DE2061697A1

DE2061697A1 - Steuereinrichtung fur die hydrau lisch betätigten Brems und Kupplungs servos eines automatischen Schaltge tnebes, insbesondere eines hydrodyna misch mechanischen Fahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE2061697A1
Application number: DE19702061697
Authority: DE
Inventors: George E Livonia Mich Lemieux (V St A)
Original assignee: Ford Werke AG, 5000 Köln
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-06-24
Also published as: US3621735A; GB1331649A; CA930200A; JPS542349B1

Description

Patentanwälte 7 O R1

Dipl.-Ing. W.Beyer '

Mpl.-Virtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Strasse

In Sachen:

•Ford-Werke
Aktiengesellschaft
Köln / Ehein
Ottoplatz 2

, Steuex'cinrichtung für die hydraulisch betätigten Brems- und Kupplungsservos eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere eines hydrodynamisch-mechanischen Fahrzeuggetriebes.

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die hydraulisch betätigten Brems- und Kupplungsservos eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere eines hydrodynamisch-mechanischen Fahrzeuggetriebes, zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Abtriebsvielle.

Hydrodynamisch-mechanische Getriebe für Kraftfahrzeuge v/eisen einen hydrokinetischen Drehmomentwandler auf, dessen Pumpenrad mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Turbine des Wandlers, die sich zusammen mit der Pumpe und einem Eeaktionsglied in einem torroidförmigen Flüssigkeitskreislauf befindet, ist über eine Vorwärts-Reibungskupplung mit dem Eingangselement eines Planetenradgetriebes verbunden. Das Ausgangselement des Planetenradgetriebes ist mit der Adtriebswelle gekuppelt, die ihrerseits die Antriebsräder

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des Fahrzeugs über ein Differentialgetriebe antreibt. Eine Reaktionsbremse zur Erzielung eines Gangs mit großer Untersetzung vervollständigt die Wirkung der Vorwärtskupplung für den Betrieb mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit. V/eiterhin können eine Zwischengangbremse und eine Direkt- und Rückwärtskupplung in Verbindung mit der Reaictionsbremse und der Vorwärtskupplung angewandt werden, um zwei zusätzliche Vorwärtsgänge wie auch einen Rückwärtsgang zu erhalten. Die Kupplungen und Bremsen werden dabei von durch hydraulischen Druck betätigbaren Servos ein- und ausgerückt.

Die bekannten hydraulischen Steuerungen derartiger Getriebe sind verhältnismäßig aufwendig. Hinzu kommt das Erfordernis, den Flüssigkeitsdruck an den Jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine und dec Getriebes anzupassen. So wird beispielsweise beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand mit großem Untersetzungsverhältnis, bei welchem ein hohes Drehmoment an der Antriebswelle abgegeben wird, ein höherer Flüssigkeitsdruck für die Jäetätigungsservos des Getriebes benötigt ■ als bei Getriebeumschaltungon im höheren Geschwindigkeitsbereich, und ein besonders hoher Druck ist in k dem am stärksten untersetzten Rückwärtsgang erforderlich. Um auch diese Forderungen zu erfüllen, sind bei den bekannten Steuereinrichtungen weitere hydraulische Hilfseinrichtungen erforderlich, die das gesamte Steuersystem weiter komplizieren und verteuern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet. Erfindungsgemä\ß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Brems- und Kupp-

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lungsservos über Magnetventile von einem elektrischen Rechner in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine und der Drehzahl der Abtriebswelle steuerbar sind und daß zur Regelung des hydraulischen Betätigungsdrucks für die Servos eine durch elektrische Impulse steuerbare Regelvorrichtung vorgesehen ist, für welche die den Druck bestimmende Impulszahl je Zeiteinheit vom Rechner in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und des Getriebes bestimmbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines elektrischen Rechners, in dem der Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine und die Drehzahl der Abtriebswelle eingegeben werden, in Verbindung mit einer durch elektrische Impulse steuerbaren Regelvorrichtung, welche die Impulse gleichfalls vom Rechner erhält, läßt sich die. gewünschte Anpassung des Betätigungsdruckes für die Brems- und Kupplungsservos mit verhältnismäßig einfachen hydraulischen Mitteln ^n dennoch allen Anforderungen genügender Weise erzielen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Regelvorrichtung im wesentlichen aus einem Regelventil zur Einstellung des hydraulischen Betätigungsdrucks für die Servos, einem Impulsventil, einer Signaldruckleitung zwischen dem Hochdruckbereich des Regelventils und einem Niederdruckauslaß, einer in der Signaldruckleitung angeordnete Verengung, die stromaufwärts an das Regelventil angeschlossen ist, wobei das Impulsventil derart mit der Signaldruckleitung zusammenwirkt, daß es diese bei Bewegung in die eine Richtung verschließt und bei Bewegung in entgegengesetzte Richtung öffnet, und einer das Impulsventil

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teilweise umschließende Magnetwicklung zur Verstellung des Impulsventils in und außer Deckung mit der Signaldruckleitung in einem Ausmaß, das von der Impulsfrequenz der an die Magnetwicklung angelegten Spannung abhängig ist, wodurch der vom Regelventil bestimmte wirksame Druck funktionell von der Spannungsfrequenz abhängig ist.

