DE19858540A1 - Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe - Google Patents
Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-AutomatikgetriebeInfo
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Abstract
Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung eines automatisch schaltenden Kraftfahrzeug-Getriebes, bei welchem die Wirkverbindung zwischen der Einrichtung zur Schalt- und/oder Fahrprogramm-Beeinflussung und der Getriebesteuerung elektrisch ausgeführt ist und über diese elektrische Wirkverbindung direkt das elektronische Steuergerät der elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung angesteuert wird. Von dem elektronischen Steuergerät werden direkt elektrisch ansteuerbare Magnetventile (4, 5) und elektrisch ansteuerbare Druckregelventile (6, 7, 8, 9, 10, 11) angesteuert. Bei Ausfall des elektronischen Steuergeräts werden automatisch die Magnetventile (4, 5) und die elektrischen Drucksteuerventile (6, 7, 8, 9, 10, 11) stromlos geschaltet. Dadurch werden durch Druckbeaufschlagen von bestimmten Kupplungen zugeordnete Steuerventile (17, 23 bzw. 23, 27) mit Druck beaufschlagt, so daß in einem Notgang weitergefahren werden kann. Befindet sich das Fahrzeug vor dem Defekt in einem niedrigen Gang, so wird ein niedriger Notgang geschaltet und befindet sich das Fahrzeug vor dem Defekt in einem höheren Gang, so wird in einen höheren Notgang geschaltet.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronisch-hydraulische
Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Von einer Bedieneinrichtung in einem Kraftfahrzeug ist
es möglich, verschiedene Betriebsstufen, z. B. Vorwärts
fahrt, Rückwärtsfahrt, Neutral- oder Parkstellung, vorzuwäh
len. Im Automatikgetriebe werden, je nach eingelegter Be
triebsstufe, Kupplungen und Bremsen über eine hydraulische
Steuerung betätigt. In der Regel ist die Wirkverbindung von
der Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs zur
elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung am Getriebe
des Kraftfahrzeugs mechanisch, z. B. in Form eines Bowden
zugs. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Wirkver
bindung zwischen Bedieneinrichtung und Getriebesteuerung
rein elektrisch auszuführen. Dies hat den Vorteil, den Ort
der Bedieneinrichtung im Fahrzeuginnenraum frei wählen zu
können.
Die DE 44 22 257 C1 offenbart eine Fahrstufen-Wählein
richtung für ein automatisches Kraftfahrzeug-Getriebe, bei
welcher von einer elektrischen Bedieneinrichtung im Innen
raum des Kraftfahrzeugs über eine elektrische Wirkverbin
dung ein Elektromotor am Getriebe des Kraftfahrzeugs ange
steuert wird, welcher durch seine Rotation eine drehfeste
Wählspindel axial verschiebt und somit den Wählschieber in
der elektronisch-hydraulischen Steuerung ebenfalls ver
schiebt und somit die gewünschten Fahrstufen einlegt. Bei
dieser Anordnung werden zur elektronisch-hydraulischen
Steuerung noch eine Wählspindel und ein Elektromotor benö
tigt, welche zusätzliche Kosten verursachen.
Die EP 0 440 748 B1 offenbart ein Steuersystem für ein
Automatikgetriebe. In diesem Steuersystem ist jeder Betäti
gungseinrichtung ein Steuerventil zugeordnet, und die Ma
gnetventile und Schaltventile, welche zur Ansteuerung der
Steuerventile genutzt werden, können Mehrfach-Funktionen
übernehmen. Das Steuergerät dieser Getriebesteuerung weist
eine Einrichtung zur Fehlerüberwachung auf, wobei beim Auf
treten des Fehlersignals ein zugeordnetes Magnetventil oder
Drucksteuerventil derart verstellt wird, daß sich das
Kraftfahrzeug-Getriebe zumindest phasenweise im Leerlauf
befindet.
Bei dieser elektronisch-hydraulischen Steuereinrichtung
können Fahrstufen jedoch nur vorgewählt werden, indem me
chanisch, z. B. über einen Bowdenzug, ein Wählschieber in
axialer Richtung verschoben wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung für ein
Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe zu schaffen, welches sich
dadurch auszeichnet, daß die elektronisch-hydraulische
Steuereinrichtung direkt über eine elektrische Wirkverbin
dung von einer Bedieneinrichtung im Kraftfahrzeug-Innenraum
angewählt werden kann und die elektrische Wirkverbindung
direkt mit dem elektronischen Steuergerät der elektronisch
hydraulischen Steuereinrichtung in Verbindung steht und
somit ein mechanisch betätigbarer Wählschieber entfallen
kann.
