DE2705930B2

DE2705930B2 - Hydraulische Steueranlage für ein Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE2705930B2
Application number: DE2705930A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Byron Indianapolis Harmon; Ted Miller Carmel Mcquinn
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1976-02-17
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1980-10-09
Also published as: IT1086811B; DE2705930C3; GB1509519A; CA1044919A; US4041810A; FR2343171B1; SE422664B; JPS52100055A; SE7701701L; FR2343171A1; DE2705930A1

Description

Druckflüssigkeitsquelle 16, Drosseldruckmodu-

latorventil 21 und willkürlich betätigbares

Wählventil 26

Die in Fig. 1 dargestellte Steueranlage hat eine übliche Druckflüssigkeitsquelle 16 geregelten Drucks, die aus einem Sumpf zur Aufnahme rückströmender Flüssigkeit aus der Steueranlage und der Schmieranlage, einer Pumpe und einem Druckregeiventil besteht und Druckflüssigkeit mit geregeltem Netzdruck einer HauptneaJeitung 17 zufördert. Eine Zweigleitung 17' ist mit einer nicht dargestellten Schmieranlage und einem Regler 18 verbunden. Ferner kann auch ein nicht dargestellter üblicher hydrodynamischer Drehmomentwandler, der dem mechanischen Getriebe vorgeschaltet ist, versorgt werden. Der Regler 18 wird von der Ausgangswelle 12 angetrieben und liefert einen der Ausgangsdrehzahl proportionalen Reglerdruck (GP in Fig. 2) zu einer Reglerdruckleitung 19. Die Hauptnetzleitung 17 ist ferner mit einem üblichen Drosseldruckmodulatorventil 21 verbunden, das von einem Drosselklappenventil 22 betätigt wird und das einer Drosseldruckleitung 23 einen Drosseldruck zusteuert, der sich umgekehrt zur Drehmomentanforderung von einem hohen auf einen niedrigen Wert ändert, wenn die Brennstoffzufuhr oder die Drosselklappeneinstellung vom Leerlauf auf volle Drehmomentanforderung verstellt wird.

Ein willkürlich betätigbares Wählventil 26 hat einen Ventilschieber 27 mit zwei Steuerbunden α und b gleichen Durchmessers, die in einer Ventilbohrung 28 eines Ventilgehäuses 29 verschieblich sind. Das Wählventil 26 sperrt in der dargestellten Leerlaufstellung die Hauptnetzleitung 17 zwischen den Steuerbunden α und b ab und verbindet eine Schaltleitung 31 und eine Schaltleitung 32 mit einem Auslaß 33 am Ende der Ventilbohrung 28. Wird das Wählventil in eine Antriebsstellung D bewegt, so wird die hauptnetzleitung 17 mit der Schaltleitung 31 verbunden, während die Leitung 32 mit dem Auslaß 33 verbunden bleibt. Wird das Wählventil in die Stellung D-X verstellt, so wird die Hauptnetzleitung mit beiden Schaltleitungen 31 und 32 verbunden. Ein Druckregelventil 34 kann in der Schaltstellung 32 vorgesehen sein, um in dieser den Druck konstant, beispielsweise auf 2,1 kg/cm² zu halten, der niedriger ist als der Hauptnetzdruck, der beispielsweise 7-10,5 kg/cm² beträgt.

Umschaltsignalventil

Ein Umschaltsignalventil 36 hat einen Ventilschieber 37 mit Steuerbunden a, b und c, die in einer abgesetzten Ventilbohrung 38 des Ventilgehäuses 29 gleiten und einen Steuerschieber 39 mit Steu^rbunden a, b und c, die in einer abgesetzten Bohrung 41 des Ventilgehäuses 29 gleiten. Die Steuerbunde beider Schieber haben fortschreitend zunehmende Durchmesser von α bis c. Beide Schieber sind in die Abwärtsschaltstellung durch eine Feder 42 belastet, die in einer durch einen Auslaß 44 entlasteten Federkammer 43 angeordnet ist. Die Feder 42 stützt sich an einem einstellbaren Federttiller 46 mit einem Anschlagstift 47 ab, der die Bewegung der Schieber begrenzt. In der Abwärtsschaltstellilng sperrt der Ventilschieber 37 die Hauptnetzleitung 17 ab und verbindet eine Umschallsignalleitung 48 mit einem Auslaß 49. In dieser Stellung bewirkt der in einer Kammer 51 auf den Steuerbund 37 a einwirkende Reglerdruck eine drehzahlabhängige in Aufwärtsschaltrichiung wirkende Kraft. Eine drosseldruckabhängige Ab wärtsschaJt kraft wird durch die in Abwärtsschaltrichtung wirkende Feder 42 ausgeübt, deren Kraft durch eine drosseldruckabhängige Kraft verringert wird, die der Drosseldruck aus der Drosseldruckleitung 23 durch Einwirkung auf den Steuerbund 39c ausübt. Überwindet der Regierdruck und der Drosseldruck die Kraft der Feder, d. h. wenn die vom drehzahlabhängigen Reglerdruck ausin geübte Kraft die entgegenstehende vom Drosseldruck abhängige Kraft überwindet, schalten der Ventilschieber 37 und der Steuerschieber 39 in die Aufwärtsschaltstellung um. In der Aufwärtsschaltstellung sperrt der Steuerbund 37a den Auslaß 49, während is die Hauptnetzleitung 17 mit der Umschaltsignalleitung 48 verbunden ist. Der Hauptnetzdruck zwischen den Steuerbunden 37a und 37h übt eine Kraft infolge der unterschiedlich beaufschlagten Flächen aus und ergibt eine erste in Aufwärtsschaltrichtung wirkende 2(i Kraft. Ferner wirkt der Drosseldruck außer auf den Steuerbund 39c des Steuerschiebers auf den Steuerbund 39b, um eine in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft auszuüben, die bei niedrigen Drehzahlen ein Abwärtsschalten bewirkt. Die Summe dieser Kräfte ist die gesamte in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft.

Ein Auslaß 52 entlastet die Ventilbohrung zwischen der Schaltleitung 32 und der Hauptnetzleitung 17, wodurch die Stufe der Ventilbohrung zwischen den .ίο Steuerbunden STb und 37c in allen Stellungen druckentlastet ist.