Zweckmäßig besteht dabei die Verengung in der Signaldruckleitung aus zwei hintereinander liegenden Engstellen, zwischen denen eine hydraulische Verbindungsleitung zur Steuerdruckseite des Regelventils abzweigt und daß das Impulsventil so angeordnet ist, daß es in Schließstellung die Signaldruckleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite der stromabwärts befindlichen Engstelle verschließt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist bei der Regelvorrichtung das Regelventil eine mit einem Auslaß versehene Ventilkammer, in welcher die Druckleitung des Hydrauliksystems mit Axialabstand zum Auslaß mündet, ein in der Ventilkammer verschiebliches Ventilelement mit Steuerbunden zur Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Systemdruckleitung und dem Auslaß in seiner einen Endstellung und zur Herstellung dieser Verbindung in der anderen Endstellung sowie eine das Ventilelement normalerweise in der ersten Stellung haltende Ventilfeder auf, wobei die Signaldruckleitung an die Ventilkammer in einem von der Ventilfeder eingenommenen Bereich angeschlossen ist.

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Ein Äusführ.ungsb ei spiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Drehmoment übertragenden Bauteile eines hydrodynamischmechanischen Schaltgetriebes zur Anwendung des erfindungsgemäßen Steuersystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des elektronischen Steuersystems ,

Fig. 3 und 3a in zwei Teilen einen Fluidschaltplan zur Steuerung des Getriebes nach Fig. 1,

Fig. 4. ein Druck-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des geregelten Netzdruckes von der Impulsfrequenz und

Fig. 5 ein weiteres Diagramm mit dem Netzdruck bzw. der Abtriebswellendrehzahl in Abhängigkeit von dem Unterdruck in der Ansaugleitung

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Ansaugstutzen, dem das Brennstoff-Luft-Gemisch durch einen Vergaser 12 zugeführt wird. Die Drosselklappe des Vergasers wird durch einen Drosselventilhebel 14 betätigt. Der Druck in der Ansaugleitung auf. der Abströmseite der Drosselklappe ist über eine Ansaugdruckleitung 16 an einen Ansaugdruckservo 18 angeschlossen, der ein Drosselventil 20 betätigt. Der Ansaugdruckservo 18 dient zur Schaffung eines Spannungssignals, dessen Größe funktionell bezogen ist auf den Druck in der Ansaugleitung.

Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 arbeitet auf die Pumpe Ί2 einen hydrokinetischen Drehmomentwandlers

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Der Wandler umfaßt ferner eine Turbine 26, die sich zusammen, mit der Pumpe 22 in einer torroidförmigen Flüssigkeitsströmung befindet. Ferner ist zwischen dem Strömungsausgang der Turbine 26 und dem Strömungseintritt in die Pumpe ein Leitrad 28 vorgesehen, dessen in Strömungsrichtung liegende Schaufelblätter von einer Nabe 30 getragen werden, welche den äußeren Laufring einer Überholbremse bildet. Die Nabe wird von einer stillstehenden Hohlwelle 32 getragen, die an einem Teil 34- des Getriebegehäuses festgelegt ist.

Die Pumpe 22 ist antriebsmäßig mit dem Eingangsrad einer Zahnradverdrängerpumpe 36 gekuppelt. Diese dient als Steuer- ^ druckquelle für den Steuerkreis, der später an Hand der Fig. und 3a beschrieben wird.

Die Uberholbremse für das Leitrad 28 enthält Freilaufrollen 38, die eine Drehung des Leitrades in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Pumpe verhindern, jedoch eine Freilaufdrehung des Leitrades zusammen mit der Pumpe während des Kuppeins gestatten.

Die Turbine 26 ist mit einer Turbinenwelle 40 antriebsmäßig verbunden, die ihrerseits über eine Vorwärtskupplung mit dem Ringrad 44 eines ersten Planetenradgetriebes kuppelbar ist. Die Planetenräder 48 des Planetenradge-F triebes 46 kämmen ferner mit einem Sonnenrad 50. Die Planetenräder 48 sind drehbar auf einem Planetenradträger 52 gelagert, der unmittelbar mit einer Äbtriebswelle verbunden ist.

