DE4004182A1 - Automatikgetriebe mit einer ventileinrichtung zur schaltpunktsteuerung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe mit Ventileinrichtung zur Schaltpunktsteuerung innerhalb des automatischen Getriebes.

Die US-PS 44 74 084 (Sugano et al), veröffentlicht 2.10.84 (entspricht JP 57-1 44 338), zeigt ein Ventilsystem für eine Schaltpunktsteuerung in einem Automatikgetriebe. Dieses bekannte System umfaßt ein Drosselventil, ein Drosselveränderungssystem und ein Kickdow -Ventil, das als Zuverlässigkeitsventil bezeichnet werden kann. Das Drosselventil bewirkt eine Druckregulierung, um einen Drosseldruck zu erzeugen, der in Abhängigkeit vom Drosselöffnungsgrad veränderlich ist. Der Drosseldruck wird an ein Druckregulierventil gelegt, um eine Druckregulierung zu verändern bzw. zu modulieren, die in dem Druckregulierventil bei der Erzeugung eines Systemdruckes oder Leitungsdruckes, d.h. eines Betätigungs-Servodruckes bewirkt wird. Das Drosselveränderungsventil bewirkt eine Druckregulierung unter Verwendung des Drosseldruckes als Pilotdruck oder Vorsteuerdruck und des Leitungsdruckes als eine Quelle von Hydraulikfluiddruck, um einen Drosselveränderungsdruck zu erzeugen, der in Abhängigkeit von dem Drosseldruck veränderlich ist. Der Drosselmodulator- oder Drosselveränderungsdruck wird an zumindest ein Getriebeschaltventil gelegt und als Signaldruck für das Getriebeschaltventil zur Bestimmung eines Schaltpunktes verwendet. Unter Kickdown-Bedingungen macht das Kickdown- Ventil das Drosselventil unwirksam, um seine Funktion als Druckregulierventil zu beenden und gestattet, daß der System- oder Leitungsdruck an die Drosseldruckleitung gelegt wird, und öffnet einen Kanal, der die Drosseldruckleitung mit einer Kickdown-Druckleitung verbindet, so daß der System- oder Leitungsdruck an die Kickdown-Druckleitung gelegt wird. Der Leitungsdruck in der Kickdown-Druckleitung wird an das Schaltventil gelegt. Unter dieser Bedingung beendet das Drosselveränderungsventil seine Funktion zur Ausführung einer Druckregulierung, und es wird gestattet, daß der Leitungsdruck an die Drosselmodulations-Druck­ leitung gelegt wird. Aus der voranstehenden Erläuterung ist verständlich, daß im Kickdown-Zustand der Drosseldruck und der Drosselveränderungsdruck ebenso hoch werden wie der System- oder Leitungsdruck.

Die bekannte Ventileinrichtung für eine Schaltpunktsteuerung wirft jedoch zwei Probleme auf, wie folgt:

Im Kickdown-Zustand wird der System- oder Leitungsdruck an das Schaltventil gelegt, wodurch veranlaßt wird, daß sich der Schaltpunkt mit der Veränderung in der Größe des System- oder Leitungsdruckes ändert. Da der Leitungsdruck mit der Temperatur des Hydraulikfluides und der Drehzahl einer Pumpe für das Hydraulikfluid veränderlich ist, ist der Schaltpunkt unter Kickdown-Bedingungen veränderlich. Wenn z.B. der System- oder Leitungsdruck höher wird als ein vorbestimmter Wert, verschiebt sich der Schaltpunkt im Kickdown-Zustand nach der Seite hoher Fahrzeuggeschwindigkeit hin, so daß ein Überdrehen des Motors herbeigeführt wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß unterschiedliche Schaltventile für verschiedene Automatikgetriebe mit unterschiedlichen Schaltpunkten für den Kickdown-Betrieb erforderlich sind. Da insbesondere der Leitungsdruck sowohl in der Drosseldruckleitung als auch in der Drosselveränderungsdruckleitung erscheint, ist es unmöglich, den Schaltpunkt durch Veränderung der Größe des Hydraulikdruckes zu verschieben. Daher ist ein anderes Schaltventil mit einer anderen Druckwirkungsfläche, auf die der Kickdown-Druck einwirkt, erforderlich. Entsprechend müssen unterschiedliche Schaltventile in bezug auf Ventilbohrung und Ventilschieberkonfiguration hergestellt werden. Dies führt zu einer Kostenzunahme und einer komplizierten Steuerung bei der Herstellung der Einrichtungen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Automatikgetriebe zu schaffen mit einer verbesserten Ventileinrichtung für eine Schaltpunktsteuerung derart, daß die vorerwähnten Schwierigkeiten beseitigt sind.

