DE2012234C3

DE2012234C3 - Steuerungseinrichtung für eine Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers in einem hydromechanischen Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE2012234C3
Application number: DE19702012234
Authority: DE
Inventors: Willy 7990 Friedrichshafen Beig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1970-03-14
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE2012234A1; DE2012234B2

Description

bei Fahrzeugen in Abhängigkeit von der Fahrzeug- 55 In der Zeichnung ist ein Ausfiihrtmgsbeispiel der

geschwindigkeit und von der Stellung des Gaspedals Erfindung dargestellt. Es zeigt

oder von dem Unterdruck im Ansaugrohr des An- Fig. 1 ein Schema des Getriebes mit Sdialteinrieh-

triebsmotors gesteuert. Bei dieser Steuerung der lung einschließlich Steuerungseinrichtung,

Schalteinrichtung dient der hydrodynamische Dreh- Fig. 2 eine Ausführungsform der Steuerungs-

momentwandler in der Hauptsache als Anfahreinrich- 60 einrichtung

tung, während die Drehmomentwandhing im Fahr- F i g. 1 zeigt ein hydromechanisch^ Getriebe mit

bereich durch das nachgeschaltetc mehrgängige Zahn- einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, der

radgetriebe erfolgt. Als Drehmomentwandler wird ein Pumpenrad P, ein Turbinenrad T und ein Leit-

daher vorzugsweise ein Kupplungswandler angeord- rad L aufweist. Das Leitrad L wird gegen Rückwärts-

nct, der in den Fahrgängen überbrückt wird. Ist ein 65 drehen durch die Einwegbremse F gesichert. Das

solches automatisch gesteuertes bzw. schaltbares Ge- Pumpenrad P ist mit der Antriebs- bzw. Motorwelle 1

triebe Teil der Antriebsanlage eines schweren Kraft- mittels der Trommel 2 drehfest verbunden. Das Tur-

fahrzeuges, das auch weitgehend geländegängig sein binenrad T ist drehfest mit der Getriebewelle 3 vcr-

bunden, auf der die Sonnenräder von drei Umlaufrädergetriebesätzen Cl, G1, G3 drehfest angeordnet sind. Auf der Welle 3 ist das Sonnenrad eines als Wendesatz vorgesehenen Umlaufrädergetriebe-■ satzes G_R drehfest angeordnet. Die Abtriebswelle ist mit 5 bezeichnet. In der Trommel 2 ist die Überbrückungskupplung K_n für den Drehmomentwandler angeordnet. Die Hohlräder der Umlaufrädergetriebesätze Gl, Gl, G3 sind mittels der Reibbremsen Kl, KU, KWl abbrennbar, während für direkten Durchtrieb die Kupplung K_IV vorgesehen ist. Für die Fahrrichtung sind die Kupplung K_v für Vonvärtsfahrt und für die Rückwärtsfahrt der Bremse K_R angeordnet

Zum Schließen der Kupplung und Bremsen sind durch Drucköl beaufschlagbare Schließkolben (nicht gezeichnet) vorgesehen. Zur Steuerung der Kupplungen und Bremsen sind elektromagnetisch bedienbare VentileMK_v, MV_R, MVl, MVU, MKIIL MFIV und MV_K angeordnet. Befindet sich der Schalthebel 6 in Stellung A, so werden die Gänge von der Automatik geschaltet. Am Schalthebel 6 befindet sich ein Umschalter? zur Wahl der Fahrtrichtung »F« (vorwärts) bzw. »Ä« (rückwärts). Außerdem ist mittels des Umschalters die Bedienung der Überbrückungskupplung Kp wählbar, und zwar in Stellung »K« durch die Gangschalteinrichtung und in Stellung »V_ü« durch eine Steuerungseinrichtung WK. Für Vorwärtsfahrt sind demnach zwei Schaltstellungen vorgesehen bzw. die Steuerungseinrichtung WK ist nur bei Vorwärtsfahrt einschaltbar.

Der Staudruckgeber 8 ist in einem Rad 9 angeordnet, das auf der von der Turbine T angetriebenen Getriebewelle 3 fest angeordnet ist.

