DE3010509C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für ein automati­ sches Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In dem Hauptpatent 28 33 641 wird die Anordnung eines von der Stellung des Fahrpe­ dals abhängigen Schaltventils in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schaltglied vorgeschlagen, daß das Schaltglied, insbesondere die Vorwärts­ kupplung, zumindest bei stehendem Fahrzeug, bei in der Fahrstellung D des Gang­ wählhebels und nicht betätigtem Fahrpedal durch Belüften des zugeordneten Druckbeauf­ schlagungsraums zum Ausrücken bringt. Dabei soll die Druckbeaufschlagung des den Vorwärtsfahrgängen zugeordneten Schaltgliedes zumindest solange unterbrochen wer­ den, wie das Fahrpedal nicht betätigt ist und andere zusätzliche Informationen von der Stellung des Gangwählhebels oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kommen. Zwar soll dieses Schaltventil in erster Linie das Übertragen eines Kriechmoments im Motorleerlauf bei eingeschaltetem Getriebe-Vorwärtsgang (Gangwählhebelstellung D) verhindern, sowie eine in diesem Betriebsbereich häufig festzustellende und durch Übertragung der Motorschwingungen verursachte Schüttelneigung des Fahrzeugs aus­ schließen, jedoch ist diese Anordnung grundsätzlich auch dazu geeignet, während der Fahrt des Fahrzeugs durch Freigabe des Fahrpedals die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern aufzuheben, so daß im Schubbetrieb des Fahrzeugs, das heißt beim Antrieb des Fahrzeugs durch eine träge Masse, ein Frei­ laufbetrieb mit im Leerlauf drehendem Motor verwirklicht wird. Dabei wird die Brems­ wirkung des Motors aufgehoben, so daß das Fahrzeug unter Ausnutzung seiner kineti­ schen Energie größere Wege zurückzulegen in der Lage ist, letztendlich also die Ein­ sparung von Kraftstoff ermöglicht wird.

Nun hat sich gezeigt, daß das automatische Aus- bzw. Einrücken des Schaltgliedes durch Freigabe bzw. Wiederbetätigung des Fahrpedals während der Fahrt des Fahr­ zeugs dann mit besonders starken Schaltstößen verbunden ist, wenn ein dem Plane­ tengetriebe vorgeschalteter hydrodynamischer Drehmomentwandler des automatischen Getriebes durch eine an sich bekannte Überbrückungskupplung umgangen wird. Solche Überbrückungskupplungen haben den Sinn, insbesondere in den höheren Gangstufen des Getriebes die im Drehmomentwandler auftretenden Verluste durch Umgehung des Dreh­ momentwandlers auszuschließen. Bei eingerückter Überbrückungskupplung können dann aber bei der Schaltung des Getriebes, so auch beim Ein- und Ausrücken der Vorwärts­ kupplung, auftretende Schaltstöße nicht mehr elastisch abgefangen werden, sondern werden unmittelbar über den starren Antriebsstrang übertragen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, die dem Hauptpatent zugrundeliegende Erfindung weiterzubilden und den bei einem mit einer Überbrückungskupplung ausgerüsteten automatischen Getriebe auftretenden Nachteil der unkomfortablen Schaltvorgänge des Schaltgliedes beim Freilauf während der Fahrt in höheren Gangstufen des Getriebes zu vermeiden.

