DE2035404C3 - Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von KraftfahrzeugenInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
- F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von
Kraftfahrzeugen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Gattung.
Bei einer in der US-PS 3068 715 beschriebenen Steuervorrichtung dieser Art hält das Konstantdruckventil
den Arbeitsöldmck stets auf einem bestimmten Wert, der von den Schaltbedingungen völlig unabhängig
ist. Dies hat den Nachteil, daß der Arbeitsöldruck sehr hoch eingestellt werden muß, um einen Schlupf der
Reibungseingriff einrichtungen bei Schaltvorgängen bei hohem Maschinendrehmoment sicher auszuschließen.
Ein hoher Arbeitsöldruck bewirkt jedoch einen zu harten Eingriff der Reibungseingriffseinrichtung und
damit Umschaitstöße.
In der US-PS 34 53 908 ist eine hydraulische automatische
Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe vorgeschlagen, mit dem ein weiches, ruckfreies
Schalten beim Gangwechsel dadurch sichergestellt wird, daß außer einer fahrzeuggsschwindigkeitsabhängigen
Änderung eines die Servoeinrichtungen für die Reibungselemente des Getriebes versorgenden
Arbeitsdrucks zusätzlich eine sprunghafte Änderung des Arbeitsdrucks beim Wechsel des Getriebeübersetzungsverhältnisses
stattfindet.
Zur Erzielung eines weicheren Umschaltens ist es bei einem vollhydraulischen Steuersystem für ein selbsttätig
schaltbares Wechselgetriebe gemäß der DE-AS 10 96 757 bekannt, den Arbeitsöldruck für die Reibungseingriffseinrichiungen
während des Gangwechseis hydraulisch vorübergehend abzusenken. Hierzu ist in der
Zuflußleitung zur anzulegenden Einrichtung eine feste Drossel. Über das vom Flüssigkeitsstrom abhängige
Druckgefälle an dieser Drossel wird die Regelfedervorspannung des Druckbegrenzungsventils für das hydraulische
System verringert und dadurch der geregelte Druck vermindert. Bei der rein hydraulischen Steuervorrichtung
nach der US-PS 28 45 817 wird der Hauptdruck in der neutralen Wählstellung auf einen
niedrigen Wert geregelt. Nach dem Übergang in eine Wählstellung für Fahrbetrieb lädt der Zustrom zu den
Reibvorrichtungen einen Speicher mit Ventilfunktion auf, durch den bei einer bestimmten Druckhöhe im
Zustrom das Hauptdruckregelventil auf einen wesentlich höheren Druck eingestellt wird. Vollhydraulische
Sieuervorrichtungen besitzen jedoch komplizierte Konstruktion und leiden unter dem Nachteil eines instabilen
Betriebs infolge von Änderungen der Betriebsbedingungen bei Änderungen der Arbeitsöltemperatur. Außerdem
ist die Funktion der bekannten Einrichtungen vom bereits stattfindenden Zufluß abhängig, so daß der
Umschaltvorgang bereits angelaufen sein muß. Hierdurch ergibt sich eine Ansprechträgheit und wenig
Anpassungsfähigkeit an Umschaltvorgänge,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
I durch Maßnahmen zur Verringerung des Arbeitsöldrucks zur Verminderung von Umschaltstößen
weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Mitteln gelöst.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist vor allem sehr vielseitig variierbar, da durch einfache
elektrische Zeitglieder Anfang und Ende der jeweiligen Druckverminderung an viele Erfordernisse angepaßt
werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 2 wird erreicht, daß der
Arbeitsöldruck beim Herabsciialten nur dann abgesenkt
wird, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert unterschreitet Eine Minderung des Arbeitsöl- '°
drucks beim Abwärtsschalten wird also dann vermieden, wenn si.2 lediglich eine Vergrößerung des Schlupfs der
Reibungseingriffseinrichtungen begründen und ohnehin kein Umschaltstoß entstehen würde.
Gemäß der im Anspruch 3 angegebenen Weiterbil- is dung wird sichergestellt, daß bei einer Drehmomentwandlerturbinendrehzahl,
die einen vorbestimmten hohen Wert überschreitet, die Minderung des Arbeitsöldrucks
unabhängig von Gangwechselvorgängen generell durchgeführt wird, da dann das zu übertragende
Drehmoment nicht übermäßig hoch ist, so daß diese Arbeitsöldruckminderung keinen schädlichen Schiupf
der Reibungseingriffseinrichtungen bewirken kann. Auf diese Weise wird der Leistungsbedarf der den
Arbeitsöldruck erzeugenden Zahnradpumpe auf einem niedrigen Wert gehalten und deren Verschleiß verringert.
Eine im Hinblick auf ein stoßfreies Umschalten optimale Wirkung der Minderung des Arbeitsöldrucks
wird nur dann erreicht, wenn die Betätigungszeitpunkte des Umschaltventils und des Druckverminderungsventils
zeitlich sehr genau aufeinander abgestimmt sind. Da hier verschiedene Parameter, insbesondere des hydraulischen
Arbeitskreises und des Kraftfahrzeugs, selbst eine ausschlaggebende Rolle spielen, die in diesem
Rahmen nicht im einzelnen näher erläutert werden können, ist es in gewissen Fällen vorteilhaft, Zeitverzögerungsglieder
gemäß Anspruch 5 vorzusehen, so daß das Umschaltventil gegenüber dem Druckverminderumgsventil
v;rzögert betätigt wird. Andererseits ist es in manchen Fällen günstiger, gemäß Anspruch 6 das
Druckverminderungsventil relativ zum Umschaltventil geringfügig verzögert tätig werden zu lassen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsformen
näher erläutert.
F i g. 1 ist eine Schnittansicht durch ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe;
F i g. 2 zeigt in einem teilweise schematisierten Schaltplan den Aufbau eines' hydraulischen Arbeitskrei- so
seü eines Zweigangwechselgetriebes, an dem die Erfindung angewendet wird,
F i g. 3a und 3b sind graphische Darstellungen, die ein
Beispiel der Wechselgetriebe-Umschaltbereiche verdeutlichen, wobei Fig.3a das Hochschalten im Antriebs-
bzw. Schleppbereich und Fig.3b das Herabschalten im Antriebs- bzw. Schleppbereich betreffen-,
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer bistabilen Speicherschaltung einer elektronischen Betriebsschaltung;
Fig.5 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Regulierventilgruppe verdeutlicht;
F i g. 6 ist eine schematische Darstellung, die eine
weitere Ausführungsform des Druckverminderungsventils in der Regulierventilgruppe zeigt;
F i g. 7 ist ein Blockschaltbild einer Betriebsschaltung für die Steuerung des öldr s-cks.
Lage- und Richtungsangaben in der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich auf die zeichnerische
Darstellung.
