DE10161528A1 - Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes - Google Patents

Abstract

Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes zur Steuerung eines Automatikgetriebe-Antriebsstranges mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Kupplung (C1-C4), die im ersten, zweiten und dritten Gang, im dritten und vierten Gang, im Rückwärts R-Bereich bzw. bei Erforderlichkeit einer Motorbremse in Betrieb sind, einer ersten Bremse (B1), die bei Erforderlichkeit der Motorbremse im ersten Gang oder im Rückwärts R-Bereich in Betrieb ist, und einer zweiten Bremse (B2), die im zweiten und vierten Gang in Betrieb ist, wobei das Hydrauliksteuersystem aufweist; ein Handventil (100) mit einer R-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck im Rückwärts R-Bereich, einer N-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Schaltbereichen außer im Rückwärts R-Bereich, einer D-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Vorwärtsfahrbereichen, und einer L-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikddruck im Niedrigbereich; ein erstes Schaltventil (104) zum selektiven Zuführen eines ersten Druckes, der von einem ersten Solenoidventil (S1) zu der ersten Kupplung (C1) und der vierten Kupplung (C4) gesteuert wird; ein zweites Schaltventil (108) zum selektiven Zuführen eines zweiten Druckes, der von einem zweiten Solenoidventil (S2) zu der zweiten Kupplung (C2) und der ersten Bremse (B1) gesteuert wird; ein Steuerventil der dritten Kupplung (C3) zur Steuerung von Hydraulikdruck, der von der R-Bereichsöffnung des Handventils (100) aufgenommen wird und den ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes, und insbesondere ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes, bei dem die Vorteile von Einweg­ kupplungen optimal während des 1-2, 3-4 und 4-2 Schaltens genutzt werden.

Herkömmliche Automatikgetriebe, die in Fahrzeugen verwendet werden, weisen typischerweise einen Drehmoment­ wandler, einen Antriebsstrang, der über einen mehrstufigen Getriebeschaltmechanismus realisiert wird, der mit dem Drehmomentwandler verbunden ist, und ein Hydrauliksteuersystem auf, das selektiv eines einer Mehrzahl von Betriebselementen des Antriebsstranges entsprechend einem Fahrzustand des Fahrzeuges betreibt.

Beim Gestalten eines derartigen Automatikgetriebes werden ein Gestaltungskonzept und ein Plan ausgearbeitet, der auf einer Vielzahl von Faktoren basiert, wie Leistung, Haltbarkeit, Zuverlässigkeit, Massenfertigung und Herstellungskosten. Nach der Auswahl eines Gestaltungskonzeptes wird die Entwicklung in drei breiten Bereichen weiterverfolgt, welche den mechanischen Betrieb, die hydraulische Steuerung und die elektronische Steuerung einschließen.

Der Antriebsstrang, welcher unter die Kategorie des mechanischen Betriebs fällt, wird durch einen zusammengesetzten Planetengetriebesatz realisiert. Der zusammengesetzte Planeten­ getriebesatz weist zumindest zwei Einzelplanetengetriebesätze auf und führt die Steuerung in einer erforderlichen Schaltstufe durch. Die hydraulische Steuerung, welche mittels eines Hydrauliksteuersystems durchgeführt wird, wird zur Steuerung des Antriebsstranges verwendet. Das Hydrauliksteuersystem weist einen Druckregler zum Regeln des Hydraulikdrucks, der durch den Betrieb einer Ölpumpe erzeugt wird, eine Manuell/Automatik- Schaltsteuereinrichtung zum Bilden eines Schaltmodus, eine Hydraulikdrucksteuereinrichtung zur Steuerung des Schaltgefühls und der Ansprechbarkeit zum Ermöglichen eines sanften Schaltens, eine Dämpferkupplungssteuereinrichtung zum Betreiben einer Dämpferkupplung eines Drehmomentwandlers, und einen Hydraulikdruckverteiler zum Zuführen geeigneter Hydraulikdrücke an die Reibelemente auf.

Die Verteilung von Hydraulikdruck durch den Hydraulik­ druckverteiler wird durch Ein/Ausgesteuerte Solenoidventile und Soll-gesteuerte Solenoidventile variiert, wobei beide Arten der Steuerung von einer Getriebesteuereinheit durchgeführt werden. Dementsprechend wird der selektive Betrieb der Reibelemente realisiert, um das Schalten in den Schaltbereichen und Gängen zu bewirken.

Bei einem solchen Automatikgetriebe bleibt, obwohl alle Vorteile eines Automatikgetriebes gegenüber einem manuellen Getriebe vorgesehen sind (z. B. leichtes Fahren), die Erzeugung eines erheblichen Schaltstoßes dennoch ein Problem. Um den Schaltstoß zu minimieren, ist es erforderlich, die Kupplungen und Bremsen des Antriebsstranges sanft zu steuern. In dieser Hinsicht ist die Montage einer Einwegkupplung wirksamer als die genaueste elektronische Steuerung.

In dem Falle, in dem das Schalten während eines bereits angehenden Schaltvorgangs durchgeführt wird, kann eine gute Ansprechbarkeit bei Verwendung einer Einwegkupplung erwartet werden. Wegen dieser Vorteile wurden viele Untersuchungen durchgeführt, um das Schaltgefühl bei Verwendung von zwei Einwegkupplungen zu verbessern.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebs­ stranges eines herkömmlichen Viergang-Automatikgetriebes, bei dem Einwegkupplungen verwendet werden.