Der Druck in der Schaltleitung 32 und einer zugeordneten Zweigleitung 54 ist zwischen dem Ventilschieber 37 und dem Steuerschieber 39 in der Auf-.15 wärtsschalt- und der Abwärtsschaltstellung angeschlossen, um den Ventilschieber 37 bei vorgegebenen Drehzahlen in der Abwärtsschaltstellung zu halten.

Relaisumschaltventil 56

4i) Ein Relaisumschaltventil 56 hat einen Ventilschieber 57 mit Steuerbunden a, b und c gleichen Durchmessers, die in einer Ventilbohrung 58 des Ventilgchäuses 29 gleiten. Eine Feder 59 drückt den Ventilschieber 57 in die in Fig. 1 dargestellte Abwärtsschaltstellung. Die Feder 59 befindet sich in einer Ventilkammer 61, die durch einen Auslaß 62 entlastet ist, und stützt sich an einem Federteller und einem Anschlag63 ab. Ist der Ventilschieber 57 durch die Feder in der Abwärtsschaltstellung, so verbindet

5(i eine Schallleitung 66 für den hohen Gang, die eine Drosselstelle 67 enthält, die Schalteinrichtung 15 für den hohen Gang zwischen den Steuerbunden 57a und SIb mit einem Auslaß 68, während die Schaltleitung 31 über eine Zweigleitung 69 zwischen den Steuerbunden 57 fo und 57c und eine Zuleitung 71 mit einer Drosselstelle 72 mit der Schalteinrichtung 14 für den niedrigen Gang verbunden ist. Schaltet das Umschaltsignalventil 36 aufwärts, wodurch Hauptnetzdruck der Umschaltsignalleitung 48 und einer Kammer 73 des

mi Relaisumschalt ventile 56 zugeleitet wird, so wirkt dieser in der Kammer 73 auf den Steuerbund 57a, um den Ventilschieber 57 des Relaisumschaltventils aufwäris zu schalten, wodurch über die Zuleitung 71 und uio Drosselstelle 72 die Schalteinrichtung 14 für den

<><· niedrigeren Gang zwischen den Steuerbunden 57/' und 57c mit einem Auslaß 74 verbunden wird, um die Schalteinrichtung 14 zu entlasten, während die Schallleitung 31 zwischen den Steuerbunden 57« und

5 6

57b mit der Schaltleitung 66 und über die in ihr ent- den Punkten A und B in der Kurve GP in Fig. 2 der

haltene Drosselstelle 67 mit der Schalteinrichtung 15 gleiche ist wie der Reglerdruck in der Leitung 19. Bei

für den hohen Gang verbunden wird. Betrieb im niedrigen Gang ist der Ventilschieber 77

allein durch den Reglerdruck in der Kammer 79 bela-

Regelventil 76 für den Reglerdruck _{5 stet der auf den} Steuerbund 77a einwirkt und durch

Ein Regelventil 76 für den Reglerdruck hat einen den modulierten Reglerdruck, der in entgegengesetz-Ventilschieber 77 mit Steuerbunden «und b gleichen ter Richtung auf den gleichgroßen Steuerbund 77/? Durchmessers, die in einer beidseitig geschlossenen einwirkt, wodurch der normale modulierte Regler-Ventilbohrung 78 des Ventilgehäuses 29 gleiten. Der druck bei niedrigem Gang mit Reglerdruck entspricht. Reglerdruck ist an eine Kammer 79 am einen ge- κι Wenn das Signalumschaltventil 36 und das Relaisumschlossenen Ende der Ventilbohrung 78 zugeleitet schaltventil 56 in die Aufwärtsschaltstellung umschal- und wirkt auf die Stirnfläche des Steuerbundes 77a. ten, um Hauptnetzdruck über die Drosselstelle 67 Eine Leitung 81, die einen modulierten Reglerdruck größeren Durchmessers und die Schaltleitung 66 zur führt, leitet diesen zur Kammer 51 des Umschaltsi- Schalteinrichtung 15 für den hohen Gang zu leiten, gnalventils 36 und über eine Zweigleitung 82 zur Ven- 15 so wird dieser Druck über die Zweigleitung 87 und tilbohrung 78 auf die andere Seite des Steuerbundes die Drosselstelle 88 kleineren Durchmessers zum 77a im Bereich einer Aussparung 83 zwischen den Speicher 89 und zur Kammer 96 geleitet.
Steuerbunden 77a und 77b. Ferner ist eine Zweiglei- Wie Fig. 2 zeigt, bedingen die Drosselstelle 88 und tung 84 mit einer Kammer 86 am anderen geschlosse- der Speicher 89 einen zeitverzögerten Druckanstieg nen Ende der Ventilbohrung 78 verbunden und wirkt 20 in der Kammer 96 und dieser Druck wirkt auf den auf die Stirnfläche des Steuerbundes 77 b entgegenge- stiftartigen Kolben 97, um eine zusätzliche Kraft zum setzt zu dem auf die Stirnfläche des Steuerbundes 77a modulierten Reglerdruck auszuüben, wodurch mit wirkenden Reglerdruck. Eine Zweigleitung 87 der Zeitverzögerung ein abgesenkter modulierter Regler-Schaltleitung 66 für den hohen Gang ist stromabwärts druck MGP zwischen den Punkten D und E entsteht, der Drosselstelle 67 über eine Drosselstelle 88 mit 25 der um eine Druckdifferenz ΔΡ gegenüber dem einer Einrichtung zur Zeitverzögerung verbunden, die Reglerdruck GP zwischen den Punkten B und C verdurch einen Speicher 89 gebildet ist. Ferner ist eine ringert ist. Diese Kurven in Fig. 2 veranschaulichen Verbindung zu einer Kammer 96 des Regelventils 76 ein Umschalten bei vollgeöffneter Drosselfür den Reglerdruck vorgesehen. Der Querschnitt der klappe.

