DE1555318C3 - Hydraulische Steuervorrichtung für ein halbautomatisches Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für ein halbautomatisches Kraftfahrzeuggetriebe der durch den Patentanspruch 1 ausgewiesenen Gattung, die aus der FR-PS 13 40 549 bekannt wurde. Bei diesen Steuervorrichtungen stellt das Anfahr-Steuerventil sicher, daß in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung des Fahrers ein weitgehend ruckfreies Anfahren aus dem Stand stattfindet. Bei den bekannten Steuervorrichtungen nimmt darüber hinaus dieses Anfahr-Steuerventil auch teil an allen Weiterschaltungen des Getriebes in höhere Gänge, wenn dafür dann das Handventil in die entsprechenden Schaltstellungen gebracht wird, in welchen der von der Servopumpe ausgehende Druckkanal dann an die Servovorrichtung des betreffenden Ganges angeschlossen wird. Damit diese Höherschaltung der Gänge auch bei losgelassenem Gaspedal ruckfrei erfolgt, ist bei den bekannten Steuervorrichtungen noch vorgesehen, daß in dem von der Servopumpe ausgehenden Druckkanal auch dann noch ein Minimaldruck vorherrscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung dieser drehmomentabhängigen Anfahrcharakteristik die bekannten Steuervorrichtungen so weiterzubilden, daß die damit erreichbare ruckfreie Anfahrphase nach Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit abgeschlossen ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösungsmerkmaie für diese Aufgabe sind durch den Patentanspruch 1 ausgewiesen, während der Patentanspruch 2 eine vorteilhafte Weiterbildung erfaßt

Mit der Erfindung wird erreicht, daß beim Anfahren aus dem Stand ausschließlich über die Gaspedalbetäti-

gung eine sowohl von der Drehmomentanforderung des Fahrers als auch von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit abhängige Anfahrphase durchlaufen wird, die aufgrund dieser doppelten Abhängigkeit eine entsprechend große Ruckfreiheit ergibt. Dabei ist es möglich, die beim Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit erfolgende Ablösung des Anfahr-Steuerventils von zwei unabhängig voneinander veränderbaren Einflußgrößen abhängig zu machen, wodurch eine entsprechend feine Berücksichtigung der bei der Servovorrichtung individuell vorliegenden Verhältnisse möglich ist, die bei anfahrendem Fahrzeug wirksam ist. Weil das Anfahr-Steuerventil bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ausgeschaltet ist, können weiterhin die für die Schaltung der höheren Gänge maßgeblichen Verhältnisse ohne Rücksicht auf die Verhältnisse bei der Anfahrphase eingestellt werden, so daß auch dabei eine optimale Fahrweise erreichbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines halbautomatischen Kraftfahrzeuggetriebes, an welchem die hydraulische Steuervorrichtung gemäß der Erfindung anwendbar ist, und

Fig.2 eine Schnittdarstellung des das Anfahr-Steuerventil umfassenden Ventilblocks der Steuervorrichtung.

Das gezeigte Kraftfahrzeuggetriebe ist im Kraftübertragungsweg zwischen einer Brennkraftmaschine 10 und den Laufrädern 12 des Fahrzeuges angeordnet, wobei seine Eingangswelle 20 über einen Schwingungsdämper 22 mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine hat ein übliches Ansaugrohr 14, über welches das mittels eines Vergasers 16 bereitgestellte Brennstoff-Luftgemisch zugeführt und in welchem die übliche Drosselklappe angeordnet ist. die über ein Betätigungsgestänge 18 vom Fahrer des Fahrzeuges betätigbar ist.

