the fourth clutch valve with system pressure via the position valve, as will be described in more detail below.
Wenn eine Spannungsversorgung des Automatikgetriebes ausfällt und wenn zusätzlich bis zu dem Ausfall der Spannungsversorgung an einem Indikatordruckeingang des Positionsventils ein Arbeitsdruck von einer Vorwärtsgang-Kupplung des Automatikgetriebes anliegt, die nur dann über eines der Kupplungsventile mit einem Systemdruck des Ventilsystems versorgt wird, wenn in dem Automatikgetriebe eine Übersetzung für eine Vorwärtsfahrt geschaltet ist,
- - dann gibt das elektromagnetische Regelventil einen maximalen Stelldruck aus,
- - dann verbindet das Positionsventil das elektromagnetische Regelventil mit den Kupplungsventilen, sodass die Kupplungsventile entgegen einer Vorspannung in einen Versorgungszustand versetzt werden, und
- - dann werden mehrere Kupplungen des Automatikgetriebes über die ihnen zugeordneten Kupplungsventile mit dem an den Kupplungsventilen anliegenden Systemdruck versorgt, sodass die Kupplungen geschlossen werden, wenn sich die Kupplungsventile in dem Versorgungszustand befinden.
- - then the electromagnetic control valve outputs a maximum actuating pressure,
- - then the position valve connects the electromagnetic control valve to the clutch valves so that the clutch valves are placed in a supply state against a bias, and
- - Then several clutches of the automatic transmission are supplied via the clutch valves assigned to them with the system pressure present at the clutch valves, so that the clutches are closed when the clutch valves are in the supply state.
Das erfindungsgemäße Ventilsystem ermöglicht das hydraulische Einlegen eines Notgangs, wenn elektronische Elemente des Ventilsystems aufgrund eines Spannungsausfalls nicht bestromt bzw. nicht mit Spannung versorgt werden. Auf ein Notlaufschaltventil, wie dies aus der
Wenn unmittelbar vor dem Ausfall der Spannungsversorgung an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils kein Arbeitsdruck von der Vorwärtsgang-Kupplung anliegt, dann trennt das Positionsventil in einer Ausführungsform das elektromagnetische Regelventil von allen Kupplungsventilen, sodass alle Kupplungsventile mittels der Vorspannung in einen Nicht-Versorgungszustand versetzt werden. Dabei werden die Kupplungen nicht über die ihnen zugeordneten Kupplungsventile mit dem an den Kupplungsventilen anliegenden Systemdruck versorgt, sodass die Kupplungen geöffnet werden, wenn sich die Kupplungsventile in dem Nicht-Versorgungszustand befinden.If there is no working pressure from the forward gear clutch immediately before the power supply failure at the indicator pressure input of the position valve, then in one embodiment the position valve disconnects the electromagnetic control valve from all clutch valves so that all clutch valves are placed in a non-supply state by means of the preload. The clutches are not supplied with the system pressure present at the clutch valves via the clutch valves assigned to them, so that the clutches are opened when the clutch valves are in the non-supply state.
In einer Ausführungsform sind mehrere zur Einlegung des Notgangs erforderlichen Kupplungsventile hydraulisch in Reihe geschaltet. Insbesondere können die vorstehend genannten drei Kupplungsventile in Reihe geschaltet sein, optional ergänzt durch das vierte Kupplungsventil zur Betätigung der K0-Kupplung. Auf diese Weise ist es auf besonders einfache Art und Weise möglich, die Kupplungsventils zu entlüften, sodass sie durch eine insbesondere mechanische Vorspannung in ihren Nicht-Versorgungszustand versetzt werden. Soll hingegen der Notgang hydraulisch eingelegt werden, so können alle dazu notwendigen Kupplungsventile besonders einfach in den Versorgungszustand versetzt werden, sodass die notwendigen Kupplungen zum Einlegen des Notgangs über die zugehörigen Kupplungsventile mit Arbeitsdruck versorgt werden. In diesem Sinne ist ein erstes Kupplungsventil der mehreren Kupplungsventile über eine hydraulische Leitung direkt mit dem Positionsventil verbunden, wobei die übrigen Kupplungsventile mit dem ersten Kupplungsventil in Reihe geschaltet sind.In one embodiment, several clutch valves required to engage the emergency gear are hydraulically connected in series. In particular, the three clutch valves mentioned above can be connected in series, optionally supplemented by the fourth clutch valve for actuating the K0 clutch. In this way, it is possible in a particularly simple manner to bleed the clutch valves, so that they are put into their non-supply state by a mechanical prestress in particular. If, on the other hand, the emergency gear is to be engaged hydraulically, all the clutch valves required for this can be put into the supply state in a particularly simple manner, so that the clutches required for engaging the emergency gear are supplied with working pressure via the associated clutch valves. In this sense, a first clutch valve of the plurality of clutch valves is connected directly to the position valve via a hydraulic line, with the remaining clutch valves being connected in series with the first clutch valve.
Das Positionsventil weist insbesondere einen Positionsventilschieber auf, der sich aus einer PNR-Stellung entgegen einer mechanischen Vorspannungskraft in eine D-Stellung bewegt, wenn bis zu dem Ausfall der Spannungsversorgung an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils der Arbeitsdruck von der Vorwärtsgang-Kupplung anliegt. Der Positionsventilschieber verharrt hingegen in seiner mechanisch vorgespannten PNR-Stellung, wenn bis zu dem Ausfall der Spannungsversorgung an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils kein Arbeitsdruck von der Vorwärtsgang-Kupplung anliegt.In particular, the position valve has a position valve spool which moves from a PNR position against a mechanical prestressing force into a D position if the working pressure from the forward gear clutch is present at the indicator pressure input of the position valve until the power supply fails. On the other hand, the position valve slide remains in its mechanically preloaded PNR position if no working pressure from the forward gear clutch is present at the indicator pressure input of the position valve before the power supply fails.