Erfindungsgemäß ist ein Automatikgetriebe mit einer Ventileinrichtung für die Schaltpunktsteuerung innerhalb des Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, das einen Motor aufweist und dessen Automatikgetriebe unter einem Kickdown-Zustand arbeiten kann, wobei die Ventileinrichtung aufweist:
eine Kickdown-Veränderungs-Ventileinrichtung zum Erzeugen eines Kickdown-Veränderungsdruckes bzw. Kickdown-Modulator­ druckes, der so hoch wie ein konstanter Hydraulikdruck ist, zumindest unter dem Kickdown-Zustand,
eine Drosselventileinrichtung, die mit der Kickdown-Verände­ rungs-Ventileinrichtung verbunden ist, um einen Drosseldruck zu erzeugen, der durch den Kickdown-Veränderungsdruck im Kickdown-Betrieb gesteuert ist,
eine Drosselveränderungs-Ventileinrichtung oder Drosselmodulator-Ventileinrichtung, die mit der Kickdown- Veränderungs-Ventileinrichtung verbunden ist, um einen Drosselveränderungsdruck zu erzeugen, der in Abhängigkeit von dem Drosseldruck veränderlich ist, wobei der Modulations- bzw. Veränderungsdruck durch den Kickdown- Veränderungsdruck im Kickdown-Betrieb gesteuert wird,
eine Kickdown-Ventileinrichtung, die mit der Kickdown- Veränderungs-Ventileinrichtung verbunden ist, um einen Kickdown-Druck zu erzeugen, der nur im Kickdown-Betrieb durch den Kickdown-Veränderungsdruck gesteuert wird, und
ein Getriebeschaltventil mit einem Ventilschieber, der in Abhängigkeit von dem Drosseldruck, dem Drosselveränderungsdruck und dem Kickdown-Druck bewegbar ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein Teilschaltbild eines hydraulischen Steuer­ systems, das in Fig. 4 gezeigt ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Automatikgetriebes mit einer Ventileinrichtung für eine Schaltpunkt­ steuerung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Antriebszuges eines Achssystems (transaxle) mit einem Automatik­ getriebe,

Fig. 3 eine Tabelle, die ein Schaltdiagramm zeigt,

Fig. 4 einen Hydraulikschaltkreis des hydraulischen Steuersystems für das Automatikgetriebe, und

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Druckkennlinien von unterschiedlichen Signaldrücken, die durch unterschiedliche Ventile der Ventileinrichtung nach der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.

Bevor in die Beschreibung des Ausführungsbeispieles eines Automatikgetriebes mit einer Ventileinrichtung für eine Schaltpunktsteuerung nach der vorliegenden Erfindung eingetreten wird, wird ein Automatikgetriebe bzw. ein automatischer Achsantrieb (transaxle) im ganzen in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 erläutert.

Bezug nehmend auf Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Motor, der zur Quermontage in bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeuges geeignet ist. Das Drehmoment des Motors 10 wird an einen Drehmomentwandler 12 an einem Pumpenrad 18 desselben gelegt. Außer dem Drehmomentwandler 12 weist das Achsantriebssystem ein Automatikgetriebe mit einem Planetenradgetriebekasten 14 zur Drehzahländerung und eine Differentialeinheit 16 auf. Zusätzlich zu dem Pumpenrad 18 enthält der Drehmomentwandler 12 einen Turbinenläufer 20 und einen Stator 22. Er enthält auch eine Verriegelungskupplung 24, um einen mechanischen Direktantriebszustand zwischen dem Pumpenrad 18 und dem Turbinenläufer 20 herzustellen. Wenn die Verriegelungskupplung 24 außer Eingriff oder gelöst ist, wird das Drehmoment über Hydraulikfluid von dem Pumpenrad 18 auf den Turbinenläufer 20 übertragen und anschließend auf eine Getriebeeingangswelle 26 übertragen, die antreibend mit dem Turbinenläufer 20 verbunden ist. Wenn die Verriegelungskupplung 24 in ihrem Eingriffszustand ist, wird das Drehmoment über eine mechanische Verbindung zwischen dem Pumpenrad 18 und dem Turbinenläufer 20 auf die Eingangswelle 26 übertragen. Die Verriegelungskupplung 24 wird in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen einer Druck- Anlegekammer T/A und einer Entlastungskammer T/R angeregt. Das Pumpenrad 18 ist antreibend mit einer Ölpumpe 28 verbunden, so daß der Motor die Ölpumpe 28 antreibt.

Die Planetenradgetriebebox 14 zur Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsänderung umfaßt einen ersten Planetenradgetriebesatz G ₁ und einen zweiten Planetenradgetriebesatz G ₂. Der erste Planetenradgetriebesatz G ₁ enthält ein erstes Sonnenrad S ₁, ein erstes inneres oder Ringzahnrad R ₁ und einen ersten Ritzelträger PC ₁. Der erste Ritzelträger PC ₁ lagert drehbar zumindest ein Planetenzahnrad P ₁, das mit den Sonnen- und Ringzahnrädern S ₁ und R ₁ kämmt. Der zweite Planetenradgetriebesatz G ₂ umfaßt ein zweites Sonnenrad S ₂, ein zweites Innen- oder Ringzahnrad R ₂ und einen zweiten Ritzel- oder Zahnradträger PC ₂. Der zweite Zahnradträger PC ₂ lagert drehbar zumindest ein Planetenzahnrad P ₂, das in Kämmeingriff ist mit dem zweiten Sonnenrad S ₂ und dem Ringzahnrad R ₂. Das erste Sonnenzahnrad S ₂ ist antreibend mit der Eingangswelle 26 verbunden, während der erste Zahnradträger PC ₁ und das zweite Ringzahnrad R ₂ antreibend mit einer Getriebeausgangswelle 30 verbunden sind.

