DE2223395C3 - Hydraulisch-elektrische Schalteinrichtung für ein Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

lriebene Pumpe 60, die aus einem Behälter 62 über cine Saugieitung 64 Flüssigkeit ansaugt und in eine Hauptnetzleitung 66 unter Druck zu einem Leerlaufventil 68 und zu einem Richtungswahlventil 70 fördert. Der Druck in der Hauptnetzleitung 66 wird durch ein übliches Druckregelventil 72 geregelt. Die Hauptnetzleitung 66 ist ferner über ein Filter 74 und ein Kugelrückschlagventil 76 mit unem Druckminderventil 78 verbunden. Zwischen dem Kugelrückschlagventü 76 und dem Druckminderventil 78 ist ein "> hydraulischer Speicher 80 vorgesehen, der am Druckminderventil 78 den Druck hält, wenn eine Druckschwankung in der Hauptnetzleiiung 66 zu einem unterhalb des Nenndruckes des Druckregelventils 72 fallenden Druck beim Betätigen der Kupplungen und »5 Bremsen auftreten sollte.

Das Druckminderventil 78 enthält einen Ventilschieber 82 mit in Abstand voneinander liegenden Steuerbunden 84 und 86 gleichen Durchmessers in einer Ventilbohrung 88 eines Ventilgehi^:jses 90. Zwisehen dem Steuerbund 84 und dem einen Ende der Ventilbohrung 88 liegt unter Spannung eine Druckfeder 92, die dem Vcntilschieber 82 ein»: Vorspannung erteilt. Bei entspannter Feder wird Druck aus der Hauptnetzieitung 66 zwischen den Steuerbunden 84 und 86 zu einer Leitung 94 geleitet, di; in die Ventilbohrung neben dem Ventilschieber mündet. Zugeleitete Druckflüssigkeit übt eine gegen die Kraft der Feder 92 wirkende Kraft aus. so daß bei einem vorgegebenen Druck in der Leitung 94 der Steuerbund 86 die Druckmittelzufuhr aus der Hauptne'/.leitung 66 absperrt. Dieser Druck ist niedriger als der Netzdruck und wird zwischen den Steuerbunden 84 und 86 einer Leitung 96 zugeleitet Das Druckminderventil hat zwei Auslaßleitungen 98 und 100, die einen Druckaufbau in der Federkammer verhindern und überschüssigen Dru< k /wischen den Steuerbunden 84 und 86 abbauen.

Die Leitung 96 ist mil einem Speicher 102 di.-m Richtungswahlventil 70, dem l.eerlaufventil 68. einem Umschaltventil 104 für den ersten Gang, einem Umschaltventil 106 für den /weiten Ciang, einem Umschaltventil !08 für den dritten (iaiig und einem Umschaltventil 110 für den vierten Gang verbunden Diese Leitung 96 ist an Steuerkammern angeschlossen, die von den Ventilen zugeordneten Magneten ge steuert sind und die eine Anzahl von Drosselstellen enthalten, wie beispielsweise die Drosselstelle 112 am Richtungswahlventil 70. um einen übermäßigen Flüssigkeitsstrom durch die den Magneten zugeordneten Steuerkammern zu verhindern, wenn die Magnetventile in der Offenstellung sind.

Das Leerlaut ventil 68 hat einen Venlilschiebcr J14 mit drei Steuerbundt-ii 116, 118 und 120 gleichen Durchmessers in einer Ventilbohrung 122 des Ventilgehäuses 90. /wischen dem einen Ende der Ventilbohrung 122 und dem Steuerbund 120 ist eine Druckfeder 124 unter Spannung eingesetzt, die auf den Vcntilschieber 114 eine nach oben gerichtete Vorspannungin seine Leerlaufstellung erteilt. Am oberen Ende der Ventilbohrung 122 ist cm Magnetventil A vorgesehen, während am unteren bilde ein Magnetventil B angeordnet ist. Diese Magnetventile A und B öffnen in Abhängigkeil von elektrischen Signalen und sind in eine Schließstellungdurch Federn belastet. Durch die Magnetventile A und B kann auf die Stirnseiten des Ventilschiebers 144 wahlweise Druck zugeleitet oder entlastet werden. Die Ventilbohrung 122 ist mit der Haupiinetzleitung 66, der Leitung 96 unc einer Schallleitung 126 verbinden. Ferner sind Aus· laßleitungen 128 und 130 und eine Leerlaufleituni 132 angeschlossen.

