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Steuersystem. für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für Geschwindigkeitswechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen, die eine bei einem Gangwechsel einzurückende Reibungsverbindung
zwischen einem, Antriebsteil und einem getriebenen Teil enthalten.
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Bei Fahrzeugkupplungen ist es bekannt, die Anfahrdrehzahl der Antriebsmaschine
konstant zu halten, bis die Synchronisierung der zu kuppelnden Teile eingetreten
ist, um ein Rupfen der Kupplung zu verhindern. Für den gleichen Zweck hat man auch
Hilfskrafteinrichtüngen vorgeschlagen, die auf elektrischem. Wege abhängig von Änderungen
der Drehzahl gesteuert werden.
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Diese bekannten Steuereinrichtungen sind bei Reibungsverbindungen
in Geschwindigkeitswechselgetrieben von Kraftfahrzeugen, die beim Gangwechsel betätigt
werden, nicht brauchbar. Um einen weichen Gangwechsel zu erhalten, sollte sich nämlich
die Motordrehzahl in der Zeit, in der die Reibungsverbindung betätigt wird, mit
einer bestimmten Geschwindigkeit ändern. Wenn z. B. eine Kupplung für direkten Gang
beim Aufwärtsschalten eingerückt wird, sollte die Motordrehzahl etwas absinken.
Würde die Kupplung zu scharf eingerückt werden, so sänke die Motordrehzahl plötzlich
ab, und es ergäbe sich ein ruckartiger und geräuschvoller Gangwechsel. Würde die
Kupplung andererseits zu langsam eingerückt, so würde die Motordrehzahl kaum absinken
und könnte sich sogar erhöhen. Der Fahrer bemerkt dann einen schleppenden Gangwechsel,
der eine beträchtliche Zeit zur Durchführung erfordert, in der ein Verlust an Motorleistung
und zusätzlich stärkere Abnutzungen entstehen, abgesehen davon, daß der Gangwechsel
dem Fahrer bemerkbar wird.
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Es können auch Unterschiede des Verlaufs des Einrückens bei sonst
gleichen Vorrichtungen bestehen, die hauptsächlich durch die Herstellungstoleranzen
bedingt sind, so daß Geschwindigkeitswechselgetriebe mit äußerlich identischen Reibungsverbindungen
unterschiedlich greifen und lösen, weil Unterschiede in den Abmessungen der einzelnen
Teile vorhanden sind. Ebenso kann nach einiger Betriebszeit die Abnutzung den Verlauf
des Einrückens ändern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem zu schaffen,
das den Eingriff der Schaltelemente für den Gangwechsel in Geschwindigkeitswechselgetrieben
unter Vermeiden der geschilderten Nachteile so steuert, daß die Motordrehzahl während
des Umschaltens einen für einen stoßfreien Gangwechsel als günstig festgestellten
Verlauf aufweisen kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein Kupplungsregelventil vorgesehen
ist, das abhängig von Änderungen der Verzögerung bzw. Beschleunigung des rotierenden
Antriebsteils die Einrückgeschwindigkeit der Reibungsverbindung derart steuert,
daß die Verzögerung bzw. Beschleunigung des Antriebsteiles einem gewünschten Sollwertverlauf
entspricht. Bei Verwendung der bekannten Steuereinrichtungen würde bereits bei konstanter
Beschleunigung oder Verzögerung des Antriebsteils eine Änderung der Einrückgeschwindigkeit
eintreten. Diese Änderung der Einrückgeschwindigkeit soll und muß jedoch nur bei
Änderungen der Beschleunigung oder Verzögerung des Anriebsteils erfolgen In weiterer
Ausgestaltung der Erfindung enthält bei einem derartigen Steuersystem mit flüssigkeitsservobetätigten
Reibungsverbindungen das auf die Änderung der Verzögerung bzw. Beschleunigung der
Drehzahl des Antriebsteils ansprechende Kupplungsregelventil einen Ventilschieber
zum Steuern des Druckes in der Reibungsverbindung. Zweckmäßig ist der Ventilschieber
einem hydraulischen Reglerdruck, der der Drehzahl des Antriebsteils proportional
ist, und einem stetig und gleichsinnig veränderlichen Druck ausgesetzt. Hierbei
ist es vorteilhaft, wenn das Einrücken der Reibungsverbindung ein Abnehmen der Drehzahl
des Antriebsteils in bezug zum getriebenen Teil bedingt
und der
stetig und gleichsinnig veränderliche Druck nach dem Einleiten des Gangwechsels
kontinuierlich absinkt. Bei einem Steuersystem, bei dem das Antriebsteil von einem
drosselgesteuerten Motor angetrieben wird, wird der stetig und geichsinnig veränderliche
Druck von einem an sich bekannten, in Abhängigkeit von der Motordrosselstellung
bewegbaren und einen diese anzeigenden Druck liefernden Zumeßventil abgeleitet.
