DE19541850C2

DE19541850C2 - Hydraulisches Steuersystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE19541850C2
Application number: DE19541850A
Authority: DE
Inventors: Jaeduk Jang
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: US5634865A; DE19541850A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein für ein automatisches Fahrzeuggetriebe dienendes hydraulisches Steuersystem, das in der Lage ist, während Schaltvorgängen zwischen dem zweiten und dem vierten Gang das Blockieren eines als Reaktionselement arbeitenden Reibungsglieds zu verhindern und die Ansprechempfindlichkeit hinsichtlich des Schaltbetriebs zu verbessern.

Allgemein ausgedrückt, stellt ein automatisches Getriebe ein jeweils erforderliches Übersetzungsverhältnis ein, um das Fahrzeug in einem breiten Geschwindigkeits- und Belastungsbereich zu betreiben. Das Getriebe erfüllt diese Aufgabe unter minimaler Anstrengung des Fahrers. Das heißt, automatische Umschaltungen in höhere oder niedrigere Gänge stellen für den Fahrer eine Bequemlichkeit dar, da zum Schalten keine fußbetätigte Kupplung benötigt wird und da das Fahrzeug angehalten werden kann, ohne daß eine Kupplung betätigt oder das Getriebe in eine Leerlaufstellung gebracht werden muß.

Ein herkömmliches Automatikgetriebe für ein Fahrzeug enthält einen Drehmomentwandler mit einem Flügelrad, eine Turbine und einem Stator, einen mit dem Drehmomentwandler verbundenen Zahnradstrang, der verschiedene Vorwärtsgangstufen und einen Rückwärtsgang bildet, eine Mehrzahl von Reibungsgliedern, wie z. B. Scheibenkupplungen, Ein-Richtungs- Kupplungen zur Steuerung der Getriebefunktion und ein hydraulisches Steuersystem zur Steuerung des Betriebs der Reibungsglieder.

Der Zahnradstrang wird wahlweise betätigt, indem die Reibungsglieder jeweils als Antriebselement, als Abtriebselement oder als Reaktionselement in Eingriff gebracht werden. Das Eingreifen bzw. Lösen der Reibungsglieder erfolgt in gegebener Reihenfolge.

Wenn jedoch ein Reibungsglied in Eingriff gebracht wird, bevor ein anderes in Eingriff befindliches Reibungsglied gelöst wird, kann der Zahnradstrang beschädigt werden.

Außerdem verwendet der Zahnradstrang im allgemeinen eine Ein-Richtungs-Kupplung für die Reaktionskraft eines rotierenden Teils. Die Verwendung der Ein-Richtungs-Kupplung macht den Zahnradstrang kompliziert.

Aus der DE 43 44 660 A1 ist ein hydraulisches Steuersystem bekannt, mit dem ein Getriebe mit 5 Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang gesteuert wird, wobei die Gänge mit Hilfe von Ventilen gewechselt werden, die Reibungsglieder betätigen. Mittels einer bestimmten Ventilkonfiguration ist dabei sichergestellt, daß nach dem Wechseln von dem zweiten in den dritten Gang der zum Betätigen der Reibungsglieder aufgebrachte Hydraulikdruck generell herabgesetzt wird, was wegen des bei den höheren Gängen niedrigeren erforderlichen Anpreßdrucks möglich und wünschenswert ist, um einen sanften Schaltablauf zu erreichen.

Eine ähnliche Wirkung wird auch mit dem in der DE 41 41 632 A1 offenbarten hydraulischen Steuersystem erzielt, bei dem zwei Reibungsglieder vorhanden sind. Eine zwischen dem ersten und dem zweiten Reibungsglied wirkende Feder wirkt derart, daß die Anpreßkraft des zweiten Reibungsglieds reduziert wird, wenn sich das zweite Reibungsglied im Eingriff befindet und gleichzeitig das erste Reibungsglied nicht im Eingriff befindet, was der Schalterstellung für höhere Gänge entspricht.

Aus der DE 39 34 674 A1 ist ebenfalls ein hydraulisches Steuersystem zum Steuern eines Getriebes mit 5 Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt, bei dem mittels bestimmter Ventilkombinationen die einzelnen Gänge geschaltet werden.