Die Kupplungsventile weisen jeweils insbesondere einen Kupplungsventilschieber und einen elektromagnetischen Aktuator auf. Die Kupplungsventile sind insbesondere dazu eingerichtet, ihre Kupplungsventilschieber mittels der elektromagnetischen Aktuatoren aus einer Nicht-Versorgungsstellung, in welcher die Kupplungs-Ventilschieber mechanisch vorgespannt sind, in eine Versorgungsstellung zu bewegen, wobei die Kupplungsventile sich in dem Versorgungszustand befinden, wenn sich die Kupplungsventilschieber in ihrer Versorgungsstellung befinden, und wobei die Kupplungsventile sich in dem Nicht-Versorgungszustand befinden, wenn sich die Kupplungsventilschieber in ihrer Nicht-Versorgungsstellung befinden. Wenn die Spannungsversorgung des Automatikgetriebes ausfällt, dann verbindet das Positionsventil einen Druckausgang des elektromagnetischen Regelventils mit jeweils einem Steueranschluss der Kupplungsventile, sodass sich die Kupplungsventilschieber in die Versorgungsstellung bewegen, wenn sich der Positionsventilschieber in der D-Stellung befindet. Wenn sich der Positionsventilschieber hingegen in der PNR-Stellung befindet, dann trennt das Positionsventil den Druckausgang des elektromagnetischen Regelventils von den Steueranschlüssen der Kupplungsventile, sodass sich die Kupplungsventilschieber durch die mechanische Vorspannung in die Nicht-Versorgungsstellung bewegen und dort verharren.The clutch valves each have, in particular, a clutch valve slide and an electromagnetic actuator. The clutch valves are set up in particular to move their clutch valve spools by means of the electromagnetic actuators from a non-supply position, in which the clutch valve spools are mechanically preloaded, into a supply position, the clutch valves being in the supply state when the clutch valve spools are in their are in the supply position, and wherein the clutch valves are in the non-supply state when the clutch valve spools are in their non-supply position. If the power supply to the automatic transmission fails, the position valve connects a pressure output of the electromagnetic control valve to a respective control port of the clutch valves, so that the clutch valve spools move to the supply position when the position valve spool is in the D position. On the other hand, when the position valve spool is in the PNR position, the position valve isolates the pressure output of the electromagnetic control valve from the control ports of the clutch valves, so that the clutch valve spools move to the non-supply position and remain there due to the mechanical preload.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ventilsystem weiterhin ein Kupplungs-Kugelwippenventil, das dazu eingerichtet ist, Arbeitsdrücke einer ersten Vorwärtsgang-Kupplung und einer zweiten Vorwärtsgang-Kupplung alternativ an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils anzulegen, wobei die erste Vorwärtsgang-Kupplung und die zweite Vorwärtsgang-Kupplung nur dann über eines der Kupplungsventile mit Arbeitsdruck versorgt werden, wenn in dem Automatikgetriebe eine Übersetzung für eine Vorwärtsfahrt geschaltet ist.In another embodiment, the valve system further includes a clutch rocker ball valve configured to apply working pressures of a first forward clutch and a second forward clutch alternately to the indicator pressure input of the position valve, the first forward clutch and the second forward clutch only be supplied with working pressure via one of the clutch valves if a translation for forward travel is switched in the automatic transmission.
Solange der Ventilschieber des Positionsventils in der Ausgangslage steht und ein unbeabsichtigtes Schalten des Ventils unterbunden werden soll, kann über ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil über eine Leitung zu einem federseitigen Anschluss des Positionsventils ein Druck im Federraum des Positionsventils aufgeschaltet werden, wodurch das Positionsventil nicht über die Kupplungsdrücke C/E betätigt werden kann und in der Positionsventilschieber in der PNR-Stellung (Ausgangslage) verharrt. Sobald eine Parkposition P verlassen wird, kann dieses Drucksignal drucklos geschaltet und das Positionsventil freigegeben werden. In diesem Sinne kann das Ventilsystem in einer weiteren Ausführungsform ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil mit steigender Druck-Strom-Kennliniencharakteristik umfassen, wobei das elektromagnetisch betätigte Schaltventil derart mit dem Positionsventil verbunden ist, dass das elektromagnetisch betätigte Schaltventil eine hydraulische Vorspannung auf den Positionsventilschieber ausübt, wobei die hydraulische Vorspannung in der gleichen Richtung auf den Positionsventilschieber wirkt wie die mechanische Vorspannung. Das elektromagnetisch betätigte Schaltventil kann insbesondere derart bestromt werden, dass das elektromagnetisch betätigte Schaltventil einen Haltedruck erzeugt, durch den die hydraulische Vorspannung derart hoch ist, dass der Positionsventilschieber in der PNR-Stellung verharrt, auch wenn an dem Indikatordruckeingang der Arbeitsdruck der Vorwärtsgang-Kupplung anliegt. As long as the valve spool of the position valve is in the initial position and unintentional switching of the valve is to be prevented, a pressure in the spring chamber of the position valve can be applied via an electromagnetically actuated switching valve via a line to a spring-side connection of the position valve, as a result of which the position valve does not exceed the clutch pressures C/E can be actuated and the position valve spool remains in the PNR position (initial position). As soon as a parking position P is left, this pressure signal can be depressurized and the position valve can be released. In this sense, the valve system may include an electromagnetically actuated switching valve with increasing pressure-current characteristic curve characteristics in a further embodiment, wherein the elec the solenoid actuated shift valve is connected to the position valve such that the solenoid actuated shift valve applies a hydraulic preload to the position valve spool, the hydraulic preload acting on the position valve spool in the same direction as the mechanical preload. The electromagnetically actuated switching valve can be energized in particular in such a way that the electromagnetically actuated switching valve generates a holding pressure, as a result of which the hydraulic preload is so high that the position valve slide remains in the PNR position, even if the working pressure of the forward gear clutch is present at the indicator pressure input .
Das Ventilsystem kann zwei Blenden umfassen, welche gemeinsam eine hydraulische Druckteilerschaltung bilden. Wenn sich der Positionsventilschieber in seiner D-Stellung befindet, dann verbindet das Positionsventil den Druckausgang des elektromagnetischen Regelventils mit jeweils einem Verstell-Druckeingang der Kupplungsventile. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn der Notfahrgang hydraulisch aktiviert wird. In diesem Fall kann der von dem elektromagnetisch betätigten Regelventil ausgegebene Druck, der über die hydraulische Druckteilerschaltung der Blenden reduziert wird, über zwei miteinander verbundene Anschlüsse des Positionsventils, eine Hydraulikleitung sowie über jeweils einen Anschluss der Kupplungsventile auf Stirnflächen der Kupplungsventilschieber aufgeschaltet werden, wodurch die Kupplungsventilschieber entgegen einer mechanischen Vorspannung betätigt werden und die zugehörigen Kupplungen auf Druck zuschalten und schließen, womit beispielsweise ein sechster Vorwärtsgang eingelegt und eine Motortrennkupplung geschlossen wird. In diesem Sinne umfasst das Ventilsystem in einer weiteren Ausführungsform eine erste Blende und eine zweite Blende, die gemeinsam eine hydraulische Druckteilerschaltung bilden. Die hydraulische Druckteilerschaltung bewirkt, dass der durch das elektromagnetisch betätigte Regelventil bereitgestellte Stelldruck reduziert wird, bevor er auf die Kupplungsventilschieber der Kupplungsventile wirkt. Die erste Blende kann dabei zwischen dem elektromagnetisch betätigten Regelventil und dem Positionsventil angeordnet sein, sodass Hydraulikflüssigkeit, die aus dem Druckausgang des elektromagnetischen Regelventils austritt, über die erste Blende fließt und stromabwärts an dem Positionsventil anliegt. Die zweite Blende kann zwischen einem Ausgang des Positionsventils und einem drucklosen Tank angeordnet sein, sodass Hydraulikflüssigkeit, die über den Ausgang aus dem Positionsventil austritt, über die zweite Blende fließt und stromabwärts in den drucklosen Tank abließt.The valve system can include two orifices, which together form a hydraulic pressure divider circuit. When the position valve spool is in its D position, the position valve connects the pressure outlet of the electromagnetic control valve to an adjustment pressure inlet of each of the clutch valves. This is the case, for example, when emergency gear is activated hydraulically. In this case, the pressure output by the electromagnetically actuated control valve, which is reduced via the hydraulic pressure divider circuit of the orifice plates, can be applied to the end faces of the clutch valve slides via two interconnected connections of the position valve, a hydraulic line and via one connection each of the clutch valves, whereby the clutch valve slides be actuated against a mechanical bias and the associated clutches on pressure and close, which, for example, a sixth forward gear is engaged and an engine disconnect clutch is closed. In this sense, in a further embodiment, the valve system comprises a first orifice and a second orifice, which together form a hydraulic pressure divider circuit. The hydraulic pressure divider circuit causes the actuating pressure provided by the electromagnetically actuated control valve to be reduced before it acts on the clutch valve spools of the clutch valves. The first orifice can be arranged between the electromagnetically actuated control valve and the position valve, so that hydraulic fluid exiting the pressure outlet of the electromagnetic control valve flows through the first orifice and is in contact with the position valve downstream. The second orifice can be arranged between an outlet of the position valve and an unpressurized tank, so that hydraulic fluid exiting the position valve via the outlet flows over the second orifice and drains downstream into the unpressurized tank.