Hierbei kann eine Einrichtung vorgesehen sein, -die den :die Motordrosselstellung
anzeigenden und dem Ventilschieber zugeleiteten Druck beim Einleiten des Gangwechsels
mit einer bestimmten Geschwindigkeit verringert. Zweckmäßig ist ein mit dem Ventilschieber
und dem Zumeßventil verbundener Behälter vorgesehen, der beim Einleiten des Gangwechsels
vom Zumeßventil abgesperrt und in an sich bekannter Weise mit einer Überströmvorrichtung
verbunden wird, um in ihm den Druck kontinuierlich zu verringern.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilschieber einem
Druck ausgesetzt, zier von einer elektronischen Vorrichtung gesteuert ist, die ein
Spannungssignal verstärkt, das die Drehzahl des Antriebsteils anzeigt und die Abweichung
der Geschwindigkeit der Spannungssignaländerung von einer gewünschten Geschwindigkeit
abfühlt. Hierbei wird zweckmäßig die gewünschte Geschwindigkeit durch einen konstanten
Basiskreis bestimmt. Vorteilhaft besteht die elektronische Vorrichtung aus einem
Drehzahlgeber, der ein Gleichstromsignal liefert, einem Verstärker mit zwei Verstärkereinheiten
mit je einer Sende-, einer Auffang- und einer Steuerelektrode, die das Spannungssignal
verstärken, einem einstellbaren Widerstand zum Ändern der relativen Vorspannung
der Steuerelektroden, einem Eingangskreis zwischen den Steuerelektroden und dem
Drehzahlgeber, der den konstanten Basiskreis enthält, und einem Ausgangskreis mit
einer Spannungsquelle, der über die Sende-und Auffangelektroden zwischen zwei den
auf das Druckregelventil einwirkenden Druck steuernden Relais geführt ist. Schließlich
wird vorgeschlagen, daß die Relais in einander entgegengesetzter Richtung auf ein
Ventil einwirken, das gedrosselte Auslässe zweier Kammern an einander gegenüberliegenden
Enden des Ventilschiebers steuert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In der Zeichnung ist Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die Kraftübertragungseinrichtung nach Fig. 1 enthält ein Planetengetriebe
10 mit Planetenrädern 12, die mit einem Eingangssonnenrad 14 und einem innen verzahnten
Reaktionsrad 16 kämmen und drehbar in einem Planetenträger 18 gelagert sind, der
mit einer Abtriebswelle 19 verbunden ist. Das Eingangssonnenrad 14 wird von einem
Motor 20 angetrieben. Wenn -untersetzter Antrieb gefordert wird, wirrt eine
Bremse 22 gegen das innen verzahnte Reaktionsrad 16 angelegt, um- dieses gegen Drehen
festzulegen. Wird direkter Antrieb gefordert, so wird eine Mehrscheibenkupplung
24 eingerückt, die zwischen dem innen verzahnten Rad 16 und dem Planetenträger 18
angeordnet ist. Das Ein- und Ausrücken :der Kupplung 24 wird durch Flüssigkeitsdruck
auf einen Kolben 26 bewirkt, der gleitfähig in einer Kammer 28 vorgesehen ist.
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Die Druckflüssigkeit für das Einrücken der Kupplung 24 und für ein
Steuersystem wird von einer Pumpe 30 zugeleitet, die über eine Saugleitung 34 aus
einem Sumpf 32 ansaugt und über eine Förderleitung 36 Druckflüssigkeit einem
Druckregelventil 38 zufördert. Von dem Druckregelventil 38 führt eine Speiseleitung
40 zu einem vorderen, von dem Motor angetriebenen und von dessen Drehzahl abhängigen
Regler 42. Eine Speiseleitung 44 führt zu einem rückwärtigen Regler 46, der von
der A:btriebswelle 19 angetrieben ist und auf deren Drehzahl anspricht. Eine Speiseleitung
48 führt zu Öffnungen .eines Umschaltventils 50 und eines von der Motordrossel
abhängigen Ventils 52. Der vordere Regler 42 liefert einen von der Motordrehzahl
abhängigen Druck und: der rückwärtige Regler 46 einen von der Fahrgeschwindigkeit
abhängigen Druck.
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Um eine gewünschte Geschwindigkeit des Einrückens zu erhalten, wird
ein der Motordrosselstellung proportionaler Druck benutzt, der stetig verringert
wird, um eine zufriedenstellende Geschwindigkeit der Änderung der Motordrehzahl
und des Einrückens der Kupplung zu erhalten. Der von der Drosselstellung abhängige
Druck ist für diese Aufgabe geeignet, da er ein -Maß für das Motordrehmoment ist.
So wird beispielsweise bei relativ weit geöffneter Motordrossel der von der- Motordrosselstellung
abhängige Druck ebenso wie das Motordrehmoment beträchtlich größer sein als bei
geschlossener Motordrossel.