Über eine seriell verbundene Vorwärts-Freilaufkupplung F/O und eine Vorwärtskupplung F/C ist das erste Ringzahnrad R ₁ antreibend mit dem zweiten Zahnradträger PC ₂ verbindbar. Eine Freilaufkupplung O/C ist parallel zu der in Reihe verbundenen Vorwärts-Freilaufkupplung F/O und der Vorwärtgskupplung F/C angeordnet. Über diese Freilaufkupplung O/C ist das erste Ringzahnrad R ₁ antreibend mit dem zweiten Zahnradträger PC ₂ verbindbar. Das zweite Sonnenrad S ₂ ist antreibend über eine Rückwärtskupplung R/C mit der Eingangswelle 26 verbindbar. Der zweite Zahnradträger PC ₂ ist antreibend über eine "Hoch"-Kupplung H/C mit der Eingangswelle 26 verbindbar. Das zweite Sonnenrad S ₂ ist vorgesehen, um stationär relativ zu einem Getriebegehäuse über eine Bandbremse B/B festgehalten zu werden. Der zweite Zahnradträger PC ₂ ist vorgesehen, um stationär relativ zu dem Gehäuse über eine "Niedrig"-Freilauf-Kupplung L/O oder eine Niedrig- und Rückwärtsbremse L&R/B gehalten zu werden, die parallel zu der Niedrig-Freilaufkupplung L/O angeordnet ist. Die Abtriebswelle 30 hat ein Abtriebszahnrad 32, das gemeinsam mit dieser drehbar ist. Eine Leerlaufwelle 35 ist drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert und erstreckt sich parallel zu der Abtriebswelle 30. Ein Leerlaufzahnrad 34 ist mit der Leerlaufwelle 35 zur gemeinsamen Drehung mit dieser an einem Endabschnitt derselben verbunden. Am entgegengesetzten Endabschnitt besitzt die Leerlaufwelle 35 ein Untersetzungszahnrad 36 zur Drehung mit dieser. Das Leerlaufzahnrad 34 ist in Kämmeingriff mit dem Abtriebszahnrad 32, während das Untersetzungszahnrad 36 in Kämmeingriff mit einem Ringzahnrad 38 der Differentialeinheit 16 ist. Die Differentialeinheit 16 besitzt Antriebsachsen 40 und 42, die sich in entgegengesetzte Richtungen nach außen erstrecken. Diese Antriebsachsen 40 und 42 sind antreibbar mit einem linken Vorderrad und einem rechten Vorderrad verbunden.

In der Drehzahländerungs-Planetenradgetriebebox 14 veranlaßt eine Veränderung einer ausgewählten oder einer ausgewählten Kombination der Kupplungen F/C, H/C, O/C und R/C, der Bremsen B/B und L&R/B sowie der Freilaufkupplungen F/O und L/O, die aktiviert oder in Eingriff gebracht werden, eine Änderung des Rotationszustandes der Planetenradgetriebeelemente S ₁, S ₂, R ₁, R ₂, PC ₁ und PC ₂ der Planetenradgetriebe Sätze G ₁ und G ₂, und verursachen eine Änderung in der Drehzahl der Abtriebswelle 30 relativ zur Drehzahl der Eingangs- oder Antriebswelle 26. Im einzelnen verursacht die Anregung einer oder einer Kombination von Kupplungen, Bremsen und Freilaufkupplungen in einem Schema, wie dies in der Tabelle, die in Fig. 3 dargestellt ist, gezeigt ist, eine Schaltung zwischen vier Vorwärts-Übersetzungsverhältnissen in verschiedenen Antriebsweisen und einen Rückwärtsgang. In Fig. 3 gibt das Zeichen o an, daß eine besondere Reibungsvorrichtung aktiviert oder in Eingriff gebracht ist. Wenn die besondere Reibungsvorrichtung eine Kupplung oder eine Bremse ist, gibt das vorerwähnte Zeichen o den Eingriffszustand der Kupplung oder Bremse an, während dann, wenn die besondere Reibungsvorrichtung eine Freilaufkupplung ist, das Zeichen o die Betätigung der Freilaufkupplung angibt. Die Bezugszeichen 2 A, 3 R und 4 A, die in einer Reihe unterhalb des Bezugszeichens B/B angegeben sind, bezeichnen eine 2. Gang-Einlegekammer 2 A, eine 3. Gang-Ausrückkammer 3 R und eine 4. Gang-Einrückkammer 4 A eines Hydraulikdruck-betätigten Servomotors zum Anziehen der Bandbremse B/B. Das Bezugszeichen o bezeichnet die Zuführung von Hydraulikfluiddruck an eine spezielle Kammer.

Die Bezugszeichen α ₁ und α ₂ drücken ein Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrades S ₁ zur Zähnezahl des Ringzahnrades R ₁ aus, bzw. ein Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrades S ₂ zur Zähnezahl des Ringzahnrades R ₂. Ein Übersetzungsverhältnis ist das Verhältnis der Drehzahlen der Eingangswelle 26 zur Drehzahl der Ausgangswelle 30.

