DE2162887A1

DE2162887A1 - Leitungsdruckreguliersystem für eine automatische Kraftübertragungsanlage

Info

Publication number: DE2162887A1
Application number: DE19712162887
Authority: DE
Inventors: Koji Yokohama Enomoto (Japan). M
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1972-07-20
Also published as: US3731558A; JPS4838578B1; FR2118769A5; GB1337038A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage und insbesondere auf ein Leitungsdruckreguliersystem zum Regulieren des Leitungsdrucks, der auf die Vorrichtungen zum Einstellen des Reibungsantriebs der Übertragungsanlage übertragen wird.

In zahlreichen Kraftfahrzeugen wird zur Verringerung der Anstrengungen des Fahrers beim Pahrzeugbetrieb weitestgehend eine automatische Kraftübertragungsanlage verwendet. Eine typische Kraftübertragungsanlage besteht aus einem Drehmomentwandler, einem Getriebezug und einer Anzahl von Vorrichtungen zum Einstellen des Reibungsantriebs, wie Reibungskupplungen und Bremsen, die

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Mündlich· Abrwten, HMbMondw· durch Talaton, b«dürl»n »ahrlttllcher iMUUIgung ^: '■''

ORIGINAL INSPECTED

bei Betätigung dazu dienen, die Relativbewegungen der einzelnen Arbeitselemente des Getriebezugs derart zu steuern, daß die Kraftflüsse für Vorwärts- und Rückwärtsfahren vom Antriebsmotor zu dem angetriebenen Teil der Übertragungsanlage eingestellt werden. Die Betätigung der Reibungskupplungen und -bremsen wird durch Energierung einer Reihe von Solenoidventilen durchgeführt, durch die Fluiddruck - als "Leitungsdruck" bezeichnet - auf die Reibungskupplungen und -bremsen übertragen wird. Dabei ist es wichtig, daß der Leitungsdruck in geeigneter V/eise in Übereinstimmung mit den sich ändernden Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges reguliert wird, da ein übermäßiger Leitungsdruck zu ungewöhnlichen mechanischen Stößen führt, die während des Gangschaltens auftreten, und andererseits ein unzureichender Leitungsdruck ein Schlupfen in den Reibungskupplungen und -bremsen herbeiführt, wodurch ein gewünschtes übersetzungsverhältnis nicht erhalten werden kann. Im allgemeinen muß der Leitungsdruck für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten auf niedrigen Pegeln und für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten auf hohen Pegeln gehalten werden.

Das erfindungsgemäße Leitungsdruckreguliersystem wird in einer Ausführungsform in einer konventionellen automatischen Kraftübertragungsanlage verwendet, die sieben Wählerstellungen hat, d.h, P (parken), R (rückwärts), N (neutral), D (fahren), 1 (erster Gang verriegelt), 2 (zweiter Gang verriegelt) und 3 (dritter Gang verriegelt). Läuft das Fahrzeug bei einer der Stellungen R, D, 1, 2 und 3 niit niedrigen Geschwindigkeiten und hohen Motordrehmomenten, hält das Leitungsdruckreguliersystem den Leitungsdruck auf einem ausreichend hohen Pegel, damit Schlupfen der Reibungsantriebeinsteilvorrichtungen der Übertragungsanlage

ORIGINAL INSPECTED

vermieden wird. Hat die Übertragungsanlage bei der Fahrstellung D automatisch zum vierten Gang (Vorwärtsfahrdrehzahlverhältnis) heraufgeschaltet, erzeugt das Leitungsdruckreguliersystem ferner einen verringerten Leitungsdruck, der die gleichzeitige Betätigung von zwei Reibungskupplungen ermöglicht, um den Kraftfluß von dem Fahrzeugmotor zur Ausgangswelle der Kraftübertragungsanlage in zwei parallele Zweige zu unterteilen. Wird andererseits der V.'ählhebel beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit von der Stellung D zur Stellung 1, 2 oder 3 bewegt, liefert der Leitungsdruckregulator bei geschlossener oder leicht geöffneter Drossel einen erhöhten Leitungsdruck, der zur Vergrößerung der Motorbremswirkung ausreichend hoch im Vergleich zu dem Leitungsdruck ist, der bei der Fahrstellung D verfügbar ist.

Mit der Erfindung wird ein Leitungsdruckreguliersystern für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage geschaffen, die einen hydraulischen Drehmomentwandler und ein Getriebe aufweist, das eine Anzahl von Vorwärtsfahrübersetzungsverhältnissen und ein RückwärtsfahrübersetZungsverhältnis liefert, die von einer hydraulischen Steuervorrichtung mit einer Anzahl von Reibungselementen gesteuert werden; die Steuervorrichtung ist durch einen Handwähler steuerbar, der zumindest vier V.'ählerstellungen aufweist, nämlich D, N, R und 1, 2 und/oder 3; das Leitungsdruckreguliersystem besitzt eine Hauptleitung, die von der Auslaßöffnung einer motorgetriebenen Fluidpumpe zu der hydraulischen Steuervorrichtung führt, ein mit der Hauptleitung verbundenes Regulierventil, das einen in ihm axial bewegbaren Schieber aufweist, der in einer Richtung zur Erhöhung des als "Leitungsdruck¹¹ bezeichneten Drucks in der Hauptleitung und in der entgegen-