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Um den von der Motordrosselstellung abhängigen Druck zu erhalten,
steht das Ventil 52 unter dem Einfluß eines Beschleunigungspedals 54, das die Motordrossel
betätigt. Das Ventil 52 besteht aus einem Ventilgehäuse 56 mit einer Längsbohrung,
in deren einem Ende ein Ventilschieber eines Zumeßventils 58 und in deren anderem
Ende ein von dem Beschleunigungspedal 54 über ein Gestänge betätigtes Glied 60 gleitfähig
gelagert sind. Eine Feder 62 drückt den Ventilschieber des Zumeßventils 58 und das
Glied 60 voneinander weg. Der Ventilschieber des Zumeßventils 58 hat zwei Steuerbunde
64 und. 66, von denen der Steuerbund 64 den Einlaß der Speiselitung 48 und der Steuerbund
66 eine Auslaßöffnung 67 steuert. Zwischen dem Ventilschieber des Zumeßventils 58
und dem Glied 60: ist eine Auslaßöffnung zur Abfuhr von Leckflüssigkeit vorgesehen.
Zwischen den Steuerbunden 64 und 66 liegt eine Kammer 69, die über eine Speiseleitung
70 für Iden von der Motordrosselstellung abhängigen Druck mit einer Öffnung des
Umschaltventils 50 und durch eine gedrosselte Zweigleitung 72 mit einer Steuerkammer
74 des Ventils 52 verbunden ist. Beim Betrieb wird der Druck in der Kammer 69 und
der Speiseleitung 70 durch die Wirkung des Druckes in der Steuerkammer 74 und ,der
Feder 62 in Viereinstimmung mit der Stellung des Beschleunigungspedals eingeregelt.
Wird die Öffnung der Motordrossel vergrößert, so erhöht sich der von der Motordrosselstellun:g
abhängige Druck proportional. In gleicher Weise sinkt dieser Druck, wenn die Motordrosselöffnung
verkleinert wird.
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Eine andere Öffnung des Umschaltventils 50 ist über eine Leitung 77
mit einem Behälter oder Speicher 80 verbunden. Der Durchstrom in einer Richtung,
d. h. vom Speicher 80 zum Umschaltventil 50, wird durch ein Drosselventil 78 gedrosselt.
Das Drosselventil 78 hat ein Gehäuse 82 mit einer Längskammer 84, in der ein Federventil
86 liegt. Das Federventil 86
verschließt die Leitung 77 und ist am einen Ende
des Gehäuses 82 schwenkbar befestigt. Mit der Leitung 77 ausgerichtet enthält das
Federventil 86 eine Drosselöffnung 88, die den Flüssigkeitsstrom vom Speicher 80
zum Umschaltventil 50 begrenzt. Das Abheben des Federventils 86 gestattet jedoch
einen verhältnismäßig
ungedrosselten Flüssigkeitsstrom vom Umschaltventil
50 zum Speicher 80.
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Der Speicher 80 dient als stets bereite Quelle für den von der Motor.drosselstellung
abhängigen Druck; der mit einer bestimmten Geschwindigkeit verringert wird, die
durch die Drosselöffnung 88 des Drosselventils 78 bestimmt ist. Der Speicher 80
enthält einen Stufenkolben 90, der in einem Zylinder 91 gleitet und durch zwei Federn
92 und 94 nach unten gedrückt wird. Dichtungsringe 96 und 98 verhindern Flüssigkeitsverluste
rund um den Kolben. Beim Betrieb durch die Dichtungsringe 96 und 98 hindurchtretende
Flüssigkeit kann durch eine Auslaßöf£nung 100 abfließen. Bei genügend hohem Flüssigkeitsdruck
in -der Leitung 77 wird der Kolben 90 unter Zusammendrücken der Federn 92 und 94
nach oben bewegt und die unterhalb des Kolbens befindliche Kammer gefüllt. Die Kräfte
der Federn 92 und 94 und der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 77 bestimmen das Flüssigkeitsvolumen,
das in den Speicher 80 eintritt. Eine Leitung 104 leitet Druckflüssigkeit aus der
Kammer des Speichers 80 zu einem Kupplungsregelventil 102.
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Das Umschaltventil 50 dient der Einleitung des Einrückens der Kupplung
24 bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit. Das Umschaltventil 50 enthält einen
Regelkolben 106, einen Umschaltventilschieber 108 und eine Umschaltfeder 110, die
alle gleitend in einer Bohrung eines Gehäuses 112 (des Umschaltventils angeordnet
sind. Der Regelkolben 106 liegt in der Achse des Umschaltventilschiebers
108, gegen den er anliegt. Beide Teile werden durch die Umschaltfeder 110 in die
Abwärtsschaltstellung gedrückt, wobei auf den Regelkolben 106 eine Gegenkraft einwirkt.