Infolge der Drehzahländerungswirkung, vorgenommen durch die Planetenradgetriebebox 14, veranlaßt die Rotation der Eingangswelle 26 mit einer bestimmten Drehzahl, die Ausgangswelle 30, sich mit einer Drehzahl zu drehen, die gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle 26 vermindert oder erhöht ist. Das Drehmoment der Ausgangs- oder Abtriebswelle 30 wird über ein Ausgangszahnrad 32, ein Leerlaufzahnrad 34, ein Untersetzungszahnrad 36 und das Ringrad 38 der Differentialeinheit 16 übertragen. Dies veranlaßt die Antriebsachsen 40 und 42, das linke bzw. rechte Vorderrad anzutreiben. Im Ergebnis dessen wird eine automatische Umschaltung unter vier Vorwärts-Drehzahl-Übersetzungs­ verhältnissen oder Gängen einschließlich eines Schonganges bewirkt.

Bezugnehmend auf Fig. 4 weist das hydraulische Steuersystem die folgenden Ventile auf: ein Druckregulierventil 50, ein Handventil 52, ein Drosselventil 54, ein Kickdown-Ventil 55, ein Drossel-Steuerventil bzw. Drossel-Modulatorventil 56, ein Druckveränderungsventil 58, ein Verriegelungs- Steuerventil 60, ein Reglerventil 62, ein 1-2-Schaltventil 64, ein 2-3-Schaltventil 66, ein 3-4-Schaltventil 68, ein 3-2-Zeitgeberventil 70, ein 4-2-Folgeventil 72, ein manuelles Druckreduzierventil 74 für einen ersten Bereich, ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungsventil 76, ein Freilaufkupplungs-Steuerventil 78, ein 1-2-Speicherventil 80, ein Kickdown-Steuerventil bzw. Kickdown-Modulatorventil 82, eine Schnellgang-Sperrmagnetspule 84, ein N-D-Speicher 88 und ein Servo-Entlastungs-Speicher 90. Diese Ventile sind betrieblich miteinander verbunden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Sie sind auch mit einer Ölpumpe O/P, einer Belastungskammer T/A und der Entlastungskammer T/R des Drehmomentwandlers 12, den Kupplungen R/C, H/C, O/C und F/C, der Bremse L&R/B und drei Kammern 2 A, 3 R und 4 A der Bandbremse B/B verbunden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Infolge dieses Schaltungsaufbaus wird die geeignete oder die geeignete Kombination der Kupplungen R/C, H/C, O/C und F/C sowie der Bremsen L&R/B und B/B, die in Eingriff gebracht werden sollen, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Öffnungsgrad der Motordrosselklappe ausgewählt. In dieser Darstellung sind solche Ventile, die nicht direkt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, nicht besonders erläutert. Die folgende Erläuterung geht von Fig. 1 aus, die solche Ventile und Teile in einem Auszug aus dem Gesamtsystem zeigt, die eine enge Verbindung zur vorliegenden Erfindung haben, um so das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist das Kickdown-Modulatorventil oder -Steuerventil 82 ein Druckregulierventil mit einem Ventilschieber 100 und einer Feder 102. Dieses Ventil verwendet den System- bzw. Leitungsdruck, der an das Ventil über die Hydraulikleitung 104 gelegt wird, als Hydraulikdruckquelle, um eine Druckregulierung auszuführen, und einen konstanten, maximalen Hydraulikdruck zu erzeugen, der durch die Kraft der Feder 102 bestimmt ist. Bei einem Kickdown-Zustand wird der konstante Hydraulikdruck, der um einen bestimmten Betrag niedriger ist als der maximale Leitungsdruck, an eine Kickdown-Modulatordruckleitung 106 gelegt.

Das Drosselventil 54 enthält einen Ventilschieber 108 und Federn 110 und 112. Dieses Ventil verwendet den Hydraulikdruck, der an das Ventil über die Steuerdruckleitung oder Modulatordruckleitung 106 gelegt wird als Hydraulikdruckquelle zur Ausführung einer Druckregulierung, um einen Drosseldruck zu erzeugen, der an eine Drosseldruckleitung 114 gelegt wird. Die Menge der Feder 110 ist in Abhängigkeit von der Position veränderlich, die der Ventilschieber 118 des Kickdown-Ventiles 55 einnimmt. Da diese Position des Ventilschiebers 118 mit dem Drosselöffnungsgrad veränderlich ist, ist der Drosseldruck in der Drosseldruckleitung 114 im Verhältnis zum Drosselöffnungsgrad veränderlich.

Das Drossel-Veränderungsventil oder -Modulatorventil 56 enthält einen Ventilschieber 124 und eine Feder 126. Dieses Ventil verwendet den Hydraulikdruck, der an das Ventil durch die Kickdown-Modulatordruckleitung 106 gelegt wird, als Druckquelle zur Ausführung einer Druckregulierung, um eine Drosselsteuerung bzw. eine Drosselungsveränderung in einer Drosselmodulator-Druckleitung 128 zu erzeugen. Der Drosseldruck von der Drosseldruckleitung 114 wirkt auf ein Ende des Ventilschiebers 124, so daß die Druckregulierung bewirkt wird, um einen Aufbau des Drossel-Steuerdruckes oder Drossel-Modulatordruckes in der Drosselmodulator-Druckleitung 128 zu gestatten. Der Drosselmodulator- oder Drosselveränderungsdruck entspricht einer Kraft infolge des Drosseldruckes und einer Kraft der Feder 126. Daher ist der Drosselmodulatordruck ein gegenüber dem Drosseldruck verstärkter Druck. Bei einem Drosseldruck von Null ist der Drosselmodulatordruck so hoch wie der vorgegebene Druck entsprechend der Kraft der Feder 126. Da die Druckwirkungsfläche, die dem innerhalb der Drosseldruckleitung 114 herrschenden Drosseldruck ausgesetzt ist, kleiner ist als die Druckwirkungsfläche, die dem Drosselmodulatordruck ausgesetzt ist, nimmt der Drosselveränderungs- oder -Modulationsdruck mit einer geringeren Rate bzw. Geschwindigkeit zu als der Drosseldruck, wenn sich der Drosselöffnungsgrad erhöht.