Die Steuervorrichtung wird im einzelnen in Verbindung mit einem selbsttätig schaltbaren Zweigang-Wechselgetriebe
beschrieben. Selbstverständlich ist sie nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt,
sondern kann in gleicher Weise für selbsttätig schaltbare Dreigang- oder Mehrgang-Wechselgetriebe
mit mehr als drei Vorwärtsgängen angewendet werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird zunächst der Aufbau eines selbsttätig schaltbaren Zweigang-Wechselgetriebes
mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler erörtert. Neben dem Drehmomentwandler
10 besitzt das Wechselgetriebe einen Getriebestufenteil mit einer vorderen Kupplung 20, einer hinteren
Kupplung 30, einer hinteren Bremse 40 und einem Zahnradgetriebe 50. An der Eintrittsstite des Drehmomentwandlers
10 ist die Welle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine unmittelbar an die Pumpenwelle 11
des Drehmomentwandlers angeschlorrsn, die unmittelbar
mit dessen Pumpenrad 12 in Verbindung steht. Der
Drehmomentwandler besitzt neben dem Pumpenrad 12 ein Turbinenrad 13 und ein über eine Einwegkupplung
16 dazwischen angeordnetes Leitrad 15. Die Arbeitsweise dieser Elemente ist bekannt und wird nicht im
einzelnen erläutert; das Pumpenrad 12 liefert einen Strömungsmittelumlauf, während das Turbinenrad 13
infolge des Arbeitsvermögens des Strömungsmittels ein Drehmoment an seiner Turbinen welle 14 abgibt.
Das Drehmoment wird mit einem Drehzahlunterschied vom Pumpenrad 11 auf das Turbinenrad 14
übertragen und ist bei kleinem Drehzahiunterschied klein, während ein großes Drehmoment übertragen
wird, wenn ein großer Unterschied zwischen den beiden Drehzahlen vorliegt. Diese Elemente übertragen daher
variierende Drehmomente. Der Drehzahlunterschied kann auch als Drehzahlverhältnis ausgedrückt werden.
Eine öldruckpumpe 17 ist als Zahnradpumpe ausgebildet und unmittelbar aus später erörterten
Gründen an die Pumpenwelle 11 des Drehmomentwandler 10 angeschlossen. Die vordere Kupplung 20
besteht aus einer Kupplungstrommel 21, die an der Turbinenwelle 14 des Drehmomentwandler.1". 10 befestigt
ist, einer Mehrscheibenkupplung 22, einem Kupplungskolben 23, einer Platienfeder 24 und einer
Kupplungswelle 25, so daß die Wellen 14 und 25 bei Anlegen des Arbeitsöldrucks an den Kupplungskolben
23 über die Kupplung 20 miteinander verbunden werden.
Die hintere Kupplung 30 besitzt eine fest an die Kupplungstrommel 2ä angeschlossene Kupplungswelle
35, eine Kupplungstrommel 31, eine Mehrscheibenkupplung 32, einen Kupplungskolben 33 und eine Plattenfeder
34, so daß die Kupplungstrommeln 21 und 31 bei Anlegen von Arbeitsöldruck an den Kupphngskolben
33 durch die Kupplung 30 miteinander gekuppelt werden.
Die hintere Bremse 40 besitzt gemäß Fig.2 einen Bremskolben 41, ei .en Bremshebel 42, ein Bremsband
43, eine Rückholfeder 44 und einen Bremszylinder 45, so daß das Bremsband 43 beim Anlegen des Arbeitsöldrucks
an den Bremszylinder angezogen ind dadurch ein Träger 58 des Zahnradgetriebes 50 gegen eine
Drehung gegenüber einem Gehäuse 18 festgehalten wird.
Die Kupplungen und Bremsen sind von gleicher Bauart und bekannt. Da: Zahnradgetriebe 50 besitzt
zum Beispiel ein Primärsonnenrad 51. ein Sekundärson-
nenrad 57, ein drittes Sonnenrad 55, ein Primärplanetenrad 52, ein Sekundärplanetenrad 54, eine Ausgangswelle
56 und einen Träger 58. Das Zahnradgetriebe 50 ist ein Kegelrad-Planetengetriebe, bei dem das Primärsonnenrad 51 und das Sekundärsonnenrad 57 in entgegengesetzter Zuordnung mit dem Primärplanetenrad 52
kämmen und das Sekundärplanetenrad 54 mit dem Primärplanetenrad 52 fest verbunden ist, so daß es mit
dem dritten Sonnenrad 55 kämmt. Bei diesem Kegelrad-Planetengetriebe werden die Zahnräder oder
Ritzel für die Gangwechselvorgänge gemäß der nachfolgenden Beschreibung in und außer Arbeitsberührung gebracht. Im hohen Gang, bei dem gemäß der
Darstellung die vordere Kupplung 20 und die hintere Kupplung 30 eingerückt sind, laufen das Primärsonnenrad 51 und das Sekundärsonnenrad 57 mit derselben
Drehzahl um, während der Träger 58 frei ist, so daß die Ausgangswelle 56 mit derselben Drehzahl wie die
uciucii SuMiiciiräucr ufmäufi, SG daß die Drehbewegung
mit einem Verhältnis von 1 :1 übertragen wird. Im
niedrigen Gang ist die vordere Kupplung 20 eingerückt und die hintere Bremse 40 angezogen, wobei das
Eingangsdrehmoment an das Primärsonnenrad 51 angelegt, der Träger 58 festgehalten wird und das
Sekundärsonnenrad 57 frei ist, so daß die Ausgangswcl-Ie 56 mit dem 1/K-fachen der Drehzahl der Eingangswelle umläuft, worin mit K das Zahnradverhältnis
bezeichnet ist. Im Rückwärtsgang sind sowohl die hintere Kupplung 30 als auch die hintere Bremse im
Einsatz, so daß das Eingangsdrehmoment an das Sekundärsonnenrad 57 angelegt wird, während das
Primärsonnenrad 51 frei umläuft und die hintere Bremse 40 den Träger gegen ein Drehen festhält. Die
Ausgangswelle 56 läuft dann in der Gegenrichtung mit dem 1/^-fachen der Eingangsdrehzahl um.
Eine für die Drehzahl der Pumpenwelle 11 des Drehmomentwandlers bestimmte Detektoreinrichtung
70 besitzt einen Ürehzahldetek'.or 71, der auf dem Gehäuse JB sitzt, und eine auf dem Pumpenrad 12
sitzende Zahnscheibe 72. Die Zahnscheibe 72 besitzt n\
Zähne, so daß die Frequenz der elektrischen Signale S\ dei Detektors dem /ii-fachen der Drehzahl N\ des
Pumpenrades 12 entspricht. Da die Austrittswelle der Brennkraftmaschine fest mit der Pumpenwelle 11
verbunden ist, repräsentiert die Signalfrequenz die Drehzahl der Brennkraftmaschine (S\ — n\N\). Eine für
die Ermittlung der Drehzahl der Turbinenwelle 14 des Drehmomentwandlers vorgesehene Detektoreinrichtung 80 besitzt einen Drehzahldetektor 81 (der
denselben Aufbau wie der Detektor 71 haben kann), der auf dem Gehäus·. 18 sitzt und eine Zahnscheibe 82 (die
denselben Aufbau wie die Zahnscheibe 72 haben kann). Die Zahnscheibe 82 sitzt auf der mit der Turbinenwelle
14 des Drehmomeniwandlers fest verbundenen Kupplungstrommel 21 der vorderen Kupplung 20. Die
Scheibe 82 besitzt Tt2 Zähne (ih z.B. 17), so daß die
Frequenz der vom Drehzahldetektor 81 erzeugten elektrischen Signale S2 das /Jrfache der Drehzahl N2 der
Welle 14 beträgt (S2-IT2N2). Diese Art der Ermittlung
der Drehzahl der Turbinenwelle 14 des Drehmomentwandlers 10 kann auch durch Errechnen aus einem Wert
ersetzt werden, der an einer anderen Stelle ermittelt wird, beispielsweise durch eine Detektoreinrichtung 90
bestehend aus einem Detektor 91 und einer mit der Ausgangswelle 56 fest verbundenen Zahnscheibe 9Z für
die Ermittlung der Ausgangsweilendrehzahl, die die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert Die Detektoreinrichtungen, die drehzahlproportionale elektrische
Signale liefern, besitzen bekannten Aufbau, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt.