Diese wird durch den Druck vom rückwärtigen Regler ausgeübt, der von diesem über
eine Leitung 114 zugeleitet wird. Der Umschaltventilschieber 108 hat Steuerbunde
116, 118 und 120. Die Steuerbunde 116 und 118 sind durch einen Schaft 122 und die
Steuerbunde 118 und 120 durch einen Schaft 124 miteinander verbunden. Zwischen den
benachbarten Enden des Regelkolbens 106 und des Umschaltventilsehiebers 108 ist
eine Auslaßöffnung 126 vorgesehen.
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In -der Abwärtsschaltstellung des Umschaltventilschiebers 108 gelangt
die Flüssigkeit mit von der Motordrosselstellung abhängigem Druck vom von der Motordrosselstellung
abhängigen Ventil 52 aus der Leitung 70 rund um den Schaft 122 zur Leitung 77 und
damit zum Speicher 80 und zum Kupplungsregelventil 102. Die Druckflüssigkeit aus
der Speiseleitung 48 ist durch den Steuerbund 120 von einer Speiseleitung 128 für
das Kupplurngsregelventil abgesperrt. Die Speiseleitung 128 ist rund um ,den Schaft
124 mit einer Auslaßöffnung 130 verbunden.
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In der Aufwärtsschaltstellung des Umschaltventilschiebers 108 trennt
der Steuerbund 116 die Leitung 70 von der Leitung 77, die rund um den Schaft 122
mit der Auslaßöffnung 130 verbunden ist. Die Speiseleitung 48 ist rund um den Schaft
124 mit der Speiseleitung 128 zum Kupplungsregelventil 102 verbunden. Die Speiseleitung
128 ist durch den Steuerbund 118 von der Auslaßöffnung 130 getrennt.
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Das Umschaltventil 50 dient zwei Aufgäben: einmal der Zufuhr von Druckflüssigkeit
mit von der Motordrosselstellung abhängigen Druck zum Speicher 80 in der Abwärtsschaltstellung
und dem Abführen dieser Flüssigkeit aus dem Speicher in der Aufwärtsschaltstellung,
zum anderen dem Abführen der Druckflüssigkeit vom Kupplungsregelventil 102 in der
Abwärtsschaltstellung und der Druckflüssigkeitszufuhr zu diesem Ventil in der Aufwärtsschaltstellung.
Zur Regelung der Geschwindigkeit der Zunahme des Kupplungseinrückdruckes steuert
das Kupplungsregelventil 102 die dem Kolben 26 der Kupplung 24 zugespeiste Druckflüssigkeit,
die über eine Leitung 132 von der Speiseleitung 128 zuströmt. Das Kupplungsregelventil
102 hat ein Gehäuse 134 mit einer Bohrung, in der gleitfähig ein Ventilschieber
136 angeordnet ist. Mit diesem arbeiten gleichachsig angeordnete Kolben 138 und
140 an den Enden zusammen. Auf den Regelkolben 138 wirkt der Druck des vorderen
Reglers 42, der von diesem über eine Leitung 142 zugeleitet wird, während auf den
Regelkolben 140 der Speicherdruck aus der Leitung 104 einwirkt. Auslaßöff'-nungen
144 und 146 zwischen den Enden des Ventilschiebers 136 und den Regelkolben 138 und
140 dienen dem Abführen von Leckflüssigkeit. Eine Auslaßöffnung 148 wird durch einen
Steuerbund 150 des Ventilschiebers 136 gesteuert. Ein zweiter Steuerbund 152 steuert
die Einlaßöffnung der Speiseleitung 128. Die beiden Steuerbunde 150 und 152 sind
durch einen Schaft 154 miteinander verbunden. Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes
aus der Speiseleitung 128 um den Steuerbund 152 und damit die Geschwindigkeit .des
Anwachsens des Kupplungseinrückdruckes in der Leitung 132 wird durch die Stellung
des Ventilschiebers 136 bestimmt, der den einander entgegengesetzten Drücken des
vorderen Reglers 42 und des Speichers 80 ausgesetzt ist.
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Beim Betrieb des Fahrzeugs mit einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit,
bei der das Umschaltventil 50 in der Abwärtsschaltstellung ist, wird der von der
Motordrosselstellung abhängige Druck von dem von der Motordrosselstellung abhängigen
Ventil 52 durch das Umschaltventil 50 und die Leitung 77 über das Drosselventil
78 dem Speicher 80 zugeleitet. Der von der Motordrosselstellung abhängige Druck
hebt das Federventil 86 des Drosselventils 78 ab und gestattet einen ungedrosselten
Strom durch dieses Ventil. Der Speicher 80 wird mit Druckflüssigkeit gefüllt, wobei
sich der Kolben 90 nach oben bewegt. Über die Leitung 104 wird dieser Flüssigkeitsdruck
auf die Stirnfläche des Regelkolbens 140 des Kupplungsregelventils 102 geleitet.
