DE10101437A1

DE10101437A1 - Hydraulic protection mechanism for automatic transmission has no-return valve in line between working cylinder and control valve

Info

Publication number: DE10101437A1
Application number: DE2001101437
Authority: DE
Inventors: Anton Stephan
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-01-13
Filing date: 2001-01-13
Publication date: 2002-08-01

Abstract

The hydraulic protection mechanism if for an automatic transmission in which several clutched are operated by a dedicated hydraulic working cylinder (1) connected to a pressure store via a line (2) with a control valve (3) in it. There is a no-return (pressure limiting) valve (4) in the line between the cylinder and the control valve.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schutzmechanismus für ein Auto matikgetriebe, bei dem mehrere Kupplungen mit einem zugeordneten hydraulischen Arbeitszylinder betätigbar sind, der über eine Leitung, in der ein Steuerventil ange ordnet ist, mit einem Druckspeicher verbunden ist.The invention relates to a hydraulic protective mechanism for a car automatic transmission, in which several clutches with an associated hydraulic Working cylinders can be actuated via a line in which a control valve is attached is arranged, is connected to a pressure accumulator.

Bei einem Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge sind den Radsätzen mehrere Kupplungen zugeordnet. Dabei definieren jeweils zwei Kupplungen einen Gang. Zum Schließen und Halten der Kupplungen wird der zugeordnete Arbeitszylinder über das Steuerventil mit einem Druckspeicher verbunden. Zum Öffnen der Kupplung wird der Arbeitszylinder über das Steuerventil entleert, d. h. der Druck wird abgebaut. Im Normalbetrieb werden die zum Befüllen und Entleeren der einzelnen Arbeitszylinder dienenden Steuerventile elektromagnetisch betätigt, wobei die Steuersignale von einem elektronischen Steuergerät geliefert werden. Bei einem Ausfall des elektroni schen Steuergerätes werden die Gänge, die für die jeweilige Situation vorgesehen sind, mit dem vollen Systemdruck angesteuert. Dies führt zu einem extrem schnellen Schließen der entsprechenden Kupplung, was wiederum zu hohen Momentenspitzen führt. Diese Momentenspitzen können aber zu mechanischen Schäden im Getriebe, wie z. B. der Wellen und der Radsätze, führen. Um einen solchen unerwünschten plötzlichen Druckanstieg in dem der entsprechenden Kupplung zugeordneten Arbeitszylinder zu vermeiden, ist es bekannt, in der diesen Arbeitszylinder mit dem Steuerventil verbindenden Leitung eine Drossel anzuordnen. Da eine solche Drossel in beiden Fließrichtungen der Hydraulikflüssigkeit wirksam ist, wird nicht nur der Druckanstieg beim Befüllen des Arbeitszylinders, sondern auch der Druckabfall beim Entleeren des Arbeitszylinders verzögert. Zum Öffnen der Kupplung sollte der zuge hörige Arbeitszylinder aber möglichst unverzüglich entleert werden. Ein weiterer Nachteil einer solchen Drossel besteht darin, daß das Befüllen und Entleeren der Arbeitszylinder beeinträchtigt wird, wenn die Zähigkeit der Hydraulikflüssigkeit bei niederen Temperaturen zunimmt. Dieses Problem macht sich auch im Normalbetrieb bemerkbar, wenn die Steuerventile entsprechend den Signalen des elektronischen Steuergerätes betätigt werden. Zur Überwindung dieses Nachteils wurde auch be reits vorgeschlagen, parallel zu der das Steuerventil mit dem Arbeitszylinder verbin denden Leitung einen Dämpfer anzuordnen. Im Gegensatz zu einer Drossel wird die Arbeitsweise eines Dämpfers durch die Zähigkeit der Hydraulikflüssigkeit nur ge ringfügig beeinflußt. Aber auch ein solcher Dämpfer ist mit dem Nachteil behaftet, daß er einen Druckabfall in der gleichen Weise dämpft oder verzögert wie einen Druckanstieg. Durch den Dämpfer wird daher nicht nur das Schließen, sondern auch das Öffnen der entsprechenden Kupplung verzögert, was aber unerwünscht ist.In an automatic transmission for motor vehicles, there are several wheelsets Associated with clutches. Two clutches define a gear. To the Closing