DE2237531C3

DE2237531C3 - Hydraulic control device for automatic switching of a motor vehicle transmission

Info

Publication number: DE2237531C3
Application number: DE19722237531
Authority: DE
Inventors: Gerd Ing.(Grad.) 3300 Braunschweig Oberpichler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2237531B2; BR7305645D0; DE2237531A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung nach dem vom Hauptpatent abgeleiteten Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic control device according to the one derived from the main patent Generic term of claim 1.

Das Hauptpatent bezweckt mit einer derartigen Anordnung, die geschwindigkeitsabhängigen Übergänge von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang eines automatischen Fahrzeuggetriebes stufenlos zu machen und beschreibt im einzelnen eine Vorrichtung, die allgemein für Getriebe ohne besonders berücksichtigte Übergasschaltung (kick-down) vorgesehen ist. Bei den heutigen automatischen Getrieben empfiehlt es sich aber, Übergasschaltungen besonders zu berücksichtigen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung unter Beibehaltung ihrer sonstigen Funktion eigens für Getriebe auszubilden, die eine Übergangsschaltung aufweisen.The main patent aims with such an arrangement, the speed-dependent transitions from a higher gear to a lower gear of an automatic vehicle transmission make and describes in detail a device that is generally used for transmission without special consideration Over-throttle circuit (kick-down) is provided. It is recommended with today's automatic transmissions but to take special account of over-throttle circuits. The present invention therefore resides in Task based on the aforementioned device while maintaining its other function specifically for Form transmissions that have a transition circuit.

Erreicht wird dieses Ziel gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kolben des Steuerschiebers ein Stufenkolben ist, dessen dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Steuerdruck ausgesetzte Stirnfläche um ein solches Maß größer als die gegenüberliegende Stirnfläehe bemessen ist, daß der Kolben bei etwaiger Gleichheit der beidseitig anstehenden Steuerdrücke allein infolge der durch die Unterschiedlichkeit der Stirnflächen bedingten Kraftdifferenz in die Öffnungsstellung bewegt und dort gehalten wird. This object is achieved according to the invention in that the piston of the control slide is a Stepped piston is the front surface of which is exposed to the driving speed-dependent control pressure by a such a measure larger than the opposite end face is dimensioned that the piston at any Equality of the tax pressures pending on both sides solely due to the differences in the End faces caused force difference is moved into the open position and held there.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auf die Feder, die gemäß dem Hauptpatent den Kolben des Steuerschiebers belasten muß, verzichtet werden kann. Dementsprechend reagiert der Kolben, der nunmehr ein Stufenkolben ist, empfindlicher auf Änderungen der an seinen beiden Enden anstehenden Steuerdrücke, und eine richtige Funktion des Getriebes, wie unten darauf noch näher eingegangen wird, wird auch bei solchen Übergasschaltungen (kick-down) gewährleistet, die bei höheren Fahrgeschwindigkeiten auf ein Gaswegnehmen folgen.An advantage of the invention is that on the spring, which according to the main patent, the piston of the Control slide must load can be dispensed with. The piston, which is now a Stepped piston is more sensitive to changes in the control pressures at both ends, and a correct function of the transmission, as will be discussed in more detail below, is also possible with such Over-throttle circuits (kick-down) guaranteed, which take on a throttle at higher driving speeds follow.

Bei einer derartigen Bedienung des Gaspedals wie überhaupt auch bei sonstigen Fahrzuständen, sofern diese ein Zurückschalten des Getriebes bewirken, wird der Kolben des Steuerschiebers in die dem niedrigeren Gang entsprechende Endstellung bewegt und überbrückt dort zweckmäßig die Zu- und Abgänge der Beipassleitung mit einer Ringnut, die sich zwischen den Enden des Kolbens befindet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das auf eine Schaltungsanordnung für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umschalten eines automatischen Kraftfahrzeuggetriebes zwischen dem 2. und dem 3. Gang bezogen und in der Zeichnung schematisch dargestelltWith such an operation of the accelerator pedal as well as with other driving conditions, provided that these cause a downshift of the transmission, the piston of the control slide is moved into the end position corresponding to the lower gear and there appropriately bridges the inlets and outlets of the bypass line with an annular groove, which located between the ends of the piston.
In the following, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment which relates to a circuit arrangement for the device according to the invention for switching an automatic motor vehicle transmission between 2nd and 3rd gear and is shown schematically in the drawing