Das Kickdown-Ventil 55 weist einen Ventilschieber 118 auf, der mit einem Gaspedal bewegbar ist. Der Ventilschieber 118 ist zwischen einer Position, in der der Hydraulikfluiddruck an einem Anschluß 119 zu der Kickdown-Druckleitung 122 angelegt wird, und einer Position, in der die Kickdown- Druckleitung 122 druckentlastet wird, bewegbar.

Das 2-3-Schaltventil 66 enthält einen Ventilschieber 130 und eine Feder 132. Der Ventilschieber 130 ist zwischen einer Herunterschaltstellung, die in Fig. 1 durch die obere Ventilhälfte dargestellt ist, und einer Heraufschaltstellung, die in Fig. 1 durch die untere Ventilhälfte dargestellt ist, verschiebbar. Zur Erleichterung der Darstellung ist das 2-3-Schaltventil 66, das in Fig. 1 gezeigt ist, vereinfacht im Vergleich zu seinem Gegenstück, das in Fig. 4 dargestellt ist, gezeigt und ist nicht mit einem Einsatz- bzw. Stopfenventil versehen. Die Arbeitsweise ist jedoch im wesentlichen dieselbe.

In seiner Herunterschaltstellung erlaubt der Ventilschieber 130, daß eine Hydraulikleitung 134, die mit der Hoch-Kupplung HC kommuniziert, druckentlastet wird. In seiner Heraufschaltstellung erlaubt der Schieber 130, daß die Hydraulikleitung 134 mit einer Hydraulikleitung 136 verbunden wird, die mit dem System- bzw. Leitungsdruck beaufschlagt ist. Der Ventilschieber 130 unterliegt einem Reglerdruck, der an den Ventilschieber 130 von dem Reglerventil 62 über eine Reglerdruckleitung 138 zugeführt wird.

Der Reglerdruck wirkt auf den Ventilschieber 130 in solch einer Richtung, daß er den Ventilschieber 130 in Richtung auf seine Heraufschaltstellung vorspannt. Der Reglerdruck in der Reglerdruckleitung 138 wird zu den zwei Anschlüssen 140 und 142 geführt. Da der Ventilschieber 130 zwei Stege 130 a und 130 b von unterschiedlichen Durchmessern besitzt, ist eine Druckwirkungsfläche, auf die der Reglerdruck einwirkt, wenn sich der Ventilschieber 130 in seiner Herunterschaltstellung befindet, kleiner als eine Druckwirkungsfläche, auf die der Reglerdruck einwirkt, wenn der Ventilschieber 130 sich in der Heraufschaltstellung befindet, so daß sich eine Hysterese ergibt. Die Drosselmodulator-Druckleitung 128 ist mit einem Anschluß 144 verbunden und die Drosseldruckleitung 120 ist mit einem Anschluß 146 verbunden. Der Ventilschieber 130 hat Stege 130 c und 130 d mit unterschiedlichen Durchmessern. Der Steg 130 d hat einen kleineren Durchmesser als der Steg 130 c und diese Stege bilden zwischen sich eine Differenz in der Druckwirkungsfläche. Diese Flächendifferenz in der Druckwirkungsfläche dient als drosselbezogene bzw. drosselungsabhängige Druckwirkungsfläche. Wenn sich der Ventilschieber 130 in der Herunterschaltstellung (down position) befindet, wirkt der Drosselmodulator- bzw. Steuerdruck oder -Veränderungsdruck in der Drosselveränderungs-Druckleitung 128 auf diese drosselungsbezogene Druckwirkungsfläche, wodurch dann, wenn der Ventilschieber 130 sich in der Heraufschaltstellung (up position) befindet, der Teildrosseldruck in der Drosseldruckleitung 114 auf die drosselungsbezogene Druckwirkungsfläche einwirkt. Der Kickdown-Druck in der Kickdown-Druckleitung 122 wirkt auf eine Differenzfläche bezüglich der Druckeinwirkung, die zwischen den Stegen 130 d und 130 e gebildet wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieles erläutert.