Der Positionsventilschieber des Positionsventils kann über das Druckniveau der Vorwärtskupplung in die D-Stellung geschaltet werden. Der Kupplungsdruck kann dabei am Indikator-Druckanschluss des Positionsventils auf eine Differenzfläche des Positionsventilschiebers wirken. Die Differenzfläche kann über zwei unterschiedliche Durchmesser von Kolbenbünden des Positionsventilschiebers gebildet werden. Da der Druck an der relativ kleinen Differenzdruckfläche angreift, wird ein sehr hoher Kupplungsdruck zum Verschieben des Positionsventilschiebers entgegen dessen mechanischen Vorspannung benötigt. Dieser Kupplungsdruck kann so hoch eingestellt werden, dass ein versehentliches Betätigen des Positionsventils unterbunden werden kann. Ist der Kupplungsdruck ausreichend hoch, dann verschiebt sich der Positionsventilschieber entgegen seiner mechanischen Vorspannung in die D-Stellung. Wenn sich der Positionsventilschieber in der D-Stellung befindet, kann der Indikator-Druckanschluss des Positionsventils mit einem Rückführungsanschluss des Positionsventils verbunden werden. Der Rückführungsanschluss kann wiederum mit einem stirnseitigen Druckanschluss des Positionsventils verbunden sein, sodass der Kupplungsdruck nun auch stirnseitig auf eine relativ große Steuerfläche (größer als die Differenzdruckfläche) des Positionsventilschiebers wirken kann und das Positionsventil in „hydraulische Selbsthaltung“ schaltet. Der Selbsthaltedruck beträgt aufgrund des Flächenzuwachses, d.h. Differenzdruckfläche zuzüglich Stirnfläche/Steuerfläche, nur noch einen Bruchteil des anfänglichen Schaltdrucks zum Verschieben des Ventils (Hysterese-Funktion). In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Positionsventilschieber des Positionsventils eine Differenzdruckfläche und eine stirnseitige Steuerfläche umfasst, wobei die Differenzdruckfläche kleiner ist als die stirnseitige Steuerfläche. Der an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils anliegende Arbeitsdruck der Vorwärtsgang-Kupplung wirkt dabei nur auf die Differenzdruckfläche, solange sich der Positionsventilscheiber in seiner PNR-Stellung befindet, wohingegen der an dem Indikatordruckeingang des Positionsventils anliegende Arbeitsdruck der Vorwärtsgang-Kupplung sowohl auf die Differenzdruckfläche als auch auf die stirnseitige Steuerfläche wirkt, sobald sich der Positionsventilschieber in der D-Stellung befindet.The position valve spool of the position valve can be switched to the D position via the pressure level of the forward clutch. The clutch pressure can act on a differential area of the position valve spool at the indicator pressure connection of the position valve. The differential area can be formed by two different diameters of piston collars of the position valve spool. Since the pressure acts on the relatively small differential pressure area, a very high clutch pressure is required to move the position valve spool against its mechanical preload. This clutch pressure can be set so high that accidental actuation of the position valve can be prevented. If the clutch pressure is sufficiently high, the position valve spool moves against its mechanical preload into the D position. When the position valve spool is in the D position, the position valve indicator pressure port can be connected to a position valve feedback port. The feedback port can in turn be connected to a pressure port on the front of the position valve, so that the clutch pressure can now also act on a relatively large control surface (larger than the differential pressure area) of the position valve spool on the front and switch the position valve to “hydraulic self-retention”. Due to the increase in area, i.e. differential pressure area plus front area/control area, the self-retaining pressure is only a fraction of the initial switching pressure for moving the valve (hysteresis function). In this sense, it is provided according to a further embodiment that the position valve slide of the position valve comprises a differential pressure surface and a front-side control surface, the differential pressure surface being smaller than the front-side control surface. The working pressure of the forward clutch present at the indicator pressure inlet of the position valve only acts on the differential pressure area as long as the position valve disk is in its PNR position, whereas the working pressure of the forward clutch present at the indicator pressure inlet of the position valve acts both on the differential pressure area and on the face control surface acts as soon as the position valve spool is in the D position.
Das elektromagnetisch betätigte Regelventil mit fallender Kennliniencharakteristik gibt im Falle des Ausfalls der Spannungsversorgung einen maximalen Arbeitsdruck aus. Dieser Arbeitsdruck liegt an einem Schalt-Druckeingang des Positionsventils an und wird dort über den Positionsventilschieber zu den anderen Ventilanschlüssen hin abgedichtet, so dass der Arbeitsdruck hier keine weitere Funktion ausübt, solange sich der Positionsventilscheiber in seiner PNR-Stellung befindet. Über ein Park-Kugelwippenventil kann der Druck des elektromagnetisch betätigten Regelventils auch auf einen federraumseitigen Anschluss eines Parksperrenventils geführt werden. Damit wird das Parksperrenventil in der Ausgangslage hydraulisch gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben über einen Betätigungsdruck einer der Kupplung abgesichert, falls diese Kupplung fehlerhaft druckbeaufschlagt sein sollte. Steht das Parksperrenventil jedoch in einer gegen eine mechanische Vorspannung verschobenen Stellung, reicht die Druckkraft des elektromagnetisch betätigten Regelventils auf der federseitigen Fläche im Anschluss des Parksperrenventils nicht aus, um den Ventilschieber aus seiner Selbsthaltung in Ausgangslage zurückzuschieben. Solange die Ölversorgung im Getriebe aufrecht erhalten bleibt, ist der Notgang eingelegt und die Parksperre über die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils in ausgelegter Stellung gehalten. Am Parksperrenventil wirkt im federraumseitigen Anschluss nun lediglich der durch die Druckteilerschaltung reduzierte Druck des elektromagnetisch betätigten Regelventils. Dieser reduzierte Druck reicht nicht aus, um das Parksperrenventil entgegen dem auf einer Differenzfläche wirkenden Parksperrendruck, welcher dem Systemdruck entspricht, in Ausgangslage zurückzuschieben. In diesem Sinne umfasst das Ventilsystem in einer weiteren Ausführungsform ein Parksperrenventil und ein Park-Kugelwippenventil, wobei das elektromagnetisch betätigte Regelventil über das Park-Kugelwippenventil derart mit dem Parksperrenventil verbunden ist, dass der durch das elektromagnetisch betätigte Regelventil bereitgestellte Stelldruck derart auf einen Parkventilschieber des Parksperrenventils wirkt, dass der Parkventilschieber unterstützt durch eine mechanische Vorspannung dazu tendiert, in einer Stellung zu verharren, in welcher über das Parksperrenventil keine Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung eines Parksperrensystems des Automatikgetriebes fließt.In the event of a power failure, the electromagnetically actuated control valve with a falling characteristic curve outputs a maximum working pressure. This working pressure is present at a switching pressure input of the position valve and is sealed there via the position valve spool to the other valve connections, so that the working pressure has no further function here as long as the position valve spool is in its PNR position. About a park ball rocker valve, the pressure of the electromagnetically actuated control valve can also be routed to a spring chamber-side connection of a parking lock valve. In this way, the parking lock valve is hydraulically secured in the starting position against unintentional displacement via an actuating pressure of one of the clutches, if this clutch should be pressurized incorrectly. However, if the parking lock valve is in a position that is shifted against a mechanical preload, the compressive force of the electromagnetically actuated control valve on the spring-side surface in the connection of the parking lock valve is not sufficient to push the valve slide back from its self-retaining position to the starting position. As long as the oil supply in the transmission is maintained, the emergency gear is engaged and the parking lock is held in the disengaged position via the self-retaining function of the parking lock valve. Only the pressure of the electromagnetically actuated control valve, reduced by the pressure divider circuit, acts on the parking lock valve in the connection on the spring chamber side. This reduced pressure is not sufficient to push the parking lock valve back into the starting position against the parking lock pressure acting on a differential area, which pressure corresponds to the system pressure. In this sense, the valve system comprises a parking lock valve and a parking ball rocker valve in a further embodiment, the electromagnetically actuated control valve being connected to the parking lock valve via the parking ball rocker valve in such a way that the actuating pressure provided by the electromagnetically actuated control valve acts on a parking valve slide of the parking lock valve has the effect that the parking valve spool, assisted by a mechanical preload, tends to remain in a position in which no hydraulic fluid flows through the parking lock valve to actuate a parking lock system of the automatic transmission.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
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1 einen Hydraulikschaltplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventilsystems zur hydraulischen Aktivierung eines Notgangs in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, -
2 eine Ganglogiktabelle eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, -
3 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatikgetriebe, dasein Ventilsystem nach 1 umfasst, und -
4 eine vergrößerte Ansicht eines Positionsventils und eines Kupplungsventils desVentilsystems nach 1 .