Die Rotationskraft, die von einem Motor E erzeugt wird, wird über einen Drehmomentwandler an eine Antriebswelle 2 übertragen. Die Antriebswelle 2 überträgt das aufgenommene Drehmoment an einen ersten und einen zweiten Planetengetriebe­ satz mit Einzelplanetenrädern 4 bzw. 6, und das Schalten wird durch den komplementären Betrieb des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes mit Einzelplanetenrädern 4 bzw. 6 realisiert. Das Eingreifen der Kupplung, wodurch der Abtrieb bewirkt wird, wird über ein Übertragungsantriebsrad 10 realisiert, welches mit einem Planetenradträger 8 des ersten Planetengetriebesatzes mit Einzelplanetenrad 4 verbunden ist.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Sonnenrad 12, der Planetenradträger 8 und ein Hohlrad 14 des ersten Planeten­ getriebesatzes mit Einzelplanetenrädern 4 mit dem Wort "erste" versehen (z. B. das erste Sonnenrad 12), und ein Sonnenrad 16, ein Planetenradträger 18 und ein Hohlrad 20 des zweiten Planetengetriebesatzes mit Einzelplanetenrädern 6 ist mit dem Wort "zweite" versehen.

In einem Zustand, in dem der erste Planetenradträger 8 mit dem zweiten Hohlrad 20 fest verbunden ist, ist das erste Sonnenrad 12 mit der Antriebswelle 2 über ein erstes Reib­ element C1 verbunden, das in allen Vorwärtsgängen arbeitet. Ferner ist der zweite Planetenradträger 18 mit der Antriebs­ welle 2 über eine zweite Kupplung C2 verbunden, die in einem dritten und einem vierten Vorwärtsgang arbeitet, und das zweite Sonnenrad 16 ist mit der Antriebswelle 2 über die dritte Kupp­ lung C3 verbunden, die in einem Rückwärts R-Bereich arbeitet.

Auch ist der zweite Planetenradträger 18 mit einem Getriebegehäuse 22 über eine erste Bremse B1 und eine erste Einwegkupplung F1 verbunden, welche parallel zueinander montiert sind, und mit einer vierten Kupplung C4 über eine zweite Einwegkupplung F2 verbunden, wobei die vierte Kupplung C4 parallel zu dem ersten Hohlrad 14 montiert ist. Auch ist das zweite Sonnenrad 16 mit dem Getriebegehäuse 22 über die zweite Bremse B2 verbunden.

Bei dem oben beschriebenen Antriebsstrang wird das Schalten durch den Betrieb der Reibelemente realisiert, welche von der Getriebesteuereinheit gesteuert wird. Mit Bezug auf Fig. 2 sind die verschiedenen Betriebszustände der Reibelemente als auch einer Motorbremse entsprechend dem Schaltbereich und den Schaltgängen in den Bereichen (wo anwendbar) gezeigt. Der Schaltvorgang des Antriebsstranges wird mit Bezug auf Fig. 1 und die Tabelle in Fig. 2 beschrieben.

In einem ersten Gang werden die erste Kupplung C1 und die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 betrieben. Dementsprechend wirkt das erste Sonnenrad 12 als Antriebs­ element, und das erste Hohlrad 14 und der zweite Planetenrad­ träger 18 wirken als Reaktionselemente. Das Schalten in einen zweiten Gang aus dem ersten Gang wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 realisiert. Das heißt, durch den Eingriff der zweiten Bremse B2 wird der Antrieb über das erste Sonnenrad 12 realisiert, und das zweite Sonnenrad 16 wirkt als Reaktions­ element, so daß das Schalten in den zweiten Gang realisiert wird.

Das Schalten in den dritten Gang aus dem zweiten Gang wird durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 und das Außer­ eingriffbringen der zweiten Bremse B2 realisiert. Infolgedessen werden der erste und der zweite Planetengetriebesatz 4 und 6 mit Einzelplanetenrädern miteinander verbunden, so daß der Abtrieb mit dem Antrieb identisch ist. Das Schalten in den vierten Gang (d. h. Overdrive) aus dem dritten Gang wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 realisiert, so daß das zweite Sonnenrad 12 als Reaktionselement wirkt.

Um das Schalten in den Rückwärts R-Bereich zu bewirken, werden die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 in Eingriffszustände gesteuert, so daß der Antrieb durch das zweite Sonnenrad 16 realisiert wird und der zweite Planetenrad­ träger 18 als Reaktionselement wirkt.

Zusammenfassend und zum Beschreiben der Betriebszustände der Reibelemente für die noch nicht erwähnten Bereiche wird das Schalten wie folgt realisiert: die erste Kupplung C1 arbeitet im ersten, zweiten und dritten Gang; die zweite Kupplung C2 arbeitet im dritten und vierten Gang; die dritte Kupplung C3 arbeitet im Rückwärts R-Bereich; die vierte Kupplung C4 arbeitet im Park P, Rückwärts R, Neutral N und Niedrig L- Bereich, und nach Bedarf im ersten, zweiten und dritten Gang; die erste Bremse B1 arbeitet im Park P, Rückwärts R, Neutral N und Niedrig L-Bereich; und die zweite Bremse B2 arbeitet im zweiten und vierten Gang.

