DE102005050494A1

DE102005050494A1 - Steuerungsventilanordnung zur Steuerung einer Anfahrkupplung eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE102005050494A1
Application number: DE102005050494A
Authority: DE
Inventors: Markus Herrmann; Thilo Schmidt; Georg Gierer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsventilanordnung zur Betätigungssteuerung zumindest einer Anfahrkupplung eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes, mit wenigstens einem Kupplungsregelventil (3, 73, 123), über das ein Versorgungsdruck (P_V1) in einen Druckraum einer zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung (4) leitbar ist, mit zumindest einem von einem elektronischen Steuergerät ansteuerbaren Druckregelventil (116), das zumindest ein Steuerungsventil der Steuerungsventilanordnung mit einem Vorsteuerdruck (P_VST1, P_VST2) versorgt, und mit einer Selbsthaltehydraulik, mit deren Hilfe bei einem Ausfall des elektronischen Steuergerätes bzw. einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1, P_VST2) ein hydraulischer Notbetrieb mit geschlossener Anfahrkupplung eingestellt werden kann. Zur Ermöglichung eines Notbetriebs im zuletzt eingelegten Gang bzw. eines erneuten Anfahrens ist vorgesehen, dass die Selbsthaltehydraulik ein Selbsthalteventil (1, 71) und ein Aktivierungsventil (2, 72) aufweist, dass das Selbshalteventil (1, 71) so ausgebildet ist, dass es zur Weiterleitung eines Aktivierungsdrucks (P_A) in Abhängigkeit von einem motordrehzahlabhängigen oder getriebeabtriebsdrehzahlabhängigen Steuerdruck (P_D) zu dem Aktivierungsventil (2, 72) geeignet ist, dass das Aktivierungsventil (2, 72) zur Weiterleitung des Aktivierungsdrucks (P_A) an das zumindest eine Kupplungsregelventil (3, 73) in der Lage ist und dass die Steuerungsventilanordnung mit Mitteln ausgestattet ist, die ein ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsventilanordnung zur Steuerung einer Anfahrkupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Automatgetrieben mit automatisierter nasser Anfahrkupplung wird üblicherweise zur Aktivierung eines mechanischen Getriebenotlaufs, etwa nach Ausfall eines Getriebesteuergerätes, der Kraftschluss im Getriebe dadurch beendet, dass diese Anfahrkupplung stromlos in den geöffneten Zustand überführt wird. Diese Strategie kann insbesondere bei Fahrzuständen im fließenden Verkehr zu kritischen Zuständen führen, da dadurch nur noch ein vortriebsloses Ausrollen des Fahrzeugs möglich ist.

Ein Schließen der nassen Anfahrkupplung in einer solchen Fahrbetriebssituation ist aus sicherheitstechnischen Gründen ebenfalls nicht möglich, da der Kraftschluss nur über einen hydraulischen Kupplungsbetätigungsdruck erhalten bleibt. Sofern der Fahrzeugantriebsmotor beim Absinken der Fahrzeuggeschwindigkeit bei geschlossener Kupplung abgewürgt wird, bleibt noch eine Restfahrgeschwindigkeit übrig, in der wichtige vom Motor an sich anzutreibende Nebenaggregate, wie Bremskraftverstärker oder Lenkhilfepumpe, dann nicht mehr ausreichend angetrieben werden können.

In Automatgetrieben mit trockener Anfahrkupplung wird bei einer Aktivierung des mechanischen Notlaufs diese Kupplung geschlossen, so dass der Abtrieb des Fahrzeugs bis zum Fahrzeugstillstand mit dem Motor antriebstechnisch verbunden bleibt. Hierbei entstehen zwar keine kritischen Fahrzustände, das Fahrzeug kann aber nach dem Fahrzeugstillstand nicht mehr bewegt bzw. weggeschoben werden.

Demnach besteht ein Bedarf an einer Steuerungseinrichtung für eine Anfahrkupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges, welche in Abhängigkeit eines von der Motordrehzahl und/oder der Abtriebsdrehzahl des Getriebes den Kraftschluss im Antriebsstrang erst dann unterbricht, wenn eine bestimmte Motordrehzahl bzw. Getriebeabtriebsdrehzahl unterschritten wird, so dass kein Abwürgen des Fahrzeugantriebsmotors erfolgt, die Nebenaggregate angetrieben bleiben und dem Fahrer noch die Möglichkeit gegeben ist, eine gegebenenfalls vorhandene Gefahrenzone sicher zu verlassen. Zudem wird durch ein solches Steuerungsverhalten auch das Bewegen des Fahrzeugs im Stillstand möglich, da der Kraftfluss zwischen Motor und Getriebe unterbrochen ist.

Vor diesem Hintergrund ist aus der DE 199 43 939 A1 eine hydraulische Notsteuerung für ein Umschlingungsgetriebe bekannt, bei der eine dem Getriebe zugeordnete Kupplung in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Fahrzeugantriebsmotors geöffnet oder geschlossen werden kann. Dadurch kann bei einer Störung ein erneutes Abwürgen des Antriebsmotors bei Unterschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl vermieden sowie ein Anfahren bei Überschreitung einer bestimmten Drehzahl ermöglicht werden. Je nach Ausbildung der Notsteuerung kann das drehzahlabhängige Steuersignal dabei beispielsweise als hydraulischer Druck, als pneumatischer Druck oder als elektrische Spannung erzeugbar und nutzbar sein.

Zudem ist aus der DE 102 38 104 A1 ein Verfahren zum Ansteuern eines Notschaltprogramms für ein Automatgetriebe mit einer Anfahrkupplung bekannt, welches zur Realisierung eines Notlaufs auch beim Stillstand des Fahrzeugs sowie zur Verhinderung des Absinkens der Motordrehzahl unter eine Abwürgschwelle besonders ausgebildet ist. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass das Notschaltprogramm über ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Motordrehzahl abhängiges Signal angesteuert wird, welches über eine Ventillogik verarbeitbar ist und bewirkt, dass im Schubbetrieb der Kraftschluss zum Motor rechtzeitig unterbrochen wird, um den Fahrzeugmotor nicht abzuwürgen.

Des Weiteren ist aus der DE 103 38 355 A1 ein Doppelkupplungsgetriebes bekannt, das eine erste und eine zweite Kupplung aufweist, wobei für einen Normalbetrieb zum Schließen/Öffnen der ersten Kupplung eine erste und zum Schließen/Öffnen der zweiten Kupplung eine zweite durch eine Elektronik steuerbare Hydraulik vorhanden ist. Ferner ist eine Zustandshaltehydraulik vorgesehen, der über eine erste und eine zweite hydraulische Leitung Zustandssignale entsprechend dem momentanen Schaltzustand der ersten und der zweiten Kupplung zugeführt werden, und die über hydraulische Steuerleitungen mit der ersten und der zweiten Hydraulik verbunden ist. Bei einem Ausfall der Elektronik steuert die Zustandshaltehydraulik die erste und die zweite Hydraulik so an, dass zumindest in manchen Schaltzuständen der beiden Kupplungen der unmittelbar vor dem Ausfall der Elektronik vorliegende Schaltzustand der Kupplungen aufrechterhalten bleibt.

Schließlich ist aus der am Anmeldetag dieser Patentanmeldung nicht vorveröffentlichen DE 102 004 020 569.8 eine Steuerungsventilanordnung zur Steuerung einer Anfahrkupplung eines Automatgetriebes bekannt, mit der einfach, herstellkostengünstig und zuverlässig in einer Notsteuerungssituation die Anfahrkupplung dann geöffnet werden kann, wenn die Motordrehzahl und/oder die Abtriebsdrehzahl des Getriebes bzw. die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter einen vorbestimmten Wert fällt.

Diese Steuerungsventilanordnung weist ein Kupplungsregelventil zur Ansteuerung wenigstens einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung auf, welches im Normalbetrieb des Getriebes einen zugeleiteten Versorgungsdruck in Abhängigkeit von einem Vorsteuerdruck oder einem elektrischen Vorsteuersignal in einen Kupplungsbetätigungsdruck zur Ansteuerung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung umwandelt. Die Steuerungsventilanordnung ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines Notbetriebes des Getriebes bei Wegfall des Vorsteuerdrucks bzw. des elektrischen Vorsteuersignals motordrehzahl- und/oder getriebeabtriebsdrehzahlabhängig ein Aktivierungsdruck auf das Kupplungsregelventil oder direkt auf die Kupplungsbetätigungsvorrichtung leitbar ist, wodurch diese so lange in Schließstellung gehalten wird, wie die genannte Drehzahl oberhalb eines vorbestimmten Drehzahlgrenzwertes liegt.

Durch diese Ventilanordnung wird eine kostengünstig herstellbare und zuverlässig betreibbare Steuerungsvorrichtung für den Notfahrbetrieb eines Fahrzeugs mit einem Automatgetriebe geschaffen, welche dann aktiviert wird, wenn beispielsweise ein elektronisches Getriebesteuerungsgerät und/oder ein elektrisch betätigbares Kupplungsregelventil ausfallen. Dabei sorgt der von der Drehzahl des Fahrzeugantriebsmotors und/oder von der Getriebeausgangsdrehzahl abhängige Steuerungsdruck dafür, dass eine Anfahrkupplung des Automatgetriebes zur Drehmomentübertragung durch das Getriebe geschlossen bleibt, solange die Fahrgeschwindigkeit und damit die Drehzahl des Antriebsmotors nicht unter eine solche Abwürgdrehzahl fällt, bei der der Antriebsmotor seinen verbrennungsmotorischen Betrieb einstellen würde.

Sofern die Fahrgeschwindigkeit bei einem solchen Notfahrbetrieb tatsächlich soweit reduziert ist, dass bei geschlossener Anfahrkupplung mit dem Abwürgen des Motors zu rechnen ist, öffnet die bekannte Steuerungsventilanordnung mittels des drehzahlgekoppelten Steuerdrucks die bis dahin drehmo mentübertragende Anfahrkupplung. Ein Abwürgen des Motors wird dadurch vorteilhaft vermieden, so dass von diesem wichtige Fahrzeugnebenaggregate, wie beispielsweise ein Bremskraftverstärker und eine Lenkhilfepumpe, problemlos weiterbetrieben werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anders ausgebildete Steuerungsventilanordnung der gattungsgemäßen Art vorzustellen, mit der ein hydraulischer Notbetrieb des Automatgetriebes aktiviert und aufrecht erhalten werden kann, wenn bei einem Ausfall eines elektronischen Steuerungsgerätes oder eines Druckregelventils ein vorbestimmter Vorsteuerdruck für die Ventile der Steuerungsventilanordnung wegfällt. Außerdem soll mit der Steuerungsventilanordnung ein Notbetrieb gewollt verhinderbar sowie ein Wiederanfahren des Fahrzeugs möglichen sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Demnach geht die Erfindung aus von einer Steuerungsventilanordnung zur Betätigungssteuerung zumindest einer Anfahrkupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Kupplungsregelventil, über das ein Versorgungsdruck P_V1 in einen Druckraum einer zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung leitbar ist, mit zumindest einem Druckregelventil, welches von einem elektronischen Steuerungsgerät ansteuerbar ist und zumindest ein Steuerungsventil der Steuerungsventilanordnung mit einem Vorsteuerdruck P_VST1, P_VST2 versorgt, und mit einer Selbsthaltehydraulik, mit deren Hilfe bei einem Ausfall des elektronischen Steuerungsgerätes beziehungsweise einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1, P_VST2 zumindest in manchen Betriebssituationen ein hydraulischer Notbetrieb mit einer geschlossenen Anfahrkupplung eingestellt werden kann.