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1 a hydraulic circuit diagram of an embodiment of a valve system according to the invention for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission of a motor vehicle, -
2 a gear logic table of an automatic transmission of a motor vehicle, -
3 a side view of a motor vehicle with an automatic transmission according to avalve system 1 includes, and -
4 Fig. 12 shows an enlarged view of a position valve and a clutch valve of thevalve system 1 .
Das Ventilsystem nach
Das Ventilsystem 1 umfasst ein elektromagnetisch betätigtes Regelventil 2 mit fallender Kennliniencharakteristik und ein Positionsventil 3 mit einem zwischen zwei Stellungen verfahrbaren Positionsventilschieber 4. Der Positionsventilschieber 4 ist in einer durch
Ferner weist das Ventilsystem 1 sieben Schaltventile 6 bis 12 auf, bei denen es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um direkt gesteuerte Magnetventile handelt, die jeweils durch eine steigende Kennliniencharakteristik gekennzeichnet sind und insbesondere eine aufgelöste Bauweise aufweisen können. Die Schaltventile 6 bis 12 umfassen jeweils einen Schaltventilschieber 13, 14 bzw. einen Kupplungsventilschieber 15 bis 19 und einen elektromagnetischen Aktuator 20 bis 26. Mittels des ersten Schaltventils 6 kann die erste Bremse A betätigt werden, mittels des zweiten Schaltventils 7 die zweite Bremse B. Das dritte Schaltventil ist ein erstes Kupplungsventil 8, mittels welchem die erste Kupplung C geöffnet und geschlossen werden kann. Das vierte Schaltventil ist ein zweites Kupplungsventil 9, mittels welchem die zweite Kupplung D geöffnet und geschlossen werden kann. Das fünfte Schaltventil ist ein drittes Kupplungsventil 10, mittels welchem die dritte Kupplung E geöffnet und geschlossen werden kann. Das sechste Schaltventil ist ein viertes Kupplungsventil 11, mittels welchem die vierte Kupplung K0 geöffnet und geschlossen werden kann. Das siebte Schaltventil ist ein fünftes Kupplungsventil 12, mittels welchem die Wandlerkupplung WK geöffnet und geschlossen werden kann.Furthermore, the
Die Schaltventilschieber 13, 14 und Kupplungsventilschieber 15 bis 19 sind jeweils über ein Federelement in einer durch
Gemäß der durch
Dies geschieht vorliegend jeweils durch entsprechende Bestromung der elektromagnetischen Aktuatoren 20 bis 26.In the present case, this is done by energizing the
Die Kupplung K0 ist, wie bereits erwähnt, zur Anbindung einer insbesondere als Verbrennungskraftmotor ausgeführten Antriebsmaschine 102 eines mit dem Automatikgetriebe 101 ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges vorgesehen, der insbesondere als Hybridfahrzeugantriebsstrang ausgebildet sein kann. Ein solcher Fahrzeugantriebsstrang umfasst in an sich bekannter Art und Weise zusätzlich zu dem Verbrennungskraftmotor 102 eine elektrische Maschine, die sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbar ist und zur Darstellung eines Rekuperations-Betriebes, eines Boost-Betriebs oder bei entsprechender Leistungsfähigkeit auch zur Darstellung eines rein elektrischen Fahrbetriebs vorgesehen sein kann.As already mentioned, the clutch K0 is provided for connecting a
Neben den Übersetzungen „1“ bis „8“ für Vorwärtsfahrt und der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt ist auch ein sogenannter Neutralbetriebszustand „N1“ des Automatikgetriebes 101 darstellbar, während dessen der Kraftfluss im Automatikgetriebe 101 unterbrochen ist. Im Neutralbetriebszustand „N1“ sind lediglich die beiden Schaltelemente A und B mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Zusätzlich ist das Automatikgetriebe 101 auch in einen sogenannten Parkbetriebszustand „P“ überführbar. Im Parkbetriebszustand „P“ des Automatikgetriebes 101 sind wiederum lediglich die Schaltelemente A und B mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Des Weiteren ist im Parkbetriebszustand „P“ ein Parksperrensystem 27 des Automatikgetriebes 101 aktiviert.In addition to the gear ratios “1” to “8” for forward travel and the gear ratio “R” for reverse travel, a so-called neutral operating state “N1” of the
In einem Normalfahrbetrieb des Automatikgetriebes 101 steht die volle Funktionalität der Getriebesteuerung einschließlich einer Spannungsversorgung des Automatikgetriebes 101 vollumfänglich zur Verfügung. Dann werden die Schaltelemente A bis E und WK sowie das Schaltelement K0 im jeweils erforderlichen Umfang mit Arbeitsdruck versorgt, um die vorstehend näher erläuterten Betriebszustände des Automatikgetriebes 101 anforderungsgemäß umsetzen zu können. Wenn jedoch die Spannungsversorgung des Automatikgetriebes 101 ausfällt, dann werden die Schaltventilschieber 13, 14 und Kupplungsventilschieber 15 bis 19 der Schaltventile 6 bis 12 von ihren Federelementen jeweils in ihre Nicht-Versorgungsstellung verschoben.In a normal driving mode of the
In diesem Fall wird ein im Bereich eines Systemdruckventils 22 eingestellter Systemdruck PSys bzw. ein Arbeitsdruck des Automatikgetriebes 101 nicht länger über die Schaltventile 6 bis 12 in Richtung der Schaltelemente A bis E, K0 und WK weitergeleitet. Dies führt dazu, dass die Schaltelemente A bis E, K0 und WK in ihren geöffneten Betriebszustand übergehen und das Automatikgetriebe 101 einen sogenannten offenen Betriebszustand aufweist. Diesen offenen Betriebszustand soll das Automatikgetriebe 101 jedoch nur dann einnehmen, wenn vor dem Einfall in den Notlaufbetrieb in dem Automatikgetriebe 101 entweder die Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt, der Neutralbetriebszustand „N1“ oder der Parkbetriebszustand „P“ angefordert war.In this case, a system pressure P Sys set in the area of a
Wenn das Automatikgetriebe 101 jedoch ausgehend von einer in dem Automatikgetriebe 101 eingelegten Übersetzung „1“ bis „8“ für Vorwärtsfahrt in den Notlaufbetrieb einfällt, dann soll in dem Automatikgetriebe 101 ein sogenannter Notgang bzw. eine Notgangübersetzung eingelegt werden, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der sechsten Übersetzung „6“ für Vorwärtsfahrt entspricht.However, if
Um diese Anforderung umzusetzen, umfasst das Ventilsystem 1 insbesondere das elektromagnetisch betätigte Regelventil 2, das Positionsventil 4, das Kupplungs-Kugelwippenventil 5, welches als hydraulisches ODER-Ventil funktioniert, ein Parksperren-Kugelwippenventil 28, welches ebenfalls als hydraulisches ODER-Ventil funktioniert, ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil 29 mit steigender Druck-Strom-Kennliniencharakteristik, eine erste Blende 30 und eine zweite Blende 31, die beide gemeinsam eine hydraulische Druckteilerschaltung bilden, sowie ein Parksperrenventil 32.In order to implement this requirement, the