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BAD ORJGJNAL

gesetzten Richtung zur Verringerung des Leitungsdrucks bewegbar ist, der auf den Schieber eine Kraft ausübt, die ihn in die entgegengesetzte Richtung bewegen will, eine Einrichtung zum Vorspannen des Schiebers in der einen Richtung, eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit einen ersten Druck liefert, der der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von dem Motordrehmoment einen zweiten Druck liefert, der dem Motordrehmoment proportional ist, ein Modulatorventil mit einem in ihm axial bewegbaren

h Schieber, wobei der erste Druck auf den Modulatorventilschieber eine Kraft ausübt, die ihn in einer Richtung bewegen will, wobei der zweite Druck auf den Modulatorventilschieber eine Kraft ausübt, die ihn in entgegengesetzte Richtung bewegen will; das Modulatorventil liefert keinen Ausgangsdruck, wenn der Schieber unter Wirkung des ersten und zweiten Drucks in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird; das Modulatorventil liefert einen dritten Druck, wenn der Schieber unter Wirkung des ersten und zweiten Drucks in die eine Richtung bewegt wird; der dritte Druck ist während der Fahrstellung D gleich dem zweiten Druck

™ und während jeder anderen Wählerstellung mit Ausnahme N und R gleich dem Leitungsdruck; der dritte Druck übt auf den Regulator— ventilschieber eine Kraft aus, die ihn in entgegengesetzter Richtung bewegen will; das Leitungsdruckreguliersystem besitzt schließlich eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von dem zweiten und dem dritten Druck einen vierten Druck liefert, der gleich dem höheren dieser beiden Drucke ist und auf den Regulatorven-• · tilschieber eine Kraft ausübt, die ihn in die eine Richtung bewegen will.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer automatischen Kraftübertragungsanlage, bei der das erfindungsgemäße Leitungsdruckreguliersystem anwendbar ist;

Fig. 2 zeigt eine AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Leitungsdruckreguliersystems;

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung des von dem Leitungsdruckreguliersystem nach Fig. 2 bei verschiedenen Fahrzuständen gelieferten Leitungsdrucks über dem Drosselventildruck; und

Fig. *1 veranschaulicht die V/eise, in der der Schieber des Modulatorventils nach Fig. 2 unter Wirkung des Regulierdrucks und des Drosselventildrucks nach oben und nach unten bewegt wird.

Das hier gezeigte und beschriebene erfindungsgemäße Leitungsdruckreguliersystem wird bei einer automatischen Kraftübertragungsanlage verwendet, die beispielsweise ein Getriebe, das vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang liefert, und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler aufweist. Es ist jedoch zu bemerken, daß das erfindungsgemäße Leitungsdruckreguliersystem auch bei einer Vielzahl unterschiedlicher Kraftübertragung an lagen verwendet uercUm kann.

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In Pig. .1 ist die automatische Kraftübertragungsanlage, ■ bei der das erfindungsgemäße Leitungsdruckreguliersystem verwendet wird, in Diagramniform dargestellt. Die automatische Kraftübertragungsanlage besitzt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 mit einem Pumpenrad oder Pumpe 10a, einem Turbinenrad oder Turbine 10b und einem Rückwirkungselement oder Stator 10c. Das Pumpenrad 10a wird von einer Antriebswelle 11 angetrieben, die mit einem geeigneten Antriebsmotor, beispielsweise einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden ist, und die Turbine lob befindet sich in Antriebsverbindung mit einer Turbinenwelle 12. Der Stator 10c ist auf einem Mechanismus drehbar angeordnet, der eine mit dem Übertragungsanlagengehäuse I^ verbundene Kohlwelle 13 und eine Einwegbremse 15 aufweist, die zwischen dem Stator 10c und der Hohlwelle 13 angeordnet ist. Die Einwegbremse 15 kann in irgendeiner geeigneten Weise konstruiert sein und ist derart aufgebaut,daß sie eine freie Drehung des Stators 10c nur in Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges erlaubt.

P Die automatische Kraftübertragungsanlage besitzt ebenfalls eine erste und eine zweite hydraulisch betriebene Reibungskupplung 16 bzw. 17» eine erste, zweite und dritte hydraulisch betriebene Bremse 18, 19 bzw. 20 und einen ersten, zweiten und dritten Planetengetriebesatz 21, 22 bzw. 23. Die erste Reibungskupplung 16 kann in irgendeiner geeigneten Weise konstruiert sein und besitzt in der dargestellten Ausführungsform einen mit der Turbinenwelle 12 verbundenen Antriebsteil 2^l\ und einen angetriebenen Teil 2^r), der mit; einer B reins trommel 26 verbunden iat, die mit; eiiner HohlweLie 27 f; iriijUlok L^ ist. Γη gleicher Weifse besitzt

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die zweite Reibungskupplung 17 einen mit der Turbinenwelle 12 verbundenen Antriebsteil 28 und einen angetriebenen Teil 29, der mit einem Außenringzahnrad 30 mit Innenverzahnung des ersten Planetengetriebesatzes 21 verbunden ist. Die erste Reibungsbremse 18 besitzt ein Bremsband, das auf die Bremstrommel 26 wirken kann, um die Sonnenräder des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 21, 22 über die Hohlwelle 27 zu bremsen oder loszulassen.