Im folgenden wird der hydraulische Arbeitskreis des
Wechselgetriebes unter Bezugnahme auf Fig.2 erläutert. Er weist eine Öldruckquelle 250 und einen
Hydraulikkreis 230 auf. Der Hydraulikkreis 230 besitzt ein Wählventil 260, ein Umschaltventil 270, einen
Solenoid 280, Wechselventile 291 und 295 sowie zugehörige Ölleitungen. Die öldruckquelle 250 besitzt
eine ölpumpe 17, ein ölfilter 259, eine ölwanne 258, ein
Drucksteuerventil 256, eine Regulierventilgruppe 252, ein Entlastungsventil 253, einen ölkühler 254 usw. Die
ölpumpe 250 liefert Arbeitsöl für den Drehmomentwandler 10, Schmieröl für das Getriebe und Drucköl für
den hydraulischen Arbeitskreis (diese Aufgaben sind bekannt und werden im einzelnen nicht erläutert).
Das Wählventil 260 besitzt einen Ventilschieber 262 und ein Ventilgehäuse 261; der Ventilschieber 262 ist an
einen Steuerhebel (iiic'ni gezeigt) angeschlossen, der in
dem Fahrerraum untergebracht ist, so daß dieses Ventil entsprechend der Verstellungen des Steuerhebels in die
Stellungen P, R, N, D und L schiebbar ist, wobei P— parken, R — rückwärts, N —neutral, D —fahren in
einem der selbsttätig schaltbaren Vorwärtsgänge, L-niedriger Gang bedeuten. Ein am linken Ende des
Ventilschiebers 262 vorgesehener Schlitz 263 nimmt ein Anschlußglied vom Steuerhebel auf.
Beföhlet sich das Wählventil 260 in seiner N-Stellung
gemäß F i g. 2, ist eine Ölleitung 221 geschlossen, .10 während die Ölleitungen 222 und 227 geöffnet sind. In
der L-Stellung sind die Ölleitungen 221 und 222 miteinander verbunden und die Ölleitung 227 ist
geöffnet. Der Solenoid 280 wird so gesteuert, daß er in dieser L-Stellung niemals erregt wird. In der D-Stellung
kommunizieren die Leitungen 221 und 222 und die Ölleitung 227 ist geöffnet. In der R-Stellung kommunizieren die Ölleitungen 221 und 227 und die Ölleitung 222
ist geöffnet. In der P-Stellung sind die Ölleitungen 221
und 227 geschlossen und die Ölleitung 222 ist geöffnet. Das Umschaltventil 270 besitzt ein Ventilgehäuse 271
und einen Ventilschieber 272, wobei ein Ende des Ventilschiebers 272 (das linke Ende in der Zeichnung) an
einen beweglichen Kern 283 des Solenoids 280 angeschlossen ist. Ist das Solenoid 280 nicht erregt,
befindet sich der Ventilschieber 272 unter der Wirkung einer auf das andere Ende (das rechte Ende in der
Zeichnung) einwirkenden Feder 279 in seiner rechten Stellung, so daß die Ölleitungen 222 und 224
miteinander verbunden sind und die Ölleitung 223 zu so einem Auslaß geöffnet und entlastet ist. Wird das
Solenoid 280 erregt, bewegt es den Ventilschieber 272 nach links, so daß nun die Ölleitungen 222 und 223
kommunizieren und die Ölleitung 224 zu einem Auslaß geöffnet ist.
Ein Wechselventil 291 verbindet die Ölleitung 223 mit der Ölleitung 225 und schließt die Ölleitung 227, wenn
der Arbeitsöldruck auf die Ölleitung 223 wirkt; das Wechselventil stellt eine Verbindung der Ölleitung 223
mit der Ölleitung 225 her und sperrt die Ölleitung 223, wenn der Arbeitsöldruck auf die Ölleitung 227 wirkt. Ein
weiteres Wechselventil 295 arbeitet derart, daß es bei Einwirkung des Arbeitsöldmcks auf die Ölleitung 224
die Ölleitung 224 mit der Ölleitung 226 verbindet und die Ölleitung 227 schließt; wird hingegen der Arbeitsöldruck in die Ölleitung 227 gegeben, verbindet es diese
Ölleitung 227 mit der Ölleitung 226 und sperrt die Ölleitung 224. Anstelle des Solenoids 280 können
jegliche andere elektrische Betätigungselemente ver-
wendel werden, die elektrische Signale in mechanische
Verschiebungen umzuwandeln vermögen.
Mit Hilfe der vorgenannten hydraulischen Elemente liefert das Getriebe 50 die erwünschten Übersetzungsverhältnisse für verschiedene Betriebszustände N, D, L,
R und P.
Diesp Schaltzusiände werden nun im einzelnen
erläutert.
In der in Fig. 2 dargestellten N-Stellung ist der
Arbeitsöldruck durch das Wählventil 260 gesperrt und ln
alle Betätigungselemente (d. h. die vordere Kupplung, die hintere Kupplung und die hintere Bremse) sind
ausgerückt und außer Einsatz. Daher kann sich die Turbinenwelle 14 frei drehen. Dies bedeutet, daß das
Fahrzeug still steht. In der Zeichnung sind die Teile der Ölleitungen, die mit Arbeitsöldruck beaufschlagt sind,
durch dünne gebrochene Linien in den Ölleitungen gekennzeichnet.
Die D-Steiiung hat zwei alternative Steiiungen, d. h.
DL- und DH-Stellungen. Die DL-Stellung bezeichnet
den niedrigen Gang im Fahrbereich, während die DH-Stellung den hohen Gang im Fahrbereich verdeutlicht.
Wird der Ventilschieber 272 des Umschaltventils 270 nach rechts bewegt und der Ventilschieber 262 des
Wählventils 260 in die D-Stellung gebracht, gelangt der Arbeitsöldruck zu den Ölleitungen 221,222,224 und 226
und legt Druck an die vordere Kupplung 20 und die hintere Bremse 40 an, während die hintere Kupplung 30
gelöst wird, so daß dadurch der niedrige Gang erhalten wird.
Wird der Ventilschieber 262 des Wählventils 260 in die D-Stcllung gebracht und der Ventilschieber 272 des
Umschaltventils 270 durch Erregung des Solenoids nach links bewegt, so daß der Arbeitsöldruck zu den
Leitungen 222, 223 und 225 gelangt und Druck an die vordere Kupplung 20 und die hintere Kupplung 30
angelegt wird, während die hintere Bremse gelöst wird, wird der hohe Gang erhalten.
Zur Einschaltung des niedrigen Gangs wird der Ventilschieber 262 des Wählventils 260 in die L-Stellung
und der Ventilschieber 272 des Umschaltventils 270 nach rechts bewegt Dadurch liegt der Arbeitsöldruck
über die Ölleitungen 222 und 224 an der vorderen Kupplung 20 und der hinteren Bremse 40 an, während
die hintere Kupplung 30 gelöst wird.
Zur Einschaltung des Rückwärtsganges wird der Ventilschieber 262 des Wählventils 260 in die R-Stellung
und der Ventilschieber 272 des Umschaltventils 270 nach rechts bewegt. In diesem Zustand wird der
Arbeitsöldruck über die Ölleitungen 221, 227, 225 und 226 zur hinteren Kupplung 30 und hinteren Bremse 40
geleitet, während die vordere Kupplung 20 ausgerückt wird.
