DE3630792A1 - Druckerzeugungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines vom Betriebszustand eines Kraftfahrzeugs abhängigen Hauptdruckes zur Betätigung von Schaltgliedern eines automatischen Kraftfahrzeug-Wechsel­ getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Einrichtungen, bei denen der zur Beaufschlagung der Schaltglie­ der erforderliche Hauptdruck durch Verstellung der Fördermenge der Förder­ pumpe erreicht wird, weisen den Vorteil auf, daß nur jeweils so viel Arbeitsmittel gefördert wird, wie zur Aufrechterhaltung eines vorge­ gebenen bestimmten Druckes in der Hauptdruckleitung erforderlich ist. Die Förderung überschüssigen Druckmittels wird damit vermieden und gleich­ zeitig der Leistungsbedarf für die Förderpumpe reduziert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine der­ artige Druckerzeugungseinrichtung zu schaffen, bei der mit möglichst einfachen Mitteln sichergestellt wird, daß der Hauptdruck jeweils ent­ sprechend dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs optimal eingestellt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1. Danach wird der die Mengenverstellvorrichtung der Förderpumpe beaufschlagende Pumpenverstelldruck mit Hilfe des Regelkolbens geregelt, wobei als Führungsgröße eine Druckkraft wirksam wird, die von einem Steuerkolben geliefert wird, der seinerseits betriebszustandsabhängig druckbelastet ist.

Insgesamt gesehen ergibt sich auf diese Weise eine Einrichtung, mit der der zur Betätigung der Schaltglieder eines automatischen Kraftfahr­ zeuggetriebes verwendbare Hauptdruck feinfühlig und genau auf die dem jeweiligen Betriebszustand optimal angepaßte Höhe eingestellt werden kann. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Schaltbildes der Druckerzeugungseinrichtung gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. In der Zeichnung ist mit 1 eine mengen­ verstellbare Förderpumpe, beispielsweise eine verstellbare Flügelzellen­ pumpe, bezeichnet, die hier ein in einem feststehenden Gehäuse 2 gegen­ über einem angetriebenen Läufer 3 aufweist, wobei die Verstellung durch einen in einem Druckraum 8 herrschenden Pumpenverstelldruck entgegen einer Rückstellfeder 7 erfolgt. Dabei ergibt sich, daß die Fördermenge der Förderpumpe 1 umgekehrt proportional zum Pumpenverstelldruck verändert wird.

Die Förderpumpe 1 saugt über eine Saugleitung 43 Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 44 an und fördert dieses in eine Hauptdruckleitung 5, die auf hier nicht weiter gezeigte Weise über Schalt- und Steuerventile zu Schaltgliedern eines automatischen Kraftfahrzeugwechselgetriebes führt. Die Höhe des Druckes in der Hauptdruckleitung 5 richtet sich dabei nach der Fördermenge der Pumpe bzw. danach, in welchem Maße Druck­ mittel aus der Hauptdruckleitung entnommen wird. Es ist jedoch wünschens­ wert, diesen Druck möglichst genau auf der dem jeweiligen Betriebszustand optimal angepaßten Höhe zu halten, wobei diese Druckhöhe sich nach ver­ schiedenen Kriterien, wie zum Beispiel danach richtet, welcher Getriebegang eingelegt ist, welche Leistung von dem Kraftfahrzeugantriebsmotor gefordert wird und ob beispielsweise gerade ein Umschaltvorgang durchgeführt wird.

Die Steuerung der Höhe des Druckes in dieser Hauptdruckleitung wird daher durch Veränderung der Fördermenge der Förderpumpe 1 vorgenommen, indem zum Anheben des Hauptdruckes die Fördermenge erhöht und zum Reduzieren des Hauptdruckes die Fördermenge herabgesetzt wird. Da diese Förder­ mengenverstellung abhängig von der Druckhöhe des die Mengenverstell­ vorrichtung 2 beaufschlagenden Pumpenverstelldruckes ist, hängt die Genauigkeit des Hauptdruckverlaufes im wesentlichen von dem Verlauf des Pumpenverstelldruckes ab, der von einem Steuerventil 10 erzeugt und über eine Pumpenverstelldruckleitung 9 dem Druckbeaufschlagungsraum 8 zugeführt wird.