Der Planetenträger 35 des ersten Planetengetriebesatzes 21 ist mit einer angetriebenen Welle 36 der Übertragungsanlage verbunden, die ihrerseits mit den Rädern des Kraftfahrzeuges (nicht gezeigt) verbunden ist. Mit der angetriebenen Welle 36 ist ebenfalls ein Außenringzahnrad 37 mit Innenverzahnung des zweiten Planetengetriebesatzes 22 verbunden, dessen Planetenträger 38 mit einem Rotorabschnitt der zweiten Reibungsbremse 19 verbunden ist, deren Statorabschnitt HO mit dem Übertragungsanlagengehäuse 1*1 verbunden ist. Der Planetenträger 38 des zweiten Planetengetriebesatzes 22 ist ebenfalls mit einem Planetenträger 41 des dritten Planetengetriebesatzes 23 verbunden, dessen Sonnenrad 42 mit der angetriebenen Welle 36 verbunden ist. Das innen verzahnte Außenringzahnrad *43 des dritten Planetengetriebesatzes ist mit einem Rotor 44 der dritten Reibungsbremse 20 verbunden, deren Stator 45 mit dem Übertragungsanlagengehäuse I¹J verbunden ist. Die so aufgebaute Übertragungsanlage arbeitet in bekannter Weise zur automatischen Einstellung gewählter VorwärtsfahrübersetzungsVerhältnisse und eines einzigen Rückwärtsfahrübersetzungsverhältnisses durch geeignete Kupplung der Reibungskupplungen und -bremsen.

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Die Betriebszustände der Reibungskupplungen und

-bremsen für die unterschiedlichen Fahrarten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt, in der das Zeichen "+" bedeutet, daß die entsprechende Kupplung oder Bremse betätigt (eingerückt) ist, und das Zeichen "-" bedeutet, daß die Kupplung oder Bremse gelöst (ausgerückt) gehalten wird.

Tabelle

Fahrbereich	erste Kupplung 16	zweite Kupplung 17	erste Bremse 18	zweite Bremse 19	dritte Bremse 20
erster Gang	-	+	-	+	-
zweiter Gang	-	+	-	. -	+
dritter Gang	-	+	+	-	-
vierter Gang	+	+	-	-	-
Rüc kwärt s gang	+	-	-	+	-

Wie aus der Tabelle hervorgeht, wird der vierte Gang eingestellt, indem gleichzeitig die erste und zweite Reibungskupplung 16 und 17 zum Einrücken betätigt wird. Sind die beiden Reibungskupplungen 16 und 17 eingerückt, wird der Kraftfluß von der Turbinenwelle 12 zu der angetriebenen Welle 36 in zwei parallele Zweige, die die Reibungskupplungen 16 und 17 enthalten, unterteilt, so daß ein verringerter Leitungsdruck zum Einrücken der Reibungskupplungen ohne Herbeiführung eines Schlupfes ausreicht.

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In Pig. 2 ist in Diagrammform das erfindungsgemäße Druckreguliersystem gezeigt, das den Reibungselementen der Übertragungsanlage einen regulierten Druck liefert, wodurch Schaltungen zwischen den verschiedenen Gängen selektiv bewirkt werden.

Das LeitungSdruckreguliersystem besitzt im wesentlichen eine motorgetriebene Fluidpumpe 50, ein Regulierventil 51» ein Modulatorventil 52 und ein Kugelventil 53. Die motorgetriebene Pluidpumpe 50 kann aus einem Sumpf. 5¹J (oder Behälter) unter Druck stehendes Fluid einer Hauptleitung 55 liefern, die über andere Steuereinrichtungen, wie Handventile (nicht gezeigt), mit den Reibungselementen nach Pig. I verbunden ist.

Gemäß Darstellung besitzt das Regulierventil 51 einen Ventilschieber 56» der axial verschiebbar ist und in Abstand stehende Schultern 57, 58, 59, 60, 61 und 62 aufweist. Am unteren Ende des Regulierventils 5i ist eine Schraubenfeder 63 angeordnet, die den Ventilschieber 56 nach oben - in der Zeichnung - vorspannt. Der Druck in der Hauptleitung 55 (der der zuvor beschriebene "Leitungsdruck" ist) wird über eine öffnung 64, die eine Drosselstelle 65 aufweist, zu dem Raum zwischen den Schultern 58 und 59 übertragen, so daß der Schieber 56 infolge der Differenz der mit dem Druck beaufschlagten einander zugewandten Flächen der Schultern 58 und 59 nach unten vorgespannt wird. Der Leitungsdruck gelangtebenfalls über die öffnungen 66 und 67 in den Raum zwischen den Schultern 59 und 60 und den Raum zwischen den Schultern 60 und 61. Befindet sich der Ventilschieber 56 in der dargestellten Stellung, steht die öffnung 66 nicht mit einer öffnung 68 in Verbindung, die mit einem"hydraulischen Drehmomentwandler

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(nicht gezeigt) in Verbindung steht. Befindet sich der Schieber 56 in dieser Stellung, ist die Verbindung zwischen der öffnung 67 und einer Auslaßöffnung 69 in gleicher Weise unterbrochen. Wird der Schieber 56 jedoch nach unten bewegt, wird die öffnung 66 mit der öffnung 68 in Verbindung gebracht, wodurch die Hauptleitung 55 ausströmen kann. Die weitere Bewegung des Schiebers

56 in Abwärtsrichtung bringt die öffnung 67 über den Raum zwischen den Schultern 60 und 6l mit der Auslaßöffnung 69 in Verbindung, wodurch die Hauptleitung 55 entleert (d.h. entlastet) werden kann.