Mit Bezug auf Fig. 6 wird bei einem Hydrauliksteuersystem zur Steuerung des obigen Antriebsstranges ein D-Bereichsdruck, der von einem Handventil 200 zugeführt wird, der ersten Kupplung C1 und dem ersten, zweiten und dritten Drucksteuer­ ventil 202, 204 und 206 zugeführt. Auch wird ein L-Bereichs­ druck dem ersten Drucksteuerventil 202 zugeführt, und ein R- Bereichsdruck wird der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 zugeführt.

Außerdem wird der D-Bereichsdruck, der dem ersten Druck­ steuerventil 202 zugeführt wird, entsprechend der Steuerung durch das erste Solenoidventil 208 einer Betriebsseite der zweiten Bremse B2 selektiv zugeführt, und der L-Bereichsdruck wird der ersten Bremse B1 im Niedrig L-Bereich zugeführt. Die erste Bremse B1 ist mit dem ersten Drucksteuerventil 202 und einer R-Bereichsöffnung des Handventils 200 über ein Wechsel­ ventil 210 verbunden, so daß der ersten Bremse B1 Hydraulik­ druck zugeführt wird, ungeachtet dessen, aus welcher Richtung Hydraulikdruck zugeführt wird.

Der D-Bereichsdruck, der dem zweiten Drucksteuerventil 204 zugeführt wird, wird der zweiten Kupplung C2 und dem dritten Drucksteuerventil 206 entsprechend der Steuerung durch ein zweites Solenoidventil 212 zugeführt. Auch wird der D-Bereichs­ druck, der dem dritten Drucksteuerventil 206 zugeführt wird, der vierten Kupplung C4 entsprechend der Steuerung durch ein drittes Solenoidventil 214 selektiv zugeführt. Bei einem solchen Beispiel, wo der D-Bereichsdruck der vierten Kupplung C4 zugeführt wird, führt das dritte Drucksteuerventil 206 Hydraulikdruck von dem zweiten Drucksteuerventil 204 zu einer Außerbetriebsseite der zweiten Bremse B2 zu.

Jedoch ist bei dem herkömmlichen Hydrauliksteuersystem, wie oben beschrieben, da das System einfach zur Steuerung von Leitungsdruck wirkt und die Solenoidventile lediglich als Schaltventile zur Zeitsteuerung arbeiten, eine genaue Schalt­ steuerung nicht möglich. Insbesondere ist bei der Schalt­ steuerung zwischen dem zweiten und dem dritten Gang, da ein Verfahren zur Steuerung verwendet wird, bei dem die zweite Bremse B2 außer Eingriff ist, wenn die zweite Kupplung C2 in Eingriff ist, eine genaue Steuerung während des Schaltens zwischen dem zweiten und dem dritten Gang nicht möglich. Auch wird mit dem Betrieb der ersten Bremse B1 und der vierten Kupplung C4, was den Betrieb der Motorbremse ermöglicht, da ein Verfahren verwendet wird, bei dem Leitungsdruck direkt zugeführt wird, ein erheblicher Schaltstoß erzeugt.

Ferner erfolgt während des manuellen Schaltens aus dem Niedrig-2-Bereich in den Niedrig L-Bereich, das gleichzeitig mit dem Auslassen von Druck der Betriebsseite der zweiten Bremse B2 auftritt, die Zufuhr von Leitungsdruck zu der ersten Bremse B1, woraus sich die Erzeugung eines erheblichen Schalt­ stoßes ergibt. Das Schalten in den Rückwärts R-Bereich aus dem Drive D-Bereich beim Fahren mit einer hohen Geschwindigkeit hat sowohl eine zwangsläufige Durchführung des Schaltens durch den Leitungsdruck als auch mögliche Schäden am Reibmaterial zur Folge.

Außerdem, wenn die manuelle Steuerung in den Niedrig L- Bereich beim Fahren im dritten oder vierten Gang durchgeführt wird, wird die Motordrehzahl durch den Außereingriff der zweiten Kupplung übermäßig erhöht. Dementsprechend führt die Motorsteuereinheit ein abruptes Abschalten der Motorkraftstoff­ zufuhr durch, um den Motor zu schützen. Jedoch tritt das Schalten in Neutral während dieser Steuerung auf, so daß der normale Betrieb des Fahrzeuges nicht möglich ist.

