DE3618056A1

DE3618056A1 - Electro-hydraulic control device

Info

Publication number: DE3618056A1
Application number: DE19863618056
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1986-12-11

Abstract

An electro-hydraulic control device for the automatic shifting of the gears of a hydrodynamic-mechanical motor-vehicle transmission, containing a multigear planetary gear train, has shift members, actuable by pressure medium and assigned to the individual transmission gears, of which members at least one can be disengaged and another engaged when shifting up from a lower into a higher gear. In order to achieve an optimum, smooth gear shift when changing gears, it is proposed that a control valve (1) be provided in an actuating line (23) leading to the shift member (24) to be disengaged in the respective gear change, which valve connects the actuating line either to a pressure medium line (21) delivering the actuating pressure or to an outlet line (27), as a function of a pressure building up upstream of the shift member to be engaged and of a pressure which can be controlled by a solenoid valve (15) as a function of the operating state. <IMAGE>

Description

Elektro-hydraulische Steuereinrichtung Electro-hydraulic control device

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrohydraulische Steuereinrichtung zur automatischen Schaltung der Gänge eines ein mehrgängiges Planetengetriebe enthaltenden hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electrohydraulic control device for the automatic switching of the gears of a multi-speed planetary gear containing hydrodynamic-mechanical motor vehicle transmission according to the preamble of claim 1.

Bei elektrohydraulischen Steuereinrichtungen von automatischen Kraftfahrzeuggetrieben, wie zum Beispiel bei der in der DE-OS 32 11 630 gezeigten Steuereinrichtung, ist es im Prinzip möglich, die Ab- bzw. Zuschaltung der einzelnen Schaltglieder des Getriebes bei einem Gangwechsel nach Belieben elektrisch anzusteuern, so daß zwischen dem Einschalten eines einem neuen Getriebegang zugeordneten Schaltgliedes und dem Ausschalten eines einem alten Getriebegang zugeordneten Schaltgliedes beliebig große und zudem steuerbare Zeitabstände eingestellt werden können. Da die Schaltglieder jedoch üblicherweise hydraulisch arbeiten, kann deren beim Zu- bzw. Abschalten auftretender Befüll- bzw. Entleervorgang nur pauschal berücksichtigt werden, so daß eine optimale, ruckfreie Schaltung kaum möglich ist.In the case of electrohydraulic control devices of automatic motor vehicle transmissions, as for example in the control device shown in DE-OS 32 11 630 is In principle, it is possible to switch the individual switching elements of the Gearbox to be controlled electrically when changing gear at will, so that between the switching on of a shift member assigned to a new transmission gear and the Switching off a switching element of any size assigned to an old transmission gear and also controllable time intervals can be set. As the switching elements however, they usually work hydraulically, which can occur when they are switched on or off Filling and emptying processes can only be taken into account as a lump sum, so that an optimal, jerk-free shifting is hardly possible.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei einer elektro-hydraulischen Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art die Möglichkeit zu schaffen, ruckfreie Schaltübergänge beim Wechsel der Schaltglieder zu erreichen. The object on which the invention is based is therefore to create the possibility, in an electro-hydraulic control device of the type specified in the preamble of the claim, of achieving jolt-free switching transitions when changing the switching elements.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also dem beim Hochschalten von einem niedrigeren in einen höheren Gang auszurückenden Schaltglied ein Schaltventil vorgeschaltet, das in Abhängigkeit von dem sich vor dem einzurückenden Schaltglied aufbauenden Druck sowie von einem durch ein Elektromagnetventil gelieferten betriebszustandsabhängig veränderlichen Druck gesteuert wird. Dabei kann dieser betriebszustandsabhängig veränderliche Druck sowohl in Abhängigkeit von der Leistung des Fahrzeugantriebsmotors als auch von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie in Abhängigkeit von dem einzuschaltenden Getriebegang stehen, so daß je nach dem gerade vorliegenden Betribszustand bei unterschiedlich hohen Beaufschlagungsdrücken vor dem einzurückenden Schaltglied das auszurückende Schaltglied abgeschaltet wird.The solution to this problem results from the characterizing part of the patent claim 1. According to the invention, the upshift from a lower to a A switching valve is connected upstream of the switching element to be disengaged in the higher gear, which is dependent on from the pressure building up in front of the switching element to be engaged and from one variable depending on the operating state supplied by a solenoid valve Pressure is controlled. This pressure can be varied depending on the operating state both as a function of the performance of the vehicle drive motor and of the driving speed of the vehicle as well as depending on the one to be switched on Transmission gear are so that depending on the current operating condition at different high application pressures in front of the switching element to be disengaged Switching element is switched off.