Diese Steuerungsventilanordnung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthaltehydraulik zur Realisierung der Notbetriebsfunktion ein Selbsthalteventil und ein Aktivierungsventil aufweist, dass das Selbsthalteventil so ausgebildet ist, dass es zur Weiterleitung eines Aktivierungsdrucks P_A in Abhängigkeit von einem motordrehzahlabhängigen oder getriebeabtriebsdrehzahlabhängigen Steuerdruck P_D zu dem Aktivierungsventil geeignet ist, dass das Aktivierungsventil zur Weiterleitung des Aktivierungsdrucks P_A an das zumindest eine Kupplungsregelventil in der Lage ist, und dass die Steuerungsventilanordnung mit Mitteln ausgestattet ist, die ein Anfahren des Fahrzeugs in einem hydraulischen Notbetrieb beispielsweise im zuletzt eingelegten Getriebegang ermöglichen, nachdem der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D unter einen diesbezüglichen Grenzwert abgefallen und anschließend wieder angestiegen war.

Außerdem ist die Steuerungsventilanordnung bevorzugt mit Mitteln ausgestattet, mit denen eine gewollte Verhinderung des Notfahrbetriebs steuerbar ist.

Die Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung aktiviert oder deaktiviert daher bei einem Ausfall eines zugeordneten elektronischen Steuerungsgerätes bzw. bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks mittels eines Aktivierungsdrucks P_A einen hydraulische Notbetrieb des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Höhe des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D. Dieser Notbetrieb umfasst einerseits das Weiterfahren des Fahrzeugs mit dem zuletzt eingelegten Getriebegang sowie andererseits ein erneutes Anfahren nach einem Absinken der Motordrehzahl bzw. des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D unter einem vorbestimmten Wert, zum Beispiel nach einem Fahrzeugstillstand.

Bei einer Steuerungsventilanordnung für ein Kraftfahrzeug mit nur einer Anfahrkupplung, einem Kupplungsregelventil und einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist diese Steuerungsventilanordnung derart ausgebildet, dass bei einem ausreichend hohen drehzahlabhängigen Steuerdruck der vor dem Ausfall des elektronischen Steuerungsgeräts bzw. des Wegfalls des Vorsteuerdrucks zuletzt vorliegende Schaltzustand der Kupplungsbetätigungsvorrichtung beibehalten wird.

Eine für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Anfahrkupplungen vorgesehenen Steuerungsventilanordnung mit zwei Kupplungsregelventilen und zwei Kupplungsbetätigungsvorrichtungen ist beispielsweise derart ausgebildet, dass bei einem ausreichend hohen drehzahlabhängigen Steuerdruck und einem Ausfall des elektronischen Steuerungsgeräts bzw. Wegfall des Vorsteuerdrucks eine bestimmte Kupplungsbetätigungsvorrichtung der beiden Kupplungsbetätigungsvorrichtung geschlossen wird bzw. geschlossen bleibt, wenn eine der beiden Kupplungsbetätigungsvorrichtungen vor der genannten Störung geschlossen oder schlupfend geschlossen war. Dadurch ist eines der beiden Teilgetriebe speziell auch für den beschriebenen Notbetrieb vorgesehen, so dass insbesondere die dort vorhandenen Übersetzungsverhältnisse für den Notbetrieb nutzbar sind.

In einer anderen für ein Doppelkupplungsgetriebe vorgesehenen Variante einer Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung mit zwei Kupplungsregelventilen und zwei Kupplungsbetätigungsvorrichtungen ist diese derart ausgebildet, dass bei einem ausreichend hohen drehzahlabhängigen Steuerdruck und einem Ausfall des elektronischen Steuerungsgeräts bzw. Wegfall des Vorsteuerdrucks diejenige Kupplungsbetätigungsvorrichtung der beiden Kupplungsbetätigungsvorrichtungen geschlossen wird bzw. geschlossen bleibt, die vor dem genannten Ausfall geschlossen war beziehungsweise schlupfend betrieben wurde.

Durch diesen Aufbau wird bei Nutzung eines Doppelkupplungsgetriebes eine Zugkraftunterbrechung vorteilhaft vermieden, welche bei der vorherigen Variante bei einem Wechsel des drehmomentübertragenden Teilgetriebes gegebenenfalls entsteht, wenn vor dem Beginn des Notbetriebs die niedriger priorisierte Kupplungsbetätigungsvorrichtung kupplungschließend aktiviert war und während des Notbetriebs die höherpriorisierte Kupplungsbetätigungsvorrichtung kupplungschließend betätigt werden soll.

Unabhängig von den beschriebenen Getrieben ist demnach vorgesehen, dass die Steuerungsventilanordnung mit Mitteln ausgestattet ist, mit denen das Aktivieren oder Deaktivieren des Notbetriebs bzw. das Wiederanfahren des Fahrzeugs in Abhängigkeit im Ergebnis durch die Höhe der Motordrehzahl steuerbar ist. Dabei kann eine vor dem Wegfall des Vorsteuerdrucks gegebene Kupplungsbetätigung durch eine schnelle, sprungfunktionsähnliche Aktivierung des Notbetriebs beibehalten werden. Mit einer anderen Auslegung der Steuerungsventilanordnung kann ein vergleichsweise langsames und komfortables Schließen der Anfahrkupplung, beispielsweise bei einem Anfahrvorgang nach einem Fahrzeugstillstand realisiert werden.

Entsprechend baulich konkreten Merkmalen der Steuerungsventilanordnung ist diese so ausgebildet, dass der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D über eine Leitung in einen rückstellfederfernen Druckraum sowie über eine andere Leitung in einen rückstellfedernahen Druckraum des Selbsthalteventils leitbar ist, dass das Selbsthalteventil einen Steuerschieber aufweist, der von einer Rückstellfeder mit einer Federkraft belastet ist, dass ein rückstellfederferner Steuerkolben des Steuerschiebers den rückstellfederfernen Druckraum axial begrenzt, und dass der rückstellfedernahe Druckraum bei Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 über eine Leitung und eine Druckblende in einen Druckmittelbehälter entleerbar ist.

Wie weiter unten ausführlicher erläutert wird, lässt sich durch diese Konstruktion mittels des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D bei einem Anfahrvorgang in Abhängigkeit von der Drehzahl des Fahrzeugmotors das Selbsthalteventil so umschalten, dass der Aktivierungsdruck von dem Selbsthalteventil über das Aktivierungsventil zu dem Kupplungsregelventil durchgeschaltet wird, welches dadurch letztlich zum Schließen der Anfahrkupplung betätigt wird.

Eine erste spezielle Ausführungsform einer Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung ist derart ausgebildet, dass das Selbsthalteventil einen Steuerschieber mit drei Steuerkolben aufweist, von denen der rückstellfedernahe Steuerkolben und der mittlere Steuerkolben in einer durchmessergrößeren Bohrung axialbeweglich angeordnet sind, während der dritte Steuerkolben in einer durchmesserkleineren Bohrung verschiebbar ist.

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rückstellfeder in einem Druckraum angeordnet ist, welcher bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 mit dem den drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D führenden Druckraum und der bereits genannten zum Druckmittelbehälter führenden Leitung verbunden ist.

Zudem ist es in diesem Zusammenhang sinnvoll, wenn der Vorsteuerdruck P_VST1 in einen ringförmigen Druckraum des Selbsthalteventils geführt ist, der radial innen von dem rückstellfederfernen Steuerkolben und axial von dem mittleren Steuerkolben begrenzt ist.

Schließlich ist bei dieser Variante der Steuerungsventilanordnung vorgesehen, dass einem bestimmten Druckraum des Selbsthalteventils der Aktivierungsdruck P_A zuführbar ist, und dass der rückstellfedernahe Steuerkolben bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 eine Verbindung zwischen diesem Druckraum und einem weiteren Druckraum des Selbsthalteventils verschließt, wobei letzterer Druckraum über eine Leitung mit dem Aktivierungsventil verbunden ist.

Das beschriebene Selbsthalteventil wirkt in der beschriebenen Steuerungsventilanordnung mit dem erwähnten Aktivierungsventil zusammen, welches einen Steuerschieber mit drei Steuerkolben aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung axial verschiebbar angeordnet und durch eine Rückstellfeder mit einer Federkraft belastet ist, bei dem der rückstelffederferne Steuerkolben in einer durchmesserkleineren Bohrung angeordnet und an seinem freien Ende in einem Druckraum von dem Vorsteuerdruck P_VST1 beaufschlagbar ist, bei dem der mittlere Steuerkolben in einem ringförmigen Druckraum mit einem weiteren Vorsteuerdruck P_VST2 beaufschlagbar ist, bei dem einem anderen Druckraum des Aktivierungsventils der Aktivierungsdruck P_A zuführbar ist, bei dem der mittlere Steuerkolben bei einer Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers mit dem Vorsteuerdruck P_VST1, P_VST2 diesen Druckraum zur Aufnahme des Aktivierungsdrucks P_A versperrt sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1, P_VST2 eine Verbindung zwischen diesem Druckraum und einem anderen Druckraum öffnet, wobei letzterer Druckraum über eine Leitung mit einem Druckraum des Kupplungsregelventils verbunden ist.

