DE2224647A1

DE2224647A1 - Hydraulisches steuersystem fuer eine in einem drehmomentwandler eingebaute kupplung

Info

Publication number: DE2224647A1
Application number: DE2224647A
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Ichimura; Yoichi Mori
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3817357A; JPS5517258B2; JPS4845754A; GB1378676A; FR2157298A5

Description

Thomsen	*π ff ■■· ■ ν ■ r% ■ μ w r-Λ mm u w ■KMi**	B	■κ	2224647	N W Ä L T E
T-L.	f IEDTKE	- E	DÜHLING	Frankfurt/M.:
	(Oer) 53 C2 11 THLEX: 63 02 11	C-24 303 topat		Dipl.-Ing. W. Welnkauff (Fuchahohl 71)
		PAT	ENTA
		München:
-	Dipl.-Chem. Dr. D. Thomsen Dipf.-lng. H. Tledtke Dipl.-Chem. Q. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2

Kaiser-Ludwig-Platze 19· Mai 1972

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City / Japan

Hydraulisches Steuersystem für eine in einem Drehmomentwandler eingebaute Kupplung

Die Erfindung "bezieht sich auf den Antriebszug von Kraftfahrzeugen mit hydrokinetisch^ Drehmomentwandlern und insbesondere auf ein hydraulisches Steuersystem zum Steuern einer in den Drehmomentwandler eingebauten hydraulischen Kupplung.

Hit der Erfindung wird insbesondere ein verbessertes hydraulisches Steuersystem geschaffen, das eine eingebaute hydraulische Kupplung eines Drehmomentwandlers in einem Kraftfahrzeugantriebszug steuern kann. Das erfindungsgemäße Steuersystem wird bei dem Drehmomentwandler

309 8 16/022 6

Mündlich· Abrtden, IntbMondmr· durch Τ·Ι·(οη, bedürfen Khriltllchtr Bestillgung PoitKhwk (Münchtn) Kto. litt74 Drndnar Bank (MQnchtn) Kto. SMOTM

K; angewendet, der ein Gehäuse hat, in dem ein hydraulischer Druck durch ein Maschinendrehmoment moduliert wird, so daß die Kupplung v/eich betätigt wird, wenn das Maschinendrehmoment klein ist, und schnell und kräftig, wenn das Ilaschinendrehmoment groß ist. Es kann daher bei jeder Betriebsart der Maschine ein weiches, schnelles und kräftiges Einrücken der Kupplung bewirkt werden.

■j Mit der Erfindung wird ein hydraulisches Steuer-

ί '

system zur hydraulischen Betätigung einer in eine Drehinomentwandlerkammer eingebauten Kupplung geschaffen, das eine

^?. Quelle hydraulischen Drucks zur Erzeugung eines konstanten

^% hydraulischen Drucks besitzt, ein Steuerventil, das den

^ hydraulischen Druck zur Drehmomentwandlerkainmer richtet, um die Kupplung bei Betätigung eines Kupplungspedals ein-

_k zurücken, und ein Modulatorventil zum Ändern des hydraulischen Drucks in der Kammer im wesentlichen proportional ziun Maschinendrehmomentbedarf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati-

scher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig# 1 zeigt eine Schnittansicht eines Drehmomentwandlers mit einer eingebauten hydraulischen Kupplung und einem hydraulischen Kreis zum ^: Steuern der Kupplung;

T 309816/0226

t -

Pig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Modifikation eines Teils des Kreises nach Fig. 1.

In der Zeichnung "bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Gemäß Darstellung in Pig. 1 treibt eine Antriebswelle 10 ein Drehmomentwandlergehäuse 11, das ein Flügelrad oder Pumpe 12 a trägt. Die Pumpe 12 a läßt Fluid in.
der üblichen Weise in einer Drehmomentwandlerkammer 13 in dem Gehäuse zu einem Turbinenrad 12 b (Turbine) umlaufen, das mit einem Ende eines Jlabenorgans 14 verbunden ist,
das auf einer stationären Hohlwelle 15 drehbar angeordnet
ist. Ein Stator 12 c ist an der stationären Welle 15 über eine Einwegbrense 16 befestigt, die dazu dient, den Stator 12 c am Drehen in einer Richtung entgegengesetzt zur Dreh- · richtung der Antriebswelle 10 zu hindern. Das andere Ende des Uabenorgans ist als ein ringförmiger Zylinder 17 einer hydraulischen Kupplung 18 gebildet. Ein ringförmiger Kolben 19 ist in dem-Zylinder 17 axial beweglich angeordnet, der am Innendurchmesser und Außendurchmesser in geeigneter Weise abgedichtet ist. Zwischen dem Zylinder 17 und dem
Kolben 19 wird daher eine Kupplungskamiaer 20 gebildet. Die Innenumfangswand des Zylinders 17 trägt Kupplungselemente 21, zwischen denen Kupplungsscheiben 22 sitzen, die auf
der Kupplungsnabe 23 angeordnet sind, die mit der Ausgangs-