Drosselstelle 88 ist hierbei kleiner als der der Drossel- 30 In dem Maße, wie sich in der Schalteinrichtung 15

stelle 67 gewählt. und der Zweigleitung 87 und der Kammer 96 dei

Der Speicher 89 hat einen Kolben 91 in einer Kam- Druck aufbaut, wird die Drucksteigerung in der Kammer 92, der durch eine Feder 93 belastet ist, die die mer 96 im Verhältnis zur Druckzunahme in dei Entladung des Speichers bewirkt. Schalteinrichtung 15 durch die Wirkung der Drossel-

Durch die Verbindung der Zweigleitung 87 mit der 35 stelle 88 und des Speichers 89 verzögert, die mit dei

Kammer 96 wirkt dieser Druck auf das Ende eines Zweigleitung 87 stromabwärts der Drosselstelle 88

stiftähnlichen Kolbens 97 kleinen Durchmessers, der verbunden sind. Der Speicher 89 lädt sich auf, wenn

abgedichtet in einer Bohrung 98 des Ventilgehäuses der Druck über den zum Einrücken der Schalteinrich-

29 zwischen der Kammer 96 und der Ventilbohrung tung 15 notwendigen Druck steigt, so daß der Speicher

78 vorgesehen ist. Der Kolben 97 ist koaxial zum 40 während des Einschaltvorganges und eine vorgege-

Ventilschieber 77 beweglich. Umschaltdruck in der bene Zeit danach aufgeladen wird. Der Speicher 89

Kammer 96 beaufschlagt den Kolben 97 und damit hat ein genügend großes Volumen, damit die Aufla-

auch den Ventilschieber 77. dezeit die zum Durchführen des Schaltvorganges not-

Ein willkürlich betätigbares Steuerventil 99 liegt in wendige Zeit übersteigt. Das Aufladen des Speichers der Zweigleitung 87 zwischen der Schalteinrichtung 45 setzt sich also noch fort, nachdem das vollständige 15 für den hohen Gang und der Drosselstelle 88 und Umschalten in den hohen Gang beendet ist. Der Anbefindet sich normalerweise in einer Stellung, in der stieg des Druckes in der Kammer 96 auf den voller die Schalteinrichtung 15 für den hohen Gang über die Netzdruck ist gegenüber dem Druckanstieg in dei Drosselstelle 88 mit dem Speicher 89 und der Kammer Schalteinrichtung 15 verzögert, so daß der modulierte 96 verbunden ist, wobei ein Auslaß 100 versperrt ist. 50 Reglerdruck nach einer Kurve 101 vom Punkt B aul Das Steuerventil 99 kann in eine zweite Stellung um- der Kurve GP zu einem Punkt 103 auf der Kurve gestellt werden, in der es den stromaufwärtigen Teil MGP verläuft. Die Absenkung des modulierter der Zweigleitung 87 absperrt, so daß der Druck in Reglerdruckes und der Beginn des Umschaltern erder Schalteinrichtung 15 nicht mit der Kammer 96 folgt somit im wesentlichen zur gleichen Zeit und die verbunden ist, während der stromabwärtige Teil der 55 längere Zeit von beispielsweise 5 bis 7 Sekunden anZweigleitung 87 über den Auslaß 100 entlastet ist, haltende Verringerung des modulierten Reglerdruk- und die Kammer 96 und der Speicher 89 mit dem kes endet nicht vor dem Ablauf der Umschaltzeit vor Auslaß 100 verbunden sind. Hierdurch ist die Ein- 1 bis 1,75 Sekunden.

richtung zum Bilden der den Umschaltpunkt verla- Bei einem Abwärtsschalten muß das Entladen de;

gernden Kraft unwirksam gemacht, die normalerweise 60 Speichers 89 über die Drosselstelle 88 kleinen Quer-

den modulierten Reglerdruck bei eingeschaltetem ho- Schnitts erfolgen, wodurch der Druckabfall in dei

hen Gang verringert. Kammer 96 verzögert wird, so daß sich der modulierte

Über die Hauptnetzleitung 17 wird Hauptnetz- Reglerdruck beim Abwärtsschalten längs der Kurve

druck der Fläche des Steuerbundes 77 fc in der Aus- 102 von einem Punkt D der Kurve MGP zu einen

sparung 83 zugeleitet, wodurch, wenn das Getriebe 65 Punkt 104 auf der Kurve GP ändert und verhältnis

im niedrigen Gang läuft, dieser Druck durch das Re- mäßig langsamer erfolgt als der Druckabfall in dei

gelventil 76 beeinflußt wird, um einen modulierten Schalteinrichtung 15, aus der die Druckflüssigkei

Reglerdruck in der Leitung 81 zu bilden, der zwischen über die Drosselstelle 67 größeren Querschnitts ab

strömt. Diese Verzögerung des Abfalls des modulierten Reglerdruckes bei einem Aufwärtsschalten bis der Aufwärtsschaltvorgang beendet ist und die Verzögerung des Druckanstiegs des Reglerdrucks bei einem Abwärtsschalten bis das Abwärtsschalten vollendet ist, verhindert ein Pendeln der Umschaltventile bei normalen Betriebsbedingungen.

Auf das Umschaltsignalventil 36 wirkt bei der Umschaltbewegung bis zum Beenden des Aufwärtsschaltvorganges die gesamte in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft bei voller Dirosselklappenöffnung, um das Umschaltsignalventil 36 in der Aufwärtsschaltstellung zu halten. Nach Beenden des Umschaltvorganges wird der normale modulierte Reglerdruck um den Wert AP (im einzelnen 1,2 kg/cm²) abgesenkt, der mit der Fläche des Steuerbundes 37a multipliziert, auf den der modulierte Reglerdruck aus der Leitung 81 einwirkt, eine Absenkung der durch den Reglerdruck ausgeübten Kraft auf die in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft bei voller Drosselklappenöffnung bewirkt, um das Umschaltventil für das Abwärtsschalten vorzubereiten.