Auf die Erläuterung der Druck- und Drehzahländerungen, dia sich in den einzelnen Schaltgliedern, der Kupplung und der Bremse, ab Einleitung des Schaltvorganges bis zu dessen Beendigung abspielen und deren Beschreibung in der Hauptpatentschrift der Figurenbezeichnung vorangeht, kann an dieser Stelle verzichtet werden, denn sie bleiben gegenüber dem Hauptpatent unverändert.
Die wesentlichsten Bestandteile der Schaltungsan-Ordnung bestehen aus einem Schaltschieber 1, einer Kupplung 2, einer Bremse 3, einem Druckspeicher 22 und einem Steuerschieber 40. Die Zeichnung erfaßt eine Schaltphase, in der der Schaltschieber 1 infolge geänderter Betriebsverhältnisse von dem 3. Gang in die dem 2. Gang entsprechende Stellung bereits umgeschaltet hat, die zugehörige Kupplung 2 und die Bremse 3 ihre Bewegungen jedoch noch nicht ausgeführt haben. Ein Kolben 4 des Schaltschiebers 1 enthält in üblicher Weise an seinen beiden Enden hydraulisches Medium zugeführt, und zwar an dem einen Ende über eine Leitung 5, die fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Druck liefert, und an dem anderen, mit einer Feder belasteten Ende über eine Leitung 6, in der motorbelastuftgsabhängiger Druck herrscht. Der Kolben 4, der stufig ausgebildet ist und zwischen den Enden noch mit Leitungen 7 für die Übergasschaltung (kick-down) verbunden ist, steuert einen Servodruckkreis, mit dem die Anpreßdrücke für die einzelnen Schaltservomoto-The explanation of the pressure and speed changes that take place in the individual switching elements, the clutch and the brake, from the initiation of the switching process to its completion, and the description of which in the main patent specification precedes the figure designation, can be dispensed with at this point because it remain unchanged compared to the main patent.
The main components of the circuit arrangement consist of a slide switch 1, a clutch 2, a brake 3, a pressure accumulator 22 and a control slide 40. The drawing records a switching phase in which the slide switch 1 as a result of changed operating conditions from 3rd gear to has already switched the position corresponding to 2nd gear, but the associated clutch 2 and brake 3 have not yet executed their movements. A piston 4 of the slide switch 1 contains hydraulic medium supplied in the usual way at both ends, namely at one end via a line 5, which supplies pressure dependent on the vehicle speed, and at the other end, loaded with a spring, via a line 6, in the engine load air-dependent pressure prevails. The piston 4, which is designed in stages and is still connected between the ends with lines 7 for the over-throttle circuit (kick-down), controls a servo pressure circuit with which the contact pressures for the individual shift servo

ren für das Getriebe aufgebracht werden, indem eine Leitung 8 wahlweise mit einer eine Drossel 9 aufweisenden Zuflußleitung 10 oder mit der Atmosphäre bei 0 verbunden wird.Ren for the transmission can be applied by connecting a line 8 optionally with a throttle 9 having inflow line 10 or is connected to the atmosphere at 0.