1098 Iß/022 G

oder angetriebenen Welle 24 verkeilt oder in anderer Weise verbunden ist. Zwischen dem äußersten Kupplungselement 21 und einem ringförmigen Sitz des Kolbens 17 sitzt eine ringförmige Pufferfeder 25, die unerwünschtes plötzliches Anliegen der Kupplungselemente und -scheiben 21 und 22 verhindert. In dem Sitz des Kolbens 19 ist eine !Tut 26 gebildet, die das Öl in der Kupplungskammer 20 frei fließen läßt. Die Kupplungskammer 20 wird über eine in dem ITabenorgan 14 gebildete Öffnung 27 belüftet. Das Pumpenrad 12 a trägt ein Hohlorgan 28, das die hohle stationäre Welle 15 umgibt und einen Ölweg 29 zwischen sich und der stationären Welle 15 bildet. Der Ölweg 29 steht mit der Drehmomentwandlerkammer 13 in Verbindung. Die angetriebene Welle 22 und die hohle stationäre Welle 15 bilden sswischen sich einen anderen Ölweg 30, der mit der Kupplungskammer 20 in Verbindung steht.

Die hydraulische Kupplung 18, die somit in den Drehmomentwandler eingebaut ist, wird von einem hydraulischen Steuersystem gesteuert, das - wie gewöhnlich eine Ölpumpe 31 besitzt, die Fluid aus einem Sumpf 33 über eine leitung 32 pumpt und es einer Leitung 34 zuführt. Die Pumpe 31 ist mit dem mit der Pumpe 12 a des Drehmomentwandlers verbundenen Hohlorgan 28 verbunden und wird von diesem angetrieben. Die leitung 34 ist mit einer Bohrung 35 am Ende eines Regulierventils 36 ver-

309816/0226

bunden, das ein in der Bohrung verschiebbar angeordnetes Ventilelement 37 besitzt. Das Ventilelement 37 wird durch eine auf dem Ventilgehäuse sitzende Feder 38 - in der Zeichnung - nach links gedrückt. Die Bohrung besitzt eine Ablauföffnung 39. Überschreitet der hydraulische Druck in der Leitung 34 einen bestimmten Wert, wird das Regulierventilelement 37 gegen die Kraft der Feder 38 nach links gedrückt, bis die Bohrung 35 mit ^der Öffnung 39 in Verbindung steht, so daß das Fluid in der Leitung 34 abgelassen wird, wodurch der Fluiddruck in der Leitung 34 im wesentlichen konstant gehalten wird. Der so regulierte hydraulische Druck in der Leitung 34 wird zu einem Steuerventil 40 geliefert, das mit einem Ventilelement 41 versehen ist. Das Ventilelement 41 besitzt in seiner Bohrung 42 angeordnete Schultern a, b, c und d mit gleichem Durchmesser. In der Schulter a ist eine Bohrung 43 gebildet, in der eine Feder 44 angeordnet ist, die auf dem Ventilgehäuse sitzt (abgestützt ist). Diese Feder drückt das Ventilelement 41 nach links. Die Bohrung 43 ist über eine Öffnung 45 in der Schulter a und eine Ablaßöffnung 46 geöffnet. Die Hut zwischen den Schultern a und b steht mit einer anderen Ablaßöffnung 47 in Verbindung. Die Nut zwischen den Schultern b und c steht über eine Öffnung 48 mit einer Zweigleitung 49 in Verbindung, die mit der Leitung 34 verbunden ist. Die Hut zwischen den Schultern c und d steht, mit einer anderen Auslaßöffnung 50 in Verbindung. Die Bohrung 42 ist ferner zu Öffnungen