Die Aufgabe wird mit einer, auch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen,
elektronisch-hydraulischen Getriebesteuerung für Kraftfahr
zeug-Automatikgetriebe gelöst.
Die Erfindung weist ein elektronisches Steuergerät
auf, welches im Fahrzeug oder im Getriebe untergebracht
sein kann und welches über eine elektrische Wirkverbindung
von einer Bedieneinrichtung angesteuert wird und wiederum,
in Abhängigkeit von Parametern des Antriebsmotors, der
Fahrsituation und des Getriebes direkt Magnetventile und
elektrische Drucksteuerventile ansteuert, welche mit hy
draulischen Steuerventilen in Verbindung stehen, um Betäti
gungseinrichtungen für Kupplungen und Bremsen des Getriebes
anzusteuern. Bei Ausfall des elektronischen Steuergerätes
wird durch automatisches Ansteuern eines Notfahrventils und
automatisches Ansteuern weiterer Ventile ein Notgang ge
schaltet, welcher immer dann geschaltet wird, wenn alle
elektrischen Magnetventile und elektrischen Drucksteuerven
tile stromlos sind. Vorzugsweise weist die elektronisch
hydraulische Steuereinrichtung ein Parksperrenventil auf,
welches bei nicht vorhandenem Systemdruck eine Parkklinke
in ein Parksperrenrad schiebt und somit bei nicht vorhande
nem Systemdruck automatisch eine Parksperre einlegt. Vor
zugsweise geschieht dies über einen federbelasteten Ventil
schieber, welcher über Druckbeaufschlagung gegen die Feder
kraft zu seinem Anschlag bewegt wird und die Parkklinke aus
dem Parksperrenrad zieht und somit die Parksperre auslegt
und bei Drucklosschaltung über die Federkraft der Feder zu
seinem weiteren Anschlag bewegt wird und die Parkklinke
wieder in das Parksperrenrad schiebt. Die Steuerung ist
dergestalt ausgebildet, daß bei stromlosen, elektrischen
Magnetventilen und elektrischen Drucksteuerventilen das
Parksperrenventil manuell verschoben und somit die Park
sperre manuell entriegelt werden kann und gleichzeitig mit
Hilfe des Parksperrenventils Druckkanäle miteinander ver
bunden werden, so daß automatisch ein Notgang geschaltet
wird. Die elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung weist
Steuerventile auf, welche jeweils den Bremsen oder Kupplun
gen zugeordnet sind, und direkt von den elektrischen Druck
steuerventilen ansteuerbar sind. Da die angesteuerten Kupp
lungen oder Bremsen bei z. B. einem Sechsgang-Automatikge
triebe nicht nur einem Gang zugeordnet sind, sondern z. B.
beim dritten und fünften Gang die gleiche Kupplung betätigt
wird, jedoch die Drehmomente an der Kupplung unterschied
lich sind, ist es notwendig, daß die Steuerventile, welche
jeweils einer Kupplung oder Bremse zugeordnet sind, unter
schiedliche Ventilkennlinien aufweisen. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Steuerventile druckbeaufschlagbare Flächen
aufweisen, welche in ihrem Durchmesser unterschiedlich
sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, nur eine Fläche mit
Druck zu beaufschlagen und somit die Kraft des Drucks, wel
che auf eine erste Fläche wirkt, gegen die Federkraft des
Ventils wirken zu lassen und somit eine erste Ventilkennli
nie zu erreichen und die weitere Möglichkeit, beide Flächen
mit Druck zu beaufschlagen, deren resultierende Kraft gegen
die gleiche Feder des Ventils wirkt und somit eine zweite
Ventilkennlinie realisiert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Figu
ren-Beschreibung zu entnehmen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Getriebeschema eines Sechsgang-
Getriebes;
Fig. 2 eine Tabelle der in den einzelnen Gängen
betätigten Reibkupplungen und Bremsen;
Fig. 3 ein vereinfacht dargestelltes Steuerschema
der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und
Fig. 4 eine Tabelle, bei welcher die geschalteten
Magnet- und elektrischen Drucksteuerventile
zu jedem geschalteten Gang dargestellt sind.
Fig. 1: Das dargestellte Getriebeschema zeigt ein Sechsgang-
Getriebe in Planetenbauweise, bei welchem die Antriebswel
le 32 von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor ange
trieben wird. Über die Kupplungen A, B, E und Bremsen C, D
ist die Antriebswelle 32 mit der Abtriebswelle 33 verbind
bar.