In der Leerlaufstellung des LeerJaufventils ist die Hauptnetzleitung 66 zwischen den Steuerbunden 11t und 120 mit der Leerlaufleitung 132 verbunden, die Flüssigkeit neben die untere Stirnfläche des Ventilschiebers 114 leitet, um die Feder 124 zu unterstützen die den Ventilschieber 114 in der Leerlaufstellunj hält. In der Leerlaufstellung ist die Auslaßleitung 13C duichden Steuerbund 120 abgesperrt, und die Schallleitung 126 steht zwischen den Steuerbunden 116 und 118 mit der Auslaßleitung 128 in Verbindung. In dei anderen Schaltstellung des Leerlaufventils für Antrieb, d. h. bei offenem Magnetventil B und geschlossenem Magnetventil A wird die Federkammer durch das Magnetventil B entlastet und Druckflüssigkeit aus der Leitung 96 auf die obere Seite des Ventilschiebers 114 zugeleitet, da das Magnetventil A geschlossen ist. Der Ventilschieber 114 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 124 nach unten und verbindet hierbei die Hauptnetzleitung 66 mit der Schaltleitung 126, die mit einem Relaisventil 134 für den ersten Gang, einem Relaisventil 3136 für den zweiten Gang, einem Relaisventil 138 für den dritten Gang und einem Relaisventil 140 fur den vierten Gang verbunden ist.

Das Richtungswahlventil 70 enthält einen Ventilschieber 142 mit drei Steuerbunden 144,146 und 148 gleichen Durchmessers in einer Ventilbohrung 150 im Ventilgehäuse 90. Zwischen dem einen Ende der Ventiibührung 150 und dem Steuerbund 144 ist eine Druckfeder 1152 unter Spannung eingesetzt, und neben dem Steuerbund 148 ist ein die Druckmittelzufuhr aus der Leitung 96 steuerndes Magnetventil C vorgesehen. An die Ventilbohrung 150 ist die Hauptnetzleitung 66, die Leitung 96, eine Auslaßleitung 154, eine Abstromleitung 156 zur Kupplung 54 fur Vorwarlsantrieb und eine Abstromleitung 158 zur Kupplung 48 für Rückwärtsantrieb angeschlossen.

In der Stellung des Richtungswahlventils für Vorwärtsanlrieb ist das Magnetventil C geschlossen, so daß der Druck aus der Leitung 96 auf den Steuerbund 148 einwirkt und den Ventilschieber 142 gegen die Krait der f edei 152 nach unten bewegt, wodurch die Hauptnetzleiiung66 mit der Abstromleitung 156 verbunden wird und die Kupplung 54 für Vorwärtsantrieb eingerückt wird. In dieser Stellung steht die Ab-Mrömleitung 158 zur Kupplung 48 für den Rückwärtsantrieb zwischen den Steuerbunden 144 und 146 auch mit einer Abstromleitung 160 des Umschaltventil·; 110 für den vierten Gang in Verbindung.

In der gezeichneten Stellung für Rückwärtsantrieb isi das Magnetventil C offen, so daß das obere Ende der Ventilbohrung 150 druckentlastet ist und die Feder 152 den Vcntilschieber 142 nach oben bewegt. Hierdurch wird die Abstromleitung 156 zur Kupplung 54 mit der Auslaßleitung 154 zwischen den Steuerbunden 146 und 148 verbunden, während die Hauplnetzleitung 66 zwischen den Steuerbunden 144 und 146 mit der Ahströmlcitung 158 zur Kupplung 48 für Rückwärtsantneb verbunden ist. In dieser Stellung des Richtungswahlventils ist die Verbindung zur Abströniieitung 160 durch den Stcuerbund 144 abgesperrt.

Das Umschaltventil 104 für den ersten Gang hat einen Ventilschieber 162 mit einem Steuerbund 164 großer. Durchmessers in einer Ventilbohrung 166 und

einem Steuerbund 168 kleineren Durchmessers in einer Ventilbohrung 170. Der Druck in der Ventilbohrung 166 neben der oberen Stirnfläche des Stcuerbundes 164 wird durch ein Magnetventil D gesteuert. Der Steuerbund 164 begrenzt in der Ventilbohrung 166 eine Steuerkammer 172, an die über eine Drossclstelle 174die Leitung96angeschlossen ist. Der Ventilschiebcr 162 ist durch eine Druckfeder 176 nach oben vorbelastet. An die Ventilbohrung 166 ist ein Auslaßkanal 178 und eine Abströmleitung 180 für den ersten Gang angeschlossen, die zu der Bremse 58 für den ersten Gang und zu den Relaisventilen 136, 138 und 140 für den zweiten bzw. dritten bzw. vierten Gang führt. Die Ventilbohrung 170 ist mit einer Speiseleitung 182 für den ersten Gang verbunden, die vom Relaisventil 134 für c'en ersten Gang kommt.