Mit der Erfindung wird ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes geschaffen, bei dem zwei Einwegkupplungen in einem Viergang-Automatikgetriebe verwendet werden und die Vorteile der Einwegkupplungen optimal während des 1-2, 3-4 und 4-2 Schaltens genutzt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes zur Steuerung eines Automatikgetriebe-Antriebsstranges mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Kupplung, die im ersten, zweiten und dritten Gang, im dritten und vierten Gang, im Rückwärts R- Bereich bzw. bei Erforderlichkeit einer Motorbremse in Betrieb sind, einer ersten Bremse, die bei Erforderlichkeit der Motorbremse im ersten Gang oder im Rückwärts R-Bereich in Betrieb ist, und einer zweiten Bremse, die im zweiten und vierten Gang in Betrieb ist. Das Hydrauliksteuersystem weist auf: ein Handventil mit einer R-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck im Rückwärts R-Bereich, einer N-Bereichs­ öffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Schalt­ bereichen außer im Rückwärts R-Bereich, einer D-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Vorwärtsfahrbereichen, und einer L-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck im Niedrigbereich; ein erstes Schaltventil zum selektiven Zuführen eines ersten Druckes, der von einem ersten Solenoidventil zu der ersten Kupplung und der vierten Kupplung gesteuert wird; ein zweites Schaltventil zum selektiven Zuführen eines zweiten Druckes, der von einem zweiten Solenoidventil zu der zweiten Kupplung und der ersten Bremse gesteuert wird; ein Steuerventil der dritten Kupplung zur Steuerung von Hydraulikdruck, der von der R-Bereichsöffnung des Handventils aufgenommen wird und den Hydraulikdruck zu der dritten Kupplung führt; ein Steuerventil der zweiten Bremse zur Steuerung von Hydraulikdruck, der von der D-Bereichsöffnung des Handventils aufgenommen wird und den Hydraulikdruck zu der zweiten Bremse führt; und ein drittes Solenoidventil zur gleichzeitigen Steuerung des Steuerventils der dritten Kupplung und des Steuerventils der zweiten Bremse.

Nach einem Merkmal der Erfindung führt das erste Schalt­ ventil D-Bereichsdruck zu der ersten Kupplung, wenn der erste Druck der vierten Kupplung zugeführt wird, und führt Leitungs­ druck zu der vierten Kupplung, wenn der erste Druck der ersten Kupplung zugeführt wird.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung wird das erste Schaltventil von dem an der einen Seite wirkenden Druck eines vierten Solenoidventils und dem an einer gegenüber­ liegenden Seite wirkenden D-Bereichsdruck gesteuert.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung führt das erste Schaltventil den ersten Druck zu der vierten Kupplung in dem Falle, in dem der D-Bereichsdruck größer als der Druck des vierten Solenoidventils ist.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung läßt das zweite Schaltventil Hydraulikdruck ab, welcher der zweiten Kupplung zugeführt wird, wenn der zweite Druck der ersten Bremse zugeführt wird, und läßt Hydraulikdruck ab, welcher der ersten Bremse zugeführt wird, wenn der zweite Druck der zweiten Kupplung zugeführt wird.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung wird das zweite Schaltventil von dem an der einen Seite wirkenden D7 Bereichsdruck und von dem an der gegenüberliegenden Seite wirkenden L-Bereichsdruck und Solenoiddruck gesteuert, und die Umkehr der Öffnungsverbindung ist durch Wirkung sowohl des L- Bereichsdruckes als auch des Solenoiddruckes in dem Falle erreichbar, in dem der D-Bereichsdruck auf das zweite Schaltventil wirkt.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung ist der Solenoiddruck der Druck eines vierten Solenoidventils.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung führt das zweite Schaltventil den zweiten Druck zu der zweiten Kupplung, wenn der D-Bereichsdruck größer als eine Summe des L-Bereichs­ druckes und des Solenoiddruckes ist.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung weist das Hydrauliksteuersystem ferner ein Sicherheitsventil auf, das an einer Leitung montiert ist, die sich zwischen der zweiten Bremse und dem Steuerventil der zweiten Bremse erstreckt, wobei das Sicherheitsventil die Leitung zwischen der zweiten Bremse und dem Steuerventil der zweiten Bremse blockiert, wenn Hydraulikdruck der ersten Bremse zugeführt wird oder wenn Hydraulikdruck gleichzeitig der zweiten Kupplung und der vierten Kupplung zugeführt wird.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung wird das Sicherheitsventil von dem zu der einen Seite geführten D- Bereichsdruck und von dem zu der gegenüberliegenden Seite geführten Zuführdruck der ersten Bremse, Zuführdruck der zweiten Kupplung und Zuführdruck der vierten Kupplung gesteuert, wobei das Sicherheitsventil zu der zweiten Bremse zugeführten Hydraulikdruck in dem Falle abläßt, in dem der Zuführdruck der ersten Bremse oder eine Summe der Zuführdrücke der zweiten und vierten Kupplung größer als der D-Bereichsdruck ist und, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, das Steuer­ ventil der zweiten Bremse mit der Leitung der zweiten Bremse verbindet.

Nach einem noch anderen Merkmal der Erfindung ist der zweite Druck der Hydraulikdruck, der von einem zweiten Druck­ steuerventil abgelassen wird, welches den Hydraulikdruck von der N-Bereichsöffnung des Handventils aufnimmt und von dem zweiten Solenoidventil gesteuert wird.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Viergang-Automatikgetriebeantriebsstranges, bei dem Einweg­ kupplungen verwendet werden;

Fig. 2 eine Tabelle, welche die Betriebszustände von Reibelementen des Antriebsstranges aus Fig. 1 entsprechend dem Gang und dem Bereich des Schaltens zeigt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Hydrauliksteuer­ systems eines Automatikgetriebes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine detaillierte Ansicht des Hydrauliksteuer­ systems aus Fig. 3;

Fig. 5 eine Tabelle, welche die Betriebszustände von Solenoidventilen zeigt, die in dem Hydrauliksteuersystem aus Fig. 3 angewendet werden; und

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Hydrauliksteuersystems.

Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Hydrauliksteuersystem nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Hydraulik­ steuersystems eines Automatikgetriebes nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Da die Leitungsdrucksteuerung und die Dämpferkupplungssteuerung identisch wie beim Stand der Technik durchgeführt werden, ist keine ausführliche Beschreibung dieser Vorgänge vorgesehen. In Fig. 3 sind die Elemente eines Handventils 100, welches direkt in die Steuerung des Schaltens in den verschiedenen Bereichen einbezogen ist, in Blockform gezeigt.

Reibelemente C1, C2, C3, C4, B1 und B2 sind für unterschiedliche Gänge und Bereiche identisch wie bei dem herkömmlichen Hydrauliksteuersystem in Eingriff. Das heißt, mit Bezug auf Fig. 2 arbeitet die erste Kupplung C1 im ersten, zweiten und dritten Gang; die zweite Kupplung C2 arbeitet sowohl im dritten Gang als auch im vierten Gang; die dritte Kupplung C3 arbeitet im Rückwärts R-Bereich; die vierte Kupplung C4 arbeitet im Park P, Rückwärts R, Neutral N und Niedrig L-Bereich, und nach Bedarf im ersten, zweiten und dritten Gang; die erste Bremse B1 arbeitet im Park P, Rückwärts R, Neutral N und Niedrig L-Bereich; und die zweite Bremse B2 arbeitet im zweiten und vierten Gang.

Jedoch wird gemäß der Erfindung eine derartige Struktur realisiert, daß die erste Kupplung C1 und die vierte Kupplung C4 gemeinsam einen Hydraulikdruck verwenden, und die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 verwenden gemeinsam einen Hydraulikdruck. Der dritten Kupplung C3 und der zweiten Bremse B2 werden andererseits unterschiedliche Steuerdrücke zugeführt.

Im Detail verwenden die erste und vierte Kupplung C1 und C4 gemeinsam einen Ausgangsdruck eines ersten Drucksteuerven­ tils 102, wobei der Ausgangsdruck des ersten Drucksteuerventils 102 selektiv der ersten und vierten Kupplung C1 und C4 durch den Betrieb eines ersten Schaltventils 104 zugeführt wird.

Eine gemeinsame Verwendung des Druckes ist möglich, da die Steuerung der ersten Kupplung C1 nur während des N-D-Schaltens durchgeführt werden muß, während die vierte Kupplung C4 den Betrieb nur in einem zweiten Gang und höher erfordert.

Auch verwenden die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 gemeinsam einen Ausgangsdruck eines zweiten Drucksteuer­ ventils 106 durch den Betrieb eines zweiten Solenoidventils S2. Das heißt, der Ausgangsdruck des zweiten Drucksteuerventils 106 wird selektiv der zweiten Kupplung C2 und der ersten Bremse B1 durch ein zweites Schaltventil 108 zugeführt. Eine solche gemeinsame Verwendung des Druckes ist möglich, da die Steuerung der zweiten Kupplung C2 nur im dritten und vierten Gang durchgeführt werden muß. Das erste und das zweite Schaltventil 104 und 108 werden durch ein viertes Solenoidventil S4 gesteuert, und der N-Bereichsdruck des Handventils 100 wird als Zuführdruck verwendet, um die erste Bremse B1 vor dem Schalten in den Park P und Neutral N-Bereich zu betreiben.

Die zweite Bremse B2 nimmt einen Ausgangsdruck eines dritten Drucksteuerventils 110 durch den Betrieb eines dritten Solenoidventils S3 auf. Ein Sicherheitsventil 112 ist zwischen der zweiten Bremse B2 und dem dritten Drucksteuerventil 110 montiert. Auch nimmt die dritte Kupplung C3 einen Ausgangsdruck eines vierten Drucksteuerventils 114 auf, wobei das vierte Drucksteuerventil 114 auch durch das dritte Solenoidventil S3 gesteuert wird. Im Rückwärts R-Bereich wird Druck, der dem vierten Drucksteuerventil 114 zugeführt wird, der ersten Bremse B1 über ein Wechselventil 116 zugeführt, das zwischen der er­ sten Bremse B1 und dem zweiten Schaltventil 108 vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt eine detaillierte Ansicht des oben beschriebenen Hydrauliksteuersystems. Die Zeichnung wird zur ausführlicheren Beschreibung der Ventile des Hydrauliksteuer­ systems verwendet.

Leitungen sind mit dem ersten Drucksteuerventil 102 verbunden, um die Zufuhr des von dem Handventil 100 aufgenommenen D-Bereichsdruckes zu dem ersten Schaltventil 104 zu ermöglichen, oder um das Ablassen von Hydraulikdruck zu ermöglichen, der dem ersten Schaltventil 104 zugeführt wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das erste Druck­ steuerventil 102 durch den Steuerdruck des ersten Solenoid­ ventils S1 und den einer gegenüberliegenden Seite des ersten Drucksteuerventils 102 zugeführten Ausgangsdruck gesteuert.

Leitungen sind mit dem ersten Schaltventil 104 verbunden, um Leitungsdruck und Hydraulikdruck von dem ersten Drucksteuer­ ventil 102 zu der vierten Kupplung C4 bzw. der ersten Kupplung C1 zu führen, oder um Hydraulikdruck, der von dem ersten Druck­ steuerventil 102 zugeführt wird, und D-Bereichsdruck der vier­ ten Kupplung C4 bzw. der ersten Kupplung C1 zuzuführen. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung ist das erste Schaltventil 104 für die Steuerung durch den Steuerdruck des vierten Solenoid­ ventils S4 und den einer gegenüberliegenden Seite des ersten Schaltventils 104 zugeführten D-Bereichsdruck strukturiert.