Die Leitung 8 setzt sich in einer Leitung 11 fort, die zu der größeren, mit einer Feder belasteten Fläche (Löseseite) eines stufig ausgebildeten Bremskolbens 12 für die Betätigung der Bremse 3 führt. Die kleinere Fläche (Anlegeseite) des Bremskolbens 12 isi wirkungsmäßig mit einer Leitung 13 verbunden, in der ebenfalls Servodruck ansteht und eine Drossel 14 und ein Rückschlagventil 15 angeordnet sind, das in Funktion tritt, wenn das hydraulische Medium von dem Bremskolben 12 zurückströmt.The line 8 continues in a line 11 that closes the larger area loaded with a spring (release side) of a stepped brake piston 12 for the actuation of the brake 3 leads. The smaller area (contact side) of the brake piston 12 is effective connected to a line 13 in which there is also servo pressure and a throttle 14 and a Check valve 15 are arranged, which comes into operation when the hydraulic medium of the Brake piston 12 flows back.

Aus der Leitung 8 zweigt eine Leitung 16 ab, an der jenseits einer Drossel 17 bzw. eines diese überbrückenden Rückschlagventils 18 eine Kupplungsleitung 19 anschließt, die wiederum in Leitungen 19a und t9b verzweigt.A line 16 branches off from the line 8, to which a coupling line 19 connects beyond a throttle 17 or a check valve 18 bridging this, which in turn branches into lines 19a and t9b.

Die Leitung 19a führt zu einem Kupplungskolben 20 der Kupplung 2, der in Richtung des Lösens unter der Kraft einer Feder 21 steht und zum Zusammenpressen der Kupplungslamellen bei der Herstellung einer Verbindung zwischen den zwei Kuppiungsteilen bestimmt ist.The line 19a leads to a clutch piston 20 of the clutch 2, which is in the direction of loosening under the Force of a spring 21 is and for compressing the clutch plates in the manufacture of a Connection between the two coupling parts is determined.

Die Leitung 196 mündet in einen Druckspeicher 22, und zwar unter dem in einem geschlossenen Zylinder 23 abgeordneten Kolben 24, der von unten durch eine Feder 25 verspannt ist und auf den Kopf über eine Leitung 26 Servodruck zugeführt erhält.The line 196 opens into a pressure accumulator 22, namely under the piston 24 disposed in a closed cylinder 23, which is supported from below by a Spring 25 is tensioned and receives servo pressure supplied to the head via a line 26.

Zwischen der Leitung 16 und der Kupplungsleitung 19 ist eine Beipassleitung 27 vorgesehen, die die Drossel 17 und das Rückschlagventil 18 überbrückt. Diese Beipassleitung 27 ist mit ihren Zu- 28 und Abgängen 29 durch einen Steuerschieber 40 geführt, dessen Kolben 41 als Stufenkolben ausgebildet ist und dementsprechend eine größere Stirnfläche 44 und eine kleinere Stirnfläche 46 aufweist. Der Kolben 41 besitzt zwischen den Enden eine Ringnut 42 und erhält an der größeren Stirnfläche 44 durch eine Leitung 43 fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Druck zugeführt. Die Länge der Ringnut 42 des Kolbens 41 ist so bemessen, daß in der einen (nicht dargestellten) Endstellung des Kolbens 41, die in der Zeichnung die rechte ist, die Zu- und Abgänge 28 bzw. 29 miteinander unmittelbar in Verbindung stehen, in der anderen, gezeichneten Endstellung jedoch der Kolben 41 den Durchfluß durch den Steuerschieber 40 schließt, so daß nunmehr die Flüssigkeit aus der Leitung 28 über einen Kanal 45 nur die kleinere Stirnfläche 46 des Kolbens 41 mit Druck beaufschlagen kann.A bypass line 27 is provided between the line 16 and the coupling line 19, which the throttle 17 and the check valve 18 bridged. This bypass line 27 is through with its inlets 28 and outlets 29 guided a control slide 40, the piston 41 of which is designed as a stepped piston and accordingly a has a larger end face 44 and a smaller end face 46. The piston 41 has between the ends an annular groove 42 and receives at the larger end face 44 through a line 43 depending on the vehicle speed Pressure supplied. The length of the annular groove 42 of the piston 41 is dimensioned so that in the one (not shown) end position of the piston 41, which is the right in the drawing, the inlets and outlets 28 and 29 are directly connected to each other, but the piston in the other end position shown 41 closes the flow through the control slide 40, so that now the liquid from the line 28 over a channel 45 can only apply pressure to the smaller end face 46 of the piston 41.