Wenn der Ventilschieber 262 des Wählventils 260 in die P-Stellung geschoben und der Ventilschieber 272 des
Umschaltventils 270 nach rechts bewegt wird, wird der Arbeitsöldruck durch den Ventilschieber 262 in
derselben Weise wie in der N-Siellung gemäß F i g. 2
gesperrt und alle Betätigungseinrichtungen sind gelöst Es ist bekannt, eine Parkvorrichtung vorzusehen, die an
das Wählventil 260 angeschlossen ist, um die Ausgangswelle 56 in der P-Stellung mechanisch zu sperren.
Ferner sind Maßnahmen für ein selbsttätiges Umschalten im Fahrbereich zwischen dem DH-Zustand
und dem DL-Zustand in Abhängigkeit von der Erregung oder Entregung des Solenoids 280 vorgesehen. Die
Bereiche, die das Erregen oder Entregen des Solenoids 280 bestimmen und in Umschaltlinien aneinandergrenzen,
werden im folgenden erläutert.
Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine soll beispielsweise durch die Drehzahl N\ der Pumpenwelle
11 des Drehmomentwandler 10 repräsentiert werden, der Betriebszustand des Drehmomentwandlers 10 durch
das Drehzahlverhältnis, das an ihm auftritt, und der Fahrzustand des Fahrzeugs durch die Ausgangswellendrehzahl
Λ/3, wobei die für das Fahrzeug erforderlichen Umschaltlinien beispielsweise durch die Werte dieser
Faktoren bestimmt werden sollen.
Im allgemeinen kann ein ruhiger stoßfreier Lauf einer
Brennkraftmaschine bei Drehzahlen unterhalb eines bestimmten Werts kaum erwartet werden, so daß es
nicht zweckmäßig ist, das Aufwärtsschalten in viel niedrigeren Drehzahlen vorzunehmen. Dies bedeutet
mit anderen Worten, daß das Umschalten oberhalb einer minimalen Drehzahl erfolgen muß, die der
betrachteten Brennkraftmaschine eigentümlich ist. Der Umschaltbereich muß also auf Drehzahlen begrenzt
werden, die über dieser spezifizierten Drehzahl liegen, d. h., es ergibt sich eine untere Grenze für den
Umschaltbereich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Für das Herabschalten ist es
vorteilhaft, das Fahrzeug im hohen Gang zu belassen, bis die niedrigst mögliche Drehzahl erreicht worden ist.
Somit ist für diesen Fall der Umschaltbereich auf Motordrehzahlen begrenzt, die unterhalb einer relativ
niedrigen Drehzahl liegen, d. h, es liegt eine obere Grenze für den Schaltbereich in Abhängigkeit von der
Motordrehzahl vor.
Bei Fahrzeugen und insbesondere bei Kraftfahrzeugen ist es vorteilhaft, wenn nicht bereits dann
heraufgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug bei einer übermäßig niedrigen Geschwindigkeit im hohen Gang
laufen muß, da dann ein Beschleunigen und Verzögern
1 1
i UCiI na I Ii I.
Der Umschaltbereich ist in diesem Fall auf Fahrzeuggeschwindigkeiten
begrenzt, die höher als ein bestimmter Minimalwert sind, d. h., der Umschaltbereich hat eine
bestimmte untere Grenze, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Ausgangswelle 56
bestimmt wird. Wenn herabgeschaltet werden soll, ist es vorteilhaft, so lange im hohen Gang zu bleiben, bis die
unterste mögliche Geschwindigkeit erreicht ist, da ein zu frühes Herabschalten im Hinblick auf Geräusch,
Vibration usw. unerwünscht ist. In diesem Fall ist der Umschaltbereich durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit
begrenzt, die nicht übermäßig hoch ist, d. h, es liegt eine obere Grenze für den Schaltbereich vor, die durch die
Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
Das vom Drehmomentwandler 10 übertragene Drehmoment differiert erheblich, wenn das Drehzahlverhältnis
~Νγ unter einem Wert nahe 1 oder höher als
1 ist. Ersterer zeigt an, daß ein Drehmoment von der Brennkraftmaschine zur Ausgangswelle 56 übertragen
wird, während letzterer anzeigt, daß das Drehmoment von der Ausgangswelle 56 zur Maschine übertragen
wird. Diese Situationen werden im folgenden noch erläutert
Die Übertragung eines Drehmoments von der Maschine zur Ausgangswelle 56 über den Drehmomentwandler
10 erfolgt bei Normalfahrt, Bergauffahrt usw. Um die Leistung des Drehmomentwandlers voll
auszunutzen, ist es erwünscht, in einem Bereich heraufzuschalten, in dem das Drehzahlverhältnis um 1
liegt Der Betriebsbereich des Drehzahlverhältnisses in
diesem Beschleunigungszustand liegt ungefähr zwischen 0,5 und 1,0, wobei im Falle der Fig.3a der
Umschaltpunkt auf einen Wert von 0,9 eingestellt ist. Erfolgt ein Herabschalten, ist es erwünscht, den hohen
Gang so lange zu halten, bis das Drehzahlverhältnis niedriger als der vorgenannte Wert ist, um die Leistung
des Drehmomer.'wandlers voll zu nutzen. In diesem Fall
wird der Umschaltbereich auf ein Drehzahlverhältnis begrenzt, da.s kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der
durch die Drehmomentwandlerleistung bestimmt wird. In diesem Fall hat der Umschaltbereich eine obere
Grenze des Drehzahlverhältnisses, der durch die Drehmomentwandlerleistung bestimmt wird, wobei
diese obere Grenze etwa 0,9 ist. In dem Beispiel gemäß F i g. 3b ist dieser Wert 0,60. 'S
Eine Überträgung des Drehmoments von der Ausgangswelle 56 zur Maschine erfolgt erstens während
einer Verzögerung des Fahrzeugs, was allgemein als Maschinenbremsbetrieb bezeichnet wird, und zweitens
dann wenn die Fahrzeu^^sschv/indi^fCei* bei einem "^
sanften Gefälle zunimmt.
Ein Heraufschalten bei Gefällefahrt ist dann notwendig, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit allmählich
erhöht werden muß. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Gangwechsel bei einem Drehzahlverhältnis
von angenähert 1 erfolgt. Der Umschaltbereich ist somit auf einen geeigneten Wert in einem Bereich in der
Größenordnung von 1 begrenzt, der durch die Leistung des Drehmomentwandlers bestimmt wird. Dieser
Bereich des Drehzahlverhältnisses liegt etwa zwischen 0,9 und 13. wobei im Beispiel gemäß Fig.3a die
Umschaltlinie auf das Drehzahlverhältnis 1,05 eingestellt ist.