Das Sonnenrad 50 ist auch zugleich Sonnenrad für ein zweites Planetenradgetriebe 56· Die Planetenräder 58 " dieses Getriebes sind auf einem Planetenradträger 60 gelagert.

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Eine Überholbremse 62 mit einer Bremstrommel 64- befindet sich swicchen dem Planetenradtrager 60 und einem Gehäuseteil 66. Die Bremstrommel 64 kann am Gehäuse 66 mittels einer wahlweise einschaltbaren Scheibenbremse 68 festgelegt werden, die mit Hilfe eines verschieblich in einem Zylinderabschnitt des Gehäuses 66 angeordneten Ringkolbens 70 ein und ausgerückt wird.

Das Ringrad 72 des Planetenradgetriebes 56 ist unmittelbar mit der Abtriebswelle 5^- gekuppelt.

Das Sonnenrad 50 ist über eine Antriebsglocke 73 mit einer i Bremstrommel 74- verbunden, um welche ein Bremsband 76 geschlungen ist. Dieses Bremsband dient zur Herstellung einer mittleren Drehzahlübersetzung, wozu ein durch ein unter Druckmittel betätigbarer Bremsservo 78 vorgesehen ist.

Eine Kupplung 80 für Direkt- und Rückwärtsantrieb dient . zur wahlweisen Verbindung der ühirbinenwelle 4-0 mit der Antriebsglocke73 und dem Sonnenrad 50-

Die Drehzahl der Abtriebswelle 54 "wird von einem elektronischen Regler 82 gemessen, der unmittelbar mit der Abtriebswelle verbunden ist. *

Zur Herstellung eines Vorwärtsantriebes mit großer Untersetzung wird die Vorwärtskupplung 4-2 eingerückt. Das Turbinenmoment wird dann über die Kupplung 42 auf das Ringrad 44 übertragen. Der Planetenradtrager 60 wirkt als Reaktionsglied, da er über die Uberholbremse 62 am Getriebegehäuse festgelegt ist. Das Drehmoment am Ringrad 44 entwickelt ein positives Antriebsmoment am Planetenradträger 52 und an der Abtriebswelle 54·. Der Drehwiderstand der Abtriebswelle 54 bewirkt eine Rückwärtsdrehung des Sonnenrades 50. Dieses erteilt seinerseits dem Ringrad 72 ein vorwärts gerichtetes Antriebsmoment, da der

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Planetenradträger 60 ale Reaktionsglied wirkt. Hierdurch wird eine Drehmomentverzweigung über das Planetenradgotriebe erhalten.

Zur Herstellung einer Zwicchenuntersetzung wird das Bremsband 76 angezogen, während die Vorwärtskupplung 42 eingerückt bleibt. Das Sonnenrad 50 dient nun als Reaktionsglied, da das Drehmoment von der Turbine über die Vorwärtskupplung 42 zum Ringrad 44 geleitet wird. Der Planetenradträger 52 wirkt als einziges Ausgangsglied, da der Planetenradträger 60 nunmehr frei umläuft.

Eine Umschaltung auf Vorwärts-Direktantrieb wird durch gleichzeitiges Einrücken beider Kupplungen 4-2, 80 und Lösen der Bremsen erhalten. Hierdurch werden die Elemente des Planetenradgetriebes miteinander zur Drehung als eine Einheit verblockt, so daß ein Direktantrieb 1:1 zwischen der Turbine 26 und der Abtriebswelle 54- entsteht.

Handbetrieb mit großer Untersetzung wird durch Einrücken der Vorwärtskupplung 4-2 und Anziehen der Scheibenbremse für große Untersetzung und Rückwärtsantrieb erhalten. Hierdurch kann das Drehmoment vom Planetenradträger 60 auf das Getriebegehäuse, statt nur in einer Richtung, W in beiden Richtungen übertragen worden. Die Schc.ibonbroiri.'jo G8 vervollständigt :;omit; die Wirkung der üb or holbrom::e G?..

Rückwärtsantrieb entsteht durch Ausrücken der Vorwärtskupplung 42 und Einrücken der Direkt- und Rückwärtskupplung 80. Die Scheibenbremse 68 bleibt gleichfalls angezogen, so daß der Planetenradträger 60 als Reaktionsglied wirken kann. Drehmoment wird nunmehr unmittelbar über die Kupplung 80 auf das Sonnenrad 50 übertragen. Mit der Wirkung des Planetenradträgers 60 als Reaktions-

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glied worden das Ringrad 72 und die Abtriebswelle 54, mit welchem der Pianotenradträger 60 gekuppelt ist, in Rückwärtsrichtung angetrieben.

