DE3107998A1

DE3107998A1 - Steuereinrichtung fuer ein automatisches kraftfahrzeug-wechselgetriebe

Info

Publication number: DE3107998A1
Application number: DE19813107998
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1982-10-07

Description

Steuereinrichtung für ein automatisches
Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein automatisches Xraftfahrzeug-Wechselgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um die Schaltglieder eines automatischen Eraftfahrzeug-Wechselgetriebes beim Schalten der Gänge mit einem optimalen Betätigungsdruck zu beaufschlagen, ist es üblich, den diese Schaltglieder beaufschlagenden Hauptdruck in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine zu steuern. Dazu dient das sogenannte Hauptdrucksteuerventil, dessen Steuerkolben an einer Wiegefläche einem motorbelastungsabhängigen Druck belastet wird. Dieser motorlastabhängige Druck wird nun bei herkömmlichen hydraulischen Getriebesteuerungen von einem sogenannten Gasdruckschieber geliefert, wobei noch Steuerventile zur beispielsweise fahrgeschwindigkeitsabhängigen Modulation des Steuerdruckes zwischengeschaltet sind. Der Gasdruckschieber wird dabei unmittelbar von der Stellung des Fahrpedals beeinflußt, wozu entsprechende Seilzüge bzw. Gestänge von dem Fahrpedal bzw. der Drosset klappe zu dexn Getriebe verlegt sind. Eine derartige mechanische Verbindung ruft jedoch mitunter Probleme hervor, da bei der heute üblichen Vielzahl von Motortypen unter Umständen für jeden Motor ein anderes Verbindungsglied konstruiert und montiert werden muß, was erhebliche Entwicklungs-,Produktions- und Montagearbeiten erfordert.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine einfache und exakte Lieferung eines motorlastabhängigen Steuerdruckes an das Hauptdrucksteuerventil sichergestellt ist.
Die LDsung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche aufgezeigt.
Die erfindungsgem--iße Anordnung einer den Steuerdruck liefernden Pumpe, deren Drehzahl in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Antriebsmotors und/oder des Fahrzeugs gesteuert wird, ermöglicht es nun, mit relativ einfachen Mitteln eine optimale Anpassung des Hauptdruckes zur sicheren Betätigung de Schaltglieder des automatischen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes zu erreichen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Schaltbildes gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 ein Hauptdrucksteuervntil bezeichnet, das den Druck des von einer beispielsweise motorgetriebenen Zahnradpumpe 2 über eine Leitung 3 zugeführten Druckmittels steuert und diesen gesteuerten Hauptdruck über Leitungen 3a und 3b zur Beaufschlagung des Wandlers des automatischen Getriebes sowie der dem Getriebe zugeordneten Schaltglieder, wie Kupplungen und Bremsen, sowie an die übrigen Steuerungselemente weiterleitet.
Das Hauptdrucksteuerventil 1 weist einen Steuerkolben 4 auf, der an seiner einen Stirnseite von einem in einem Druekbeaufschlagungsraum 9 herrschenden motorlastabhängigen Steuerdruck und zusätzlich von einer Feder 5 belastet ist. Die Einstellung der Feder 5 erfolgt mittels einer einen Federteller 8 verstellenden Einstellschraube 7.
Dieser Belastung entgegen wirken die an den linken Stufenflächen 15 und 32 des Steuerkolbens 4 herrschenden Reaufschlagungsdrücke der Druckbeaufschlagungsräume 16 und 33. Dazu ist der Druckbeaufschlagungsraum 16 über eine mit einer Drosselstelle 17 versehene Zweigleitung 3c mit der Hauptdruckleitung 3 verbunden, während der Drucko-atifschlagungsraum 33 über eine ebenfalls eine Drosselstelle 18 aufweisende Leitung 19 von dem hier nicht gezeigten Handschieber in den Wählhebelstellungen N, D 2 und 1 des Getriebes mit Druck beaufschlagt wird.Insbesondere ist diese Druckleitung also bei Einschaltung des Rückwärtsfahrbetriebes drucklos.
Der der linken Stirnfläche des Steuerkolbens 4 zugeordnete Raum 14 ist ebenso wie der mittlere Arbeitsraum 12 des Hauptdruckregelventils 1 über zu dem Druckmittelbehälter 31 führende Leitungen 13a und 13b an den Atmosphärendruck angeschlossen. Diese Auslaßleitungen 13a und 13b können dabei zu einer gemeinsamen Auslaßleitung 13 zusammengefaßt werden, ie auch an die Saugseite der Zahnradpumpe 2 angeschlossen ist.
An dem der rechten Stirnseite des Steuerkolbens 4 zugeordneten Druck beaufschlagungsraum 9 ist eine Leitung 10 zur Zuführung eines motorlastabhängigen Steuerdruckes angeschlossen, der von einer Pumpe 22 geliefert wird,die von einem beispielsweise elektrischen Antriebsmotor 23 angetrieben wird. Die Saugseite dieser Pumpe 22 ist entweder über eine Leitung 24 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 31 oder über eine Leitung 24' mit der Druckseite der Hauptpumpe 2 verbunden. In beiden Fällen bestimmt die Drehzahl der Pumpe 22 die Höhe des Steuerdruckes, wobei diese Drehzahl von einem Steuergerät 25 geregelt wird, das von einem Druckfühler 26 eine Information über den Druck in der Druckleitung 10 oder gegebenenfalls auch in der Leitung 3, sowie ein Signal über die Stellung des Fahrpedals 27 von einem diesem zugeordneten Geber 28, beispielsweise einem Potentiometer, erhält. Mit 29 und 50 sind weitere Eingänge des Steuergerätes angedeutet, über die Informationen über die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und gegebenenfalls über den jeweils eingeschalteten Getriebegang zugeführt werden.