Ein Herabschalten ist im Maschinenbremsbetrieb dann notwendig, wenn ein starkes Bremsen erreicht
werden so!! oder auf einer Gefällestrecke gebremst werden muß, wobei in diesem Fall das Drehzahlverhältnis einen Wert annehmen möchte, der viel höher als 1
ist. Dann ist es notwendig, Maschinenbremsung einzusetzen, indem ein frühes Herabschalten bewirkt
wird, bevor das Drehzahlverhältnis sehr hoch wird. Der Umschaltbereich ist somit auf einen Wert begrenzt, der
höher als ein bestimmter Wert ist, der durch die Leistung des Drehmomentwandlers bestimmt wird. Der
Umschaltbereich hat somit eine obere Grenze für das Drehzahiverhältnis, der durch die Drehmomentwandlerleistung bestimmt ist, wobei diese obere Grenze 1,00
ist. Im Beispiel gemäß Fig.3b ist dieser Wert auf 1,1 eingestellt. Gemäß Vorbeschreibung fordert das Heraufschalten vier Arten von Grenzen, d. h. Maschinen- so
drehzahlgrenze, Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, Grenze des Drehzahlverhältnisses bei Übertragung des
Drehmoments von der Maschine zur Ausgangswelle 56 und Drehzahlverhältnisgrenze bei Übertragung des
Drehmoments von der Ausgangswelle 56 zur Maschine. Übersteigen diese Bedingungen diese Grenzen, wird
eine Umschaltung auf den höheren Gang bewirkt Die Anforderungen für das Herabschalten umfassen ebenfalls vier Arten von Grenzen, d. h. Maschinendrehzahlgrenze, Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, Drehzahlver-
hältnisgrenze bei Übertragung des Drehmoments von der Ausgangswelle 56 zur Maschine und Drehzahlverhäitnisgrenze bei der Übertragung des Drehmoments
von der Maschine zur Ausgangswelle 56. Liegen Bedingungen vor, die diese Grenzen überschreiten,
erfolgt ein Abwärtsschalten auf den niedrigen Gang. Diese vier Arten der Gangwechsel-Grereen sind
unabhängig voneinander, so daß das Auftreten eines
Zustands, der irgendeine dieser Grenzen überschreitet,
zu einem Gangwechsel führt.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann in Werten der Drehzahl N3 der Ausgangswelle 56 ermittelt werden. Da
jedoch die Drehzahlen Λ/3 aus den Werten der Drehzahl
Ni der Drehmomentwandlerturbinenwelie 14 errechnet
werden können, so daß alle Faktoren in derselben Ebene graphisch dargestellt werden können, werden die
Fahrzeuggeschwindigkeiten in der folgenden Erläuterung durch die Drehzahlen Ni der Turbinenwelle 14
repräsentiert. Obwohl die verschiedensten Gangwechselgrenzen zuvor erläutert wurden, werden für praktische Gangwechsel optimale Umschaltlinien verwendet,
die in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, der Drehmomentwandlerleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die günstigsten Bereiche innerhalb
dieser Grenzen festgelegt werden. Im Falle eincT
benzingetriebenen Wagens können die Umschaltpunkte oder Umschaltlinien gemäß Fig.3a und 3b ausgelegt
sein.
Wenn angenommen wird, daß die Drehzahl /V,
(Maschinendrehzahl) der Drehmomentwandlerpumpenwelle 11 auf einen unteren Wert gleich 1200 UpM ist,
begrenzt sein soll, daß die Drehzahl Ni (entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit) der Drehmomentwandlerturbinenwelie 14 in keiner Weise begrenzt ist, und
daß ferner beim Hochschalten das Drehzahlverhältnis
Drehmomentwandlerpumpenwelle (Maschine) 11 zur
Drehmomentwandlerturbinenwelie 14 (Ausgangswelle 56) übertragen wird, und das Drehzahlverhältnis
der Turbinenwelle zur Pumpenwelle übertragen wird,
wird dsr Urnsehaitbereich für einen Gangwechsel vom
niedrigen zum hohen Gang durch den durch die Linien a, b, cund dm F i g. 3a definierten Bereich gegeben. Dies
bedeutet in anderen Worten, daß die vorerwähnten Werte die Umschaltlinien für diesen Gangwechsel
definieren, so daß der Gangwechsel erfolgt, wenn die Fahrzustände des Fahrzeugs diese Werte üb.'rschreiten.
Bewegen sich die Fahrzustände oder Fahrbedingungen gemäß den Pfeilen Hin den durch die Linien a, b, cund d
in Fig.3a definierten Bereich, wird das Übersetzungsverhältnis vom niedrigen zum hohen Gang geändert.
Es seien nunmehr die Umschaltlinien für das Herabschalten vom hohen zum niedrigen Gang
betrachtet; unter der Annahme, daß die Drehzahl N\ (Maschinendrehzahl) der Pumpenwelle 11 in keiner
Weise begrenzt ist, daß die unterste Drehzahl N2
(entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit) der Turbinenwelle 11 700 UpM ist, daß das Drehzahlverhältnis
Pumpenwelle (Maschine) auf die Turbinenwelle (Ausgangswelle 56) 0,6 ist und daß das Drehzahlverhältnis
—J- bei der Übertragung des Drehmoments von der
Turbinenwelle zur Pumpenwelle 1,1 ist, ergibt sich ein
Umschaltbereich für einen Gangwechsel vom hohen zum niedrigen Gang durch den durch die Linien a', b', c'
und c/'in F i g. 3b definierten Bereich. Die vorgenannten
Werte definieren die Umschaltlinien für diesen Gangwechsel, so daß der Gangwechsel erfolgt, wenn die
Fahrbedingungen oder Fahrzustände des Fahrzeugs diese Werte überschreiten. Bewegen sich die Fahrzustände gemäß den Pfeilen L aus dem durch die Linien a"
b", c" mo d" in F i g. 3 definierten Bereich, wird das
Übersetzungsverhältnis vom hohen zum niedrigen Ga;ng geändert.
Vorstehend wurden die Umschaltbereiche mit Hilfe void Schaltdiagrammen erläutert, bei denen die Ordinate
die Drehzahl N\ der Drehmomentwandlerpumpenwelle 11 und die Abszisse die Drehzahl N2 der Drehmomentwandlerturbinenwelle
14 repräsentiert; selbstverständlich können die Umschaltbereiche auch mit Hilfe solcher
Diagramme dargestellt werden, in denen, die Ordinate die Drosselklappenstellungen und die Abszisse die
Fahrzeuggeschwindigkeiten repräsentieren (die Drehzahl /Vi — 1200 UpM der Drehmomentwandlcrpumpenwelle
ti bei Annahme eines mittleren Drehzahlverhältnisses
oder die Drehzahl N2= 1000 UpM der Drehmomentwandlerturbinenwelle
14 entspricht der Fahrzeuggeüchwindigkeit 10 km/h).
Mit Hilfe eines elektrischen Steuerkreises, der die Ausgangssignale der Detektoreinrichtungen 70, 80 und
90 verarbeitet, lassen sich Signale erzeugen, die das
Erfülltsein jeweils einer der den gewählten Umschaltlinien
entsprechenden Bedingungen repräsentieren. F i g. 7 zeigt den Ausgangstell eines derartigen elektrischen
Steuerkreises, der UND-Glieder SiQA und 520 ß
aufweist, denen ein das Solenoid 280 beaufschlagender bistabiler Speicher 540 nachgeordnet ist Das UND-Glied
510/4 besitzt Eingänge für alle Signale, die diejenigen Bedingungen repräsentieren, die ein Heraufschalten
erforderlich machen bzw. ermöglichen, wozu auch ein Signal gehört, das anzeigt, daß das Wechselgetrw:be
im niedrigen Gang betrieben wird. Beispielsweise sind dies gemäß F i g. 3a ein Signal, das eine
Pumpenwellendrehzahl von mehr als 1200 UpM signalisiert, ein Signal, das ein Drehzahlverhältnis N2ZNi
von mehr als 0.90 signalisiert und ein. Sigr.al, das ein
Drehzahlverhältnis Nj/N\ von weniger als 1,05 signalisiert.