Um auch beim Ausfall der Stromversorgung des den betriebszustandsabhängig veränderlichen Druck liefernden Elektromagnetventils eine, dann aber in konstanter Abhängigkeit von dem sich vor dem einzurückenden Schaltglied aufbauenden Druck stehende Abschaltung des auszurückenden Schaltgliedes zu erreichen, ist eine Feder vorgesehen, die den dem Schaltglied zugeordneten Steuerkolben im gleichen Sinne wie der betriebszustandsabhängige Druck belastet.In order to depend on the operating status even if the power supply fails variable pressure supplying solenoid valve, but then in constant Depending on the pressure building up in front of the switching element to be engaged To achieve disconnection of the switching element to be disengaged, a spring is provided, the control piston assigned to the switching element in the same sense as the one dependent on the operating state Pressure charged.

In den Zeichnungen sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Schaltbilder dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden.In the drawings are two different exemplary embodiments the invention based on schematic circuit diagrams shown in more detail below explained.

In den beiden Zeichnungen sind jeweils gleiche oder vergleichbare Bauteile mit den gleichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehenen Bezugszeichen bezeichnet worden. Dabei stellt 1 in der Figur 1 das Schaltventil insgesamt dar, das einen in einem Gehäuse 11 verschiebbar gehaltenen Steuerkolben 2 mit vier Steuerbünden 3 - 6 sowie mit zwischen den Steuerbünden vorgesehenen Kolbenabsätzen 7 - 9 aufweist. Mit 10 ist eine an der linken Wirkfläche 6a des Steuerbundes 6 angreifende und sich am Deckel 12 abstützende Feder bezeichnet, die den Steuerkolben 2 in der Zeichnung nach rechts zu drücken versucht. In the two drawings, the same or comparable components have been designated with the same reference numerals, possibly provided with a prime. 1 in FIG. 1 represents the switching valve as a whole, which has a control piston 2, held displaceably in a housing 11, with four control collars 3-6 and with piston shoulders 7-9 provided between the control collars. 10 with a spring acting on the left active surface 6a of the control collar 6 and supporting itself on the cover 12, which tries to push the control piston 2 to the right in the drawing.

Auf die gleiche Wirkfläche 6a des Steuerkolbens 2 wirkt ein über eine Steuerdruckleitung 14 in den Federraum 13 zugeführter Druck, der von einem mit 15 bezeichneten Elektromagnetventil geliefert wird und in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von der Leistung des Antriebsmotors des Fahrzeugs und/oder von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie gegebenenfalls von dem einzuschaltenden Getriebegang, veränderlich ist.On the same active surface 6a of the control piston 2 acts via a Control pressure line 14 in the spring chamber 13 supplied pressure, which is determined by a pressure 15 designated solenoid valve is supplied and depending on the operating status of the vehicle, for example as a function of the power of the drive motor of the vehicle and / or the driving speed of the vehicle and, if applicable of the gear to be engaged, is variable.

Dieses Elektromagnetventil 15 weist eine Spule 16, deren Stromversorgung durch hier nicht weiter gezeigte Mittel in Abhängigkeit von den oben genannten Betriebszuständen elektronisch steuerbar ist, sowie einen von dem magnetischen Feld dieser Spule 16 beeinflußten, durch eine Kugel 17 gebildeten Ventilkörper auf, der eine Auslaßöffnung 18 der Steuerdruckleitung 14 verschließt..This solenoid valve 15 has a coil 16 whose power supply by means not further shown here as a function of the above-mentioned operating states is electronically controllable, as well as one of the magnetic field of this coil 16 influenced valve body formed by a ball 17, which has an outlet opening 18 of the control pressure line 14 closes.