Das Ausmaß der Verringerung des modulierten Reglerdruckes gegenüber dem normalen Reglerdruck kann durch Änderung des Durchmessers des Kolbens 97 beeinflußt werden. Das Ausmaß der Zeitverzögerung durch Absenken des Reglerdruckes, der dem Umschaltsignalventil 36 zugeleitet wird, hängt vorwiegend vom Volumen des Speichers 89 ab, ist aber auch von der Größe der Drosselstelle 88 und von dem Volumen der Kammer 96, das vorzugsweise klein ist, abhängig Die Umschaltzeit hängt von der Größe der Drosselstelle 67 und der Volumenänderung der Schalteinrichtung 15 während des Umschaltvorganges ab.

Arbeitsweise

Die Arbeitsweise wird in Form eines normalen Betriebsvorganges dargestellt. Wird die Antriebsmaschine angelassen, so liefert die Druckflüssigkeitsquelle 16 Druckflüssigkeit zur Hauptnetzleitung 18, die mit dem Modulatorventil 21 zur Bildung des Drosseldruckes in der Drosseldruckleitung 23 verbunden ist, und ferner zum Regelventil 76 für den Reglerdruck und das Umschaltsignalventil 36 geleitet wird. Befindet sich das Wählventil 26 in der Leerlaufstellung, so sind die Schaltleitungen 31 und 32 im Auslaß 33 entlastet. Beide Schalteinrichtungen 14 für den niedrigen Gang und 15 für den hohen Gang sind entlastet und damit ausgerückt, und zwar in beiden Stellungen des Relaisumschaltventils 56, so daß ein einwandfreier Leerlauf gewährleistet ist. Beim normalen Anfahren aus dem Stand verbindet das Relaisumschaltventil 56 in der dargestellten Abwärtsschaltstellung die Schalteinrichtung 14 für den niedrigen Gang über die Zuleitung 71 mit der entlasteten Zweigleitung 69 und Schaltleitung 31 und verbindet die Schalteinrichtung 15 für den hohen Gang über die Schaltleitung 66 mit dem Auslaß 68. Bei Schubbetrieb ist die Schalteinrichtung 15 und die Schaltleitung 66 mit der entlasteten Schaltleitung 31 verbunden, während die Schalteinrichtung 14 zum Auslaß 74 entlastet ist. Bei normalem Betrieb mit dem Wählventil 26 in der Leerlaufstellung befindet sich das Drosselklappenpedal 22 in der Leerlauf stellung und bedingt einen maximalen Drosseldruck in der Drosseldruckleitung 23, während der Regler 18 einen Kleinstwert des Reglerdruckes dem Regelventil 76 für den Reglerdruck zuleitet, das einen kleinsten Reglerdruck in der Leitung 81 für modulierten Reglerdruck liefert, da die Schaltleitung 66 und ihre Zweigleitung 87 die Kammer 96 entlasten. Unter diesen Bedingungen befindet sich das Umschaltsignalventil 36 in der dargestellten Abwärtsschaltstellung und verbindet die Umschaltsignalleitung 48 mit dem Auslaß 49, so daß das Umschaltrelaisventil 56 durch seine Feder 59 in die dargestellte Abwärtsschaltstellung bewegt ist. Das den Drosseldruck zur Drosseldruckleitung 23 liefernde Modulatorventil 21, der Regler 18 und das Regelventil 76 für den Reglerdruck, das den modulierten Reglerdruck zur Leitung 81 liefert sowie die Hauptnetzleitung 17 sind mit dem Umschaltsignalventil 36 verbunden, so daß dieses funktionsfähig ist und bei Schubbetrieb aufwärtsschalten kann.

Wird das Wählventil 26 in die Stellung D verstellt, so ist die Hauptnetzleitung 17 mit der Schaltleitung 31 verbunden. Bei in der Abwärtsschaltstellung befindlichem Umschaltsignalventil 36 und Umschaltrelaisventil 56, in welchen Stellungen diese bei einem Anfahren aus dem Stand sind, verbindet das Relaisumschaltventil 56 die Schaltleitung 31 mit der Zuleitung 71 zur Schalteinrichtung 14 für den niedrigen Gang, der eingeschaltet wird. Da das Drosselklappenpedal 22 zur Erhöhung der Brennstoffzufuhr niedergedrückt wird, steigt die Fahrgeschwindigkeit, so daß der Regler 18 einen größeren Reglerdruck in der Reglerdruckleitung 19 entsprechend der Steigerung der Fahrgeschwindigkeit liefert, wie dies die Kurve AC in Fig. 2 anzeigt. Da die Schalteinrichtung 15 und ihre Schaltleitung 66 entlastet sind, sind auch die Zweigleitung 87 und die Kammer 96 des Regelventis 76 drucklos, so daß das Regelventil 76 für den Reglerdruck in der Leitung 81 zur Kammer 51 des Umschaltsignalventils 36 einen Druck entsprechend dem normalen Reglerdruck liefert. Dieser Druck übt im Umschaltsignalventil eine in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft aus, während in Abwärtsschaltrichtung die Feder 42 verringert um den drosselabhängigen Druck aus der Drosseldruckleitung 23, die auf die unausgeglichene Fläche des Steuerbundes 39c einwirkt, vorhanden ist, so daß also eine in Abwärtsschaltrichtung wirkende Kraft proportional der Brennstoffzufuhr

besteht. Bei einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit, die sich mit ansteigender Drehmomentanforderung erhöht, schaltet der Ventilschieber 37 in die Aufwärtsschaltstellung um. Die in der Abwärtsschaltstellung drucklose Signalleitung 48 wird dann mit der

so Hauptnetzleitung 17 verbunden, so daß die Kammer 73 Druck erhält und das Umschaltrelaisventil 56 aufwärtsschaltet. Das aufwärts geschaltete Relaisumschaltventil 56 verbindet die Schalteinrichtung 14 über die Zuleitung 71 mit dem Auslaß 74, so daß der niedrige Gang abgeschaltet wird, während die Schaltleitung 31, in der Hauptnetzdruck herrscht, mit der Schaltleitung 66 und der Schalteinrichtung 15 für hohen Gang verbunden wird, um den hohen Gang einzuschalten, wobei auch die Zweigleitung 87 und die