Das Magnetventil D arbeitet mit veränderlicher Kraft und entspricht der in der USA-Patentschrift 3 225 619 beschriebenen Bauart. Dieses Magnetventil arbeitet so, daß bei einer Zunahme des Erregerstromes zum Magneten die von ihm ausgeübte Kraft ansteigt, so daß das Magnetventil fortschreitend mit zunehmendem Erregerstrom in die Schließstellung bewegt wird. Der Erregerstrom des Magnetventils D steuert somit die Auslaßöffnung der Steuerkammer 172, so daß sich mit Schließen des Magnetventils der Druck in der Steuerkammer 172 erhöht, um den Ventilschieber gegen die Kraft der Feder 176 nach unten zu bewegen. Hierbei wird die Auslaßleitung 178 von der Abströrnleitung 180 getrennt, während die Speiseleitung 182 mit der Abströmleitung 180 verbunden wird. Ist in der Speiseleitung 182 Druck verfügbar, so wird dieser der Bremse 58 zugeleitet, und zwar proportional dem Erregerstrom des Magnetventils. Dieser Druck wirkt ferner auf die verschieden großen beaufschlagten Flächen der Steuerbunde 164 und 168. Die hierdurch bedingte Kraft unterstützt die Feder 176, den Ventilschiebcr 162 in einem Bcharrungszustand zu halten. Bei steigendem Erregerstrom des Magnetventils erhöht sich auch die Kraft durch die unterschiedlichen Steuerbundflächen, wodurch der der Bremse 58 zugeleitete Druck entsprechend dem Erregerstrom gesteuert wird. Ist das Magnetventil D völlig geschlossen, so ist der Druck auf die unterschiedlichen Steuerbunde und die Federkraft nicht ausreichend, um den Druck auf den Stcuerbund 164 zu überwinden, so daß das Umschaltventil 104 gegen die Kraft der Feder 176 in seiner vollen Aufwärtsschaltstcllung gehalten wird.

Das Relaisventil 134 fur den ersten Gang hat einen Ventilschieber 184 mit Steuerbunden 186 und 188 in einer Ventilbohrung 190 und zwei ebenfalls in der Ventilbohrung 190 verschiebliche Regelkolben 192 und 194. Zwischen dem Steuerbund 186 und dem einen Ende der Ventilbohrung 190 ist eine Druckfeder 196 vorgespannt eingesetzt. An die Ventilbohrung 190 ist die Schaltleitung 126, die Ausiaßleitung 178, die Speiseleitung 182 für den ersten Gang, die Abströmleitung 160 des Umschaltventils 110 für den vierten Gang, eine Abströmleitung 198 des Umschaltventils 106 für den zweiten Gang und cine Abströmlcitung 200 des Umschaltventil 108 für den dritten Gang angeschlossen. Bei entspannter Feder ist die Schallleitung 126 zwischen den Stcucrbunden 186 und 188 mit der Speiseleitung 182 für den ersten Gang verbunden, während die Auslaßleitung 178 durch den Stcuerbund 186 abgesperrt ist. Dies ist die Schaltslelfür den ersten < ί;ιημ I .auf! das (iclrii bc im /wci ten Gang, so verstellt der Druck in der Abströmleitung 198 die Regelkolben 194 und 192 und den Ventilschiebcr 184 gegen die Kraft der Feder 1% nach unten, wodurch die Speiseleitung 182 für den ersten Gang mit der Auslaßleitung 178 verbunden wird, während der Stcuerbund 188 die Schallleitung 126 für den ersten Gang absperrt. Arbeitet das Getriebe im dritten Gang, so bewegt der Druck aus der Abströmleitung 200 den Regelkolben 192 und den Ven-

ti !schieber 184 gegen die Kraft der Feder 196 nach unten, wodurch wiederum die Speiseleitung 182 für den ersten Gang druckcntlastct wird. Arbeitet das Getriebe im vierten Gang, so bewegt der Druck aus der Abströmleitung 160 den Ventilschiebcr 184 gegen

die Kraft der leder 196 nach unten, wodurch wiederum die Speiseleitung 182 fur den ersten (Jang druckcnllastet wird.

Das Umschaltventil 106 für den zweiten Gang ist von gleichem Aufbau wie das Umschaltventil 104 für den ersten Gang, so daß gleiche Teile gleiche Bezugszeichen, jedoch mil dem Index α erhalten haben. Die Ventilbohrung 166« sieht in Verbindung mit der Auslaßleitung 178 und der Abströmleitung 198 /ur Bremse 56 fur den zweiten Gang. Die Ventilbohrung

170a hat Verbindung mit einer Speiseleitung 202, die vom zugeordneten Relaisventil 136 kommt. Das Umschaltventil 106 tür den zweiten Gang arbeitet in gleicher Weise wie das Umschaltventil 104 für den ersten (iang. so ilaß bei erhöhtem F.rregerstrom zum Ma-

gnetvcntil /·. ein Aufwärtsschaltcn vom ersten Gang oder ein Abwärtsschalten vom dritten Gang erfolgt, wobei der Flüssigkeitsdruck zur Bremse 56 für den zweiten Gang durch den Erregerstrom zum Magnetventil /-. und den auf die unterschiedliche Fläche der Steuerbundc 164« und 168a wirkenden Flüssigkeitsdruck gesteuert wird.