Die Druckmittelzuführung zu der Steuerdruckleitung 14 erfolgt über eine Drosselstelle 20 aus einer Leitung 19 von einer hier nicht weiter gezeigten Druckmittelquelle, die einen ausreichend hohen Druck liefert.The pressure medium is supplied to the control pressure line 14 via a throttle point 20 from a line 19 from a not shown here Pressure medium source that delivers a sufficiently high pressure.

Der Druck der Steuerdruckleitung 14 wird durch das Elektromagnetventil 15 in der Weise gesteuert, daß durch Veränderung der Stromversorgung der Spule 16 und damit deren Feldstärke die Schließkraft der Ventilkugel 17 und damit der Druckmittelaustritt aus der Auslaßöffnung 18 stufenlos beeinflußt wird.The pressure of the control pressure line 14 is through the solenoid valve 15 controlled in such a way that by changing the power supply to the coil 16 and thus their field strength, the closing force of the valve ball 17 and thus the pressure medium outlet is influenced continuously from the outlet opening 18.

Während bei Stromabschaltung die Ventilkugel 17 die Auslaßöffnung 18 vollkommen öffnet, so daß der Druck in der Steuerdruckleitung 14 praktisch auf den Atmosphärendruck abfällt, schließt bei voller Strombeaufschlagung der Spule 16 die Ventilkugel 17 die Auslaßöffnung 18 vollständig ab, so daß sich in der Steuerdruckleitung 14 der höchste, aus der Leitung 19 zuführbare Druck einstellen kann.While when the power is switched off, the valve ball 17, the outlet opening 18 opens completely, so that the pressure in the control pressure line 14 is practically on the atmospheric pressure drops, closes when full current is applied to the coil 16, the valve ball 17 from the outlet opening 18 completely, so that in the control pressure line 14 the highest pressure that can be supplied from line 19 can be set.

Dem auf der Wirklfäche 6a des Steuerbundes 6 des Steuerkolbens 2 lastenden Steuerdruck wirkt ein sich vor dem bei einem Gangwechsel zuzuschaltenden Schaltglied aufbauender Druck entgegen, der über eine Druckleitung 25 in den Beaufschlagungsraum 26 geführt wird und dort die in der Zeichnung rechte Stirnfläche 4b des Steuerbundes 4 belastet.The one on the active surface 6a of the control collar 6 of the control piston 2 Control pressure acts in front of the switching element to be engaged when changing gear building up pressure counter to that via a pressure line 25 in the application space 26 is performed and there the right end face 4b of the control collar in the drawing 4 charged.

In Abhängigkeit von diesen an dem Stuerkolben 2 wirkenden Kräften steuert nun dessen mittlerer Steuerbund 3 die Verbindung der zu dem beim Gangwechsel abzuschaltenden Schaltglied, das hier schematisch mit 24 angedeutet ist, führenden Beaufschlagungsleitung 23 mit einer den Beaufschlagungsdruck liefernden Leitung 21 oder einer Auslaßleitung 27.Depending on these forces acting on the control piston 2 now controls the middle control collar 3 the connection to the when changing gears switching element to be switched off, which is indicated here schematically at 24, leading Loading line 23 with a line supplying the loading pressure 21 or an outlet line 27.

Mit 29 ist noch eine zweite Auslaßleitung bezeichnet, die den dem Kolbenabsatz 9 zugeordneten Raum 28 entlastet.29 with a second outlet line is referred to, which the Piston shoulder 9 associated space 28 relieved.