Der Druck vom'vorderen Regler 42 wirkt auf :die Stirnseite des anderen Regelkolbens
138. Da das Umschaltventil 50 in der Abwärtsschaltstellung ist, ist die Speiseleitung
48 von der Leitung 128 abgesperrt, die mit der Auslaßöffnung 130 des Umschaltventils
50 verbunden ist.
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Bei Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit reicht der Druck
des rückwärtigen Reglers aus, um das Umschaltventil 50 in die Aufwärtsschaltstellung
zu bewegen. Die Zufuhr von Druckflüssigkeit mit von der Motordrosselstellung abhängigem
Druck zum Speicher 80 wird durch das Umschaltventil 50 abgesperrt, und ,die Druckflüssigkeit
von der Pumpe wird dem Kupplungsregelventil 102 zugeleitet. Nun beginnt Druckflüssigkeit
vom Speicher 80 über die Leitung 77 zur Auslaßöffnung 130 zu fließen. Das Federventil
86 des Drosselventils 78 verschließt den Eimaß der Leitung 77, so daß die
Drosselöffnung 88 wirksam wird, um die Abnahmedes Druckes im Speicher mit einer
durch die Größe der Drosselöffnung bestimmten Geschwindigkeit zu verringern. Da
durch die Auslaßöffnung 130 dauernd Druckflüssigkeit abfließt, sinkt der Druck in
der Leitung 104 in gleicher Weise stetig ab und verringert die Wirkung dieses Druckes
auf das Kupplungsregelventil. Das Kupplungsregelventil 102 bewegt sich, um die Speiseleitung
128 freizulegen, so daß Druckflüssigkeit zur Kupplung gelangt. Beim Beginn des Einrückens
der Kupplung
verringert die Belastung die Drehzahl des Motors,
so daß der von der Motordrehzahl abhängige Druck des vorderen Reglers absinkt. Wenn
der Druck vom vorderen Regler in gleichem Maße wie der Speicherdruck absinkt, bleibt
das Kupplungsregelventi1102 in seiner Lage stehen, und die Geschwindigkeit des Einrückens
der Kupplung ist konstant, wodurch ein weiches Einrücken der Kupplung erreicht wird.
Erfolgt das Einrücken der Kupplung zu schnell, so sinkt die Motordrehzahl und damit
der Druck vom vorderen Regler schneller als der Speicherdruck in der Leitung 104.
Der Ventilschieber 136 bewegt sich dann zurück, um die Speiseleitung 128 zu schließen,
und verbindet möglicherweise die Leitung 132 mit der Auslaßöffnung 148. Dies verringert
die Geschwindigkeit des Einrückens der Kupplung ausreichend, um deren weiches Einrücken
zu erzielen. Die Motordrehzahl sinkt dann mit kleinerer Geschwindigkeit oder erhöht
sich sogar. Der Druck vom vorderen Regler erhöht sich gegenüber dem Speicherdruck,
so daß der Ventilschieber 136 des Kupplungsregelventils 102 bewegt wird, um die
Speiseleitung 128 wieder zu öffnen und damit die Geschwindigkeit .des Einrückens
der Kupplung zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Motordrehzahländerung
der der Abnahme des Speicherdruckes in der Leitung 104 gleichgehalten. Wenn die
Geschwindigkeit der Abnahme des Speicherdruckes durch Änderung der Drosselöffnung
88 verändert wird, wird auch entsprechend die Geschwindigkeit der Motordrehzahlabnahme
verändert.
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Es ist klar, . daß die Reibverbindung auch eine Bremse an Stelle einer
Kupplung sein kann. Wenn ferner die Wirkung des Einrückens der Reibungsverbindung
eine Erhöhung der Motordrehzahl ist, muß ein stetig ansteigender Druck verwendet
werden, der dem Reglerdruck entgegenwirkt.
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2 enthält
die Kraftübertra-gungseinrichtung ein Untersetzungsplanetengetriebe 210 mit einem
Planetenträger 212, der mit einer Abtriebswelle 213 verbunden ist. In .dem Planetenträger
sind mehrere Planetenräder 214 drehbar gelagert, die mit einem innen verzahnten
Reaktionsrad 216 und einem Eingangssonnenrad 218 kämmen. Das innen verzahnte Rad
216 kann gegen Drehen durch Anlegen einer Bremse 220 festgehalten werden, wodurch
untersetzter Antrieb von einem Motor 222 durch Idas Getriebe erreicht wird. Das
innen verzahnte Rad 216 und der Planetenträger 212 können durch eine Mehrscheibenkupplung
224 miteinander verbunden werden, um direkten Antrieb zu erhalten. Das Einrücken
der Kupplung 224 erfolgt durch einen Kolben 226, der axial in einer Servokammer
228 verschieblich ist und mit Flüssigkeitsdruck aus einer Leitung 342 beaufschlagt
wird.