Das Kupplungs-Kugelwippenventil 5 leitet die Druckinformation der ersten Kupplung C und der dritten Kupplung E an das Positionsventil 3 weiter. Die erste Kupplung C und die dritte Kupplung E sind gemäß der Schaltlogik nach
Das Positionsventil 3 „speichert“ die Vorgeschichte des Automatikgetriebes 101, indem der Positionsventilschieber 4 abhängig von dem jeweils aktuellen bzw. dem letzten Betriebszustand des Automatikgetriebes 101 vor dem Einfall in den Notlaufbetrieb entweder in die D-Stellung verschoben wird, wenn über das Kupplungs-Kugelwippenventil 5 der Arbeitsdruck auf den Positionsventilschieber 4 wirkt, oder in seiner PNR-Stellung verharrt, wenn über das Kupplungs-Kugelwippenventil 5 kein Arbeitsdruck auf den Positionsventilschieber 4 wirkt. Das Positionsventil 3 liefert somit eine hydraulische Kenngröße, die Auskunft darüber gibt, ob im Automatikgetriebe 101 insbesondere unmittelbar vor dem Einfall in den Notlaufbetrieb eine der Übersetzungen „1“ bis „8“ für Vorwärtsfahrt eingelegt war und damit der Notgang bzw. die sechste Übersetzung „6“ für Vorwärtsfahrt im Automatikgetriebe 101 einlegbar ist bzw. zulässig ist.The
Wenn der Positionsventilschieber 4 des Positionsventils 3 in seiner über das Federelement definierten PNR-Stellung steht, dann befindet sich das Positionsventil 3 in seinem definierten Ausgangszustand. Dabei befindet sich der Positionsventilschieber 4 in einer Anschlagsposition, gemäß welcher sich ein stirnseitiges Ende 39 des Positionsventilschiebers 4 in einer von dem Federelement 40 am weitesten entfernten Ventiltasche 41 des Positionsventils 3 befindet. In diesem definierten Ausgangszustand des Positionsventils 3 werden bei einer Aktivierung des hydraulischen Notlaufbetriebs, d. h. bei einem Ausfall der Spannungsversorgung aller elektromagnetischen Aktuatoren des Automatikgetriebes 101, alle Schaltelemente A bis E, K0 und WK geöffnet und auf ein Vorbefüll-Druckniveau geschaltet. Dieser Ausgangszustand des Positionsventils 3 entspricht damit der üblicherweise verkürzt bezeichneten Notgangreaktion, die im Fahrbetrieb einen Übergang des Automatikgetriebes 101 in einen vollständig geöffneten Betriebszustand des Automatikgetriebes 101 umfasst. Dies ist dann der Fall, wenn sich das Automatikgetriebe 101 zuvor im Parkbetriebszustand „P“ oder im Neutralbetriebszustand „N1“ befunden hat, oder wenn im Automatikgetriebe 101 die Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt eingelegt war. Damit sich das Positionsventil 3 in seinem Ausgangszustand befindet, müssen die Arbeitsdrücke der Schaltelemente C und E im Wesentlichen einem Vorbefüll-Druckniveau des Ventilsystems 1 entsprechen bzw. müssen die Schaltelemente C und E drucklos geschaltet sein. Dann ist die Verbindung zwischen dem Kupplungs-Kugelwippenventil 5 und einem Indikatordruckeingang 33 des Positionsventils 3 über eine Indikatordruckleitung 34 drucklos.If the
Das Positionsventil 6 dient einerseits als Entlüftungsventil und andererseits als Übergabeventil des Ausgangsdruckes des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2. Das Positionsventil 3 weist einen ausgangsseitigen Entlüftungsanschluss 42 auf, der über eine Entlüftungsleitung 43 und die zweite Blende 31 mit einem Drucklosen Tank T des Automatikgetriebes 101 verbunden ist. Das Positionsventil 3 weist ferner einen eingangsseitigen Entlüftungsanschluss 44 auf, der in einer axialen Richtung x des Positionsventils 3 auf gleicher Höhe angeordnet ist wie der ausgangsseitige Entlüftungsanschluss 42. Der eingangsseitige Entlüftungsanschluss 44 ist über eine erste Verbindungsleitung 45 direkt mit einem Steueranschluss 46 des ersten Kupplungsventils 8 verbunden.The
Der Kupplungsventilschieber 15 des ersten Kupplungsventils 8 weist an einem seiner stirnseitigen Enden eine hydraulisch wirksame Druckfläche 47 auf. Ein Stößel 48 des elektromagnetischen Aktuators 22 kann eine Verschiebekraft auf die Druckfläche 47 ausüben, sodass der Kupplungsventilschieber 15 entgegen der mechanischen Vorspannkraft einer Feder 49 aus der durch
Wenn sich der Positionsventilschieber 4 in seiner PNR-Stellung befindet und der Kupplungsventilschieber 15 sich in seiner Nicht-Versorgungsstellung befindet, dann wird ein erster Druckraum 50, den das erste Kupplungsventil 8 im Bereich des Steueranschlusses 46 bildet, über die erste Verbindungsleitung 45, den eingangsseitigen Entlüftungsanschluss 44, den ausgangsseitigen Entlüftungsanschluss 42, die Entlüftungsleitung 43 und die zweite Blende 31 drucklos in den Tank T entlüftet. In diesem Fall wirkt keine hydraulische Verschiebekraft auf die Druckfläche 47 des Kupplungsventilschiebers 15 des ersten Kupplungsventils 8.If the
Das Positionsventil 3 weist einen ersten Rückführungsanschluss 51, der in der axialen Richtung x des Positionsventilschiebers 4 zwischen den beiden Entlüftungsanschlüssen 42, 44 und dem Indikatordruckeingang 33 angeordnet ist. Der erste Rückführungsanschluss 51 ist über eine Rückführungsleitung 52 mit einem zweiten Rückführungsanschluss 53 verbunden, der auf einer zweiten Stirnseite S2 des Positionsventils 3 angeordnet ist. Der Indikatordruckeingang 33 ist in der axialen Richtung x zwischen dem ersten Rückführungsanschluss 51 und dem zweiten Rückführungsanschluss 53 angeordnet. Das Federelement 40 befindet sich auf einer ersten Stirnseite S1 des Positionsventils 3. Wenn sich der Positionsventilschieber 4 in seiner PNR-Stellung befindet, dann befindet sich das stirnseitige Ende 39 des Positionsventilschiebers 4 in einem Rückführungsdruckraum 54. Der Rückführungsdruckraum 54 wird durch das Positionsventil 3 auf der zweiten Stirnseite S2 in der axialen Richtung x im Bereich des zweiten Rückführungsanschlusses 53 gebildet. Weiterhin ist der zweite Rückführungsanschluss 53 über die Rückführungsleitung 52 mit dem ersten Rückführungsanschluss 52 verbunden, wobei der erste Rückführungsanschluss 52 wiederum mit dem ausgangsseitigen Entlüftungsanschluss 42 verbunden ist, wenn sich der Positionsventilschieber 4 in seiner PNR-Stellung befindet. Somit wird der Rückführungsdruckraum 54 über die Entlüftungsleitung 43 und die zweite Blende 31 drucklos in den Tank T entlüftet, wenn sich der Positionsventilschieber 4 in seiner PNR-Stellung befindet, sodass auf das stirnseitige Ende 39 des Positionsventilschiebers 4 keine hydraulische Verschiebekraft wirkt, welche den Positionsventilschieber 4 aus der PNR-Stellung in die D-Stellung bewegen könnte, bzw. in der D-Stellung halten könnte. Somit können der Rückführungsdruckraum 54 des Positionsventils 3 und der erste Druckraum 50 des ersten Kupplungsventils 8 gleichzeitig über die Entlüftungsleitung 43 und die zweite Blende 31 drucklos in den Tank T entlüftet werden.The