Sind diese Bedingungen erfüllt, so gibt das UND-Glied 510A über die Leitung 512 ein Signal für
erforderliches Aufwärtsschalten an den einen Eingang des bistabilen Speichers 540 ab. Entsprechend gibt das
UND-Glied 520B, dem ein nicht dargestelltes ODER-Glied vorgeschaltet ist, dann ein Signal über eine
Leitung 522 an den anderen Eingang des bistabilen Speichers 540 ab, wenn ein Herabschalten erforderlich
wird, d.h. wenn beispielsweise gemäß Fig.3b eine der
Bedingungen N2ZN1
<0,60, Ν2/Λ/, > 1,10 oder N2
<700 UpM erfüllt ist und das Wechselgetriebe im hohen Gang betrieben wird.
In F i g. 4 ist der Aufbau des bistabilen Speichers 540 gezeigt. Die Leitungen 512 und 522 sind an die
Eingangsklemmen eines bistabilen Multivibrators 543 angeschlossen, so daß beispielsweise bei Anlegung eines
stufenähnlichen Signals an die Leitung 512 der bistabile Multivibrator 543 sofort in einen seiner stabilen
Zustände übergeht, wobei sein Ausgang in einem Verstärkerkreis 544 verstärkt wird, dessen Ausgangsspannung
zur Erregung des Solenoids 280 an die Leitung 542 gegeben wird. Wird andererseits zum
Beispiel ein stufenähnliches Eingangssigna! ?n die Leitung 522 gegeben, wird der bistabile Multivibrator
543 in den anderen stabilen Zustand gebracht, so daß trotz Verstärkung seines Ausgangs durch die Verstärkerschaltung
544 die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 544 verlöscht Wird somit an die
Leitung 512 eine Eingangsspannung angelegt und verlöscht dann dieses Eingangssignal, wird der durch
dieses Eingangssignal verursachte Zustand eingehalten, um dadurch die fortgesetzte Erregung des Solenoids 280
aufrechtzuerhalten. Das Anlegen eines anderen Signals an die Leitung 512 ändert die fortgesetzte Erregung des
Solenoids 280 nicht.
Das Heraufschalten vom niedrigen in den hohen Gang wird in der folgenden Weise bewirkt. Erreichen
die Fahrzustände des im niedrigen Gang fahrenden Fahrzeugs den Schaltbereich gemäß F i g. 3a, stehen an
allen Eingängen des UND-Gliedes 510A entsprechende Signale an, so daß dieses ein Signal zum Heraufschalten
an den bistabilen Speicher 540 abgibt, der ein Ausgangssignal zum Erregen des Solenoids 280 liefert,
worauf der Ventilschieber 272 des Umschaltventils 270 gemäß F i g. 2 nach links bewegt und das Drucköl an die
vordere Kupplung 20 und die hintere Kupplung 30 abgelegt wird, so daß das Zahnradgetriebe 50 das
Übersetzungsverhältnis vom niedrigen zum hohen Gang ändert.
Das Herabschalten vom hohen zum niedrigen Gang erfolgt in der folgenden Weise. Bewegen sich die
Fahrzustände des im hohen Gang fahrenden Fahrzeugs zur Außenseite der Umschaltlinien in F i g. 3b, stehen an
allen Eingängen des UND-Gliedes 520B entsprechende Signale an, so daß dieses ein Signal erzeugt, das den
bistabilen Speicher 540 in den anderen seiner stabilen Zustände schaltet, um dadurch das Solenoid 280 zu
entregen. Der Ventiischieber 272 des Umschaltventils
270 in F i g. 2 wird nach rechts bewegt, und es wird Drucköl an die vordere Kupplung 20 und die hintere
Bremse 40 angelegt, wodurch das Zahnradgetriebe 50 vom hohen zum niedrigen Gang wechselt.
Nachstehend wird die Reguliervorrichtung für das Verringern des Arbeitsöldrucks in Verbindung mit
Umschaltvorgängen, die als Ganzes wesentliche Teile von Fig. 7 und die Fig. 5 bzw. Fig. 5 und Fig. 6
umfaßt, erläutert.
Es wird zunächst der hydraulische Teil dieser Vorrichtung erläutert. Die Regulierventilgruppe 252
gernäu Fig.2 besitzt ein Konstarudruckvenii! 7GG und
ein Druckverminderungsventil 800, wie es aus Fig. 5 erkennbar ist. Das an enie Abzweigung von der
Ölleitung 221 angeschlossene, nach dem Prinzip eines Druckbegrenzungsventils arbeitende Konstantdruckventil
700 besitzt ein Ventilgehäuse 701, einen Ventilschieber 702 und eine Ventilfeder 703, so t.:ß öl,
das unter Druck in die Ölleitung 221 gegeben und von dort zum Konstan'druckventil 700 abgezweigt wird,
durch eine ölablaßleitung 704 abgegeben werden kann,
wenn eine Druckabsenkung notwendig ist, um dadurch die Öldruckregulierung zu bewirken. Der von der
Ventilfeder 703 belastete Ventilschieber 702 steuert die Verbindung zwischen der von der Ölleitung 221
kommenden Abzweigung und der ölablaßleitung 704. Er bildet anderenendes der Ventilfeder durch eine
Abstufung mit dem Ventilgehäuse 701 einen Ringraum 706. Das über eine weitere Abzweigung von der
Ölleitung 221 in den Ringraum 706 gelangende Drucköl drückt den Ventilschieber 702 nach oben, um die
Verbindung zur ölablaßleitung 704 herzustellen bzw. die nach dort abgegebene Druckölmenge zu vergrößern,
während die Ventilfeder 703 den Ventilschieber 702 gegen die nach oben wirkende Kraft des Drucköls
nach unten drückt, um dadurch die Menge an abgegebenem öl zu vermindern oder gegebenenfalls
die Verbindung zur ölablaßleitung 704 zu unterbrechen Die erhöhte Abgabe an öl vermindert den Öldruck in
den Ölleitungen 221 und 228, während die Verminderung an abgegebenem öl den Öldruck in diesen
Leitungen erhöht Somit wird die Lage des Ventilschie-
bers 702 durch das Gleichgewicht zwischen der aufwärts wirkenden Kraft des Drucköls in dem
Ringraum 706 und der nach unten gerichteten Kraft der
Ventilfeder 703 bestimmt, so daß in der Ölleitung 221 ein
vorbestimmter Arbeitsöldruck eingestellt wird. Das abgestufte, den Ringraum 706 durchdringende Ende des
Ventilschiebers 702 ragt in einen mit Drucköl beaufschlagbaren Hohlraum 707, der über eine Leitung
804 mit dem Druckverminderungsventil 800 verbunden ist ίο
Das Druckverminderungsventil 800 besitzt ein Ventilgehäuse 801, einen beweglichen Ventilschieber 802,
dessen Verschlußteil als Sitzventil ausgeführt ist, eine Ventilfeder 803 und ein Solenoid 810 mit einem
magnetischen joch 811 und einer Solenoidspule 812. Der Venülkörper 802 wird durch die Ventilfeder 803
nach unten auf den Sitz in die die Ölleitung 804 absperrende Stellung gedrückt, so daß das Drucköl, das
aus einer Abzweigung von der Ölleitung 221 dem die Ventilfeder 803 enthaltenden Raum zugeführt wird, »
gesperrt wird. Bei Erregen der Solenoidspule 812 wird der Ventilkörper 802 angehoben, so daß das Drucköl
aus der Ölleitung 221 über die Ölleitung 804 in den Hohlraum 707 des Konstantdruckventils 700 gelangen
kann. Ein Teil des Drucköls wird aus der Ölleitung 804 Ober eine Entlastungsöffnung 805 abgegeben, deren
Durchmesser klein genug ist, um einen ausreichend hohen Öldruck in dem Hohlraum 707 zu erzeugen. Wird
die Spule 812 entregt, wird oer Ventilkörper 802 durch