Kammer 96 des Regelventils 76 Druck erhalten. Die Drosselstelle 67 großen Durchmessers in der Schaltleitung 66 steuert das Einrücken der Schalteinrichtung 15, um einen stoßfreien Gangwechsel zu bewirken. Bei einem Aufwärtsschalten des Ventilschiebers 37 wird der Hauptnetzdruck aus der Hauptnetzleitung 17 zwischen den Steuerbunden 37a und 376 zur Signalleitung 48 geleitet und wirkt auf die unausgeglichene Fläche des Steuerbundes 376, um eine kon-

9 10

stante in Aufwärtsrichtung wirkende Kraft auszuüben. förderung ab, bis sie bei voller Drehmomentanforde-

jf Der Steuerschieber 39 schaltet ebenfalls aufwärts, rung den Wert Null erreicht. Während der Einrückzeit

[? wodurch Drosseldruck aus der Drosseldruckleitung des hohen Ganges fließt Druckflüssigkeit mit dem

i^: 23 auf die größere unausgeglichene Fläche beider gleichen Druck wie in der Schalteinrichtung 15 durch

·■'] Steuerbunde 39c und 39b einwirkt, so daß der Dros- 5 die Zweigleitung 87 und die Drosselstelle 88, die klei-

!: seidruck eine größere in Aufwärtsschaltrichtung wir- ner ist als die stromaufwärts liegende Drosselstelle 67

kende Kraft gegen die entgegengesetzt wirkende Kraft sowohl zum Speicher 89 als auch zur Kammer 96. Der

f;: der Feder 42 ausübt, so daß der wirksame von der Speicher 89 hat einen langen Hub, um die erforderli-

ί Drehmomentanforderung abhängige Kraft in dem ehe Zeitverzögerung zu bewirken. Die gedrosselte

■ Maße abgesenkt wird, wie die Drehmomentanforde- 1» Zufuhr durch die Drosselstelle 88 bewirkt anfänglich

). rung ansteigt. Diese Verringerung der in Aufwärts- ein langsames Aufladen des Speichers 89 bei einem

i: schaltrichtung wirkenden Kraft erfolgt mit zuneh- niedrigeren Druck als zum Einrücken des Ganges bei

\i; mender Drehmomentanforderung bis auf Null bei kleinster Drehmomentanforderung erforderlich ist

ί| maximaler Drehmomentanforderung. Die Summe der und muß genügend klein sein, damit der Druck im

Il vom Hauptnetzdruck in Aufwärtsschaltrichtung aus- 15 Speicher 89 und der Kammer 96 anfänglich nahe Null

j| geübten Kraft und der von der Drehmomentanforde- ist und langsam genug ansteigt, damit die Schaltein-

'j| rung abhängigen Kraft bedingt ein Abwärtsschalten richtung 15 das Einschalten vollenden kann, bevor die

?| bei einer kleineren Drehzahl als sie bei entsprechen- Zeitverzögerung durch den Speicher endet.

der Drehmomentanforderung zum Aufwärtsschalten Dieser zeitverzögerte allmähliche Anstieg des erforderlich ist. Die Differenz zwischen den Aufwärts- 20 Druckes in der Kammer 96 auf den Hauptnetzdruck und Abwärtsschaltdrehzahlen nimmt mit zunehmen- wirkt auf den stiftartigen Kolben 97 und den Ventilder Dremomentanforderung ab, hat also einen großen schieber 77, um das Regelventil 76 für den Regler-Wert bei Leerlaufeinstellung der Drosselklappe und druck zu steuern, das allmählich den modulierten verringert sich auf einen Kleinstwert bei voller Dros- Reglerdruck in der Leitung 81 vom normalen Regselklappenöffnung, wie dies in der US-PS 3587355 25 lerdruck ausgehend verringert entsprechend dem erklärt ist. Die gesamte in Aufwärtsschaltrichtung Punkt Binder Kurve A C in Fig. 2 längs der zeitverwirkende Kraft bei voller Drehmomentanforderung zögerten Kurve 101 zur Kurve DE des reduzierten hat einen Kleinstwert, ist aber genügend groß, um ein modulierten Reglerdruckes. Die zeitverzögerte AbPendeln der Umschaltventile zu verhindern. Die ge- Senkung des Reglerdruckes gemäß Kurve 101 gesamte in Aufwärtsrichtung wirkende Kraft ist unmit- 30 schieht unter der Annahme eines normalen Umschaltelbar bei Aufwärtsschalten des Umschaltsignalventils tens vom niedrigen zum hohen Gang mit zunehmen-36 wirksam und das Umschalten vom niedrigen zum der Ausgangsdrehzahl des Getriebes und zunehmenhohen Gang wird in einer kurzen Umschaltzeit von der Fahrgeschwindigkeit während der Zeitverzögebeispielsweise bis 1,75 Sekunden vollzogen, wie dies rung zum Punkt 103 und gibt die nötige Zeit zur die senkrechte Linie BD in Fig. 2 oder 111-112 in 35 Erhöhung des abgesenkten Reglerdrucks vom Fig. 3 anzeigen. Punkt D zum Punkt 103, so daß das Umschaltsignal-Gleichzeitig mit dem Aufwärtsschalten des Um- ventil 36 in der Aufwärtsschaltstellung verbleibt,
schaltsignalventils 36 wird ein Aufwärtsschalten des Wenn danach die Fahrgeschwindigkeit infolge zu-Umschaltrelaisventils 56 bewirkt und Hauptnetzdruck nehmender Belastung bei voller Drosselklappenöffüber die Drosselstelle 67 und die Schaltleitung 66 der 40 nung absinkt, schaltet das Umschaltsignalventil 36 ge-Schalteinrichtung 15 für den hohen Gang zugeleitet, steuert durch die drehmomentanforderungsabhängige um diesen einzuschalten, wobei ein schlupfloses Ein- Kraft und den verringerten Reglerdruck zum Punkt D rücken nach einer gewissen Einrückzeit erreicht ist. auf der Kurve DE in Fig. 2 ab, und zwar bei im we-Gleichzeitig erhält die Zweigleitung 87, die das Re- sentlichen der gleichen Drehzahl, bei der das Aufgelventil 76 steuert, Druck. Da der Einrückdruck der 45 wärtsschalten erfolgte. Ist die vom verringerten Schalteinrichtung 15 über die Zweigleitung 87 über Reglerdruck in Abwärtsschaltrichtung wirkende Kraft die Drosselstelle 88, die kleineren Querschniti hat als die gleiche oder etwas geringer als die in Aufwärtsdie Drosselstelle 67, zum Speicher 89 erfolgt, wird schaltrichtung wirkende Kraft, so ergeben sich annädieser beim Ansteigen des Einrückdruckes aufgeladen hemd gleiche Aufwärts- und Abwärtsschaltdrehzah- und der Steuerdruck in der Kammer 96 erhöht sich 50 len. Bei diesem Abwärtsschalten wird die Schalteinallmählich, während der modulierte Reglerdruck all- richtung 15 und die Schaltleitung 66 sowie ihre mählich längs der Kurve 101 mit einer Zeitverzöge- Zweigleitung 87 über die Drosselstelle 67 großen rung gegenüber dem ansteigenden Einrückdruck der Querschnitts und das Umschaltrelaisventil 56 mit dem Schalteinrichtung 15 über eine längere Zeit abnimmt, Auslaß 68 verbunden, so daß das Ausschalten des hobeispielsweise 5—7 Sekunden. Die Absenkung des 55 hen Ganges in einer Ausschaltzeit erfolgt. Der Spei-Reglerdruckes bewirkt durch das Einwirken auf den eher 89 entlädt sich dann über die Drosselstelle 88 Steuerbund 37a eine in Abwärtsschaltrichtung wir- kleineren Querschnitts und verzögert damit den kende Kraft, die mindestens einen großen Teil der Druckabfall in der Kammer 96 und die Zunahme des in Aufwärtsschaltrichtung wirkenden Kraft ausgleicht modulierten Reglerdruckes während der Abwärts- und vorzugsweise der gesamten in Aufwärtsschalt- mi schaltzeit. Fällt während eines solchen Abwärtsschalrichtung wirkenden Kraft gleichkommt, so daß die tens die Fahrgeschwindigkeit langsam weiter, so er-Umschaltpunkte verlagernde Kräfte praktisch ver- höht sich der Reglerdruck vom Punkt D längs der schwinden und gleiche Aufwärts- und Abwärtsschalt- Kurve 102, die die Zeitverzögerung anzeigt und der drehzahlen beim normalen Betrieb vorliegen. Da die normale Reglerdruck wird im Punkt 104 bei der niedgesamtenin Aufwärtsschaltrichtung wirkenden Kräfte 65 rigen Fahrgeschwindigkeit erreicht, so daß der niedmit zunehmender Drehmomentanforderung geringer rige Gang ohne Pendeln der Umschaltventile erreicht werden, nimmt die resultierende den Umschaltpunkt wird,
verlagernde Kraft mit zunehmender Drehmomentan- Bei zunehmender Drosselklappenöffnung erfolgt

