DE2153907B2

DE2153907B2 - Hydraulische steuervorrichtung fuer ein kraftfahrzeugwechselgetriebe mit selbsttaetigem gangwechsel

Info

Publication number: DE2153907B2
Application number: DE19712153907
Authority: DE
Inventors: Ernst August Dipl -Ing Kaiversberg Manfred 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2153907A1; DE2153907C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuervorrichtung zum Steuern des Anlegevorganges eines Schaltgliedes beim Abwärtsschalten eines Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes mit selbsttätigem Gangwechsel, wobei ein anderes Schaltglied gelöst wird, mit einem in einer das anzulegende Schaltglied beaufschlagenden Arbeitsdruckleitung parallel zu einer Drosselstelle angeordneten Steuerschieber, dessen federbelasteter Kolben in Abhängigkeit von einem an einer Stirnseite anstehenden fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck die Arbeitsdruckleitung in einer ersten Stellung absperrt, in einer zweiten Stellung voll und zwischen diesen beiden Stellungen unter Zwischenschaltung einer am Steuerschieber gebildeten zweiten Drosselstelle öffnet.

Eine bekannte hydraulische Steuervorrichtung dieser Bauart (US-PS 33 83 956) weist eine in einer mittleren Schaltstellung des Steuerschieberkolbens wirksame zweite Drosselstelle in Form eines sich im Außendurchmesser stufenförmig ändernden, ringförmigen Kolbenabsatzes auf. Eine derartige Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Drosselung infolge des sich um den ganzen Kolben herum erstellenden, sehr schmalen Ringquerschnittes sehr stark von den Herstellungstoleranzen sowohl des Kolbenaußendurchmessers als auch des Innendurchmessers des Schiebergehäuses abhängig ist. Darüber hinaus ergibt sich bei diesem Steuerschieber in der Mittelstellung auch eine sehr starke Abhängigkeit der Durchflußmenge von der Arbeitsmitteltemperatur ^ infolge des relativ großen Verhältnisses von druckmittelbenetzter Fläche zu Durchflußquerschnitt, das sich wegen der temperaturabhängigen Druckmittelzähigkeit stark bemerkbar macht. Außerdem geht die Motorbelastung, von der die Geschwindigkeit des Hochdrehens des Motors in der Zeitspanne vor dem Fassen des Schaltgliedes abhängt, nicht in die Bestimmung der Verzögerungszeit für das Anlegen des Schaltgliedes ein.

Bei einer anderen bekannten Steuervorrichtung für einen ebensolchen Schaltvorgang in einem automatischen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe (US-PS 35 00 706) steht der im übrigen nicht federbelastete Kolben des parallel zu einer ersten Drosselstelle angeordneten Steuerschiebers sowohl unter dem Einfluß eines fahrgeschwindigkeitsabhängigen als auch mit entgegengesetzter Wirkrichtung unter dem Einfluß eines belastungsabhängigen Druckes. Die zweite Drosselstelle ist eine feste Drossel im den Steuerschieber aufnehmenden Zweig der Arbeitsdruckleitung.

Der Kolben kennt dabei nur zwei Schaltstellungen mit Freigabe oder Sperrung dieses Zweiges der Arbeitsdruckleitung, die nur zwei unterschiedlichen Verzögerungen bei der Druckmittelzufuhr entsprechen, was jedoch im Hinblick auf einen möglichst geschmeidigen und stoßfreien Energiefluß beim Zurückschalten des Getriebes, insbesondere bei höhertourigen Motoren, unzureichend ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine hydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet ;jnd die die Druckmittelzufuhr zu der Anlegeseite des beim Zurückschalten zu betätigenden Schaltgliedes möglichst optimal den veränderlichen Bedingungen von Fahrgeschwindigkeit und Motorbelastung anpaßt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die zweite Drosselstelle durch mindestens eine den Kolben des Steuerschiebers schräg durchsetzende Drosselbohrung gebildet ist und daß der Kolben des Steuerschiebers in an sich bekannter Weise entgegen dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck mit einem motorbelastungsabhängigen Druck beaufschlagt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ergibt sich durch die relativ leicht und genau ausführbare, schräg liegende Drosselbohrung ein wesentlich besseres Verhältnis von druckmittelbenetzter Fläche zu Durchflußquerschnitt, so daß sich der Einfluß der mit der Temperatur veränderlichen dynamischen Druckmittelzähigkeit auf die Durchflußmenge nicht besonders negativ auswirken kann. Gleichzeitig erreicht die Erfindung, daß der Kolben des Steuerschiebers in Zwischenstellungen stabilisiert wird, in denen durch entsprechende Drosselung der Druckmittelzufuhr eine für ein möglichst ruckfreies Zurückschalten erforderliche Verzögerung beim Anlegen des Schaltgliedes hervorgerufen wird. Diese Steuerung erfolgt dabei nicht nur in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, sondern auch von der Motorbelastung.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann dabei der Kolben mehrere schräg zur Kolbenachse verlaufende Drosselbohrungen aufweisen, die in mehreren aufeinanderfolgenden Stellungen zwischen den beiden Endstellungen des Kolbens stufenweise und nacheinander zuschaltbar sind. Hierdurch wird eine fein abgestufte Anpassung des Schaltvorganges an den jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges erreicht, wobei die einzelnen Drosselbohrungen mit unterschiedlichen Querschnitten ausgeführt sein können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der