die Ventilfeder 803 nach unten gedrückt, so daß der Druckölzufluß zum Hohlraum 707 des Konstantdruckventils 700 gesperrt und das öl innerhalb des Hohlraums
707 über die Entlastungsöffnung 80S abgelassen wird, wodurch der Öldruck in dem Hohlraum 707 schnell
abfällt Wird der Hohlraum 707 mit Öldruck beauf- js schlagt wird der Ventilschieber 702 nach oben bswegt,
wobei die durch die Ölleitung 704 abgegebene Druckölmenge ansteigt, so daß der Arbeitsöldruck in
der Ölleitung 221 abfällt Das Erregen des Solenoids 810 des Druckverminderungsventils 800 vermindert den
Öldruck auf einen bestimmten Wert auf dem er konstant bleibt, während das Entregen des Solenoids
den Arbeitsöldruck auf den Ursprungswert zurückführt
Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform des
Druckverminderungsveniils 800, bei dem ein Ventilschieber 802', der in einem Ventilgehäuse 801'
verschiebbar ist, anstelle des Ventilkörpers 802 der Sitzventilbauart verwendet wird. Das Bezugszeichen
803' bezeichnet eine Ventilfeder, 810 ein Solenoid, das den Veniilschieber 802' anzieht und ein magnetisches so
Joch 8tΓ und eine Solenoidspule 812' besitzt, 221 die
Ölleitung, durch die das Drucköl zum Druckverminderungsventil 800 gelangt und 804 die Ölleitung für das
Liefern des Drucköls zu dem Konstantdruckventil 700. In der unter der Wirkung der Ventilfeder 803'
eingenommenen Stellung unterbricht ein Steuerbund des Ventilschiebers 802' die Verbindung zwischen den
Leitungen 221 und 804. Bei dieser Anordnung bewegt das Erregen der Solenoidspule 812' den Ventilschieber
802' nach oben, da er in Richtung auf das magnetische Joch 81Γ angezogen wird, so daß das Drucköl in der
Ölleitung 221 über die Ölleitung 804 in den Hohlraum 707 gelangen kann. Wird die Solenoidspule 812' entregt,
wird der Ventilschieber 802' durch die Ventilfeder 803' nach unten gedruckt, so daß kein Drucköl zu der (,5
Ölleitung 804 geliefert wird und das Drucköl in der Ölleitung 804 über die Entlastungsöffnung 805' abgeführt wird.
F i g. 7 zeigt die elektrische öldruckreguliervorrichtung für die Steuerung des Solenoids 810 und damit des
Öldrucks, die so ausgelegt ist daß der Arbeitsöldruck während der Umschaltvorgänge vermindert wird. Diese
elektrische Öldruckreguliervorrichtung steuert das Erregen des Solenoids 810 zur Minderung des
Arbeitsöldrucks während der Gangwechsel in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der UND-Glieder
510A und 520U, die, wie vorstehend erläutert die
,normalen Gangwechselvorgänge einleiten. Es ist ein Drehzahlfeststellkreis 370 vorgesehen, der ein Ausgangssignai von einem von der Drehzahldetektoreinrichtung 70 gespeisten Signalumformer 310 empfängt
und ein Signal abgibt, wenn die Maschinen- bzw. Pumpenwellendrehzahl M kleiner als 1000 UpM ist Ein
weiterer Drehzahlfeststellkreis 380 enthält ein Ausgangssignal von einem von der Drehzahldetektoreinrichtung 80 gespeisten Signalumformer 320 und gibt ein
Signal ab, wenn die Turbinenwellendrehzahl N2 größer
als 3000 UpM ist Ferner sind ein UND-Glied 620, ein ODER-Glied 630 und synchrone Zeithaltekreise 640
und 650 vorgesehen. Zusätzlich können im Bedarfsfall an den in Fig.7 durch strichpunktierte Linien
angedeuteten Stellen Zeitverzögerungsglieder 661 bis 664 vorgesehen sein. Diese Verzögerungsglieder besitzen jeweils einen Integrator und einen Verstärker, so
daß zwischen dem Einführen eines Eingangssignals und der Erzeugung eines Ausgangssignals eine definierte
Zeitverzögerung herbeigeführt wird.
Wie erläutert, wird ein Signal zum Aufwärtsschalten
an der Leitung 512 erzeugt wenn bei Fahrzeugfahrt im niedrigen Gang gleichzeitig die Bedingungen M
> 1200
Signal wird an den bistabilen Speicher 540 gegeben, so daß das Solenoid 280 durch das Ausgangssignal dieses
bistabilen Speichers erregt wird und das Umschalten auf den hohen Gang bewirkt Zur gleichen Zeit wird das
Ausgangssignal von dem UND-Glied 510/4 über die Leitung 512 auch an den synchronen Zeithaltekreis 640
gegeben, der ein Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Dauer erzeugt, das über die Leitung 642 an das
ODER-Glied 630 gegeben wird. Sofort wird das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 630 an den Solenoid
810 angelegt um den Arbeitsöldruck zu verringern. Dieser reduzierte Arbeitsöldruck kehrt nach einer
vorbestimmten Zeit auf seinen Ursprungswert zurück. Somit wird ein auf das Fahrzeug infolge Einrückens der
Reibungseingriffseinrichtungen ausgeübter Stoß beseitigt und gleichzeitig im Anschluß an die Beendigung des
Schaltvorgangs der Arbeitsöldruck vergrößert um auf diese Weise einen anhaltenden Schlupf der Reibungseingriffeinrichtungen zu verhindern.
Überschreitet die Drehzahl N2 der Drehmomentwandlerturbinenwelle 14 den Wert 3000 UpM, braucht
das Wechselgetriebe kein großes Drehmoment mehr zu übertragen, so daß der Arbeitsöldruck unabhängig von
Gangwechselvorgängen stets auf einem niedrigen Wert gehalten werden kann. Um den Arbeitsöldruck zur
Verminderung des Kraftbedarfs der Zahnradpumpe auf einem niedrigen Wert zu halten, liefert der Drehzahlfeststellkreis 380, wie bereits erwähnt, dann ein Signal,
das über die Leitung 382 an das ODER-Glied 630 gelangt, so daß der Solenoid 810 durch das Ausgangssignal des ODER-Glieds erregt wird und den Arbeitsöldruck des von der Regulierventilgruppe 252 gelieferten
Drucköls vermindert.
Bedingungen
N1
<0.60,
NT >1·10
oder W2 <600
UpM erfüllt ist, wird vom UND-Glied 5025 ein Signal
über die Leitung 522 an den bistabilen Speicher 540 gegeben, dieser wieder umgestellt und ein Herabschalten
bewirkt Gleichzeitig gelangt das Ausgangssignal des UND-Glieds 520B über Leitung 522 auch an das
UND-Glied 620. Andererseits ist der Drehzahlfeststellkreis 370 an dem UND-Glied 620 angesehenen, der
dann, wenn die Drehzahl Ni der Drehmomentwandlerpumpenwelle
kleiner als 1000 UpM ist, ein Ausgangssignal auf die Leitung 372 gibt, das an das UND-Glied 620
gelangt. Das UND-Glied 620 liefert an die Leitung 622C lediglich dann ein Ausgangssignal, wenn es die beiden
Signale von dem UND-Glied 5205 und dem Drehzahlfeststellkreis 370 empfängt, wobei dieses Ausgangssignal
in dem synchronen Zeithaltekreis 650 in ein Signal geändert wird, das eine vorbestimmte Dauer hat und das
dann über das ODER-Glied 630 an den Solenoid 810 gelangt Dementsprechend wird der Arbeitsdruck des
von der Regulierventilgruppe 252 gelieferten Öls für eine vorbestimmte Dauer vermindert.
