DE3205198A1

DE3205198A1 - Hydraulische steuereinrichtung fuer ein automatisches getriebe

Info

Publication number: DE3205198A1
Application number: DE19823205198
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Honig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1983-09-08
Also published as: DE3205198C2; US4494640A

Description

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3-18-0 Wolfsburg
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Hydraulische Steuereinrichtung für ein automatisches 'Getriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige hydraulische Steuereinrichtung, mit der unter anderem das Kriechen eines mit einem hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebe ausgerüsteten Fahrzeuges im Motorleerlauf bei eingeschaltetem Getriebe-Yorwärtsgang verhindert werden kann, ist beispielsweise aus der DE-OS 28 33 64I bekannt. Dabei ist ein Schaltventil vorgesehen, das von einem besonderen Steuerventil bei nichtbetätigtem Fahrpedal in eine Stellung verstellt wird, bei der das den Vorwärtsgängen zugeordnete Schaltglied des Getriebes durch Entlastung der Druckmittelbeaufschlagungsleitung ausgerückt wird. Dazu ist an das Schaltventil eine einen fahrpedalstellungsabhängigen Druck führende Leitung angeschlossen, die über eine Drosselstelle mit einer motorlastabhängigen Druck "führenden Druckleitung verbunden ist und die von dem Steuerventil bei Freigabe des Pahrpedals mit einem Druckmittelauslaß verbunden wird.

Diese bekannte Steuereinrichtung arbeitet im allgemeinen auch relativ zufriedenstellend.

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Lediglich wenn nach einer Phase mit freigegebenem Fahrpedal dieses schnell und verhältnismäßig stark betätigt wird, ergeben sich Unzuträglichkeiten insofern, als das Wie.dereinrücken des Schaltgliedes mit größerer Verzögerung stattfindet. Dies ergibt sich dadurch, daß der Schieberkolben des Steuerventils durch die starke Betätigung des Fahrpedals einen größeren, mit Druckmittel aus der Druckleitung aufzufüllenden Raum freigibt, dessen Auffüllung über die Drosselstelle nur relativ langsam erfolgt. Infolgedessen kann sich auch in der zu dem Schaltventil führenden Leitung erst mit ziemlicher Verspätung ein zur Umschaltung des Schaltventils erforderlicher Druck aufbauen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, die bekannte hydraulische Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu verbessern und dabei insbesondere dafür zu sorgen, daß bei schnellen Betätigungen des Fahrpedals aus der Ruhestellung über einen vorgegebenen Wert hinaus ein genügend frühes Wiedereinrücken des Schaltgliedes des Getriebes erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß das Steuerventil bei einer derartigen schnellen Betätigung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus die zu dem Schaltventil führende Leitung unter Umgehung der Drosselstelle direkt mit der Druckleitung verbindet, kann die das Umschalten des Schaltventils und damit das Wiedereinrücken des Getriebeschaltgliedes besorgende Druckbeaufschlagung der Leitung schnell und ohne größere Verzögerungen vorgenommen werden. In der Ruhestellung des Fahrpedals ist die Leitung dagegen nicht direkt, sondern nur über die Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden, da in dieser Stellung, in der die Leitung ja mit dem Auslaß verbunden ist, die Drosselstelle einen Abfall des in der Druckleitung vorhandenen motorlastabhängigen Druckes verhindern muß.

Gemäß einer, besonderen Weiterbildung der Erfindung soll an dem Steuerventil ein über eine die Drosselstelle umgehende Zweigleitung

direkt mit der Druckleitung verbundener Druckanschluß vorgesehen sein, der bei nichtbetätigtem Fahrpedal durch einen Kolbenbund des Kolbenschiebers verschlossen ist und bei Betätigung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus von einer Steuerkante des Kolbenschiebers mit der Leitung verbunden wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Schaltbildes der Steuereinrichtung dargestellt, wobei nur die-für die Erfindung wesentlichen Bauteile angegeben sind.

Dabei ist mit 1 ein den Torwärtsfahrgängen eines hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnetes Schaltglied, beispielsweise eine sogenannte Vorwärtskupplung, bezeichnet, deren Druckbeaufschlagungsraum mit 2 und deren Betätigungskolben mit 3 angedeutet sind. An den Druckbeaufschiagungsraum 2 ist eine Druckmittelbeaufschlagungsleitung 4 angeschlossen, deren Verbindung mit einer von einem hier nicht gezeigten Handsteuerventil kommenden Druckmittelleitung 6 in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals des Fahrzeugs lind gegebenenfalls von der Fahrgeschwindigkeit von einem Schaltventil 5 gesteuert wird. Die Druckmittelleitung 6 führt z.B. in allen durch einen herkömmlichen Getriebegangwählhebel eingestellten Yorwärtsfahrstufen des Getriebes Hauptdruck, das heißt den in der Getriebesteuerung verwendeten, höchsten, von einer Zahnradpumpe erzeugten und von einem sogenannten Hauptdruckschieber motorlastabhängig einregulierten Druck.