Fig. 2 veranschaulicht in einem Blockdiagramm die Funktionen eines elektronischen Rechners. Der Rechner erhält ein Eingangssignal sowohl von dom von der Abtriebswelle getriebenen Regler 82 wie auch von dem Getriebedrosselventil 20.Ein Ilandwahlventil, das vom Fahrer betätigt wird, kann eine jede gewünschte Antriebsart auswählen, nämlich Rückwärtsantrieb, Leerlauf,. Vorwärtsantrieb (vollautomatischer Bereich), zweiter Gang (Dauerbetrieb) und erster Gang (Dauerbetrieb). ä Das vom Handwahlventil an den elektronischen Rechner geleitete Signal ist ein drittes Eingangssignal, das vom ' Rechner summiert oder integriert wird,, wenn die verschiedenen funktionallen Ausgangssignale erzeugt werden. Vom Rechner werden in Abhängigkeit von den relativen Größen der drei Eingangssignale fünf Signale für die Umschaltventile erzeugt. Diese Signale betätigen jeweils die Ventile für Rückwärtsgang, Leerlauf, Direktgang, Zwischengang mit niedriger Untersetzung und Niedriggang mit hoher Übersetzung, was im einzelnen in Verbindung mit Fig. 3 und 3a erläutert werden wird. Der Rechner erzeugt außerdem ein Signal, das in der Lage ist, die Impulsfrequenz eines Impulsventils zu steuern, welches mit dem an Hand von Fig. 3 und. 3a beschriebenen Reglers verbunden ist.

Eine Netzdruckleitung 84 erstreckt sich von der Zahnradverdrängerpumpe 36 zu einem Druckregelventil 86. Die Niederdruckseite dieses Ventils ist über eine Leitung 88 an die Wandlerversorgungsleitung 90 angeschlossen. Die Abströmseite des Wandlers steht über ein Rückschlagventil mit einem Kühler 92 in Verbindung, der seinerseits mit den verschiedenen Schmierstellen des Getriebes verbunden

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ist. Nach Passieren der Schmierstellen kehrt das Ol in einen Ölsumpf zurück, wo es vom Einlaß der Verdrängerpumpe 36 erneut angesaugt wird. Weitere Schmierstellen des Getriebes werden über eine zweite Schmierölleitung versorgt.

Zur Umschaltung des Getriebes dienen drei Steuerventile 96, 98 und 100. Das Steuerventil 96 enthält ein verschiebliches Ventilelement 102 mit im Abstand daran angeordneten Steuerbunden 104 , 106, 108 und 110. Die Steuerbunde 1ü6, 108 und 110 besitzen denselben Durchmesser. Das Ventilelement 102 wird normalerweise von einer Ventilfeder in seine linke Endstellung gedrückt. Das Ventilglied ist in einer Ventilkammer 114- verschieblich, die mit inneren Steuerbunden versehen ist, welche mit den Steuerbunden des Ventilelementes 102 übereinstimmen.

Die Netzdruckleitung 84 ist an die Ventilkammer 114 ange- · schlossen, wenn das Ventilelement 102 die dargestellte Lage einnimmt, verschließt der Steuerbund 108 die Leitung 84« Die Netzdruckleitung 84 ist auch an die Venti!kammern bzw. 118 der Steuerventile 98 und 100 angeschlossen. Das Steuerventil 98 enthält ein Ventilelement 120 mit Steuerbunden 122, 124 und 126. Das Ventilelement 120 wird von einer Ventilfeder 128 normalerweise nach links gedrückt. Innere Steuerbunde innerhalb der Ventilkammer 116 decken sich mit den Steuerbunden des Ventilelementes 120.

Das Steuerventil 100 enthält ein Ventilelement 130 mit Steuerbunden 132, 134, 136 und 138. Eine Ventilfeder drückt normalerweise das Ventilelement 130 nach links. Die Ventilkammer 118 ist mit inneren Steuerbunden versehen, die sich mit den äußeren Steuerbunden des Ventil-? elementes 130 decken.

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Eine Leitung 14-2 führt von der Vorwärtskupplung 42 zur Ventilkammer 114 an einer Gteile unmittelbar im Anschluß an den Steuerbund 108. Die Leitung 142 int über die Ventilkammer 114 ferner mit einer Leitung 144 verbunden, die ihrerseits.mit einer zur Einrüeksoite des Bremsservos 78 ,führenden Leitung 146 in Verbindung steht.