Um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schaltventils 1 näher zu erläutern, sei angenommen, daß zur Durchführung eines Gangwechsels von einem niedrigeren in einen höheren Getriebegang, beispielsweise vom zweiten in den dritten Getriebegang, eine dem dritten Getriebegang zugeordnete Kupplung K2 durch ein diesem zugeordnetes, elektro-hydraulisch gesteuertes Ventil zugeschaltet wird, so daß sich in der zu diesem Schaltglied führenden Druckbeaufschlagungsleitung zunehmend Druck aufbauen kann. Während des ersten Teils des Einrückvorgangs sind zunächst nur dessen Druckbeaufschlagungsräume mit Druckmittel zu füllen und die bei dieser Kupplung beispielsweise vorhandenen Kupplungslamellen zur gegenseitigen Anlage zu bringen. Wenn dann diese Kupplungslamellen-Anlage erreicht ist und sich ein zunehmend höherer Druck in der Beaufschlagungsleitung einstellt, kann eine Drehmomentübernahme durch die Kupplung erfolgen. Erst in diesem Moment wird zweckmäßigerweise auch das dem niedrigeren Gang zugeordnete und beim Gangwechsel abzuschaltende Schaltglied, hier also beispielsweise eine dem zweiten Getriebegang zugeordnete Bremse B2, ausgerückt, um eine Schaltung ohne Zugkraftunterbrechung zu erreichen.To the mode of operation of the switching valve 1 according to the invention in more detail explain, assume that to perform a gear change from a lower one to a higher gear, for example from second to third gear, a clutch K2 assigned to the third gear through a clutch assigned to it, electro-hydraulically controlled valve is switched on, so that in the to This switching element leading to the pressure line increasingly build up pressure can. During the first part of the engagement process, only its pressurization spaces are initially available to be filled with pressure medium and those present in this clutch, for example To bring clutch plates to mutual contact. If then this clutch plate system is reached and there is an increasingly higher pressure in the application line the clutch can take over the torque. Only in this one Moment is expediently also assigned to the lower gear and at Shift member to be switched off, here for example one of the second Brake B2 assigned to gear gear, disengaged to a shift without interruption of tractive effort to reach.

Das Schaltventil 1 ist nun so ausgelegt, daß sein Steuerkolben 2 die zu dem auszurückenden Schaltglied 24 führende Beaufschlagungsleitung 23 erst dann mit der Auslaßleitung 27 verbindet, wenn vor dem einzurückenden Schaltglied ein genügend hoher Druck vorhanden ist. Dieser Druck wird über die Leitung 25 in den Druckbeaufschlagungsraum 26 übertragen und belastet die in der Zeichnung rechte Stirnfläche des Steuerbundes 4. Beim Überwiegen der von diesem Druck herrührende Druckkraft wird der Steuerkolben 2 gegenüber der in der Zeichnung gezeigten instabilen Mittelstellung nach links verschoben, so daß die in der Zeichnung rechte Steuerkante 3b des Steuerkolbens 3 eine mit der Beaufschlagungsleitung 23 verbundene Gehäusetasche 22 über den Kolbenabsatz 8 mit der Auslaßleitung 27 verbindet.The switching valve 1 is now designed so that its control piston 2 the Only then will the application line 23 leading to the switching element 24 to be disengaged connects to the outlet line 27 when a switching element is to be engaged in front of the switching element there is sufficient pressure. This pressure is via line 25 in the Transferring pressurization space 26 and loading the right in the drawing Front face of the control collar 4. When the predominance of the pressure resulting from this The pressure force of the control piston 2 is unstable with respect to that shown in the drawing Center position shifted to the left, so that the control edge on the right in the drawing 3b of the control piston 3 has a housing pocket connected to the application line 23 22 connects to the outlet line 27 via the piston shoulder 8.