and holding the couplings is the assigned working cylinder on the Control valve connected to a pressure accumulator. To open the clutch, the Working cylinder emptied via the control valve, d. H. the pressure is released. in the Normal operation are those for filling and emptying the individual working cylinders Serving control valves operated electromagnetically, the control signals from an electronic control unit. In the event of a failure of the electroni the control unit, the gears are provided for the respective situation are controlled with the full system pressure. This leads to an extremely fast Closing the corresponding clutch, which in turn leads to high torque peaks leads. However, these torque peaks can lead to mechanical damage in the transmission, such as B. the shafts and the wheelsets. To such an undesirable sudden pressure increase in that associated with the corresponding clutch To avoid working cylinders, it is known in which this working cylinder with the Control valve connecting line to arrange a throttle. Because such a choke is effective in both directions of flow of the hydraulic fluid, not only the Pressure increase when filling the working cylinder, but also the pressure drop when Emptying of the working cylinder delayed. To open the clutch the should audible cylinders should be emptied as soon as possible. Another The disadvantage of such a throttle is that the filling and emptying of the Working cylinder is affected when the viscosity of the hydraulic fluid low temperatures increases. This problem also arises in normal operation noticeable when the control valves according to the signals of the electronic Control unit are operated. To overcome this disadvantage was also already proposed parallel to the control valve with the working cylinder to place a damper on the line. In contrast to a throttle, the Operation of a damper due to the viscosity of the hydraulic fluid only ge slightly influenced. But such a damper also has the disadvantage that it dampens or delays a pressure drop in the same way as one Pressure rise. The damper therefore not only closes, but also the opening of the corresponding clutch is delayed, but this is undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen hydrauli schen Schutzmechanismus dahingehend weiterzubilden, daß der Druckanstieg beim Befüllen des Arbeitszylinders verzögert, der Druckabfall beim Entleeren des Arbeits zylinders jedoch nicht behindert wird.The invention has for its object a generic hydraulic rule protective mechanism in such a way that the pressure increase at Filling of the working cylinder is delayed, the pressure drop when emptying the work cylinder is not hindered.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Leitung zwi schen dem Arbeitszylinder und dem Steuerventil ein Druckbegrenzungsventil ange ordnet ist. Wenn zum Schließen und Halten der Kupplung der zugehörige Arbeits zylinder im Notprogramm mit dem vollen Systemdruck angesteuert wird, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil, so daß die Entstehung unerwünscht hoher Druckspit zen verhindert wird. Wenn der Arbeitszylinder zum Öffnen der zugehörigen Kupplung entleert wird, dann ist dieses Druckbegrenzungsventil hingegen wirkungslos, so daß der angestrebte rasche Druckabbau nicht verzögert wird. Dieses Druckbegrenzungs ventil ist vorzugsweise ein federbelastetes Rückschlagventil.According to the invention this object is achieved in that between the line a pressure relief valve between the working cylinder and the control valve is arranged. When to close and hold the clutch the associated work cylinder in the emergency program is actuated with the full system pressure, then opens the pressure relief valve, so that the formation of undesirably high pressure peaks zen is prevented. When the working cylinder to open the associated clutch is emptied, then this pressure relief valve is ineffective, so that the desired rapid pressure reduction is not delayed. This pressure limiting valve is preferably a spring-loaded check valve.