Das Regulierventil 51 besitzt ebenfalls eine öffnung 70, die mit dem Raum zwischen den Schultern 57 und 58 in Verbindung steht ,und öffnungen 71 und 72, die jeweils mit den Endkammern 73 und 7*ί in Verbindung stehen, die jeweils am oberen und am unteren Ende des Regulierventils 51 gebildet sind. Die öffnung 70 ist mit einem Schiebeventil oder einem anderen geeigneten Ventil (nicht gezeigt) verbunden, damit der öffnung 70 nur Leitungsdruck geliefert wird, wenn das Fahrzeug im vierten Gang »läuft. Der durch die öffnung 70 in den Raum zwischen den Schultern

57 und 58 gelangende Leitungsdruck spannt den Ventilschieber 56 aufgrund der Differenz zwischen den einander zugewandten Flächen der Schultern- 57 und 58 nach unten vor.

Das Kugelventil 53 besitzt eine erste Einlaßöffnung 80,. die mit der öffnung 71 des Regulierventils 51 verbunden ist, eine zweite Einlaßöffnung öl, die mit einem Drosselventil (nicht gezeigt) verbunden ist, und eine Auslaßöffnung 82, die mit einer Kugelventilleitung 83 verbunden ist, die zu der öffnung 72 des Regulierventils 51 führt. Das Kugelventil 53 besitzt eine frei-

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schwimmende Kugel 84, die sich zur Steuerung der Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen 80 und 8l und der Auslaßöffnung 82 in Abhängigkeit von dem Fluiddruck bewegt. Das - nicht dargestellte - Drosselventil ist in irgendeiner geeigneten V/eise konstruiert und besitzt eine Einlaßöffnung, die mit der motorgetriebenen Fluidpumpe 50 in Verbindung steht, und eine Auslaßöffnung zum Versorgen der zweiten Einlaßöffnung 8l mit einem dem Motordrehmoment proportionalen Drosselventildruck.

Gemäß Darstellung besitzt das Modulatorventil 52 einen axial verschiebbaren Schieber 90 mit in Abstand stehenden Schultern 91»92 und 93· Der Schieber 90 wird von einer Feder 52a nach oben vorgespannt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. öffnungen 94 und 95 bilden eine Einlaßöffnung jeweils für eine Regulierleitung 96 und eine Drosselventilleitung 97. Die Regulierleitung 96 ist mit einem konventionellen Regulierventil (nicht gezeigt) verbunden, das mit der Getriebeausgangswelle 36 betrieblich verbunden ist, damit es einen der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen regulierten Druck - als Regulierdruck bezeichnet *- liefert. Die Drosselventilleitung 97 ist dem oben beschriebenen Drosselventil verbunden. Der Regulierdruck tritt durch die öffnung 94 in eine Endkammer 98 ein und spannt den Schieber in Abwärtsrichtung vor. Der Dro3selventildruck tritt dagegen über die öffnung 95 in den Raum zwischen den Schultern 91 und 92 ein und übt auf die große Schulter 91 eine Kraft aus, um den Schieber 90 in entgegengesetzte Richtung, d. h. in Aufwärtsrichtung, zu drücken.

Das Modulatorventil 52 besitzt ebenfalls eine öffnung

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99» die mit einem anderen Wechselventil oder einem anderen geeigneten Ventil (nicht gezeigt) verbunden ist, und eine öffnung 100, die mit einer Modulatordruckleitung 101 verbunden ist. Die Modulatordruckleitung 101 ist ihrerseits mit einer Leitung 102 verbunden, die die öffnung 71 des Regulierventils 51 mit dem ersten Einlaß 80 des Kugelventils 53 verbindet. Das Schiebeventil oder andere geeignete Ventil liefert den Leitungsdruck oder den Drosselventildruck in einer vorbestimmten V/eise, die im folgenden beschrieben werden wird, der öffnung 99. Befindet sich h der Ventilschieber 90 durch die Kraft der Feder 52a in der oberen Stellung, steht die öffnung 99 nicht in Verbindung mit der öffnung 100 und die öffnung 100 steht andererseits mit einer Auslaßöffnung 104 in Verbindung. Die Bewegung des Ventilschiebers 90 in Abwärtsrichtung gegen die Kraft der Feder 52a bringt die öffnung 99 über den Raum zwischen den Schultern 92 und 93 mit der öffnung 100 in Verbindung und läßt gleichzeitig die Auslaßöffnung 104 durch die Schulter 92 sperren. Tritt dies ein, wird der in der öffnung 99 herrschende Leitungsdruck oder Drosselventildruck über die Leitungen 101 und 102 sowohl zum Regulierventil 51 als auch zum Kugelventil 53 übertragen.