Dieses Steuerventil 10 weist nun zwei in einem gemeinsamen Gehäuse ver­ schiebbar gehaltene Kolben, nämlich einen Regelkolben 11 und einen Steuer­ kolben 12 auf, die untereinander durch eine Übertragungsfeder 13 wirkungs­ mäßig verbunden sind. Der Regelkolben 11 besitzt dabei zwei Kolbenbünde 14 und 15 sowie einen zwischen diesen Bünden liegenden Kolbenabsatz 16 und regelt mit Hilfe seiner Steuerkanten 14 b und 15 b die Verbindung der Pumpenverstelldruckleitung 9 mit einer Druckleitung 20 oder einer Auslaßleitung 23. Dabei ist die Druckleitung 20, die entweder den Haupt­ druck, den sogenannten Wandlerdruck oder einen anderen, eine bestimmte Mindestdruckhöhe aufweisenden Druck liefert, mit einem Gehäuseanschluß 19 verbunden, während die Pumpenverstelldruckleitung 9 mit dem Gehäusean­ schluß 18 verbunden ist.

Der Reglerkolben 11 wird an seiner in der Zeichnung rechten Stirnseite 14 a von dem über eine eine Drosselstelle 22 aufweisende Rückführungsleitung 9 a in einen Druckbeaufschlagungsraum 21 rückgeführten Pumpenverstelldruck belastet, während an der gegenüberliegenden Stirnseite 15 a der Steuerkolben 12 den Reglerkolben 11 mittels der Übertragungsfeder 13 belastet. Je nach den an den Endseiten 14 a und 15 a wirkenden Kräften stellt sich dann der in einer Bohrung 17 verschiebbare Reglerkolben ein, wobei die in der Zeichnung gezeigte Stellung eine stabile Gleichgewichtsstellung zeigt, in der durch die Steuerkanten 14 b und 15 b gerade die Verbindung der Pumpenverstelldruckleitung 9 mit der Druckleitung 20 und mit der Auslaßleitung 23 unterbrochen ist. Ausgehend von dieser Stellung wird bei einer Verstellung des Reglerkolbens nach rechts der mit der Druck­ leitung 20 verbundene Gehäuseanschluß 19 von der Steuerkante 14 b aufge­ steuert und damit der Pumpenverstelldruck erhöht, während bei einer Verstellung des Reglerkolbens 11 aus der gezeigten Gleichgewichtsstellung nach links die Auslaßleitung 23 durch die Steuerkante 15 b aufgesteuert und damit der Pumpenverstelldruck gesenkt wird.

Der den Reglerkolben 11 belastende Steuerkolben 12 besteht bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus drei Kolbenbünden 24, 25 und 26, die mit gestuften Durchmessern ausgeführt sind und in mit entsprechend gestuften Durchmessern versehenen Bohrun­ gen 27 28 und 29 des Ventilgehäuses gleiten. Die Kolbenbünde 24-26 weisen an den in der Zeichnung jeweils linken Stirnseiten teilweise ringförmige Wiegeflächen 24 a, 25 a und 26 a auf, an denen in zugeordneten Druckbeaufschlagungsräumen 31, 33 und 34 anstehende Druckmitteldrücke zur Verstellung des Steuerkolbens 12 in der Zeichnung nach rechts entgegen der Kraft einer an der rechten endseitigen Stirnfläche 24 b des Steuer­ kolbens 12 wirkenden Rückstellfeder 30 einwirken.