Naehfolgend soll nun die Funktion und Wirkungsweise der in der Zeichnung gezeigten Steuereinrichtung näher erläutert werden. Ausgehend vom Stillstand des Fahrzeugs wird mit dem Starten des Motors auch die letztlich von diesem angetriebene Hauptpumpe 2 zugeschaltet, die folglich in der Druckleitung 3 und den mit diesen verbundenen Zweigleitungen 3a - 3c einen Druck aufbaut. Die Höhe dieses Drukkes wird im wesentlichen durch die Stellung der Steuerkante 11 des Steuerkolbens 4 bestimmt, die wiederum abhängig ist von den an den Wiegeflächen des Kolbens wirksamen Druckmitteldrücken. Bei einer Verstellung des Steuerkolbens 4 aus der in der Zeichnung gezeigten Stellung nach rechts wird die Hauptdruckleitung 3 mit dem'mit dem Auslaß verbundenen Arbeitsraum 12 verbunden, so daß der Hauptdruck abfällt. Bei einer Verstellung des Steuerkolbens 4 nach links kann dagegen der Hauptdruck in der Hauptdruckleitung 3 ansteigen. Die Stellung des Steuerkolbens 4 und damit auch die Höhe des Hauptaruckes in der Hauptdruckleitung 3 hängt nun im wesentlichen von der Höhe des über die Druckleitung 10 zugeführten Steuerdruckes ab, der wiederum von dem Steuergerät ag in Abhängigkeit von beispielsweise der Stellung des Fahrpedals, des eingeschalteten Getriebeganges und der Fahrgeschwindigkeit bestimmt wird. Damit die Steuerdruckpumpe 22 ständig laufen kann und nicht gegebenenfalls aus dem Stand immer wieder neu angefahren werden muß, ist der Druckbeaufschlagungsraum 9 über eine eine feste Drosselstelle 21 aufweisende Leitung 2 mit dem Auslaß, das heißt mit dem Druckmittelbehälter 31, verbunden.
Nach dem Anlassen des Motors beginnt also der Druck in der Hauptdruckleitung 3 langsam anzusteigen, bis der auf den linken Stufenflächen 15 und gegebenenfalls 32 des Steuerkolbens 4 wirkende Druck der Kraft der Feder 5 und des auf der federseitigen Stirnfläche des Steuerkolbens anstehenden Steuerdruckes gleichkommt. Bei weiter steigender Ölförderung wird der Steuerkolbens 4 in der Zeichnung nach rechts verstellt, so daß das Druckmittel aus der Hauptdruckleitung 3 in den Arbeitsraiim 12 und damit in den Auslaß übertreten kann. Im Rückwärtsgang ist der Arbeitsraum 33 drucklos, so daß allein der auf der Stufenfläche 15 des Steuerkolbens lastende Hauptdruck die Kraft der Feder 5 und den Steuerdruck des Druckbeaufschlagungsraums 9 ausgleichen muß.
In diesem Fall wird also ein wesentlich höherer Hauptdruck 3 als bei VorWärtsfahrt eingeregelt.
Durch Veränderung des über die Steuerdruckleitung 10 zugeführten Steuerdruckes wird der Hauptdruck der Hauptdruckleitung 3 im wesentlichen der durch die Stellung des Pahrpedals 27 oder auch der Drosselklappenstellung sowie der Fahrgeschwindigkeit und dem eingeschalteten Getriebegang angepaßt. Dazu werden die diese Kriterien darstellenden Signale dem Steuergerät 25 zugeführt, das den Antrieb 23 der Steuerdruckpumpe 22 so verstellt, bis ein in Abhängigkeit von desen Betriebsgrößen z. B. in einem Programm vorgegebener Steuerdrack von dem den Istwert der Steuerdruckleitung 10 messenden Druckgeber 26 angezeigt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, die Sauseite der Pumpe über die Leitung 24 direkt an den unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelbehälter 31 anzuschließen oder aber auch, wie durch die strichpunktierte Leitung 24 angedeutet ist, mit der Druckseite der Hauptpumpe 2 zu verbinden. Im letzteren Fall wird die Steuerdruckpumpe 22 zum angetriebenen Ölmotor und der beispielsweise durch einen Elektromotor gebildete Antriebsmotor 23 zur Bremse bzw. zu einem nur gelegentlich die Steuerdruckpumpe 22 antreibenden Motor, falls nämlich die Reibungsverluste in der Pumpe nicht von dem Druckgefälle zwischen der Hauptdruckleitung 3 und der Steuerdruckleitung 10 aufgebracht werden können. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Hauptdruck immer größer als der belastungsabhängige Steuerdruck ist.
Um dabei den Druck auf der "Saugseite" der Steuerdruckpumpe 22 zu begrenzen, könnte in der Leitung 24 auch ein Druckbegrenzungsven til 35 eingeschaltet sein. Auch wäre es möglich, die Leitung 24' mit dem sogenannten Waidlerdruck zu beaufschlagen, wozu diese Leitung an die zum Wandler führende Zweigleitung 3a hinter einen in dieser üblicherweise vorgesehenen Druckbegrenzungsventil angeschlossen werden könnte.
Mit 34 ist schließlich noch ein Filter zur Reinigung des Druckmittels angedeutet, das in den Steuerdruckkreislauf vor oder hinter der Stelerdruckpumpe 22 eingeschaltet werden kann. Der Vorteil einer solchen Unterbringung eines Filters in den Steuerdruckkreislauf besteht darin, daß das Filter wegen der dort nur geringen Druckmi pelumlaufmenge relativ klein bemessen sein kann. Auf längere Zeit betrachtet ergibt sich dann trotzdem eine wirkungsvolle Reinigung der gesamten Druckmittelmenge.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung besteht unter anderem darin, daß die Steuerdruckpumpe 22 zusammen mit ihrem Antrieb 23 und dem Druckistwertgeber 26 zu einer Einheit zusammengefaßt an der Getriebesteuerung so angebracht werden können, daß sie bei einem Deffekt leicht ausgewechselt werden können. Da die Informationen zur Steuerung der Steuerdruckpumpe dem Steuergerät im wesentlichen auf elektrischem Wege zugeführt werden, sich mechanische, wesentlich von der Konstruktion der Brennkraftmaschine und des Fahrzeugs abhängige Verbindungen zwischen dem Fahrpedal bzw. der Drosselklappe und dem Getriebe nicht mehr erforderlich.