Aus der DE 39 06 269 A1 ist ein hydraulisches Steuersystem für ein Schaltgetriebe mit 4 Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt, bei dem ebenfalls Reibungsglieder mittels Hydraulikventilen angesteuert werden. Beim Schalten von dem ersten in den zweiten Gang werden zwei Reibungselemente gleichzeitig in Eingriff gebracht, die beide vorher nicht in Eingriff gewesen sind. Mittels eines geeigneten Ventilaufbaus wird sichergestellt, daß bei diesem Schaltvorgang zuerst das eine und dann erst das andere Reibungselement in Eingriff gebracht wird, wodurch ein sanftes Einkoppeln gewährleistet wird.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein hydraulisches Steuersystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe mit einer Mehrzahl von Vorwärtsgängen zu schaffen, wobei das Steuersystem geeignet ist, eine Getriebeschaltlogik zu betätigen, die einen vereinfacht aufgebauten Zahnradstrang ermöglicht, und gleichzeitig einen sicheren Betrieb gewährleistet, bei dem es nicht zu Beschädigungen des Zahnstranges kommt, sowie eine hohe Ansprechempfindlichkeit zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem hydraulischen Steuersystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines hydraulischen Steuersystems für ein automatisches Getriebe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Gangwechsel-Steuerteils,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Zahnradstrangs, der von dem in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Steuersystem gesteuert wird,

Fig. 4 eine Tabelle zur Veranschaulichung der jeweiligen Kombination von eingelegten Reibungsgliedern bei jedem Geschwindigkeitsverhältnis im erfindungsgemäßen automatischen Getriebe, und

Fig. 5 eine Tabelle, die für jede Gangstufe den Betriebszustand der Magnetventile zeigt, die in dem in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Steuersystem verwendet werden.

Im folgenden wird eingehender auf die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Bezug genommen, für die in den beiliegenden Zeichnungsfiguren ein Beispiel dargestellt ist. Soweit als möglich werden in den Figuren durchgängig dieselben Bezugszeichen verwendet, wenn auf gleiche oder entsprechende Teile Bezug genommen wird.

Eine bestimmte Terminologie wird in der nachstehenden Beschreibung nur zur bequemeren Handhabung und Bezugnahme, nicht zu irgendeiner Beschränkung verwendet. Die Wörter "rechts" und "links" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungsfiguren, auf die Bezug genommen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des hydraulischen Steuersystems nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur ist das Steuersystem im Leerlauf- Zustand - auch als "N"-(Neutral-)Stellung bezeichnet - gezeigt.

Das hydraulische Steuersystem umfaßt einen leitungsdruckregelnden Teil A, der von einer Hydraulikpumpe 2 gelieferten Hydraulikdruck auf einen konstanten Wert regelt, und einen Gangwechsel-Steuerteil B, der wahlweise Hydraulikdruck aus dem leitungsdruckregelnden Teil A zu jedem Reibungsglied speist.

Der leitungsdruckregelnde Teil A umfaßt ein Regelventil 4, das den von der Hydraulikpumpe 2 erzeugten Hydraulikdruck auf einen konstanten Wert regelt, ein Druckminderventil 6, das den vom Regelventil 4 ankommenden Hydraulikdruck auf einen unter dem Leitungsdruck liegenden Wert absenkt, ein Drehmomentwandler-Steuerventil 10 und ein Überbrückungskupplungs- Steuerventil 12 zum Steuern einer Überbrückungskupplung zur Verbesserung des Leistungsübertragungswirkungsgrads.

Der Gangwechsel-Steuerteil B umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, ein erstes Drucksteuerventil 14, ein zweites Drucksteuerventil 16, ein drittes Drucksteuerventil 18 und ein viertes Drucksteuerventil 20, ein Steuerventil 22 zum Wechseln zwischen Leerlauf und Fahrt, ein Steuerventil 24 zum Wechseln vom ersten in den zweiten Gang, ein Steuerventil 26 zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang und ein Steuerventil 28 zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang.

Die vier Drucksteuerventile 14, 16, 18 und 20 sind über eine Leitung 30 mit dem Druckminderventil 6 verbunden, um aus ihm Steuerdruck zu empfangen. Alle Drucksteuerventile weisen untereinander die gleiche Bauform auf, und zwar weist jedes Drucksteuerventil ein Ventilgehäuse 32, 34, 36 bzw. 38 und eine Ventilkolbenstange 40, 42, 44 bzw. 46 auf.

Jede Ventilkolbenstange 40, 42, 44 und 46 besitzt einen Hohlfortsatz 56, 58, 60 bzw. 62, der jeweils von einer zugeordneten Feder 48, 50, 52 bzw. 54 vorgespannt ist, sowie jeweils einen mit dem betreffenden Hohlfortsatz einstückig ausgebildeten ersten Kolben 64, 66, 68 bzw. 70 und einen zweiten Kolben 72, 74, 76 bzw. 78.