Die Zusammenwirkung der vorbeschriebenen Schaltorgane ist folgende:The interaction of the switching elements described above is as follows:

im 3. Gang befindet sich sowohl der Ko'ben 4 des Schaltschiebers 1 als auch der Kolben 41 des Steuerschiebers 40 in der linken Position (für den Kolben 4 ist hier die rechte Position gezeichnet). Der in der Zuflußleitung 10 herrschende Servodruck hält dann über den Leitungsstrang 8, 16 und 19 die Kupplung 2 geschlossen und über den Leitungsstrang 8 und 11 die Bremse 3 gelöst. Die Umschaltung in den zweiten Gang wird durch Verschiebung d"> Ko^;bens 4 von links nach rechts durch Änderung der Steuerdrücke in den Leitungen 5 und 6 (oder 7) eingeleitet. Damit wird die Servoleitung 8, wie gezeichnet, an 0 gelegt. Die Löseseite (große Fläche) des Bremskolbens 12 wird sofort entlastet und der Bremskolben 12 durch den an der Anlegeseite (kleinere Fläche) liegenden Servodruck über die Drossel 14 nach oben bewegt (Bremsanlegen).In 3rd gear, both the piston 4 of the slide switch 1 and the piston 41 of the control slide 40 are in the left position (the right position is shown here for the piston 4). The servo pressure prevailing in the inflow line 10 then keeps the clutch 2 closed via the wiring harness 8, 16 and 19 and the brake 3 is released via the wiring harness 8 and 11. The switching to the second gear is offset "> Ko ^d;. Bens 4 from left to right by changing the control pressures in lines 5 and 6 (or 7) initiated Thus, the power line 8, as depicted applied to 0 the. The release side (large area) of the brake piston 12 is relieved immediately and the brake piston 12 is moved upwards via the throttle 14 (brake application) by the servo pressure on the application side (smaller area).

Dieser Vorgang ist nach einer vorbestimmten Zeit stets beendet.This process is always ended after a predetermined time.

Obwohl die Kupplungsleitung 19 über die Leitung 16 ebenfalls an der bereits an 0 gelegten Leitung 8 angeschlossen ist, wird der Servodruck in der Kupplung 2 nur langsam abgebaut, wenn die Umschaltung bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten erfolgen soll. Gesteuert wird diese Verzögerung mit Hi'fe des Steuerschiebers 40, des Druckspeichers 22 und der Drossel 17. Die Leitung 19, d. h. die Kupplung 2, wird über die Drossel 17 in Abhängigkeit der Kennung des Druckspeichers 22 entlastet, bis der Druck an der kleineren Stirnfläche 46 des Steuerschiebers 40 soweit abgefallen ist, daß der in der Leitung 43 herrschende fahrgeschwindigkeitsabhängige Steuerdruck, der auf der größeren Stirnfläche 44 wirkt, den Kolben 41 in die rechte Position schiebt. Damit wird die Drossel 17 umgangen und der Servodruck fällt steil ab, d. h. die Kupplung 2 löst und die Motordrehzahl kann hochlaufen, bis die Bremse 3 zufaßt. Je nach Höhe des Steuerdrucks in der Leitung 43, d. h. Höhe der Fahrgeschwindigkeit, wird also durch früheres oder späteres Umschalten des Steuerschiebers 40 der Wirkbereich des Druckspeichers 22 früher oder später beendet, wodurch für das Hochlaufen der Motordrehzahl mehr oder weniger Zeit zur Verfügung steht.Although the coupling line 19 via the line 16 is also connected to the line 8, which is already connected to 0 is connected, the servo pressure in clutch 2 is only slowly reduced when the switch is made at should take place at lower driving speeds. This delay is controlled with the help of the control slide 40, the accumulator 22 and the throttle 17. The line 19, d. H. the clutch 2 is via the Throttle 17 relieved depending on the identifier of the pressure accumulator 22 until the pressure on the smaller one The end face 46 of the control slide 40 has fallen so far that the driving speed-dependent prevailing in the line 43 Control pressure, which acts on the larger end face 44, pushes the piston 41 into the right-hand one Position pushes. This bypasses the throttle 17 and the servo pressure drops steeply, i. H. the clutch 2 triggers and the engine speed can run up until the brake 3 engages. Depending on the level of the control pressure in the Line 43, d. H. The driving speed is determined by switching the Control slide 40 ends the effective range of the accumulator 22 sooner or later, whereby for the Raising the engine speed is more or less time available.