Hinsichtlich des Kupplungsregelventils ist bei dieser ersten konkreten Steuerungsventilanordnung vorgesehen, dass dieses einen langen Steuerschieber mit zwei Steuerkolben sowie einen kurzen Steuerschieber mit einem Steuerkolben aufweist, die in einer Bohrung axialverschiebbar angeordnet sind, dass einem Druckraum zwischen dem langen Steuerschieber und dem kurzen Steuerschieber der Vorsteuerdruck P_VST1 zuführbar ist, dass einem anderen Druckraum des Kupplungsregelventils der Versorgungsdruck P_V1 zuleitbar ist, welcher als geregelter Kupplungsbetätigungsdruck P_K über einen benachbarten Druckraum zu einem Druckraum der zugeordneten Kupp lungsbetätigungsvorrichtung führbar ist, und dass die Verbindung zwischen dem den Versorgungsdruck P_V1 führenden Druckraum und dem den eingestellten Kupplungsbetätigungsdruck P_K aufnehmenden Druckraum durch den vom kurzen Steuerschieber entfernten Steuerkolben des Kupplungsregelventils bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 verschließbar ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist diese erste Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung so ausgebildet, dass der Kupplungsbetätigungsdruck P_K über eine Druckblende einem ringförmigen Druckraum am Kupplungsregelventil zuführbar ist, welcher auf eine vom kurzen Steuerschieber wegweisende Stirnfläche des von diesem Steuerschieber am weitesten entfernten Steuerkolbens wirkt. Durch diese Rückführung des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K ist eine Rückstellung des langen Steuerkolbens bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 möglich, in dessen Folge zunächst kein Versorgungsdruck P_V1 mehr über das Kupplungsregelventil zu der Kupplungsbetätigungsvorrichtung gelangt.

Diese erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerungsventilanordnung weist ein im Wesentlichen sprunghaftes Schaltverhalten zur Aktivierung der Notbetriebsfunktion auf, welches im Fahrbetrieb beim Ausfall des die Druckregelventile der Steuerungsventilanordnung steuernden Steuerungsgerätes sehr schnell dafür sorgt, dass die Kupplung für einen Fahrbetrieb im letzten eingelegten Gang ohne Zugkraftunterbrechung solange geschlossen bleib, bis ein Absinken des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D dies nicht mehr erlaubt. Ein Anfahren aus dem Stillstand ist zwar mit dieser ersten Ausführungsform der Steuerungsventilanordnung grundsätzlich möglich, jedoch führt das schnelle Schließen der Anfahrkupplung zur einen vergleichsweise hohen Kupplungsverschleiß und ein verhältnismäßig unsanftes Anfahren. Diese Nachteile sind jedoch für ein Anfahren in der beschriebenen Notfallsituation noch hinnehmbar.

Eine zweite Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung ist abweichend von der letztgenannten Ausführungsform vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Selbsthalteventil einen Steuerschieber mit vier Steuerkolben aufweist, der in einer Bohrung axialverschiebbar angeordnet und von einer Rückstellfeder mit einer Federkraft belastet ist, und dass aus Richtung der Rückstellfeder gesehen der zweite Steuerkolben beim Anliegen des Vorsteuerdrucks P_VST1 an dem Selbsthalteventil eine Verbindung zwischen dem den drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D führenden Druckraum und der zum Druckmittelbehälter führenden Leitung verschließt, sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 und unzureichend hohem drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D öffnet.

Zudem ist bei dieser zweiten Ausführungsform bevorzugt vorgesehen, dass der Vorsteuerdruck P_VST1 in einen ringförmigen Druckraum des Selbsthalteventils führbar ist, der von dem rückstellfederfernen Steuerkolben und dem aus Richtung der Rückstellfeder gesehen vorletzten Steuerkolben begrenzt ist.

Außerdem ist hinsichtlich dieses Selbsthalteventils vorgesehen, dass einem Druckraum des Selbsthalteventils der Aktivierungsdruck P_A zuführbar ist, und dass der von der Rückstellfeder aus gezählt zweite Steuerkolben eine Verbindung zwischen diesem Druckraum und einem weiteren Druckraum des Selbsthalteventils öffnet oder verschließt, wobei letzterer Druckraum über eine Leitung mit dem Aktivierungsventil verbunden ist.

Schließlich ist bei dieser zweiten Steuerungsventilanordnung hinsichtlich des Aktivierungsventils vorgesehen, dass das Aktivierungsventil einen Steuerschieber mit vier Steuerkolben aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung axial verschiebbar angeordnet und durch eine Rückstellfeder mit einer Federkraft belastet ist, dass der rückstellfederferne Steuerkolben an seinem freien Ende in einem rückstellfederfernen Druckraum von dem Vorsteuerdruck P_VST1 beaufschlagbar ist, dass der von der Rückstellfeder aus gezählt dritte Steuerkolben in einem ringförmigen Druckraum mit einem weiteren Vorsteuerdruck P_VST2 beaufschlagbar ist, dass einem Druckraum des Aktivierungsventils der Aktivierungsdruck P_A vom Selbsthalteventil zuführbar ist, dass der dritte Steuerkolben bei einer Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers mit dem Vorsteuerdruck P_VST1, P_VST2 den zuletzt genannten Druckraum absperrt, sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1, P_VST2 eine Verbindung zwischen diesem gegebenenfalls Aktivierungsdruck P_A führenden Druckraum und einem benachbarten Druckraum öffnet, wobei letzterer Druckraum über eine Leitung mit einem Druckraum des Kupplungsregelventils verbunden ist.

Diese zweite Steuerungsventilanordnung umfasst demnach ein Kupplungsregelventil mit einem in einer durchmesserkleinen Bohrung axial verschiebbaren langen Steuerschieber mit zwei Steuerkolben sowie einen in einer durchmessergrößeren Bohrung axial verschiebbaren kurzen Steuerschieber mit einem Steuerkolben, wobei das zum langen Steuerschieber weisende Ende des kurzen Steuerschiebers sowie das zu dem kurzen Steuerschieber weisende Ende des langen Steuerschiebers von einer in einem Druckraum angeordneten Feder mit einer Federkraft beaufschlagt werden, wobei diesem Druckraum zwischen dem langen Steuerschieber und dem kurzen Steuerschieber der Vorsteuerdruck P_VST1 zuführbar ist, dass einem anderen Druckraum des Kupplungsregelventils der Versorgungsdruck P_V1 zuleitbar ist, welcher als Kupplungsbetätigungsdruck P_K über einen benachbarten Druckraum zu einem Druckraum der zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung führbar ist, und bei der die Verbindung zwischen dem den Versorgungsdruck P_V1 führenden Druckraum und dem benachbarten Druckraum durch den rückstellfederfernen Steuerkolben des langen Steuerschiebers bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 verschließbar ist.

Wegen ihres vorteilhaften Aufbaus erlaubt diese zweite Steuerungsventilanordnung sowohl ein Fahren des Fahrzeugs in der beschriebene Notbetriebsart als auch ein vergleichsweise komfortables und langsameres Schließen der Anfahrkupplung mittels der zugeordneten Kupplungsbetätigungsanordnung bei einem Anfahrvorgang des Fahrzeugs bei ausgefallenem elektronischen Steuerungsgerät und nicht vorhandenem Vorsteuerdruck P_VST1 bzw. P_VST2, welches weiter unten ausführlich erläutert ist.

Zur Ermöglichung einer Rückstellung des langen Steuerschiebers bei Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 ist zudem vorgesehen, dass der Kupplungsbetätigungsdruck P_K über eine Druckblende einem ringförmigen Druckraum am Kupplungsregelventil zuführbar ist, welcher auf eine vom kurzen Steuerschieber wegweisende ringförmige Stirnfläche des federfernsten Steuerkolbens des langen Steuerschiebers wirkt.

Schließlich kann bei dieser zweiten Steuerungsventilanordnung vorgesehen sein, dass ein Löschdruck P_Lösch über eine Leitung einem Druckraum am Aktivierungsventil zuführbar ist, dass dieser Löschdruck P_Lösch von dort beim Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1, P_VST2 über eine von dem zweiten federnahen Steuerkolben des Aktivierungsventils freigegebene Verbindung zu einem benachbarten Druckraum und von dort über eine Leitung zu einem die Rückstellfeder des Selbsthalteventils aufnehmenden Druckraum gelangt.

Ein wichtiges Merkmal dieser zweiten und auch der nachfolgend zu beschreibenden dritten Ausführungsform der Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung ist, dass mittels den gewählten Eigenschaften der zwischen dem kurzen und dem langen Steuerschieber des Kupplungsregelventils angeordneten Feder der Verlauf des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K bei ansteigendem Aktivierungsdruck P_A eingestellt ist. Durch die alternative Nutzung von Federn mit unterschiedlichen Eigenschaften lassen sich daher unterschiedliche Kupplungsschließverhaltensweisen einstellen, die ein vergleichsweise schnelles und unkomfortables oder ein eher langsames und komfortables Schließen der Anfahrkupplung bei einem Anfahrvorgang im beschrieben Notbetrieb ermöglichen.

Zur Einstellung dieses Betätigungsverhaltens der zweiten Steuerungsventilanordnung sind aber auch noch andere baulichen Merkmale des Kupplungsregelventils nutzbar. So kann vorgesehen sein, dass die Länge der Bohrungen für die beiden Steuerschieber, die Länge der beiden Steuerschieber, die Länge und die Anordnung sowie die Federkennlinie der Feder des Kupplungsregelventils derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des kurzen Steuerschiebers mit dem Aktivierungsdruck P_A der kurze Steuerschieber den langen Steuerschieber zwar mittels der Feder axial auslenkt, diesen aber nicht direkt berührt. Dies hat zur Folge, dass das Kupplungsbetätigungsventil mit Hilfe ihrer dämpfend wirkenden Feder den Kupplungsbetätigungsdruck P_K nur stetig und nicht sprunghaft ansteigen lässt.

Gemäß einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerungsventilanordnung ist vorgesehen, dass am federfernen Ende des langen Steuerschiebers des Kupplungsregelventils ein Druckraum ausgebildet ist, welcher über eine Leitung mit dem Druckraum im Bereich des federfernen Endes des kurzen Steuerschiebers verbunden ist.

Da die zugeordneten Druckräume unterschiedliche Volumina sowie die dort druckbeaufschlagten Steuerschieber unterschiedlich große Stirnflächen aufweisen, stellt sich im Zusammenwirken mit der Feder im Ergebnis eine Kombination des Steuerungsverhaltens der ersten beide Steuerungsventilanordnungen ein. Demnach steigt bei einem Anfahrvorgang im Notbetrieb der Kupplungsbetätigungsdruck P_K zunächst sanft an, um dann im Sinne einer Sprungfunktion plötzlich auf seinen Maximalwert anzuwachsen, welches weiter unten genauer erläutert ist.

In diesem Zusammenhang ist es bei der dritten Ausführungsform der Erfindung von Bedeutung, dass die Feder in einem zylindrischen Hohlraum des Steuerkolbens des kurzen Steuerschiebers über ihre Länge zum Teil aufgenommen ist und in diesem Hohlraum bei Einwirkung einer Kraft soweit versenkt werden kann, dass der kurze und der lange Steuerschieber zumindest über die genannte Scheibe unter Überbrückung der Feder direkt in Kontakt gelangen.

