DE4316849A1 - Verfahren und Steuerungseinrichtung zur weichen und schaltkomfortablen Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem hydrodynamisch-mechanischen Verbundgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungseinrich­ tung zur weichen und schaltkomfortablen Betätigung einer Wandler­ überbrückungskupplung in einem hydrodynamisch mechanischen Ver­ bundgetriebe gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Aus der DE-OS 26 22 168 der Anmelderin ist es bekannt, in einem aus einem mechanischen Getriebe und einem vorgeschalteten, hydro­ dynamischen Drehmomentwandler bestehenden automatischen Kraft­ fahrzeuggetriebe den Wirkungsgrad zumindest in bestimmten Be­ triebsbereichen dadurch zu erhöhen, daß für die Fahrt mit höheren Gängen und höheren Geschwindigkeiten das Pumpenrad mit dem Turbi­ nenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers über eine Über­ brückungskupplung mechanisch verbunden wird. Hierdurch wird der bei hohen Drehzahlen einen Leistungsverlust verursachende Schlupf zwischen dem mit der Kurbelwelle des Motors verbundenen Pumpenrad und dem mit der Getriebeantriebswelle verbundenen Turbinenrad vermieden. Auf diese Weise läßt sich eine spürbare Kraftstoffein­ sparung bei hohen Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten erzielen.

Die Aktivierung der Wandlerüberbrückungskupplung ist allerdings mit dem Nachteil verbunden, daß die Insassen eines mit einem der­ artigen Getriebe ausgestatteten Fahrzeugs dabei einer ruckartigen Beschleunigung ausgesetzt sind.

Zur Vermeidung dieses Schaltungsstoßes beim Überbrücken des Dreh­ momentwandlers wurde in der EP-PS 03 06 475 vorgeschlagen, die Zu- und Abschaltung der Wandlerüberbrückungskupplung mit Hilfe eines im Impulsweitenmodulationsverfahren getackteten Magnetventils für den Steuerdruck der Überbrückungskupplung zu bewirken.

Zudem ist bekannt geworden, den Steuerdruck für die Wandlerüber­ brückungskupplung mit Hilfe eines elektronisch gesteuerten Druck­ modulators kontinuierlich einzustellen, um damit die Wandlerüber­ brückungskupplung zu- oder abzuschalten, oder beispielsweise ei­ nen Dauerschlupf einzustellen.

Nachteilig bei diesen beiden Steuerungseinrichtungen ist, daß so­ wohl pulsweitenmodulierte Schaltventile als auch kontinuierlich einstellbare Druckmodulatoren vergleichsweise teuer sind. So sind die Kosten für einen Druckmodulator, mit dem der Schaltvorgang an sich ausreichend komfortabel realisierbar ist, etwa drei bis fünf mal so hoch, wie für ein einfaches digitales Schaltventil.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrich­ tung zur schaltkomfortablen Zu- und Abschaltung der Wandlerüber­ brückungskupplung vorzustellen, mit denen bei mindestens gleich­ bleibenden Schaltkomfort eine deutliche Senkung der Kosten für das Schaltventil erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 und des An­ spruch 3 gelöst. Eine vorteilhafte Verfahrensausgestaltung ist dem Anspruch 2 entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine ge­ zielte Festlegung der Momentenkapazität aller im Getriebe befind­ lichen Schaltglieder (Bremsen, Kupplungen, Überbrückungskupp­ lung), sowie einer Regelung des Drucks des Steuermediums im Ge­ triebe, eine kostengünstige, sanfte Zu- und Abschaltung der Wand­ lerüberbrückungskupplung realisiert werden kann. Dazu muß die Mo­ mentenkapazität der Wandlerüberbrückungskupplung deutlich die ge­ ringste im Getriebe sein, wobei ihre Momentenkapazität höchsten das 0,9 fache, vorzugsweise das 0,7- bis 0,8 fache der Momenten­ kapazität des nächstschwächeren Schaltgliedes aufweisen soll.

In einem derartig ausgelegten Getriebe kann dann der Steuerdruck des Steuerdruckmediums des Getriebes, der grundsätzlich an allen Schaltgliedern (Bremsen und Kupplungen) und auch der Wandlerüber­ brückungskupplung anliegt, dazu verwendet werden, um bei der Be­ tätigung der Wandlerüberbrückungskupplung einen hohen Schaltkom­ fort, eine gute Lastwechselschlagdämpfung und eine ausgezeichnete Schlupfregelung zu erzielen.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist es, daß neben dem in der Hauptsteuerungsvorrichtung des Getriebes schon vorhandenen Druckmodulator kein zusätzlicher (teurer) Druckmodulator für die Zu- und Abschaltung der Wandlerüberbrückungskupplung mehr erfor­ derlich ist. Für diese Zu- und Abschaltung wird lediglich ein preisgünstiges, digital schaltendes elektrisches Schaltventil be­ nötigt, welches in Bezug auf seine Steuerungstoleranzen unemp­ findlich ist.

Durch die Modulation des Drucks des Steuermediums des Getriebes für alle Schaltglieder kann daher bei der momentenkapazitäts­ schwachen Auslegung der Wandlerüberbrückungskupplung trotz Ver­ wendung eines preisgünstigen, digitalen Schaltventiles ein hoher Schaltkomfort erreicht werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich beispielhaft an der Zu- und Abschaltung der Wandlerüberbrückungskupplung mit der Steuerungseinrichtung gemäß Anspruch 3 darstellen.