Auf der Getriebeeingangswelle 20 sitzt eine Leitungsdruck liefernde Servopumpe 24, die nach dem Verdrängerprinzip arbeitet und hierfür zwei miteinander kämmende Zahnräder 26 und 28 aufweist. Das Getriebe ist als ein Planetenräderwechselgetriebe mit zwei Zahnradsätzen 30 und 32 ausgeführt. Dabei ist der Planetenräderträger 36 des einen Zahnradsatzes 30, dessen Hohlrad mit 34, Planetenräder mit 38 und Sonnenrad mit 40 bezeichnet sind, direkt mit der Getriebeabtriebswelle 42 verbunden, mit der andererseits auch das Hohlrad 44 des anderen Zahnradsatzes 32, dessen Planetenräder mit 46 und Planetenräderträger mit 48 bezeichnet sind, direkt verbunden ist. Im übrigen ist diesem anderen Zahnradsatz 32 das Sonnenrad 40 des Zahnradsatzes 30 gemeinsam. Die Getriebeabtriebswelle 42 ist über ein nicht näher gezeigtes Differentialgetriebe mit den Achswellen der Lauf räder 12 verbunden.

Der Planetenräderträger 48 des Zahnradsatzes 32 ist durch eine Bremse abbremsbar, die ein an eine an ihm ausgebildete Bremstrommel 50 anlegbares Bremsband 52 umfaßt, das durch eine Servovorrichtung 54 betätigbar ist. Die Servovorrichtung 54 umfaßt einen Druckzylinder 56 und einen Druckkolben 58, der gegen die Kraft einer Rückstellfeder 62 durch den über eine Zuleitung 60 zugeleiteten Leitungsdruck verschieblich ist, um unter Vermittlung eines Übersetzungshebels 64 das Bremsband 52 für die Schaltung des Rückwärtsganges und des 1. Ganges anzuziehen. Das Bremsband 52 ist

andererseits im 2. und 3. Gang gelöst, so daß dann also auch nicht der Planetenräderträger 48, der im übrigen durch eine Überholbremse 66 an einem feststehenden Gehäuseteil 70 in einer Drehrichtung festlegbar ist, abgebremst wird.

Das Getriebe umfaßt weiterhin eine Servokupplung 74, die im Rückwärtsgang und im 3. Gang betätigt ist, indem dann über eine Zuleitung 80 Leitungsdruck in die aus einem Zylinder 76 und einem Kolben 78 gebildete Betätigungsdruckkammer für diese Servokupplung zugeleitet wird. An dem Zylinder 76 ist eine Bremstrommel 82 ausgebildet, an welche zur Schaltung des 2. Ganges ein durch eine weitere Servovorrichtung 86 betätigbares Bremsband 84 anlegbar ist. Auch die Servovorrichtung 86 umfaßt einen Druckzylinder 88 und einen gegen die Kraft einer Rückstellfeder durch den über eine Leitung 94 zugeleiteten Leitungsdruck verschieblichen Druckkolben 90, der wieder über einen Übersetzungshebel % mit dem Bremsband 84 verbunden ist Zum Lösen des angezogenen Bremsbandes 84 wird Leitungsdruck über eine weiterhin vorgesehene Zuleitung 92 zugeleitet um so die Kraft der Rückstellfeder zu unterstützen, während dann gleichzeitig die Leitung 94 an einen drucklosen Ablaß angeschlossen wird.