Wenn für das Heraufschalten Maßnahmen getroffen sind, um zu gewährleisten, daß der erwünschte
Gangwechsel nur dann eintritt wenn der Arbeitsöldruck zuvor vermindert worden ist, kann zwischen dem
UND-Glied 510/4 und dem bistabilen Speicher 540 ein Zei tverzögerungsglied 663 eingesetzt werden. Sofern es
notwendig ist, daß die tatsächliche Verminderung des Arbeitsöldrucks zu einer vorbestimmten Zeit nach der
Erzeugung eines Schaltsignals erfolgt, kann ein Zeitverzögen? Hgsglied 662 zwischen dem UND-Glied 510,4
und dem synchronen Zeithaltekreis 640 eingegliedert werden.
Sofern für das Herabschaiien gcwäriricisiei sein muß,
daß der Arbeitsöldruck vor dem erforderlichen Gangwechsel vermindert wird, kann das Zeitverzögerungsglied
661 zwischen dem UND-Glied 5205 und dem bistabilen Speicher 540 eingesetzt werden, während
andererseits ein Zeitverzögerungsglied 664 zwischen dem UND-Glied 520B und dem UND-Glied 620
eingeschaltet werden kann, sofern der Arbeitsöldruck zu einer vorbestimmten Zeit nach der Erzeugung eines
Schaltsignals vermindert werden soll.
Die elektrische Öldruckreguliervorrichtung gemäß F i g. 7 wurde in Verbindung mit einem Fall erläutert, bei
dem die Gangwechselvorgänge in Abhängigkeit von Umschaltlinien erfolgen, die auf den Drehzahlen A/| der
Drehmomentwandlerpumpenwelle 11 und den Drehzahlen Afc der Drehmomentwandlerturbinenwelle 14
basieren; selbstverständlich ist die Arbeitsöldrucksteuerung in demselben Weise möglich, wenn die Gangwechselvorgänge
in Abhängigkeit von solchen Urr.schaltlinien durchgeführt werden, die auf den Drosselklappenöffnungen
und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren, wie weiter vorne im Zusammenhang mit F i g. 3a und 3b
erläutert wurde. Wenn anstelle der Drehmomentwandlerpumpenwellendrehzahl
die Drosselklappenöffnung benutzt wird, kann der Schieber eines Potentiometers an die Drosselklappe angeschlossen sein, so daß die
Betätigung dieses Schiebers eine Ausgangsspannung erzeugt, die der Drosselklappenöffnung entspricht,
während eine Drehzahl, die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, ermittelt wird, um eine der Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechende Spannung zu erzeugen. In diesem Fall kann die öldruckreguliervorrichlung also so
ausgelegt werden, daß der Signalumformer 310 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerpumpenwelle 11
durch einen Signalumformer ersetzt wird, der die Drosselklappenöffnungen in Spannungen umwandelt
während der Drehzahlfeststellkreis 370 für die Feststellung einer eingestellten Drehzahl durch einen Feststellkreis
zum Feststellen einer bestimmten Drosselklappenöffnung ersetzt wird, wobei ferner der Signalumformer
320 für die Drehzahl der Drehmomentwandlerturbinenwelle 14 durch einen Signalumformer für die Umwandlung
der Fahrzeuggeschwindigkeit in Spannungen ersetzt wird und an die Stelle des Drehzahlfeststellkreises
380 ein Feststellkreis für das Feststellen einer Fahrzeuggeschwindigkeit tritt wodurch der Arbeitsöldruck
in Abhängigkeit von den Drosselklappenöffnungen und den Fahrzeuggeschwindigkeiten gesteuert
wird.
Das Solenoid 810 wird durch die Ausgangs*, chaltsignale
von den UND-Gliedern 510Λ und 520S in den dargestellten Ausführungsformen betätigt Selbstverständlich
kann das Solenoid 810 auch durch einen anderen Kreis betrieben werden, in den Gangstellungssignale
eingegeben werden, die signalisieren, in welchem Gang das Wechselgetriebe betrieben wird.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit Reibungseingriffseinrichtungen,
einem die Reibungseingriffseinrichtungen steuernden hydraulischen Arbeitskreis
mit einem Konstantdruckventil zum Regeln des Arbeitsöldrucks auf einen vorgegebenen
Wert, einem Wählventil, einem elektrisch betätigbaren
Umschaltventil und einem elektrischen Steuerkreis für das Umstellen des Umschaltventils in
Abhängigkeit von den Fahrbedingungen, gekennzeichnet durch ein elektrisch betätigbares
Druckverminderungsventil (800,810) zur Einstel- ι s
lung des Konstantdruckventils (700) auf einen verminderten Arbeitsöldruck und eine elektrische
Öldruckreguliervorrichtung für das Erregen des Druckverminderungsventils (800, 810), die von den
Ausgangssisjnalen des Steuerkreises für das Umstellen
des Um*chakventils (270,280) und von weiteren
der Motordrehzahl bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signalen beaufschlagt wird und
hiervon abhängig mit Hilfe von logischen Verknüpfungen ein Druckverminderungssignal an das Druck- 2s
verminderungsventil (800, 810) abgibt, wobei im
Zusammenhang mit Umschakvorgängen Zeithaltekreise (640 und 630) die Dauer des Druckverminderungssignals
festlegen.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische öldruckreguliervorrichUnig
ein UND-Glied (620Q aufweist, dessen Eingänge mit einem Drehzahlfeststellkreis
(370) zur Erzeugung eines Signals bei einen vorbestimmten Wert unterschr-hender Motordrehzahl
und mit dem Steuerkreis-Ausgang für das Umstellen des Umschaitveniiis (270, 280) in die
Abwärtsschaltstellung verbunden sind und dessen
Ausgang über einen ersten Zeithaltekreis (6SO) mit dem Druckverminderungsventil (800,810) in Verbindung
steht, während der Steuerkreis-Ausgang für das Umstellen des Umschaltventils in die Aufwärtsschaltstellung
über einen zweiten Zeithaltekrc/s (640) mit dem Druckverminderungsventil (800, 810)
verbunden ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Öldruckreguliervorrichtung
einen mit dem Druckverminderungsventil (800, 810) verbundenen weiteren Drehzahlfeststellkreis (380) zur Erzeugung eines
Druckverminderungssignals bei einen vorbestimmten Wert überschreitender Eingangsdrehzahl des
Stufenteils des Wechselgetriebes aufweist
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der
zweite Zeithaltekreis (650 bzw. 640) und der weitere Drehzahlfeststellkreis (380) über ein ODER-Glied
(630) mit dem Druckverminderungsventil (800, 810) verbunden sind.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
Anschlüssen der elektrischen Öldruckreguliervorrichtung an die Steuerkreis-Ausgänge und dem
Umschaltventil (270, 280) Zeitverzögerungsglieder (661 und 663) vorgesehen sind.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
Anschlüssen der elektrischen Öldruckreguliervorrichtung an die Steuerkreis-AusgBnge und der
Öldruckreguliervorrichtung Zeitverzögerungsglieder (662 und 664) vorgesehen sind.
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