Eine von der Dircktkupplung 80 ausgehende Leitung 148 mündet in die Ventilkammer 114 an einer Stelle neben dem Steuerbund-110. Wenn das Vcntilelement 102 die gezeigte Stellung einnimmt, ist über die Ventilkammer 114 Verbindung zu einer Verbindungsleitung 150 hergestellt, die sich zu der Ventilkammer 16 des Steuerventils 98 erstreckt. Wenn das Ventilelement 120 die gezeigte Stellung einnimmt, prellt die Ventilkammer 116 eine Verbindung zwischen ,ν,-r li-i:-ur.s i^O und einem Auslaß 152 her. Eine weitere Verbindung ist in diesem Zeitpunkt zwischen der Leitung und einer Verbindungsleitung 154· vorhanden, die in die Ventilkammer 118 nahe dem Steuerbund 36 einmündet. Wenn das Ventilelement 130 die gezeigte Stellung einnimmt, ist eine Verbindung über die Ventilkammer 118 zwischen der Leitung 1^4- und der Leitung 146 hergestellt. Gleichzeitig besteht eine Verbindung zwischen einem Auslaß 156 und einer zur Rückwärtsbremse 68 führenden Zufuhrleitung 158.

Das Steuerventil 96 wird von einem Magnetventil 160 betätigt. Dieses weist ein Ventilelement 162 auf, das den Kern einer Magnetwicklung 164 bildet. Eine Drosselleitung 166 ist an die Ventilkammer 168 des Magnetventils 160 angeschlossen und führt zur Netzdruckleitung 84. Das Ventilelement 162 wird normalerweise von einer Ventilfeder 170 in eine rechte Stellung gedrückt, in welcher es die Drosselleitung 166 verschließt. Wenn die Magnetwicklung 164 erregt wird, wird das Ventilelement 162 nach links bewegt und öffnet die Drosselleitung 166, wodurch eine Verbindung zu einer Signaldruckleitung 172 hergestellt wird. Diese führt zur linken Seite des Steuerbundes 104, so daß eine Ventilver-

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Gtcllkraft am Sfccucrbund 104- erzeugt werden kann, welche daß Ventilelement 102 nach rechts verschiebt.

Den Steuerventilen 98 und 100 sind entsprechende Magnetventile 174- bzw. 176 zugeordnet. Das Magnetventil Ί74-enthält ein bewegliches Ventilelement 78, das nach rechts in Schließstellung gegenüber einer Drosselleitung 180 federbelastet ist, die mit der Netzdruckleitung 84- verbunden ist. Wenn das Ventilelement 178 die gezeigte Stellung einnimmt, ist die Drosselleitung 180 verschlossen· Wenn hingegen das Magnetventil 174- betätigt wird, wird eine Verbindung zwischen der Leitung 180 und einer Signaldruckleitung 182 hergestellt, die zur linken Seite des Steuerbundes 122 führt. In ähnlicher Weise enthält das Magnetventil 178 ein bewegliches Ventilelement 184-, das in der gezeigten Stellung eine Drosselleitung 186 verschließt, die an die Netzdruckleitung 84- angeschlossen ist. \Jcnn die Wicklung des Magnetventils 176 erregt wird, wird das Ventilelement 184- so verschoben, daß es eine Verbindung zwischen der Drosselleitung 186 und einer Signaldruckleitung 188 herstellt, die zur linken Seite den Steuerbundos 1J2 am Vcntilelcmont 1JO führt.

Jn d.i.ο LoI Um/* 14G ist ein Modulator 190 für den Uinrück-(Ji'uoJi do.'; Brom::- oder Zwischuriservos 78 eingeschaltet. Derartige Modulatoren sind bekannt (US Patentschrift 3 4O0 612), weshalb sich eine Beschreibung im einzelnen erübrigt.

Die Steuerventile 96, 98 und 100 können wahlweise durch entsprechende Erregung der Magnetventile 160, 174- und 176 betätigt werden. Für den Betrieb mit großem Untersetzungsverhältnis wird das Magnetventil 160 erregt. Dadurch wird das Ventilelement 102 nach rechts ver-

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schoben, während die anderen beiden Steuerventile in der gezeigten Stellung verbleiben. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen der Leitung 184 und der Leitung 142, die zur Vorwärtskupplung 42 führt, hergestellt. Die Direkt- und Rückwärtskupplung 80, der Bremsservo 78 und die Scheibenbremse 68 bleiben gelöst, da ihre Druckleitungen entlüftet sind, und zwar ist die Leitung 146 über die Ventilkammer 118, die Leitung 154 und den Auslaß 152 entlüftet und die Leitung 1>8 ist über den Auslaß 156 in der Ventilkammer Ί18 entlüftet.