Bei dieser dritten Ausführungsform der Steuerungsventilanordnung ist vorgesehen, dass die Länge der Bohrungen, die Länge des langen Steuerschiebers samt Scheibe, die Länge des kurzen Steuerschiebers, die Länge sowie Anordnung und die Federkennlinie der Feder sowie die Länge des in dem Steuerkolben des kurzen Steuerschiebers ausgebildeten Hohlraumes derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des kurzen Steuerschiebers und des langen Steuerschiebers mit dem Aktivierungsdruck P_A der kurze Steuerschieber nach einem ersten Verschiebeweg den langen Steuerschieber unter Überbrückung der Feder direkt berührt und axial entlang eines zweiten Verschiebeweges verschiebt.

Es sei hier zudem darauf hingewiesen, dass die Steuerungsventilanordnung hinsichtlich der Weiterleitung des Aktivierungsdrucks zu dem wenigstens einen Kupplungsregelventil mit gleicher Wirkung unterschiedlich ausgebildet sein kann. Entgegen den vorbeschriebenen Varianten kann daher auch vorgesehen sein, dass der Aktivierungsdruck zuerst auf das Aktivierungsventil, von dort zum Selbsthalteventil und von diesem zu dem zumindest einen Kupplungsregelventil geführt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert, die drei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerungsventilanordnungen sowie deren Systemverhalten darstellen. Im Einzelnen zeigt
1 eine erste Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung mit einer anfahrfähigen Selbsthaltehydraulik für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung,
2 eine zweite Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung mit einer anfahrfähigen Selbsthaltehydraulik für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung,
3 eine dritte Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung mit einer anfahrfähigen Selbsthaltehydraulik für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung und
4 den Verlauf des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K aufgetragen über dem Aktivierungsdruck P_A bei den drei genannten Steuerungsventilanordnungen.
Die in 1 dargestellte erste Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung umfasst ein Selbsthalteventil 1, ein Notbetrieb-Aktivierungsventil 2 (im Folgenden Aktivierungsventil genannt), ein Kupplungsregelventil 3 sowie eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 weist einen Zylinder 5 auf, in dem ein Steuerkolben 6 gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 7 durch einen zugeführten Kupplungsbetätigungsdruck P_K derart in eine Schließrichtung verschiebbar ist, dass eine Anfahrkupplung eines Automatgetriebes zur Drehmomentübertragung geschlossen wird.
Die hier nicht gezeigte, dem Fachmann aber an sich bekannte Anfahrkupplung gehört zu einem Automatgetriebe, welches beispielsweise als Stu fenautomat auf der Basis eines Planetengetriebes, als stufenlos sein Übersetzungsverhältnis änderndes Getriebe oder als lastschaltendes automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet sein kann. Für den Fall, dass die Steuerungsventilanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sein soll, werden zwei Kupplungsregelventile sowie zwei Kupplungsbetätigungsvorrichtungen genutzt, welches bereits eingangs erläutert wurde.
Die genannten Ventile 1, 2 und 3 sind in einem nicht gezeigten Schieberkasten einer von einem elektronischen Steuerungsgerät ansteuerbaren elektrohydraulischen Steuerungsvorrichtung für das Getriebe angeordnet, wobei jedes Ventil mindestens einen Steuerschieber aufweist, welcher Druckräume öffnend, verbindend und/oder schließend von Hydraulikdrücken und/oder Federrückstellfederkräften axial bewegbar ist.
Das Selbsthalteventil 1 weist einen Steuerschieber 10 auf, der in einer durchmessergrößeren Ventilbohrung 8 und einer durchmesserkleineren Ventilbohrung 14 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Steuerschieber 10 verfügt über drei zueinander beabstandete Steuerkolben 11, 12 und 13, wobei eine Stirnseite des Steuerkolbens 11 von einer Rückstellfeder 9 mit einer Rückstellkraft beaufschlagt wird. Zudem wird einem durch den Steuerkolben 10 absperrbaren Druckraum 18 des Selbsthalteventils 1 über eine Leitung 17 sowie einem rückstellfederfernen Druckraum 16 über eine Leitung 15 ein Steuerdruck P_D zugeführt, dessen Druckhöhe von der Drehzahl des Fahrzeugantriebsmotors oder von der Getriebeabtriebsdrehzahl abhängt.
Des Weiteren wird einem durch den Steuerkolben 11 absperrbaren Druckraum 19 des Selbsthalteventils 1 über eine Leitung 28 ein Aktivierungsdruck P_A zugeführt, welcher im Notbetrieb des Getriebes nach einem Ausfall eines elektronischen Steuerungsgerätes dafür sorgt, dass eine drehmomentübertragende Anfahrkupplung des Getriebes durch schließende Betätigung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 so lange geschlossen bleibt, wie der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D hoch genug ist. Ein diesbezüglicher Druckgrenzwert hängt beispielsweise von der Abwürgdrehzahl des Fahrzeugantriebsmotors ab. Darüber hinaus ermöglicht dieser Aktivierungsdruck P_A durch Druckbeaufschlagung des Kupplungsregelventils 3 ein Schließen der Anfahrkupplung, etwa bei einem Anfahrvorgang nach einem Stillstand des Fahrzeugs und dabei zunächst noch geöffneter Anfahrkupplung.
Der die Rückstellfeder 9 aufnehmende Druckraum 27 ist über eine Leitung 22 und eine Druckblende 23 mit einem Druckmitteltank 24 verbunden, in den der federseitige Druckraum 27 entleerbar ist. An dem Selbsthalteventil 1 ist über eine Leitung 25 einem ringförmigen Druckraum 26 der Vorsteuerdruck P_VST1 zuführbar, welcher aufgrund von Steuerungsbefehlen eines elektronischen Steuerungsgeräts von einem Druckregelventil 118 einstellbar ist. Dieser Druckraum 26 ist zentral von dem dritten Steuerkolben 13 durchdrungen und axial von dem mittleren Steuerkolben 12 begrenzt. Schließlich weist dieses Selbsthalteventil 1 einen Druckraum 20 auf, der mit einer zu dem Aktivierungsventil 2 führenden Leitung 21 verbunden ist.
Hinsichtlich des Aufbaus des Aktivierungsventils 2 ist darauf hinzuweisen, dass dessen Steuerschieber 29 drei zueinander beabstandete Steuerkolben 31, 32 und 33 aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung 30 des genannten Schieberkastens axial verschiebbar angeordnet ist. Dabei wird eine Stirnseite eines Steuerkolbens 31 von der Kraft einer Rückstellfeder 34 beaufschlagt.
Das Aktivierungsventil 2 wird im Normalbetrieb von einem Vorsteuerdruck P_VST1 und P_VST2 axial beaufschlagt, wobei der Vorsteuerdruck P_VST1 den rückstellfederfernen Druckraum 35 über eine Leitung 36 und der Vorsteuerdruck P_VST2 einem Druckraum 37 über eine Leitung 38 zugeführt wird. Letzterer Druckraum 37 ist zentral von dem rückstellfederfernen Steuerkolben 33 durchdrungen und axial von dem mittleren Steuerkolben 32 begrenzt.
Die bereits erwähnte Leitung 21 mündet von dem Selbsthalteventil 1 kommend in einen Druckraum 39 des Aktivierungsventils 2, der von dem mittleren Steuerkolben 32 beim Anliegen des Vorsteuerdrucks P_VST1 bzw. P_VST2 abgesperrt ist. In Richtung zur Rückstellfeder 34 ist benachbart zu dem Druckraum 39 ein Druckraum 40 ausgebildet, in den eine zu dem Kupplungsregelventil 3 führende Leitung 41 mündet.
Das Kupplungsregelventil 3 umfasst einen axial längeren Steuerschieber 50 mit zwei Steuerkolben 51 und 52 sowie einen axial kürzeren Steuerschieber 48 mit einem Steuerkolben 53, die in einer Bohrung 46 des genannten Schieberkastens axial verschiebbar aufgenommen sind.
Der Steuerkolben 25 des axial kürzeren Steuerschiebers 48 ist an seinem zu dem langen Steuerschieber 50 gewandten Ende in einem Druckraum 55 von dem Vorsteuerdruck P_VST1 beaufschlagbar. Der Vorsteuerdruck P_VST1 wird dem Druckraum 55 über eine Leitung 58 zugeführt.
Der axial längere Steuerschieber 19 des Kupplungsregelventils 3 verfügt über die zwei genannten Steuerkolben 51 und 52, zwischen denen ein Druckraum 56 ausgebildet ist. Dieser Druckraum 56 ist bei anliegendem Vorsteuerdruck P_VST1 durch den rückstellfedernahen Steuerkolben 51 mit einem Druckraum 45 verbindbar, in den eine den System- bzw. Versorgungsdruck P_V1 führende Leitung 49 mündet.
Dieser Druckraum 45 ist im Normalbetrieb durch entsprechende Ansteuerung des Kupplungsregelventils 3 über den Vorsteuerdruck P_VST1 mit dem axial benachbarten Druckraum 56 verbindbar, so dass ein geregelter Kupplungsbetätigungsdruck P_K, eingestellt durch den Steuerkolben 51, in diesem Druckraum 56 wirken kann. Der Druckraum 56 ist zudem über eine Leitung 57 mit dem Zylinder 5 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 sowie über eine Leitung 60 und eine Druckblende 61 mit einem ringförmigen Druckraum 59 am Kupplungsregelventil 3 verbunden, welcher axial durch die von dem kurzen Steuerschieber 48 ferne Stirnseite des ersten Steuerkolbens 51 des langen Steuerschiebers 50 begrenzt ist.
Die Funktionsweise dieser ersten Ausführungsform der Steuerungsventilanordnung nach 1 ist nun folgende:
Im normalen Fahrbetrieb befindet sich der Steuerschieber 10 des Selbsthalteventils 1 in der in 1 gezeigten Stellung. Dabei ist der Steuerschieber 10 durch den Vorsteuerdruck P_VST1 soweit gegen die Kraft der Rückstellfeder 9 in deren Richtung in der Bohrung 8 verschoben, dass der Steuerkolben 11 den Druckraum 18 verschließt und den Druckraum 19 zum Druckraum 20 hin öffnet. In diesem Zustand gelangt der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D über die Leitung 15 in den federfernen Druckraum 16, so dass dieser Steuerdruck P_D über das freie Ende des Steuerkolbens 13 auf den Steuerschieber 10 wirkt. Zudem wird der Aktivierungsdruck P_A über die Druckräume 19 und 20 des Selbsthalteventils 1 sowie durch die Leitung 21 zu dem Druckraum 39 des Aktivierungsventils 2 geführt.
Da im normalen Fahrbetrieb auch im rückstellfederfernen Druckraum 35 des Aktivierungsventils 2 der Vorsteuerdruck P_VST1 sowie im Druckraum 37 der Vorsteuerdruck P_VST2 wirkt, ist der Steuerschieber 29 des Aktivierungsventils 2 soweit gegen die Federkraft der Rückstellfeder 34 in der Bohrung 30 verschoben, dass der mittlere Steuerkolben 32 den den Aktivierungsdruck P_A führenden Druckraum 39 verschließt. Dadurch gelangt in diesem Zustand kein Aktivierungsdruck zu dem Kupplungsregelventil 3.