Die Betriebsweise des in Fig. 2 gezeigten Leitungsdruckreguliersystems ist folgende:

In der Stellung N wird Fluiddruck weder der öffnung 70 noch der öffnung 71 zugeführt. Der Über die öffnung Sk in den Raum zwischen den Schultern 58 und 59 eintretende Leitungsdruck

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übt eine Kraft auf die große Schulter 59 aus, die den Schieber 56 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 63 nach unten drücken will. Wird der Schieber 56 nach uaten bewegt, wird die öffnung 66 mit der Öffnung 6b in Verbindung gebracht, damit der Leitungsdruck in der Hauptleitung 55 in den hydraulischen Drehmomentwandler (nicht gezeigt) gelassen wird, so daß der Leitungsdruck reduziert wird. Die Verringerung des Leitungsdrucks bewirkt ein Abnehmen des über die öffnung 64 in den Raum zwischen den Schultern 58 und 59 übertragenen Drucks·und dadurch eine Verringerung der Kraft, die den Schieber 56 nach unten bewegen will. Damit wird der Schieber 56 wieder nach oben bewegt. Somit wird der Leitungsdruck automatisch auf einem bestimmten Pegel gehalten, der durch die Vorspannkraft F der Schraubenfeder 63 und durch die Differenz der dem Druck ausgesetzten sich gegenüberstehenden Flächen der Schultern 58 und 59 bes.timmt ist. Nimmt die Menge des von der Pumpe 50 gelieferten Fluids zu, i\rird der Schieber 56 weiter nach unten bewegt, so daß die öffnung 67 mit der Auslaßöffhung 69 in Verbindung gebracht wird, was zu einer Verringerung des Leitungsdruck auf den vorbestimmten Pegel führt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Drosselstelle 65 in der öffnung Sk eine Zeitverzögerung für den Druck in dem Raum zwischen den Schultern 58 und 59 bildet, damit Schwingungen des Schiebers 56 vermieden werden, die sonst wegen der Schwankung des von der Pumpe gelieferten Drucks auftreten würden.

Läuft das Fahrzeug in den Stellungen D, 1, 2, 3 oder R mit niedrigen Geschwindigkeiten, bleibt der Schieber 90 des Modulatorventils 52 in der oberen Stellung (wie dies dargestellt

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ist), da der zu der öffnung 9*1 übertragene Regulierdruck P_Q für .die Stellungen D, 1, 2 oder 3 niedrig und für die Stellung R Null ist. Unter diesen Bedingungen ist die öffnung 99 durch die Schulter 93 gesperrt und die Modulatordruckleitung 101 durch die Ablaßöffnung 104 entleert, so daß weder dem Regulierventil51 noch dem Kugelventil 53 Modulatordruck zugeführt wird. Somit bewegt der in den zweiten Einlaß 81 des Kugelventils 53 eintretende Drosselventildruck die Kugel bk nach links - in der Zeichnung zum Sperren des ersten Einlasses 80, wobei gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Drosselventildruckleitung 105 und der Kugelventildruckleitung 83 gebildet wird. Der Drosselventildruck tritt dann über die öffnung 72 in die Endkammer 7k des Regulierventils 51 ein und übt auf das Ende des Schiebers 56 eine Kraft aus, die ihn nach oben bewegen will. Es ist zu bemerken, daß der auf die öffnungen 66 und 67 übertragene Leitungsdruck keine Wirkung zur Bewegung des Schiebers 56 nach oben oder nach unten hat, da dort keir^e Differenz zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Schultern 59, 60 und 6l vorliegt. Demzufolge erfolgt die Steuerung der Bewegung des Schiebers 56 durch den Leitungsdruck, der durch die öffnung Sk zu dem Raum zwischen den Schultern 58 und 59 geführt wird, den Drosselventildruck, der über die öffnung 72 zur Endkammer 7k übertragen wird, und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 63. Befindet sich der Schieber 56 unter der Wirkung der drei Kräfte im Gleichgewicht, wird die folgende Gleichung erhalten:

(A₃ - A₂) P_L =" A₁₁P₁₁₁ + P,
wobei A₂, A, und A₁^ die Wirkfläche der Schultern 58, 59 bzw. 62 sind und P die Vorspannkraft der Schraubenfeder 63,

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Damit ist der Leitungsdruck P- folgendermaßen gegeben: P

Der Leitungsdruck P- ist in Fig. 3 graphisch dargestellt; darin zeigt die durchgehende Linie a die nach Gleichung (1) bestimmte Änderung des Leitungsdrucks.

Bei ansteigender Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt der Regulierdruck bei der Stellung. D zu und bewegt den Modulatorventilschieber 90 - in der Zeichnung - nach unten. Andererseits tritt der Drosselventildruck in den Raum zwischen den Schultern 91 und 92 ein und übt eine Kraft auf die große Schulter 91 aus, die den Schieber 90 nach oben bewegen will/Repräsentieren B. und B₀ die Wirkungsflächen der Schultern 91 bzw. 92 und stellt f die Vorspannkraft der Feder 52a dar, wird der Schieber 90 bei Erfüllung der Bedingung

■ ^B1^PG> ^(B1 * ^B2^)PTH ^{+ f} in die untere Stellung bewegt und bleibt dort. Gilt dagegen die Bedingung

^B1^PG < ^(B1 - V^PTH ^{+ f} -

bleibt der Schieber 90 in der oberen Stellung, wie dies dargestellt ist. Fig. ¹J veranschaulicht die Weise, wie der Schieber unter Wirkung des Regulierdrucks und Drosselventildrucks nach oben und nach unten bewegt wird. In dieser Figur entspricht die schraffierte Fläche den Druckbedingungen, bei denen der Schieber 90 in der unteren Stellung bleibt. In dieser Stellung ist die Auslaßöffnung 10¹J von der Schulter 92 gesperrt und die mit dem Wechselventil (nicht gezeigt) verbundene öffnung 99 mit der Modulatordruckleitung 101 verbunden. Das Wechselventil ist in üblicher