Solange dagegen der vor dem einzurückenden Schaltglied anstehende Druck noch niedriger ist, überwiegt die Kraft der Feder 10 und der auf der Wirkfläche 6a des Steuerbundes 6 anstehende Steuerdruck der Steuerdruckleitung 14, der den Steuerkolben 2 in der Zeichnung nach rechts bis zum Anschlag verstellt, so daß die Gehäusetasche 22 über den Kolbenabsatz 7 mit der beispielsweise von einem Schaltventil kommenden und den Beaufschlagungsdruck führenden Druckleitung 21 verbindet.As long as the pending before the switching element to be engaged Pressure is even lower, the force of the spring 10 and the outweighs the Effective area 6a of the control collar 6 pending control pressure of the control pressure line 14, which moves the control piston 2 in the drawing to the right up to the stop, so that the housing pocket 22 on the piston shoulder 7 with the example of a Switching valve connecting the pressure line 21 leading to the application pressure.

Durch Beeinflussung des Steuerdruckes der Steuerdruckleitung 14 mit Hilfe des Elektromagnetventils 15 kann dabei der Umschaltpunkt des Schaltventils 1 und damit der Zeitpunkt der Abschaltung des auszurückenden Schaltgliedes in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von der Leistung des Antriebsmotors und/oder der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und beispielsweise auch des jeweils vorhandenen Getriebeganges verändert werden. So kann beispielsweise beii ansteigender Motorleistung und/oder Fahrgeschwindigkeit der Abschaltpunkt des auszurückenden Schaltgliedes durch höhere Steuerdrücke nach später verlegt werden und umgekehrt.By influencing the control pressure of the control pressure line 14 with With the help of the solenoid valve 15, the switching point of the switching valve can be used 1 and thus the time at which the switching element to be disengaged is switched off as a function of on the operating state of the vehicle, for example depending on the performance the drive motor and / or the driving speed of the vehicle and, for example can also be changed for the existing transmission gear. For example with increasing engine power and / or driving speed, the switch-off point of the relocated switching element due to higher control pressures to be relocated later and vice versa.

Auch beim Rückschalten von einem höheren in einen niedrigeren Getriebegang ergeben sich Vorteile bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Schaltventils.Even when shifting down from a higher to a lower gear there are advantages when using the switching valve according to the invention.

Hier kann nämlich durch volle Strombeaufschlagung der Spule 16 des Elektromagnetventils 15 der Druck in der Steuerdruckleitung 14 auf den maximalen Steuerdruck eingestellt werden1 der zusammen mit der Feder 10 in jedem Fall den Steuerkolben 2 des Schaltventils 1 in der Zeichnung nach rechts entgegen dem Druck der Druckleitung 25 zu stellen in der Lage ist. Damit wird aber die Leitung 23, die zu dem dem niedrigeren Gang zugeordneten Schaltglied 24 führt, mit der Leitung 21 verbunden, so daß das Schaltglied 24 nur noch unter dem Einfluß des in dieser Leitung angeordneten besonderen, beispielsweise elektrisch gesteuerten Schaltventils steht. Damit werden nun auch beim Rückschalten z.B. bei niedrigeren Geschwindigkeiten, Schaltungen mit steuerbarer Überdeckung möglich.Here, namely, by applying full current to the coil 16 of the Solenoid valve 15 the pressure in the control pressure line 14 to the maximum Control pressure can be set1 together with the spring 10 in each case Control piston 2 of switching valve 1 in the drawing to the right against the pressure the pressure line 25 is able to provide. But this becomes the line 23, which leads to the shift member 24 assigned to the lower gear, with the line 21 connected, so that the switching element 24 is only under the influence of this Line arranged special, for example electrically controlled switching valve stands. This means that when downshifting, e.g. at lower speeds, Switching with controllable overlap possible.

Wird darüberhinaus das Elektromagnetventil 15 auch in Abhängigkeit vom jeweils eingeschalteten Getriebegang verändert, dann können an ein und dieselbe Steuerdruckleitung 14 mehrere Schaltventile zur Steuerung mehrerer, auch verschiedene Gangwechselstufen zugeordneter Schaltglieder angeschlossen werden.In addition, the solenoid valve 15 is also dependent changed by the gear currently engaged, then you can switch to one and the same Control pressure line 14 several switching valves for controlling several, also different ones Gear shift stages of associated switching elements are connected.