Das Ventilgehäuse 32 ist mit einem ersten Anschluß 80 ausgestattet, der Hydraulikdruck aus der Leitung 30 empfängt, ferner mit einem zweiten Anschluß 82, an dem bzw. durch den Hydraulikdruck aufgebaut oder abgelassen wird, je nach Betriebsstellung eines ersten Magnetventils S1, das von einer Getriebesteuereinheit ein- und ausgeschaltet wird; ferner mit einem dritten Anschluß 84 zum Empfangen von Leitungsdruck aus einer Leitung 31, und schließlich mit einem vierten Anschluß 86, der den Leitungsdruck über eine Leitung 33 an das den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernde Steuerventil 28 führt.

Das Ventilgehäuse 34 des zweiten Drucksteuerventils 16 ist mit einem ersten Anschluß 88 ausgestattet, der Hydraulikdruck aus der Leitung 30 empfängt, ferner mit einem zweiten Anschluß 90, an dem bzw. durch den Hydraulikdruck aufgebaut oder abgelassen wird, je nach Betriebsstellung eines zweiten Magnetventils S2, das ebenfalls von der Getriebesteuereinheit ein- und ausgeschaltet wird; ferner mit einem dritten Anschluß 92 zum Empfangen von Leitungsdruck aus der Leitung 31, und schließlich mit einem vierten Anschluß 94, der den Leitungsdruck sowohl an das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 als auch an das den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernde Steuerventil 22 führt.

Das Ventilgehäuse 36 des dritten Drucksteuerventils 18 ist mit einem ersten Anschluß 96 ausgestattet, der Hydraulikdruck aus der Leitung 30 empfängt, ferner mit einem zweiten Anschluß 98, an dem bzw. durch den Hydraulikdruck aufgebaut oder abgelassen wird, je nach Betriebsstellung eines dritten Magnetventils S3, das ebenfalls von der Getriebesteuereinheit ein- und ausgeschaltet wird; ferner mit einem dritten Anschluß 100 zum Empfangen von Leitungsdruck aus der Leitung 31, und schließlich mit einem vierten Anschluß 102, der den Leitungsdruck über eine Leitung 37 an das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 und an das den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernde Steuerventil 28 führt.

Das Ventilgehäuse 38 des vierten Drucksteuerventils 20 ist mit einem ersten Anschluß 104 ausgestattet, der Hydraulikdruck aus der Leitung 30 empfängt, ferner mit einem zweiten Anschluß 106, an dem bzw. durch den Hydraulikdruck aufgebaut oder abgelassen wird, je nach Betriebsstellung eines vierten Magnetventils S4; ferner mit einem dritten Anschluß 108 zum Empfangen von Leitungsdruck aus der Leitung 31, und schließlich mit einem vierten Anschluß 110, der den Leitungsdruck sowohl an das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 als auch an das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 führt.

Das den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernde Steuerventil 22 besitzt einen ersten Anschluß 112, der mit der Leitung 31 verbunden ist, um aus ihr unmittelbar Hydraulikdruck zu empfangen, und ferner einen zweiten Anschluß 114, um durch den ersten Anschluß 112 ankommenden Hydraulikdruck an ein erstes Reibungsglied B1 zu leiten.

Das den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernde Steuerventil 22 weist ferner einen dritten Anschluß 116 auf, der über eine Leitung 35 Hydraulikdruck aus dem zweiten Drucksteuerventil 16 empfängt. Die drei Anschlüsse werden entsprechend der Bewegung einer Ventilkolbenstange geschaltet, die einen ersten Kolben 118 und einen zweiten Kolben 122 aufweist und durch eine Feder 120 vorgespannt ist.

Das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 besitzt einen ersten Anschluß 124, der über die Leitung 35 mit dem zweiten Drucksteuerventil 16 verbunden ist, und einen zweiten Anschluß 126, der mit einem dritten Reibungsglied B2 verbunden ist, um Anpreßdruck an dieses zu speisen.

Das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 besitzt ferner einen dritten Anschluß 128, der über Leitungen 37 bzw. 39 mit dem dritten Drucksteuerventil 18 und dem vierten Drucksteuerventil 20 verbunden ist, um dadurch aus diesen wahlweise Steuerdruck zu empfangen.

Das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 enthält eine durch eine Feder 132 vorgespannte Ventilkolbenstange mit einem ersten Kolben 130 und einem zweiten Kolben 134.

Das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 besitzt einen ersten Anschluß 136, der über die Leitung 37 mit dem dritten Drucksteuerventil 18 verbunden ist, um dadurch Hydraulikdruck aus diesem zu empfangen, ferner einen zweiten Anschluß 138, der durch den ersten Anschluß 136 ankommenden Arbeitsdruck als Anpreßdruck an ein viertes Reibungsglied B3 leitet, und schließlich einen dritten Anschluß 140, der über eine Leitung 39 mit dem vierten Drucksteuerventil 20 verbunden ist, um dadurch Steuerdruck aus diesem zu empfangen.

