DE2154140A1

DE2154140A1 - Verzögerungsventil für eine automatische Kraftübertragungsanlage

Info

Publication number: DE2154140A1
Application number: DE19712154140
Authority: DE
Inventors: Koji Yokohama Enomoto (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1972-05-04
Also published as: FR2111918A1; FR2111918B1; GB1350308A; US3792763A

Description

ThOMSEN - TlEDTKE - BüHLING TEL (0811) 53OS11 TELEX: 5-24303 topat

630812

PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.:

rD.Thomson DIpI.-Ing. W. Walnkauff

Dlpl.-Ing. H. Tledtke (Fuduhohl 71)

Dlpl.-Chem. Q. Bühllng Dlpl.-Ing. R. Kinne Dlpl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 MQnchen 2

Kaiser-Ludwig-Platze 29. Oktober I971

Nissan Motor Company, Limited
Yokohama City / Japan

Verzögerungsventil für eine automatische KraftÜbertragungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragunrsanlage und insbesondere auf ein Verzögerungsventil für die Kraftübertragungsanlage.

Bekanntlich besitzt eine automatische Kraftübertragungnanlage gewöhnlich ein hydraulisches Steuersystem mit Schaltventilen zum Steuern einer Vielzahl von Reibungselementen, beispielweise Reibungskupplungen und -bremsen, zum selektiven Einstellen eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses. Zur Durchführung weicher Schaltungen zwi-

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Mündlich« AbfMton. iMbMond«· durch TaMofl. bedOrfen tchrimichw BMUtlgung PMMdwck (MOtKtWfI) KIo. 11M 74 DrNdntr BwKi (MOnahcn) Kto. I Mt 7M

sehen den Übersetzungsverhältnissen wird ein in dem hydraulischen Steuersystem verwendeter Leitungsdruck in Übereinstimmung mit den Änderungen der Motorbelastung und Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen geeigneten Pegel reguliert. Der so regulierte Leitungsdruck wird zur Betätigung der Reibunpselemente unter der Steuerung der Schaltventile einer Vielzahl von fluiddruck-betriebenen Servomotoren der Kraftübertragunpsanlage zugeführt. Wird von einem übersetzungsverhältnis zu einem anderen heraufgeschaltet, werden die Heibungselemente normalerweise in ihrem eingerückten Zustand gehalten. Bei geringer Motorbelastung werden die Reiburigselemente anfänglich für ein festes Zeitintervall in ihrem ausgerücktem Zustand gehalten, d.h; in einem neutralen Zustand. Dieses feste Zeitintervall wird neutrales Intervall genannt und muß für eine höhere Pahrzeuggeschwindigkeit und eine niedrigere Motorbelastung langer sein. Ist das neutrale Intervall bei geringer Motorbelastung kürzer als ein geeigneter Wert, tritt beim Schaltvorgang ein starker Stoß auf. Ist das neut-rale Intervall bei großer Motorbelastung länger als der geeignete VJert, findet ein übermäßiges Hochjagen des Motors statt, was beim Schalten zu ungewöhnlichen mechanischen Stoßen in verschiedenen Teilen der Kraftübertragungsanlage führt.

Es wurde bisher vorgeschlagen, den Leitunpsdruck zur Verringerung von Schaltstößen in Übereinstimmung mit Änderungen der Motordrorseleinstellung, die annähernd dem Motordreh-

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moment entspricht, zu ändern und das neutrale Intervall unabhängig von der Motorbelastung während aller Betriebsbedingungen der Kraftübertragungsanlage auf einem bestimmten konstanten Wert zu halten. Diese bisherige Praxis ist zum Erreichen von weichen Schaltunpen zwischen den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen jedoch nicht ausreichend.

Hit der Erfindung wird ein Verzögerungsventil geschaffen für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit zumindest einem fluiddruck-betriebenen Servomotor und einer Pluiddruckquelle; dieses Ventil besitzt einen Ventilkörper mit einer Ventilkammer, die zumindest eine Einlaßöffnung, zumindest eine Auslaßöffnung und eine Drosseldrucköffnung aufweist, einen ersten Kanal, der mit der Einlaßöffnung und der Fluiddruckquelle in Verbindung steht, einen zweiten Kanal, der mit der Auslaßöffnung und dem fluiddruck-betriebenen Servomotor in Verbin- f dung steht, eine in dem Ventilkörper gebildete Drosselstelle, die mit dem ersten und dein zv/eiten Kanal in Verbindung steht und einen Fluiddruck in dem ersten Kanal mit begrenzter Strcmungsrate in· den zv/eiten Kanal gelangen läßt, einen in der Ventilkammer verschiebbar angeordneten Ventilschieber, dessen einer Endabschnitt einem Drosseldruck in der Drosseldrucköffnung ausgesetzt ist und auf diesen anspricht und der durch die dadurch entwickelte Kraft in eine Richtung gedrückt wird, und eine Federeinrichtung, die den Ventilschieber in eine andere Richtung drückt, wobei der Ven-