Die Servokupplung 74 ist als eine übliche Reibscheibenkupplung ausgebildet, bei der die einen Reibscheiben an einer Kupplungstrommel 98 und die anderen Reibscheiben an der Bremstrommel 82 angeordnet sind, so daß bei einer Axialverschiebung des Kolbens 78 durch den Leitungsdruck die Kupplungstrommel 98 und die Bremstrommel 82 für eine gemeinsame Drehung verbunden sind. Mit der Kupplungstrommel 98 ist eine weitere Kupplungstrommel 100 einer Vorwärtskupplung 102 einstückig verbunden, die in allen Vorwärtsgangen eingerückt und ebenfalls als eine gewöhnliche Reibscheibenkupplung ausgebildet ist, deren eine Reibscheiben von dieser Kupplungstrommel 100 und deren andere Reibscheiben von einer mit dem Hohlrad 34 des Zahnradsatzes 30 einstückig verbundenen ^₀ Kupplungshülse 104 getragen sind. Die Kupplungstrommel 100 ist wie die Bremstrommel 82 gleichzeitig als Druckzylinder 106 ausgebildet, innerhalb welchem ein Druckkolben 108 angeordnet ist, der die Reibscheiben der Vorwärtskupplung 102 aneinander anlegt und damit diese Kupplung einrückt wenn Leitungsdruck über eine Zuleitung 110 zugeleitet wird. Im übrigen ist noch eine Triebwerksglocke 112 vorhanden, über welche das den beiden Zahnradsätzen 30 und 32 gemeinsame Sonnenrad 40 mit der Bremstrommel 82 verbunden ist, sowie weiterhin ein auf der Getriebeabtriebswelle 42 angeordneter Regler, durch den ein der Fahrgeschwindigkeit entsprechender Reglerdruck gewonnen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei eingerückter Vorwärtskupplung 102 ein Drehmoment von der Getriebeeingangswelle 20 auf das Hohlrad 34 des Zahnradsatzes 30 übertragen wird, vor dem es dann unter weiterer Mitwirkung des Hohlrades 44 des weiteren Zahnradsatzes 32 zur Übertragung an die Getriebeabtriebswelle 42 kommt. Es liegt dann also &, ein Antrieb im l.Gang vor, der bleibend geschaltet bleiben kann, wenn dafür durch Betätigung der Servovorrichtung 54 das Bremsband 52 an die Bremstrommel 50 angezogen wird. Zur Schaltung des 2. Ganges muß lediglich die Servovorrichtung 86 betätigt werden, wodurch dann das Bremsband 84 an die Bremstrommel 82 angezogen und damit das Sonnenrad 40 festgehalten wird. Es ist folglich jetzt der Planetenräderträger 36 des Zahnradsatzes 30 in den Drehmomentübertragungsweg zur Getriebeabtriebswelle 42 eingeschaltet, während gleichzeitig wegen des dann wirksamen Freilaufs der Überholbremse 66 der Planetenräderträger 48 des folglich dann ausgeschalteten anderen Zahnradsatzes 32 freiläuft Soll das Getriebe schließlich in den 3. Gang geschaltet werden, dann muß dafür die Servokupplung 74 eingerückt und gleichzeitig das Bremsband 84 gelöst werden, wodurch es zu einer direkten Antriebsverbindung zwischen dem Sonnenrad 40 und dem Hohlrad 34 kommt Schließlich kann das Getriebe noch dadurch in den Rückwärtsgang geschaltet werden, daß dafür bei eingerückter Servokupplung 74 die Servovorrichtung 54 zum Anziehen des Bremsbandes 52 an die Bremstrommel 50 betätigt wird, wodurch unter Mitwirkung des Hohlrades 44 des Zahnradsatzes 32 eine Rückwärtsdrehung der Getriebeabtriebswelle 42 erfolgt.

Die an der Schaltung der einzelnen Gänge beteiligte hydraulische Steuervorrichtung umfaßt im wesentlichen ein Leitungsdruck-Regulierventil 116, ein Anfahr-Steuerventil 118, ein reglergesteuertes Ventil 120, ein Doppel-Rückschlagventil 122 und ein Handventil 124. Dabei ist das Leitungsdruck-Regulierventil 116 Über einen Druckkanal 126 an die Servopumpe 24 angeschlossen und umfaßt einen in einer Ventilkammer 128 verschieblichen Steuerschieber 130, der mit drei Steuerbunden 132, 134 und 136 versehen ist. Die im Durchmesser unterschiedlichen Steuerbunde 132 und 134 steuern mit Unterstützung einer durch den Steuerbund 136 gesteuerten Drossel 138 den wirksamen Durchlaßquerschnitt zwischen dem Druckkanal 126 und einem zu dem reglergesteuerten Ventil 120 hin führenden Verbindungskanal 148, in welchem der Leitungsdruck einen durch das Regulierventil 116 gewonnenen drehmomentabhängigen Wert hat. Der drehmomentabhängige Wert des Leitungsdruckes wird dadurch gewonnen, daß an den Steuerschieber 130 des Regulierventils 116 zur Unterstützung der Kraft einer Regelfeder 144 über einen Anschlußkanal 146 ein Drosseldruck zugeleitet wird, dessen Höhe vom Saugrohrdruck der Brennkraftmaschine 10 abhängig ist Der über den Druckkanal 126 zugeleitete Leitungsdruck arbeitet folglich an dem Steuerschieber 130 des Regulierventils 116 diesem Drosseldruck und auch der Kraft der Regelfeder 144 entgegen, so daß mit Unterstützung eines drucklosen Ablasses 142, der allein durch den Steuerbund 132 gesteuert wird, in dem Verbindungskanal 148 zu dem Ventil 120 hin der bereits erwähnte drehmomentabhängige Wert des Leitungsdruckes erhalten wird. An dem Regulierventil 116 ist im übrigen noch ein weiterer druckloser Ablaß 140 vorhanden, und sein den Leitungsdruck zuleitender Druckkanal 126 hat über eine Drossel 152 auch Verbindung mit einem Schmierölkanal 150, der an die verschiedenen Schmierstellen des Getriebes geführt ist.