Claims

A N S P R ff C H'E 1. Steuereinrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe mit einem zur Ereugung eines vom Belastungszustana des Antriebsmotors abhängigen Hauptdruckes zur Betätigung der Schaltglieder des Wechselgetriebes vorgesehenen Rauptdrucksteuerventil, dessen SteuerkolDen von einem motorlastabhängigen Steuerdruck beaufschlagbar ist, der einem einer Wiegefläche des Steuerkolbens zugeordneten Druckbeaufschlagungsraum zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Steuerdruck liefernde Pumpe (22) vorgesehen ist, deren Drehzahl in Abhängigkeit von dem Belastungszustand des Antriebsmotors und/oder des Fahrzeugs kennzeichnenden Signalen steuerbar ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der I>ruckbeaufschlagungsraum.(9) an eine mit einer 1>rosselstelle (21) versehene Auslaßleitung (22) angeschlossen ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dan die Pumpe (22) einen von einem Steuergerät (25) in Abhängigkeit vom Belastungszustand des AntriebesIotors ansteuerbaren Antrieb (23) aufweist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (25) mit einem die Stellung des Laststeuergliedea (27) des Antriebsmotcrs erfassenden Signal geber (28) verbunden ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (25) mit einem den Steuerdruck oder den Hauptdruck erfassenden Istwertgeber (26) verbunden ist.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (25) mit einem den jeweils eingeschalteten Getriebegang erfassenden Geber verbunden ist.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät mit einem die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfassenden Geber verbunden ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerdruck liefernde Pumpe (22) saugseitig mit dem Iruckmittelsammelbehälter (31) verbunden ist.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerdruck liefernde Pumpe (22) saugseitig mit der Druckseite einer das Hauptdrucksteuerventil (1) mit Druckmittel versorgenden Hauptpumpe (2) verbunden ist.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (24') zwischen der Rauptpumpe (2) und der Steuerdruckpumpe (22) ein Druckbegrenzungsventil (35) eingeschaltet ist.
11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Pumpe (22) enthaltenden Steuerdruckkreislauf ein Reinigungsfilter (34) eingeschaltet ist.