Fig. 2: In der dargestellten Tabelle ist ersichtlich, welche
Kupplungen bzw. Bremsen geschlossen sein müssen, um die
bestimmten Gänge zu schalten.
Fig. 3: Wird der Kraftfahrzeug-Motor gestartet, so wird eine
Pumpe 1 angetrieben, welche mit ihm in Verbindung steht,
und fördert eine Flüssigkeitsmenge in die mit ihr verbunde
nen Leitungen. Ein Druckventil 2 regelt den Druck im Sy
stem. Über ein Druckreduzierventil 3 werden die Magnetven
tile 4 und 5 sowie die elektrischen Drucksteuerventile 6,
7, 8, 9, 10, 11 mit Druck versorgt. Wird aus dieser Stel
lung die Bedieneinrichtung im Innenraum in Position N ver
schoben, so bekommt das elektronische Steuergerät über die
elektrische Wirkverbindung ein elektrisches Signal, und es
wird das Magnetventil 4 bestromt und das Ventil 12 wird
umgesteuert, so daß das Reversierventil 13 die Leitung 14
mit der Leitung 15 verbindet und das Ventil 16 so umsteu
ert, daß an dem Steuerventil 17 Druck ansteht. Das Magnet
ventil 5 wird bestromt, wodurch das Ventil 18 umgesteuert
und das Parksperrenventil 19 mit Druck beaufschlagt wird
und somit die Leitung 20 mit der Leitung 21 verbindet, wo
durch beidseitig am Ventil 16 Druck ansteht. Je nach Anfor
derung und Parametern des Motors der Fahrsituation und des
Getriebes wird nun vom elektronischen Steuergerät ein Gang
geschaltet, in dem die Magnetventile 4 und/oder 5 und/oder
die elektrischen Drucksteuerventile 6, 7, 8, 9, 10,11 ge
schaltet werden. Die angesteuerten Magnetventile und elek
trischen Drucksteuerventile bei den jeweils geschalteten
Gängen sind der Tabelle in Fig. 4 zu entnehmen.
Beispielhaft soll ein Gang beschrieben werden sowie
der Ablauf bei Eintreten einer Funktionsstörung am elektro
nischen Steuergerät und damit das Stromlosschalten der Ma
gnetventile und Drucksteuerventile und Schalten des Not
gangs. Ist der zweite Gang geschaltet, so sind, wie in Ta
belle 4 ersichtlich, das Magnetventil 5 sowie die elektri
schen Drucksteuerventile 6 und 8 sowie 11 geschaltet. Da
durch wird das Steuerventil 17 umgesteuert und die Betäti
gungseinrichtung der Kupplung A mit Druck beaufschlagt und
die Kupplung A geschlossen sowie vom elektrischen Druck
steuerventil 8 das Steuerventil 22 umgesteuert und die Be
tätigungseinrichtung der Kupplung C mit Druck beaufschlagt
und die Kupplung C geschlossen. Tritt nun ein Fehler bei
der elektronischen Getriebesteuerung auf, so werden alle
Magnetventile 4, 5 und alle elektrischen Drucksteuerventi
le 6, 7, 8, 9, 10, 11 stromlos geschaltet. Dadurch steuert
das elektrische Drucksteuerventil 7 durch die Feder derge
stalt um, daß das Steuerventil 23 mit Druck beaufschlagt
wird und umsteuert und somit die Betätigungseinrichtung der
Kupplung B mit Druck beaufschlagt wird und die Kupplung B
schließt. Dadurch wird über das Notfahrventil 24 der Ka
nal 25 mit Druck beaufschlagt, so daß das Ventil 17 umsteu
ert und die Betätigungseinrichtung der Kupplung A mit Druck
beaufschlagt wird. Dadurch wird gleichzeitig das Ventil 18
mit Druck beaufschlagt, und das Parksperrenventil 19 bleibt
in seiner Stellung, so daß die Parksperre ausgelegt bleibt.