Der Hauptnetzdruck wird dem Umschaltventil 106 für den zweiten Gang über das Relaisventil 136 für den zweiten Gang über die Speiseleitung 202 zugelei-

tct. Das Relaisventil 136 für den zweiten Gang ist vom gleichen Aufbau wie das Relaisventil 134 für den ersten (iang, so daß gleiche Teile gleiche Bezugszeichen, jedoch unter Zufügen des Index α erhalten haben. Das Relaisventil 136 für den zweiten Gang wird um-

geschaltet, um ein Anlegen der Bremse 56 für den zweiten Gang zu verhindern, wenn der erste, dritte oder vierte Gang durch Druckflüssigkeit zu den zugeordneten Abströmlcitungen 180 bzw. 200 bzw. 160 eingeschaltet ist.

Erfolgt ein Aufwärtsschalten vom ersten zum zweiten Gang, so hält der Druck in der Abströmleitung 180 das Relaisventil 136 für den zweiten Gang in der umgeschalteten Stellung, in der die Speiseleitung 202 für den zweiten Gang mit der Auslaßleitung 178 vcr-

bunden ist. Ist der Gangwechscl 1-2 abgeschlossen, so wird der Erregerstrom zum Magnetventil D allmählich verringert, so daß das Umschaltventil 104 für den ersten Gang in die Abwärtsschaltstellung bewegt wird, in der die Abströmlcitung 180 druckcntlastct

wird, so daß nunmehr das Relaisventil 136 für den zweiten Gang unter Entspannen der Druckfeder zurückgeschaltet wird, um die Schaltleitung 126 mit der Speiseleitung 202 für den zweiten Gang zu verbinden. Während des Aufwärtsschaltens 1-2 erhöht sich der Erregerstrom zum Magnetventil /·; in gesteuerter Weise, wodurch dieses allmählich geschlossen wird, so daß sich das Umschaltventil 106 für den zweiten ίί;πιμ in die Aulwaitssdialtsklluim bewcEt. um das

Anlegen der Bremse 56 für den zweiten Gang zu bewirken. Wie bereits beschrieben, wird der der Bremse 56 zugeleitete Druck durch den Erregerstrom des Magnetventils E und den auf die unterschiedlichen Flächen der Steuerbunde 164a und 168a einwirkenden Flüssigkeitsdruck gesteuert.

Das Umschaltventil 108 für den dritten Gang ist von gleichem Aufbau wie die Umschaltventile für den ersten und zweiten Gang, so daß gleiche Teile gleiche Bezugszeichen, jedoch mit dem Index b erhalten habcn. Eine Speiseleitung 204 für den zweiten Gang verbindet das Relaisventil 138 für den dritten Gang mit dem Umschaltventil 108 für den dritten Gang. Das Umschaltventil 108 für den dritten Gang arbeitet in gleicher Weise wie die bereits beschriebenen Um- '5 schaltventil für den ersten und zweiten Gang, um die Bremse 52 für den dritten Gang gesteuert anzulegen, wobei dies entsprechend dem Erregerstrom zum Magnetventil Fund dem Flüssigkeitsdruck auf die unterschiedlichen Steuerbunde 164b und 168b erfolgt.

Die Zufuhr des Hauptnetzdruckes zum Umschaltventil 108 für den dritten Gang über die Speiseleitung 204 wird durch das Relaisventil 138 für den dritten Gang gesteuert, das im Aufbau den Rclaisvcntilen 134 und 136 entspricht, so daß gleiche Teile gleiche Be- »5 zugszeichen, jedoch mit dem Index b erhalten haben. Das Relaisventil 138 für den dritten Gang wird umgeschaltet, wenn in einer der Abströmleitungen 160,198 oder 180 Druck herrscht.

Das Relaisventil 140 für den vierten Gang ist von gleichem Aufbau wie die Relaisventile für den ersten, zweiten und dritten Gang, so daß gleiche Teile gleiche Bezugszeichen, jedoch mit dem Index r erhalten haben. Das Relaisventil 140 für den vierten Gang steuert Hauptnetzdruck zum Umschaltventil 110 für den vierten Gang über eine Speiseleitung 206 für den vierten Gang.