Zur Umschaltung des Getriebes in den mittleren Untersetzungsbereich werden die Magnetventile 160 und 174 erregt. Beide Ventilelemente 102 und 120 werden hierdurch nach rechts verschoben, wodurch die Netzdruckleitung 84 über die Ventilkammer 116 mit der Leitung 154· verbunden wird. Diese Leitung gelangt ihrerseits über die Ventilkammer 118 mit der Leitung 146 in Verbindung, wodurch die Einrückseite des Bremsservos 78 unter Druck gerät.

Direktantrieb wird durch Erregung des Magnetventils 174 erreicht, während die anderen beiden Magnetventile entregt sind. Der Druck in der Netzdruckleitung 84 gelangt hierdurch über die Ventilkammer 116 zur Verbindungsleitung 150 und über die Ventilkammer 114 und die Leitung 148 zur Direktkupplung 80. Weiterhin wird der Druck aus der Netzdruckleitung 84 über die Ventilkammer 116 der Leitung 154 zugeführt. Der Fluiddruck verbreitet sich dann über die Ventilkammer 118 zur Leitung 144 und dann über die Ventilkammer 114 zur Leitung 142, wodurch die Vorwartskupplung 42 unter Druck gelangt. Die Einrückseite des Brems- oder Zwischenservoa 78 wird ebenfalls mit Druck versorgt, da die Leitung 58 unter Druck gerät; der Servo 'bleibt jedoch ausgerückt, da die Ausrückseite gleichzeitig mit der Einschaltung der Direkt- und Rückwärt skupplung 80 Druck erhält. Die vom Druck auf der

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Ausrückncite auf den Servo 78 ausgeübte Kraft übersteigt dabei die vom Druck auf der Einrückseite auegeübte Kraft.

Rückwärtcantrieb wird durch gleichzeitige Erregung der Magnetventile 174- und 176 erhalten. Der Steuerdruck wird dann von der Netzdruckleitung 84 über die Ventilkammer 118 unmittelbar zur Leitung 158 geleitet. Ferner gelangt Druck von der Netzdruckleitung 84 über die Ventilkammer 116 zur Leitung 150» die über die Ventilkammer 114 zur Druckleitung 148 für die Direkt- und Rückwärtskupplung 80 führt.

Eine Netzdruckregelung für den gesamten Fluidkrcis wird £ durch das Regelventil 86 erhalten. Dieses umfaßt ein Hauptventilelement ί92, das in einer Ventilkammer 194-verschieblich ist. Das Ventilelement 192 besitzt Steuerbunde 196, 198 und 200 und wird von einer Ventilfeder 202 nach aufviärts gedrückt.

Ein Auslaß 102 steht mit der Ventilkammer 194- zwischen den Steuerbunden 196 und 198 in Verbindung. Die Netzdruckleitu::£ 184 mündet in die Ventilkammer 194· zwischen den Steuerbunden 198 und 194·. Schließlich führt eine Rückkopplungs-Druckleitung 206 von der Netzdruckleitung 84 zur Oberseite des Steuerbundes Ί96. Durch unterschiedliche Bemessung der Durchmesser der Steuerbunde 196 und " 198 entsteht eine Differentialfläche. Das Ventilelement 192 kann hierdurch den Druck in der Leitung 184 modulieren, wobei die Größe der Modulation von der Bemessung der Feder 202 abhängt.

Die Neti-druckleitung 84 hat eine Zweigleitung 208, in welcher sich in Serie zueinander zwei Engstellen 210 und 212 ' befinden. Die Strömung durch die Leitung 208 und durch die beiden Engstellen wird durch ein Magnetventilelement 214 gesteuert. Dieses wird von einer Ventilfeder 216 normalerweise in eine Schließstellung gedrückt. In seine Öffnungsstellung nach rechts mit bezug auf Fig. 1 wird das Ventil-

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clement 214 durch eine Magnetwicklung 218 bewegt.

Eine Steucrdrucklcitung 220 mündet in die Vcntilkammer nahe dem unteren Ende des Ventilelementes 192. Der in der Steuerdruckleitung 220 entstehende Druck ergänzt die Kraft der Ventilfeder 202. Je höher der Druck in der Steuerdruckleitung 220 ist, um so höher wird der geregelte Netzdruck.