Das erste Schaltventil 104 ist wie oben aus speziellen Gründen strukturiert. Die vierte Kupplung C4 muß nämlich durch Leitungsdruck in dem Park P, Rückwärts R, und Neutral N-Bereich aufrechterhalten werden, da das vierte Solenoidventil 54 in diesen Bereichen auf Aus gesteuert wird. Da die erste Kupplung C1 nur während des N-D Schaltens und für die Steuerung in Neutral beim Leerlauf im Drive D-Bereich gesteuert werden muß, erfordert der Steuerdruck des ersten Drucksteuerventils 102 die Zufuhr im P, R, und N-Bereich und in einem ersten Gang, während die vierte Kupplung C4 die Zufuhr von Leitungsdruck erfordert.

Leitungen sind mit dem zweiten Drucksteuerventil 106 verbunden, um N-Bereichsdruck von dem Handventil 100 zu dem zweiten Schaltventil 108 zu führen oder um Hydraulikdruck abzulassen, der dem zweiten Schaltventil 108 zugeführt wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das zweite Druck­ steuerventil 106 durch den Druck, der von dem zweiten Solenoid­ ventil S2 gesteuert wird, und dem an einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Drucksteuerventils 106 vorliegenden Ausgangsdruck gesteuert.

Leitungen sind mit dem zweiten Schaltventil 108 verbunden, um die Zufuhr von Hydraulikdruck, der von dem zweiten Druck­ steuerventil 106 zu der zweiten Kupplung C2 geführt wird, und das Ablassen von Hydraulikdruck zu ermöglichen, welcher der ersten Bremse B1 zugeführt wird, oder um die Zufuhr von Hydraulikdruck, der von dem zweiten Drucksteuerventil 106 zu der ersten Bremse B1 geführt wird, und das Ablassen von Hydraulikdruck zu ermöglichen, welcher der zweiten Kupplung C2 zugeführt wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das zweite Schaltventil 108 durch D-Bereichsdruck und sowohl durch Steuerdruck des vierten Solenoidventils S4 als auch durch L- Bereichsdruck gesteuert, der an einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Schaltventils 108 vorliegt.

Da der Betrieb der zweiten Kupplung C2 nur während des typischen Fahrens des Fahrzeuges gebraucht wird und die erste Bremse nur im Rückwärts R-Bereich oder im ersten Gang des Niedrig L-Bereichs betrieben wird, wird der L-Bereichsdruck als Steuerdruck verwendet. Wenn jedoch in dem Moment, in dem das Handventil 100 in den Niedrig L-Bereich gesteuert wird, die Zufuhr von Hydraulikdruck zu der zweiten Kupplung C2 unter­ brochen wird, während die Zufuhr zu der ersten Bremse B1 gestartet wird, kann sich ein Schaltstoß oder eine momentane Unmöglichkeit der Leistungsübertragung ergeben.

Das heißt, der Schaltstoß ergibt sich aus der plötzlichen Zufuhr von Hydraulikdruck zu der ersten Bremse B1, und in dem Falle, in dem das Schalten in den Niedrig L-Bereich beim Fahren in hohen Gängen (z. B. im dritten oder vierten Gang des Drive D- Bereichs) durchgeführt wird, hat der plötzliche Außereingriff der zweiten Kupplung C2 und der Eingriff der ersten Bremse B1 den gleichen plötzlichen Anstieg der Motordrehzahl zur Folge. Wenn die Motordrehzahl auf ein Niveau bei oder höher als einer Kraftstoffabschaltdrehzahl ansteigt, ist der normale Betrieb des Fahrzeuges nicht möglich.

Um dieses Problem zu lösen, wirken daher der L-Bereichs­ druck und der Druck des vierten Solenoidventils S4 als Steuer­ druck an einer Seite des zweiten Schaltventils 108 entgegen­ gesetzt zu dem, an dem der D-Bereichsdruck wirkt. Das heißt, die Umkehr der Öffnungsverbindung kann durch die Wirkung des L- Bereichsdruckes und des Druckes des vierten Solenoidventils S4 erreicht werden.

Leitungen sind mit dem dritten Drucksteuerventil 110 verbunden, um D-Bereichsdruck zuzuführen, der von dem Hand­ ventil 100 zu dem Sicherheitsventil 112 geführt wird, oder um Hydraulikdruck abzulassen, der zu dem Sicherheitsventil 112 geführt wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das dritte Drucksteuerventil 110 durch den Druck, der von dem dritten Solenoidventil S3 gesteuert wird, und den Ausgangsdruck gesteuert, der einer gegenüberliegenden Seite des dritten Drucksteuerventils 110 zugeführt wird.