In diesem Fall soll ein Kraftfahrzeugverbundgetriebe mit Hilfe der Wandlerüberbrückungskupplung in den höchsten Gang oder aus diesem heruntergeschaltet werden, um so eine starre Verbindung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad des hydrodynamischen Wandlers im Getriebe zu erreichen oder zu lösen. Dieses Verbund­ getriebe umfaßt im wesentlichen den hydrodynamischen Drehmoment­ wandler, ein mit Schaltgliedern wie Kupplungen und Bremsen verse­ henes mechanisches Getriebe, die Wandlerüberbrückungskupplung zum mechanischen Verbinden oder Lösen des Drehmomentwandlers mit dem mechanischen Getriebe, ein hydraulisches Steuerungssystem mit ei­ nem Steuerdruckmedium zum Ansteuern der Schaltglieder, sowie ein Schaltventil zum Zu- und Abschalten der Wandlerüberbrückungskupp­ lung.

Zur Vermeidung einer ruckartigen Ein- oder Auskupplung des höch­ sten Ganges wird erfindungsgemäß dafür Sorge getragen, daß der Druck des Steuerdruckmediums für alle Schaltglieder und für die Wandlerüberbrückungskupplung im Getriebe identisch ist. Das digi­ tale Schaltventil der Wandlerüberbrückungskupplung verbleibt so­ lange in seiner alten Stellung, bis der Steuerdruck für alle Schaltglieder des Getriebes von einem lastabhängigen Normaldruck zu einem Minimaldruck abgesenkt wurde. Dieser minimale Steuer­ druck ist dabei gerade noch so hoch, daß ein sicheres Ansteuern des von seiner Momentübertragungskapazität zweitschwächsten Schaltgliedes ermöglicht wird.

Nach Erreichen dieses minimalen Steuerdruckes wird das digitale Schaltventil für die Wandlerüberbrückungskupplung aktiviert, wo­ bei die Wandlerüberbrückungskupplung wegen ihrer am schwächsten ausgelegten Momentenübertragungskapazität in dieser Phase ein nur sehr geringes Moment überträgt.

Durch ein anschließendes langsames Anheben des Drucks des Steuer­ druckmediums auf die Höhe des lastabhängigen Normaldrucks wird die Wandlerüberbrückungskupplung sanft und ohne Schaltruck zu- oder abgeschaltet, und so die starre Verbindung zwischen dem Pum­ penrad und dem Turbinenrad des hydrodynamischen Wandlers herge­ stellt oder gelöst.

Der lastabhängige Normaldruck kann dabei sowohl der Öffnungs- oder Schließdruck für die Wandlerüberbrückungskupplung, als auch der für die Schlupfregelung gewählte Druck sein.

Claims (3)

1. Verfahren zur weichen und schaltkomfortablen Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem hydrodynamisch-mechani­ schen Verbundgetriebe, mit der eine starre Verbindung zwischen dem mit der Kurbelwelle eines Antriebsmotors verbundenen Pum­ penrad und dem mit der Getriebeantriebswelle verbundenen Tur­ binenrad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers herstellbar oder lösbar ist, wobei das Zuschalten und Lösen der Wand­ lerüberbrückungskupplung mittels eines Steuerdruckmediums er­ folgt, das über ein Schaltventil den Steuerkolben der Wandler­ überbrückungskupplung wechselweise beaufschlagt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druck des Steuerdruckmediums für alle Schaltglieder (Bremsen und Kupplungen) und für die Wandler­ überbrückungskupplung des Getriebes identisch ist, daß das Schaltventil zum Zu- oder Abschalten der Wandlerüberbrückungs­ kupplung solange in seiner bisherigen Schaltstellung ver­ bleibt, bis der Steuerdruck für die Schaltglieder des Ge­ triebes von einem lastabhängigen Normaldruck auf einem Mini­ maldruck abgesenkt ist, wobei dieser minimale Steuerdruck ge­ rade noch so hoch ist, daß ein sicheres Ansteuern des von sei­ ner Momentenübertragungskapazität zweitschwächsten Schaltglie­ des möglich ist, daß nach Erreichen des minimalen Steuer­ druckes das Schaltventil für die Wandlerüberbrückungskupplung in seine neue Stellung geschaltet wird und die Wandlerüber­ brückungskupplung damit aktiviert oder passiviert, wobei die Wandlerüberbrückungskupplung wegen ihrer geringen Momenten­ übertragungskapazität in dieser Schaltphase nur ein geringes Moment überträgt, und daß abschließend der Steuerdruck des Steuerdruckmediums langsam auf den lastabhängigen Normaldruck angehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lastabhängige Normaldruck der Öffnungsdruck, der Schließdruck oder der gewählte Schlupfregelungsdruck der Wandlerüber­ brückungskupplung ist.

3. Steuerungseinrichtung zur schaltkomfortablen Zu- und Abschal­ tung einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem hydrodyna­ misch-mechanischen Verbundgetriebe zur Durchführung des Ver­ fahrens gemäß Anspruch 1, umfassend einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, ein mit Schaltgliedern wie Kupplungen und Bremsen versehenes mechanisches Getriebe, eine Wandlerüber­ brückungskupplung zum Verbinden oder Lösen des Drehmoment­ wandlers mit dem mechanischen Getriebe, ein hydraulisches Steuerungssystem zum Ansteuern der Schaltglieder im Getriebe, sowie ein Schaltventil zum Zu- oder Abschalten der Wandler­ überbrückungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmo­ mentübertragungskapazität der Wandlerüberbrückungskupplung we­ nigstens 10%, vorzugsweise 20% bis 30%, geringer ist als die­ jenige, des von seiner Drehmomentübertragungskapazität zweit­ schwächsten Schaltgliedes im Verbundgetriebe, und daß das Schaltventil zum Zu- und Abschalten der Wandlerüberbrückungs­ kupplung ein digital schaltendes Ventil ist.