Das reglergesteuerte Ventil 120 hat eine an den Verbindungskanal 148 mit dem Leitungsdruck-Regulierventil 116 angeschlossene Ventilkammer 154 und einen darin verschieblichen Steuerschieber 156 mit zwei Steuerbunden 158 und 160, der durch eine Ventilfeder 164 gegen den über den Anschlußkanal 148 zugeleiteten drehmomentabhängigen Leitungsdruck und weiter gegen den von dem Regler 114 gewonnenen Reglerdruck vorgespannt ist, welcher über einen Anschlußkanal 168 zugeführt wird. An die Ventilkammer 154 sind außerdem noch ein druckloser Ablaß 166 sowie zwei parallele Verbindungskanäle 162 und 170 mit dem

Anfahr-Steuerventil 118 angeschlossen, wobei in dem einen Anschlußkanal 170 das Doppel-Rückschlagventil 122 angeordnet ist, das wahlweise den ihm mit dem Ventil 120 verbindenden Abschnitt dieses Artschlußkanals 170 und dessen zu dem Anfahr-Steuerventil 118 führenden Abschnitt 174 sperren kann. Für die in F i g. 2 gezeigte Relativlage des Steuerschiebers 156 ist die Abwesenheit eines Reglerdruckes in dem Anschlußkanal 168 vorausgesetzt, wodurch dann eine Verbindung mit dem Anfahr-Steuerventil 118 nur über den einen Anschlußkanal 162 besteht. Wird bei fahrendem Fahrzeug über den Anschlußkanal 168 ein Reglerdruck zugeleitet, dann wird dadurch dann der Steuerschieber 156 gegen die Kraft der Ventilfeder 164 verschoben, wodurch der drehmomentabhängige Leitungsdruck aus dem Verbindungskänal 148 mit dem Regulierventil 116 zunehmend weniger über den Anschlußkanal 162 und zunehmend mehr über den Anschlußkanal 170 weitergeleitetwird. -_: ·· ^: ■