ein normales selbsttätiges Aufwärtsschalten bei vorgegebenen höheren Ausgangsdrehzahlen und der hohe Gang bleibt bei Drehzahlen oberhalb der Aufwärtsschaltdrehzahl eingeschaltet. Da die gesamte in Aufwärtsrichtung wirkende Kraft mit zunehmender Drosselklappenöffnung geringer wird und die Abwärtsschaltkraft gleich groß wie die kleinste in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft bei voller Drosselklappenöffnung bei allen Drosselklappenöffnungen ist, nimmt die gesamte in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft von einem niedrigen Wert bei Leerlaufeinstellung auf Null bei voller Drosselklappenöffnung ab. Bei voller Drosselklappenöffnung und steigender Belastung ergibt sich eine Abnahme der Fahrgeschwindigkeit und es erfolgt ein Abwärtsschalten bei gleicher Drehzahl, bei der das Aufwärtsschalten erfolgte, so daß die Drehzahl der Antriebsmaschine und die Leitung durch die den Umschaltpunkt verlagernden Kräfte nicht verringert werden, sondern lediglich beim Aufwärtsschalten entsprechend dem Schaltsprung, um ein maximales Verhalten der Antriebsmaschine und des Getriebes zu bewirken. Die Aufwärts-und Abwärtsdrehzahlen steigen mit zunehmender Drosselklappenöffnung an, so daß nach einem Aufwärtsschalten bei kleiner Drosselklappenöffnung und kleiner Drehzahl eine Erhöhung der Drosselklappenöffnung ein Abwärtsschalten bewirkt. Steigt die Ausgangsdrehzahl bei konstanter Drosselklappenöffnung an, so erfolgt ein Aufwärtsschalten. Bei normalen Betriebsbedingungen wird die Stellung des Drosselklappenpedals 22 verändert werden, um die Leistung der Antriebsmaschine der jeweiligen Belastung bei einer dem eingeschalteten Gang entsprechenden Geschwindigkeit anzupassen.

Die erfindungsgemäße Steueranlage bedingt eine verbesserte Leistungsausnutzung, wie dies Fig. 3 veranschaulicht, in der Leistungskurven N für niedrigen Gang, H für hohen Gang, LA und LB für unterschiedliche Lasten aufgetragen sind. Betrachtet man den normalen Betriebsfall, in dem die Leistung größer als die Last ist, so gilt die Kurve LA und bei voller Drosselklappenöffnung im niedrigen Gang schaltet das Umschaltventil den Punkt 111 der Kurve N um, wie dies durch die Linie 111-112 angedeutet ist. Wenn die Leistung nach dem Aufwärtsschalten in den hohen Gang etwas größer als die Belastung ist, steigt die Fahrgeschwindigkeit etwas an, so daß kein Pendeln der Ventile eintritt. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt Leistung auf der Kurve H zu, um einen Gleichgewichtspunkt 114 am Schnitt der Kurve H mit der Kurve LA zu erreichen. Sinkt die Fahrgeschwindigkeit längs der Kurve H auf den Punkt 112 ab, so schaltet das Getriebe abwärts entsprechend der Linie 112-111, und zwar bei der gleichen Fahrgeschwindigkeit, bei der auch das Aufwärtsschalten erfolgte. Es ist damit die Fahrgeschwindigkeit für das Abwärtsschalten bei fehlenden umschaltpunkteverlagernden Kräften nicht unter die Aufwärtsschaltgeschwindigkeit verringert. Die Antriebsmaschinendrehzahl wird entsprechend dem Schaltsprung des Getriebes verringert, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit nicht ändert und damit sinkt die Antriebsmaschinenleistung. Mit der Steueranlage erfolgen also Aufwärts- und Abwärtsschaltungen bei vollen Drosselklappenöffnungen bei der gleichen Ausgangsdrehzahl 106 (Fig. 2) des Getriebes oder gleicher Fahrgeschwindigkeit 107 (Fig. 3). Die resultierende in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft nimmt mit zunehmender Drehmomentanforderung ab, da der auf der Drehmomentanforderung beruhende Anteil mit zunehmender Drehmomentanforderung sinkt. Der vom Hauptnetzdruck bedingte Anteil dieser Kraft ist konstant wie auch die in Abwärtsschaltrichtung wirkende Kraft konstant ist. Es ergibt sich damit eine in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft unterhalb voller Drosselklappenöffnung. Die mit zunehmender Drosselklappenöffnung abnehmende in Aufwärtsschaltrichtung wirkende