Zunächst wird auf die Arbeitsweise im Nicht-Kickdown-Zustand Bezug genommen. Das Kickdown-Modulatorventil bzw. Kickdown- Veränderungs- oder Steuerventil 82 wird mit dem System- oder Leitungsdruck in der Leitungsdruckleitung 104 beaufschlagt und verwendet den Leitungsdruck bei der Ausführung der Druckregulierung. Wenn der Leitungsdruck niedriger als ein bestimmter Wert ist, nimmt der Ventilschieber 100 des Kickdown-Modulatorventiles 82 eine Position ein, die durch die obere Hälfte des Ventiles dargestellt ist und somit erlaubt es das Kickdown-Veränderungsventil 82, daß der Leitungsdruck an die Kickdown-Modulationsdruckleitung 106 gelegt wird. Wenn somit der Leitungsdruck niedriger ist als der vorgegebene Wert, ist der Hydraulikdruck in der Kickdown-Modulatordruckleitung 106 eben so hoch wie der Leitungsdruck. Wenn der Leitungsdruck so hoch ist wie der vorgegebene Wert oder höher als dieser vorgegebene Wert, bewegt sich der Ventilschieber 100 in eine Position, die durch die untere Hälfte des Ventiles dargestellt ist, wobei eine Druckregulierung ausgeführt wird. In diesem Zustand wird ein Hydraulikdruck in der Kickdown-Modulatordruckleitung 106 erzeugt, der ebenso hoch ist wie der vorgegebene Wert. Dieser Hydraulikdruck ist der maximale Druck in der Drosselungsveränderungs-Druckleitung 106 und entspricht der Kraft der Feder 102. Das Drosselventil 54 verwendet den Hydraulikdruck, der an das Ventil 54 von der Kickdown-Modulatordruckleitung 106 angelegt wird, als Druckquelle zur Ausführung einer Druckregulierung, um einen Drosselungsdruck zu erzeugen, der proportional zum Drosselöffnungsgrad veränderlich ist. Dieser Drosseldruck wird an die Drosseldruckleitung 114 gelegt. Das Drosselmodulatorventil 56 verwendet den Hydraulikdruck von der Kickdown-Modulatordruckleitung 106 als Druckquelle und den Drosseldruck als Pilot- oder Führungsdruck bei der Ausführung einer Druckregulierung, um den Drosselungs-Modulatordruck zu erzeugen. Dieser Drosselmodulatordruck wird an die Drosselmodulator-Druck­ leitung 128 gelegt. über die Drosselungsveränderungs- Druckleitung 128 wird der Drosselveränderungsdruck an einen Anschluß 144 des 2-3-Schaltventil 66 gelegt. Wenn der Ventilschieber 130 in einer Herunterschaltstellung ist, wie sie durch die obere Ventilhälfte in Fig. 1 dargestellt ist, wirkt der Drosselmodulatordruck an dem Anschluß 144 auf die drosselungsbezogene Druckfläche des Ventilschiebers 130 und ruft eine Kraft nach links hervor, die den Ventilschieber 130 in Fig. 1 nach links drängt. Die Gesamtgröße dieser Linkskraft und einer Kraft der Feder 133 ist einer Kraft entgegengerichtet, die durch den Reglerdruck hervorgerufen wird, welcher auf das in Fig. 1 linke Ende des Ventilschiebers 13 einwirkt. Der Ventilschieber 130 ist zwischen der Herunterschaltstellung und einer Heraufschaltstellung (down position, up position) bewegbar, wie dies durch seine untere Hälfte in Fig. 1 verdeutlicht ist. Wenn der Ventilschieber 130 die Heraufschaltstellung einnimmt, wie sie durch die untere Hälfte in Fig. 1 dargestellt ist, wirkt der Drosseldruck, der an den Anschluß 146 von der Drosseldruckleitung 114 gelegt ist, auf die drosselungsbezogene Druckfläche anstelle des Drosselmodulatordruckes. Im Ergebnis dessen wird eine Hysterese erzeugt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise im Kickdown-Zustand erläutert.

Der Kickdown-Modulatordruck in der Kickdown-Modulatordruck­ leitung 106 befindet sich an dem maximalen und konstanten Wert, d.h. der vorgegebene Wert entspricht demjenigen der Feder 102. Um den Kickdown-Betrieb zu initiieren, wird das Gaspedal tief in eine Kickdown-Postion niedergedrückt, so daß der Ventilschieber 118 des Kickdown-Ventiles 45 druckbetätigt wird, um sich in die rechteste Position zu bewegen, wie dies durch die obere Hälfte des Ventilschiebers in Fig. 1 dargestellt ist. Somit wird das Drosselventil 54 unwirksam bzw. nicht arbeitsfähig gemacht, um seine Funktion, eine Druckregulierung auszuführen, zu beenden, so daß es möglich wird, den konstanten Hydraulikdruck, der von der Drossel-Modulatordruckleitung 106 an den Anschluß 113 gelegt wird, an die Drosseldruckleitung 114 zu legen. Da der Ventilschieber 118 die Position einnimmt, die durch die obere Hälfte des Ventilschiebers in Fig. 1 dargestellt ist, kann die Drosseldruckleitung 114 mit der Kickdown-Druckleitung 122 kommunizieren. Somit wird der konstante Druck über die Drosseldruckleitung 114 an die Kickdown-Druckleitung gelegt. Der Konstantdruck wird über die Drosseldruckleitung 114 an den Pilotanschluß des Drossel-Modulatorventiles 56 gelegt, so daß das Drosselmodulatorventil 56 unwirksam gemacht wird und seine Funktion zur Druckregulierung beendet wird, so daß es möglich ist, den Konstantdruck, der von der Kickdown- Modulatordruckleitung 106 an den Anschluß des Ventiles gelegt wird, an die Drosselmodulator-Druckleitung 128 und anschließend an den Anschluß 144 des 2-3-Schaltventiles 66 zu legen. Somit sind die drosselungsbezogene Druckwirkungsfläche und die Kickdown-Druckwirkungsfläche des Ventilschiebers 130 dem Konstantdruck unterworfen.