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Wenn die Kupplung 224 eingerückt wird, beginnt die Drehzahl des Motors
222 abzusinken, und zwar abhängig von der Geschwindigkeit des Einrückens der Kupplung
langsam oder schnell. Ist die Einrückgeschwindigkeit zu groß, so wird ,die Motordrehzahl
zu schnell absinken, während bei kleiner Einrückgeschwindigkeit das Umschalten verzögert
wird und die Motordrehzahl nicht abnehmen wird, vielmehr sogar ansteigen kann. In
beiden Fällen besteht die Neigung, daß ein sehr ruckhafter Gangwechsel erfolgt.
Für einen möglichst weichen Gangwechsel hat man festgestellt, daß die höchste Einrückgeschwindigkeit
eine solche ist, bei der die Motordrehzahl linear mit der Zeit absinkt. Um das vorteilhafteste
Einrücken .der Kupplung zu erhalten, wird ein Steuersystem benutzt, das eine Druckflüssigkeitsquelle
230, ein Kupplungsregelventil 232 zur Regelung- des Flüssigkeitsdruckes zum Einrücken
der Kupplung und einen elektronischen Stromkreis 234 enthält, welcher Änderungen
für der Geschwindigkeit der Motordrehzahländerung von einem bestimmten Wert abfühlt
und dementsprechend den in .dem Kupplungsregelventil 232 entwickelten Druck steuert.
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Die Druckflüssigkeitsquelle 230 für das Steuersystem besteht aus einer
Pumpe 236, die vom Motor 222 oder von der Abtriebswelle 213 angetrieben wird und
Flüssigkeit aus einem Sumpf 238 über eine Ansaugleitung ansaugt und in eine. Förderleitung
242 fördert, -die mit einem Druckregelventi1244 verbunden ist. Von diesem Druckregelventil
244 wird die Flüssigkeit mit einem von ihm bestimmten Druck durch eine Leitung 246
zu einer Einlaßkammer 248 des Kupplungsregelventils 232 und durch eine Leitung 250
einem Umschaltventil 252 zugeleitet. Die Leitung 250 hat eine Zweigleitung 251,
durch die Druckflüssigkeit einem hydraulischen drehzahlabhängigen Regler 254 zuströmt,
der mit Abtriebswellendrehzahl angetrieben wird, um einen von der Fahrgeschwindigkeit
abhängigen Druck zu bilden: Dieser Druck wird durch eine Leitung 256 dem Umschaltventil
252 zugeleitet.
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Das Umschaltventil 252 hat einen Ventilschieber 258, der in einem
Ventilgehäuse 260 gleitet und durch eine gegen den Reglerdruck wirkende Feder 262
belastet ist. Eine mit dem Kupplungsregelventil 232 verbundene Leitung 264, die
.der Speisung der Kupplung dient, und eine mit dem Sumpf verbundene Auslaßöffnung
266 liegen in solchem axialen Abstand voneinander, daß ihre Verbindung durch einen
eingeschnürten Teil 268 des Ventilschiebers 258 möglich ist. Bei einer bestimmten
Fahrgeschwindigkeit ist der Reglerdruck in der Leitung 256 ausreichend, um die Feder
262 zu überwinden, wobei der Ventilschieber in eine Stellung bewegt wird, in der
er die Leitung 250 zum Umschaltventil und die Leitung 264 zum Kupplungsregelventil
232 miteinander verbindet. An demdie Feder aufnehmenden Ende des Ventilgehäuses
260 ist eine A,uslaßöffnung 269 zur Abfuhr von Leckflüssigkeit vorgesehen. Der Regelung
des Einrückdruckes für die Kupplung durch das Kupplungsregelventil 232 dient der
elektronische Stromkreis 234, der einen Steuerstrom liefert, der proportional der
Geschwindigkeit der Motordrehzahländerung ist. Der elektronische Stromkreis 234
enthält einen vom Motor angetriebenen Drehzahlgeber 270, der eine Spannung liefert,
einen konstanten elektronischen Basiskreis 272 vom Differentiationstyp zur Einstellung
der gewünschten Geschwindigkeit, einen Verstärker 274 und gegeneinandergeschaltete
Relais 276 und 278.
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Der Verstärker 274 hat zwei Gegentakttransistoren vom P-N-P-Typ, die
je eine Steuer-, eine Auffang-und eine Sendeelektrode 284 bzw. 286 bzw. 288 aufweisen.
Wenn auch Transistoren vorzuziehen sind, so könnten auch gleichwertige Röhren Verwendung
finden. An die Sende- und Auffangelektroden beider Transistoren 280 und 282 wird
eine Speisespannung von einer Fahrzeugbatterie 290 angelegt, die bei 292 geerdet
ist. Der Einlaßkreis des Verstärkers erstreckt sich über die Steuerelektroden 284
und enthält Leiter 294, 296 und den Drehzahlgeber 270.