Aus der auch schon in dem Hauptpatent angezogenen US-PS 39 78 743 ist zwar schon eine Steuereinrichtung bekannt, bei der ein Kriechverhinderungsventil und ein Modula­ tor vorgesehen sind, die bei genügend niedriger Fahrgeschwindigkeit und niedrigem Fahrpedaldruck den die Schaltglieder des Getriebes beaufschlagenden Hauptdruck auf Atmosphärendruck absenken. Mit der Absenkung des Hauptdruckes wird bei dieser Aus­ führung jedoch nicht nur die Vorwärtskupplung, sondern auch die im ersten Gang ein­ gelegte Bremse ausgerückt, sowie sämtliche mit Hauptdruck beaufschlagte Schalt- und Steuerventile der Getriebesteuerung an Atmosphärendruck gelegt. Dies erfolgt jedoch nur bei praktisch stehendem Fahrzeug, nicht dagegen bei höheren Fahrgeschwindig­ keiten und in höheren Gangstufen des Getriebes, in denen allein die Überbrückungs­ kupplung zugeschaltet wird, so daß dort der obenerwähnte Freilaufbetrieb während der Fahrt des Fahrzeugs nicht realisierbar ist. Darüber hinaus ist diese Ausführung in­ sofern nachteilig, als bei einer Wiederbetätigung des Fahrpedals zunächst der Haupt­ druck in dem gesamten Steuersystem neu aufgebaut werden muß, was einen erhebli­ chen Zeitaufwand bedeutet.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe ergibt sich nun gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß gemäß der Erfindung das die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltglied bei nicht betätigtem Fahrpedal unterbrechende Schaltventil zugleich auch zur Unterbrechung der Druckmittelzufuhr zu der Überbrückungskupplung herange­ zogen wird, wird etwa gleichzeitig mit dem Betätigen des Schaltgliedes auch die Über­ brückungskupplung, sofern sie überhaupt eingeschaltet ist, betätigt. Durch Ausrücken der Überbrückungskupplung zugleich mit der Vorwärtskupplung wird dann sichergestellt, daß beim anschließenden erneuten Einrücken der Vorwärtskupplung (nach beendigtem Freilaufbetrieb) etwa auftretende Schaltstöße weitestgehend durch den dann noch unüber­ brückten Drehmomentwandler elastisch aufgenommen werden können. Besonders zweck­ mäßig ist es, wenn dabei die Anordnung so getroffen wird, daß das Wiedereinrücken der Überbrückungskupplung erst kurzzeitig nach dem Einrücken des Schaltgliedes er­ folgen kann.

In den Unteransprüchen sind zwei unterschiedliche Varianten der Steuerung der Druck­ beaufschlagung der Überbrückungskupplung angegeben. Während nach der Ausführung ge­ mäß dem Patentanspruch 2 die Druckbeaufschlagungsseite der Überbrückungskupplung unmittelbar mit einer von der Druckbeaufschlagungsleitung des Schaltgliedes abzweigen­ den Druckleitung verbunden ist, ist bei der Ausführung nach den Patentansprüchen 3 und 4 diese Druckleitung nicht unmittelbar an die Überbrückungskupplung sondern ge­ gebenenfalls unter Zwischenschaltung eines fahrgeschwindigkeitsabhängig schaltenden Umschaltventils an ein die eigentliche Druckbeaufschlagung der Überbrückungskupplung durchführendes Beaufschlagungsventil angeschlossen. Während im ersten Fall bei direk­ ter Beaufschlagung der Überbrückungskupplung durch die Druckleitung die Betätigung der Überbrückungskupplung etwa gleichzeitig mit der Betätigung des Schaltgliedes er­ folgt, kann zwischen diesen beiden Betätigungen bei der Ausführung nach den Ansprü­ chen 3 und 4 dagegen eine gewisse Zeitverzögerung eingebaut werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darge­ stellt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigt die Zeich­ nung in teils schematischer Darstellungsweise zwei unterschiedliche Aus­ führungsformen der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Kraftfahrzeuggetriebe.

In den beiden Zeichnungen sind jeweils für die gleichen oder vergleich­ baren Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. So stellt 1 einen Teil der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors dar, die über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 2 mit einem mechanischen Planeten­ getriebe 10 verbindbar ist, das durch gesteuerte Betätigung von Schalt­ gliedern 11 bis 15 einen Abtrieb mit stufenweise verstellbaren Übersetzun­ gen auf die mit einem Abtriebsritzel 16 versehene Abtriebswelle 17 er­ möglicht.

Der Drehmomentwandler 2 weist dabei ein mit der Kurbelwelle 1 verbundenes Pumpenrad 3 sowie ein von diesem angetriebenes Turbinenrad 4 auf, das über eine Turbinenwelle 8 mit dem Eingang des Planetengetriebes 10 ver­ bunden ist. 5 stellt das Leitrad des Drehmomentwandlers 2 dar, das über eine Überholkupplung 6 gegenüber dem Gehäuse 7 abgestützt ist. Mit 9 ist eine hydraulisch betätigbare Überbrückungskupplung bezeichnet, bei deren Betätigung die Kurbelwelle 1 unmittelbar mit der Turbinenwelle 8 verbunden wird, der mit Schlupf arbeitende Drehmomentwandler 2 also um­ gangen wird.