Der Kolben 24 des Druckspeichers 22 wird gegen den dauernd anliegenden Servodruck in der Leitung 26 durch den Servodruck in der Leitung 19 und die Feder 25 gespannt. Spannen (Füllen) des Druckspeichers 22 geschieht während der Hochschaltung in den dritten Gang über die Leitung 8, das Rückschlagventil 18 unter Umgehung der Drossel 17 und über den Leitungsstrang 19 und 19b. Der Kolben 24 bewegt sich jetzt nach oben, und der Steuerschieber 40 schaltet durch Druckaufbau an der kleineren Stirnfläche 46 und an der durch die Ringnut 42 entstandenen Zwischenfläche 46<j des Kolbens 41 in die gezeichnete linke Position.The piston 24 of the pressure accumulator 22 is counteracted by the continuously applied servo pressure in the line 26 tensioned by the servo pressure in line 19 and spring 25. Tensioning (filling) the pressure accumulator 22 happens during the upshift into third gear via line 8, the check valve 18 below Bypass the throttle 17 and via the wiring harness 19 and 19b. The piston 24 now moves upwards, and the control slide 40 switches by building up pressure on the smaller end face 46 and on the through the Annular groove 42 resulting intermediate surface 46 <j of the piston 41 in the left position shown.

Betrachtet man nun die Übergasschaltung (kickdown), so ergibt sich im Vergleich mit dem Hauptpatent, das wohlgemerkt die Übergasschaltung nicht eigens erfaßt, folgende Situation.If you now consider the over-throttle circuit (kickdown), in comparison with the main patent, which, mind you, does not specifically cover the over-throttle circuit, the following situation.

Je nach Charakteristik des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Steuerdruckverlaufs, der gewünschten Lage der Schaltpunkte und der Servodruckhöhe könnte es vorkommen, daß z. B. bei höherer Fahrgeschwindigkeit ohne Gas im 3. Gang bei dem Hauptpatent der Kolben des Steuerschiebers nicht in der gezeichneten linken (3. Gang) Position stehen bleibt, weil der fahrgeschwindigkeitsabhängige Steuerdruck und die dort noch vpihandene Feder eine größere Kraft auf den Steuerkolben ausüben als der Servodruck auf die entsprechende Stirnfläche. Man beachte, daß der Servodruck ohne Gas gleich oder nur geringfügig höher als der fahrgeschwindigkeitsabhängige Steuerdruck sein kann. Bei plötzlich ■" eingeleiteten Übergasschaltungen, die ein-sofortiges Verschieben des Kolbens des Schaltschiebers in die gezeichnete rechte Lage bewirken, steigt der Servodruck beim plötzlichen Vollgasgeben nicht schnell genug an, um den Kolben des Sceuerschiebers wieder rechtzeitig in die linke Position zu schieben. Der Servodruck würde sich jetzt unter Umgehung der entsprechenden Drosseldüse schnell abbauen, und eine Umschaltung in den 2. Gang würde sofort erfolgen, und zwar ohne Rücksicht auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die ja schließlich auch in den höheren Bereichen sehr unterschiedlich sein kann.Depending on the characteristics of the driving speed-dependent control pressure curve, the desired position the switching points and the servo pressure level, it could happen that, for. B. at higher driving speed without gas in 3rd gear in the main patent, the piston of the control slide is not in the left (3rd 1st gear) position remains because the driving speed-dependent control pressure and the pressure still available there The spring exert a greater force on the control piston than the servo pressure on the corresponding one Face. Note that the servo pressure without throttle is the same or only slightly higher than the speed-dependent one Control pressure can be. In the case of suddenly ■ "initiated over-gas switching, the one-instant Moving the piston of the slide switch to the right-hand position shown increases the servo pressure when suddenly applying full throttle, not fast enough to pull the piston of the control slide again in time to move to the left position. The servo pressure would now be bypassing the Dismantle the corresponding throttle nozzle quickly, and a switch to 2nd gear would take place immediately, and although regardless of the speed of the vehicle, which is ultimately also in the higher Areas can be very different.