Im Normalbetrieb liegt auch in dem Druckraum 55 zwischen dem kurzen und dem langen Steuerschieber 48 bzw. 51 des Kupplungsregelventils 3 der Vorsteuerdruck P_VST1 an, welcher den langen Steuerschieber 50 in einer solchen Position hält, dass der über die Leitung 49 zugeführte Versorgungsdruck P_V1 über den Druckraum 45 und den Druckraum 56 des Kupplungsregelventils 3 als geregelter Kupplungsbetätigungsdruck P_K in die Leitung 57 gelangt. Von dort erfolgt eine Weiterleitung des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K über die Leitung 62 zu dem Druckraum im Betätigungszylinder 5 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4. Zudem wird der Kupplungsbetätigungsdrucks P_K über die Leitung 60 und die Druckblende 61 zu dem Druckraum 59 des Kupplungsregelventils 3 geführt, welcher auf die vom kurzen Steuerschieber 48 ferne ringförmige Stirnfläche des Steuerkolbens 51 wirkt.
Sofern beispielsweise durch eine Störung im elektronischen Steuerungsgerät oder durch einen Ausfall desselben bzw. der Druckregelventile die Vorsteuerdrücke P_VST1 und P_VST2 wegfallen oder zumindest stark reduziert sind, bewegen sich der Steuerschieber 10 des Selbsthalteventils 1, der Steuerschieber 29 des Aktivierungsventils 2 und der lange Steuerschieber 50 des Kupplungsregelventils in ihre Grundstellung, so dass die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 ohne weitere Maßnahmen von dem Versorgungsdruck P_V1 und damit von dem Kupplungsbetätigungsdruck P_K abgeschnitten wäre. Druckmittel mit diesem zuletzt vorliegenden Kupplungsbetätigungsdruck P_K würde dann durch einen von dem Steuerkolben 52 freigegebenen Druckraum 42 in einen Druckmittelbehälter 24 geleitet und die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 damit druckentlastet.
Durch den geschilderten Aufbau der Steuerungsventilanordnung gemäß 1 wird der Nutzen des in den Druckraum 16 des Selbsthalteventils 1 geleiteten drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D deutlich. Sofern dieser Steuerdruck P_D hoch genug ist, wird durch diesen der Steuerschieber 10 des Selbsthalteventils 1 in der in 1 gezeigten Position gehalten, so dass auch weiterhin der Aktivierungsdruck P_A über die Leitung 21 zu dem sich nun in seiner Grundstellung befindlichen Aktivierungsventil 2 gelangt. Da der mittlere Kolben 32 des Aktivierungsventils 2 in dieser Situation die Verbindung zwischen den Druckräumen 39 und 40 freigibt, kann der Aktivierungsdruck P_A in den Druckraum 54 des Kupplungsregelventils 3 gelangen, in dem dieser auf eine Stirnseite des kurzen Steuerschiebers 48 drückt. Dadurch wird dieser kurze Steuerschieber 48 axial in Richtung zum langen Steuerschieber 50 so weit verschoben, bis letzter vom kurzen Steuerschieber 48 berührt und ebenfalls axial bewegt wird. Sobald der den Vorsorgungsdruck P_V1 führende Druckraum 45 von dem Steuerkolben 51 freigegeben ist, wird durch dass Kupplungsregelventil 3 erneut der zum Geschlossenhalten der Kupplung notwendige Kupplungsbetätigungsdruck P_K bereitgestellt und über die Leitungen 57, 62 zur Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 geführt.
Sofern der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D aufgrund einer Verringerung der Motordrehzahl ebenfalls abfällt, drückt die Rückstellfeder 9 des Selbsthalteventils 1 den dortigen Steuerschieber 10 bis in seine Grundstellung. Dadurch wird die Weiterleitung des Aktivierungsdrucks P_A über das Aktivierungsventil 2 zu dem Kupplungsregelventil 3 unterbrochen, so dass durch das Kupplungsregelventil 3 auch kein Kupplungsbetätigungsdruck P_K mehr bereitgestellt wird. Als Folge davon wird die Kupplung bei Unterschreiten einer vorbestimmten Motordrehzahl bzw. eines vorbestimmte drehzahlabhängigen Drucks geöffnet und der Antriebstrang damit antriebsmomentfrei.
Wenn nun nach einem derartigen Abfall des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D bzw. einem Stillstand des Fahrzeugs dasselbe erneut angefahren werden soll, so ist auch dies mit der Steuerungsventilanordnung gemäß 1 möglich. Sobald nämlich der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D wieder ansteigt, gelangt auch Druckmittel unter diesem Druck in die Druckräume 16 und 18 des Selbsthalteventils 1, da sich dessen Steuerschieber 10 in seiner oberen Anschlagposition befindet.
Wie schon eingangs beschrieben, ist der die Rückstellfeder 9 aufnehmende Druckraum 27 über eine Leitung 22 und eine Druckblende 23 mit dem Druckmittelbehälter 24 verbunden. Wenn nun Druckmittel mit ansteigendem drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D über die Leitung 17 und den Druckraum 18 in der federseitigen Druckraum 27 gelangt, so kann dieses Druckmittel über die Leitung 22 und die Blende 23 abfließen. Da die Druckblende 23 die Durchflussmenge begrenzt, staut sich der Druckraum 27 langsam mit Druckmittel auf.
Am gegenüberliegenden Ende wirkt in dem kleineren Druckraum 16 ebenfalls der ja drehzahlabhängig ansteigende Steuerdruck P_D, wodurch dieser den Steuerschieber 10 langsam und gegen den sich im Druckraum 27 aufbauenden Druck sowie gegen die Kraft der Rückstellfeder 9 verschiebt. Sobald durch diese Axialbewegung des Steuerschiebers 10 der Druckraum 19 von dem Steuerkolben 11 wieder freigegeben wird, gelangt erneut Aktivierungsdruck P_A über den Druckraum 20 sowie die Leitung 21 zu dem Aktivierungsventil 2 und von dort in den Druckraum 54 am Kupplungsregelventil 3. Dies bewirkt in der oben beschrieben Weise eine Axialverschiebung der beiden Steuerschieber 48 und 50 des Kupplungsregelventils 3, so dass dieses für den gewünschten Anfahrvorgang Kupplungsbetätigungsdruck P_K bereitstellt. Der Anfahrvorgang wird demnach motordrehzahlabhängig eingeleitet.
Wie 4 verdeutlicht, bewirkt die Konstruktion der Steuerungsventilanordnung gemäß 1, dass der Kupplungsbetätigungsdruck P_K gemäß dem Kurvenverlauf „A" schnell auf ein zum Schließen der Kupplung bestimmtes Niveau ansteigt, wenn der Aktivierungsdruck P_A zu dem Aktivierungsventil 2 und der Kupplungsregelventil 3 durchgeschaltet ist. Zwar ist dieses Steuerungsverhalten für die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 und die Anfahrkupplung belastend, jedoch ist auf diese Weise bei einem vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Aufbau der Steuerungsventilanordnung ein Anfahren des Fahrzeugs auch nach dem Ausfall des elektronischen Steuergerätes bzw. nach einem Wegfall der Vorsteuerdrücke P_VST1 bzw. P_VST2 möglich.
Die zweite Ausgestaltungsvarinate einer Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung ist in 3 dargestellt, die weitgehend identisch ist mit der in 1 gezeigten Steuerungsventilanordnung. Unterschiede bestehen beispielsweise darin, dass die zweite Steuerungsventilanordnung in dem Selbsthalteventil 71 sowie in dem Aktivierungsventil 72 Steuerschieber 75 bzw. 91 mit jeweils 4 Steuerkolben 76, 77, 78, 79 bzw. 92, 93, 94, 95 aufweist, und dass in dem Kupplungsregelventil 73 zwischen dem kurzen Steuerschieber 48 und dem langen Steuerschieber 106 in einem Druckraum 116 eine Feder 117 angeordnet ist.
Außerdem ist eine in den Druckmittelbehälter 24 führende Leitung 86 nicht wie in 1 mit dem rückstellfederseitigen Druckraum 64 des Selbsthalteventils 71 sondern mit einem Druckraum 85 verbunden, der bei einer Freigabe durch einen Steuerkolben 77 mit dem drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D beaufschlagbar ist.
Der genaue Aufbau sowie die Wirkungsweise diese Steuerungsventilanordnung wird nachfolgend im Detail dargestellt.
Im Normalbetrieb der Steuerungsventilanordnung gemäß 2 wird der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D einem rückstellfederfernen Druckraum 81 sowie einem Druckraum 82 im Selbsthalteventil 71 zugeführt, welcher zwischen dem rückstellfedernahen Steuerkolben 76 und dem darauf folgenden Steuerkolben 77 ausgebildet ist. Zudem wird im Normalbetrieb einem Druckraum 70 des Selbsthalteventils 71 der Vorsteuerdruck P_VST1 zugeführt, der dort auf eine ringförmige Stirnfläche des, gesehen von der Rückstellfeder 80, vorletzten Steuerkolbens 78 wirkt, und dadurch den Steuerschieber 75 gegen die Kraft der Rückstellfeder 80 in der Ventilbohrung 74 auslenkt. Außerdem liegt in dem Druckraum 83 des Selbsthalteventils 71 der Aktivierungsdruck P_A an, der im Normalbetrieb, wie in 2 dargestellt, nicht zu dem Aktivierungsventil 72 weitergeleitet wird.
Am Aktivierungsventil 72 liegt im Normalbetrieb in einem rückstellfederfernen Druckraum 69 der Vorsteuerdruck P_VST1 an, welcher über den rückstellfederfernen Steuerkolben 95 den Steuerschieber 91 gegen die Kraft der Rückstellfeder 89 in der Bohrung 90 des Aktivierungsventils 72 verschoben hält. Zudem liegt an dem, gezählt von der Rückstellfeder 89, vorletzten Steuerkolben 94 in einem Druckraum 96 der Vorsteuerdruck P_VST2 an, welcher ebenfalls in Richtung zur Rückstellfeder 89 auf den Steuerschieber 91 wirkt. Durch das beschriebene Kräftegleichgewicht befindet sich der Steuerschieber 91 des Aktivierungsventils 72 im Normalbetrieb in der in 2 gezeigten Stellung, in der der vorletzte Steuerkolben 94 einen Druckraum 97 absperrt, welcher über eine Leitung 88 mit einem Druckraum 85 am Selbsthalteventil 71 verbunden ist.
Das Kupplungsregelventil 73 wird in dem in 2 dargestellten Normalbetriebszustand in demjenigen Druckraum 126 mit dem Vorsteuerdruck P_VST1 beaufschlagt, welcher zwischen dem kurzen Steuerschieber 120 mit einem Steuerkolben 121 und dem langen Steuerkolben 106 mit zwei Steu erkolben 108 sowie 109 ausgebildet ist. Der Vorsteuerdruck P_VST1 wird dabei über eine Leitung 110 zugeführt. Durch diese Druckbeaufschlagung ist der kurze Steuerkolben 121 in seiner durchmessergrößeren Ventilbohrung 116 bis zu seiner Anschlagposition im Druckraum 103 verschoben, während der lange Steuerkolben 106 in seiner durchmesserkleineren Ventilbohrung 105 soweit in Richtung zu seiner gegenüberliegenden Endanschlagposition verschoben, dass der über die Leitung 49 in den Druckraum 122 gelangende Versorgungsdruck P_V1 durch den Steuerbund des Steuerkolbens 109 zu einem Kupplungsbetätigungsdruck P_K gewandelt wird. Dieser Kupplungsbetätigungsdruck P_K wird aus dem benachbarten Druckraum 114 über die Leitungen 115 und 62 zu dem Kupplungsbetätigungszylinder 5 geleitet.
Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird auch hier der Kupplungsbetätigungsdruck P_K über die Leitung 112 und eine Druckblende 113 einem ringförmigen Druckraum 111 zugeführt, in den die zur Basis 107 des Steuerschiebers 106 weisende Ringfläche des Steuerkolbens 109 des langen Steuerschiebers 50 ragt.
Die Vorsteuerdrücke P_VST1 und P_VST2 werden wie erwähnt über von dem elektronischen Steuerungsgerät ansteuerbare Druckregelventile 118 eingestellt, von denen eines in 2 exemplarisch dargestellt ist.
Zur Aktivierung eines Notfallbetriebs des Kraftfahrzeuges mit weiterhin geschlossener Kupplung bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 und P_VST2 arbeitet die in 2 dargestellte zweite Steuerungsventilanordnung wie folgt:
Bei einem plötzlichen Wegfall des Vorsteuerdrucks P_VST1 wird der Steuerschieber 75 des Selbsthalteventils 71 federbelastet in seine Grundstellung bewegt. Wenn die Abtriebsdrehzahl des Fahrzeugmotors höher als bei spielsweise seine Abwürgdrehzahl ist, reicht der in den rückstellfederfernen Druckraum 81 geführte drehzahlabhängige Steuerdruck P_D aus, um den Steuerschieber 75 in einer Position zu halten, in der Aktivierungsdruck P_A über die Druckräume 83 und 84 sowie die Leitung 88 zu dem Aktivierungsventil 72 gelangen kann.
Da sich in dieser Notbetriebssituation der Steuerschieber 91 des Aktivierungsventils 72 ohne Vorsteuerdruck P_VST1 und P_VST2 in seiner Grundstellung befindet, kann der Aktivierungsdruck über die Druckräume 97 und 98 des Aktivierungsventils 72 und die Leitung 101 sowie die Druckblende 102 in den federfernen Druckraum 103 des Kupplungsregelventils 73 gelangen. Dort wirkt dieser Aktivierungsdruck P_A mit einer Kraft auf den Steuerkolben 121 des kurzen Steuerschiebers 120, in dessen Folge auch die benachbarte Feder 117 zusammengedrückt wird.
Die Feder 117 gibt diese Kraft an den Steuerkolben 108 des langen Steuerschiebers 106 weiter, so dass auch dieser erneut und ohne Vorsteuerdruck P_VST1 soweit axial verschoben wird, dass Versorgungsdruck P_A gewandelt durch die Steuerkante des Steuerkolbens 109 zu einem Kupplungsbetätigungsdruck P_K über den Druckraum 114, die Leitungen 115 und 62 zu der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 gelangen kann.
Die Feder 117 sorgt aufgrund ihrer Eigenschaften, insbesondere ihrer Federkennlinie dafür, dass das Zuschalten des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K vergleichsweise sehr komfortabel erfolgt, wie die der Kurvenverlauf „B" in 4 veranschaulicht.
Wenn nun der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D wegen einer Reduzierung der Motordrehzahl oder der Fahrgeschwindigkeit soweit abgefallen ist, dass der Steuerschieber 75 des Selbsthalteventils 71 nicht mehr in der ge schilderten Notbetriebsposition gehalten werden kann, bewegt sich dieser zu seiner Grundstellung, so dass die Versorgung des Kupplungsregelventils 73 mit Aktivierungsdruck P_A unterbrochen wird. In dieser Schaltstellung des Steuerschiebers 75 ist der Druckraum 82 mit dem benachbarten Druckraum 85 und über diesen mit der zum Druckmittelbehälter 24 führenden Leitung 86 verbunden. In der Leitung 86 ist die Druckblende 87 angeordnet.
Während der Steuerschieber 91 des Aktivierungsventils 72 bei und nach dem beschriebenen Abfall des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D in seiner Grundstellung verbleibt, führt der Wegfall des Aktivierungsdrucks P_A am Kupplungsregelventil 73 wegen der Kraft der Feder 117 dazu, dass der kurze Steuerschieber 120 in Richtung zu seiner Anschlagposition im Druckraum 103 bewegt wird, während der lange Steuerschieber 106 soweit in Richtung zur Feder 117 verschoben wird, bis ein Druckraum 127 mit dem benachbarten Druckraum 114 verbunden ist. Über diesen Druckraum 127 kann nach dem Ende des Notbetriebs der Druckraum 114 von dem Kupplungsbetätigungsdruck P_K entlastet werden, indem dieses Druckmittel nach außen abgeführt wird. Der in dem Druckraum 111 wirkende vorherige Kupplungsbetätigungsdruck P_K kann wegen der Druckblende 113 nicht so schnell abgebaut werden wie in dem Druckraum 114, so dass dadurch der lange Steuerschieber 106 soweit in Richtung zur Feder 117 axial verschoben wird, dass eine fortdauernde Weiterleitung von Versorgungsdruck P_V1 über den Druckraum 122 in den Druckraum 144 verhindert wird.
In die Leitung 25 aus den Druckräumen der Steuerventile 71, 72 und 73 zurückgetriebenes Druckmittel kann durch diese Leitung 25 und ein Kugelrückschlagventil 119 in den Druckmittelbehälter 24 abfließen.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass eine Aktivierung des beschriebenen Notbetriebs des Fahrzeugs auch aktiv vermieden werden kann.
Dazu wird ein Löschdruck P_Lösch bereitgestellt, der über eine Leitung 104 in einen Druckraum 99 des Aktivierungsventils 72 führbar ist. Wenn aufgrund eines Störfalls nun kein Vorsteuerdruck P_VST1 bzw. P_VST2 am Aktivierungsventil 72 anliegt, befindet sich dessen Steuerschieber 91 in seiner Grundstellung. In dieser Grundstellung hat der Steuerkolben 93 eine Verbindung zwischen dem Druckraum 99 und einem benachbarten Druckraum 100 freigegeben, so dass der Löschdruck P_Lösch über eine Leitung 63 zu einem Druckraum 64 gelangt, in dem die Rückstellfeder 80 des Selbsthalteventil 71 angeordnet ist. Dort angekommen sorgt die Höhe des Löschdrucks P_Lösch dafür, dass trotz ausreichend hohem drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D der Steuerschieber 75 nicht soweit axial verschoben wird, dass der Aktivierungsdruck P_A von dem Selbsthalteventil 71 über das diesbezüglich offene Aktivierungsventil 72 zu dem Kupplungsregelventil 73 gelangen kann.
Wenn nun bei nicht vorhandenem Vorsteuerdruck P_VST1, P_VST2 das Fahrzeug nach einen Fahrzeugstillstand und/oder einer Reduzierung der Motordrehzahl in den Bereich seiner Abwürgdrehzahl bzw. des drehzahlabhängigen Steuerdrucks P_D unter einen Grenzwert angefahren werden soll, muss dazu erneut der notwenige Kupplungsbetätigungsdruck P_K im Kupplungsregelventil 73 aufgebaut werden. Dazu arbeitet die in 2 dargestellte Steuerungsventilanordnung wie folgt:
Zum Anfahren des Fahrzeugs wird die Drehzahl des Antriebsmotors erhöht, in dessen Folge auch der drehzahlabhängige Steuerdruck P_D ansteigt. Da nur ein bestimmter Anteil des Druckmittels mit dem aktuellen drehzahlabhängigen Steuerdruck P_D in den rückstellfederfernen Druckraum 81 des Selbsthalteventils 71 gelangt und ein anderer Anteil über die Druckräume 82 und 85 sowie die Leitung 86 und die Druckblende 87 in den Druckmittelbehälter 24 abfließt, staut sich langsam im Druckraum 81 ein solcher Druck auf, der ausreicht, um durch eine Axialverschiebung des Steuerschiebers 75 die Druckmittelabfuhr in den Druckmittelbehälter 24 zu unterbinden und die Zufuhr von Aktivierungsdruck P_A über das immer noch in seiner Grundstellung befindliche Aktivierungsventil 72 zu dem Kupplungsregelventil 73 zu ermöglichen.
Die in der Leitung 101 zwischen dem Aktivierungsventil 72 und dem Kupplungsregelventil 73 angeordnet Druckblende 102 sorgt dafür, dass der kurze Steuerkolben 120 beim Durchschalten des Aktivierungsdrucks P_A nur vergleichsweise langsam mit diesem Druck beaufschlagt wird. Da die durch den Aktivierungsdruck P_A erzeugte Axialkraft an dem kurzen Steuerschieber 120 gedämpft durch die Feder 117 auf den langen Steuerschieber 106 wirkt, bewegt sich entsprechend der Federkennlinie der Feder 117 langsam von dem Druckraum 103 weg. Dadurch wird auch der Kupplungsbetätigungsdruck P_K vergleichsweise langsam aufgebaut, welches der Kurvenverlauf „B" in 4 veranschaulicht. Dies bewirkt ein sehr sanftes und komfortables Schließen der Anfahrkupplung.
Eine dritte Variante der Steuerungsventilanordnung gemäß der Erfindung ist in 3 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Steuerungsventilanordnung gemäß 2 nur im Bereich des Kupplungsregelventils 123, so dass deren Aufbau und Funktionsweise auch mit Bezug auf die im Zusammenhang mit 2 geschilderten Bauteil erfolgt.
Wie 3 verdeutlicht, trägt der lange Steuerschieber 106 an seinem zur Feder 66 weisenden Ende auf einem zentralen, hier nicht sichtbaren Zapfen eine Scheibe 65, auf der wiederum die Feder 66 axial aufliegt. Das andere Ende der Feder 66 ist in dem zylindrischen Hohlraum 47 des Steuerkolbens 121 des kurzen Steuerschiebers 120 aufgenommen und kann unter Krafteinwirkung vollständig darin versenkt werden.
Außerdem ist erkennbar, dass am rückstellfederfernen Ende des langen Steuerschiebers 106 des Kupplungsregelventils 123 ein Druckraum 124 ausgebildet ist, welcher über eine Leitung 125 mit dem Druckraum 103 im Bereich des rückstellfederfernen Endes des kurzen Steuerschiebers 120 des Kupplungsregelventils 123 verbunden ist.
Wenn nun beispielsweise zur Durchführung eines Anfahrvorgangs über das Selbsthalteventil 71 und das Aktivierungsventil 72 der Aktivierungsdruck P_A zu den Druckräumen 103 und 124 des Kupplungsregelventils 123 geleitet wird, bewegt sich der kurze Steuerschieber 121 in Richtung zum langen Steuerschieber 106. Dadurch wird die Feder 66 mit einer Kraft belastet, welche zu einem Zusammendrücken derselben führt. Aufgrund ihrer Eigenschaften und insbesondere wegen ihrer Federkennlinie gibt die Feder 66 einen Teil der auf diese wirkende Kraft über die Scheibe 65 an den langen Steuerschieber 106 weiter, so dass sich dieser von dem Druckraum 103 weg bewegt. Dabei öffnet der Steuerkolben 109 den Druckraum 122, so dass aus dem dort anliegenden Versorgungsdruck P_V1 der benötigte Kupplungsbetätigungsdruck P_K erzeugt wird. Dieser wird in der bereits beschriebenen Weise zu der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 geleitet.
Durch eine gewünschte Auslegung der Feder 66 sowie der mit dem Aktivierungsdruck P_A beaufschlagten Kolbenflächen des Kupplungsregelventils 73 lässt sich ein Arbeitsverhalten einstellen, welches durch die Kennlinie „C" in 4 verdeutlicht ist. Wie diese Abbildung zeigt, ist der Anstieg des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K auf den zur Drehmomentübertragung in der Anfahrkupplung benötigten Wert zunächst noch flacher als beim Kurvenverlauf „B", welches einen besonders komfortablen Druckaufbau im Druckraum der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 4 kennzeichnet.
Sobald jedoch die Feder 66 vollständig in den Hohlraum 47 des kurzen Steuerschiebers 120 eingefahren ist, berührt dessen Steuerkolben 121 mit seiner Stirnseite die die Scheibe 65 bzw. den langen Steuerschieber 106, wodurch die durch den Aktivierungsdruck P_A erzeugt Betätigungskraft unter Überbrückung der Feder 66 direkt auf den langen Steuerschieber 106 geleitet wird. Dieses führt zu einem steilen Anstieg des Kupplungsbetätigungsdrucks P_K auf den zur Drehmomentübertragung in der Anfahrkupplung benötigten Wert, welches in 4 deutlich erkennbar ist.
Demnach ist die Steuerungsventilanordnung gemäß 3 im besondere Maße dazu geeignet, im Normalbetrieb sowie im Notbetrieb eine Fahrt mit dem zuletzt eingelegten Getriebegang solange weiterzuführen, bis die Motordrehzahl sich der Abwürgdrehzahl unzulässig nähert. Zudem kann mit der Steuerungsventilanordnung nach 3 eine Aktivierung einer solchen Notbetriebsfunktion gewollt unterbunden sowie ein Anfahrvorgang im Notbetrieb sehr komfortabel und dennoch schnell eingeleitet werden.