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tilschieber bei unterhalb einem vorbestimmten Pegel liegenden Drosseldruclc durch die Kraft der Federeinrichtung in eine Lage bewegt wird, in der er eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnunger* unterbricht, und bei Überschreiben des vorbestimmten Pegels durch den Drosseldruck gegen die Kraft der Pedereinrichtung in eine Lage bewegt wird, in der or eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnunron bildet.

Mit der Erfindung wird ein Verzögerungsventil für eine automatische Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage geschaffen, das bei geringer Motorbelastung, d.h. wenn ein Beschleunigerpedal (Gaspedal) losgelassen ist, ein geeignetes neutrales Intervall erzeugt, während die Erzeugung des neutralen Intervalls bei großer Ilotorbelastung verhindert wird, d.h. wenn das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird. Dazu enthält das Verzögerungsventil einen Ventilkörper mit einer Ventillcanmer, in der ein Ventilschieber verschiebbar angeordnet ist. Die Ventilkammer besitzt eine Einlaßöffnung, die mit einer Pluiddruckquelle in Verbindung steht ,und eine Auslaßöffnung, die mit einem fluiddruck-betriel'onen r.ervomotor in Verbindung steht. In dem Ventilkörper int zw: rechen den Einlaß- und Auslaßöffnungen eine Dronselstelle vorgesehen, die den der Einlaßöffnung gelieferten Fluiddruck mit beschränkter Strömungsrate in die Auslaßöffnung gelangen läßt, selbst wenn die Verbindung der Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung durch den Ventilschieber ge~ sperrt ist. Der Ventilschieber liefert in Abhängigkeit von

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Änderungen des Motordrehmoments das geeignete neutrale Intervall.. Der Ventilschieber ist insbesondere derart aufgebaut, daß er sich in eine Stellung zur Erzeugung des neutralen Intervalls bewegt, wenn die Motordrosseleinstellung (öffnung) unter einem vorbestimmten Wert liegt, und sich in eine andere Stellung bewegt, in der die Erzeugung des neutralen Intervalls verhindert wird, wenn die Motordrosseleinstellung oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verzögerungsventils; und

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung eines Betriebskennwertes des Verzögerungsventils nach Fig. 1.

Das hier dargestellte erfindungsgemäße Verzögerungsventil besitzt zwei Leitungssysteme, über die der gesteuerte Leitungsdruck entsprechenden gewünschten Vorrichtungen zugeführt wird, beispielsweise fluiddruck-betriebenen Servomotoren für Reibungselemente. Es ist jedoch zu bemerken, daß an-

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stelle von zwei Leitungssystem nur eines oder mehrere
in dem Verzögerungsventi3 gebildet werden können, indem die Anzahl von in Abstand befindlichen Schultern des Ventilschiebers geändert wird.

In Pig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Verzögerungsventil Io schematisch dargestellt. Das Verzögerungsventil lo-besitzt einen Ventilkörper 11 mit einer darin gebildeten Ventilkammer 12, in der ein Ventilschieber 13 verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber 13 besitzt
eine Vielzahl von in Abstand befindlichen Schultern I¹I,
15 und 16 und wird durch die Kraft einer Feder 17 nach oben gedrückt, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Ventilkammer 12 besitzt eine Anzahl von Öffnungen 18, 10, 2o, 21, 22 und 23. Die Öffnungen 18 und 2o sind Einlaßöffnungen, die mit Kanälen 2h bzw. 25 in Verbindung stehen.Diese Kafe näle werden mit einem Leitungsdruck von einer Fluiddruckquelle (nicht gezeigt) unter der Steuerung von S-chaltventilen (nicht gezeigt) versorgt. Die Öffnungen 19 und 21 sind Auslaßöffnungen, die mit Kanälen 26 bzw, 27 in Verbindung stehen. Der Kanal 27 ist mit einem fluiddruck-hetriebenen Servomotor (nicht gezeigt) zur Betätigung eines Reibungselementen verbunden, beispielsweise einer zweiten Bremse, bei deren Anziehen ein zweiter Gang (zweites Übersetzungsverhältnis) eingestellt wird. Der Kanal 26 ist mit einem anderen fluiddrucJc-betriebenen Servomotor (nicht -eseirt)

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zur Betätigung eines Reibungselementes verbunden, beispielsweise einer dritten Bremse, bei deren Anziehen ein dritter Gano eingestellt wird.