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Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine Schaltanordnung für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Umschalten eines automatischen Kraftfahrzeuggetriebes zwischen dem zweiten und dem dritten Gang, wobei der Kolben des Steuerschiebers in der einen Endstellun^· steht,

Fig. 2 den Steuerschieber aus Fig. 1 mit einer Stellung des Kolbens in der anderen Endstellung und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Steuerschiebers.

Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 wird in den Leitungen 1 und 2 Arbeitsdruck herangeführt, der durch Schaltschieber in bekannter Weise aufgrund der Motorbelastung, zum Beispiel aufgrund des Saugrohr-Unterdruckes, und in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, zum Beispiel nach Maßgabe eines Fliehkraftreglers, den einzelnen Schaltgliedern zugeführt werden kann. In der Zeichnung sind lediglich die Sclialtglieder, die bei den Umschaltvorgängen vom zweiten in den dritten Gang und umgekehrt in Funktion treten, die dazugehörigen Schaltschieber, ein Steuerschieber sowie die besonderen Mittel nach der Erfindung dargestellt.

Von einem Schaltschieber 3 führt dabei eine Druckleitung 5 zur Anlegeseite einer hydraulisch einrückbaren, ein erstes Schaltglied bildenden Reibungskupplung 6 sowie eine Zuleitung 5a zur Löseseite eines Kolbens Ta in einem Steuerzylinder einer hydraulisch anlegbaren und lösbaren Bandbremse 7, die als zweites Schaltglied dient. Der Kolben 7 a ist an der Löseseite durch eine Feder 15 belastet. Eine Arbeitsdruckleitung 8 führt von einem weiteren Schaltschieber 4 zur Anlegeseite des Kolbens 7a. Aufbau und Wirkungsweise der Schaltschieber 3 und 4 brauchen für das Verständnis der Erfindung nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden. Es genügt festzustellen, daß der Schaltschieber 3 bei eingeschaltetem dritten Gang den Arbeitsdruck weiterleitet und bei eingeschaltetem zweiten Gang sperrt, während der Schaltschieber 4 den Arbeitsdruck im zweiten und dritten Gang weiterleitet. Bei gesperrten Schaltschiebern 3 und 4 werden die Kolben der Reibungskupplung 6 und der Reibungsbremse 7 vom Arbeitsdruck entlastet, indem das Drucköl aus den Arbeitskammern der Schaltglieder über Leitungen 3a und 4a abfließen kann.

Im zweiten Gang ist die Reibungskupplung 6 gelöst und die Reibungsbremse 7 angezogen, während im dritten Gang die Verhältnisse umgekehrt liegen. Bei der Zurückschaltung vom dritten in den zweiten Gang wird die Reibungskupplung 6 durch den Schaltschieber 3 sofort vom Arbeitsdruck entlastet und augenblicklich durch Federwirkung ausgerückt. Die Druckzufuhr zur Anlegeseite des Kolbens 7a der Reibungsbremse 7, die durch den Schaltschieber 4 freigegeben ist, erfolgt jedoch mit einer Verzögerung, um dem Motor Gelegenheit zu geben, auf eine höhere Drehzahl zu kommen, bevor das Bremsband zufaßt. Diese Schaltverzögerung soll in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Motorbelastung unterschiedlich groß ao sein, um ein möglichst ruckfreies Zuschalten des zweiten Ganges zu erreichen. Zu diesem Zweck teilt sich die Arbeitsdruckleitung 8 für die Druckmittelzufuhr zu dem Kolben 7a der Reibungsbremse 7 in zwei parallele Leitungen 8a und Sb auf. Während die ständig μ zugeschaltete Leitung 8a eine erste Drosselstelle 9 mit konstantem Querschnitt aufweist, ist in der Leitung Sb ein Steuerschieber 10 angeordnet, der je nach Stellung seines Kolbens 11 unterschiedliche Querschnitte zur Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 7a freigibt. Der Kolben 11 ist dabei an seiner einen Stirnseite dem bei 13 zugeführten Druck eines hier nicht dargestellten Fliehkraftreglers und an der anderen Stirnseite dem bei 14 zugeführten Druck einer ebenfalls nicht dargeslellten, vom Belastungszustand des Motors abhängigen Steuervorrichtung ausgesetzt. 112 bezeichnet eine Feder, die den Kolben 11 an seiner von dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagten Stirnseite belastet.