1: Selbsthalteventil
2: Aktivierungsventil
3: Kupplungsregelventil
4: Kupplungsbetätigungsvorrichtung
5: Zylinder
6: Kolben
7: Rückstellfeder
8: Bohrung im Selbsthalteventil
9: Rückstellfeder im Selbsthalteventil
10: Steuerschieber im Selbsthalteventil
11: Steuerkolben
12: Steuerkolben
13: Steuerkolben
14: Bohrung
15: Leitung
16: Druckraum
17: Leitung
18: Druckraum
19: Druckraum
20: Druckraum
21: Leitung
22: Leitung
23: Druckblende
24: Druckmittelbehälter
25: Leitung
26: Druckraum
27: Druckraum für Rückstellfeder
28: Leitung
29: Steuerschieber im Aktivierungsventil
30: Bohrung im Aktivierungsventil
31: Steuerkolben
32: Steuerkolben
33: Steuerkolben
34: Druckraum
36: Leitung
38: Druckraum
39: Druckraum
40: Druckraum
41: Leitung
42: Druckraum
45: Druckraum
46: Bohrung
47: Hohlraum
48: Steuerschieber Kupplungsregelventil
49: Leitung
50: Steuerschieber Kupplungsregelventil
51: Steuerkolben
52: Steuerkolben
53: Steuerkolben
54: Druckraum
55: Druckraum
54: Druckraum
55: Druckraum
56: Druckraum
57: Leitung
58: Leitung
59: Druckraum
60: Leitung
61: Blende
62: Leitung
63: Leitung Löschdruck
64: Druckraum
65: Scheibe im Kupplungsregelventil
66: Feder
69: Druckraum
70: Druckraum
71: Selbsthalteventil
72: Aktivierungsventil
73: Kupplungsregelventil
74: Bohrung
75: Steuerschieber im Selbsthalteventil
76: Steuerkolben
77: Steuerkolben
78: Steuerkolben
79: Steuerkolben
80: Rückstellfeder
81: Druckraum
82: Druckraum
83: Druckraum
84: Druckraum
85: Druckraum
86: Leitung
87: Druckblende
88: Leitung
89: Rückstellfeder
90: Bohrung
91: Steuerschieber im Aktivierungsventil
92: Steuerkolben
93: Steuerkolben
94: Steuerkolben
95: Steuerkolben
96: Druckraum
97: Druckraum
98: Druckraum
99: Druckraum
100: Druckraum
101: Leitung
102: Druckblende
103: Druckraum
104: Leitung Löschdruck
105: Bohrung
106: langer Steuerschieber
107: Basis des langen Steuerschieber am Kupplungsregelventil
108: Steuerkolben
109: Steuerkolben
110: Leitung
111: Druckraum
112: Leitung
113: Druckblende
114: Druckraum
115: Leitung
116: Bohrung
117: Feder
118: Druckregelventil P_VST1
119: Kugelrückschlagventil
120: kurzer Steuerschieber
121: Steuerkolben
122: Druckraum
123: Kupplungsregelventil
124: Druckraum
125: Leitung
126: Druckraum
127: Druckraum
P_A: Aktivierungsdruck
P_D: drehzahlabhängiger Steuerdruck
P_K: Kupplungsbetätigungsdruck
P_V1: Versorgungsdruck
P_VST1: Vorsteuerdruck
P_VST2: Vorsteuerdruck