Das Umschaltventil 110 für den vierten Gang hat einen Ventilschieber 208 mit einem Steuerbund 210 großen Durchmessers in einer Ventilbohrung 212 und einem Steuerbund 214 kleinen Durchmessers in einer Ventilbohrung 216. Zwischen dem Steuerbund 210 und dem einen Ende der Ventilbohrung 212 ist eine Druckfeder 2Ϊ8 vorgespannt eingesetzt, um den Ventilschieber 208 in die dargestellte obere Stellung zu bewegen. Der Steuerbund 214 begrenzt in der Ventilbohrung 216 eine Steuerkammer 220, in der der Druck durch ein Magnetventil G veränderlicher Kraft gesteuert wird. Dieses Umschaltventil arbeitet also in entgegengesetzter Weise wie die bereits beschriebenen Umschaltventile für den ersten bis dritten Gang. Mit zunehmendem Erregerstrom zum Magnetventil G wird dieses Ventil auf die Schließstellung zu bewegt, so daß dann ein Druckaufbau in der Steuerkammer 220 erfolgt, der auf den Steuerbund 214 wirkend den Ventilschieber 208 nach unten bewegt, so daß die Abströmleitung 160 für den vierten Gang druckentlastct wird. In der gezeichneten Stellung des Ventilschiebers erfolgt das Einrücken des vierten Ganges, sofern Druckflüssigkeit in der Speiseleitung 206 für den vierten Gang verfügbar ist. Um ein Einrücken des vierten Ganges während eines Gangwechsels Leerlauf-1,1-2 oder 2-3 zu verhindern, wird ein Erregerstrom zum Magnetventil G geleitet, damit das Umschaltventil 110 für den vierten Gang in die Abwärtsschaltstellung bewegt wird, in der ein Einrücken der Kupplung 48 für den vierten Gang verhindert ist. Bei Betrieb in den Vorwartsgangcn jedoch wird das Getriebe für einen Antrieb im vierten Gang konditio niert, wenn die Magnetventile O, E, h und G ausfaller sollten, so daß ein weiterer Betrieb des Fahrzeuge; gewährleistet ist. Dies bedeutet einen Sicherheitsfak tor, da trotz eines verhinderten Gangwechsels da! Fahrzeug fahrfähig bleibt.

Die Relaisventil 123, 136, 138 und 140 sind se ausgelegt, daß ein ausreichender Druck zum Einrük ken der Kupplungen oder Anlegen der Bremsen ii den zugeordneten Abströmleitungcn vorhanden seir muß, bevor die Rclaisventile gegen die Kraft ihrer Federn bewegt werden können. 1st das Getriebe bei spielsweise im ersten Gang bei angelegter Bremse 58 so hält der Druck in der Abströmleitung 180, der ausreicht, um die Bremse 58 angelegt zu halten, die Relaisventile für den zweiten, dritten und vierten Ganj in der umgeschalteten Stellung. Während eines Auf wärtsschaltcns vom ersten zum zweiten Gang sinkt dei Druck in der Abströmleitung 180. Während des Ab-Sinkens dieses Druckes erreicht dieser einen Wert, dei nicht mehr ausreicht, um die Rclaisventile für der zweiten, dritten und vierten Gang in ihrer Stellung zu halten. Wird dieser Punkt erreicht, so schalten dk Relaisventil um und gestatten die Verbindung dei Schaitleitung 126 mit der Speiseleitung 202 durch da* Relaisventil 136 für den zweiten Gang.

Wie bereits beschrieben, steuert das Umschaltventil 106 für den zweiten Gang den Druckanstieg in dei Abströmleitung 198 für den zweiten Gang. Steigt dei Druck in dieser Abströmleitung 198 auf einen Wert, der ausreicht, um die Federkräfte der Relaisventile für den ersten, dritten und vierten Gang zu überwinden, welcher Druck ausreicht, um die Bremse 56 angelegt zu halten, so werden die Relaisventile 134, 13Ϊ und 140 gegen die Kraft ihrer Federn umgeschaltet Durch dieses Umschalten wird den Umschaltventilen für den ersten, dritten und vierten Gang zugeleitete Druckflüssigkeit abgeschaltet. Bei einem Aufwärtsschalten 1-2 wird also Druck sowohl der Bremse 58 für den ersten Gang als auch der Bremse 56 für der zweiten Gang zugeleitet, so daß eine Unterbrechung des Kraftflusses durch das Getriebe während des Aufwärtsschaltens nicht eintritt. Gleiche Verhältnisse ergeben sich auch bei Aufwärtsschaltungen zwischen den anderen Gängen wie auch beim Abwärtsschalten zwischen den einzelnen Gängen.

Ein Rückschlagventil 222 ist in der Auslaßleitung 178 vorgesehen, so daß der Druck in der Auslaßleitung 178 auf einen kleinen Wert gehalten wird, dei üblicherweise 0,035 bis 0,052 kg/cm² beträgt.