Ein solches Druckbegrenzungsventil ist so ausgelegt, daß es den Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung auf einen Maximalwert begrenzt, der im Notbetrieb bei Ausfall des elektronischen Steuergerätes gerade noch akzeptiert werden kann. Dieser Maximalwert liegt aber unter dem Druck der Hydraulikflüssigkeit, der im Nor malbetrieb zum Schließen und Halten der Kupplung erwünscht wäre. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Abflußseite des Druck begrenzungsventils mit einem Dämpfer verbunden ist, und daß der Dämpfer über eine Drossel mit der Leitung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Steuerventil verbunden ist. Wie bei der ersten Ausführungsform öffnet das Druckbegrenzungs ventil, sobald der Druck in der entsprechenden Leitung den Grenzwert erreicht. Dies gilt sowohl für das Schließen der Kupplung im Normalfall wie auch bei einem Notpro gramm-Fall. Die Hydraulikflüssigkeit kann über das Druckbegrenzungsventil in den Dämpfer abfließen. Im Dämpfer wird daher ein Druck aufgebaut, der so lange an steigt, bis er mit dem Druck in der Leitung im Gleichgewicht steht. Mit diesem hy draulischen Schutzmechanismus kann daher der Druckanstieg in der Leitung bzw. im Arbeitszylinder verzögert und damit ein unerwünscht schnelles Schließen der ent sprechenden Kupplung verhindert werden. Andererseits kann der Druck in der Lei tung aber auf einen über dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils liegen den Wert gesteigert werden. Wenn die Leitung zum Öffnen der Kupplung entleert wird, dann kann die in dem Dämpfer enthaltene Hydraulikflüssigkeit über die Drossel in die Leitung abfließen. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Druckabfalls in der Leitung und damit die Öffnungsgeschwindigkeit der Kupplung aber nicht wesentlich beeinträchtigt.Such a pressure relief valve is designed so that it is the pressure of the Hydraulic fluid in the line is limited to a maximum value, which is in emergency operation can just be accepted if the electronic control unit fails. However, this maximum value is below the pressure of the hydraulic fluid, which is in the Nor would be desirable to close and hold the clutch. According to one Further development of the invention is therefore provided that the discharge side of the pressure limit valve is connected to a damper, and that the damper over a throttle with the line between the working cylinder and the control valve connected is. As in the first embodiment, the pressure relief opens valve as soon as the pressure in the corresponding line reaches the limit value. This applies both to closing the clutch in the normal case and to an emergency pro gram case. The hydraulic fluid can flow through the pressure relief valve Drain damper. A pressure is therefore built up in the damper that lasts for so long increases until it is balanced with the pressure in the line. With this hy draulic protection mechanism can therefore the pressure increase in the line or in Working cylinder delays and thus an undesirably fast closing of the ent speaking clutch can be prevented. On the other hand, the pressure in the lei tion, however, are above the opening pressure of the pressure relief valve the value can be increased. When the line to open the clutch is empty then the hydraulic fluid contained in the damper can flow through the throttle drain into the pipe. This will reduce the rate of pressure drop in the Line and therefore the opening speed of the clutch is not essential impaired.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:Two embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 einen hydraulischen Schutzmechanismus gemäß einer ersten Ausfüh rungsform in schematischer Darstellung, und Fig. 1 shows a hydraulic protection mechanism according to a first embodiment in a schematic representation, and

Fig. 2 einen hydraulischen Schutzmechanismus gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows a hydraulic protection mechanism according to a second embodiment in a schematic representation.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Schutzmechanismus für ein Automatikgetriebe gezeigt. Ein solches Automatikgetriebe umfaßt mehrere Kupplungen, von denen je weils zwei einen Gang definieren. Diese Kupplungen sind zum Öffnen und Schließen mit einem zugeordneten hydraulischen Arbeitszylinder betätigbar. Da der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Automatikgetriebes dem Fachmann bekannt ist, kann auf eine nähere Erläuterung verzichtet werden.In Fig. 1, a hydraulic protection mechanism for an automatic transmission is shown. Such an automatic transmission comprises several clutches, two of which each define a gear. These clutches can be operated for opening and closing with an associated hydraulic working cylinder. Since the structure and mode of operation of such an automatic transmission are known to the person skilled in the art, a more detailed explanation can be dispensed with.