Leitungen sind mit dem Sicherheitsventil 112 derart verbunden, daß von dem dritten Drucksteuerventil 110 zugeführter Hydraulikdruck der zweiten Bremse B2 zugeführt wird oder daß der zweiten Bremse B2 zugeführter Hydraulikdruck abgelassen wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das Sicherheitsventil 112 durch den Druck, der von dem Steuerdruck der ersten Bremse B1, der zweiten Kupplung C2 und der vierten Kupplung C4 gesteuert wird, und den D-Bereichsdruck gesteuert, der einer gegenüberliegenden Seite des Sicherheitsventils 112 zugeführt wird. Infolgedessen wirkt das Sicherheitsventil 112 zum Verhindern des gleichzeitigen Eingriffs der ersten und zweiten Bremse B1 und B2 und zum Außereingriff der zweiten Bremse B2, wenn die zweite und vierte Kupplung C2 und C4 in Eingriff sind.

Leitungen sind mit dem vierten Drucksteuerventil 114 verbunden, um R-Bereichsdruck zuzuführen, der von dem Handventil 100 zu der dritten Kupplung C3 geführt wird, oder um Hydraulikdruck abzulassen, welcher der dritten Kupplung C3 zugeführt wird. Für die Umkehr der Öffnungsverbindung wird das vierte Drucksteuerventil 114 durch den von dem dritten Solenoidventil S3 gesteuerten Druck und durch den Ausgangsdruck gesteuert, der einer gegenüberliegenden Seite des vierten Drucksteuerventils 114 zugeführt wird. Daher wird eine genaue Steuerung durch die Steuerung des vierten Drucksteuerventils 114 mittels des dritten Solenoidventils S3 während des N-R Schaltens realisiert.

Das erste, zweite, dritte und vierte Solenoidventil S1, S2, S3 und S4 nehmen den Steuerdruck eines Reduzierventils (nicht gezeigt) auf, um die Drucksteuerventile zu steuern. Die Solenoidventile S1, S2, S3 und S4 werden wie in Fig. 5 gezeigt durch eine Getriebesteuereinheit betrieben.

Das erste, zweite und dritte Solenoidventil S1, S2 und S3 sind betriebsartgesteuerte Solenoidventile, vorzugsweise vom PWM (Pulsweitenmodulation) Typ. Dementsprechend bezieht sich "EIN" in Fig. 5 auch auf den Fall, in dem das erste, zweite und dritte Solenoidventil S1, S2 und S3 betriebswertgesteuert sind.

Die Reibelemente des erfindungsgemäßen Hydrauliksteuer­ systems werden wie in Fig. 2 gezeigt entsprechend dem Betrieb der Solenoidventile betrieben, wie in Fig. 5 gezeigt ist, um dadurch das Schalten zu realisieren. Eine Zusammenfassung des Betriebs der Reibelemente wird nachfolgend beschrieben.

Die erste Kupplung C1 nimmt durch den Betrieb des ersten Schaltventils 104 Ausgangsdruck des ersten Drucksteuerventils 102 im ersten Gang und D-Bereichsdruck im zweiten, dritten und vierten Gang auf.

Die zweite Kupplung C2 nimmt Hydraulikdruck durch das zweite Drucksteuerventil 106 und das zweite Schaltventil 108 im dritten und vierten Gang auf, und die dritte Kupplung C3 nimmt Steuerdruck des vierten Drucksteuerventils 114 im Rückwärts R- Bereich auf. Auch nimmt die vierte Kupplung C4 entsprechend der Steuerung durch das erste Schaltventil 104 Leitungsdruck im Park P, Rückwärts R und Neutral N-Bereich und Ausgangsdruck des ersten Drucksteuerventils 102 im zweiten, dritten und vierten Gang auf.

Die erste Bremse B1 nimmt Hydraulikdruck direkt von dem Handventil 100 im Rückwärts R-Bereich und Hydraulikdruck durch das zweite Drucksteuerventil 106 und das zweite Schaltventil 108 im Niedrig L-Bereich auf. Die zweite Bremse B2 nimmt Hydraulikdruck durch das dritte Drucksteuerventil 110 und das Sicherheitsventil 112 im zweiten und vierten Gang auf.

Bei dem oben beschriebenen Hydrauliksteuersystem gemäß der Erfindung wird eine außergewöhnliche nichtsynchrone Steuerung durch die Einwegkupplungen realisiert, schnelle Schaltansprech­ zeiten werden erreicht, und die Hydraulikdrucksteuerung des ersten Reibelements durch die Solenoidventile wird bewirkt, um die Steuerung in Neutral im Leerlauf zu ermöglichen, so daß der Kraftstoffverbrauch minimiert wird.

Ferner wird mit der sehr unabhängigen Steuerung eine hohe Qualität des Schaltens realisiert. Auch wird die Anzahl der Solenoidventile durch Realisieren der Steuerung der sechs Reibelemente durch die vier Solenoidventile verringert. Schließlich werden, da das Schalten in vier Gängen durch zwei Einwegkupplungen realisiert wird, die Vorteile von Einweg­ kupplungen beim 1-2, 3-4 und 4-2 Schalten vollkommen genutzt.