Das Schaltventil 5 weist einen Kolben 7 auf, der durch eine auf einen Kolbenbund 26 einwirkende Feder 8 belastet ist. Die Federkraft der Feder 8 kann mit Hilfe eines von einer Verstellschraube verstellbaren Federtellers TO eingestellt werden. Der Federkraft der Feder 8 entgegen wirkt ein. im wesentlichen fahrpedalstellungsabhängiger Druck, der über eine Leitung 19 an die in der Zeichnung rechte Stirnfläche 18 des Kolbenbundes 17 des Kolbens 7 herangeführt wird. Auf eine zweite Wirkfläche 12 des Kolbenbundes 11 des Kolbens 7 wirkt ein über eine Druckmittelleitung 13 zugeführter Druck, der ebenso wie der fahrpedalstellungsabhängige Druck der

Leitung I9 der Federkraft der Feder 8 entgegenwirkt. Diese Druckmittelleitung 13 kann dabei an den hier nicht gezeigten Handschieber so angeschlossen sein, daß sie in den sogenannten Laststellungen "2" und "1" des Gangwählhebels Hauptdruck führt.

In Abhängigkeit von den an dem Kolben 7 angreifenden Feder- und Druckkräften wird nun der Kolben 7 aus der in der Zeichnung gezeigten Mittelstellung heraus entweder nach links oder nach rechts verstellt, wobei die an dem Kolbenbund 22 vorgesehenen Steuerkanten 23 und 24 die zu dem Schaltglied 1 führende Druckmittelleitung 4 entweder mit dem Anschluß der Druckmittelleitung 6 oder aber mit einem Druckmittelauslaß 25 verbinden. Dabei ergibt sich eine Verbindung der Druckmittelleitung 4 mit dem Druckmittelauslaß 25 und damit ein Ausrücken der Yorwärtskupplung 1 nur dann, wenn die Federkraft der Feder 8 die aus der Beaufschlagung der Wirkfläche 18 des Kolbens 7 mit dem fahrpedalstellungsabhängigen Druck sowie gegebenenfalls die durch die Beaufschlagung der kreisringförmigen Wirkfläche 12 des Kolbens 7 mit dem Druck der Druckleitung 13 herrührenden Kräfte überwiegt. Die Größe der Federkraft der Feder 8 bzw. die Wirkflächen 12 und 18 des Kolbens 7 sind nun so ausgelegt, daß die Federkraft der Feder 8 nur dann überwiegt, wenn in der Leitung 13 kein Hauptdruck ansteht und die Leitung I9 entlüftet ist. Da die Leitung I3 jedoch in den WählhebelStellungen "2" und "1" des Gangwählhebels Hauptdruck führt, steht in diesen Wählhebelpositionen das Schaltventil 5 in seiner das Schaltglied 1 einrückenden Stellung. In diesem Fall kann selbst bei freigegebenem Fahrpedal die Vorwärtskupplung 1 nicht ausgerückt werden. Ein Ausrücken der Vorwärtskupplung 1 kann also nur erfolgen, wenn der Gangwählhebel des Getriebes in der Dauerfahrstellung "D" steht und gleichzeitig das Fahrpedal freigegeben ist, also in der Euhe- oder Leerlaufstellung steht.

Mit Hilfe eines Steuerventils 30 wird nun sichergestellt, daß bei freigegebenem Fahrpedal die über eine Drosselstelle 21 mit einer den sogenannten Gasdruck, das heißt einen motorlastabhängig ge-

Leitung

steuerten Druck führenden Leitung 20 verbundene/ I9 durch Verbinden mit einem Druckmittelauslaß vollständig entlüftet wird.

Zu diesem Zweck weist der Kolben 29 des bei bekannten Getriebesteuerungssystemen vorgesehenen und von einem mit dem Gaspedal verbundenen Betätigungshebel 40 betätigten ₁ sogenannten Kick-down-Schiebers einen Steuerkolben J>6 .-auf, der in einer Längsbohrung 34 innerhalb eines der Leerlaufstellung des Fahrpedals zugeordneten Leerweges verstellbar ist. Die Längsbohrung 34 ist über Querbohrungen 33 sowie stirnseitige Ausnehmungen 32 einer zur Anschlagbegrenzung des Kolbenbundes 44 ^-^es Kolbens 29 vorgesehenen Führungsbuchse 31 mi"t einer Gehäusetasche 28 verbunden, an die an der einen Seite die Leitung 19 und an der anderen Seite über die Drosselstelle 21 die Druckleitung 20 angeschlossen ist.