In der Zeichnung ist nur einer der zu einem solchen Automatikgetriebe gehöri gen hydraulischen Arbeitszylinder gezeigt. Der Arbeitszylinder 1 ist über eine Leitung 2 mit einem (nicht gezeigten) Druckspeicher verbunden. In der Leitung 2 ist ein elek tromagnetisch betätigbares Dreiwegeventil 3 angeordnet, das nachfolgend als Steuerventil bezeichnet wird. Dieses Steuerventil 3 wird entsprechend den von einem (nicht gezeigten) elektronischen Steuergerät gelieferten Signalen betätigt, um den Arbeitszylinder 1 zum Schließen und Halten der zugeordneten Kupplung mit dem Druckspeicher für eine Hydraulikflüssigkeit zu verbinden oder zum Öffnen der Kupp lung mit einem (nicht gezeigten) Sammelbehälter der Hydraulikflüssigkeit zu verbin den. Zwischen dem Arbeitszylinder 1 und dem Steuerventil 3 ist in der Leitung 2 ein federbelastetes Rückschlagventil 4 angeordnet. Dieses Rückschlagventil begrenzt den in der Leitung 2 herrschenden Druck der Hydraulikflüssigkeit auf einen Maximal wert. Durch diese Maßnahme wird ein übermäßig schnelles Schließen der entspre chenden Kupplung und damit eine übermäßige Belastung der Radsätze und Wellen des Getriebes verhindert. Wenn die Leitung 2 über das Steuerventil 3 mit dem drucklosen Sammelbehälter verbunden wird, dann ist das Rückschlagventil 4 wir kungslos, und der für ein rasches Öffnen der Kupplung erforderliche Druckabfall wird nicht behindert.In the drawing, only one of the hydraulic transmissions belonging to such an automatic transmission is shown. The working cylinder 1 is connected via a line 2 to a pressure accumulator (not shown). In the line 2 an elec tromagnetically actuated three-way valve 3 is arranged, which is hereinafter referred to as a control valve. This control valve 3 is operated in accordance with the signals supplied by an electronic control unit (not shown) in order to connect the working cylinder 1 to close and hold the associated clutch with the pressure accumulator for a hydraulic fluid or to open the clutch with a collecting tank (not shown) to connect the hydraulic fluid. A spring-loaded check valve 4 is arranged in the line 2 between the working cylinder 1 and the control valve 3 . This check valve limits the pressure of the hydraulic fluid in line 2 to a maximum value. This measure prevents an excessively fast closing of the corresponding clutch and thus an excessive load on the wheelsets and shafts of the transmission. If the line 2 is connected via the control valve 3 to the unpressurized collecting container, then the check valve 4 is without any effect, and the pressure drop required for quickly opening the clutch is not impeded.

In Fig. 2 ist eine Weiterbildung des hydraulischen Schutzmechanismus nach Fig. 1 gezeigt. Diese Weiterbildung besteht darin, daß die Abflußseite des Rück schlagventils 4 mit einem Dämpfer 5 verbunden ist. Der Dämpfer 5 besteht aus ei nem Zylinder mit einem federbelasteten Kolben. Der Speicherraum des Dämpfers 5 ist über eine Drossel 6 mit der Leitung 2 zwischen dem Arbeitszylinder 1 und dem Steuerventil 3 verbunden. Die Drossel 6 ist somit zum Rückschlagventil 4 parallel geschaltet. Es wird somit ein durch eine Umrahmung bezeichnetes geschlossenes System gebildet. FIG. 2 shows a further development of the hydraulic protective mechanism according to FIG. 1. This development is that the drain side of the return check valve 4 is connected to a damper 5 . The damper 5 consists of a cylinder with a spring-loaded piston. The storage space of the damper 5 is connected via a throttle 6 to the line 2 between the working cylinder 1 and the control valve 3 . The throttle 6 is thus connected in parallel to the check valve 4 . A closed system designated by a frame is thus formed.

