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Dokumentenidentifikation DE102007026599A1 10.01.2008
Titel Park-by-Wire-Untersystem für ein Steuersystem für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe
Anmelder GM Global Technology Operations, Inc., Detroit, Mich., US
Erfinder Duhaime, Michael L., Northville, Mich., US;
Vernacchia, Mark A., Northville, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 08.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007026599
Offenlegungstag 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 63/38(2006.01)A, F, I, 20070928, B, H, DE
Zusammenfassung Park-by-Wire-Untersystem, das innen in einem elektrisch verstellbaren Hybridgetriebe angebracht ist. Das Park-by-Wire-Untersystem schafft ein Mittel zum wahlweisen Versetzen des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes in einen Parkzustand durch die wahlweise Betätigung eines Stellglieds, das mit einem Hebel funktional verbunden ist. Der Hebel ermöglicht das wahlweise Einrücken eines Parkklinkenmechanismus und enhält mehrere Halleffektschalter, um die Position des Hebels zu überwachen. Das Untersystem wird durch verschiedene Schalter und Sensoren überwacht, um eine Steuerung und eine diagnostische Rückkopplung zu verschaffen, und wird durch eine Befehlsquelle, die durch eine erste Steuereinheit gesteuert wird, aktiviert. In den Entwurf ist zugunsten geforderter Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnoseredundanzen eine zweite Steuereinheit aufgenommen.

Beschreibung[de]
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/811,656, eingereicht am 7. Juni 2006, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrohydraulische Steuersysteme für elektrisch verstellbare Hybridgetriebe.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Mehrgang-Lastschaltgetriebe, insbesondere jene, die Planetenradanordnungen verwenden, erfordern ein hydraulisches System, um für ein gesteuertes Einrücken und Ausrücken nach einem gewünschten Plan der Kupplungen und Bremsen oder Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu dienen, die Verhältnisse in der Planetenradanordnung einzurichten, zu sorgen.

Diese Steuersysteme haben sich aus im Wesentlichen rein hydraulischen Steuersystemen entwickelt, wobei hydraulische Vorrichtungen sämtliche der Steuersignale für elektrohydraulische Steuersysteme erzeugen und wobei eine elektronische Steuereinheit mehrere der Steuersignale erzeugt. Die elektronische Steuereinheit sendet elektrische Steuersignale an Solenoidventile aus, die dann gesteuerte hydraulische Signale an die verschiedenen Arbeits- bzw. Stellventile in der Getriebesteuerung ausgeben.

Bei vielen der früheren rein hydraulischen Steuersysteme und der elektrohydraulischen Steuersysteme der ersten Generation verwendete das Lastschaltgetriebe mehrere Freilauf- oder Einwegevorrichtungen, die das Schalten oder Wechseln zwischen Verhältnissen des Getriebes sowohl während des Hochschaltens als auch des Herunterschaltens des Getriebes glätten. Dies nimmt dem hydraulischen Steuersystem ab, für die Steuerung einer Überlappung zwischen dem herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus und dem weggehenden Drehmomentübertragungsmechanismus zu sorgen. Wenn diese Überlappung übermäßig ist, empfindet der Fahrer ein Zittern in dem Antriebsstrang, während dann, wenn die Überlappung zu gering ist, der Fahrer ein Hochdrehen des Motors erfährt oder es sich anfühlt, als ob der Wagen nur rollt. Die Freilaufvorrichtung verhindert dieses Empfinden, indem sie schnell einrückt, wenn das auferlegte Drehmoment von einem Freilaufzustand zu einem Übertragungszustand umgestellt wird.

Das Auftauchen elektrohydraulischer Vorrichtungen ließ das entstehen, was als Kupplung-zu-Kupplung-Schaltanordnungen bekannt ist, um die Komplexität des Getriebes und der Steuerung zu reduzieren. Diese elektrohydraulischen Steuermechanismen werden im Allgemeinen als kostenreduzierend und den für den Steuermechanismus erforderlichen Raum reduzierend begriffen.

Außerdem haben sich mit dem Auftauchen hochentwickelter Steuermechanismen die Lastschaltgetriebe von Zweigang- oder Dreiganggetrieben zu Fünfgang- und Sechsganggetrieben entwickelt. Die Drehmomentkapazität eines an einem Schaltvorgang beteiligten Drehmomentübertragungsmechanismus (herankommend oder weggehend) kann durch Kombination eines elektrisch betätigten Solenoidventils mit einem Druckregelventil oder Abgleichventil zweckmäßig gesteuert werden. In einem typischen System wird das Solenoidventil durch Pulsweitenmodulation (PWM) bei gesteuertem Arbeitszyklus aktiviert, um einen Pilotdruck für das Druckregelventil oder Abgleichventil zu entwickeln, das seinerseits dem Drehmomentübertragungsmechanismus Fluiddruck im Verhältnis zu dem Arbeitszyklus des Solenoid liefert.

Außerdem ist ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe vorgeschlagen worden, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und Abgasemissionen zu reduzieren. Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe teilt mittels einer Differentialräderanordnung mechanische Leistung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle auf einen Pfad für mechanische Leistung und einen Pfad für elektrische Leistung auf. Der Pfad für mechanische Leistung kann Kupplungen und zusätzliche Zahnräder enthalten. Der Pfad für elektrische Leistung kann zwei Einheiten für elektrische Leistung oder Motor/Generator-Anordnungen enthalten, wovon jede als Motor oder als Generator arbeiten kann. Bei einem elektrischen Speichersystem wie etwa einer Batterie kann das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe in einem Antriebssystem für ein Hybridelektrofahrzeug aufgenommen sein.

Das Hybridantriebssystem verwendet eine Quelle für elektrische Leistung sowie eine Quelle für Maschinenleistung. Die Quelle für elektrische Leistung ist mit den Motor/Generator-Einheiten durch eine elektronische Steuereinheit, die die elektrische Leistung wie erforderlich verteilt, verbunden. Die elektronische Steuereinheit besitzt außerdem Verbindungen mit der Maschine und dem Fahrzeug, um die Betriebseigenschaften oder die Betriebsanforderung so zu bestimmen, dass die Motor/Generator-Anordnungen entweder als Motor oder als Generator korrekt betrieben werden. Wenn die Motor/Generator-Anordnung als Generator arbeitet, nimmt sie entweder von dem Fahrzeug oder der Maschine Leistung auf und speichert Leistung in der Batterie oder stellt jene Leistung bereit, um eine andere elektrische Vorrichtung oder eine andere Motor/Generator-Anordnung zu betreiben.

Es gibt zwei hauptsächliche Hybridfahrzeugarchitekturen, nämlich die Parallelhybrid- und die Reihenhybridarchitektur. Das Hybridelektrofahrzeug mit einer Parallelkonfiguration besitzt eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Hybridantriebssystem und den Antriebsrädern des Fahrzeugs. Im Gegensatz dazu verwendet das Hybridelektrofahrzeug mit einer Reihenkonfiguration einen an der Maschine angebrachten Generator, um Elektrizität für die Batterien und/oder den Elektromotor zu erzeugen. Das Reihenhybridelektrofahrzeug besitzt keine mechanische Verbindung zwischen dem Hybridantriebssystem und den Antriebsrädern. Manche Hybridantriebssysteme können durch Verwendung eines Kupplungsmechanismus wie etwa einer Klauenkupplung wahlweise entweder in einer Parallelkonfiguration oder in einer Reihenkonfiguration arbeiten.