Das in der Figur 2 gezeigte Ausfüiwijngsbeispiel unterscheidet sich im wesen lichen nur dadurch von dem in der Figur 1 tgczeigten, daß hier die die Verbindung der Beaufschlagungsleituirg 23 mit der vom Schaltschieber kommenden Druckleitung 21 bzw. mit einer Auslaßleitung 29 nicht von zwei Steuerkanten ein- und desselben Steuerbundes wie in der Figur 1, sondern durch die Steuerkanten 3a' und 5b' zweier im Abstand angeordneter Steuerbünde 3' und 5' erfolgt. Im übrigen ist die Funktion und Wirkungsweise des in der Figur 2 gezeigten Ventils 1' die gleiche wie in der Figur 1. Der Steuerkolben 2' weist lediglich einen Steuerbund weniger auf, so daß der von dem einzurückenden Schaltglied kommende Druck der Druckleitung 25 unmittelbar auf die rechte Stirnfläche 3b' des Steuerbundes 3' wirkt. Während die in der Zeichnung linke Steuerkante 3a' des Steuerbundes 3' die Verbindung der im Bereich des Kolbenabsatzes 7' angeordneten Beaufschlagungsleitung 23 mit der vom Schaltventil kommenden Druckleitung 21 steuert, steuert die in der Zeichnung rechte Steuerkante 5b des Steuerbundes 5' die Verbindung der Beaufschlagungsleitung 23 mit dem über die Auslaßleitung 29 an Atmosphärendruck gelegten Raum 28.The exemplary embodiment shown in FIG. 2 differs essentially only because of what is shown in FIG. 1 that here the Connection of the Beaufschlagungsleituirg 23 with the coming from the slide switch Pressure line 21 or with an outlet line 29 not one and the same from two control edges Control collar as in Figure 1, but through the control edges 3a 'and 5b' of two at a distance arranged control collars 3 'and 5' takes place. Otherwise the function is and the mode of operation of the valve 1 'shown in FIG. 2 is the same as in FIG Figure 1. The control piston 2 'has only one less control collar, so that the pressure of the pressure line 25 coming from the switching element to be engaged directly acts on the right end face 3b 'of the control collar 3'. While the one in the drawing left control edge 3a 'of the control collar 3' the connection in the area of the piston shoulder 7 'arranged application line 23 with the pressure line coming from the switching valve 21 controls, controls the right control edge 5b of the control collar in the drawing 5 ′ the connection of the application line 23 with the one via the outlet line 29 room at atmospheric pressure 28.

Claims

APPROACH 1. Electro-hydraulic control device for automatic Switching of the gears of a hydrodynamic-mechanical one containing a multi-gear planetary gear Motor vehicle transmission with the individual transmission gears associated with pressure medium loadable switching elements, of which when upshifting from a lower one in a higher gear at least one can be disengaged and another can be engaged, thereby characterized in that in one to be disengaged at the respective gear change Switching element (24) leading application line (23) a switching valve (1; 1 ') is switched on, the application line (23) depending on a pressure building up in front of the switching element to be engaged, as well as a through a Solenoid valve operating state dependent controllable pressure either with a the pressure medium line (21) delivering the application pressure or with an outlet line (27; 29) connects.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the switching valve (1; 1 ') has a control piston (2; 2') with at least one connection the application line (23) with the pressure medium line (21) or the outlet line (27; 29) controlling control collar (3; 3 ', 5') and with active surfaces, of which a first (4b) of the application pressure building up in front of the switching element to be engaged and a second effective surface (6a) of the first, opposite to the first effective surface operating-state-dependent pressure supplied by the solenoid valve (15) can be acted upon is.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that that a spring (10) is provided, which the control piston (2; 2 ') in the same Senses like the operating state-dependent pressure applied to the second active surface (6a) burdened.

4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pressure delivered by the solenoid valve (15) depends on the load of the Motor vehicle engine and / or the driving speed of the vehicle is dependent.

5. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the pressure supplied by the solenoid valve (15) differs from the one switched on Gear is dependent.