Das zweite Kupplungsventil 9, das dritte Kupplungsventil 10 und das vierte Kupplungsventil 11 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleich aufgebaut wie das erste Kupplungsventil 8. Dabei weist das zweite Kupplungsventil 9 einen zweiten Druckraum 55 auf, das dritte Kupplungsventil 10 einen dritten Druckraum 56 und das vierte Kupplungsventil 11 einen vierten Druckraum 57. Der zweite Druckraum 55 des zweiten Kupplungsventils 9 ist über eine zweite Verbindungsleitung 58 mit dem ersten Druckraum 50 des ersten Kupplungsventils 8 verbunden. Der dritte Druckraum 56 des dritten Kupplungsventils 10 ist über eine dritte Verbindungsleitung 59 mit dem zweiten Druckraum 55 des zweiten Kupplungsventils 9 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin der vierte Druckraum 57 des vierten Kupplungsventils 11 über eine vierte Verbindungsleitung 60 mit dem dritten Druckraum 56 des dritten Kupplungsventils 10 verbunden. Die Druckräume 50, 55, 56, 57 können somit hydraulisch in Reihe geschaltet sein, sodass sie über das Positionsventil 5 in der vorstehend beschriebenen Weise entlüftet werden können, wenn sich der Positionsventilschieber 4 in der PNR-Stellung befindet.In the exemplary embodiment shown, the second
Solange der Positionsventilschieber 4 des Positionsventils 3 in der PNR-Stellung steht und ein unbeabsichtigtes Schalten des Positionsventils 4 unterbunden werden soll, kann über das elektromagnetisch betätigte Schaltventil 29 über eine Haltedruckleitung 61 zu einem federseitigen Anschluss 62 des Positionsventils 3 ein Haltedruck in einem Federraum 63 des Positionsventils 3 aufgeschaltet werden. Durch den Haltedruck kann das Positionsventil 3 nicht über die Arbeitsdrücke der ersten Kupplung C bzw. der dritten Kupplung E betätigt werden, sodass der Positionsventilschieber 4 in seiner PNR-Stellung verharrt. Sobald die Parkposition P verlassen wird, kann dieses Haltedruck abgeschaltet werden und das Positionsventil 3 freigegeben werden.As long as the
Wenn sich der Positionsventilschieber 4 in der PNR-Stellung befindet und die Getriebesteuerung stromlos geschaltet wird, was dem mechanischen Notlauf entspricht, dann geben die elektromagnetischen Aktuatoren 20 bis 26 der Schaltventile 6 bis 12 entsprechend ihrer steigenden oder fallenden Kennliniencharakteristik hydraulischen Druck aus. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden insbesondere die Bremsen A, B sowie die Kupplungen C, D und E über die Aktuatoren 6 bis 10 immer drucklos angesteuert, sodass der Kraftschluss im Automatikgetriebe 101 unterbrochen wird.If the
Eine Verbindung zwischen dem elektromagnetisch betätigten Regelventil 2 und dem Positionsventil 3 kann über eine Verschiebedruckleitung 35 hergestellt werden. Ein Druckausgang 36 des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 ist dabei über die Verschiebedruckleitung 35 mit einem Verschiebedruckeingang 37 des Positionsventils 3 verbunden. Das elektromagnetisch betätigte Regelventil 2 weist einen elektromagnetischen Aktuator 38 auf. Das elektromagnetisch betätigte Regelventil 3 gibt seinen maximalen Stelldruck aus, wenn die Spannungsversorgung für seinen elektromagnetischen Aktuator 38 ausfällt. Dieser Stelldruck liegt an dem Verschiebedruckeingang 37 des Positionsventils 3 an. Der Positionsventilschieber 4 sperrt die Verbindung zwischen dem elektromagnetisch betätigten Regelventil 2 und dem Positionsventil 3 ab, wenn sich der Positionsventilschieber 4 in der durch
Über das Parksperren-Kugelwippenventil 28 ist der Stelldruck des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 auch auf einen federraumseitigen Anschluss 64 des Parksperrenventils 32 geführt. Wenn die Spannungsversorgung ausfällt, ist der Stelldruck des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 maximal, wohingegen der ebenfalls an dem Parksperren-Kugelwippenventil 28 anliegende Haltedruck des elektromagnetisch betätigten Schaltventils 29 minimal ist. Ein Parkventilschieber 66 des Parksperrenventils 32 wird durch den Stelldruck des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 hydraulisch in einer Ausgangslage gegen unbeabsichtigtes Verschieben über einen Betätigungsdruck des ersten Schaltelements A abgesichert, falls das Schaltelement A fehlerhaft druckbeaufschlagt sein sollte. Der Betätigungsdruck des ersten Schaltelements A liegt dabei an einem stirnseitigen Druckanschluss 65 des Parksperrenventils 32 an. Wenn der Parkventilschieber 66 jedoch in einer gegen eine Federkraft verschobenen Parkstellung steht, dann reicht der an dem an dem federraumseitigen Anschluss 64 anliegende Stelldruck des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 auf der federseitigen Fläche des Parkventilschiebers 66 nicht aus, um den Parkventilschieber 66 aus seiner Selbsthaltung in der Parkstellung in die Ausgangslage zurückzuschieben. Wenn sich der Parkventilschieber 66 in der Parkstellung befindet, dann wird eine den Systemdruck PSys des Ventilsystems 1 führende Leitung 67 über das Parksperrenventil 32 mit dem Parksperrensystem 27 verbunden, sodass das Parksperrensystem 27 eine Parksperre aktiviert. Wenn sich der Parkventilschieber 66 jedoch in der Ausgangsstellung befindet, dann wird die den Systemdruck PSys führende Leitung 67 durch den Parkventilschieber 66 des Parksperrenventils 32 von dem Parksperrensystem 27 getrennt, sodass das Parksperrensystem 27 die Parksperre deaktiviert.The actuating pressure of the electromagnetically actuated