Außerdem ermöglichen moderne Steuersysteme eine "Shift-by-Wire"-Bereich-Schaltfähigkeit. Ein anderer Name für diese Technik ist "elektronische Fahrstufenwahl" oder ETRS (electronic transmission range selection). ETRS-Systeme machen einen großen Teil der mechanischen Verbindungen, die bei mechanisch betätigten Getrieben gefunden werden, überflüssig, wodurch sich die Getriebearchitekturen und Entwürfe für innere mechanische Schalthebel vereinfachen. Die durch ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe verschaffte Zusatzfunktionalität erfordert kreative Steuerarchitekturmethoden, um Kosten, Umfang und Gewicht zu reduzieren und dabei die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wird ein innen angebrachtes Park-by-Wire-Untersystem für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe geschaffen. Das Park-by-Wire-Untersystem umfasst eine Befehlsquelle und ein Stellglied, das auf eine Steuerung von der Befehlsquelle anspricht. Mit dem Stellglied ist ein Hebel funktional verbunden, während mit dem Hebel ein Parkklinkenmechanismus funktional verbunden ist. Das Stellglied dient dazu, mit dem Hebel in einen Eingriff zu gelangen, um den Parkklinkenmechanismus wahlweise entweder in einen Parkzustand oder in einen Nichtparkzustand zu versetzen. Eine erste und eine zweite Steuereinheit sind so betreibbar, dass sie miteinander kommunizieren. Die erste Steuereinheit dient dazu, die Befehlsquelle zu steuern. Ein Schalter dient dazu, die Befehlsquelle zu überwachen und mit der ersten Steuereinheit zu kommunizieren. Außerdem dient ein Sensor dazu, das Stellglied zu überwachen und mit der zweiten Steuereinheit zu kommunizieren. Ein erster und ein zweiter Halleffektschalter sind ebenfalls vorgesehen. Der erste Halleffektschalter dient dazu, die Position des Hebels der ersten Steuereinheit zu signalisieren, während der zweite Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der zweiten Steuereinheit zu signalisieren. Ein Einrastsolenoid dient dazu, den Parkklinkenmechanismus bei Ausbleiben einer Steuerung von der Befehlsquelle in dem Nichtparkzustand zu halten. Außerdem wird ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, das das offenbarte Park-by-Wire-Untersystem enthält, geschaffen.

Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen schnell deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines elektrisch verstellbaren Hybridfahrzeug-Triebstrangs zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung;

2a und 2b sind zusammengenommen eine schematische Darstellung, die das elektrohydraulische Steuersystem beschreibt, das mit dem Triebstrang aus 1 verwendet wird, wobei sie das Steuersystem in einer Park/Neutral-Betriebsart mit anstehender elektrischer Leistung zeigt;

3a und 3b sind zusammengenommen eine schematische Darstellung, die das elektrohydraulische Steuersystem beschreibt, das mit dem Triebstrang aus 1 verwendet wird, wobei sie das Steuersystem in einer Nichtparkzustands-Betriebsart für reihen-elektrisch verstellbares Getriebe mit anstehender elektrischer Leistung zeigt;

4 ist eine schematische Darstellung eines Park-by-Wire-Untersystems zur Verwendung mit dem Steuersystem aus den 2a, 2b, 3a und 3b, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Parkzustand oder einer Parkbetriebsart zeigt;

5 ist eine schematische Darstellung des Park-by-Wire-Untersystems aus 4, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Nichtparkzustand oder einer Nichtparkbetriebsart zeigt;

6 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Park-by-Wire-Untersystems aus den

4 und 5, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Parkzustand oder einer Parkbetriebsart zeigt;

7 ist eine schematische Darstellung des Park-by-Wire-Untersystems aus 6, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Nichtparkzustand oder einer Nichtparkbetriebsart zeigt; und

8 ist eine schematische graphische Darstellung eines Steuersystems, das den Betrieb der Park-by-Wire-Untersysteme aus den 4 bis 7 ermöglicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Zeichnungen, in denen über die gesamten mehreren Ansichten hinweg gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile repräsentieren, ist in 1 ein Triebstrang 10 mit einer Maschine 12, einem elektrisch verstellbares Hybridgetriebe 14 und einem herkömmlichen Achsantrieb 16 gezeigt.

Die Maschine 12 ist eine herkömmliche Brennkraftmaschine. Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 umfasst eine Planetenradanordnung mit einer Antriebswelle 18, einer Abtriebswelle 20, drei Planetenradsätze 22, 24 und 26, vier Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3 und C4 und ein elektrohydraulisches Steuersystem 28. Die Drehmomentübertragungsmechanismen C2 und C4 sind fluidbetätigte Vorrichtungen des Rotationskupplungstyps, während die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C3 fluidbetätigte stationäre Kupplungs- oder Bremsvorrichtungen sind. Das wahlweise Einrücken und Ausrücken der Drehmomentübertragungsvorrichtungen wird durch ein elektrohydraulisches Steuersystem 28 gesteuert, das in den 2a und 2b gezeigt ist.

Ferner ist in das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 ein Paar von Einheiten für elektrische Leistung oder Motoren/Generatoren 30 oder (A) und 32 oder (B) aufgenommen, die durch eine elektronische Steuereinheit 34 gesteuert werden. Die elektronische Steuereinheit 34 ist mit der Einheit 30 für elektrische Leistung durch drei elektrische Leiter 36, 37 und 38 und mit der Einheit 32 für elektrische Leistung durch drei elektrische Leiter 40, 41 und 42 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 34 steht außerdem mit einer elektrischen Speichervorrichtung 44, die mit der elektronischen Steuereinheit 34 durch ein Paar elektrischer Leiter 46 und 48 verbunden ist, in elektrischer Verbindung. Die elektrische Speichervorrichtung 44 entspricht im Allgemeinen einer oder mehreren elektrischen Batterien.

Die Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung sind vorzugsweise Motor/Generator-Einheiten, die als Leistungsversorger oder Leistungsgenerator arbeiten können. Wenn die Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung als Motor oder als Leistungsversorger arbeiten, führen sie dem elektrisch verstellbaren Hybridgetriebe 14 Leistung zu. Beim Arbeiten als Generatoren entzieht eine der Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung dem Getriebe 14 elektrische Leistung, wobei die elektronische Steuereinheit 34 die Leistung entweder an die elektrische Speichervorrichtung 44 oder an die andere der Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung, die zu jener Zeit als Motor arbeitet, verteilt.

Die elektronische Steuereinheit 34 empfangt mehrere elektrische Signale von dem Fahrzeug und dem Getriebe 14 wie etwa die Maschinendrehzahl, die Drosselklappenanforderung oder die Fahrgeschwindigkeit, um einige zu benennen. Diese elektrischen Signale werden als Eingangssignale für einen programmierbaren Digitalrechner, der in der elektronischen Steuereinheit 34 aufgenommen ist, verwendet. Der Rechner dient dann dazu, die elektrische Leistung wie erforderlich zu verteilen, um den Betrieb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14 in gesteuerter Weise zu ermöglichen.