Das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 enthält eine durch eine Feder 141 vorgespannte Ventilkolbenstange mit einem ersten Kolben 142 und einem zweiten Kolben 144. Die Elastizitätskonstante der Feder 141 ist kleiner als die Elastizitätskonstante der Feder 132, so daß mittels des Hydraulikdrucks eine aufeinanderfolgende Steuerung erfolgen kann.

Das den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernde Steuerventil 28 besitzt einen ersten Anschluß 146, der über die Leitung 33 Hydraulikdruck aus dem ersten Drucksteuerventil 14 empfängt, ferner einen zweiten Anschluß 148, der Arbeitsdruck aus dem dritten Drucksteuerventil 18 über die Leitung 37 empfängt, und schließlich einen dritten Anschluß 150, der den Arbeitsdruck als Anpreßdruck an das vierte Reibungsglied B3 leitet.

Das den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernde Steuerventil 28 enthält eine Ventilkolbenstange mit einem ersten Kolben 152 und einem zweiten Kolben 154.

Im vierten und im fünften Gang der Betriebsart "Fahrt" (Stellung "D" wie "Drive") wird Hydraulikdruck unmittelbar aus dem vierten Drucksteuerventil 20 über die Leitung 39 an ein fünftes Reibungsglied C2 geleitet.

In den jeweiligen Leitungen zum zweiten bis fünften Reibungsglied C1, B2, B3 und C2 sind Akkumulatoren 156, 158, 160 bzw. 162 eingebaut. Diese Akkumulatoren speichern vorübergehend Anpreßdruck, sobald solcher an die Reibungsglieder geleitet wird, so daß ein abrupter Einsatz der Reibungsglieder vermieden werden kann und somit eine weiche Schaltung erzielt wird.

Der dritte Anschluß 128 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 ist über Leitungen 91 und 93 mit dem zweiten Anschluß 138 bzw. dem dritten Anschluß 140 des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 verbunden. An einer Stelle, wo sich die Leitungen 91 und 93 vereinigen, befindet sich ein Wechselventil 166, um Hydraulikdruck entweder aus der Leitung 91 oder aus der Leitung 93 an den dritten Anschluß 128 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 zu speisen.

Außerdem sind der zweite Anschluß 138 des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 und der dritte Anschluß 150 des den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernden Steuerventils 28 so ausgebildet, daß sie wahlweise Hydraulikdruck an das vierte Reibungsglied B3 liefern. Die wahlweise Zufuhr des Hydraulikdrucks erfolgt mittels eines Wechselventils 167, das an einer Stelle eingebaut ist, wo sich die Leitungen 95 und 97 vereinigen.

Das vorstehend beschriebene hydraulische Steuersystem wird zur Steuerung eines Zahnradstrangs verwendet, der mehr als ein Planetengetriebe aufweist, wie in Fig. 3 gezeigt.

Betrieb des hydraulischen Steuersystems

Fig. 4 veranschaulicht die Kombinationen der in jeder Gangstufe eingelegten Reibungsglieder, und Fig. 5 listet für jede Gangstufe die Betriebsstellung der Magnetventile auf. Die Magnetventile S1, S2 und S3 sind normalerweise offene Ventile (Schließer), während das Magnetventil S4 ein normalerweise geschlossenes Ventil (Öffner) ist.

Betrieb in der ersten Gangstufe des Fahrtbereichs "D"

Zum Einlegen des ersten Gangs wird von der Hydraulikpumpe 2 erzeugter Hydraulikdruck über ein Handventil MV und die Leitung 31 an das erste Drucksteuerventil 14 und das den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernde Steuerventil 22 geleitet.

Da an diesem Betriebspunkt das erste und das vierte Magnetventil S1 und S4 von der Getriebesteuereinheit gemäß der in Fig. 5 aufgetragenen Sollwert-Matrix abgeschaltet werden, wird die Ventilkolbenstange des ersten Drucksteuerventils 14 nach rechts verschoben, so daß der in der Leitung 31 strömende Hydraulikdruck in die Leitung 33 fließt.

Dementsprechend wird ein Teil des in der Leitung 33 fließenden Hydraulikdrucks unmittelbar zum zweiten Reibungsglied C1 geleitet.

In dieser Situation verschiebt Hydraulikdruck, der durch den ersten Anschluß 112 des den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernden Steuerventils 22 gelangt, dessen Ventilkolbenstange und wird durch den zweiten Anschluß 114 zum ersten Reibungsglied B1 geleitet, wodurch der erste Gang eingelegt wird.