Bei einem Ausfall des elektronischen Steuergerätes wird gemäß einem Not programm derjenige Gang, der für die jeweilige Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor gesehen ist, mit dem vollen Systemdruck angesteuert. Dieser Druck liegt über dem von dem Rückschlagventil 4 bestimmten Grenzwert. Das Rückschlagventil 4 öffnet daher, so daß Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 2 in den Speicherraum des Dämpfers 5 abfließen kann. In dem Speicherraum des Dämpfers 5 baut sich daher ein Druck auf, der solange zunimmt, bis er mit dem in der Leitung 2 herrschenden Druck im Gleichgewicht ist. Der in der Leitung 2 herrschende Druck kann daher auf einen Wert ansteigen, der über dem Druck liegt, bei dem das Rückschlagventil 4 öffnet. Das Rückschlagventil 4 hat also nur die Funktion, den Druckanstieg in der Leitung 2 zu verzögern, ohne aber den Höchstwert zu begrenzen. Wenn die Leitung 2 zum Öffnen der Kupplung über das Steuerventil 3 mit dem drucklosen Sammel behälter verbunden wird, kann die in dem Speicherraum des Dämpfers 5 enthaltende Hydraulikflüssigkeit über die Drossel 6 abfließen. Der im Hinblick auf ein rasches Öffnen der Kupplung angestrebte Druckabbau wird dadurch aber nicht nennenswert verzögert. Nachdem der Druck im Speicherraum des Dämpfers 5 abgebaut ist, ist der Schutzmechanismus wieder bereit, ein unmäßig rasches Ansteigen des Druckes in der Leitung 2 auf den Betriebsdruck zu verhindern. In the event of a failure of the electronic control unit, the gear that is intended for the respective speed of the vehicle is actuated with the full system pressure in accordance with an emergency program. This pressure is above the limit value determined by the check valve 4 . The check valve 4 therefore opens, so that hydraulic fluid can flow out of the line 2 into the storage space of the damper 5 . A pressure builds up in the storage space of the damper 5 , which increases until it is in equilibrium with the pressure prevailing in the line 2 . The pressure prevailing in line 2 can therefore rise to a value which is above the pressure at which the check valve 4 opens. The check valve 4 therefore only has the function of delaying the pressure increase in line 2 , but without limiting the maximum value. If the line 2 for opening the clutch via the control valve 3 is connected to the unpressurized collecting container, the hydraulic fluid contained in the storage space of the damper 5 can flow off via the throttle 6 . However, the pressure reduction aimed at quickly opening the clutch is not significantly delayed by this. After the pressure in the storage space of the damper 5 has been reduced, the protective mechanism is again ready to prevent the pressure in the line 2 from increasing excessively rapidly to the operating pressure.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Arbeitszylinder
working cylinder

22

Leitung
management

33

Steuerventil
control valve

44

Rückschlagventil
check valve

55

Dämpfer
damper

66

Drossel
throttle

Claims

1. Hydraulic protective mechanism for an automatic transmission, in which a plurality of clutches with an associated hydraulic working cylinder are actuated, which is connected via a line in which a control valve is arranged to a pressure accumulator, characterized in that in the line ( 2 ) between rule the working cylinder ( 1 ) and the control valve ( 3 ) a pressure relief valve ( 4 ) is arranged.

2. Hydraulic protective mechanism according to claim 1, characterized in that the pressure relief valve is a spring-loaded check valve ( 4 ).

3. Hydraulic protective mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the outflow side of the pressure relief valve ( 4 ) is connected to a damper ( 5 ), and that the damper via a throttle ( 6 ) with the line ( 2 ) between the working cylinder ( 1 ) and the control valve ( 3 ) is connected.