Das Steuergerät WK in Fig. 2 enthält ein Umschaltventil 20, ein Steuerventil 30 für die Überbrükkungskupplu.ig W_K und ein Vorsteuerventil 40.

Das Umschaltventil 20 besteht aus dem Steuerschieber 21 mit den beiden Kolben 22 und 23. Durch eine Feder 24 wird der Steuerschieber 21 in seiner oberen Endstellung gehalten, in die er die Verbindung von Anschluß 25 für die Druckölleitung von der SchaltöJpumpe P zum Kanal 26 und zum Vorsteuerventil 40 freigibt. Die Schaltölpumpe P wird in Abhängigkeit von der Antriebs- bzw. Motordrehzahl angetrieben. Dagegen schließt der Kolben 23 den Anschluß der ö'druckhitune 27 von Staudruckgeber 8 ab. Miiiels eines an der Steuerungseinrichtung WK angeordneten Elektromagneten El kann der Steuerschieber 21 gegen den Druck der Feder 24 nach unten verstellt werden, so daß der Kolben 22 die Druckölzufuhr vom Anschluß 25 zum Kanal 26 unterbricht und der Kolben 23 den Zustrom des Öldruckes vom Staudruckgeber 8 zum Kanal 26 freigibt.

Das Vorsteuerventil 40 weist ebenfalls einen Ventilschieber 41 mit zwei Kolben 42 und 43 auf. Mittels einer Feder 44 wild der Steuerschieber in seiner rechten Endstellung gehalten, in der das Schaltöl freien Durchgang zu einem Kanal 45 hat. Gleichzeitig schließt der Kolben 43 den Entliiftungsanschluß 46 ab. Der Kanal 45 verbindet das Vorsteuerventil 40 mit dem Steuerventil 30.

Das Steuerventil 30 besitzt einen Steuerschieber 31 mit den Kolben 32 und 33, von denen der Kolben 33 im Durchmesser größer ist als der Kolben 32. Eine Feder 34 halt den Steucischieber in seiner rechten Endlage.

Bei Steuerung der Überbrückungskupplung K₁. durch die Gangschalteinrichtung 10 wird der Steuerschieber 41 durch einen über ihm angeordneten Eiektromagneten Ei im 1. Gang abwärts gedruckt in die strichpunktiert angedeutete Stelllung. Der Kolben 42 schließt dann den Druckkanal 26 ab und der Kolben

S 43 verbindet den Kanal 45 mit der Entlüftung 46.

Da der Kanal 45 und der mit ihm verbundene Zylinderraum A rechts des Kolbens 32 nunmehr drucklos sind,' wird der Steuerschieber 31 durch die Feder 34 in seine rechte Endlage verstellt. In dieser Stellung

ίο steht die Anschlußleitung 37 zur Überbrückungskupplung Ku mit der Entlüftung 36 in räumlicher Verbindung, d. h., die Überbrückungskupplung ist offen und das von der Antriebswelle 1 eingeleitete Drehmoment wird dem Drehmomentwandler PTL

zugeleitet Bei Vorwärtsfahrt sind dann die Bremse K₁ durch die Gangschalteinrichtung 10 bzw. den Schalthebel 6 und die Kupplung K_v mittels Einteilung des Umschalters? in Stellung »F« geschlossen, so daß die mechanische Kraftübertragung durch den Ge-

triebesatzGl auf die Antriebswelle 5 erfolgt. Ist die für den Gangwechsel gewählte Fahrgeschwindigkeit erreicht, so schaltet die Gangschaltautomatik 10 auf den zweiten Gang um, d. h., die Bremse K_a wird ein- und die Bremse K₁ abgeschaltet. Da in dem gewählten

Ausführungsbeispiel der Drehmomentwandler nur als Anfahreinrichtung dient, wird nach Schließen der Bremse K₁₁ auch die Überbrückungskupplung K_x durch die Gangschaltautomatik 10 geschlossen. Demnach wird der Elektromagnet £1 am Vorsteuerventil