Da in diesem Fall die Kupplungen bzw. Bremsen nicht von dem
elektronischen Steuergerät geregelt, sondern mit dem Sy
stemdruck schließen, darf der Übersetzungssprung vom zuvor
eingelegten Gang zum Notgang nicht zu groß sein, da sonst
die Kupplungen beschädigt werden. Aus diesem Grund ist die
elektronisch-hydraulische Steuerung dergestalt aufgebaut,
daß bei einem zuvor geschalteten niedrigen Gang beim Auf
treten eines Defekts des elektronischen Steuergeräts ein
niedriger Notgang geschaltet wird und bei einem zuvor ein
gelegten höheren Gang und einem Defekt des elektronischen
Steuergeräts ein höherer Notgang eingelegt wird. Vorzugs
weise ist der niedrige Notgang der dritte Gang und der hohe
Notgang der fünfte Gang. Die Funktion des niedrigen Not
gangs wurde zuvor beschrieben, da bei geschlossener Kupp
lung A und B der dritte Gang eingelegt ist. Ist ein höherer
Gang geschaltet, z. B. der sechste Gang, so sind das Ma
gnetventil 4 bestromt sowie die elektrischen Drucksteuer
ventile 8, 9 und 11. Dabei sind die Kupplungen C und E ge
schlossen. Tritt in diesem Zustand ein Defekt des elektro
nischen Steuergerätes auf, so wird das elektrische Druck
steuerventil 7 durch seine Feder umgesteuert, so daß das
Steuerventil 23 mit Druck beaufschlagt wird. Die Betäti
gungseinrichtung der Kupplung B wird mit Druck beaufschlagt,
und die Kupplung B schließt. Da das Magnetventil 4 vor dem
Defekt bestromt war, war das Notfahrventil 24 zuvor mit
Druck beaufschlagt und an seinem unteren Anschlag. Im
stromlosen Zustand ist das elektrische Drucksteuerventil 9
dergestalt umgesteuert, daß über das Ventil 26 die Diffe
renzfläche des Notfahrventils 24 mit Druck beaufschlagt
wird und somit das Notfahrventil 24 in seiner Stellung
bleibt. Über das Ventil 26 und das Notfahrventil 24 werden
das Steuerventil 27 und das Ventil 28 dergestalt umgesteu
ert, daß die Kupplung E schließt. Ist die Betätigungsein
richtung der Kupplung E mit Druck beaufschlagt, so liegt
auch am Ventil 18 dieser Druck an, so daß das Ventil 18
umgesteuert und somit das Parksperrenventil 19 in seiner
Position bleibt, in der die Parksperre ausgelegt ist.
Da die Kupplung B z. B. im dritten sowie im fünften
Gang geschlossen wird, im dritten Gang jedoch ein anderes
Drehmoment an der Kupplung anliegt als im fünften Gang,
weist das Steuerventil 23 zwei mit Druck beaufschlagte Flä
chen auf, um zwei unterschiedliche Kennlinien des Ventils
darzustellen, und die Fläche 30 bleibt drucklos, so hat das
Ventil 23 gegenüber der Feder 31 und Fläche 34 eine erste
Kennlinie. Wird die Fläche 29 und die Fläche 30 mit Druck
beaufschlagt, so hat das Ventil 23 gegen die Feder 31 und
Fläche 34 eine zweite Kennlinie. Somit ist gewährleistet,
daß auf die unterschiedlichen Drehmomentanforderungen der
Kupplungen bei der Verwendung der Kupplungen in den unter
schiedlichen Gängen eine optimale Abstimmung der Ventil
kennlinien stattfindet.
1
Pumpe
2
Druckventil
3
Druckreduzierventil
4
Magnetventile
5
Magnetventile
6
elektrisches Drucksteuerventil
7
elektrisches Drucksteuerventil
8
elektrisches Drucksteuerventil
9
elektrisches Drucksteuerventil
10
elektrisches Drucksteuerventil
11
elektrisches Drucksteuerventil
12
Ventil
13
Reversierventil
14
Leitung
15
Leitung
16
Ventil
17
Steuerventil
18
Ventil
19
Parksperrenventil
20
Leitung
21
Leitung
22
Steuerventil
23
Steuerventil
24
Notfahrventil
25
Kanal
26
Ventil
27
Steuerventil
28
Ventil
29
Fläche
30
Fläche
31
Feder
32
Antriebswelle
33
Abtriebswelle
34
Fläche
A Kupplung
B Kupplung
C Bremse
D Bremse
E Kupplung
A Kupplung
B Kupplung
C Bremse
D Bremse
E Kupplung
Claims (7)
1. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung eines
automatisch schaltenden Kraftfahrzeug-Getriebes mit zur
Schaltung einzelner Gangstufen dienenden, hydraulisch ein-
und ausrückbaren Reibkupplungen bzw. Bremsen (A, B, G, D,
E), deren Betätigungseinrichtungen jeweils ein Steuerven
til (17, 23, 27) zugeordnet ist, mit einem als Mikroprozes
sor ausgebildeten Steuergerät, mittels welchem in Abhängig
keit von Betriebsparametern des Kraftfahrzeug-Getriebes und
eines Antriebsmotors sowie einer Einrichtung zur Schalt-
und/oder Fahrprogramm-Beeinflussung die Betätigungseinrich
tung beherrschende, elektrisch betätigte Magnetventile (4,
5) und Drucksteuerventile (6, 7, 8, 9, 10, 11) verstellbar
sind und einer elektrischen Wirkverbindung, welche die Ver
bindung zwischen der Getriebesteuerung und der Einrichtung
zur Schalt- und/oder Fahrprogramm-Beeinflussung herstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung zur Schalt- und/oder Fahrprogramm-Beeinflussung über
die elektrische Wirkverbindung ein Steuergerät ansteuert,
welches über elektrisch betätigte Magnetventile (4, 5) und
elektrisch ansteuerbare Drucksteuerventile (6, 7, 8, 9, 10,
11) Kupplungen bzw. Bremsen (A, B, C, D, E) ansteuert.
2. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
über elektrisch ansteuerbare Drucksteuerventile (6, 7, 8,
9, 10, 11) direkt Steuerventile (17, 22, 23, 27) ansteuer
bar sind, mittels welcher die Reibkupplungen bzw. Brem
sen (A, B, C, D, E) geregelt öffnen bzw. schließen.
3. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Defekt des Steuergerätes elektrisch betätigte
Magnetventile (4, 5) und Drucksteuerventile (6, 7, 8, 9,
10, 11) stromlos geschaltet werden und bei einem zuvor ge
schalteten höheren Gang, vorzugsweise ein vierter bis sech
ster Gang, ein höherer Gang, vorzugsweise ein fünfter Gang,
geschaltet wird und bei einem zuvor geschalteten, niedrige
ren Gang, vorzugsweise ein erster bis dritter Gang, ein
niedriger Gang, vorzugsweise ein dritter Gang, geschaltet
wird.
4. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem von dem Steuergerät geschalteten, niedrigeren Gang
ein Notfahrventil (24) nicht druckbeaufschlagt ist und bei
einem von dem Steuergerät geschalteten, höheren Gang ein
Notfahrventil (24) druckbeaufschlagt ist.
5. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Schaltventil (26), welches mit einem Notfahrventil (24)
hydraulisch verbunden ist, bei Ausfall des Steuergerätes
bei zuvor geschaltetem, niedrigem Gang umgesteuert wird und
damit die Kupplung oder Bremse, welche für einen höheren
Gang geschaltet sein muß, drucklos ist.
6. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung eines
automatisch schaltenden Kraftfahrzeug-Getriebes mit zur
Schaltung einzelner Gangstufen dienenden, hydraulisch ein-
und ausrückbaren Reibkupplungen bzw. Bremsen (A, B, C, D,
E), deren Betätigungseinrichtungen jeweils ein Steuerven
til (17, 23, 27) zugeordnet ist, mit einem als Mikroprozes
sor ausgebildeten Steuergerät, mittels welchem in Abhängig
keit von Betriebsparametern des Kraftfahrzeug-Getriebes und
eines Antriebsmotors sowie einer Einrichtung zur Schalt-
und/oder Fahrprogramm-Beeinflussung die Betätigungseinrich
tung beherrschende, elektrisch betätigte Magnetventile (4,
5) und Drucksteuerventile (6, 7, 8, 9, 10, 11) verstellbar
sind und einer Einrichtung zur Schalt- und/oder Fahrpro
gramm-Beeinflussung, über welche über eine elektrische
Wirkverbindung eine Getriebesteuerung ansteuerbar ist, da
durch gekennzeichnet, daß Steuerventi
le (17, 23, 27) in ihren Abmessungen verschiedene, druckbe
aufschlagbare Flächen aufweisen, deren Kraftrichtungen im
druckbeaufschlagten Zustand einander addieren.
7. Elektronisch-hydraulische Steuereinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Parksperrenventil (19), welches eine Parksperre ein-
bzw. auslegt, bei einem Defekt des Steuergerätes so lange
die Parksperre in ausgelegtem Zustand hält, bis ein hydrau
lischer Druck in der elektronisch-hydraulischen Steuerein
richtung unter einen bestimmten Wert abfällt.
Priority Applications (1)
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