3098 16/0226

51 und 52 geöffnet, die den Schultern b bzw. c zugeordnet sind. Die Öffnungen 51 und 52 stehen über die Leitungen 53 und 54 mit den Ölwegen 30 bzw. 29 in Verbindung. Durch die Schulter d ist eine Bohrung 55 definiert, die über eine Hauptdrosselstelle 56 und eine Hilfsdrosselstelle 57 mit einer Zweigleitung 58 in Verbindung steht, die mit der Leitung 34 verbunden ist. Die Bohrung 55 steht ferner mit einer Düse 59 in Verbindung, die einem Plunger 60 eines Auskuppeisöl enoids 61 zugewandt ist. Ein Anschluß des Solenoids 61 ist über einen Leiter 62 mit dem positiven Anschluß einer Gleichspannungsquelle 63 verbunden. Der andere Anschluß ist über einen Leiter 64 und einen Schalter 65 mit dem negativen Anschluß der Spannungsquelle' 63 verbunden. Ist der Schalter 65 geschlossen, wird das Solenoid 61 durch einen durch es hindurch fließenden Strom energiert, so daß der Plunger 60 zum Schließen der Düse 59 bewegt wird. Bei geöffnetem Schalter 65 ist das Solenoid 61 deenergiert, so daß der Plunger 60 seine Anfangsstellung zum Öffnen der Düse 59 wieder einnimmt.

Ein Modulierventil 70 besitzt eine Öffnung 71, die über eine Zweigleitung 72 mit der Leitung 54 in Verbindung steht. Das Modulierventil 70 ist mit einem verschiebbaren Ventilelement 73 versehen, das in seine Bohrung 74 eingesetzt ist. Das Ventilelement 73 wird durch eine auf dem Ventilgehäuse sitzende Feder 75 nach links vorgespannt

309816/0226

und besitzt Schultern a und b, die voneinander in Abstand stehen. Die !Tut zwischen den Schultern a und b steht Über einen begrenzten Kanal 76 mit einer Bohrung 77 am Ende des Ventils in Verbindung, um auf das Ventilelement eine gedämpfte Vorspannungsdruckkraft auszuüben, der die Vorspannkraft der feder 75 entgegengerichtet ist. Der Schulter b dee Ventilelements 73 ist eine Auslaßöffnung 78 zugeordnet.

Ein Unterdruckmodulator 79 besitzt ein Gehäuse 80,· das auf dem Ventilgehäuse des Modulierventils 70 festsitzt, Eine Membran 81 unterteilt das Gehäuse 80 in eine mit der Maschinenansaugrohrunterdruckleitung 84 verbundene Unterdruckkammer 82 und eine zur Atmosphäre offene atmosphärische Kammer 85. Die Membran 81 wird durch eine auf dem Gehäuse 80 sitzende Feder 86 vorgespannt. Eine starre Stange 87 verbindet die Membran 81 mit der Schulter b des Ventilelements 73.. Der zur Bewegung der Membran 81 gegen die Vorspannkraft der Feder 86 wirkende atmosphärische Druck verringert eine über die Stange 87 wirkende Kraft zum Vorspannen des Ventilelements 73 nach links. Der hydraulische Druck in der Leitung 54 wird daher proportional zu dem Ansaugrohrunterdruck geändert.

Wird beim Betrieb das Kupplungspedal (nicht gezeigt) getreten, wird der Schalter 65 geschlossen_r wodurch das !"Solenoid 61 energiert wird und den Plunger 60

309816/0226

"bewegt, der dann die Düse 5^ sperrt. Der hydraulische Druck in der Bohrung 55 steigt dann an und bewegt das Ventilelement 41 nach rechts, so daß die Zweigleitung 49 mit der leitung 53 in Verbindung steht. Der hydraulische Druck liegt dann über den Ölweg 30 in der Kupplungskammer 20 vor. Andererseits ist die Drehmomentwandlerkammer 13 über die Leitung 54 und die Auslaßöffnung 50 geöffnet. Somit wird der Kolben 19 der Kupplung 18 nach rechts bewegt und löst dadurch die Kupplung 18.

Y/ird das Kupplungspedal losgelassen, wird der Schalter 65 geöffnet, so daß das Solenoid 61 deenergiert wird und den Plunger 60 die Düse 57 öffnen läßt. Dadurch wird der hydraulische Druck in der Bohrung 55 vermindert, wodurch das Ventilelement 41 durch die Kraft der Feder 43 nach links bewegt wird, wodurch die Leitung 53 über die Auslaßöffnung 47 geöffnet wird und die Leitung 54 mit der Zweigleitung 49 verbunden wird.