Durch diesen Hydrauliksteuervorgang wird im Zahnradstrang das Drehmoment einer Getriebeantriebswelle X über das zweite Reibungsglied C1 auf ein Sonnenrad G1 übertragen; in dieser Situation wirkt ein Hohlrad G2 infolge des Einsatzes des ersten Reibungsglieds B1 als Reaktionselement (Bremselement).

Jedoch wird ein zum zweiten Reibungsglied C1 geleiteter Anpreßdruck vorübergehend vom Akkumulator 156 gespeichert, so daß ein plötzlicher Einsatz des zweiten Reibungsglieds C1 vermieden werden kann und somit die Schaltqualität verbessert wird.

Betrieb in der zweiten Gangstufe des Fahrtbereichs "D"

Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung größer werden, beginnt die Getriebesteuereinheit, gemäß der in Fig. 5 aufgetragenen Sollwert-Matrix das erste, zweite und vierte Magnetventil S1, S2 und S4 in den ausgeschalteten Zustand zu steuern. Dementsprechend bleibt der Arbeitsdruck des zweiten Reibungsglieds C1 erhalten. Da jedoch ein Teil des in der Leitung 31 herrschenden Hydraulikdrucks als Steuerdruck vom zweiten Drucksteuerventil 16 über die Leitung 35 zum dritten Anschluß 116 des den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernden Steuerventils 22 geleitet wird, wird die Ventilkolbenstange des den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernden Steuerventils 22 nach links verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß 112 und dem zweiten Anschluß 114 des den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernden Steuerventils 22 unterbrochen wird.

Dementsprechend wird Hydraulikdruck, der in der ersten Gangstufe als Arbeitsdruck für das erste Reibungsglied verwendet wurde, durch den Auslaß "Ex" entlassen.

Außerdem wird ein weiterer Teil des in der Leitung 31 bestehenden Hydraulikdrucks an den ersten Anschluß 124 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 geführt, um dessen Ventilkolbenstange nach rechts zu verschieben, und wird dann durch den zweiten Anschluß 126 zum dritten Reibungsglied B2 geleitet.

Das heißt, das in der ersten Gangstufe in Eingriff gebrachte erste Reibungsglied B1 wird gelöst, und das dritte Reibungsglied B2 wird zusätzlich zum zweiten Reibungsglied C1 in Eingriff gebracht, wodurch die zweite Gangstufe erzielt wird.

Durch diese Hydrauliksteuervorgänge wird bei dem in Fig. 3 dargestellten Zahnradstrang das Reibungsglied B1, das als Reaktionselement in Eingriff gebracht worden war, gelöst, und das Reibungsglied B2 wird als Reaktionselement neu in Eingriff gebracht, um einen Planetenträger K zu beschränken.

Betrieb in der dritten Gangstufe des Fahrtbereichs "D"

Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung noch größer werden, beginnt die Getriebesteuereinheit, gemäß der in Fig. 5 aufgetragenen Sollwert-Matrix zusätzlich zum ersten, zweiten und vierten Magnetventil S1, S2 und S4 auch das dritte Magnetventil S3 auszuschalten. Dementsprechend werden alle Ventilkolbenstangen des ersten bis vierten Drucksteuerventils (14-20) nach rechts verschoben.

Durch diesen Vorgang wird in der Leitung 31 herrschender Hydraulikdruck über das erste bis dritte Drucksteuerventil 14, 16 und 18 sowie über die Leitungen 33, 35 bzw. 37 an das den Wechsel zwischen Leerlauf und Fahrt steuernde Steuerventil 22 bzw. an das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 bzw. an das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 geführt.

Dementsprechend bleibt das zweite Reibungsglied C1 in Eingriff. Da in dieser Situation Steuerdruck aus dem dritten Drucksteuerventil 18 über die Leitung 37 an den dritten Anschluß 128 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 geführt wird, wird die Ventilkolbenstange des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 nach links verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschluß 112 und 114 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 unterbrochen wird.

Dementsprechend wird die Zufuhr von Hydraulikdruck zum dritten Reibungsglied B2 unterbrochen, und gleichzeitig wird ein Teil des Steuerdrucks des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 über die Leitung 91 an das vierte Reibungsglied B3 geleitet, wodurch die dritte Gangstufe erzielt wird.

Durch diese Hydrauliksteuervorgänge wird bei dem in Fig. 3 dargestellten Zahnradstrang das vierte Reibungsglied B3 als Reaktionselement in Eingriff gebracht, um das Sonnenrad G3 zu beschränken.

Betrieb in der vierten Gangstufe des Fahrtbereichs "D"

Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung noch größer werden, beginnt die Getriebesteuereinheit, ausschließlich das vierte Magnetventil S4 in den Einschaltzustand zu bringen, um den zur Leitung 37 gerichteten Hydraulikdruck zu unterbrechen.