Die Planetenradanordnung, die in 1 gezeigt ist, stellt vier Vorwärtsübersetzungsverhältnisse oder -bereiche zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 20 bereit. In dem ersten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C4 eingerückt. In dem zweiten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C2 eingerückt. In dem dritten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen C2 und C4 eingerückt. In dem vierten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen C2 und C3 eingerückt. Die Getriebeabstufung stellt auch einen Neutralzustand bereit, wenn die Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3 und C4 ausgerückt sind. Es sind eine elektrisch verstellbare Low-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus C1 eingerückt ist, und eine elektrisch verstellbare High-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist, vorgesehen.

Der Triebstrang 10 kann auch in einer rein elektrischen Betriebsart arbeiten. Die elektrische Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart mit abgeschalteter Maschine wird durch Einrücken des C1-Drehmomentübertragungsmechanismus gefördert. Der Triebstrang 10 besitzt zwei Drehzahlbereiche mit Heimschleichfähigkeiten innerhalb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14, falls das elektrohydraulische Steuersystem 28 eine Funktionsstörung oder eine Unterbrechung der elektrischen Leistung erfährt. In den Heimschleichbetriebsarten bei abgeschalteter elektrischer Leistung stellt das elektrohydraulische Steuersystem 28 eine elektrisch verstellbare Low-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus C1 eingerückt ist, und eine elektrisch verstellbare High-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist, als Vorgabe ein. Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 ist in der Lage, in einer Parallel- und einer Reihen-Rückwärtsbetriebsart zu arbeiten. In der Parallel-Rückwärtsbetriebsart arbeitet das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 in einer elektrisch verstellbaren Low-mode-Betriebsart, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus C1 eingerückt ist. Andererseits sind in der Reihen-Rückwärtsbetriebsart die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C4 eingerückt, wobei eine Klauenkupplung ausgerückt ist.

Das elektrohydraulische Steuersystem 28 umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU) und eine hydraulische Steuereinheit (HYD). Die ECU enthält einen Digitalrechner, der so programmiert ist, dass er elektrische Signale an den hydraulischen Abschnitt des elektrohydraulischen Steuersystems 28 liefert, um das Einrücken und das Ausrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3 und C4 herbeizuführen. Die 2a bis 3b zeigen das elektrohydraulische Steuersystem 28 näher. Wie in den 2a bis 3b gezeigt ist, umfasst der hydraulische Abschnitt des elektrohydraulischen Steuersystems 28 eine maschinenbetriebene Hydraulikpumpe 50 wie etwa eine Pumpe mit fester Verdrängung, die Fluid aus dem Vorratsbehälter 52 zur Abgabe an einen Hauptkanal 54 ansaugt. Andererseits ist eine elektrisch gesteuerte Hydraulikpumpe 56 für den Betrieb in der elektrischen Betriebsart vorgesehen. Ein Rückschlagventil 58 dient dazu, in Abhängigkeit davon, ob die Pumpe 50 oder die Pumpe 56 arbeitet, wahlweise unter Druck stehendes Fluid zu dem Hauptkanal 54zu verteilen. Es ist ein Überdruckventil 60 vorgesehen, das mit dem Auslass der Hydraulikpumpe 50 in Fluidverbindung steht, um vor einer übermäßigen Druckbeaufschlagung des Hauptkanals 54 zu schützen. Ähnlich ist ein Überdruckventil 62 vorgesehen, das mit dem Auslass der elektrisch gesteuerten Hydraulikpumpe 56 in Fluidverbindung steht, um vor einer übermäßigen Druckbeaufschlagung des Hauptkanals 54 zu schützen. Die Überdruckventile 60 und 62 lassen Fluid durch einen Kanal 64 ab, falls sich in dem Hauptkanal 54 ein Überdruckzustand einstellen sollte. Der Hauptkanal 54 steht mit einem Ventil für elektronische Fahrstufenwahl (ETRS-Ventil) 66, einem Leitungsregelventil 65, einem Klauenkupplungs-Schaltventil 68, einem Stellgliedzufuhr-Regelventil 70, einem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72, einem Abgleichventil 76 und einem Abgleichventil 78 in Fluidverbindung.

Das ETRS-Ventil 66 dient dazu, wahlweise unter Druck stehendes Fluid von dem Hauptkanal 54 über einen Kanal 82 zu einem Stellglied 80 eines Park-by-Wire-Untersystems 81 zu befördern. Das Park-by-Wire-Untersystem 81 ist innen in dem Getriebe 14 aus 1 enthalten. Wenn sich das ETRS-Ventil 66 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 über den Kanal 82 zu dem Stellglied 80 geleitet. Wenn der Fluiddruck in dem Stellglied 80 ausreicht, um die Vorbelastung durch eine Feder 84 zu überwinden, verschiebt sich ein mit einem Parkklinkenmechanismus 88 verbundener Kolben 86 in dem Stellglied 80, wodurch der Parkklinkenmechanismus 88 ausgerückt wird, wie in 3a gezeigt ist. Wenn sich das ETRS-Ventil 66 in der mittels Feder eingenommenen Stellung, die in 2a gezeigt ist, befindet, blockiert ein Steg 92 den Fluss von unter Druck stehendem Fluid von dem Hauptkanal 54, wobei sich der Kanal 82 über den Kanal 64 entleert. Die Feder 84 dient dazu, den Kolben 86 vorzubelasten, um ein Einrücken des Parkklinkenmechanismus 88 zu bewirken. Ein Einrastsolenoid 93 dient dazu, den Parkklinkenmechanismus 88 des Park-by-Wire-Untersystems 81 bei Ausbleiben des Hydraulikdrucks für das Stellglied 80 in dem Nichtparkzustand zu halten, wie in 3a gezeigt ist. Das Park-by-Wire-Untersystem 81 wird im Folgenden mit Bezug auf die 4 bis 8 ausführlicher besprochen.

Das Leitungsregelventil 65 stellt den Druck in dem Hauptkanal 54 her, wobei dann, wenn jener Druck hinreichend ist, über einen Kanal 94, der sich nachträglich in einen Kanal 94A und einen Kanal 94B aufteilt, Fluid geliefert wird. Der Kanal 94A liefert unter Druck stehendes Fluid zu einem Kühlerregelventil 96. Auf das Erregen des Kühlerregelventils 96 hin bewegt sich das Fluid in einen Kühler 98 und/oder ein Kühlerumgehungsventil 100. Das Kühlerumgehungsventil 100 dient dazu, einen Fluidfluss zu bewirken, falls der Fluiddurchgang durch den Kühler 98 blockiert ist. Das Fluid von dem Kühler 98 und/oder dem Kühlerumgehungsventil 100 wird dann an ein Schmiersystem (LUBE) 102 des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14 verteilt. Zu Fluidflusssteuerzwecken können eine Öffnung 104 und eine Öffnung 106 vorgesehen sein.

Das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid von dem Hauptkanal 54 wahlweise zu einer Klauenkupplung 108 zu liefern. Die Klauenkupplung 108 ist eine durch Feder eingerückte Kupplung und wird durch Beaufschlagung mit Fluiddruck ausgerückt. Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 verwendet die Klauenkupplung 108, um wahlweise zwischen einer Parallel-Rückwärtsbetriebsart, bei der die Klauenkupplung 108 eingerückt ist, und einer Reihen-Rückwärtsbetriebsart, bei der die Klauenkupplung 108 ausgerückt ist, umzuschalten. Wenn sich das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in einer mittels Feder eingenommenen Stellung, die in 2a gezeigt ist, befindet, entleert sich das unter Druck stehende Fluid in der Klauenkupplung 108, womit diese einrücken kann. Wenn sich andererseits das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, die in 3a gezeigt ist, rückt die Klauenkupplung 108 in Reaktion auf das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 aus.