In F i g. 2 ist eine elektrische Steuereinrichtung dargestellt, die die Magnetventile A bis G in dem soeben beschriebenen hydraulischen Teil der Steuereinrichtung betätigt, um die gewünschten Gänge einzuschalten und ein weiches Umschalten zwischen den einzelnen Gängen zu bewirken. Die Steuereinrichtung isl auf eine Antriebsmaschine 4 in Form einer Gasturbine abgestellt, jedoch ist das Prinzip auch bei Verwendung anderer Antriebsmaschinenarten möglich Ferner ist die Verwendung der Steuereinrichtung nicht auf das eingangs erwähnte Getriebe beschränkt, sondern gegebenenfalls mit geringfügigen Änderungen nützlich für alle Arten von Wechselgetrieben mil drehmomentübertragenden Reibungsschaltcinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, die unterschiedliche Drehmomentaufnahmefähigkeit haben. Besonders geeignet ist die Steuereinrichtung für Getriebe·, bei denen /um Ciangwcchscl das Einrücken ei-

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nor Reibungssehalteinrichtung hei gleichzeitigem Ausrücken einer anderen Reibungsschalteinrichtung erforderlich ist.

In der elektrischen Steuereinrichtung ist ein Umschaltpunktsteuerer 230 vorgesehen, der den Antriebsbereich, nämlich Rückwärtsantrieb, Leerlauf oder Vorwärtsantrieb sowie die gewünschten Gänge im Vorwärtsantrieb, nämlich erster, zweiter, dritter oder vierter Gang, wählt. Der Umschaltpunktsteuerer kann eine handbetätigte elektrische Schalteinrichtung sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch eine automatische Steuerung verwendet, wie sie in der USA.-Patentschrift 3448640 (Fig. 3A) der Anmelderin im einzelnen beschrieben ist. Diese Einrichtung liefert elektrische Signale, die gewünschte Antriebsbereiche und Gänge anzeigen. Bei Verwendung einer Gasturbine als Antriebsmaschine wird als Parameter die Drehzahl des Treibgaserzeugers an Stelle der Drosselklappenstellung gewählt.

Der Umschaltpunktsteuerer 230 liefert ein Gleichstromausgangssignal zu einem Leiter 232. Durch dieses. Signal wird die Spule des Magnetventils C erregt. Ein Leiter 236 erhält ein Signal, wenn Vorwärtsantrieb gewünscht ist. Dioden 238 verbinden die Leiter 232 und 236 mit einem Leiter 240, über den das Magnetventil ß und, sofern keine Anforderung eines anderen Ganges vorliegt, das Magnetventil D erregt werden. Führt der Leiter 240 kein Signal, so wird das Magnetventil A erregt. Der Leiter 236 führt stets ein Signal, wenn das Getriebe im Vorwärtsantrieb ist. Der zweite, dritte und vierte Gang wird eingeschaltet, wenn in Leitern 24« bzw. 250 bzw. 252 Signale auftreten. Arbeitet beispielsweise das Getriebe im zweiten Gang, so führen die Leiter 236 und 248 Signale. Zum Aufwärtsschalten in den dritten Gang ist ein Signal im Leiter 250 erforderlich. Für ein Abwärtsschalten vom zweiten zum ersten Gang muß das Signal im Leiter 248 verschwinden. Der restliche Teil der in F i g. 2 dargestellten elektronischen Steueranlage dient der Modulation des Eiregerstroms zu den Magnetventilen D bis Cm, um ein weiches Umschalten von einem zum anderen Gang zu erzielen.

Ein Tachogenerator 254 fühlt die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes ab, die in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt wird. Diese Spannung wird einem Differentiator 258 zugeleitet, um in einem Leiter 260 ein der Beschleunigung der Eingangswelle proportionales Signal zu liefern. Dieser Wert kann positiv und negativ sein, so daß also auch Verzögerungen der Eingamgswelle erfaßt sind.

Ein Modulationskomputer 262 erhält als Eingänge das Beschleunigungssignal über den Leiter 260, das Drehzahlsignal über einen Leiter 257 und Aufwärtsbzw. Abwärtsschaltsignale über Leiter 264 bzw. 266. Auf Grund dieser Eingänge liefert der Modulationskomputcr Ausgänge zu Leitern 268, 270, 272 und 274, die Modulationssignale zur Steuerung der jeweils ausgewählten Magnetventile D bis G sind. Die zu erregenden Magnetventile werden durch einen Gitterkreis 276 ausgewählt, der über eine Diodenmatrix 278 von logischen Zeitsteuerkreisen gesteuert ist.