Die Längsbohrung 34 weist andererseits als Druckmittelauslaß fungierende Querbohrungen 35 auf, deren Verbindung mit der Leitung 19 durch eine stirnseitige Steuerkante 37 des Steuerkolben J>6 gesteuert wird. Der Kolben 29 des mit einem hier nicht gezeigten, den Gasdruck der Leitung 20 liefernden Gasdruckventils verbundenen Kick-down-Schiebers wird durch eine Feder 43» die auf einen auf einer Gewindestange .4I &^es Kolbens 29 verstellbaren Federteller 42 einwirkt, in der Zeichnung nach links gegen die als Anschlag wirkende Führungsbuchse 31 gedruckt. In der Zeichnung ist das Fahrpedal, bzw. der mit diesem verbundene Betätigungshebel 40, in seiner freigegebenen Position dargestellt, in der der von diesem unmittelbar beaufschlagte Steuerkolben J>6 durch den in der Leitung über die Drosselstelle 21" aufgebauten Druck so weit nach links verstellt wird, daß die den Druckmittelauslaß darstellenden Querbohrungen 35 freigegeben sind. Auf diese Weise ist die Leitung 19 über die Ausnehmungen 32 der Führungsbuchse 31» sowie die Querbohrungen des Schieberkolbens 29 und -die Längsbohrung 34 mit den Querbohrungen 35 verbunden, so daß das Druckmittel dort austreten und den Druck in der Leitung I9 nahezu auf Atmosphärendruck absenken kann. Durch die in der Verbindung zur Leitung 20 vorgesehene Drosselstelle 21 wird dabei verhindert, daß in dieser Stellung gleichzeitig auch der Druck in der.Leitung 20 auf Atmosphärendruck absinken kann; dieser verbleibt vielmehr auf einem angehobenen Druckniveau, nämlich dem oben bereits erwähnten sogenannten Leerlaufgasdruck.

Das Entlüften der Leitung 19 sorgt nun dafür, daß dann, wenn auch die Druckleitung 13 drucklos ist, der Kolben 7 des Schaltventils 5 von der Feder 8 in der Zeichnung nach rechts geschoben wird, so daß die Druckmittelleitung 4 über den zwischen den Kolbenbünden 22 und 26 vorgesehenen Kolbenabsatz mit dem Druckmittelauslaß 25 verbunden ist. Dadurch wird der Druckbeaufsohlagungsraum 2 der Yorwärtskupplung 1 entlüftet und die Kupplung zum Ausrücken gebracht. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers und den Fahrzeugrädern ist damit unterbrochen, so daß beim Stand des Fahrzeugs ein Kriechen nicht auftreten kann und darüberhinaus während der Fahrt des !Fahrzeugs ein sogenannter Freilauf be trieb ermöglicht wird, bei dem die kinetische Energie der Fahrzeugmasse das Fahrzeug ohne Bremswirkung durch den Motor antreiben kann.

Das Wiedereinkuppeln der Yorwärtskupplung 1 erfolgt nun erst dann, wenn das Fahrpedal den seiner Leerlaufstellung zugeordneten Leerweg überwunden hat. Dabei wird der Steuerkolben 36 in der Zeichnung so weit nach rechts bewegt, bis der Anschlagbolzen J8 des Steuerkolbens 26 am Ende der sackförmigen Längsbohrung 34 aufsetzt oder der Hebel 40 die Stirnfläche des Kolbens 29 berührt, wobei die Steuerkante 37 di-^e Querbohrungen 35 versperrt. Nunmehr baut sich in der Leitung I9 wieder der Druck der Leitung 20 auf, wobei bereits der Nullgasdruck ausreichend ist, um den Kolben 7 des Schaltventils 5 nach links zur Verbindung der Druckmittelleitung 4 mit der Leitung 6 zu verschieben. Das Absperren der Druckmittelauslaßbohrungen 35 durch die Steuerkante 37 des Steuerkolbens 36 erfolgt da-. bei also noch bevor das Fahrpedal aus seiner Leerlaufstellung heraus zur Beschleunigung des Fahrzeugmotors betätigt wird.