Demgegenüber wird bei der Erfindung der Kolben 41In contrast, in the invention, the piston 41

im 3. Gang immer, d. h. unabhängig von der Lage des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit, in der gezeichneten 3. Gang-Position (linke Endstellung) gehalten, weil die kleinere Stirnfläche 46 und die wirksame Z\» ischenfläche 46a des Kolbens 41, die ja stets mit Sen udruck beaufschlagt werden, gleich groß wie die größere Stirnfläche 44 sind und der Servodruck bekanntlich niemals kleiner als der fahrgeschwindij keitsabhängige Steuerdruck sein kann. Der Servodruc ist im ungünstigsten Fall noch geringfügig höher als dt besagte Steuerdruck. Somit funktioniert der Kolben 4 stets aus einer Lage heraus, in der die Geschwindigke des Fahrzeuges für das Zurückschalten des Getriebes i dem richtigen Moment berücksichtigt wird.in 3rd gear always, ie regardless of the position of the accelerator pedal and the vehicle speed, held in the drawn 3rd gear position (left end position), because the smaller end face 46 and the effective tooth surface 46a of the piston 41, the yes are always acted upon with Sen udruck, the same size as the larger end face 44 and the servo pressure, as is known, can never be less than the speed-dependent control pressure. The Servodruc is in the worst case even slightly higher than dt said control pressure. Thus, the piston 4 always works from a position in which the speed of the vehicle is taken into account for the downshift of the transmission i at the correct moment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic control device for automatic switching of a motor vehicle transmission from from a higher gear to a lower gear with one assigned to the higher gear Pressure supply to a clutch servo motor attachable clutch and a lower gear Associated brake, the brake piston of which can be pressurized on both sides with pressure medium on the contact side in both gears and on the release side only receives servo pressure in higher gear, cowie with a switch valve controlled depending on the driving speed and the engine load, the one coming from the release side of the brake piston and from the clutch servomotor when switching back Leads pressure medium lines to an unpressurized outlet, in which case the clutch servomotor coming clutch line a throttle as well as a throttle bypassing, from one Control slide depending on a pressure that increases with the driving speed Bypass line is provided, and one in the line to the contact side of the brake piston further throttle is arranged, further to the clutch pressure line parallel to the clutch servo motor a pressure accumulator is connected between this and the bypass line and the control slide in the bypass line due to the pressure increasing with the driving speed in the sense of opening of the bypass line and by the pressure in the accumulator and the clutch servo motor facing part of the bypass line in the sense of closing the latter is loaded, according to patent 2137 160, characterized in that the piston (41) of the control slide (40) is a stepped piston, the one of which is dependent on the driving speed Control pressure exposed end face (44) by such a measure larger than the opposite The end face (46) is dimensioned so that the piston, if any of the pending on both sides is equal Control pressures solely due to the difference in force caused by the difference in the end faces is moved into the open position and held there.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the piston (41) between the Ends have an annular groove (42) with a length that, in the open position of the piston, closes the (28) and outlets (29) of the bypass line (27) bridged.