Wenn sich der Positionsventilschieber 4 des Positionsventils 3 in der entgegen der Federkraft definierten D-Stellung befindet, d.h. in einem axialen Endanschlag innerhalb des Federraums 63, dann werden bei der hydraulischen Aktivierung des Notlaufgangs die Getriebekupplungen C, D, E und K0 geschlossen, und die Bremsen A und B sowie die Wandlerkupplung WK geöffnet, was dem hydraulischen „Notgang D6“ mit angekoppeltem Verbrennungsmotor entspricht. Der Positionsventilschieber 4 des Positionsventils 3 kann über das Druckniveau einer der beiden Kupplungen C bzw. E in die D-Stellung geschaltet werden. Der entsprechende Arbeitsdruck der Kupplung C/E wird über das Kupplungs-Kugelwippenventil 5 übertragen und wirkt über den Indikatordruckanschluss 33 des Positionsventils 5 auf eine Differenzfläche 68 des Positionsventilschiebers 4. Die Differenzfläche 68 wird durch einen mittleren Kolben 69 des Positionsventilschiebers 4 gebildet, wobei der mittlere Kolben 69 einen größeren Durchmesser aufweist als ein benachbarter, endseitiger Kolben 70, der auf der zweiten Stirnseite S2 angeordnet ist.If the
Da der Arbeitsdruck der Kupplung C/E auf die verhältnismäßig kleine Differenzfläche 68 wirkt, wird ein sehr hoher Arbeitsdruck der Kupplung C/E benötigt, um den Positionsventilschieber 4 entgegen der Federkraft aus der PNR-Stellung in die D-Stellung zu verschieben. Dieser Kupplungsdruck wird so hoch eingestellt, dass ein versehentliches Betätigen des Positionsventils 3 unterbunden werden kann. Wenn der Kupplungsdruck ausreichend hoch ist, dann verschiebt sich der Positionsventilschieber entgegen der Federkraft der Feder 40 in die D-Stellung, sodass der erste Rückführungsanschluss 51 mit dem Indikatordruckeingang 33 verbunden ist. In diesem Fall wird Hydraulikflüssigkeit, die an dem Indikatordruckeingang 33 unter dem Arbeitsdruck einer der beiden Kupplungen C oder E anliegt, über den ersten Rückführungsanschluss 51, die Rückführungsleitung 52 sowie den zweiten Rückführungsanschluss 53 in den Rückführungsdruckraum 54 geleitet. In dem Rückführungsdruckraum 54 wirkt die Hydraulikflüssigkeit auf das stirnseitige Ende 39 des Positionsventilschiebers 4, sodass der Positionsventilschieber 4 in eine hydraulische Selbsthaltung in der D-Stellung entgegen der Federkraft übergeht. Das stirnseitige Ende bildet eine im Vergleich zur Differenzfläche 68 relativ große Steuerfläche 39. Ein entsprechender Selbsthaltedruck beträgt aufgrund des Flächenzuwachses, d.h. Differenzfläche 68 plus Steuerfläche 39, nur noch einen Bruchteil des anfänglichen Schaltdrucks zum Verschieben des Positionsventilschiebers 4 (Hysterese-Funktion).Since the working pressure of the C/E clutch acts on the relatively small
Wenn sich der Positionsventilschieber 4 im Falle des Ausfalls der Spannungsversorgung des Automatikgetriebes 101 in der D-Stellung befindet und die Kupplungsventilschieber 15 bis 18 der Kupplungsventile 8 bis 11 sich in ihrer Nicht-Versorgungsstellung befinden, dann verbindet das Positionsventil 3 das elektromagnetisch geregelte Regelventil 2 mit den Kupplungsventilen 8 bis 11, sodass die Kupplungsventilschieber 15 bis 18 entgegen ihrer Vorspannung aus der Nicht-Versorgungsstellung in eine Versorgungsstellung bewegt werden, wodurch die Kupplungsventile 8 bis 11 aus dem Nicht-versorgungszustand in einen Versorgungszustand versetzt werden.If the
Um die Kupplungsventilschieber 15 bis 18 entgegen ihrer Vorspannung aus der Nicht-Versorgungsstellung in die Versorgungsstellung zu bewegen, stellt der Positionsventilschieber 4 eine Verbindung zwischen dem Verschiebedruckeingang 37 und dem eingangsseitigen Entlüftungsanschluss 44 des Positionsventils 3 her, sodass die Verschiebedruckleitung 35 mit der ersten Verbindungsleitung 45 verbunden ist. Weiterhin stellt der Positionsventil 4 eine Verbindung zwischen dem Verschiebedruckeingang 37 und dem ausgangsseitigen Entlüftungsanschluss 42 des Positionsventils 3 her, sodass der Druckausgang 36 des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2 über die in der Verschiebedruckleitung 35 angeordnet erste Blende 30 sowie die in der Entlüftungsleitung 43 angeordnete zweite Blende 31 mit dem Drucklosen Tank T verbunden ist. Der durch das elektromagnetisch betätigte Regelventil 2 ausgegebene Stelldruck wird somit durch die hydraulische Druckteilerschaltung der Blenden 30, 31 reduziert, bevor er auf die Kupplungsventilschieber 15 bis 18 wirkt.In order to move the clutch valve slides 15 to 18 against their preload from the non-supply position to the supply position, the
Der reduzierte Stelldruck wirkt auf die Stirnflächen der Kupplungsventilschieber 15 bis 18, wodurch die Kupplungsventile 8 bis 11 entgegen der jeweiligen Federkraft betätigt und die zugehörigen Kupplungen C, D, E, K0 über die Kupplungsventile 8 bis 11 mit Systemdruck PSys versorgt werden, auf Druck zuschalten und schließen, womit der sechste Gang D6 eingelegt und die Motortrennkupplung K0 geschlossen wird. Die Kupplungsventilschieber 15 bis 18 verbinden dabei jeweils einen Systemdruckeingang 71 und einen Systemdruckausgang 72 miteinander. Der Systemdruckeingang 71 ist in der axialen Richtung x beabstandet zu dem Systemdruckausgang 72 angeordnet. Der Systemdruckeingang 71 ist jeweils mit einer den Systemdruck PSys führenden Leitung des Ventilsystems 1 verbunden. Der Systemdruckausgang 72 ist jeweils mit einer der Kupplungen C, D, E bzw. K0 verbunden.The reduced actuating pressure acts on the end faces of the clutch valve slides 15 to 18, whereby the
Solange die Ölversorgung im Automatikgetriebe 101 aufrecht erhalten bleibt, ist der Notgang D6 eingelegt und die Parksperre über die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils 32 in ausgelegter Stellung gehalten. Am Parksperrenventil 32 wirkt in dem federraumseitigen Anschluss 64 nun lediglich der durch die Druckteilerschaltung reduzierte Stelldruck des elektromagnetisch betätigten Regelventils 2. Der reduzierte Stelldruck reicht nicht aus, um den Parkventilschieber 66 entgegen dem auf eine Differenzfläche 73 des Parkventilschiebers 66 wirkenden Parksperrendruck, welcher dem Systemdruck PSys entspricht, in die Ausgangsstellung zurückzuschieben. Der Notgang D6 wird im stromlosen zustand so lange gehalten, bis die Ölversorgung des Ventilsystems 1 abgestellt wird und dessen Ventile dadurch in ihre Ausgangslage zurückverfahren, wodurch der in dem Positionsventil 6 gespeicherte Notgang D6 gelöscht wird.As long as the oil supply in the
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilsystems 1 kann die vierte Verbindungsleitung 60 entfallen, sodass der vierte Druckraum 57 des vierten Kupplungsventils 11 nicht mit dem dritten Druckraum 56 des dritten Kupplungsventils 10 verbunden ist. In diesem Fall wirkt kein hydraulisches Drucksignal auf die Stirnfläche des Kupplungsventilschiebers 18 des vierten Kupplungsventils 11. Die Kupplung K0 kann dadurch im hydraulischen Notlauf geöffnet bleiben, wenn die Anbindung der Verbrennungsmaschine 103 an das Automatikgetriebe 101 nicht gewünscht wird.In an alternative exemplary embodiment of the