Die Steuerdruckleitung 220 ist über ein Regelventil 222 mit einer Signalleitung 224 verbunden, die ihrerseits an die Zweigleitung 208 angeschlossen ist. Wenn das Ventilelement 2ί4 nach rechts verschoben wird, entsteht eine Strömung ,

durch die Engstellen 210 und 212. Wenn die Engstellen 210 " und 212 die gleiche Größe besitzen ist der Druck zwischen Ihnen gleich der Hälfte des Druckes auf der linken Seite der Engstelle 21υ. Wenn gewünscht, kann das Regelventil 220 derart bemessen werden, daß es den Druck in der Leitung 224, bevor dieser zur Leitung 220 weitergeleitet wird, moduliert. In jedem Falle ist der .die Federwirkung der Feder 202 ergänzende Druck durch den Druck in der Leitung 224 bestimmt, der seinerseits von dem Druckabfall über die Engstellen in der Leitung 208 abhängt.

Wenn das Ventilelement 214 ständig geöffnet ist, beträgt der Druck in der Leitung 220 ein Minimum. Dies schafft . ( einen der Begrenzungsparameter. V/enn andererseits das Ventilelement 214 sich in Schließstellung befindet, beträgt der Druck von Leitung <e24 ein Maximum. Dies bewirkt das andere Extrem für den Parameter, der das Regelventil 222 steuert. Durch öffnen und Schließen den Mognetventils 214 mit Hilfe der Zuleitung einer pulsierenden elektrischen Spannung zur Magnetwicklung kann die Größe des Druckes in der Leitung 224 zwischen diesen beiden Grenzwerten verändert werden. Je höher die Impulsfrequenz ist, um so höher baut sich in der

Leitung 224 ein Druck auf.

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In Fig. 4 sind in vier Diagrammabschnitten die verschiedenen Betriebozustände gezeigt. Im linken Diagrammabschnitt wird ein minimaler Netzdruck von 2,5 atü aufrechterhalten, wenn das Ventil voll geöffnet ist. Zu gleicher Zeit beträgt der an der Ordinate des Diagramms aufgetragene Steuerdruck 1,26 atü. Wenn nun die Wicklung 218 an eine pulsierende Eingangsspannung gelegt wird, entsteht in der Leitung 224 ein pulsierender Druck. Der Durchschnittswert dieser Druckimpulse ist im zweiten Abschnitt von Pig. 4 gezeigt und beträgt 2,i? atü, woraus ein wirksamer Netzdruck von 3? 85 atü resultiert.

Wnim die Inpulczahl steigt, vergrößert sich der Druckaufbau in der Leitung 224 entsprechend. In diesem Falle wird ein Signaldruck von 6,3 atü geschaffen, der in einem wirksamen geregelten Netzdrzck von 12,6 atü resultiert. Der rechte Diagrammabschnitt der Pig. 4 veranschaulicht den extremen Zustand, in welchem das Ventilelement 214 ständig schließt. Infolge von Leckverlusten kann der Druck in der Leitung 224 etwas niedriger sein, als der geregelte Meßdruck, der in diesem Pail 17»5 atü beträgt, während der Steuerdruck selbst nur einen Wert von 15»3 atü bestitzt.

Ein elektronischer Meßdruckfühler 226 ist gemäß Darstellung in Pig. 3 an die Netzdruckleitung 84 angeschlossen und erzeugt ein elektrisches Signal, das wieder zum elektronischen Rechner zurückgeleitet wird. Pig. 2 zeigt dies schematisch. Auf diese Weise wird die notwendige Rückkopplung für eine wirksame Druckregelung geschaffen. Der elektronisch gesteuerte Rechner erzeugt eine geeignete Impulsfrequenz, die von den drei Eingangsparametern bestimmt wird, nämlich der Abtriebsdrehzahl der Maschine, dem Unterdruck in der Ansaugleitung und dem gewählten Betriebsbereich.

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In einem Steuerkreis dieser Art ist es notwendig, den Systemdruck zu reduzieren, xgenn das fahrzeug aus dem Stand heraus beschleunigt wird. Im Stand ist ein hoher Anfangsdruck erforderlich, um ein ausreichendes Drehmomentübertragungsvermögen für die Kupplungen und Bremsen zu schaffen, wenn der Wandler das Eingangsmoment vervielfacht. Nachdem die Beschleunigung des Fahrzeuges einen mittleren Wert erreicht hat, wird die Drehmomentvervielfachung des Wandlers vermindert und die Anforderungen an das durch die Kupplungen und Bremsen zu übertragende Drehmoment sinken. Zu diesem Zeitpunkt ist es erwünscht, den Systemdruck zu vermindern, um die Kupplungen und Bremsen an eine sanfte Umschaltung anzupassen. Übermäßiger Druck würde unter diesen Verhältnissen zu einer ungebührlich rauhen Umschaltung führen· Der Steuerrechner berücksichtigt deshalb das Ansteigen der Drehzahl und bewirkt bei einem bestimmten Wert eine Druckreduzierung. Die Größe dieses reduzierten Druckes verändert sich dabei mit dem Unterdruck in der Ansaugleitung· entlang einer in Fig. 5 eingezeichneten Kurve.