An dieser vom Reglerdruck abhängigen Umschaltung der beiden Anschlußkanäle 162 und 170 wirkt auch das Anfahr-Steuerventil 118 mit, das eine Ventilkammer 172 mit darin verschieblichen Steuerschieber 176 umfaßt Der Steuerschieber 176 hat zwei im Durchmesser gleich große Steuerbunde 178 und 180 sowie einen weiteren, im Durchmesser etwas kleineren Steuerbund 182, wobei die zu letzterem hin bestehende Differenzfläche des Steuerbundes 180 über einen äußeren Verbindungskänal 184 an den Abschnitt 174 des Kanals 170 angeschlossen ist. Der Steuerbund 178 steuert einen drucklosen Ablaß 186 der Ventilkammer 172, an die noch eine von der zu der Vorwärtskupplung 102 geführten Zuleitung 110 für den Leitungsdruck abgezweigten Zweigleitung 188 angeschlossen ist. Bei betätigter Vorwärtskupplung 102 kann folglich der Leitungsdruck das dem Steuerbund 182 nahe Stirnende des Steuerschiebers 176 entgegen der Kraft der Ventilfeder 190 beaufschlagen. Die Ventilfeder 190 stützt sich an einem ebenfalls in der Ventilkammer 172 verschieblichen Druckkolben 192 ab, an dem außen ein mit dem Betätigungsgestänge 18 für die Drosselklappe verbundener Betätigungshebel 194 anliegt. Wird folglich die Drosselklappe mittels des Betätigungsgestänges 18 betätigt, dann wird dadurch gleichzeitig durch diesen Betätigungshebel 194 der Kolben 192 bewegt und folglich die Vorspannung der Ventilfeder 190 erhöht. Im übrigen ist das Anfahr-Steuerventil 118 über den Abschnitt 174 des Verbindungskanals 170 mit dem reglergesteuerten Ventil 120 noch über einen Anschlußkanal 196 mit dem Handventil 124 verbunden, jedoch nur so lange wie das Doppel-Rückschlagventil 122 den sich zwischen ihm und dem reglergesteuerten Ventil 120 erstreckenden Abschnitt dieses Verbindungskanals 170 sperrt. Bis zu diesem Zeitpunkt, der also abhängig ist von der Größe des auf den Steuerschieber 156 des Ventils 120 einwirkenden Reglerdruckes, besteht dann eine Verbindung zwischen dem Handventil 124 und dem Ventil 120 über dessen Verbindungsleitung 162 mit dem Ventil 118, die nach Erreichen des für das Ventil 120 wirksamen Schaltdruckes durch die Verbindung über den bis dahin gesperrten Abschnitt des Anschlußkanals 170 bei gleichzeitig erfolgender Sperrung von dessen Abschnitt 174 durch das Doppel-Rückschlagventil 122 ersetzt wird. In Verbindung mit dem Anfahr-Steuerventil 118 stellt damit das reglergesteuerte Ventil 120 sicher, daß bis zum Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit völlig ruckfrei angefahren werden kann, wobei dieses ruckfreie Anfahren ausschließlich in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung des Fahrers stattfindet, indem dafür über den mit dem Betätigungsgestänge 18 für die Drosselklappe verbundenen Betätigungshebel 194 eine äußere Krafteinwirkung auf das Anfahr-Steuerventil 118 vorgenommen wird.