Claims

Steuerungsventilanordnung zur Betätigungssteuerung zumindest einer Anfahrkupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Kupplungsregelventil (3, 73, 123), über das ein Versorgungsdruck (P_V1) in einen Druckraum einer zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung (4) leitbar ist, mit zumindest einem Druckregelventil (118), welches von einem elektronischen Steuerungsgerät ansteuerbar ist und zumindest ein Steuerungsventil der Steuerungsventilanordnung mit einem Vorsteuerdruck (P_VST1, P_VST2) versorgt, und mit einer Selbsthaltehydraulik, mit deren Hilfe bei einem Ausfall des elektronischen Steuerungsgerätes und somit einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1, P_VST2) zumindest in manchen Betriebssituationen ein hydraulischer Notbetrieb mit einer geschlossenen Anfahrkupplung eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthaltehydraulik zur Realisierung der Notbetriebsfunktion mit geschlossener Anfahrkupplung ein Selbsthalteventil (1, 71) und ein Aktivierungsventil (2, 72) aufweist, dass das Selbsthalteventil (1, 71) so ausgebildet ist, dass es zur Weiterleitung eines Aktivierungsdrucks (P_A) in Abhängigkeit von einem motordrehzahlabhängigen oder getriebeabtriebsdrehzahlabhängigen Steuerdruck (P_D) zu dem Aktivierungsventil (2, 72) geeignet ist, dass das Aktivierungsventil (2, 72) zur Weiterleitung des Aktivierungsdrucks (P_A) an das zumindest eine Kupplungsregelventil (3, 73, 123) in der Lage ist, und dass die Steuerungsventilanordnung mit Mitteln ausgestattet ist, die ein Anfahren des Fahrzeugs in einem hydraulischen Notbetrieb beispielsweise im zuletzt eingelegten Getriebegang ermöglichen, nachdem der drehzahlabhängige Steuerdruck (P_D) unter einen diesbezüglichen Grenzwert abgefallen und anschließend wieder angestiegen war.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsventilanordnung mit Mitteln ausgestattet ist, mit denen eine gewollte Verhinderung des Notbetriebs steuerbar ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahlabhängige Steuerdruck (P_D) über eine Leitung (15) in einen rückstellfederfernen Druckraum (16, 81) sowie über eine Leitung (17) in einen rückstellfedernahen Druckraum (18, 82) des Selbsthalteventils (1, 71) leitbar ist, dass das Selbsthalteventil (1, 71) einen Steuerschieber (10, 75) aufweist, der von einer Rückstellfeder (9, 80) mit einer Federkraft belastet ist, dass ein rückstellfederferner Steuerkolben (13, 79) den rückstellfederfernen Druckraum (16, 81) begrenzt, und dass der rückstellfedernahe Druckraum (18, 82) bei Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) über eine Leitung (22, 86) und eine Druckblende (23, 87) in einen Druckmittelbehälter (24) entleerbar ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Selbsthalteventil (1) einen Steuerschieber (10) mit drei Kolben (11, 12, 13) aufweist, von denen der rückstellfedernahe Kolben (11) und der mittlere Kolben (12) in einer durchmessergrößeren Bohrung (8) axialbeweglich angeordnet sind, während der dritte Kolben (13) in einer durchmesserkleineren Bohrung (14) verschiebbar angeordnet ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (9) in einem Druckraum (27) angeordnet ist, der bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) mit dem den drehzahlabhängigen Steuerdruck (P_D) führenden Druckraum (18) und der zum Druckmittelbehälter (24) führenden Leitung (22) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerdruck (P_VST1) in einen ringförmigen Druckraum (26) des Selbsthalteventils (1) geführt ist, der zentral von dem rückstellfederfernen Steuerkolben (13) und axial von dem mittleren Steuerkolben (12) begrenzt ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Druckraum (19) des Selbsthalteventils (1) der Aktivierungsdruck (P_A) zuführbar ist, und dass der rückstellfedernahe Steuerkolben (11) bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) eine Verbindung zwischen diesem Druckraum (19) und einem weiteren Druckraum (20) des Selbsthalteventils (1) verschließt, wobei letzterer Druckraum (20) über eine Leitung (21) mit dem Aktivierungsventil (2) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungsventil (2) einen Steuerschieber (29) mit drei Steuerkolben (31, 32, 33) aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung (30) axial verschiebbar angeordnet und durch eine Rückstellfeder (34) mit einer Federkraft belastet ist, dass der rückstellfederferne Steuerkolben (33) in einer durchmesserkleineren Bohrung an seinem freien Ende in einem rückstellfederfernen Druckraum (35) von dem Vorsteuerdruck (P_VST1) beaufschlagbar ist, dass der mittlere Steuerkolben (32) in einem ringförmigen Druckraum (37) mit einem weiteren Vorsteuerdruck (P_VST2) beaufschlagbar ist, dass einem Druckraum (39) des Aktivierungsventils (2) der Aktivierungsdruck (P_A) über das Selbsthalteventil (1) zuführbar ist, dass der mittlere Steuerkolben (32) bei einer Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers (29) mit dem Vorsteuerdruck (P_VST1, P_VST2) den Druckraum (39) versperrt sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1, P_VST2) eine Verbindung zwischen diesem Druckraum (39) und einem Druckraum (40) öffnet, wobei der Druckraum (40) über eine Leitung (41) mit einem Druckraum (54) des Kupplungsregelventils (3) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsregelventil (3) einen langen Steuerschieber (50) mit zwei Kloben (51, 52) sowie einen kurzen Steuerschieber (48) mit einem Steuerkolben (53) aufweist, die in einer Bohrung (46) axialverschiebbar angeordnet sind, dass einem Druckraum (55) zwischen dem langen Steuerschieber (50) und dem kurzen Steuerschieber (48) der Vorsteuerdruck (P_VST1) zuführbar ist, dass einem Druckraum (45) des Kupplungsregelventils (3) der Versorgungsdruck (P_V1) zuleitbar ist, welcher als geregelter Kupplungsbetätigungsdruck (P_K) über einen benachbarten Druckraum (56) zu einem Druckraum der zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung (4) führbar ist, und dass die Verbindung zwischen dem den Versorgungsdruck (P_V1) führenden Druckraum (45) und dem Druckraum (56) durch den vom kurzen Steuerschieber (48) fernen Steuerkolben (51) des langen Steuerschiebers (50) des Kupplungsregelventils (3) bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) verschließbar ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetätigungsdruck (P_K) über eine Druckblende (61) einem ringförmigen Druckraum (59) am Kupplungsregelventil (3) zuführbar ist, welcher von einer vom kurzen Steuerschieber (48) wegweisenden Stirnfläche des Steuerkolbens (51) begrenzt ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Selbsthalteventil (71) einen Steuerschieber (75) mit vier Kolben (76, 77, 78, 79) aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung (74) axialverschiebbar angeordnet und von einer Rückstellfeder (80) mit einer Federkraft belastet ist, und dass aus Richtung der Rückstellfeder (80) gesehen der zweite Steuerkolben (77) beim Anliegen des Vorsteuerdrucks (P_VST1) an dem Selbsthalteventil (71) eine Verbindung zwischen dem den drehzahlabhängigen Steuerdruck (P_D) führenden Druckraum (82) und der zum Druckmittelbehälter (24) führenden Leitung (86) verschließt sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) und unzureichend hohem drehzahlabhängigen Steuerdruck (P_D) öffnet.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerdruck (P_VST1) in einen ringförmigen Druckraum (70) des Selbsthalteventils (71) führbar ist, der zentral von dem rückstellfederfernen Steuerkolben (79) und axial von dem aus Richtung der Rückstellfeder (80) gesehen vorletzten Steuerkolben (78) begrenzt ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einem Druckraum (83) des Selbsthalteventils (71) der Aktivierungsdruck (P_A) zuführbar ist, und dass der von der Rückstellfeder (80) aus gezählt zweite Steuerkolben (77) eine Verbindung zwischen diesem Druckraum (83) und einem weiteren Druck raum (84) des Selbsthalteventils (71) öffnet oder verschließt, wobei letzterer Druckraum (84) über eine Leitung (88) mit dem Aktivierungsventil (72) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungsventil (72) einen Steuerschieber (91) mit vier Steuerkolben (92, 93, 94, 95) aufweist, der in einer mehrstufigen Bohrung (90) axial verschiebbar angeordnet und durch eine Rückstellfeder (89) mit einer Federkraft belastet ist, dass der rückstellfederferne Steuerkolben (95) an seinem freien Ende in einem rückstellfederfernen Druckraum (69) von dem Vorsteuerdruck (P_VST1) beaufschlagbar ist, dass der von der Rückstellfeder (89) aus gezählt dritte Steuerkolben (94) in einem ringförmigen Druckraum (96) mit einem weiteren Vorsteuerdruck (P_VST2) beaufschlagbar ist, dass einem Druckraum (97) des Aktivierungsventils (72) der Aktivierungsdruck (P_A) vom Selbsthalteventil (71) zuführbar ist, dass der dritte Steuerkolben (94) bei einer Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers (91) mit dem Vorsteuerdruck (P_VST1, P_VST2) den zuletzt genannten Druckraum (97) absperrt sowie bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1, P_VST2) eine Verbindung zwischen diesem Druckraum (97) und einem benachbarten Druckraum (98) öffnet, wobei dieser letztgenannte Druckraum (98) über eine Leitung (101) und eine Druckblende (102) mit einem Druckraum (103) des Kupplungsregelventils (73) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsregelventil (73) einen in einer durchmesserkleinen Bohrung (105) axial verschiebbaren langen Steuerschieber (106) mit zwei Kolben (108, 109) sowie einen in einer durchmessergrößeren Bohrung (116) axial verschiebbaren kurzen Steuerschieber (120) mit einem Steuerkolben (121) aufweist, dass das zum langen Steuerschieber (106) weisende Ende des kurzen Steuerschiebers (120) sowie das zu dem kurzen Steuerschieber (120) weisende Ende des langen Steuerschiebers (106) von einer in einem Druckraum (126) angeordneten Feder (117) mit einer Federkraft beaufschlagt werden, dass diesem Druckraum (126) zwischen dem langen Steuerschieber (106) und dem kurzen Steuerschieber (120) der Vorsteuerdruck (P_VST1) zuführbar ist, dass einem Druckraum (122) des Kupplungsregelventils (73) der Versorgungsdruck (P_V1) zuleitbar ist, welcher als Kupplungsbetätigungsdruck (P_K) über einen benachbarten Druckraum (114) zu einem Druckraum der zugeordneten Kupplungsbetätigungsvorrichtung (4) führbar ist, und dass die Verbindung zwischen dem den Versorgungsdruck (P_V1) führenden Druckraum (122) und dem benachbarten Druckraum (114) durch den federfernen Steuerkolben (109) des langen Steuerschiebers (106) bei einem Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1) verschließbar ist.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetätigungsdruck (P_K) über eine Druckblende (113) einem ringförmigen Druckraum (111) am Kupplungsregelventil (73) zuführbar ist, welcher auf eine vom kurzen Steuerschieber (120) wegweisende ringförmige Stirnfläche des federfernen Steuerkolbens (109) des langen Steuerschiebers (106) wirkt.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Löschdruck (P_Lösch) über eine Leitung (104) einem Druckraum (99) am Aktivierungsventil (72) zuführbar ist, dass der Löschdruck (P_Lösch) von dort bei Wegfall des Vorsteuerdrucks (P_VST1, P_VST2) über eine von dem Steuerkolben (93) freigegebene Verbindung zu einem benachbarten Druckraum (100) des Aktivierungsventils (72) und von dort über eine Leitung (63) zu einem die Rückstellfeder (80) aufnehmenden Druckraum (64) des Selbsthalteventils (71) gelangt.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Eigenschaften der gewählten Feder (66, 117) am Kupplungsregelventil (73, 123) der Verlauf des Kupplungsbetätigungsdrucks (P_K) bei ansteigendem Aktivierungsdruck (P_A) eingestellt ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Bohrungen (105, 116), die Länge des langen Steuerschiebers (106) und des kurzen Steuerschiebers (120), die Länge und die Federkennlinie sowie die Anordnung der Feder (117) des Kupplungsregelventils (73) derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des kurzen Steuerschiebers (120) mit dem Aktivierungsdruck (P_A) der kurze Steuerschieber (120) den langen Steuerschieber (106) zwar mittels der Feder (117) axial auslenkt, diesen aber nicht direkt berührt.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass am rückstellfederfernen Ende des langen Steuerschiebers (106) des Kupplungsregelventils (123) ein Druckraum (124) ausgebildet ist, welcher über eine Leitung (125) mit dem Druckraum (103) im Bereich des federfernen Endes des kurzen Steuerschiebers (120) des Kupplungsregelventils (123) verbunden ist.
Steuerungsventilanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (66) in einem zylindrischen Hohlraum (47) des Steuerkolbens (121) des kurzen Steuerschiebers (120) zum Teil aufgenommen ist, in den dieselbe bei einer Krafteinwirkung vollständig versenkbar ist.
Steuerungsventilanordnung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das federseitige Ende des langen Steuerschiebers (106) eine Scheibe (65) trägt, auf der sich die Feder (66) axial abstützt.
Steuerungsventilanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Bohrungen (105, 116), die Länge des langen Steuerschiebers (106) samt Scheibe (65), die Länge des kurzen Steuerschiebers (120), die Länge sowie Anordnung und die Federkennlinie der Feder (66) sowie die Länge des in dem Steuerkolben (121) des kurzen Steuerschiebers (120) ausgebildeten Hohlraumes (47) derart gewählt sind, dass bei einer Beaufschlagung des kurzen Steuerschiebers (120) und des langen Steuerschiebers (106) mit dem Aktivierungsdruck (P_A) der kurze Steuerschieber (120) nach einem ersten Verschiebeweg den langen Steuerschieber (106) unter Überbrückung der Feder (66) direkt berührt und axial entlang eines zweiten Verschiebeweges verschiebt.