Beispielsweise ist bei einem Gangwechsel vom Leerlauf zum ersten Gang das Magnetventil D zu erregen, um die Bremse 58 für den ersten Gang in gesteuerter Weise anzulegen. Hierzu verbindet der Gitterkreis 276 das ankommende Modulationssignal zur Erregung des Magnetventils. Nachdem die Bremse 58 für den ersten Gang eine genügende Zeit zum vollen Einrücken, beispielsweise 2 Sekunden, zur Verfügung hatte, löscht der logische Zeitsteuerkreis 280 ein Aufwärtsschaltsigna! und bewirkt die volle Erregung des Magnetventils D, wenn dieses nicht bereits voll erregt sein sollte, so daß die Bremse 58 für den ersten Gang mit ganzer Kraft angelegt wird.

Bei einem Gangwechsel vom ersten zum zweiten Gang wird ein zugeordneter logischer Zeitsteuerkreis wirksam, so daß über den Gitterkreis 276 das ankommende Modulationssignal das Erregen des Magnetventils E veranlaßt, damit die Bremse 56 für den zweiten Gang in gesteuerter Weise angelegt wird. Gleichzeitig stellt der Gitterkreis 276 eine Verbindung her, über die das Magnetventil D in modulierter Weise stromlos wird. Nach Ablauf von etwa 2 Sekunden Umschaltzeit wird die volle Erregung des Magnetventils E und das vollständige Stromloswerden as des Magnetventils D bewirkt.

Die anderen logischen Zeitsteuerkreise sind in ähnlichcr Weise geschaltet, so daß Aufwärtsschaltsignale und Abwärtsschaltsignale geliefert werden.

Ferner wird bei jedem Gangwechsel mit Ausnahme des Gangwechsels 1 -Leerlauf und 3—4 ein Verzögerer 300 erregt, der den Gitterkreis 276 konditioniert, damit er das Magnetventil G voll erregt, so daß die Kupplung 48 während des Umschal tens und zusätzliche für eine Zeit von 0,5 Sekunden nach Beenden des Umschaltvorganges ausgerückt gehalten wird.

Die Magnetventile D, E und F modulieren, wenn sie erregt sind, den Druck in den zugeordneten Steuerkammern der Umschaltventile entsprechend den vom Modulationskomputer gelieferten Signalen. Da jedoch das Magnetventil G entgegengesetzt zu den anderen Umschaltventilen arbeitet, also maximaler Erregerstrom im Magnetventil G einem Kleinstdruck der zugeordneten Kupplung entspricht, ist für das Magnetventil G ein anderes Modulationssignal erforderüch.

Bei der beschriebenen Anordnung enthält jedes Magnetventil mit veränderlicher Kraft für die Umschaltventile ein längliches Ventilglied, das durch eine Feder in eine eine Auslaßöffnung der Steuerkammei so des zugeordneten Umschaltventils schließende Stellung bewegt ist und fortschreitend in eine die Auslaß öffnung freilegende Öffnung durch die Kraft des Magneten des zugeordneten Magnetventils bewegbar ist. Der elektronische Steuerkreis spricht auf Drehmoss mentanforderung und Ausgangsdrehzahl des Getriebes an und ferner auf Bedingungen, die einen Gangwechsel im Getriebe erfordern, um dann ein« fortschreitend ansteigende Spannung zur Spule ein« Magnetventils zu steuern, während die Erregerspan nung bei den anderen Umschaltventilen fortschrei tend verringert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch-elektrische Schalteinrichtung für ein Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der eine Druckmittelquelle Sber ein magnetbetätigtes Richtuiigswahlventil, über ein Leerlaufventil und über Umschaltventile »it nebengeordneten federbelasteten Nebenventilen mit Reibungsschalteinrichtungen verbunden *^ö kl, wobei die Umschaltventile magnetbetätigte Steuerkammern neben den Ventilschiebern und die Ventilschieber einseitig belastende Federn aufweisen und bei Nichtbetätigung ihre Druckmittelzufuhr gesperrt ist und wobei die Steuer- »5 kammern aller magnetbetätigten Ventile mit der Druckmittelquelle über ein Druckminderventil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Leerlaufventil (68) eine magnetbetätigte (A) Steuerkammer neben dem auf seiner anderen » Seite durch eine Feder (124) in die Stellung für Leerlauf belasteten Ventilschieber (114) aufweist und in der Stellung für Antrieb die Druckmittelquelle mit einer Schaltleitung (126) verbindet, die zu den als Relaisventilen (134, 136, 138, 140) *5 ausgebildeten Nebenventilen führt, deren Ventilschieber, durch die Feder (196) belastet, die Schaltlleitung (126) mit der Speiseleitung (182, 202, 204, 206) des zugeordneten Umschaltventils verbindet, daß die Umschaltventile Ventilschieber mit verschieden großen Steuerbunden (164, 168; 210, 214) aufweisen und mit Ausnahme des für den höchsten Gang durch ihre Federn (176) in die Ab- <wärtsschaltstellung und durch Druckerhöhung in der Steuerkammer in die Aufwärtsschaltstellung bewegbar sind, daß in der Aufwärtsschaltstellung der Umschaltventile ihre Speiseleitung mit einer Abströmleitung (180,198, 200, 202) zu der zugeordneten Reibungsschalteinrichtung (58, 56, 52. 48) /wischen den verschieden großen Stcuerbunden (164, 168: 210, 214) verbunden lit und die Abströmleitung jedes Umschallventils auch an die Relaisvcntile der anderen Umschaltventil auf der der Feder abgewandten Seite des Ventilsclucbers angeschlossen sind und daß ein elektronischer Steuerkreis die Magnete (D bis (>) der Urmchaltventile in Abhängigkeit von der herrschenden Drehmomentanforderung und tier Ausgangsdrehzahl steuert.