Durch diesen Vorgang wird der Hydraulikdruck, der zum vierten Reibungsglied B3 geführt wurde, unterbrochen, und in dieser Situation wird der in der Leitung 31 herrschende Hydraulikdruck über die Leitung 39 zum fünften Reibungsglied C2 geleitet, da die Ventilkolbenstange des vierten Drucksteuerventils 20 nach links verschoben wird.

Mit anderen Worten bleibt das zweite Reibungsglied C1 im Eingriffszustand, und das Reibungsglied B3 wird gelöst. Ferner wird das fünfte Reibungsglied C2 in Eingriff gebracht, um die vierte Gangstufe zu erzielen.

In dieser vierten Gangstufe sind zwei Eingangselemente (das zweite und das fünfte Reibungsglied C1 und C2) in Eingriff, und es ist kein Reaktionselement im Einsatz.

Betrieb in der fünften Gangstufe des Fahrtbereichs "D"

Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung noch größer werden, beginnt die Getriebesteuereinheit, das erste und das vierte Magnetventil S1 und S4 einzuschalten und das zweite und dritte Magnetventil S2 und S3 auszuschalten. Dementsprechend werden die Ventilkolbenstangen des ersten und des vierten Drucksteuerventils 14 und 20 nach links und die Ventilkolbenstangen des zweiten und des dritten Drucksteuerventils nach rechts verschoben.

Durch diese Vorgänge verbleibt das fünfte Reibungsglied C2 im Eingriffszustand, und der in der Leitung 33 herrschende Hydraulikdruck wird durch das erste Drucksteuerventil 14 unterbrochen, so daß das zweite Reibungsglied C1, welches in der vierten Gangstufe in Eingriff gebracht wurde, gelöst wird.

Ferner wird Hydraulikdruck, der zu der vom dritten Drucksteuerventil 18 kommenden Leitung gerichtet ist, zum zweiten und dritten Anschluß 148 und 150 des den Wechsel vom vierten in den fünften Gang steuernden Steuerventils 28 geleitet und dann über das Wechselventil 167 zum vierten Reibungsglied B3 geführt.

Durch diese Hydrauliksteuervorgänge wird bei dem in Fig. 3 dargestellten Zahnradstrang das vierte Reibungsglied B3 als Reaktionselement eingesetzt, um das Sonnenrad G3 zu beschränken, und der Planetenträger empfängt von der Eingangswelle X ein Drehmoment.

Das hydraulische Steuersystem, wie es vorstehend beschrieben ist, weist als ein bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Eigensicherungsfunktion auf, die verhindern kann, daß die Reibungsglieder während des Gangwechsels in unzulässiger Weise in oder außer Eingriff gelangen.

Bei einem Gangwechsel vom zweiten in den dritten Gang im Fahrtbereich "D" sollte nämlich das zweite Reibungsglied C1 als Antriebselement und das vierte Reibungsglied B3 als Reaktionselement arbeiten. In diesem Fall wird Steuerdruck über die Leitung 37 und den ersten und den zweiten Anschluß 136 und 138 des dritten Drucksteuerventils 18 zur Leitung 95 geführt.

Der Steuerdruck wird über die Wechselventile 166 und 167 zum dritten Anschluß 128 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 geführt, um dadurch dessen Ventilkolbenstange nach links zu verschieben und somit den ersten und den zweiten Anschluß voneinander zu trennen. Infolgedessen wird Hydraulikdruck, der zum dritten Reibungsglied B2 geleitet wurde, unterbrochen, während gleichzeitig Arbeitsdruck zum vierten Reibungsglied B3 geleitet wird.

Die Links-Verschiebung der Ventilkolbenstange des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 dient zum Lösen des dritten Reibungsglieds B2, welches in der zweiten Gangstufe in Eingriff gebracht wurde. Arbeitsdruck für das dritte Reibungsglied B2 wird durch den Auslaß "Ex" des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 entlassen.

Außerdem sollten bei einem Wechsel des Geschwindigkeitsverhältnisses von der dritten zur vierten Gangstufe das zweite und das fünfte Reibungsglied C1 und C2 gleichzeitig in Eingriff gebracht und das vierte Reibungsglied B3 gelöst werden.

Um diese Betriebsweise zu erreichen, wird die Ventilkolbenstange des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 mittels Hydraulikdrucks, der durch den dritten Anschluß 140 tritt, nach links verschoben, so daß der Hydraulikdruck, der über die Leitung 95 an das vierte Reibungsglied B3 geleitet wurde, unterbrochen wird.

In dieser Situation wird über das Wechselventil 166 Steuerdruck zum dritten Anschluß 128 des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 geleitet und wirkt einer Aktivierung des dritten Reibungsglieds B2 entgegen, so daß letzteres nicht in Eingriff gelangt.