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Zwischen dem Drehzahlgeber 270 und dem Verstärker 274 ist der konstante
Basiskreis 272 angeordnet, der einen Kondensator 298 in dem Leiter 296 und die Grundwiderstände
der Sendeelektroden beider Transistoren
280 und 282 enthält. Der
Basiskreis enthält ferner einen Nebenschlußwiderstand 300, der parallel zum Kondensator
298 liegt, um dem Einlaßkreis der Transistoren eine der Maschinendrehzahl proportionale
Spannung aufzudrücken.
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Um dieV orspannung der Steuerelektroden derTransigtoren 280 und 282
zu ändern, sind Vorspannungsstromkreise vorgesehen, von denen sich der eine vom
einen Ende eines veränderlichen Widerstandes 302 über den Leiter 296, die Steuerelektrode
284 und die Sendeelektrode 288 des Transistors 280 zur positiven Klemme der Batterie
290 erstreckt. Der andere Vorspannungsstromkreis erstreckt sich von dem entgegengesetzten
Ende des veränderlichen Widerstandes 302 über den Leiter 294 und die Steuerelektrode
284 und die Sendeelektrode 288 des Transistors 282 ebenfalls zur positiven Klemme
der Batterie. Eine einstellbare, bei 304 geerdete Anzapfun.g 303 ist längs des Widerstandes
302 verschieblich, um die relative V orspannung der Steuerelektroden der beiden
Transistoren zu ändern. Durch Änderung dieser Gittervorspannung kann der Auslaßstrom
des einen. Transistors größer gehalten werden als der des anderen.
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Der Auslaßkreis der Transistoren 280 und 282 hat Leiter 306 bzw. 308,
die die Relais 276 und 278 mit denAuffangelektroden286 verbinden. DieseRelais steuern
ein schwenkbar gelagertes Blattventil 310, das dem Kupplungsregelventil 232 zugeordnet
ist. Ein Leiter 312 von den Relais 276 und 278 ist bei 292 geerdet.
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Dieser elektronische Stromkreis 234 entwickelt mittels des Drehzahlgebers
270 eine Gleichstromspannung, die der Motordrehzahl proportional ist und den Differentiations-
und Verstärkerstromkreisen zugeleitet wird. Betrachtet man den Basis- oder Differentiationsstromkreis
272, so wird dem Verstärker 274 ein Nullspannungssignal zugeleitet, wenn die Motordrehzahl
konstant ist. Auch wenn sich die Motordrehzahl mit der gewünschten -Geschwindigkeit
ändert, wird im wesentlichen ein Nullspannungssignal zugeleitet, da die -Spannungsänderung
bei dieser Geschwindigkeit vernachlässigbar klein ist. Wenn jedoch die Geschwindigkeit
der Motordrehzahländerung von der gewünschten Geschwindigkeit abweicht, wird der
Basisstromkreis ein Spannungssignal liefern, das nach Verstärkung durch die Transistoren
280 und 282 eine Verschiebung zwischen den. Ausiaßkreisen der Transistoren verursacht,
deren. Abstimmung zueinander durch den veränderlichen Widerstand 302 gegeben
ist. Diese Verschiebung der Auslaßstromkreise beeinflußt die Lage des Blattventils
310 durch Ändern der Erregung der Relais 276 und 278.
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Da der Nebenschlußwiderstand 300 dem Einlaßkreis der Transistoren
eine der Motordrehzahl proportionale Spannung aufdrückt, erhält der Verstärker 274
ein zusammengesetztes Signal über die Drehzahl und die Geschwindigkeit der Drehzahländerung.
Der Einfluß der Drehzahlspannung allein ist derart, daß die Auslaßkreise der Transistoren
in einer Richtung aus dem Gleichgewicht gebracht werden, die eine Verzögerung des
Einrückens der Kupplung bedingt.
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Das Kupplungsregelventil 232 hat ein Gehäuse 316 mit einer Bohrung
318, in der ein Ventilschieber 320 axial gleitet. Die einander gegenüberliegenden
offenen Enden stehen in offener Verbindung mit Seitenkammern 322 und 324 und über
Drosselöffnungen 326 bzw. 328 mit der obenerwähnten Einlaßkammer 248. Die Drosselstellen
verursachen eine Druckdifferenz zwischen der Einlaßkammer 248 und den Kammern 322
und 324. Die Seitenkammer 322 endet in einem Drosselkanal 330, während die Seitenkammer
324 in einem Drosselkanal 332 endet. Das Gehäuse 316 ist zwischen diesen. Drosselkanälen,
durchbrochen, um das Blattventil 310 durchtreten zu lassen. Das Blattventil
kann hierbei nach links oder rechts bewegt werden, um wahlweise einen der Drosselkanäle
330 oder 332 von einer Auslaßkammer 334 abzusperren.