Das Stellgliedzufuhr-Regelventil 70 reduziert den Druck in dem Hauptkanal 54 auf einen Steuerdruck in dem Kanal 110. Das Fluid in dem Kanal 110 wird zu mehreren Solenoidventilen 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124 und 126 befördert. Die Solenoidventile 124 und 126 sind Solenoidventile des Ein-Aus-Typs, während die Solenoidventile 112, 114, 116, 118, 120 und 122 Solenoidventile für variablen Druck sind. Die Solenoidventile 116, 118 und 122 sind normal hohe oder normal geöffnete Solenoidventile, während die übrigen Solenoidventile normal tiefe oder normal geschlossene Solenoidventile sind. Ein normal geöffnetes Solenoidventil verteilt unter Druck stehendes Fluid oder einen Ausgangsdruck bei Ausbleiben eines elektrischen Signals für das Solenoid.

Das Solenoidventil 112 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 128, der den Vorbelastungsdruck oder Steuerdruck auf das Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72 steuert, bereitzustellen. Das Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72 dient dazu, beim Übergang zu und von der elektrischen Betriebsart wahlweise eine Dämpferverriegelungskupplung 130 einzurücken.

Das Solenoidventil 114 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 132 bereitzustellen, der den Vorbelastungsdruck auf das Abgleichventil 74 steuert. Das Solenoidventil 116 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 134 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Abgleichventil 76 steuert. Das Solenoidventil 118 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 136 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Abgleichventil 78 steuert. Außerdem steuert der Ausgangsdruck in dem Kanal 136 die Druckvorbelastung auf ein Boost- oder Multiplex-Ventil 138 und wird ferner zu einem Logikventil 140 übertragen. Wenn der Ausgangskanal 136 mit Druck beaufschlagt ist, ist das Boost-Ventil 138 in eine mittels Druck eingenommene Stellung, wie in 3b gezeigt ist, vorbelastet. Wenn andererseits der Ausgangskanal 136 entleert ist, verstellt sich das Boost-Ventil 138 in eine mittels Feder eingenommene Stellung, wie in 2b gezeigt ist. Die Abgleichventile 72, 74, 76 und 78 werden durch den Fluiddruck in den entsprechenden Kanälen 128, 132, 134 und 136 wahlweise in eine zweite Stellung oder mittels Druck eingenommene Stellung vorbelastet. Wenn sich die Kanäle 128, 132, 134 und 136 entleeren, bewegen sich die entsprechenden Abgleichventile 72, 74, 76 und 78 in eine erste Stellung oder mittels Feder eingenommene Stellung. Außerdem besitzen die Abgleichventile 72, 74, 76 und 78 eine Abgleich- oder Druckregelungsstellung.

Das Solenoidventil 120 dient dazu, wahlweise einen Ausgangsdruck in dem Kanal 147 bereitzustellen, der unter Druck stehendes Fluid zu dem Boost-Ventil 138 befördert. Das Solenoidventil 122 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 148 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung für das Leitungsregelventil 65 steuert. Das Solenoidventil 122 dient dazu, durch Modulieren des Fluiddrucks in dem Kanal 148 die Betriebseigenschaften des Leitungsregelventils 65 zu verändern und dadurch den Druckwert in dem Hauptkanal 54 für die drehmomentbasierte Drucksteuerung zu modulieren.

Das Solenoidventil 124 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 142 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Logikventil 140 steuert. Außerdem befördert der Ausgangsdruck in dem Kanal 142 unter Druck stehendes Fluid zu dem ETRS-Ventil 66 und dient dazu, das ETRS-Ventil 66 durch Eingriff mit einen Steg 141 wahlweise in eine mittels Druck eingenommene Stellung vorzubelasten. Das Logikventil 140 besitzt eine Differenzfläche 143, die dazu dient, das Logikventil 140 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung zu verriegeln, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist und die elektrische Leistung für das Solenoidventil 124 unterbrochen ist. Unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 136 verschafft der Differenzfläche 143 die Kraft, die zum Vorbelasten des Logikventils 140 in eine mittels Druck eingenommene Stellung erforderlich ist. Das Solenoidventil 126 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 144 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf ein Logikventil 146 steuert. Der Ausgangsdruck in dem Kanal 144 wird außerdem auf das Abgleichventil 74 und das Abgleichventil 76 übertragen. Die Logikventile 140 und 146 besitzen jeweils eine erste Stellung oder mittels Feder eingenommene Stellung und eine zweite Stellung oder mittels Druck eingenommene Stellung.

Die Logikventile 140 und 146 multiplexen die Abgleichventile 74, 76 und 78, um den vier Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3 und C4 eine Steuerung zu verschaffen. Das Logikventil 140 befördert wahlweise unter Druck stehendes Fluid zum Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C2, während das Logikventil 146 wahlweise unter Druck stehendes Fluid zum Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsmechanismen C3 und C4 befördert. Die gemultiplexte Abgleichventilkonfiguration sorgt außerdem für die Steuerung des Fluidflusses, um eine Kühlung des Motors/Generators A 30 und des Motors/Generators B 32 zu bewirken.

Das Abgleichventil 74 befördert wahlweise Fluid durch einen Auslasskanal 150 zu dem Logikventil 146. Der Auslasskanal 150 befördert Unter Druck stehendes Fluid durch eine Strömungssteuerungsöffnung 153 zu einem Kanal 151. Der Kanal 151 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zum Vorbelasten des ETRS-Ventils 66 in die mittels Druck eingenommene Stellung bereitzustellen. Das Abgleichventil 76 befördert wahlweise unter Druck stehendes Fluid durch einen Auslasskanal 152 zu beiden Logikventilen 140 und 146. Ein Kanal 155 steht mit den Abgleichventilen 74 und 76 in wahlweiser Fluidverbindung. Der Kanal 155 dient dazu, den Kanal 150 zu entleeren, wenn sich das Abgleichventil 74 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet. Der Kanal 155 entleert den Kanal 152, wenn sich das Abgleichventil 76 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet. Ein Auslasskanal 154 des Abgleichventils 78 befördert wahlweise unter Druck stehendes Fluid zu dem Logikventil 140. Außerdem befördert das Abgleichventil 78 wahlweise unter Druck stehendes Fluid über einen Auslasskanal 156 zu dem Boost-Ventil 138. Die Logikventile 140 und 146 stehen durch Kanäle 158, 160 und 162 in wahlweiser Fluidverbindung miteinander. Innen in dem Logikventil 146 ist ein Kanal 164 vorgesehen, der dazu dient, Fluid in dem Kanal 158 abzulassen, wenn sich das Logikventil 146 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet. Wenn sich andererseits das Logikventil 146 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, dient der Kanal 164 dazu, einen Kanal 166 zu entleeren. Der Kanal 166 steht mit dem Logikventil 146 und den Abgleichventilen 74 und 76 in Fluidverbindung. Außerdem kommuniziert der Kanal 166 durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen 168 mit dem Kanal 110.