in Kraft bedingt eine abnehmende Differenz zwischen der höheren Aufwärtsschaltdrehzahl und der niedrigeren Abwärtsschaltdrehzahl, wie dies in Fig. 3 durch die Aufwärtsschaltkurve 108 und die Abwärtsschaltkurve 109 für mittlere Drosselklappenstellungen an-

is gezeigt wird.

Liegen hohe Belastungen vor, so gilt die Kurve LB und bei niedrigem Gang die Kurve N. Bei voller Drosselklappenöffnung erfolgt dann das Aufwärtsschalten bei der gleichen Fahrgeschwindigkeit im Punkt 111 nach der Linie 111-112. Da die Linie 111-112 die Kurve LB schneidet, ist die Leistung im oberen Gang bei der Umschaltfahrgeschwindigkeit (Punkt 112) geringer als die Anforderung gemäß Kurve LB, so daß die Fahrgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten wird und abzusinken versucht. Damit wird das Getriebe im hohen Gang gehalten, während die in Aufwärtsrichtung wirksame Kraft während der Verzögerungszeit wirkt, am Ende dieser Verzögerungszeit jedoch ein Abwärtsschalten auslöst. Ein

.in derartiger Wechsel zwischen Aufwärts- und Abwärtsschaltungen wird unter derartigen stetigen Betriebsbedingungen von Belastung, Drosselklappenstellung und Fahrgeschwindigkeit bestehen bleiben.

Stören diese Umschaltvorgänge das Fahrverhalten,

.15 so kann das Wählventil 26 umgestellt werden, um das Getriebe im niedrigen Gang zu halten, für den die Kurve N gilt. Wird dann die Drosselklappenöffnung vergrößert, so erhöht sich die Leistung entsprechend der Kurve N und trifft die Kurve der Belastung LB, so daß eine Stabilisierung des Betriebszustandes im Punkt 116 eintritt.

Wenn bei fehlenden Kräften zur Verlagerung des Umschaltpunktes ein häufiges Pendeln oder Umschalten der Umschaltventile eintritt, kann das Steuerventil 99 umgestellt werden, um die in Aufwärtsschaltrichtung wirkende Kraft am Umschaltsignalventil 36 wiederherzustellen. Wenn dann nach einem Aufwärtsschalten vom Punkt 111 zum Punkt 112 die Fahrgeschwindigkeit und die Leistung der Kurve H

so absinken, so ergibt sich ein stabiler Betrieb im Punkt 117. Nimmt die Belastung weiterhin zu, um die Fahrgeschwindigkeit auf den Punkt 118 zu verringern, so tritt im Punkt 119 der Kurve H ein Abwärtsschalten vom Punkt 119 zum Punkt 121 auf der Kurve JV ein.

Die Fläche zwischen den Linien 111 und 112 für Aufwärtsschalten und 119-121 für Abwärtsschalten sowie den Kurven N und H zeigt den Bereich erhöhter Leistung bei Betrieb ohne den Umschaltpunkt verlagernde Kräfte. In diesem Falle wird die Antriebsmaschinendrehzahi bei einem Gangwechsel entsprechend dem Schaltsprung verringert, wodurch eine Leistungsabnahme eintritt.

Bei Vorliegen von den Umschaltpunkt verlagernden Kräften erfolgt nach einem Aufwärtsschalten beispielsweise bei einer Fahrgeschwindigkeit gemäß Punkt 106 in Fig. 2 oder 107 in Fig. 3 das Abwärtsschalten bei einer niedrigen Ausgangsdrehzahl oder Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise den Punkten 122

in Fig. 2 oder 118 in Fig. 3, wodurch sich eine ähnliche Absenkung der Antriebsmaschinendrehzahl und der Leistung infolge >ies Schaltsprungs und eine weiteren Absenkung der die Umschaltpunkte verlagernden Kräfte ergibt. Der Betrieb unter Fortfall von den Um-

schaltpunkt verlagernden Kräften macht es möglich, den Abfall von Antriebsmaschinendrehzahl und Leistung zu vermeiden, insbesondere wenn das Betriebsverhalten der Antriebsmaschine unter solchen Bedingungen schlechter wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

um ein Pendeln des Umschaltventils zu verhindern.