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Weise angeordnet, damit es der öffnung 99 Drosselventildruck liefert, wenn der Wählhebel sich in der Fahrstellung D ,befindet, während das Ventil bei der Stellung R, 1, 2 oder 3 die öffnung 99 mit Leitungsdruck versorgt. Somit wird der Drosselventildruck bei der Fahrstellung D über die Modulatordruckleitung 101 sowohl zu der öffnung 71 des Regulierventils 51 als auch zum ersten Einlaß-80 des Kugelventils 53 geführt. Dabei erfolgt die Steuerung der Bewegung des Regulierventilschiebers 56 durch den auf die öffnung 71 übertragenen Drosselventildruck, den zur öffnung 64 geführten Leitungsdruck, den auf die öffnung 72 übertragenen Drosselventildruck und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 63.

Befindet sich der Schieber 56 im Gleichgewicht, gilt die folgende Gleichung:

(A₃ - A₂)PL + A₁P₁J₁₁ = A₁₁P₁Jj₁ +F,

wobei A^ die dem Druck ausgesetzte wirksame Fläche der Schulter 57 darstellt. Damit ist der Leitungsdruck P_L folgendermaßen gegeben: .

P_L = j (A₁₁ - A₁)Z(A₃ - A₂)I P_TH + FZ(A₃ - A₂) ... (2) Der durch die obige Gleichung (2) bestimmte Leitungsdruck ist mit der Linie b in der graphischen Darstellung nach Fig. 3 angegeben. Durch Vergleich der Linie a und b in Fig. 3 ergibt sich, daß der Leitungsdruck P_L auf niedrigeren Pegeln gehalten wird, wenn das Fahrzeug mit höheren Geschwindigkeiten läuft.

Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Stellung D weiter zu einem derartigen Pegel an, daß die Übertragungsanlage zum Heraufschalten zum vierten Gang gebracht wird, wird das mit der öffnung 70 verbundene Schiebeventil (nicht gezeigt) betätigt,

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um Leitungsdruck zu liefern, der eine Kraft auf die große Schulter 58 ausübt, die den Schieber 56 nach unten bewegen will. Diese weitere Beaufschlagung mit Leitungsdruck bewegt den Schieber abwärts in eine bestimmte Stellung, in der sich der Schieber unter Wirkung der fünf Kräfte im Gleichgewicht befindet, die durch die. folgende Gleichung bestimmt sind:

(A₃ - A₂)P_L + A_XP_TH + (A₂ - A₁)P₁. =A_1{P_TH + P

Damit wird der Leitungsdruck Pj. folgendermaßen erhalten:

^PL ⁼ { ^(A4 " ^Ai^)/(A3 " ^Al⁵j ^PTH ^{+ P/(A}3 " ^Al⁾

Der Leitungsdruck P_L ist in Fig. 3 mit c gezeigt. Wie aus der graphischen Darstellung klar hervorgeht, wird der Leitungsdruck beim vierten Gang weiter verringert. Die Verringerung des Leitungsdrucks ist primär zur Betätigung nur der ersten und zweiten Reibungskupplung l6 und 17 beabsichtigt, wie dies aus der Tabelle hervorgeht. Da der Kraftfluß von der Turbinenwelle 12 zu der angetriebenen Welle 36 bei betätigter' erster und zweiter Reibungskupplung 16 und 17 in zwei parallele Zweige unterteilt ist, die die Reibungskupplungen enthalten, reicht ein verringerter Leitungsdruck aus, die Kupplungen betätigt zu halten.

Wird der Wählhebel bei hoher Geschwindigkeit von der Stellung D zu der Stellung 1, 2 oder 3 bewegt, wird der Leitungsdruck über die Modulatordruckleitung 101. sowohl zu der öffnung des Regulierventils 51 als auch zu dem ersten Einlaß 80 des Kugelventils 53 übertragen, da das mit der öffnung 99 des Modulatorventils 52 verbundene Wechselventil (nicht gezeigt) derart gestaltet ist, daß es bei dieser Wählerstellung Leitungsdruck P^ liefert. Tritt dies ein, wird die Kugel nach rechts - in der Zeichnung - bewegt und sperrt den zweiten Einlaß 81, so daß der.

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Leitungsdruck über die Kugelventilleitung 83 zur Endkammer 7*1 übertragen wird und eine Kraft auf das Ende des Schiebers 56 ausübt, die diesen nach oben bewegen will. Der durch die Leitung 101 geführte Leitungsdruck tritt über die öffnung 71 ebenfalls in die Endkammer 73 ein und übt auf das Ende des Schiebers 56 eine Kraft aus, die diesen nach unten bewegen will. Demgemäß wird der Regulierventilschieber 56 unter der Wirkung der vier Kräfte bewegt, d. h. der drei auf die Endkammer 73, den Raum zwischen den Schultern 58 und 59 bzw. die Endkammer 7¹J übertragenen Leitungsdrucke und der Vorspannkraft der Schraubenfeder 63. Befindet sich der Schieber 56 im Gleichgewicht, kann die folgende Gleichung erhalten werden:

(A₃ - A₂)P_{L +} A₁P₁. = Α_Λ + F
Damit ist der Leitungsdruck P_L folgendermaßen gegeben:

P_L = F/(A₃ - A₂ + A₁ - A₁₁) (4)

Wie mit der Linie d in der graphischen Darstellung nach Fig.- 3 gezeigt wurde, bleibt der Leitungsdruck nach Gleichung (4) hoch und ändert sich nicht mit dem Drosselventildruck. Die Tatsache, daß der Leitungsdruck bei einem solchen mit d gezeigten hohen Pegel eingestellt wird, wenn der Wählhebel beim Hochgeschwindigkeitslauf in eine der Stellungen 1, 2 oder 3 bewegt wird, dient zur Erhöhung der Motorbremswirkung. Dabei wird jedoch der erhöhte Leitungsdruck entfernt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit infolge der Motorbremswirkung unter einen vorbestimmten Pegel abgenommen hat, da das Abnehmen der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Aufwärtsbewegung des Modulatorventilschiebers 90 und ein Ausströmen der Modulatordruckleitung 101 bewirkt, so daß die Kugel 8¹J des Kugelventils 53 nach links - in der Zeichnung - bewegt wird. Tritt dies ein, folgt

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der in der Hauptleitung 55 herrschende Leitungsdruck der mit a
in Fig. 3 gezeigten geraden Linie.

Es wurde zwar nur eine vorzugsweise gewählte Ausführungsform des erfxndungsgemäßen Systems beschrieben; für den Fachmann ist jedoch leicht ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen der Anordnungen getroffen werden können, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

SL. 1. JLeitungsdruckreguliersystem für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem Getriebe, das eine Vielzahl von Vorwärtsfahrübersetzungsverhältnissen und ein Rückwärtsfahrübersetzungsverhältnis liefert und von einer hydraulischen Steuervorrichtung gesteuert wird, die eine Vielzahl von Reibungselementen besitzt und von einem Handwähler steuerbar ist, der zumindest |. vier Wählstellungen aufweist, nämlich D, N, R und 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch Hauptleitung (55), die von der Auslaßöffnung einer motorgetriebenen Fluidpumpe (50) zu der hydraulischen Steuervorrichtung führt, ein mit der Hauptleitung (55) verbundenes Regulierventil (51), das einen in ihm axial beweglichen Schieber , (56) besitzt, der in einer Richtung zur Erhöhung des als Leitungsdruck bezeichneten Drucks in der Hauptleitung (55) und in der entgegengesetzten Richtung zur Verringerung des Leitungs-'drucks bewegbar ist, welcher auf den Ventilschieber (56) eine Kraft ausübt, die diesen in die entgegengesetzte Richtung bewegen will, durch eine Einrichtung (63) zum Vorspannen des Schiebers (56) in der einen Richtung, durch eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von der FahrZeuggeschwindigkeit einen ersten Druck liefert, der der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, durch eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von dem Motordrehmoment einen zweiten Druck liefert, der dem Motordrehmoment proportional ist, durch ein Modulatorventil (52), das einen in ihm axial beweglichen Schieber (90) besitzt, wobei der erste Druck auf den Modulatorventilschieber (90) eine Kraft ausübt, die ihn in eine Richtung bewegen will, und der zweite Druck auf den Modulator·

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ventilschieber (90) eine Kraft ausübt, die ihn in der entgegengesetzten Richtung bewegen will, wobei das Modulatorventil (52) keinen Ausgangsdruck abgibt, wenn der Schieber (90) unter der Wirkung des ersten und des zweiten Drucks in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, wobei das Modulatorventil (52) einen dritten Druck liefert, wenn der Schieber (90) unter Wirkung des ersten und des zweiten Drucks in die eine Richtung bewegt wird, wobei dieser dritte Druck während der Fahrstellung D gleich dem zweiten Druck und während jeder anderen Wählersteilung mit Ausnahme N und R gleich dem Leitungsdruck ist und auf den Regulierventilschieber (56) eine Kraft ausübt, die ihn in die entgegengesetzte Richtung bewegen will, und durch eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von dem zweiten und dem dritten Druck einen vierten Druck liefert, der gleich dem höheren dieser beiden Drucke ist und auf den Regulierventilschieber (56) eine Kraft ausübt, die ihn in die eine Richtung bewegen will,

2, System nach Anspruch 1, gekennzeichnet,durch eine Einrichtung zur Bildung eines fünften Drucks, der gleich dem Leitungsdruck ist, wenn die Übertragungsanlage bei der Fährstellung D auf den niedrigsten der Vorwärtsgänge eingestellt ist, wobei dieser fünfte Druck auf den Regulierventilschieber (56) eine Kraft ausübt, die ihn in die entgegengesetzte Richtung bewegen will.