Ein Auffüllkanal 170 steht mit dem Stellgliedzufuhr-Regelventil 70, dem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72, dem Abgleichventil 78, dem Logikventil 140 und dem Logikventil 146 in Fluidverbindung. Der Stellgliedzufuhr-Fluiddruck in dem Kanal 110 lässt durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen 172 Fluid zu dem Auffüllkanal 170 ab. Der Fluiddruck in dem Auffüllkanal 170 wird durch ein Auslassauffüll-Überdruckventil (EBF) 173 auf einem Wert von etwa 13,79 kPa (2 Pfund pro Quadratzoll (psi)) gehalten, um zu verhindern, dass Luft in das elektrohydraulische Steuersystem 28 eintritt.

Ein Abzugskanal 174 steht mit dem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72 und den Abgleichventilen 72, 76 und 78 in Fluidverbindung. Ein Rückkopplungskanal 176 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das Dämpferverriegelungs-Abgleichventil in einer Regelungs- oder Abgleichstellung befindet. Ähnlich dient ein Rückkopplungskanal 178 dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das Abgleichventil 74 in einer Abgleichstellung befindet. Ein Rückkopplungskanal 180 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das Abgleichventil 76 in einer Abgleichstellung befindet. Ein Rückkopplungskanal 182 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das Abgleichventil 78 in der Abgleichstellung befindet und sich das Boost-Ventil 139 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet. Wenn sich andererseits das Boost-Ventil 138 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird der Rückkopplungskanal 182 über den Kanal 205 entleert.

Der Kanal 94B befördert Fluid durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen 185 zu einem Kanal 184. Durch Beaufschlagung des Kanals 184 mit Druck wird dem Motor/Generator A 30 zur Kühlung eine bemessene Fluidmenge geliefert. Es ist ein Einwege-Rückschlagventil 188 vorgesehen, um so zu verhindern, dass das unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 184 in den Kanal 190 eintritt. Eine Federrückstellungs-Rückschlagkugel 187 dient dazu, einen zusätzlichen Fluidfluss zu dem Motor/Generator A 30 zu verschaffen, wenn ein Kanal 189 mit Druck beaufschlagt wird. Der Kanal 94A befördert Fluid durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen 194 zu einem Kanal 192. Durch Beaufschlagung des Kanals 192 mit Druck wird dem Motor/Generator B 32 eine bemessene Kühlfluidmenge geliefert. Es ist ein Einwege-Rückschlagventil 198 vorgesehen, um so zu verhindern, dass das unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 192 in den Kanal 190 eintritt. Eine Federrückstellungs-Rückschlagkugel 197 dient dazu, einen zusätzlichen Fluidfluss zu dem Motor/Generator B 32 zu verschaffen, wenn ein Kanal 199 mit Druck beaufschlagt wird.

Zur Erfassung der Stellung der Abgleichventile 74, 76 und 78 und der Logikventile 140 und 146 sind vier druckempfindliche Schalter oder Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 vorgesehen. Die Fähigkeit zum Überwachen der oben erwähnten Ventile und zum Erfassen jeglicher Veränderung oder jeglichen Ausbleibens einer Veränderung des Ventilzustands ist wichtig, um für einen kontinuierlichen und zuverlässigen Betrieb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14 zu sorgen.

Das elektrohydraulische Steuersystem 28 ist in der Lage, Zustandsänderungen der Abgleichventile 74, 76 und 78 und der Logikventile 140 und 146 durch Multiplexen der vier Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 zu erfassen. Die Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 sind in wahlweiser Fluidverbindung mit dem Logikventil 140 und den Abgleichventilen 76, 78 bzw. 74 angeordnet. Herkömmlicherweise wären fünf Druckschalter, ein Schalter für jedes Ventil, verwendet worden, um Abgleichventil-Zustandsänderungen zu bestimmen.

Die Erfassung einer Zustandsänderung oder das Ausbleiben einer Anderung des Logikventils 140 erfolgt durch eine eigenständige Erfassung durch den Druckschalter PS1. Wenn sich das Logikventil 140 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, lässt der Druckschalter PS1 zu dem Auffüllkanal 170 ab. Wenn sich das Logikventil 140 in eine mittels Druck eingenommene Stellung verstellt, verhindert ein Steg 200, dass der Druckschalter PS1 zu dem Kanal 170 ablässt. Stattdessen befördert der Kanal 110 unter Druck stehendes Fluid durch Öffnungen 172 zu dem Druckschalter PS1. Die Erfassung einer Zustandsänderung oder das Ausbleiben einer Änderung des Abgleichventils 78 erfolgt durch eine eigenständige Erfassung durch den Druckschalter PS3. Wenn sich das Abgleichventil 78 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, befördert der Kanal 110 unter Druck stehendes Fluid zu dem Druckschalter PS1. Wenn sich das Abgleichventil 78 in eine mittels Druck eingenommene Stellung verstellt, blockiert ein Steg 202 den Kanal 110, wodurch zugelassen wird, dass der Druckschalter PS3 über einen Kanal 205 ablässt.

Die Erfassung einer Zustandsänderung oder das Ausbleiben einer Änderung des Logikventils 146 und der Abgleichventile 76 und 74 erfolgt durch Multiplexen der Druckschalter PS2 und PS4. Um dies zu erreichen, ist der Kanal 166 in Fluidverbindung mit den Abgleichventilen 74 und 76 und dem Logikventil 146 angeordnet. Außerdem ist der Kanal 144 in Fluidverbindung mit den Abgleichventilen 74 und 76 und dem Logikventil 146 angeordnet. Die Kanäle 166 und 144 werden auf der Stellung des Logikventils 146 basierend wahlweise mit Druck beaufschlagt. Wenn sich das Logikventil 146 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal 166 über Öffnungen 168 durch Fluid von dem Kanal 110 mit Druck beaufschlagt. Wenn sich andererseits das Logikventil 146 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, lässt der Kanal 164 in dem Logikventil 146 das Fluid in dem Kanal 166 ab. Wenn dem Solenoidventil 126 Energie zugeführt wird, verstellt sich das Logikventil 146 in eine mittels Druck eingenommene Stellung, wobei der Kanal 144 mit Druck beaufschlagt wird. Wenn dem Solenoidventil andererseits die Energiezufuhr gesperrt wird, verstellt sich das Logikventil 146 in eine mittels Feder eingenommene Stellung, wobei sich der Kanal 144 entleert.

Die gemultiplexte Druckschalteranordnung sorgt für eine Umkehr der Druckbeaufschlagungszustände zwischen dem Kanal 166 und dem Kanal 144. Wenn sich beispielsweise das Logikventil 146 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal 144 mit Druck beaufschlagt, während sich der Kanal 166 entleert. Wenn sich andererseits das Logikventil 146 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal 166 mit Druck beaufschlagt, während sich der Kanal 144 entleert. Dieses Ereignis wird durch eine Änderung des logischen Zustands beider Druckschalter PS2 und PS4 ungeachtet der Stellung ihrer entsprechenden Abgleichventile 76 und 74 angegeben.