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Der Ventilschieber 320 hat zwei Endsteuerbunde 336 und 338 und einen
schmaleren mittleren Steuerbund 340. Die Steuerbunde sind miteinander durch Schäfte
verbunden. In der Mittelstellung des Ventilschiebers 320 sperrt der mittlere Steuerbund
340 die zur Kupplung führende Leitung 342 ab, während die Leitung 264 neben dem
Endsteuerbund 336 in den Raum zwischen den Steuerbunden 336 und 340 öffnet, und
eine Auslaßöffnung 344 neben dem Endsteuerbund 338 zwischen den Steuerbunden 338
und 340 freigegeben ist. Beim Betrieb wird die Steaerelektroden-Vorspannung so eingestellt,
daß in dem Leiter 306 zum Relais 276 ein größerer Ausgangsstrom fließt als in dem
Leiter 308 zum Relais 278. Das Blattventil 310
wird daher nach links
angezogen und schließt den Drosselkanal 330. Der Druck in der Seitenkammer 322 steigt
über den in der Seitenkammer 324 und zwingt den Ventilschieber 320 dauernd leicht
nach rechts, so daß eine Verbindung zwischen, der Leitung 264 und der zur Kupplung
führenden Leitung 342 besteht. Die Druckflüssigkeit wirkt dann auf den Kolben 226
und leitet das Einrücken der Kupplung ein.
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Wird der Ventilschieber 320 in der entgegengesetzten Richtung bewegt,
wenn das Blattventil 310 den Drosselkanal 332 verschließt, so werden die Auslaßöffnung
344 und die zur Kupplung führende Leitung 342 miteinander verbunden, so daß der
Kupplungseinrückdruck entlastet und die Kupplung ausgerückt wird.
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Wenn das Umschaltventil 252 durch den fahrgeschwindigkeitsabhängigen
Regler 254 in die Aufwärtsschaltstellun.g bewegt worden ist, fließt Druckflüssigkeit
aus der Leitung 250 durch das Umschaltventil 252 und die Leitung 264 in das Kupplungsregelventil
232. Bei dauernd in die Stellung für Einrücken. der Kupplung gedrücktem Ventilschieber
320 -gelangt die Flüssigkeit aus der Leitung 264 zwischen den Steuerbunden 336 und
340 des Ventilschiebers 320 hindurch in die Leitung 342, um das Einrücken der Kupplung
zu beginnen.
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Wenn dieses Einrücken zu schnell erfolgt, wird die Motordrehzahl schneller
als gewünscht abzusinken. beginnen. Das Spannungssignal des Drehzahlgebers wird
dann kleiner und das vom Basiskreis 272 entwickelte Signal veranlaßt, daß der Auslaßstrom
des Transistors 282 größer als der des Transistors 280 wird. Dadurch wird das Relais
278 das Blattventil 310 nach rechts bewegen, so daß der Drosselkanal 332 geschlossen
wird. Der Druck in der Seitenkammer324 steigt an und bewegt den Ventilschieber 320
nach links, um einen Teil der Druckflüssigkeit aus der zur Kupplung führenden Leitung
342 zur Auslaßöffnung 344 abzuleiten. Damit wird das Einrücken der Kupplung verlangsamt.
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Wenn andererseits das Einrücken. der Kupplung zu Langsam erfolgt,
wird die Motordrehzahl mit kleinerer als der gewünschten Geschwindigkeit abnehmen.
Der Drehzahlgeber 270 liefert daher ein stärkeres Signal, das von dem Basiskreis
272 den, Transistoren zugeleitet wird, wobei der Ausgangsstrom des Transistors
280 weiter gesteigert wird und den Druck in der Seitenkammer 322 aufrechterhält,
bis der Flüssigkeitsstrom in der zur Kupplung 342 führenden Leitung
ausreicht,
um das Einrücken der Kupplung zu beschleunigen, wobei dann: der Abfall der Motordrehzahl
mit der gewünschten Geschwindigkeit erfolgt. Wenn die Abweichungen der Motordrehzahl
jedoch nur gering sind, werden sie keinen merkbaren Einfluß auf das Steuersystem
ausüben. Das soeben beschriebene Arbeitsspiel besteht während des Betriebes dauernd,
so daß der Ventilschieber 320 ständig hin- und herpendelt, um den Kupplungseinrückdruck
zu regeln. Solange nicht die. Geschwindigkeit der Motordrehzahländerung in: Übereinstimmung
mit der gewünschten Geschwindigkeit ist, wird der Kupplungseinrückdruck durch das
Kupplungsregelventil geändert, bis die Geschwindigkeit des Einrückens der Kupplung
die Geschwindigkeit der Motordrehzahländerung der gewünschten Geschwindigkeit so
nahe als möglich gebracht hat. Daraus ergibt sich, daß weder Abnutzung noch Herstellungstoleranzen
die Geschwindigkeit des Einrückens der Kupplung beeinflussen können..