Dabei steht in dem Druckbeaufschlagungsraum 31 ein Druck an, dessen Höhe betriebszustandsabhängig veränderlich ist und über eine Steuer­ druckleitung 32 von einem hier nur schematisch angedeuteten Drucksteuer­ ventil 40, beispielsweise einem elektromagnetischen Steuerventil geliefert wird. Dieser Druck kann durch entsprechende elektronische Ansteuerung des elektromagnetischen Drucksteuerventils in Abhängigkeit von verschie­ denen Zustandsgrößen des Fahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine gesteuert werden, um so Einfluß auf die Höhe des von der Förderpumpe 1 gelieferten Hauptdruckes zu nehmen.

In dem Druckbeaufschlagungsraum 33, der der Wiegefläche 25 a zugeord­ net ist, steht demgegenüber der Druck der Hauptdruckleitung 5 an, die mit diesem Druckbeaufschlagungsraum über eine mit einer Drosselstelle 41 versehene Zweigleitung 5 a verbunden ist. Die in der Zeichnung am linken Ende des Steuerkolbens 12 vorgesehene Wiegefläche 26 a wird dagegen von einem Druck belastet, der über eine Druckleitung 35 in den Druckbeauf­ schlagungsraum 34 geleitet wird. Diese Druckleitung 35 kann dabei von einem hier nicht gezeigten, in den herkömmlichen Getriebesteuerungen vorgesehenen Handschieber kommen und an diesem so angeschlossen sein, daß darin Hauptdruck, jedoch lediglich in den einen Vorwärtsgetriebegang entsprechenden Wählhebelstellungen des Getriebes ansteht. In der Neutral­ stellung des Getriebes, sowie in der Rückwärts- und Parkstellung soll dagegen diese Leitung Atmosphärendruck führen.

Mit 36 ist in der Zeichnung noch eine Auslaßleitung bezeichnet, über die der die konzentrisch übereinander angeordneten Federn 13 und 30 aufnehmende Federraum 39 entlüftet ist, während mit 37 eine Auslaßlei­ tung bezeichnet ist, die eine Begrenzung der Verstellbewegung des Steuer­ kolbens 12 nach rechts bewirkt, da beim Überlaufen dieser Auslaßleitung 37 durch die dann als Steuerkante wirkende Wiegefläche 25 a der Druck in dem Druckbeaufschlagungsraum 33 zusammenbrechen und damit eine Weiter­ verstellung des Steuerkolbens 12 nach rechts unterbunden wird.

Ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Gleichgewichtsstellung des Steuerventils 10 ergibt sich bei einer Betriebszustandsänderung die zu einer Änderung des von dem elektromagnetischen Drucksteuerventil 40 gelieferten Steuerdrucks führt, zunächst eine Verstellung des Steuer­ kolbens 12. Hierbei sei angenommen, daß der Steuerdruck angehoben wird, so daß der Steuerkolben 12 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird. Diese Axialverschiebung des Steuerkolbens 12 wird über die Übertragungs­ feder 13 auf den Reglerkolben 11 übertragen, der damit den Pumpenverstell­ druck durch Aufsteuerung der Druckleitung 20 erhöht. Diese Erhöhung des Pumpenverstelldruckes führt dann zu einer Reduzierung der Fördermenge der Förderpumpe 1, so daß die Höhe des in der Hauptdruckleitung 5 anstehen­ den Hauptdruckes verringert wird. Die Erhöhung des Pumpenverstelldruckes 9 wirkt über die Zweigleitung 9 a auch auf die rechte Stirnfläche 14 a des Reglerkolbens ein, so daß dieser wieder in die in der Zeichnung gezeigte Gleichgewichtsstellung zurückgestellt wird.