Überwiegt nun beim Zurückschalten vom dritten in den zweiten Gang fahrzustandsbedingt, zum Beispiel bei kick-down-Schaltungen, der fahrgeschwindigkeitsabhänige Druck, so hält dieser den Kolben 11 des Steuerschiebers 10 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 am linken Anschlag. Da in dieser Stellung der Kolben 11 die Leitung Sb völlig absperrt, erfolgt die Druckmittelzufuhr zur Anlegeseite des Kolbens 7a allein über die Druckleitung 8a. Die in dieser Druckleitung 8a vorgesehene Drosselstelle 9 bewirkt, daß die Reibungsbremse 7 mit beträchtlicher Verzögerung nach dem Lösen der Reibungskupplung 6 zufaßt, wodurch der Motor frei über eine gewisse Zeit auf eine höhere Drehzahl beschleunigen kann, die infolge des verzögerten Zufassens erheblich über der Drehzahl bei Beginn des Umschaltens liegen kann.

Bei den Zurückschaltungen, die mit Gas bei mittleren Drehzahlen erfolgen, überwiegt der belastungsabhängige Druck am Kolben 11, wodurch dieser an den rechten Anschlag des Steuerschiebers 10 entsprechend Fig. 2 geschoben wird. Dabei wird im wesentlichen der volle Querschnitt der Leitung Sb zugeschaltet, wodurch die Verzögerung des Bremsanlegevorganges gegenüber dem Lösen der Kupplung nur noch klein ist entsprechend dem kleineren Zeitbedarf für das Beschleunigen des Motors aus mittleren Drehzahlen heraus.

Um nun aber auch eine mittlere Anlegezeit des Bremskolbens 7a der Bremse 7 zu erreichen die zwischen den Verzögerungszeiten in den beiden Endstellungen des Kolbens 11 liegt, weist der Kolben 11 des Steuerschiebers 10 eine schräg zu seiner Achse verlaufende Drosselbohrung 16 auf, die eine zweite Drosselstelle b'ldet und die beiden Teile der Druckleitung Sb in einer mittleren Stellung des Kolbens 11 verbindet. Zur Stabilisierung des Kolbens 11 in dieser Zwischenstellung ist die Feder 12 vorgesehen, die auf der Seite des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckes angreift.

Zur Überbrückung des Steuerschiebers 10 ist noch ein Rückschlagventil 17 vorgesehen, das beim Anlegen der Bremse 7 stets geschlossen ist, dagegen beim Lösen geöffnet wird. So öffnet sich beim Hochschalten in den dritten Gang, wenn der stufig ausgebildete Bremskolben 7a auf seiner Löseseite mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird, dieses Rückschlagventil 117 und läßt öl von der Anlegeseite des Kolbens 7a ungedrosselt abströmen, so daß die Bremse 7 schnell löst.

In Fig. 3 ist als weitere AusführungsiOrm ein Steuerschieber 10a mit einem Kolben 11a dargestellt, bei dem zwei schräg zu seiner Achse verlaufende Drosselbohrungen 16a vorgesehen sind. Der Steuerschieber 10a und seine Anschlüsse an die Druckmittelleitung 8b sind nun so ausgebildet, daß bei einer Verschiebung des Kolbens 11a die beiden Drosselbohrungen 16a nacheinander zugeschaltet werden. Gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführung des Steuerschiebers 10 läßt sich auf diese Weise eine weitere

Stufung der Anlegezeit der Bremse 7 und damit eine geschmeidige Anpassung des Energieflusses an den Betriebszusland des Motors erreichen. Abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung können die Drosselbohrungen 16a auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung zum Steuern des Anlegevorganges eines Schaltgliedes bei Abwärtsschalten eines Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes mit selbsttätigem Gangwechsel, wobei ein anderes Schaltglied gelöst wird, mit einem in einer das anzulegende Schaltglied beaufschlagenden Arbeitsdruckleitung parallel zu einer ersten Drosselstelle angeordneten Steuerschieber, dessen federbelasteter Kolben in Abhängigkeit von einem an einer Stirnseite anstehenden fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck die Arbeitsdruckleitung in einer ersten Stellung absperrt, in einer zweiten Stellung voll und zwischen diesen beiden Stellungen unter Zwischenschaltung einer am Steuerschieber gebildeten zweiten Drosselstelle öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drosselstelle durch mindestens eine den Kolben (11; Wa) des Steuerschiebers (10; iOa) schräg durchsetzende Drosselbohrung (16; i6a) gebildet ist und der Kolben (11; Ua) des Steuerschiebers (10; tQa) in an sich bekannter Weise entgegen dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck mit einem motorbelastungsabhängigen Druck beaufschlagt ist.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (Wa) mehrere schräg zur Kolbenachse verlaufende Drosselbohrungen (16a,) aufweist, die in mehreren aufeinanderfolgenden Stellungen zwischen den beiden Endstellungen des Kolbens (llajstufenweise und nacheinander zuschaltbar sind.