3, System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil (51) eine erste,zweite und dritte öffnung aufweist, die mit der Hauptleitung (55) gekoppelt sind, eine vierte öffnung, die mit dem Modulatorventil (52) verbunden ist,,

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eine fünfte öffnung, die mit der Einrichtung zur Lieferung eines vierten Drucks verbunden ist, eine sechste öffnung, die mit dem hydraulischen Drehmomentwandler gekoppelt ist, und eine siebente öffnung, die mit einem Auslaß gekoppelt ist, wobei der Regulierventilschieber (56) sechs auf ihm in Abstand gebildete Schultern (57, 58, 59, 60, 6l, 62) aufweist, wobei der über die vierte öffnung (64) in den Raum zwischen der' zweiten (58) und dritten Schulter (59) eintretende Leitungsdruck auf die dritte Schulter (59) eine Kraft ausübt, die den Ventilschieber (56) in die entgegengesetzte Richtung bewegen will, wobei die zweite öffnung über den Raum zwischen der dritten (59) und der vierten Schulter (60) mit der sechsten öffnung verbunden ist, wenn der Schieber (56) in der entgegengesetzten Richtung in eine vorbestimmte Stellung bewegt worden ist, wobei die dritte öffnung über den Raum zwischen der vierten (60) und der fünften Schulter (6l) mit der siebenten öffnung verbunden ist, wenn der Schieber (56) in eine zweite vorbestimmte Stellung bewegt worden ist, die von der ersten vorbestimmten Stellung in entgegengesetzter Richtung liegt,wobei die vierte öffnung mit einer an die erste Schulter angrenzenden Endkammer (73) verbunden ist, wobei die fünfte öffnung mit der anderen an die sechste Schulter angrenzenden Endkammer (7¹O verbunden ist, und wobei die Einrichtung zum Vorspannen des Regulierventilschiebers (56) in der einen Richtung eine Schraubenfeder aufweist, die in der anderen Endkammer (74) angeordnet ist.

4. System nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung eines fünften Drucks, der gleich dem Leitungsdruck ist, wenn die Übertragungsanlage während der Pahr-

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stellung D auf den niedrigsten der Vorwärtsgänge eingestellt ist, wobei das Regulierventil (51) eine achte öffnung aufweist, die mit der Einrichtung zur Bildung eines fünften Drucks verbunden ist, wobei der fünfte Druck über diese achte öffnung in den Raum zwischen der ersten (57) und der zweiten Schulter (58) eintritt und. auf diese zweite Schulter (5-8) eine Kraft ausübt, die den Schieber (56) in die entgegengesetzte Richtung bewegen will.

5· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines ersten Drucks ein Regulierventil aufweist, das mit der Ausgangswelle der automatischen Kraftübertragungsanlage_ betrieblich verbunden ist und einen der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Regulierdruck liefert.

6, System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines zweiten Drucks ein Drosselventil aufweist, das einen dem Motordrehmoment proportionalen Drosseldruck liefert.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Modulatorventil (52) eine erste öffnung aufweist, die mit der Einrichtung zur Bildung eines ersten Drucks verbunden ist, eine zweite öffnung, die mit der Einrichtung zur Bildung eines zweiten Drucks gekoppelt ist, eine dritte öffnung, die sowohl mit dem Regulierventil (5O als auch mit der Einrichtung zur Bildung eines vierten Drucks verbunden ist, eine vierte öffnung, die mit der Einrichtung verbunden ist, die keinen Ausgangsdruck liefert, wenn der Schieber unter Wirkung,des ersten und des zweiten

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Drucks in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird,und einen dritten Druck liefert, wenn der Schieber unter Wirkung des ersten und des zweiten Drucks in die eine Richtung bewegt wird, wobei der dritte Druck während der Pahrstellung D gleich dem zweiten Druck und während jeder anderen Wählerstellung mit Ausnahme N und R gleich dem Leitungsdruck ist, und eine fünfte und eine sechste Öffnung, die mit einem Auslaß gekoppelt sind, wobei.der Modulatorventilschieber (90) drei auf ihm in Abstand vorgesehene Schultern (91» 92, 93) aufweist, wobei der erste ™ Druck über die erste öffnung in eine an die erste Schulter (91) angrenzende Endkammer (98) eintritt und auf die erste Schulter

(91) eine Kraft ausübt, die den Schieber (90) in der einen Richtung bewegen will, wobei der zweite Druck über die zweite öffnung in den Raum zwischen der ersten (9O und zweiten Schulter (92) eintritt und auf die erste Schulter (91) eine Kraft ausübt, die den Schieber (90) in der entgegengesetzten Richtung bewegen will, Wobei die dritte öffnung ständig mit dem Raum zwischen der zweiten

(92) und dritten Schulter (93) in Verbindung steht, wobei die

h vierte öffnung mit dem Raum zwischen der zweiten (92) und dritten Schulter (93) in Verbindung steht, wenn der Schieber (90) in die eine Richtung bewegt wird, wobei die fünfte öffnung mit dem-Raum zwischen der zweiten (92) und dritten Schulter (93) in Verbindung steht, wenn der Schieber (90) in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, jedoch durch die zweite Schulter (92) gesperrt wird, wenn der Schieber (90) in die eine Richtung bewegt wird, und wobei die sechste öffnung über die andere Endkammer des Modulatorventils (52) mit der vierten Öffnung in Verbindung steht, wenn der Schie-

ber (90) in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird.

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8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines vierten Drucks ein Kugelventil (53) aufweist, das durch die Lage einer freischwimmenden Kugel (84) reguliert wird, die sich in Abhängigkeit von dem zweiten und dritten Druck bewegt, wobei das Kugelventil (53) eine erste Einlaßöffnung besitzt, die mit dem Modulatorventil verbunden ist, eine zweite öffnung, die mit der Einrichtung zur Bildung eines zweiten'Drucks verbunden ist, und eine Auslaßöffnung, die mit dem Regulierventil gekoppelt ist.

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