Der hydraulische Druck liegt dann über den Ölweg 29 in der Drehmomentwandlerkammer 13 vor. Die Kupplungskammer 20 wird andererseits über die Leitung 53 und die Ablaßöffnung 47 entleert. Dadurch wird die Kupplung 18 eingerückt und kuppelt die Antriebswelle 10 und die angetriebene Welle 24 aneinander. Dabei ist folgendes zu bemerken: Da der in der Drehmomentwandlerkammer 13 aufge-

3098 16/0226

"baute hydraulische Druck durch den Ansaugrohrdruek moduliert wird» wird das Einrücken der Kupplung 18 bei kleinem ilaschinendrehmomentbedarf weich durchgeführt und im , Gegensatz dazu schnell "bewirkt, wenn der Masehinendrehraomentbedarf groß ist, wodurch weiches und kräftiges Einrücken erreioht wird. .

In Fig. 2 ist eine Modifikation des Modulierven-« . tile 70 gezeigt, bei der der Unterdruokraodulator,durch eine Bolenoidanordnung 90 ersetzt ist, die ein Solenoid 91 mit einer einen Kern 95 umgebenden Spule 92 aufweist. Der Kern 93 ist mit einer an seinem einen Eridabsohnitt gebildeten Aussparung 94 mit der Stange 87 verbunden. Ein Anschluß der Spule 92 ist über einen Leiter 94 mit dem negativen Anschluß einer Spannungsquelle 95 verbunden« Der andere Anschluß der Spule 92 ist über einen lei-, ter 96 und einen Sohalter 97 mit einem positiven Anschluß der Spannungequelle 95 verbunden* Der Schalter 97 wird betätigt, wenn das Gaspedal 98 tief getreten wird. Das Gaspedal iet mit einem Drosselventil 99 im Ansaugrohr des Maschinenvergasers verbunden.

ι Vfird das Gaspedal beim Betrieb tief getreten , wird der Sohalter 97 betätigt und demgemäß das Solenoid 92 von einem durch es hinduroh fließenden Strom energiert, so daß

309816/0226

der Kern 93 iiaoh linke geirüokt wird und eine Vorspannkraft an das Hodulierventilelement 73 anlegt. Wird das Gaspedal losgelassen, wird der Schalter 97 geöffnet und das Solinoid 92 deenergiert, um den Kern 93 nach rechts zu bewegen, so daß das Ventilelement 73 nur durch die Feder 75 vorgespannt wird« Bei einem solchen Aufbau wird der hydraulische Druck in der leitung 72 in Übereinstimmung mit der Droeeelöffnung moduliert.

Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich-, daß das erfindungsgemäße System die hydraulische Kupplung beim normalen Fahren oder bei einem Zustand geringen Drehmomentbedarfs des Kraftfahrzeuges mittels eines verringerten hydraulischen Drucks weich betätigen kann, so daß ungünstige Stösse vermieden v/erden können. Ferner kann das erfindungsgeraäße Steuersystem die Kupplung bei Beschleunigung oder beim Zustand großen Drehmomentbedarfs mittels eines erhöhten hydraulischen Drucks schnell und kräftig betätigen, so daß eine schnelle und ausreichende Beschleunigung erreicht werden kann.

309816/0226

Claims

Patentansprüche;

-1· Hydraulisches Steuersystem zur hydraulischen Betätigung einer in einer Drehmomentwandlerkammer sitzenden Kupplung, gekennzeichnet durch eine hydraulische Druckquelle (31» 36) zur Erzeugung eines konstanten hydraulischen Drucks, ein Steuerventil (40), das den hydraulischen Druck zur Drehmomentwandlerkammer (13) richtet, um die Kupplung "bei getretenem Kupplungspedal zu "betätigen, und ein Modulierventil (70) zum Ändern des hydraulischen Drucks in der Kammer (13) im wesentlichen proportional zum Mäschinendrehmomentbedarf *
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierventil (70) ein Ventilelement (73) und einen Unterdruckmodulator (79) auf v/eist, der das Ventilelement (73) in Übereinstimmung mit dem Ansaugrohrunterdruck vorspannt.

3· Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierventil (70) ein Ventilelement (73) und eine Einrichtung aufweist, die das Ventilelement (73) in Übereinstimmung mit der Drosselöffnung vorspannt (Fig. 2).

309816/0226