40 stromlos und der Steuerschieber 41 wird durch die Feder 44 in die gezeichnete Stellung verstellt. Das von einer Pumpe P geförderte Drucköl gelangt vom Anschluß 25 der Steuerungseinrichtung WK durch die Kanäle 26 und 45 in den Zylinderraum A und

drückt den Steuerschieber 31 über die gezeichnete Stellung hinaus nach links. Bei beginnender Freigabe von Kanal 35 durch den Kolben 33 wird zusätzlich dessen Ringfläche 33>a vom Drucköl beaufschlagt. Das Drucköl strömt nunmehr vom Kanal 35 durch

Kanal 37 zur Überbrückungskupplung K₁,- und schließt diese. Der Entlüftungskanal 36 ist hierbei durch den Kolben 32 abgesperrt. Bei den weiteren Gangwechseln wird der Elektromagnet El jeweils kurzzeitig erregt zur Erzielung eines stoßfreien Übergangs

und zur Überbrückung einer auftretenden Zugkraftunterbrechung oder Leistungsminderung.

Bei Geländefahrt wird der Umschalter 7 in die Stellung »K_o« verstellt. Die Steuerung der Überbrückungskupplung K₁₁ erfolgt nunmehr durch die

Steuerungseinrichtung WK, deren Umschaltventil 20 durch den Elektromagnet El verstellt wird, so daß der Zulauf von Drucköl vom Anschluß la der j._naltölpumpe unterbrochen und der Druckölanschluß 27 vum StaudrucK3eber 8 zum Kanal 26 freigegeben

wird. Liefert der Staudruckgeber einen entsprechenden hohen Druck, wird der Steuerschieber 31 nach links verschoben und öffnet den Zulauf von Drucköl vom Kanal 35 über den Anschluß 37 zur Überbrückungskupplung, die den Drehmomentwandler überbrückt.

Fällt der vom Staudruckgeber 8 gelieferte Öldruck infolge Drehzahlabfall des Turbinenrades T, so wird der Kolben 33 schließlich den Kanal 35 absperren, und anschließend wird der Kolben 32 beginnen, die Entlüftung 36 für die Überbrückungskupplung K₁, freizugeben. Die Überbrückungskupplung wird geöffnet und damit der Drehmomentwandler in die Kraftübertragung eingeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

soll so wird bei plötzlicher Steigerung des Fahrwider-Patentanspruch: Standes und bei sich daraus ergebender Verringerung

der Fahrgeschwindigkeit die automatische hclialt-

Steuerungseinrichtung für eine Überbrückung*- einrichtung den mechanischen Getriebeteil auf Jen kupplung eines hydrodynamischen Drehmoment- 5 nächst niedrigeren Gang umschalten Um ein dauernwandlers in einem hydromechanischen Kraftfahr- des Pendeln der automatischen Schalteinrichtung zwizeuggetriebe mit einer von einer Ölpumpe ver- sehen zwei Gängen infolge des sich standig andernsorgten Druckleitung und einem die Überbrük- den Fahrwiderstand« zu vermeiden, werden d.e kungskupplung steuernden Kupplungssteuerventil, Schaltungen zum höheren Gang man sich bekannter das in Abhängigkeit von der Gangschaltautomatik io Weise bei Erreichen der oberen Grenzdrehzahl des und von der Turbinendrehzahl betätigbar ist, wo- Antriebsmotors durchgeführt, wahrend die Schaliunbei in bestimmten Betriebszuständen das Kupp- sen zum niedrigeren Gang bei Erreichen der unteren lungsventil durch Umschaltung allein in Abhän- Grenzdrehzahl des Antnebsmotors erfolgen. B^m gigkeii von der Turbinendrehzahl steuerbar ist, Abwärtsschalten infolge erhöhten Fahrwiderstand.:«! dadurch gekennzeichnet., daß die Um- 15 kann gegebenenfalls die Momentwandlung durch das schaltung auf die turbinendrehzahlabhängige mechanische Getriebe nicht ausreichen. Die Mouv-Kupplungsbetätigung durch einen Fahrtrichtungs- drehzahl wird dann weiter absinken und m den Deumschalter (7) vornehmbar ist, wobei für Vor- reich geringer Leistungsabgabe gelangen, so daß ::u.h wärtsfahrt eine Schaltstellung für Straßenfahrt ein weiteres Abwärtsschalten um einen Gang r.r.lu (V) und eine Schaltstellung für Geländefahrt (F,,) 20 die gewünschte Fahrleistung erbringt,
vorgesehen sind und der Umschalter ein Um- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ■ ;·- schaltventil (20) über einen Elektromagneten (El) steht darin, bei Getrieben der in Rede stehen J π betätigt und bei Schaltstellung Geländefahrt die Gattung das unerwünschte häufige Pendeln der Sei;.!: allein~durch die Gangschaltautomatik (10) erfol- einrichtung möglichst zu vermeiden,
gcnde Steuerung für die Überbrückungskupplung 25 Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe nach ·:--, (K_c) abschaltet und gleichzeitig ein an der Stirn- Gauungsmerkmalen des Anspruchs durch die im An sehe des über ein Vorsteuerventil (40) vorgc- Spruchskennzeichen aufgeführten Maßnahmen gesteuerten Kupplungssteuerventils (30) angeord- löst.