Patentanspruch: Hierbei ist die Größe der Schaltpunktverlagerung auf

die jeweiligen Betriebszuständc abgestimmt verschie-

Hydraulische Steueranlage für ein Mehrgang- den groß gewählt. Während des Umschaltvorgangs getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit s und danach bleibt sie aber im wesentlichen unbeeinflüssigkeitsbetätigten Schalteinrichtungen (14,15) flußt bestehen. Ein nachfolgendes Abwärtsschaken zum Schalten zwischen einem niedrigen und einem erfordert daher ein entsprechendes Absinken der hohen Gang, mit einer druckgeregelten Flüssig- Ausgangsdrehzahl mit dem damit verknüpften Leikeitsquelle (26), mit einem Regler (18), der einen stungsverlust.

der Ausgangsdrehzahl proportionalen Regler- io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druck liefert, mit einem Drosseldruck-Modulator- Steueranlage gemäß dem Gattungsbegriff des Patentventil (21), das einen mit der Drehmomentanfor- anspruchs so weiter auszugestalten, daß ein Pendeln derung veränderlichen Drosseldruck liefert, und des Umschaltventils beim Aufwärtsschalten durch die mit einem Umschaltsignalventil (36) mit einer eine übliche ausreichende Verlagerung der Abwärtsschalt-Vorspannung bildenden Einrichtung (42), auf das 15 drehzahl zur Aufwärtschaltdrehzahl verhindert ist, ein der Reglerdruck eine in Aufwärtsschaltrichtung späteres drehzahlbedingtes Abwärtsschalten aber wirkende Kraft und der Drosseldruck sowie die ohne den durch die Schaltpunktverlagerung bedingten Vorspannung in Abwärtschaltrichtung wirkende Leistungsverlust erfolgt.

Kräfte ausüben, wobei das Umschaltsignalventil Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs-

in der Abwärtsschaltstellung die Druckflüssig- 20 teil des Patentanspruchs gelöst,
keitsquelle mit der Schalteinrichtung (14) für den Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine

niedrigen Gang verbindet und die Schalteinrich- den Umschaltpunkt verlagernde Kraft während des tung (15) für den hohen Gang entlastet, während Umschaltens für eine begrenzte Zeit gebildet, die wees durch den Reglerdruck bei einer vorgegebenen sent.Uch langer als die Umschaltzeit selbst ist. Damit Ausgangsdrehzahl in die Aufwärtschaltstellung 25 ist während des Umschaltens ein Pendeln des Umumschaltet, in der es die Druckflüssigkeitsquelle schaltventil verhindert. Nach Abschluß des Ummit der Schalteinrichtung für den hohen Gang ver- schaltvorgangs ist die den Umschaltpunkt verlagernde bindet und die Schalteinrichtung für den niedrigen Kraft im wesentlichen ausgeglichen, so daß bei einem Gang entlastet, wobei zugleich ein Teil (51) des Absinken der Ausgangsdrehzahl das Abwärtsschalten Umschaltsignalventils einen geregelten Druck von 30 bei annähernd der gleichen Drehzahl erfolgt, bei der der Druckflüssigkeitsquelle zugeleitet erhält, der das Aufwärtsschalten erfolgte,
eine den Umschaltpunkt in Richtung auf eine Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den

niedrigere Ausgangsdrehzahl verlagernde Kraft Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt ausübt, so daß während des Aufwärtsschaltens bei Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aushoher Leistung eine Schaltpunktverlagerung .15 führungsform einer Steueranlage nach der Erfinwirksam ist, die ein Pendeln des Umschaltventils dung,

verhindert,dadurch gekennzeichnet, daß der Fig. 2 ein Schaubild, in dem der Reglerdruck über

geregelte Druck von der Druckflüssigkeitsquelle der Ausgangsdrehzahl des Getriebes aufgetragen ist, (26) dem Umschaltsignalventil (36) über ein Re- und

gelventil (76) zugeleitet wird und beim Aufwärts- 40 Fig. 3 ein Schaubild, in dem die Leistung über der schalten der Umschaltventile (36,56) und in deren Fahrgeschwindigkeit aufgetragen ist.
Aufwärtschaltstellung im Zusammenwirken mit In Fig. 1 ist ein Antrieb 10 dargestellt, derein übli-

einer Drossel (88) und einem Speicher (89) auf ches Zwei- oder Mehrgangwechselgetriebe enthält, ein Druckminderglied (97) des Regelventils (76) wobei das Getriebe als Zweiganggetriebe nach der einen zeitverzögerten Druckanstieg ausübt, durch 45 US-PS 3587 355 ausgebildet sein kann, zweckmäßig den das Regelventil an dem vom geregelten Druck aber als Drei- oder Mehrganggetriebe ähnlich der beaufschlagten Steuerbund (37a) des Umschaltsi- US-PS 3691872 auszubilden ist.
gnalventils (36) einen zeitverzögerten Druckabfall Der Antrieb 10 hat eine von einer Antriebsma-

verursacht, so daß die den Umschaltpunkt in Ab- schine angetriebene Eingangswelle 11 und eine Auswärtsschaltrichtung verlagernde Kraft (Schalt- so gangswelle 12, zwischen denen ein Mehrganggetriebe punktverlagerung) nach Ablauf der Verzöge- 13 mit einer Schalteinrichtung 14 für den niedrigen rungszeit, die größer als die Umschaltzeit ist, im Gang und einer Schalteinrichtung 15 für den hohen wesentlichen ausgeglichen wird, so daß ein späteres Gang angeordnet ist. Die Schalteinrichtungen sind drehzahlabhängiges Abwärtsschalten bei einer flüssigkeitsbetätigte Reibungsschalteinrichtungen, Ausgangsdrehzahl erfolgt, die im wesentlichen der 55 beispielsweise Kupplungen oder Bremsen. Da die Aufwärtsschaltdrehzahl entspricht. Steueranlage allgemein mit Umschaltventilen arbei

tet, die auf einen drehzahlabhängigen Reglerdruck und einen von der Drehmomentanforderung abhängi-

gen Drosseldruck ansprechen, sind im Ausführungs-

M) beispiel nur zwei Gänge dargestellt. Bei Getrieben mit mehr als zwei Gängen ist es vorteilhaft, die darge-

Eine hydraulische Steueranlage für ein Mehrgang- stellte Ausbildung nur zwischen den beiden höchsten getriebe gemäß dem Gattungsbegriff des Patentan- Gängen des Getriebes vorzusehen. Somit sind im spruchs ist beispielsweise durch die DE-OS 2450 5H4 Ausführungsbeispiel die beiden Schalteinrichtungen bekannt. <>5 14 und 15 diesen beiden höchsten Gängen zugeord-

Bci der bekannten Steueranlage erfolgt eine net, während für die niedrigeren Gänge die Steueran-Schaltpunktverlagerung zwischen den Aufwärts- lage entsprechend der US-PS 3W) 872 ausgebildet schaltdrchzahien und den Abwäitschaltdreh/ahlen, werden kann.