Zur Verwirklichung der unterschiedlichen Getriebegänge sind als Schalt­ glieder eine Vorwärtskupplung 11, eine direkte Rückwärtskupplung 12, ei­ ne Lamellenbremse 13 und eine Bandbremse 15 vorgesehen, die bei entspre­ chender Ansteuerung durch die hier nicht weiter dargestellte Getriebe­ steuerung zusammen mit dem Freilauf 14 beispielsweise entsprechend der DE-PS 23 27 471 die einzelnen Gangstufen bilden.

Mit 20 ist das in dem Hauptpatent vorgeschlagene Schaltventil bezeich­ net, das in der hier vereinfacht dargestellten Ausführung einen Schie­ berkolben 21 mit zwei Kolbenbünden 23 und 24 sowie einem dazwischenlie­ genden Kolbenabsatz 25 aufweist. Dieser Schieberkolben wird an seiner rechten Seite von einer Feder 22 belastet und ist an seiner linken Stirnseite 28 von einem in der Beaufschlagungskammer 27 herrschenden Druck beaufschlagt, der über eine Druckleitung 26 zuführbar ist. Die­ ser Druck soll fahrpedalabhängig sein, das heißt bei freigegebenem Fahr­ pedal im wesentlichen dem Atmosphärendruck und bei anderen Fahrpedal­ stellungen im wesentlichen dem auch an anderen Stellen der Getriebesteu­ erung verwendeten sogenannten Gasdruck entsprechen. Zur Erzeugung eines derartigen fahrpedalabhängigen Druckes kann die in dem Hauptpatent be­ schriebene Anordnung herangezogen werden.

Dieses Schaltventil 20 ist nun in einer Druckleitung 18, 19 zwischen dem durch die Vorwärtskupplung 11 gebildeten Schaltglied des Planeten­ getriebes 10 und einem hier nicht weiter gezeigten Handsteuerventil ein­ geschaltet. So ist der Anschluß 31 des Schaltschiebers 20 mit der zu dem Handsteuerventil führenden Druckleitung 19 und der Anschluß 29 mit der zu dem Schaltglied 11 führenden Druckleitung 18 verbunden, während der Anschluß 30 und der Anschluß 32 Atmosphärendruckanschlüsse andeuten.

Von der zu dem Schaltglied 11 des Planetengetriebes 10 führenden Druck­ beaufschlagungsleitung 18 zweigt bei der Ausführung nach der Fig. 1 hinter dem Schaltventil 20 eine direkt zu der Überbrückungskupplung 9 des Drehmomentwandlers 2 führende Druckbeaufschlagungsleitung 33 ab.

Das Schaltventil 20 ist in der Zeichnung in einer Stellung gezeigt, die dem freigegebenen Fahrpedal entspricht, bei der also die Rückstellfeder 22 den Kolben 21 entgegen dem fahrpedalstellungsabhängigen Druck, der bei freigegebenem Fahrpedal dem Atmosphärendruck entsprechen soll, in seine linke Endstellung verstellt. In dieser Stellung verbindet der Kolbenabsatz 25 den mit der Druckbeaufschlagungsleitung 18 verbundenen Anschluß 29 mit dem mit der Atmosphäre verbundenen Auslaß 30, so daß die Einrück­ seiten der Vorwärtskupplung 11 ebenso wie der Übebrückungskupplung 9 entlastet werden, diese Kupplungen also ausrücken. Erst wenn durch Be­ tätigung des Fahrpedals der über die Druckleitung 26 zugeführte Druck die Kraft der Rückstellfeder 22 überwindet und den Kolbenschieber 21 des Schaltventils 20 in der Zeichnung nach rechts verschiebt, verbin­ det der Kolbenabsatz 25 die Anschlüsse 29 und 31 miteinander, so daß die Druckbeaufschlagungsleitung 18 und mit dieser die zu der Überbrüc­ kungskupplung führende Leitung 33 mit der von dem Handsteuerventil kom­ menden Druckleitung 19 verbunden ist, in der Hauptdruck ansteht. Mit dieser Druckbeaufschlagung ergibt sich ein Einrücken der Vorwärtskupp­ lung 11 ebenso wie der Überbrückungskupplung 9, wobei der beim Einrücken der Vorwärtskupplung sich ergebende Schaltstoß im wesentlichen durch den noch zugeschalteten Drehmomentwandler elastisch abgefangen wird.