BezugszeichenlisteReference List
- AA
- erstes Schaltelement (Bremse)first switching element (brake)
- BB
- zweites Schaltelement (Bremse)second switching element (brake)
- CC
- drittes Schaltelement (erste Kupplung)third switching element (first clutch)
- DD
- viertes Schaltelement (zweite Kupplung)fourth switching element (second clutch)
- EE
- fünftes Schaltelement (dritte Kupplung)fifth switching element (third clutch)
- K0K0
- sechstes Schaltelement (vierte Kupplung)sixth shift element (fourth clutch)
- PSysPsys
- Systemdruck AutomatikgetriebeSystem pressure automatic transmission
- S1S1
- erste Stirnseitefirst face
- S2S2
- zweite Stirnseitesecond face
- TT
- Tanktank
- WKWK
- siebtes Schaltelement (fünfte Kupplung)seventh switching element (fifth clutch)
- xx
- axiale Richtung axial direction
- 11
- Ventilsystemvalve system
- 22
- elektromagnetisch betätigtes Regelventilelectromagnetically operated control valve
- 33
- Positionsventilposition valve
- 44
- Positionsventilschieberposition valve spool
- 55
- Kupplungs-KugelwippenventilClutch rocker valve
- 66
- erstes Schaltventilfirst switching valve
- 77
- zweites Schaltventilsecond switching valve
- 88th
- drittes Schaltventil/erstes Kupplungsventilthird shift valve/first clutch valve
- 99
- viertes Schaltventil/zweites Kupplungsventilfourth shift valve/second clutch valve
- 1010
- fünftes Schaltventil/drittes Kupplungsventilfifth shift valve/third clutch valve
- 1111
- sechstes Schaltventil/viertes Kupplungsventilsixth shift valve/fourth clutch valve
- 1212
- siebtes Schaltventil/fünftes Kupplungsventilseventh shift valve/fifth clutch valve
- 1313
- erster Schaltventilschieberfirst shift valve spool
- 1414
- zweiter Schaltventilschiebersecond switching valve spool
- 1515
- erster Kupplungsventilschieberfirst clutch valve spool
- 1616
- zweiter Kupplungsventilschiebersecond clutch valve spool
- 1717
- dritter Kupplungsventilschieberthird clutch valve spool
- 1818
- vierter Kupplungsventilschieberfourth clutch valve spool
- 1919
- fünfter Kupplungsventilschieberfifth clutch valve spool
- 2020
- erster elektromagnetischer Aktuatorfirst electromagnetic actuator
- 2121
- zweiter elektromagnetischer Aktuatorsecond electromagnetic actuator
- 2222
- dritter elektromagnetischer Aktuatorthird electromagnetic actuator
- 2323
- vierter elektromagnetischer Aktuatorfourth electromagnetic actuator
- 2424
- fünfter elektromagnetischer Aktuatorfifth electromagnetic actuator
- 2525
- sechster elektromagnetischer Aktuatorsixth electromagnetic actuator
- 2626
- siebter elektromagnetischer Aktuatorseventh electromagnetic actuator
- 2727
- Parksperrensystemparking lock system
- 2828
- Parksperren-KugelwippenventilPark lock ball rocker valve
- 2929
- elektromagnetisch betätigtes Schaltventilelectromagnetically operated switching valve
- 3030
- erste Blendefirst aperture
- 3131
- zweite Blendesecond aperture
- 3232
- Parksperrenventilparking lock valve
- 3333
- Indikatordruckeingangindicator pressure input
- 3434
- Indikatordruckleitungindicator pressure line
- 3535
- Verschiebedruckleitungdisplacement pressure line
- 3636
- Druckausgangpressure outlet
- 3737
- Verschiebedruckeingangdisplacement pressure input
- 3838
- elektromagnetischer Aktuator elektromagnetisch getätigtes Regelventilelectromagnetic actuator electromagnetically operated control valve
- 3939
- stirnseitiges Ende Positionsventilschieber (Steuerfläche)front end position valve spool (control surface)
- 4040
- Federelement PositionsventilPosition valve spring element
- 4141
- Ventiltasche PositionsventilValve pocket position valve
- 4242
- ausgangsseitiger Entlüftungsanschlussexhaust port on the outlet side
- 4343
- Entlüftungsleitungvent line
- 4444
- eingangsseitiger Entlüftungsanschlussinlet vent port
- 4545
- erste Verbindungsleitungfirst connection line
- 4646
- Steueranschlusscontrol port
- 4747
- Druckflächeprinting surface
- 4848
- Stößelpestle
- 4949
- FederFeather
- 5050
- erster Druckraumfirst pressure room
- 5151
- erster Rückführungsanschlussfirst feedback port
- 5252
- Rückführungsleitungreturn line
- 5353
- zweiter Rückführungsanschlusssecond feedback port
- 5454
- Rückführungsdruckraumreturn pressure space
- 5555
- zweiter Druckraumsecond pressure room
- 5656
- dritter Druckraumthird pressure room
- 5757
- vierter Druckraumfourth pressure room
- 5858
- zweite Verbindungsleitungsecond connection line
- 5959
- dritte Verbindungsleitungthird connection line
- 6060
- vierte Verbindungsleitungfourth connection line
- 6161
- Haltedruckleitungholding pressure line
- 6262
- federseitiger Anschluss Positionsventilspring-side connection position valve
- 6363
- Federraum PositionsventilPosition valve spring chamber
- 6464
- federraumseitiger Anschluss ParksperrenventilParking lock valve connection on the spring chamber side
- 6565
- stirnseitiger Druckanschluss ParksperrenventilPressure connection on the front of the parking lock valve
- 6666
- Parkventilschieberparking valve spool
- 6767
- Systemdruck führende LeitungLine carrying system pressure
- 6868
- Differenzflächedifferential area
- 6969
- mittlerer Kolbenmiddle piston
- 7070
- stirnseitiger Kolbenface piston
- 7171
- Systemdruckeingangsystem pressure input
- 7272
- Systemdruckausgangsystem pressure outlet
- 7373
- Differenzflächedifferential area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102019216442 A1 [0002, 0008]DE 102019216442 A1 [0002, 0008]
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DE102022201931.8A DE102022201931A1 (en) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Valve system for hydraulically activating an emergency gear in an automatic transmission |
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DE102005012586A1 (en) | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Electrohydraulic transmission control device |
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WO2019121467A1 (en) | 2017-12-18 | 2019-06-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Valve system for a hydraulic emergency travel gear function of an automatic transmission for a motor vehicle |
DE102019216442A1 (en) | 2019-10-25 | 2021-04-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Valve system |
-
2022
- 2022-02-24 DE DE102022201931.8A patent/DE102022201931A1/en active Pending
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