Das Boost-Ventil 138 arbeitet bei der vorliegenden Erfindung als Multiplex-Ventil. Das Solenoidventil 120 beaufschlagt wahlweise den Kanal 147, der mit dem Boost-Ventil 138 in Fluidverbindung steht, mit Druck. Das Boost-Ventil dient dazu, das unter Druck stehendes Fluid wahlweise entweder zu einem Kanal 204 oder zu einem Kanal 206 zu leiten. Der Kanal 204 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zu einer Federtasche 208 des ETRS-Ventils 66 zu befördern. Der Kanal 206 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zum Vorbelasten des Klauenkupplungs-Schaltventils 68 in eine mittels Druck eingenommene Stellung zu befördern. Wenn sich das Boost-Ventil 138 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, leitet es unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 147 in den Kanal 204 und ermöglicht damit eine Steuerung des ETRS-Ventils 66. Wenn sich das Boost-Ventil 138 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, leitet es unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 147 in den Kanal 206 und ermöglicht damit eine Steuerung des Klauenkupplungs-Schaltventils 68.

Wenn ein Parkzustand, wie er in den 2a und 2b gezeigt ist, befohlen wird, beaufschlagt das Solenoidventil 120 den Kanal 204 über den Kanal 147 mit Druck, wodurch die Federtasche 208 des ETRS-Ventils 66 mit Druck beaufschlagt wird. Das unter Druck stehende Fluid in der Federtasche 208 entriegelt das ETRS-Ventil und verstellt es in die mittels Feder eingenommene Stellung, wie in 2a gezeigt ist. Wenn sich das ETRS-Ventil 66 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Fluss von unter Druck stehendem Fluid in dem Hauptkanal 54 zu dem Kanal 82 durch den Steg 92 blockiert. Der Kanal 82 entleert sich durch den Kanal 64, wodurch zugelassen wird, dass die Feder 84 den Kolben 86 des Stellglieds 80 vorbelastet. Wenn sich das Stellglied 80 in der federbelasteten Stellung befindet, ist der Parkklinkenmechanismus 88 eingerückt.

Wenn ein Ausrücken des Parkklinkenmechanismus 88 gewünscht wird, wird der Fluiddruck in dem Kanal 204 über ein Solenoidventil 120 abgelassen. Das ETRS-Ventil kann dann auf eine von zwei Möglichkeiten in die mittels Druck eingenommene Stellung versetzt werden. Das Abgleichventil 74 kann wahlweise das ETRS-Ventil 66 in eine mittels Druck eingenommene Stellung vorbelasten, indem es den Kanal 151 über den Kanal 150 mit Druck beaufschlagt. Das Abgleichventil 74 muss sich in der Abgleichstellung oder mittels Druck eingenommenen Stellung befinden, um das ETRS-Ventil 66 zu steuern. Außerdem kann das Solenoidventil 124 den Kanal 142 wahlweise mit Druck beaufschlagen, wodurch veranlasst wird, dass unter Druck stehendes Fluid auf die an dem Steg 141 gebildete Differenzfläche einwirkt. Sobald der Druck in dem Kanal 151 und/oder dem Kanal 142 eine Größe besitzt, der die Federvorbelastung des ETRS-Ventils 66 überwindet, bewegt sich dieses in eine mittels Druck eingenommene Stellung, wie in 3a gezeigt ist. Das ETRS-Ventil 66 bleibt durch das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 in der mittels Druck eingenommenen Stellung verriegelt, bis es durch Erhöhen des Drucks in der Federtasche 208 über den Kanal 204 entriegelt wird. Das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 beaufschlagt den Kanal 82 mit Druck, wodurch der Kolben 86 des Stellglieds 80 entgegen der Kraft der Feder 84 vorbelastet wird. Wenn sich das Stellglied 80 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wie in 3a gezeigt ist, rückt der Parkklinkenmechanismus 88 aus.

Das in den 2a bis 3b gezeigte elektrohydraulische Steuersystem 28 ermöglicht zwei Rückwärtsbetriebsarten. Die Parallel-Rückwärtsbetriebsart verwendet den Drehmomentübertragungsmechanismus C1 und die Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung, um die Bewegung des Fahrzeugs auszuführen. Eine Reihen-Rückwärtsbetriebsart verwendet die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C4, um die Bewegung des Fahrzeugs auszuführen. Die Reihen-Rückwärtsbetriebsart erfordert, dass die Klauenkupplung 108 ausgerückt ist. Die Klauenkupplung 108 der vorliegenden Erfindung ist eine solche, die durch Feder eingerückt wird; daher bewirkt das wahlweise Beaufschlagen der Klauenkupplung 108 mit Fluid eine Ausrücken. In allen Betriebsarten außer der Reihen-Rückwärtsbetriebsart bleibt die Klauenkupplung 108 eingerückt.

Die 3a und 3b zeigen das elektrohydraulische Steuersystem 28 in der Reihen-Rückwärtsbetriebsart. In dieser Betriebsart ist das Boost-Ventil 138 in die mittels Druck eingenommene Stellung versetzt, wodurch das Solenoidventil 120 wahlweise den Kanal 206 mit Druck beaufschlagen kann. Der Fluiddruck in dem Kanal 206 dient dazu, das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in eine mittels Druck eingenommene Stellung vorzubelasten. Wenn sich das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 zu der Klauenkupplung 108 befördert, um ein Ausrücken herbeizuführen. Außerdem wird unter Druck stehendes Fluid zu dem Kanal 190 befördert, um den Fluidfluss zum Kühlen des Motors/Generators A 30 und des Motors/Generators B 32 zu verstärken. Wenn das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in eine mittels Feder eingenommene Stellung zurückkehrt, indem der Kanal 206 entleert wird, entleert sich das unter Druck stehende Fluid in der Klauenkupplung 108, womit diese einrückt. Der Kanal 206 kann durch das Solenoidventil 120 (wenn das Boost-Ventil 138 in der mittels Druck eingenommenen Stellung verbleibt) oder durch Versetzen des Boost-Ventils 138 in die mittels Feder eingenommene Stellung entleert werden.

Das Boost-Ventil 138 wird für die elektrisch verstellbare Low-mode-Betriebsart sowie die Betriebsarten für Kraftübertragung im ersten und im zweiten Vorwärtsbereich in die mittels Druck eingenommene Stellung versetzt. Daher dient das Solenoidventil zum Steuern des Klauenkupplungs-Schaltventils 68. Für die Betriebsart für dritten Vorwärtsbereich, die Betriebsart für vierten Vorwärtsbereich und die elektrisch verstellbare Highmode-Betriebsart befindet sich das Boost-Ventil 138 in der mittels Feder eingenommenen Stellung und ermöglicht damit dem Solenoidventil 120, das ETRS-Ventil 66 zu steuern. Jedoch wird in sämtlichen der oben erwähnten Betriebsarten das Solenoidventil 120 abgeschaltet.