Bei der Ausführung nach der Fig. 2 ist insofern eine Änderung der Schaltungsanordnung vorgesehen, als die von der zu der Vorwärtskupp­ lung 11 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 18 abzweigende Leitung 33′ nicht mehr direkt die Einrückseite der Überbrückungskupplung 9 beauf­ schlagt. Der in dieser Leitung 33′ anstehende Druck wird vielmehr nur noch zur Steuerung eines die Druckbeaufschlagung der Überbrückungskupp­ lung steuernden Ventils herangezogen, das in der Fig. 2 als Schaltven­ til 50 ausgebildet ist. Dieses Schaltventil weist einen Kolbenschieber 51 mit drei Kolbenbünden 52 bis 54 und dazwischenliegenden Kolbenabsätzen 55 und 56 auf. Auch dieser Kolbenschieber wird an seiner rechten Stirn­ seite von einer Feder 59 belastet, während an seiner linken Stirnseite 57 der über eine Leitung 46 in den Druckraum 58 geführte Steuerdruck ansteht. Dieses Druckbeaufschlagungsventil 50 weist einen Anschluß 60 für eine zu der Einrückseite der Überbrückungskupplung führende Leitung 61, zwei Anschlüsse 63 und 64 zur Zuführung von Wandlerdruck über eine Lei­ tung 62, einen Anschluß 65 für eine zu der Ausrückseite der Überbrückungs­ kupplung führende Leitung 66, einen Anschluß 67 für eine Hauptdruck zu­ führende Leitung 68 sowie mit der Atmosphäre verbundene Auslaßanschlüs­ se 69 und 70 auf. Die Steuerdruckleitung 46 führt zu einem weiteren, ge­ schwindigkeitsabhängig schaltenden Ventil 35, das wiederum einen Schie­ berkolben 36 mit zwei Kolbenbünden 37 und 38 und einem dazwischenliegen­ den Kolbenabsatz 39 aufweist. Während an der rechten Stirnseite des Schieberkolbens 36 eine Rückstellfeder 40 angreift, wird die linke Stirnseite 43 des Kolbens von dem in der Druckbeaufschlagungskammer 41 herrschenden Druck belastet, der über die Leitung 42 zugeführt wird. In dieser Druckleitung 42 soll ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Druck, der sogenannte Reglerdruck, herrschen. An dem Ventil 35 ist ein Anschluß 45 für die Steuerdruckleitung 46, ein Anschluß 44 zur Verbindung mit der zu dem Schaltventil 20 führenden Druckleitung 33′ sowie mit der Atmosphäre verbundene Auslässe 47 und 48 vorgesehen.