2. Hydraulisch-elektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkammer des Lcerlaufventils (68) in der Stellung des Ventilschiebers für Leerlauf mit der Druckmittelquelle (60) verbunden ist (Leitungen 66,132) und der Druck in der Federkammer durch ein Magnetventil (B) /um Umschalten des Ventilichiebers in die Stellung fur Antrieb entlastbar ist.

3. Hydraulisch-elektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß llas Richtungswahlventil (70) in seiner Stellung für 6c Vorwärtsantrieb die Abströmleitung (158) zur ReibeinrichUing (48) für den Rückwiirtsantrieb mit der Abströmleitung (160) des Umschaltventils (110) für den höchsten Gang verbindet, in seiner Stellung für Rückwärtsantrieb jedoch unterbricht.

Bei einer den Ausgangspunkt der Krfindung bildenden Schalteinrichtung (USA-Patentschrift 3 5ÜS yi)7) sind die Umschaltventile durch ihre Federn in die Aufwärtsschaltstellung belastet und durch Druckerhöhung in der Steuerkammer in die Abwärtsschaltslellung bewegbar. Die Betätigung der Magnete der Umschaltventile erfolgt willkürlich, und die Modulation des Einrückdruckes an der zugeordneten Reibungsschalteinrichtung erfolgt hydraulisch durch als Trimmventile ausgebildete Nebenventile. Ein besonderes Vorrangventil gewährleistet, daß jeweils nur das beabsichtigte Umschaltventil betätigt werden

kann.

Als Magnetventile mit steuerbarem Erregerstrom ausgebildete Ufnscha'tvcniüe ssnd ars ssch durch die USA-Patentschrift 3 225 619 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einfachem Aufbau des hydraulischen Teils der Schalteinrichtung eine abgestimmte Modulation des Einrückdruckes zur Erzielung weicher Gangwechse! zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Durch die Eingabe der Betriebsparameter in den elektronischen Steiierkreis und die erfindungsgemäßc Ausgestaltung der Umschaltventil werden der Einruckdruck und die Einrückzeit in einfacher Weise geregell. Die als Relaisventile ausgebildeten Nebenventile übernehmen zugleich die Funktion eines Vorwahlventils, da bei Betätigung eines UmschaltVL-ntils die Relaisventile der anderen Umschaltventile deren Speiseleitung sperren. Außer der baulichen Vereinfachung ist auch die Störanfälligkeit der Schalteinrichtung vermindert

Die Steuerung magnetbetätigter I Jmschalt ventile in Abhängigkeit von der Dichmomentanforderung und der Drehzahl durch einen elektronischen Steuerkreis ist durch die USA.-Patentschrift 3 448640 bekannt, jedoch arbeiten auch dort die Umschaltventil als Zweistellungsventile, so dall für eine Modulation des HinruLkdruckes besondere hydraulische Maßnahmen, wie Tiimmventile u. dgl. erforderlich sind.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 ergibt eine zusätzliche Sicherung der Leerlaufstellung des Leerlaufventils.

I Hc Anordnung nach Anspruch * ermöglicht ι inen weiteren Betrieb des Fahrzeugs bei Ausfall der Magnetventile der Umschaltventil··, da das Umschaltventil f lir den vierten Gang in entgegengesetzter Richtung arbeitet als die anderen Umschaltventil, indem dort die Autwärtsschaltstcllung durch die Federkraft bewirkt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer hydraulisch-elektrischen Schalteinrichtung nach der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

fig. 1 eine schematisihc Darstellung der Schalteinrichtung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des elektronischen Steuerkreises der Schalteinrichtung.

Die Schalteinrichtung ist für ein Planetcnrädergetriebe. insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestimmt, in dem vier Vorwärtsgänge, ein Rückwärtsgang und Leerlauf geschaltet werden können. Die Reibungsschnlteinrichtungen sind als übliche Kupplungen und Bremsen ausgebildet und sind wahlweise durch hydraulische Stellmotoren betätigbar.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Schalteinrichtung enthält eine von der Antriebsmaschine ange-