In den 4 und 5 ist nun das Park-by-Wire-Untersystem 81 schematisch in größerem Detail gezeigt. Das Park-by-Wire-Untersystem 81 umfasst einen Hebel 210, der an einer Welle 212 drehbar angebracht ist. Der Hebel 210 weist ein erstes Ende 214 mit einer daran angebrachten Stellgliedstange 216 und ein zweites Ende 218 mit einem daran angebrachten Verbindungsglied 220 auf. Die Stellgliedstange 216 dient dazu, wahlweise den Parkklinkenmechanismus 88 einzurücken. Der Parkklinkenmechanismus 88 umfasst einen Parkklinkenarm 222 und ein Zahnrad 224. Das Zahnrad 224 ist typischerweise an der Abtriebswelle 20 aus 1 angebracht oder einteilig mit dieser ausgebildet. Der Parkklinkenmechanismus 88 ist in einer Parkbetriebsart oder einem Parkzustand, wenn der Parkklinkenarm 222 mit dem Zahnrad 224 in Eingriff ist, wie in 4 gezeigt ist, und in einer Nichtparkbetriebsart oder einem Nichtparkzustand, wenn der Parkklinkenarm 222 aus dem Eingriff mit dem Zahnrad 224 gelöst ist, wie in 5 gezeigt ist.

Das Stellglied 80 dient dazu, in Reaktion auf Befehlssignale von einer Befehlsquelle 226 wie etwa dem ETRS-Ventil 66 aus den 2a und 3a den Hebel 210 über das Verbindungsglied 220 vorzubelasten. Das Einrastsolenoid 93 dient dazu, die Position des Hebels 210 aufrechtzuerhalten, um so den Parkklinkenmechanismus 88 bei Ausbleiben von Befehlssignalen von der Befehlsquelle 226 in der Nichtparkposition zu halten. Ein erster und ein zweiter Halleffektschalter 228 bzw. 230 wirken mit dem Hebel 210 zusammen, um die Drehposition des Hebels 210 zu signalisieren. In dem Stellglied 80 ist eine Feder 84 vorgesehen, die dazu dient, das Verbindungsglied 220 bei Ausbleiben eines Befehlssignals von der Befehlsquelle 226 vorzubelasten. Zum Überwachen von Befehlssignalen von der Befehlsquelle 226 an das Stellglied 80 ist ein Schalter 234 vorgesehen, während zum Überwachen der Ausführung durch das Stellglied 80 ein Sensor 236 vorgesehen ist.

Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Parkzustand ist, wie in 4 gezeigt ist, werden durch die Befehlsquelle 226 keine Befehlssignale geliefert, so dass die Feder 84 das Verbindungsglied 220 nach links vorbelastet, wie in 4 gezeigt, so dass der Hebel 210 im Uhrzeigersinn vorbelastet wird. Als ein Ergebnis zwingt der Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach rechts, um den Parkklinkenarm 222 in Eingriff mit dem Zahnrad 224 vorzubelasten, um auf diese Weise den Parkklinkenmechanismus 88in den Parkzustand zu bringen. Der erste und der zweite Halleffektschalter 228 und 230 signalisieren, dass sich der Hebel 210 in der Parkposition befindet.

Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Nichtparkzustand ist, wie in 5 gezeigt ist, werden durch die Befehlsquelle 226 Befehlssignale geliefert, damit das Stellglied 80 das Verbindungsglied 220 nach rechts vorbelastet, wie in 5 gezeigt, und somit der Hebel 210 im Uhrzeigersinn vorbelastet wird. Im Ergebnis belastet der Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach links vor, um zuzulassen, dass der Parkklinkenarm 222 das Zahnrad 224 freigibt, wodurch der Parkklinkenmechanismus 88 in den Nichtparkzustand versetzt wird. Der erste und der zweite Halleffektschalter 228 und 230 signalisieren, dass sich der Hebel 210 in der Nichtparkposition befindet. Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Nichtparkzustand ist, kann das Einrastsolenoid 93 in einen Eingriff gelangen, um den Parkklinkenmechanismus 88 in dem Nichtparkzustand zu halten. In Verbindung mit der Feder 84 und anstelle von dieser kann eine Torsionsfeder 238 vorgesehen sein, um so den Hebel 210 bei Ausbleiben eines Steuersignals von der Befehlsquelle 226 in die Parkposition vorzubelasten.

In den 6 und 7 ist eine alternative Ausführungsform des Park-by-Wire-Untersystems 81 nach den 4 und 5 gezeigt und allgemein bei 81A angegeben. Das Park-by-Wire-Untersystem 81A gleicht in der Arbeitsweise und der Konstruktion dem Park-by-Wire-Untersystem 81. Jedoch umfasst das Park-by-Wire-Untersystem 81A ein Stellglied 80A, das dazu dient, das Verbindungsglied 220 nach links bei Betrachtung von 6 vorzubelasten, um eine Drehung des Hebels 210 im Uhrzeigersinn zu bewirken. Dadurch wird die Stellgliedstange 216 nach rechts in einen Eingriff mit dem Parkklinkenarm 220 vorbelastet, um den Parkklinkenmechanismus 88 in den Parkzustand zu versetzen. Andererseits belastet das Stellglied 80A das Verbindungsglied 220 in Reaktion auf Befehlssignale, die von der Befehlsquelle 226 geliefert werden, nach rechts bei Betrachtung von 7 vor, um so den Hebel 210 entgegen dem Uhrzeigersinn vorzubelasten. Im Ergebnis belastet der Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach links vor, um zuzulassen, dass der Parkklinkenarm 222 das Zahnrad 224 freigibt, wodurch der Parkklinkenmechanismus 88 in den Nichtparkzustand versetzt wird. Der Hebel 210 kann insofern als "Totganghebel" bezeichnet werden, als er ungeachtet der durch das Stellglied 80 oder 80A ausgeübten Kraft durch eine äußere Kraft manuell in die Nichtparkposition gedreht werden kann, um dadurch zuzulassen, dass sich das Verbindungsglied translatorisch in Bezug auf den Hebel 210 bewegt.

In 8 ist nun eine schematische graphische Darstellung eines Steuersystems 240 gezeigt, das ausgestaltet ist, um das Park-by-Wire-Untersystem 81 nach den 4 und 5 und das Park-by-Wire-Untersystem 81A nach den 6 und 7 zu steuern. Das Steuersystem 240 umfasst eine erste Steuereinheit 242 und eine zweite Steuereinheit 244. Die erste und die zweite Steuereinheit 242 und 244 können jeweils in der Steuereinheit 34 von 1 aufgenommen oder getrennt vorhanden sein. Die erste und die zweite Steuereinheit 242 und 244 kommunizieren miteinander über eine Leitung 246. Die zweite Steuereinheit 244 ist zugunsten von Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnoseredundanzen in das Steuersystem 240 aufgenommen. Die erste und die zweite Steuereinheit 242 und 244 wirken beim Versehen von Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnosefunktionen für das Park-by-Wire-Untersystem 81 oder 81A zusammen. Die erste Steuereinheit 242 empfängt über eine Leitung 248 Signale von dem ersten Halleffektschalter 228, um die Position des Hebels 210 zu überwachen. Außerdem empfängt die erste Steuereinheit 242 über eine Leitung 250 Signale von dem Schalter 234, um die Befehlssignale, die an das in den 4 bis 5 bzw. 6 bis 7 gezeigte Stellglied 80 oder 80A geliefert werden, zu überwachen. Die erste Steuereinheit 242 dient dazu, über eine Leitung 252 die Befehlsquelle 226 zu steuern. Als solches liefert der Schalter 234 ein Rückkopplungssignal über die Leitung 250 zu der ersten Steuereinheit 242.