Bei der in der Fig. 2 gezeigten Ausführung steuert also, wie oben bereits erwähnt, das Schaltventil 20 nicht mehr direkt die Druckbeauf­ schlagung der Überbrückungskupplung 9, sondern steuert unter Zwischen­ schaltung des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schaltventils 35 das Druck­ beaufschlagungsventil 50. Ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Schaltventils 20 bei freigegebenem Fahrpedal, die dem Frei­ laufbetrieb des Fahrzeugs bei ausgerückter Vorwärtskupplung und ebenso ausgerückter Überbrückungskupplung entspricht, wird durch Betätigen des Fahrpedals das Schaltventil 20 zur Verbindung der Leitungen 19 und 18 umgeschaltet. Damit erhält auch die von der zu der Vorwärtskupplung 11 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 18 abzweigende Druckleitung 33′ Hauptdruck und könnte nun den Kolben 51 des Druckbeaufchlagungsventils 50 in der Zeichnung nach rechts verstellen. Durch diese Verstellung würde der Anschluß 60 für die zu der Einrückseite der Überbrückungskupplung 9 führende Druckmittelleitung 61 mit dem Anschluß 67 für die Hauptdruck­ leitung 68 und gleichzeitig den Anschluß 65 für die zu der Ausrückseite der Überbrückungskupplung 9 führende Druckmittelleitung 66 mit dem Druck­ mittelauslaß 69 verbunden, so daß die Überbrückungskupplung 9 zurUmge­ hung des Drehmomentwandlers 2 eingerückt wird. Jedoch wird der Haupt­ druck erst dann über die Leitungen 33′ und 46 auf die linke Stirnseite 57 des Schiebers 51 des Beaufschlagungsventils 50 weitergegeben, wenn das Fahrzeug mit einer genügend hohen Fahrgeschwindigkeit fährt, so daß das fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltventil 35 aus der in der Zeich­ nung gezeigten Stellung in eine solche Stellung umgeschaltet wird, in der die beiden Anschlüsse 44 und 45 über den Kolbenabsatz 39 miteinan­ der verbunden sind. Die Rückstellfeder 40 des fahrgeschwindigkeitsabhän­ gigen Schaltventils 35 kann dazu so bemessen sein, daß die Umschaltung bei einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 40 km/h erfolgt. Da­ durch wird die Überbrückungskupplung nur oberhalb der eingestellten Fahrgeschwindigkeit zur Vermeidung der in dem Wandler auftretenden Ver­ luste eingerückt, während bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten die Wirkung des Drehmomentwandlers auch als Dämpfungsglied in dem Zugstrang beibehalten bleibt. Bei Fahrgeschwindigkeiten unter dem eingestellten Wert bleibt der Kolben 51 des Druckbeaufschlagungsventils 50 also in der in der Zeichnung gezeigten Stellung, in der die beiden Seiten der Überbrückungskupplung über die mit der Wandlerdruckleitung 62 in Ver­ bindung stehenden Druckmittelleitungen 61 und 66 mit gleichhohem Druck beaufschlagt werden. Dieser Druckausgleich auf beiden Druckbeaufschla­ gungsseiten der Überbrückungskupplung führt dabei zum Ausrücken der Überbrückungskupplung, so daß die Kurbelwelle 1 nur über den Drehmoment­ wandler 2 mit der Turbinenwelle 8 verbunden ist.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung ge­ zeigten Ausführungen lediglich Beispiele der erfindungsgemäßen Steuerein­ richtung darstellen und daß eine Reihe von Abweichungen möglich sind, ohne von der Erfindung abzugehen. So könnte das Schaltventil 20 bei­ spielsweise auch etwa entsprechend der älteren Anmeldung P 28 44 665.3 mit einem zusätzlichen fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlag­ bar sein, um vor dem Einrücken des Schaltgliedes die Motordrehzahl anzu­ heben. Auch muß das Schaltglied nicht unbedingt durch die Vorwärtskupp­ lung gebildet sein, sondern kann durch irgendein anderes Schaltglied, das in den fraglichen Gangstufen, in denen Freilaufbetrieb möglich sein soll, eingerückt ist, gebildet werden.

Claims (4)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, das ein mechanisches Planetengetriebe mit zur wahlweisen Zuschaltung der Getriebe­ glieder vorgesehenen, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern aufweist, mit einem in Abhängigkeit von der Stellung eines von Hand betätigbaren Gangwählhebels ste­ henden Handsteuerventil, das in den Vorwärtsfahrgängen des Getriebes Druckmittel zur Betätigung eines diesen Fahrgängen zugeordneten Schaltgliedes weiterleitet, und mit einem in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schalt­ glied angeordneten, im wesentlichen von der Stellung des Fahrpedals und gegebenen­ falls von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängigen, das Druckniveau auf Atmosphärendruck absenkenden Schaltventil, nach Patent 28 33 641, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (20) gleichzeitig zur Unterbrechung der das Einrücken einer hydraulisch betätigbaren Überbrückungskupplung (9) eines dem Pla­ netengetriebe vorgeschalteten Drehmomentwandlers (2) bewirkenden Druckmittelzu­ fuhr ausgebildet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckleitung (33) vorgesehen ist, die hinter dem Schaltventil (20) von einer zu dem Schaltglied (11) führenden Beaufschlagungsleitung (18) abzweigt und unmittelbar mit der Druckbeauf­ schlagungsseite der Überbrückungskupplung (9) verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckleitung (33′, 46) vorgesehen ist, die hinter dem Schaltventil (20) von einer zu dem Schaltglied (11) führenden Beaufschlagungsleitung (18) abzweigt und mit einem die Druckbeauf­ schlagung der Überbrückungskupplung (9) steuernden Beaufschlagungsventil (50) ver­ bunden ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (33′, 46) ein von einem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbares Um­ schaltventil (35) eingeschaltet ist.