In ähnlicher Weise wird auch eine beispielsweise durch eine Druckmittel­ entnahme erfolgende Änderung des Hauptdruckes ausgeregelt. Das Absinken des Hauptdruckes führt nämlich zu einer Reduzierung der auf die Wiege­ fläche 25 a des Steuerkolbens 12 wirkenden Verstellkräfte, so daß dieser durch die Rückstellfeder 30 in der Zeichnung nach links bewegt wird, was durch entsprechende Entlastung der linken Stirnseite des Reglerkolbens 11 zu einer entsprechenden Verschiebung des Reglerkolbens 11 und damit zum Aufsteuern der Auslaßleitung 23 durch die Steuerkante 15 b führt. Der dadurch bewirkte Abfall des Pumpenverstelldruckes führt zu einer Vergrößerung der Fördermenge der Förderpumpe 1 und damit zu einem ent­ sprechenden Anheben des Hauptdruckes, so daß wieder der Ausgangszustand eingestellt wird.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung der Steuerkolben 12 auch anders ausgebildet und beaufschlagbar sein kann, ohne den Hauptgedanken der Erfindung zu ver­ lassen. So wäre es beispielsweise auch möglich, anstelle der beiden Wiegeflächen 25 a und 26 a nur deren eine vorzusehen, an der dann ein in Abhängigkeit von der Stellung des Getriebewählhebels stufenweise veränderlicher Druck ansteht.

In der Zeichnung ist schließlich angedeutet, daß die Auslaßleitung 23 des Steuerventils 10 zweckmäßigerweise mit dem Federraum 6 der Rückstell­ feder 7 verbunden ist, in den die Saugleitung 43 mündet und von wo aus das Druckmittel in die Arbeitsräume der Förderpumpe 1 gelangt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß dann, wenn die Steuerkante 15 b des Regler­ kolbens 11 die Auslaßleitung 23 aufsteuert und damit diese mit der Pumpen­ verstelldruckleitung 9 verbindet, der Druckbeaufschlagungsraum 8 im wesentlichen mit dem gleichen Druck wie der Federraum 6 beaufschlagt wird, der beispielsweise infolge eines in der Saugleitung 43 angebrach­ ten und gegebenenfalls Verstopfungen unterworfenen Siebes auch unterhalb des Atmosphärendruckes liegen könnte.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Erzeugung eines vom Betriebszustand eines Kraftfahr­ zeugs abhängigen Hauptdruckes zur Betätigung von Schaltgliedern eines automatischen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes mit einer verstellbaren Förderpumpe, die den Hauptdruck durch Änderung der Fördermenge ein­ stellt, und mit einem Steuerventil zur Lieferung eines eine Mengen­ verstellvorrichtung der Förderpumpe im Sinne der Verstellung der Fördermenge beaufschlagenden Pumpenverstelldruckes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil (10) einen den Pumpenverstelldruck erzeugenden Regelkolben (11) aufweist, der an einer Wiegefläche (14 a) von dem rückgeführten Pumpenverstelldruck und an einer entgegengerich­ teten Wiegefläche (15 a) von einem durch einen betriebszustandsabhängig veränderlichen Druck sowie den Hauptdruck beaufschlagten Steuerkolben belastet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer­ kolben (12) über eine Übertragungsfeder (13) auf den Regelkolben (11) einwirkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (12) wenigstens eine von einem betriebszustandsabhängig gesteuerten Druck beaufschlagte erste Wiegefläche (24 a) sowie eine von dem Hauptdruck beaufschlagte zweite Wiegefläche (25 a) aufweist, und daß eine den Steuerkolben entgegen diesen Druckkräften belastende Rückstellfeder (30) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (30) konzentrisch zur Übertragungsfeder (13) angeordnet ist und an der dem Regelkolben (11) zugewandten Stirnseite (24 b) des Steuerkolbens (12) angreift.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (12) eine dritte Wiegefläche (29 a) aufweist, die in allen Vorwärtsgetriebegängen des Getriebes mit Druck beauf­ schlagbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die erste Wiegefläche (24 a) des Steuerkolbens (12) belastende, betriebszustandsabhängig gesteuerte Druck von einem elektromagneti­ schen Drucksteuerventil (40) lieferbar ist.