Die Gesamtsumme der Kräfte, die durch diesen Konstantdruck und die Kraft infolge der Feder 132 gebildet wird, sind der Kraft entgegengerichtet, die durch den Reglerdruck induziert wird. Der Ventilschieber 130 verschiebt sich von der Aufwärtsposition (up position) in die Abwärtsposition (down position), wenn die Gesamtheit der Kräfte die Kraft des Reglerdruckes übersteigt. Der Konstantdruck, der durch das Kickdown-Modulatorventil 82 erzeugt wird, ändert sich nicht mit einer Veränderung im Leitungsdruck.

Somit wird der Schaltpunkt während des Kickdown-Zustandes, der durch das 2-3-Schaltventil 66 bestimmt wird, durch die Veränderung im Leitungsdruck nicht beeinflußt. Außerdem kann die Größe des Konstantdruckes durch Änderung der Vorspannung der Feder 102 geändert werden. Wenn z.B. der maximale Konstantdruck, der durch das Kickdown-Modulatorventil 82 erzeugt wird, durch Austausch der Feder 102 durch eine neue Feder erhöht wird, die eine erhöhte Vorspannung ausübt, verschiebt sich der Schaltpunkt im Kickdown-Betrieb, der durch das 2-3-Schaltventil 66 bestimmt wird, nur zur hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsseite, ohne jede Veränderung in den Schaltpunkten für den Nicht-Kickdwon-Zustand, die durch das 2-3-Schaltventil bestimmt werden. Daher kann ohne Austausch des Ventilschiebers 130 des 2-3-Schaltventiles durch einen neuen Ventilschieber der Schaltpunkt im Kickdown-Zustand nur modifiziert werden.

In der vorangegangenen Beschreibung und Darstellung bezüglich Fig. 1 wurde die vorliegende Erfindung mit dem 2-3-Schaltventil 66 erläutert, die vorliegende Erfindung ist jedoch auf das 1-2-Schaltventil 64 und/oder das 3-4-Schalt­ ventil 68 anwendbar. In dem 2-3-Schaltventil 66 wird die Hysterese dadurch geschaffen, daß die drosselungsbezogene Druckwirkungsfläche dem Drosselmodulatordruck ausgesetzt wird, wenn sich der Ventilschieber 130 in der Herunterschaltstellung (down position) befindet, oder dem Drosseldruck ausgesetzt, wenn sich der Ventilschieber 130 in der Heraufschaltstellung (up position) befindet. Die Hysterese kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden. Z.B. ändert sich die Druckwirkungsfläche, die dem Drosselungsmodulatordruck ausgesetzt ist, wenn der Ventilschieber 130 sich von der Herunterschaltstellung in die Heraufschaltstellung verschiebt bzw. umschaltet. In diesem Fall ist die Drosselmodulator-Druckwirkungsfläche stets dem Drosselmodulatordruck unterworfen.

Fig. 5 zeigt, wie die verschiedenen Signaldrücke sich in Abhängigkeit vom Drosselöffnungsgrad verändern. Der System- oder Leitungsdruck ist proportional dem Drosselöffnungsgrad von einem Drosselöffnungsgrad Null bis zu einem bestimmten Drosselöffnungsgrad. An diesem bestimmten Drosselöffnungsgrad ändert sich der Anstieg bzw. Gradient und anschließend nimmt der Leitungsdruck allmählich bzw. mit einem geringeren Anstieg zu. Im Kickdown-Zustand springt der Leitungsdruck auf den Maximalwert. Dieser Maximalwert unterliegt jedoch der Veränderung infolge der Temperatur des Hydraulikfluides und der Drehzahl einer Pumpe. Der Kickdown- Modulatordruck ist so hoch wie der Leitungsdruck von dem Drosselöffnungsgrad Null bis zu einem zweiten bestimmten Drosselöffnungsgrad, der kleiner ist als der zuerst erwähnte bestimmte Drosselöffnungsgrad. Wenn der Drosselöffnungsgrad gleich oder höher als der zweite bestimmte Drosselöffnungsgrad ist, wird der Kickdown-Modulatordruck so hoch wie der Maximalwert. Dieser maximale konstante Wert ist niedriger als der Leitungsdruck, ist jedoch in Bezug auf eine Veränderung in den Umständen unveränderlich und konstant. Der Drosseldruck ist im Verhältnis zum Drosselöffnungsgrad von einem Drosselöffnungsgrad Null proportional veränderlich und springt auf den maximalen Konstantwert unter Kickdown-Bedingungen. Der Drossel-Modulatordruck ist bei einem Drosselöffnungsgrad von Null nicht gleich Null und verändert sich proportional zum Drosselöffnungsgrad und springt auf den maximalen Konstantwert. Der Drosselmodulatordruck ist stets höher als der Drosseldruck, verändert sich jedoch mit einer Geschwindigkeit bzw. mit einem Anstieg der kleiner ist als dies bei einer Veränderung des Drosseldruckes der Fall ist, wie dies leicht aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Kennlinie des Kickdown- Modulatordruckes in dem vorherigen Ausführungsbeispiel derart, daß der Modulatordruck veränderlich und niedriger ist als der maximale konstante Wert bei einem niedrigen Drosselöffnungsgrad. Die Kennlinie des Kickdown-Modulatordruckes ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Anforderung an den Drossel-Modulatordruck wird so lange erfüllt, wie ein bestimmter konstanter Druck, der niedriger ist als der Leitungsdruck, unter Kickdown- Bedingungen hergestellt wird. Somit entspricht der Modulatordruck, der stets über den gesamten Drosselöffnungsgrad konstant ist, dem vorerwähnten Erfordernis.

Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem für eine Schaltpunktsteuerung unter Kickdown-Bedingungen, mit einem Kickdown-Modulatorventil als Quelle eines konstanten Hydraulikfluiddruckes im Kickdown-Zustand. Dieser konstante Hydraulikfluiddruck ist mit der Kraft einer Feder einstellbar. Ein Drosselventil, ein Drossel-Modulatorventil und ein Kickdown-Ventil kommunizieren mit dem Kickdown- Modulatorventil direkt oder zumindest indirekt derart, daß im Kickdown-Zustand der konstante Hydraulikfluiddruck an ein Getriebeschaltventil als Drosseldruck, Drosselmodulatordruck und Kickdown-Druck angelegt wird. Dieser konstante Hydraulikdruck ist unveränderlich bei einer Veränderung des Leitungsdruckes unter Kickdown-Bedingungen, die durch eine Änderung in der Temperatur des Hydraulikfluides hervorgerufen wird.

Die vorliegende Erfindung hat Bezug zu folgenden weiteren Patentanmeldungen:
US-Patentanmeldung 07/2 64 702, eingereicht 3.10.1988 durch die Anmelderin, wobei besonders auf Fig. 1 verwiesen wird;
US-PS 48 67 014, veröffentlicht 19.9.1989 (insbesondere Fig. 3);
europäische Patentanmeldung 8 81 18 151.5, eingereicht 31.10.88 durch die Anmelderin. Diese Anmeldung entspricht der US-PS 48 67 014.

Claims (5)

1. Automatikgetriebe mit einer Ventileinrichtung zur Schaltpunktsteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, wobei das Automatikgetriebe unter einem Kickdown-Zustand arbeiten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung aufweist:
eine Kickdown-Modulations-Ventileinrichtung (82) zum Erzeugen eines Kickdown-Modulationsdruckes, der ebenso hoch ist wie ein konstanter Hydraulikdruck, zumindest im Kickdown-Zustand,
eine Drosselventileinrichtung (54), die mit der Kickdown- Modulations-Ventileinrichtung (82) zum Erzeugen eines Drosseldruckes kommunizierend verbunden ist, der durch den Kickdown-Modulationsdruck im Kickdown-Zustand gesteuert wird,
eine Drosselmodulations-Ventileinrichtung (56), die mit der Kickdown-Modulationsventileinrichtung (82) kommunizierend verbunden ist, um einen Drosselmodulationsdruck zu erzeugen, der in Abhängigkeit von dem Drosseldruck veränderbar ist, wobei der Modulationsdruck durch den Kickdown-Modulations­ druck im Kickdown-Zustand gesteuert ist,
eine Kickdown-Ventileinrichtung (55), die kommunizierend mit der Kickdown-Modulations-Ventileinrichtung (82) zum Erzeugen eines Kickdown-Druckes verbunden ist, der durch den Kickdown-Modulationsdruck nur im Kickdown-Zustand gesteuert ist, und
ein Getriebeschaltventil (64, 66, 68) mit einem Ventilschieber (130), der in Abhängigkeit von dem Drosseldruck, dem Drossel-Modulationsdruck und dem Kickdown-Druck bewegbar ist.

2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseldruck, der Drossel-Modulationsdruck und der Kickdown-Druck so hoch wie der Kickdown-Modulationsdruck im Kickdown-Betriebszustand sind und somit im Kickdown-Zustand so hoch sind wie der konstante Hydraulikdruck.

3. Automatikgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kickdown-Modulations-Ventileinrichtung (82) eine Federeinrichtung (102) zum Bestimmen der Größe des Kickdown- Modulationsdruckes im Kickdown-Betriebszustand aufweist.

4. Automatikgetriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
eine Leitungsdruck-Regulierventileinrichtung zum Erzeugen eines Leitungsdruckes, wobei der Leitungsdruck an die Kickdown-Modulations-Ventileinrichtung (82) gelegt ist und der Leitungsdruck proportional zu einer vorgegebenen Veränderlichen variabel ist.

5. Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kickdown-Modulations-Ventileinrichtung (82) dem Leitungsdruck-Reglerventil (62) verbunden ist, um den Kickdown-Modulationsdruck auf die Höhe des Leitungsdruckes zu verändern, wenn der Leitungsdruck niedriger ist als ein vorgegebener Wert, und um den Kickdown-Modulationsdruck auf dem konstanten Hydraulikdruck zu halten, wenn der Leitungsdruck gleich oder höher als der vorgegebene Wert ist.