neter Kolbenraun. (48) über einen Kanal (26, 45) Es ist schon bekannt, Überbriickungskupplungeu

mit einem Staudruckgeber (8) verbunden wird, 30 für ein nur aus einem Wandler bestehendes Getriebe

der das Steuerventil mit einem der Drehzahl des in Abhängigkeit von der Drehzahl der — als Aus-

Turbinenrades (T) proportional Druck beauf- gangswelle dienenden — Turbinenwelle über ein

schlagt. Kupplungsvorsteuerventil und ein Kupplungssteuer-

ventil zu betätigen. Dabei wird die Kupplungsbctäti

Bei einer Steuerungseinrichtung nach den Merk- 35 gung gleichzeitig auch von der Stellung des Gaspedals malen aus dem Oberbegriff des Anspruchs wird die beeinflußt (USA.-Patentschrift 2 824631).
Umschaltung auf turbinendrehzahlabhängige Steue- Es ist auch schon bekannt, Steuerventile stirnseitu·. rung der Überbrückungskupplung nur bei Vollgas- mit einem der Turbinenraddrehzahl proportionalen stellung des Gaspedals ausgelöst. Im Teillastbereich Druck zu beaufschlagen, der von einem Staudnickwirken die Schaltautomatik und die Turbinendreh- 40 gcbci geliefert wird (deutsche Patentschrift 973 987). zahl auf die Schaltung der Überbrückungskupplung Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die ausein. Eine willkürliche Umschaltung unabhängig von schließlich von der Gangschaltautomatik abhängige dem jeweiligen Betriebszustand des Getriebes und Steuerung der Überbrückungskupplung abzuschalten des Motors auf eine spezielle Kupplungssteuernng ist und die Kupplungsbetätigung durch einen Fahrtnicht vorgesehen. Durch die turbinendrehzahlabhän- 45 richtungsumschalter in einer zu wählenden Schaltgige Beeinflussung der Überbrückungskupplungssteue- stellung von der Drehzahl des Turbinenrades abrung ist es jedoch schon bedingt möglich, die Über- hängig zu machen. Hierbei wird durch die hydnmbrückungskupplung in jedem Gang bei niedrigen lische Steuerungseinrichtung für die Überbrückungs-Turbincndrehzahlen zu öffnen und somit den Wand- kupplang des Drehmomentwandlers in einem Verier zur Drchmomentwandlung heranzuziehen. 50 bundgetriebe der genannten Art nicht nur ein un-Dic bekannten hydromechanischen Getriebe mit erwünschtes Pendeln der automatischen Schalteinrich-Überbrückungskupplung und mit einem Antrieb tung vermieden, sondern es wird auch die Drehzahl durch einen Verbrennungsmotor werden meistens in des Antriebsmotors im Bereich günstiger Leistungs-Abhängigkeit von der Getriebeabtriebsdrehzahl bzw. abgabe gehalten.