Die Beschreibung der Fig.2 kann noch damit abgeschlossen werden, daß das Handventil 124 einen wie üblich in einer Ventilkammer 198 von Hand verschieblichen Steuerschieber 200 hat, an dem mehrere Steuerbunde 202,204,206,208,210 und 212 ausgebildet sind, die mit entsprechenden Steuerkanten an mehreren Anschlußkanälen zusammenwirken. Der Steuerschieber 200 ist außerdem mit drei Durchlaßkanälen 214,216 und 218 versehen, die in den verschiedenen Schaltstellungen des Steuerschiebers 200 unterschiedliche Verbindungen zu den einzelnen Servovorrichtungen herstellen, die für die Schaltung der verschiedenen Gänge maßgebend sind. So sind für die zu der Vorwärtskupplung 102 führende Leitung HO die beiden Anschlußkanäle 220 und 222 vorgesehen, weiterhin ein Anschlußkanal 224 für die zu der Servovorrichtung 86 führende Zuleitung 92, ein Anschiußkanal 228 für die zu der Servovorrichtung 54 führende Zuleitung 60 sowie schließlich ein Anschlußkanal 230 für die ebenfalls zu der Servovorrichtung 86 führende Zuleitung 94. An die Ventilkammer 198 ist schließlich auch noch ein druckloser Ablaß 226 angeschlossen. Wird der Steuerschieber 200 des Handventils 124 zur Schaltung des 1. Ganges aus der in F i g. 2 festgehaltenen Neutralstellung durch Verschieben nach rechts herausbewegt, dann kommt es dadurch dann zu einer Verbindung zwischen dem Anschiußkanal 196 und den Anschlußkanälen 220 und 222 für die zu der Vorwärtskupplung 102 führende Leitung 110. In der Leitung 110 kommt es folglich bei einem Anfahren aus dem Stand in dem Ausmaß zu einer drehmomentabhängigen Erhöhung des Leitungsdruckes in welchem durch Niederdrücken des Gaspedals der Steuerschieber 176 des Anfahr-Steuerventils 118 aus der dargestellten Relativlage nach rechts verschoben wird, um so den von der Servopumpe 24 über den Druckkanal 126 angelieferten Leitungsdruck über die Kanäle 148 und 162 an den mit dem Anschlußkanal 196 verbundenen Abschnitt 174 des Anschlußkanals 170 weiterleiten zu können. Die Vorwärtskupplung 102 wird damit entsprechend ruckfrei eingerückt, wodurch ein ebenso ruckfreies Anfahren gewährleistet wird. Sobald die Vorwärtskupplung 102 völlig eingerückt ist, wird der Leitungsdruck dann auch über die Zweigleitung 188 zur Einwirkung auf den Steuerbund 182 am Steuerschieber 176 des Anfahr-Steuerventils 118 zur Einwirkung gebracht, wodurch eine Art Rückkopplungswirkung erreicht wird, welche eine weitergehende Modifizierung des Leitungsdruckes hervorruft. Hat nach einer bestimmten Anfahrphase das Fahrzeug eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht, dann hat auch der an dem Regler 114 gewonnene Reglerdruck einen Wert angenommen, welcher dem Schaltdruck für das Ventil 120 entspricht, so daß dann der Druckkanal 148 an den Anschlußkanal 170 angeschlossen und gleichzeitig die

^₀ Verbindung mit dem Kanal 162 unterbrochen wird. Es wird folglich dann das Anfahr-Steuerventil 118 aus seiner- bis dahin bestandenen Verbindung mit dem Druckkanal 196 gelöst, weil dann das Doppel-Rückschlagventil 122 den Abschnitt 174 sperrt und folglich dann die Verbindung freigibt für den unmittelbaren Anschluß des Kanals 170 an den Kanal 1%. Diese Verbindung besteht auch während aller weiterer Steigerungen der Fahrgeschwindigkeit, wobei der dann

an dem Steuerschieber 156 des Ventils 120 der Ventilfeder 164 entgegenwirkende Reglerdruck auch teilnimmt an der Schaltung der weiteren Gänge, wenn dafür der Steuerschieber 200 des Handventils 124 in die entsprechenden Schaltstellungen verschoben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für ein halbautomatisches Kraftfahrzeuggetriebe, dessen einzelne Gänge durch Servovorrichtungen schaltbar sind, deren Druckbeaufschlagung über ein an eine Leitungsdruck liefernde Servopumpe angeschlossenes Handventil wählbar und mittels eines vom Fahrer betätigbaren, vorzugsweise mit dem Betätigungsgestänge für die Drosselklappe verbundenen Anfahr-Steuerventils drehmomentabhängig beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Servopumpe (24) ausgehende Druckkanal (126, 148) über zwei parallele Anschlußkanäle (164,174,196 und 170,196) an das Handventil (124) angeschlossen ist, wobei das Anfahr-Steuerventil (118) den Druck im einen Anschlußkanal (162, 174, 196) drehmomentabhängig regelt und wobei ein reglergesteuertes Ventil (120) vorgesehen ist, dessen Schaltdruck durch einen der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Reglerdruck geliefert wird und das oberhalb einer bestimmten Größe dieses Reglerdrucks den von der Servopumpe (24) ausgehenden Druckkanal (126, 148) mit dem unmittelbar zum Handventil (124) führenden anderen Anschlußkanal (170,196) verbindet.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der Servopumpe (24) ausgehenden Druckkanal (126, 148) ein von einem drehmomentabhängigen Drucksignal beeinflußtes Leitungsdruck-Regulierventil (116) angeordnet ist.