Die Öffnung 22 ist eino Drosseldrucköffnung, der ein hydraulischer Drosseldruck zugeführt wird. Der Drosseldruck ist der Motordrosseleinstellung funktionell zugeordnet, die dem Motordrehmoment entspricht. Dieser Drosseldruck wird als Signaldruck zur Steuerung der Bewegung des Ventilschiebers 13 verwendet, so daß weiches Einrücken der Reibungseleirente in einer Weise erhalten wird, die im folgenden im einzelnen erläutert wird. Die Öffnung 23 ist eine Ablauföffnung, von der ein Fluidüberschuß abläuft.

V.'ie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird ein oberer Endabschnitt des Ventilschiebers 13 dem Druck in der Drosseldruckcffnung 22 ausgesetzt und gegen die Kraft der Feder 17 durch die durch den Drosseldruck entwickelte Kraft nach unten gedrückt. Der Ventilschieber 13 ändert daher in Abhängigkeit von dem Drosseldruck in der Öffnung 22 durch V.irkung der Schultern 15 bzw. 16 die Verbindungen zwischen den öffnungen l8 und 19 und den Öffnungen 2o und 21.

Zur Verzögerung des Betriebs des Servomotors sind in dem Ventilkörper 11 zwischen den Kanälen 24 und 2(ί und zwischen den Kanälen 25 und 27 Drosselstellen 28 und 20 vor-

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gesehen. Jede dieser Drosselstellen läßt den von der Fluiddruckquelle gelieferten Leitungsdruck mit beschränkter Strömungsrate in den Kanal gelangen, der mit dem fluiddruck-betriebenen Servomotor in Verbindung steht. Dadurch arbeitet der fluiddruck-betriebene Servomotor zu einer verzögerten Zeitperiode und bewirkt dadurch weiches Einrücken des Rei- ^ bungselementes. Es ist zu bemerken, daß die Verzögerungsdauer beim Betrieb des fluiddruck-betriebenen Servomotors durch geeignete Kalibrierung (Bemessung der Durchgangsöffnung) der Drosselstelle geändert werden kann.

Wie zuvor bemerkt wurde, wird der Ventilschieber 13 durch die Kraft der Feder 17 normalerweise nach oben (in der Zeichnung) gedrückt, so daß die Einlaßöffnungen 18 und 2o für den Leitungsdruck durch die in Abstand stehenden Schultern 15 und 16 gesperrt sind. Wird der Leitungsdruck unter dieser Bedingungen der Einlaßöffnung 2o über den Kanal 25 zugeführt, wird der Leitungsdruck über die öffnung 29 zum Kanal 27 geführt. Der dem Kanal gelieferte Leitungsdruck wird auf den fluiddruck-betriebenen Servomotor übertragen, und dementsprechend wird das zugehörige Reibungselement eingerückt. Da die Strömungsrate des Leitungsdrucks dabei durch die Wirkung der Drosselstelle 29 eingeschränkt ist, ist das volle Einrücken des Reibungselementes verzögert. Erreicht der Drosseldruck in der Drosseldrucköffnung 22

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jedoch einen vorbestimmten Pegel, wird der Ventilschieber 13 durch die durch den Drosseldruck entwickelte Kraft gegen die Kraft der Feder 17 nach unten (in der Zeichnung) bewegt. Demzufolge ist die Auslaßöffnung 21 mit der Einläßöffnung 2o in Verbindung gebracht worden, während die Einlaßöffnung 18 mit der Auslaßöffnung 19 in Verbindung steht. Da der Leitungsdruck unter dieser Bedingung der Einlaßöff- ^ nung 2o zugeführt wird, wird er der Auslaßöffnung 21 geliefert. Der der Auslaßöffnung 21 gelieferte Leitungsdruck wird über den Kanal 27 dem fluiddruck-betriebenen Servomotor zugeführt, wodurch das zugehörige Reibungselement betätigt wird. Da die Strömungsrate des Leitungsdrucks unter dieser Bedingung nicht eingeschränkt ist, tritt keine Verzögerung im Betrieb des fluiddruck-betriebenen Servomotors auf. Da die Betriebsweise des aus den Kanälen 2H und 26 bestehenden Leitungssystems dieselbe wie die Betriebsweise des aus den Kanälen 25 und 27 bestehenden Leitungssystems ist, wird eine darauf gerichtete ins einzelne gehende Beschreibung zur Vereinfachung weggelassen.