Im Diagramm der Fig. 5 ist die -eine Variable mit der Bezeichnung "verstärkter Hetzdruck" bezeichnet. Der Umschaltpunkt, in welchem die Druckreduzierung beginnt, ist in Fig. 5 durch eine Kurve angegeben, die mit der Bezeichnung "Reduktionskurve" bezeichnet ist.

Ein Anwachsen des Netzdruckes·' ist auch zur Anpassung an aas Drehmoment bei Rückwärtsantrieb erforderlich. In diesem Falle muß die Rückwärtsbremse eingerückt werden, weil die uborholbremse 62 außor Stande ist, das rückwärts gerichtete Reaktionsmoincnt aufzunehmen. Eine typische Kurve für den Rückwärts-Netzdruck ist in Fig. 5 ebenfalls eingezeichnet.

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Claims

Patentansprüche

Steuereinrichtung für die hydraulisch betätigten und Kupplungsservos eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere eines hydrodynamisch-mechanischen Fahrzeuggetriebes, zwischen einer Brennkraftmaschine und einerAbtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems- und Kupplungsservos (42, 68, 76, 80) über Magnetventile von einem elektrischen Rechner in Abhängigkeit vom Annaugunterdruck dor Brennkraftmaschine (10) und der Drehzahl der Abtriebswelle (54) steuerbar sind und daß zur Regelung des hydraulischen Betätigungsdrucks für die Servos (42, 68, 76, 80) eine durch elektrische Impulse steuerbare Regelvorrichtung (86, 192 224) vorgesehen ist, für welche die den Druck bestimmende Impulszahl je Zeiteinheit vom Rechner in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) und des Getriebes (22 - 80) bestimmbar ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Regelvorrichtung im wesentlichen besteht aus:

einem Regelventil (86, 192 - 200) zur Einstellung des hydraulischen Betätigungsdrucks für die Servos (47, 68, 76, 80),

einem Impulsventil (214),

einer 3ip;nal(iruckleitunc (208) zwischen dom Ilochdruck-

n und oinom Niodordrucknu;tlnß,

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einer in der Gignaldruckloitunp; (208) angeordnete Veronnung (P1O,- 212), die stromaufwärts an dan Regelventil (98) angoiichlosaen ißt, wobei das Impulsventil (214) doi'art mit der Signaldruckleitung (208) zusammenwirkt, daß es diese bei Bewegung in die eine Richtung verschließt und bei Bewegung in entgegengesetzte Richtung öffnet,

und einer das Impuls ventil (214) teilweise umschließende Magnetwicklung zur Verstellung des Impulsventils (214) in und außer Deckung mit der Signaldruckleitung (208) in einem Ausmaß, das von der Impulsfrequenz der an die i Magnetwicklung angelegten Spannung abhängig ist, wodurch der vom Regelventil (86) bestimmte wirksame Druck funktionell von der Spannungsfrequenz abhängig ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verengung in der Signaldruckleitung (208) aus zwei hintereinander liegenden Engstellen (210, 212) besteht, zwischen denen eine hydraulische Verbindungsleitung (224, 220) zur Steuerdruckseite des Regelventils (86) abzweigt,

und daß das Impulsventil (214) so angeordnet ist, a

daß ca in,Schließstellung die Signnldruckleitung (208) auf der stromabwärts gelegenen Seite der stromabwärts befindlichen Engstelle (212) verschließt.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Regelventil (86) eine mit einem Auslaß (204) versehene Ventilkammer (194), in welche die Druckleitung (84)des Hydrauliksystems mit Axialabstand zum Auslaß (204) mündet, ein in der Ventilkammer verschiebliches Ventilelement (192) mit Steuer-

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bunden (198, 200) zur Unterbrechung einer Verbindung
zwischen der Systemdruckleitung (84) und dem Auslaß "in
seiner einen Endstellung und zur Herstellung dieser Verbindung in der anderen Endstellung sowie eine das Ventilelement normalerweise in der ersten Stellung haltende
Ventilfeder (202) aufweist:, wobei die Signaldruckleitung (208) an die Ventilkammer (194·) in einem von der Ventilfeder eingenommenen Bereich angeschlossen ist.

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