Die zweite Steuereinheit 244 empfangt über eine Leitung 254 Signale von dem zweiten Halleffektschalter 230, um die Position des Hebels 210 zu überwachen. Außerdem liefert der Sensor 236 über eine Leitung 256 Signale zu der zweiten Steuereinheit 244, so dass die Betätigung des Stellglieds 80 oder 80A überwacht werden kann. Die zweite Steuereinheit 244 dient dazu, über eine Leitung 258 Befehlssignale zu liefern, um den Betrieb des Einrastsolenoids 93 zu steuern.

Obwohl sich die obige Besprechung auf ein Stellglied 80 und 80A, das hydraulisch betätigt wird (d. h. ein hydraulischer Stellantrieb ist), konzentrierte, kann ein elektrisch betätigtes Stellglied wie etwa ein Motor verwendet und dabei im Umfang dessen, was beansprucht wird, geblieben werden. In einem solchen Falle würden eine Stromüberwachungsvorrichtung als Schalter 234 und eine Verschiebungsüberwachungsvorrichtung als Sensor 236 verwendet werden. Ferner kann das Stellglied 80 oder 80A ein Zweiweg-Stellglied oder dual wirkendes Stellglied sein, das dazu dient, den Hebel sowohl in die Parkposition als auch aus der Parkposition heraus vorzubelasten, wodurch sich die Feder 84 und/oder die Torsionsfeder 238 erübrigen.

Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, erkennen jene, die mit dem Fachgebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Praktizieren der Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche.


Anspruch[de]
Park-by-Wire-Untersystem für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, das umfasst:

eine Befehlsquelle;

ein Stellglied, das auf Steuersignale von der Befehlsquelle anspricht;

einen Hebel, der mit dem Stellglied funktional verbunden ist;

einen Parkklinkenmechanismus, der mit dem Hebel funktional verbunden ist;

wobei das Stellglied dazu dient, mit dem Hebel in einen Eingriff zu stehen, um den Parkklinkenmechanismus wahlweise entweder in einen Parkzustand oder in einen Nichtparkzustand zu versetzen; und

wenigstens zwei Steuereinheiten; und

wobei eine erste der wenigstens zwei Steuereinheiten dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern.
Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst:

einen ersten und einen zweiten Halleffektschalter; und

wobei der erste und der zweite Halleffektschalter dazu dienen, die Position des Hebels der ersten der wenigstens zwei Steuereinheiten bzw. einer zweiten der wenigstens zwei Steuereinheiten zu signalisieren.
Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, das ferner einen Schalter umfasst, der dazu dient, die Befehlsquelle zu überwachen und mit der ersten der wenigstens zwei Steuereinheiten zu kommunizieren. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, das ferner einen Sensor umfasst, der dazu dient, das Stellglied zu überwachen und mit einer zweiten der wenigstens zwei Steuereinheiten zu kommunizieren. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite der wenigstens zwei Steuereinheiten miteinander kommunizieren. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, bei dem der Parkklinkenmechanismus umfasst:

ein Zahnrad, das mit einer Abtriebswelle des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes funktional verbunden ist; und

einen Parkklinkenarm, der wahlweise mit dem Zahnrad in einen Eingriff stehen kann, um den Parkklinkenmechanismus in einen Parkzustand zu versetzen.
Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 6, das ferner umfasst:

eine Stellgliedstange, die mit dem Hebel funktional verbunden ist; und

wobei die Stellgliedstange dazu dient, den Parkklinkenarm wahlweise in einen Eingriff mit dem Zahnrad vorzubelasten.
Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Einrastsolenoid umfasst, das dazu dient, den Parkklinkenmechanismus bei Ausbleiben von Steuersignalen von der Befehlsquelle in dem Nichtparkzustand zu halten. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 8, bei dem eine zweite der wenigstens zwei Steuereinheiten dazu dient, das Einrastsolenoid zu steuern. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, bei dem die erste der wenigstens zwei Steuereinheiten dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, das ferner eine Feder umfasst, die dazu dient, den Hebel vorzubelasten, um den Parkklinkenmechanismus in die Parkposition zu versetzen. Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 1, bei dem das Stellglied entweder ein Motor oder ein hydraulischer Stellantrieb ist. Elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, mit:

einem Park-by-Wire-Untersystem, das umfasst:

eine Befehlsquelle;

ein Stellglied, das auf Steuersignale von der Befehlsquelle anspricht;

einen Hebel, der mit dem Stellglied funktional verbunden ist;

einen Parkklinkenmechanismus, der mit dem Hebel funktional verbunden ist;

wobei das Stellglied dazu dient, mit dem Hebel in einen Eingriff zu stehen, um den Parkklinkenmechanismus wahlweise entweder in einen Parkzustand oder in einen Nichtparkzustand zu versetzen;

eine erste und eine zweite Steuereinheit, die so betreibbar sind, dass sie miteinander kommunizieren;

wobei die erste Steuereinheit dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern;

einen Schalter, der dazu dient, die Befehlsquelle zu überwachen und mit der ersten Steuereinheit zu kommunizieren; und

einen Sensor, der dazu dient, das Stellglied zu überwachen und mit der zweiten Steuereinheit zu kommunizieren.
Elektrisch verstellbares Hybridgetriebe nach Anspruch 13, bei dem das Park-by-Wire-Untersystem ferner einen ersten und einen zweiten Halleffektschalter umfasst, wobei der erste Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der ersten Steuereinheit zu signalisieren, und wobei der zweite Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der zweiten Steuereinheit zu signalisieren. Elektrisch verstellbares Hybridgetriebe nach Anspruch 13, das ferner ein Einrastsolenoid umfasst, das dazu dient, den Parkklinkenmechanismus bei Ausbleiben einer Steuerung von der Befehlsquelle in dem Nichtparkzustand zu halten, und wobei die zweite Steuereinheit dazu dient, das Einrastsolenoid zu steuern. Elektrisch verstellbares Hybridgetriebe nach Anspruch 13, bei dem die erste Steuereinheit dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern. Innen angebrachtes Park-by-Wire-Untersystem für ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, das umfasst:

eine Befehlsquelle;

ein Stellglied, das auf eine Steuerung von der Befehlsquelle anspricht;

einen Hebel, der mit dem Stellglied funktional verbunden ist;

einen Parkklinkenmechanismus, der mit dem Hebel funktional verbunden ist;

wobei das Stellglied dazu dient, mit dem Hebel in einen Eingriff zu stehen, um den Parkklinkenmechanismus wahlweise entweder in einen Parkzustand oder in einen Nichtparkzustand zu versetzen;

eine erste und eine zweite Steuereinheit, die so betreibbar sind, dass sie miteinander kommunizieren;

wobei die erste Steuereinheit dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern;

einen Schalter, der dazu dient, die Befehlsquelle zu überwachen und mit der ersten Steuereinheit zu kommunizieren;

einen Sensor, der dazu dient, das Stellglied zu überwachen und mit der zweiten Steuereinheit zu kommunizieren;

einen ersten und einen zweiten Halleffektschalter;

wobei der erste Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der ersten Steuereinheit zu signalisieren, und wobei der zweite Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der zweiten Steuereinheit zu signalisieren; und

ein Einrastsolenoid, das dazu dient, den Parkklinkenmechanismus bei Ausbleiben einer Steuerung von der Befehlsquelle in dem Nichtparkzustand zu halten.
Innen angebrachtes Park-by-Wire-Untersystem nach Anspruch 17, bei dem die erste Steuereinheit dazu dient, die Befehlsquelle zu steuern.






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