Ein Beispiel der Betriebseigenschaft des erfindungsgemäßen Verzögerungsventils ist in Fig. 2 veranschaulicht, worin der Drosseldruck über der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Strömungsrate des Leitungsdrucks durch die Drosselstelle eingeschränkt, wenn der Drosseldruck unterhalb des mit der durchgehenden Linie a gezeigten vorbestimmten Pegels liegt. Dadurch

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ändert sich die Betriebszeitdauer des fluiddruck-betriebenen Servomotors in Übereinstimmung mit den Änderungen der Motorbelastung unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Demgemäß v/erden die Schaltstöße, die sonst bei geringer Motorbelastung auftreten würden, und das übermäßige Hochdrehen des Motors (überhöhte Drehzahl), das sonst bei großer Motorbelastung auftreten würde, beträchtlich verringert, wodurch die Zuverlässigkeit der Leistung der Kraftübertragungsanlage vergrößert viird.

Gemäß Darstellung und Beschreibung wird der Ventilschieber des erfindungsgemößen Verzögerungsventils zwar durch den Drosseldruck gesteuert; der Ventilschieber kann jedoch im Bedarfsfall durch Verwendung einer direkten mechanischen Verbindung mit einem Beschleunigerpedal betätigt werden.

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Patentansprüche

■ 1. Kferzögerungsventil für exne automatxsche Kraftfahrzeug-iCraftübertragungsanlage mit zumindest einem fluiddruck-betriebenen Servomotor und einer Pluiddruckquelle, gekennzeichnet durch einen Ventilkörper (11) mit einer Ventilkammer (12), die zumindest eine Einlaßöffnung (18, 2o), zumindest eine Auslaßöffnung (19, 21) und eine Drosseldrucköffnung (22) besitzt, einen ersten Kanal(2'J, 25),der mit der Einlaßöffnung (18, 2o) und der Pluiddruckquelle in Verbindung steht, einen zweiten Kanal (26, 27), der mit der Auslaßöffnung (19, 21) und dem fluiddruck-betriebenen Servomotor in Verbindung steht, eine in dem Ventilkörper (11) gebildete Drosselstelle (l8, 29), die mit dem ersten (2¹I, 25) und dem zweiten Kanal (26, 27) in Verbindung steht und einen Fluiddruck in dem ersten Kanal (24, 25) mit eingeschränkter Strömungsrate in den zweiten Kanal (26, 27) gelangen läßt, einen Ven- f tilschieber (13), der in die Ventilkammer (12) verschiebbar angeordnet ist und dessen einer Endabschnitt einem Drosseldruck in der Drosseldrucköffnung (22) ausgesetzt ist und auf diesen anspricht und der durch die dadurch entwickelte Kraft in eine Richtung gedrückt v/ird, und eine Pedereinrichtung (17), die d'jn Ventilschieber (13) in eine andere Richtung drückt, wobei üor Ventilschieber (13) bei unterhalb eines vorbestimmten Pegeln liegenden Drosseldrucks durch die Kraft der Pedereinrichtung (17) in eine Stellung bewegt wird, in der er eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen (18, 2o;

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19 j 21) unterbricht, und bei Überschreiten des vorbestimmten Pegels durch den Drosseldruck gegen die Kraft der Federeinrichtung (17) in eine Stellung bewegt wird, in der er eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen (18, 2o; 19, 21) bildet.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ψ daß der Ventilschieber (13) eine Anzahl in Abstand befindlicher Schultern (l'l, 15, 16) aufweist und daß bei Unterbrechung der Verbindung der Einlaß- und Auslaßöffnungen (18, 2o; IQ, 21) durch den Ventilschieber (13) der Fluiddruck in dem ersten Kanal (2'4, 25) durc?i die Drosselstel-Ie (28, 29) mit eingeschränkter Strömungsrate in den zweiten Kanal (26, 27) gelassen wird, wodurch das volle Einrücken eines Reibungselementes durch den fluiddruck-betätigten Servomotor verzögert wird, während bei Herstellung der Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen (18, Po; 19, 21) das volle Einrücken des Reibunpselementes bewirkt wird.

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