Ferner wird bei einem Wechsel des Geschwindigkeitsverhältnisses aus der vierten in die dritte Gangstufe der Steuerdruck zum Steuern der Ventilkolbenstangen des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 und des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 entlassen, indem der Arbeitsdruck des fünften Reibungsglieds C2 freigegeben wird.

Dementsprechend werden das dritte und das vierte Reibungsglied B2 und B3 gleichzeitig in Eingriff gebracht. Da jedoch die Elastizitätskonstante der Feder 132, welche die Ventilkolbenstange des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 vorspannt, größer ist als die Elastizitätskonstante der Feder 141, welche die Ventilkolbenstange des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 vorspannt, wird die Ventilkolbenstange des den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernden Steuerventils 24 zeitlich erst nach der Ventilkolbenstange des den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernden Steuerventils 26 verschoben, so daß verhindert wird, daß das dritte Reibungsglied B2 in Eingriff gelangt.

Wie vorstehend beschrieben, kann der eigensichere Aufbau des hydraulischen Steuersystems verhindern, daß die Reibungsglieder in unzulässiger Weise in Eingriff gelangen; dies gelingt durch Verwendung zweier Schiebeventile und eines Wechselventils, dergestalt daß Schaden am Zahnradstrang verhütet werden kann.

Ferner werden das den Wechsel vom ersten in den zweiten Gang steuernde Steuerventil 24 und das den Wechsel vom zweiten oder vierten in den dritten Gang steuernde Steuerventil 26 nacheinander betätigt, weil die Federn voneinander unterschiedliche Elastizitätskonstanten besitzen, so daß eine zeitliche Steuerung möglich ist und eine gegenseitige Blockierung verhütet werden kann.

Für einschlägige Fachleute ist ersichtlich, daß bei dem hydraulischen Steuersystem nach der vorliegenden Erfindung und beim Aufbau dieses Systems verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich oder gedanklichen Inhalt der Erfindung zu verlassen.

Aus der Kenntnisnahme der Anmeldungsunterlagen und aus der praktischen Ausübung der hier offenbarten Erfindung werden sich den einschlägigen Fachleuten weitere Ausführungsformen der Erfindung erschließen. Es ist beabsichtigt, daß die Beschreibung und die Ausführungsformen nur als Beispiele zu betrachten sind, wobei der wahre Umfang und Geist der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Bezugszeichenliste

2 Hydraulikpumpe
4 Regelventil
6 Druckminderventil
10 Drehmomentwandler-Steuerventil
12 Überbrückungskupplungs-Steuerventil
14 Drucksteuerventil
16 Drucksteuerventil
18 Drucksteuerventil
20 Drucksteuerventil
22 Steuerventil
24 Steuerventil
26 Steuerventil
28 Steuerventil
30 Leitung
31 Leitung
32 Ventilgehäuse
33 Leitung
34 Ventilgehäuse
35 Leitung
36 Ventilgehäuse
37 Leitung
38 Ventilgehäuse
39 Leitung
40 Ventilkolbenstange
42 Ventilkolbenstange
44 Ventilkolbenstange
46 Ventilkolbenstange
48 Feder
50 Feder
52 Feder
54 Feder
56 Hohlfortsatz
58 Hohlfortsatz
60 Hohlfortsatz
62 Hohlfortsatz
64 Kolben
66 Kolben
68 Kolben
70 Kolben
72 Kolben
74 Kolben
76 Kolben
78 Kolben
80 Anschluß
82 Anschluß
84 Anschluß
86 Anschluß
88 Anschluß
90 Anschluß
91 Leitung
92 Anschluß
93 Leitung
94 Anschluß
95 Leitung
96 Anschluß
97 Leitung
98 Anschluß
100 Anschluß
102 Anschluß
104 Anschluß
106 Anschluß
108 Anschluß
110 Anschluß
112 Anschluß
114 Anschluß
116 Anschluß
118 Kolben
120 Feder
122 Kolben
124 Anschluß
126 Anschluß
128 Anschluß
130 Kolben
132 Feder
134 Kolben
136 Anschluß
138 Anschluß
140 Anschluß
141 Feder
142 Kolben
144 Kolben
146 Anschluß
148 Anschluß
150 Anschluß
152 Kolben
154 Kolben
156 Akkumulator
158 Akkumulator
160 Akkumulator
162 Akkumulator
166 Wechselventil
167 Wechselventil
B1 Reibungsglied
B2 Reibungsglied
B3 Reibungsglied
C1 Reibungsglied
C2 Reibungsglied
Ex Auslaß
G1 Sonnenrad
G2 Hohlrad
G3 Sonnenrad
K Planetenträger
MV Handventil ("Manual Valve")
S1 Magnetventil ("Solenoid valve")
S2 Magnetventil
S3 Magnetventil
S4 Magnetventil