Claims (11)

1. Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes zur Steuerung eines Automatikgetriebe-Antriebsstranges mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Kupplung (C1-C4), die im ersten, zweiten und dritten Gang, im dritten und vierten Gang, im Rückwärts R-Bereich bzw. bei Erforderlichkeit einer Motorbremse in Betrieb sind, einer ersten Bremse (B1), die bei Erforderlichkeit der Motorbremse im ersten Gang oder im Rückwärts R-Bereich in Betrieb ist, und einer zweiten Bremse (B2), die im zweiten und vierten Gang in Betrieb ist, wobei das Hydrauliksteuersystem aufweist:
ein Handventil (100) mit einer R-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck im Rückwärts R-Bereich, einer N- Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Schaltbereichen außer im Rückwärts R-Bereich, einer D- Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck in allen Vorwärtsfahrbereichen, und einer L-Bereichsöffnung zum Ablassen von Hydraulikdruck im Niedrigbereich;
ein erstes Schaltventil (104) zum selektiven Zuführen eines ersten Druckes, der von einem ersten Solenoidventil (S1) zu der ersten Kupplung (C1) und der vierten Kupplung (C4) gesteuert wird;
ein zweites Schaltventil (108) zum selektiven Zuführen eines zweiten Druckes, der von einem zweiten Solenoidventil (S2) zu der zweiten Kupplung (C2) und der ersten Bremse (B1) gesteuert wird;
ein Steuerventil der dritten Kupplung (C3) zur Steuerung von Hydraulikdruck, der von der R-Bereichsöffnung des Hand­ ventils (100) aufgenommen wird und den Hydraulikdruck zu der dritten Kupplung (C3) führt;
ein Steuerventil der zweiten Bremse (B2) zur Steuerung von Hydraulikdruck, der von der D-Bereichsöffnung des Handventils (100) aufgenommen wird und den Hydraulikdruck zu der zweiten Bremse (B2) führt; und
ein drittes Solenoidventil (S3) zur gleichzeitigen Steuerung des Steuerventils der dritten Kupplung (C3) und des Steuerventils der zweiten Bremse (B2).

2. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, wobei das erste Schaltventil (104) D-Bereichsdruck zu der ersten Kupplung (C1) führt, wenn der erste Druck der vierten Kupplung (C4) zugeführt wird, und Leitungsdruck zu der vierten Kupplung (C4) führt, wenn der erste Druck der ersten Kupplung (C1) zugeführt wird.

3. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 2, wobei das erste Schaltventil (104) von dem an der einen Seite wirkenden Druck eines vierten Solenoidventils (S4) und dem an einer gegenüber­ liegenden Seite wirkenden D-Bereichsdruck gesteuert wird.

4. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 3, wobei das erste Schaltventil (104) den ersten Druck zu der vierten Kupplung (C4) in dem Falle führt, in dem der D-Bereichsdruck größer als der Druck des vierten Solenoidventils (S4) ist.

5. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Schaltventil (108) Hydraulikdruck abläßt, welcher der zweiten Kupplung (C2) zugeführt wird, wenn der zweite Druck der ersten Bremse (B1) zugeführt wird, und Hydraulikdruck abläßt, welcher der ersten Bremse (B1) zugeführt wird, wenn der zweite Druck der zweiten Kupplung (C2) zugeführt wird.

6. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 5, wobei das zweite Schaltventil (108) von dem an der einen Seite wirkenden D- Bereichsdruck und von dem an der gegenüberliegenden Seite wirkenden L-Bereichsdruck und Solenoiddruck gesteuert wird, und die Umkehr der Öffnungsverbindung durch Wirkung sowohl des L- Bereichsdruckes als auch des Solenoiddruckes in dem Falle erreichbar ist, in dem der D-Bereichsdruck auf das zweite Schaltventil (108) wirkt.

7. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 6, wobei der Solenoiddruck der Druck eines vierten Solenoidventils (S4) ist.

8. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 6, wobei das zweite Schaltventil (108) den zweiten Druck zu der zweiten Kupplung (C2) führt, wenn der D-Bereichsdruck größer als eine Summe des L-Bereichsdruckes und des Solenoiddruckes ist.

9. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Sicherheitsventil (112), das an einer Leitung montiert ist, die sich zwischen der zweiten Bremse (B2) und dem Steuerventil der zweiten Bremse (B2) erstreckt, wobei das Sicherheitsventil (112) die Leitung zwischen der zweiten Bremse (B2) und dem Steuerventil der zweiten Bremse (B2) blockiert, wenn Hydraulikdruck der ersten Bremse (B1) zugeführt wird oder wenn Hydraulikdruck gleichzeitig der zweiten Kupplung (C2) und der vierten Kupplung (C4) zugeführt wird.

10. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 9, wobei das Sicherheitsventil (112) von dem zu der einen Seite geführten D- Bereichsdruck und von dem zu der gegenüberliegenden Seite geführten Zuführdruck der ersten Bremse (B1), Zuführdruck der zweiten Kupplung (C2) und Zuführdruck der vierten Kupplung (C4) gesteuert wird, wobei das Sicherheitsventil (112) zu der zweiten Bremse (B2) zugeführten Hydraulikdruck in dem Falle abläßt, in dem der Zuführdruck der ersten Bremse (B1) oder eine Summe der Zuführdrücke der zweiten und vierten Kupplung (C2, C4) größer als der D-Bereichsdruck ist und, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, das Steuerventil der zweiten Bremse (B2) mit der Leitung der zweiten Bremse (B2) verbindet.

11. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Druck der Hydraulikdruck ist, der von einem zweiten Drucksteuerventil abgelassen wird, welches den Hydraulikdruck von der N-Bereichsöffnung des Handventils (100) aufnimmt und von dem zweiten Solenoidventil (S2) gesteuert wird.