Da nun aber bei einer schnellen Verstellung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus der Schieberkolben 29 des Steuerventils 30 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird, wobei auf der linken Seite des Kolbenbundes 44 ein größer werdender Raum freigegeben wird, der mit Druckmittel aufzufüllen ist, würde sich ohne die in der Zeichnung mit 20a bezeichnete, die Drosselstelle

umgehende Zweigleitung der Druckleitung 20 ein sehr verzögerter Druckaufbau in der Leitung 19 ergeben, was auch zu einem verzögerten Viedereinrücken der Vorwärtskupplung 1 führen würde. Diese "Verzögerung würde umso größer sein, je stärker das Fahrpedal betätigt würde und würde also dem Wunsch des Fahrzeugführers, der durch seine Fahrpedalbetätigung gerade den Antrieb des Fahrzeugs durch den Motor wieder herbeiführen will, geradewegs zuwider laufen. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zweigleitung 20a, die an die .Gehäusetasche 27 angeschlossen ist, wird nun sichergestellt, daß bei Betätigungen des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus eine direkte Verbindung der Leitung 19 mit der Druckleitung 20 unter Umgehung der Drosselstelle 21 erfolgen kann. Während in der Ruhestellung des Fahrpedals, die in der Zeichnung angedeutet ist, der Kolbenbund 44 <3.i^e Gehäusetasche 27 verschließt und damit eine direkte Verbindung der Leitung 19 mit der Zweigleitung 20a verhindert, öffnet bei Betätigung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus die an der linken Stirnfläche des Kolbenbundes 44 vorgesehene Steuerkante 45 diese Verbindung, so daß sich auch bei sehr schnellen und kräftigen Fahrpedalbetätigungen ein schneller Druckaufbau in der Leitung 19 und damit ein zügiges Umschalten der Vorwärtskupplung 1 ergeben kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung gezeigte Ausführung nur beispielhaft ist. So könnte in der Leitung 19 zu dem Schaltventil 5 natürlich auch ein von der Bremspedalstellung abhängiges Schaltventil vorgesehen sein, ähnlich etwa wie bei der Ausführung nach der DE-OS 28 44 665. Auch könnte das Schaltventil 5 so ausgebildet sein, daß es auch fahrgeschwindigkeitsabhängig betätigt wird, um beispielsweise das Umschalten nur in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen zu ermöglichen.

ΛΟ

Leerseite

Claims

1. /Hydraulische Steuereinrichtung für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, das ein mechanisches Planetengetriebe mit zur wahlweisen Zuschaltung der Getriebeglieder vorgesehenen, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern aufweist, mit einem in Abhängigkeit von der Stellung eines von Hand betätigbaren Gangwählhebels stehenden Handsteuerventil, das in Yorwärtsfahrgängen des Getriebes Druckmittel zur Betätigung eines diesen Jahrgängen zugeordneten Schaltgliedes weiterleitet und mit einem in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schaltglied angeordneten, von der Stellung des Fahrpedals abhängigen Schaltventil, dessen die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltglied steuernder Kolben entgegen einer Rückstellfeder mit einem über eine Leitung zuführbaren, fahrpedalstellungsabhängigen Druck beaufschlagbar ist, wobei die Leitung über eine Drosselstelle mit einer motorlastabhängigen Druck führenden Druckleitung und darüberhinaus mit einem von dem Fahrpedal betätigbaren Steuerventil verbunden ist, das die Leitung bei freigegebenem Fahrpedal entlüftet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (-30) bei einer Betätigung des Fahrpedals (40) über einen vorgegebenen Wert hinaus die Leitung (19) unter Umgehung der Drosselstelle (21) unmittelbar mit der Druckleitung (20) verbindet.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30) einen von dem Fahrpedal (40) betätigbaren und in einer Längsbohrung (34) eines Kolbenschiebers (29) verstellbaren Steuerkolben (36) aufweist mit einer Steuerkante (37)» die bei nichtbetätigtem Fahrpedal eine Verbindung der Leitung (I9) zu einem Druckmittelauslaß (35) öffnet und bei Betätigung des Fahrpedals diese Verbindung unterbricht.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steuerventil (30) ein über eine die Drosselstelle (21) umgehende Zweigleitung (20a) direkt mit der Druckleitung (20) verbundener Druckanschluß (27) vorgesehen ist, der bei nichtbetätigtem Pahrpedal (40) durch einen Kolbenbund (44) äes Kolbenschiebers (29) verschlossen ist und bei Betätigung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus von einer Steuerkante (45) des Kolbenschiebers (29) mit der Leitung (19) verbunden ist.