Claims

1. Hydraulisches Steuersystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe, mit
einer Hydraulikpumpe (2),
einem Regelventil (4) zur Regelung des von der Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdrucks auf einen konstanten Wert,
einem Druckminderventil (6) zum Vermindern des vom Regelventil (4) geregelten Hydraulikdrucks,
einem Drucksteuerteil mit einem ersten, zweiten, dritten und vierten Drucksteuerventil (14, 16, 18, 20), die jeweils von einem Magnetventil (S1, S2, S3, S4) derart steuerbar sind, daß unter Abgabe von Steuerdrücken aus den Drucksteuerventilen (14, 16, 18, 20) Reibungsglieder (C1, C2, B1, B2, B3) im wesentlichen gleichzeitig schaltbar sind, wobei infolge der jeweiligen Steuerdrücke aus den Drucksteuerventilen (14, 16, 18, 20) jeweils ein bestimmtes Reibungsglied (C1, C2, B1, B2, B3) in und/oder ein bestimmtes Reibungsglied (C1, C2, B1, B2, B3) außer Eingriff bringbar ist, und
einem Gangwechsel-Steuerteil mit einem Steuerventil (22) zum Wechseln zwischen Leerlauf und Fahrt, einem Steuerventil (24) zum Wechseln vom ersten in den zweiten Gang, einem Steuerventil (26) zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang und einem Steuerventil (28) zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang, wobei mit den Steuerventilen (22, 24, 26, 28) Steuerdruck aus dem Drucksteuerteil empfangbar ist, Hydraulikdruck an die Reibungsglieder führbar ist und die Reibungsglieder betätigbar sind, wobei mit dem Steuerventil (24) zum Wechseln vom ersten in den zweiten Gang Hydraulikdruck an ein Reibungsglied (B2) führbar ist, das im zweiten Gang als Reaktionselement im Eingriff ist, wobei mit dem Steuerventil (26) zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang Hydraulikdruck an ein Reibungsglied (B3) speisbar ist, das im dritten und im fünften Gang im Eingriff ist, wobei das Steuerventil (24) zum Wechseln vom ersten in den zweiten Gang und das Steuerventil (26) zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang jeweils einen Steueranschluß (128 bzw. 140) aufweisen, über den zum Schließen des jeweiligen Ventils Hydraulikdruck aus Leitung (39) zuführbar ist, der zur Betätigung eines Reibungsglieds (C2) zuschaltbar ist, das im vierten und im fünften Gang im Eingriff ist.

2. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steueranschlüsse (128; 140) mit einer Leitung (39) verbunden sind, welche zum wahlweisen Zuführen von Druck, der zum Betätigen des Reibungsglieds (B3), das im dritten und im fünften Gang im Eingriff ist, zuschaltbar ist, ein Wechselventil (166) aufweist.

3. Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Steuerventil (24) zum Wechseln vom ersten in den zweiten Gang eine erste Ventilkolbenstange (130, 134) und eine erste Feder (132) zum Vorspannen der ersten Ventilkolbenstange (130, 134) aufweist und das Steuerventil (26) zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang eine zweite Ventilkolbenstange (142, 144) und eine zweite Feder (141) zum Vorspannen der zweiten Ventilkolbenstange (142, 144) aufweist und die Elastizitätskonstante der ersten Feder (132) größer als die Elastizitätskonstante der zweiten Feder (141) ist.

4. Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Reibungsglied (B3), das im dritten und im fünften Gang im Eingriff ist, sowohl mit Hydraulikdruck über das Steuerventil (26) zum Wechseln vom zweiten oder vierten in den dritten Gang als auch mit Hydraulikdruck über das Steuerventil (28) zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang betätigbar ist, und mit den beiden Steuerventilen (26, 28) über ein weiteres Wechselventil (167) verbunden ist.

5. Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dem Steuerventil (28) zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang der Hydraulikdruck, mit dem das Reibungsglied (C1), das im ersten bis vierten Gang im Eingriff ist, betätigt wird, zuführbar ist, wobei mit diesem Hydraulikdruck das Steuerventil (28) zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang geschlossen gehalten wird, so daß über das Steuerventil (28) zum Wechseln vom vierten in den fünften Gang das Reibungsglied (B3), das im dritten und im fünften Gang im Eingriff ist, nicht betätigt ist.

6. Hydraulisches Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reibungsglied (B3), das im dritten und im fünften Gang im Eingriff ist, ein Reaktionselement ist.