DE3205198C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für ein auto­ matisches Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Eine derartige hydraulische Steuereinrichtung, mit der unter anderem das Kriechen eines mit einem hydrodynamisch-mechanischen Kraftfahrzeuggetriebe ausgerüsteten Fahrzeuges im Motorleerlauf bei eingeschaltetem Getriebe-Vorwärtsgang verhindert werden kann, ist beispielsweise aus der DE-OS 28 33 641 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 fahrpedalstellungsabhän­ gigen Druck führende Leitung angeschlossen, die über eine Drosselstelle mit einer motorlastabhängigen Druck führenden Druckleitung verbunden ist und die von dem Steuerventil bei Freigabe des Fahrpedals mit einem Druckmittelauslaß verbunden wird.

Diese bekannte Steuereinrichtung arbeitet im allgemeinen auch relativ zufrieden­ stellend. Lediglich wenn nach einer Phase mit freigegebenem Fahrpedal dieses schnell und verhältnismäßig stark betätigt wird, ergeben sich Unzuträglichkeiten insofern, als das Wiedereinrücken 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 Drossel­ stelle nur relativ langsam erfolgen kann. Infolgedessen kann sich auch in der zu dem Schaltventil führenden Leitung erst mit ziemlicher Verspätung ein zur Umschaltung des Schaltventils erforderlicher Druck aufbauen.

Aus der DE-OS 17 55 282 geht eine Einrichtung zur Bestimmung der Schaltpunkte in hydraulischen Schaltvorrichtungen selbsttätig schaltender Kraftfahrzeugwechsel­ getriebe als bekannt hervor, bei der in Abhängigkeit von der Betätigung des Fahr­ pedals von einem Kolben unterschiedliche Druckmittelleitungen angesteuert wer­ den, die wiederum zur Druckbeaufschlagung unterschiedlicher Wirkflächen eines zweiten Steuerkolbens dienen, um auf diese Weise die Schaltpunkte des automatisch schaltenden Getriebes dem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges anzupassen. Diese Einrichtung ist ebenso gattungsfremd wie eine aus der DE-OS 16 80 646 bekannte Einrichtung, bei der zur Dämpfung der Hysteresiserscheinungen bei einem Drosseldruck- Regelventil von unterschiedlichen Kolben nacheinander Auslaßkanäle geöffnet werden, von denen einer auch bereits eine Drosselstelle aufweist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die bekannte hydraulische Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu verbessern und dabei dafür zu sorgen, daß bei schnellen Betätigungen des Fahrpedals aus der Ruhestellung heraus ein genügend frühes Wiedereinrücken des Schaltgliedes des Getriebes und damit eine Wiederherstellung der Antriebsverbindung erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß das Steuerventil bei einer schnellen Betätigung des Fahrpedals, wobei ein vorgegebener Wert des Fahrpedalweges überschritten wird, die zu dem Schalt­ ventil führende und die Stellung dessen Steuerkolbens bestimmende Leitung unter Umgehung der Drosselstelle direkt mit der Druckleitung verbindet, kann das Umschal­ ten des Schaltventils und damit das Wiedereinrücken des Getriebeschaltgliedes schnell und ohne große Verzögerungen vorgenommen werden. In der Ruhestellung des Fahr­ pedals ist die Leitung dagegen nicht direkt, sondern nur über die Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden, da dann die Drosselstelle einen Abfall des in der Druck­ leitung vorhandenen motorlastabhängigen Druckes verhindern muß.

Gemäß einer 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 Kolben­ bund 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 darge­ stellt, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Bauteile angegeben sind.

Dabei ist mit 1 ein den Vorwärtsfahrgängen eines hydrodynamisch-me­ chanischen Kraftfahrzeuggetriebes zugeordnetes Schaltglied, bei­ spielsweise eine sogenannte Vorwärtskupplung, bezeichnet, deren Druckbeaufschlagungsraum mit 2 und deren Betätigungskolben mit 3 angedeutet sind. An den Druckbeaufschlagungsraum 2 ist eine Druck­ mittelbeaufschlagungsleitung 4 angeschlossen, deren Verbindung mit einer von einem hier nicht gezeigten Handsteuerventil kommenden Druckmittelleitung 6 in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpe­ dals des Fahrzeugs und gegebenenfalls von der Fahrgeschwindigkeit von einem Schaltventil 5 gesteuert wird. Die Druckmittelleitung 6 führt z. B. in allen durch einen herkömmlichen Getriebegangwählhe­ bel eingestellten Vorwärtsfahrstufen 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 Feder­ kraft der Feder 8 kann mit Hilfe eines von einer Verstellschraube 9 verstellbaren Federtellers 10 eingestellt werden. Der Federkraft der Feder 8 entgegen wirkt ein im wesentlichen fahrpedalstellungs­ abhängiger Druck, der über eine Leitung 19 an die in der Zeichnung rechte Stirnfläche 18 des Kolbenbundes 17 des Kolbens 7 herange­ führt 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 19 der Federkraft der Feder 8 entgegenwirkt. Diese Druck­ mittelleitung 13 kann dabei an dem hier nicht gezeigten Hand­ steuerventil so angeschlossen sein, daß sie in den sogenannten Last­ stellungen "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 ge­ zeigten Mittelstellung heraus entweder nach links oder nach rechts verstellt, wobei die an dem Kolbenbund 22 vorgesehenen Steuerkan­ ten 23 und 24 die zu dem Schaltglied 1 führende Druckmittellei­ tung 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 Druckmittelaus­ laß 25 und damit ein Ausrücken der Vorwärtskupplung 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 kreis­ ringförmigen Wirkfläche 12 des Kolbens 17 mit dem Druck der Druck­ leitung 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 19 entlüftet ist. Da die Leitung 13 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 Aus­ rücken 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 Ruhe- 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 steuerten Druck, führenden Leitung 20 verbundene Leitung 19 durch Verbin­ den mit einem Druckmittelauslaß vollständig entlüftet wird.

Zu diesem Zweck weist der Kolben 29 des bei bekannten Getriebe­ steuerungssystemen vorgesehenen und von einem mit dem Gaspedal verbundenen Betätigungshebel 40 betätigten, sogenannten Kick-down- Schiebers einen Steuerkolben 36 auf, der in einer Längsbohrung 34 des Kolbens 29 innerhalb eines der Leerlaufstellung des Fahrpedals zugeordneten Leerweges verstellbar ist. Die Längsbohrung 34 ist über Quer­ bohrungen 33 am Kolben 29 sowie stirnseitige Ausnehmungen 32 an einer zur An­ schlagbegrenzung des Kolbenbundes 44 des Kolbens 29 vorgesehenen Führungsbuchse 31 mit 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 Lei­ tung 19 durch eine stirnseitige Steuerkante 37 des Steuerkolben 36 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 41 des Kolbens 29 verstellbaren Federteller 42 einwirkt, in der Zeichnung nach links gegen die als Anschlag wir­ kende Führungsbuchse 31 gedrückt. In der Zeichnung ist das Fahr­ pedal, bzw. der mit diesem verbundene Betätigungshebel 40, in sei­ ner freigegebenen Position dargestellt, in der der von diesem un­ mittelbar beaufschlagte Steuerkolben 36 durch den in der Leitung 19 über die Drosselstelle 21 aufgebauten Druck so weit nach links ver­ stellt wird, daß die den Druckmittelauslaß darstellenden Querbohrun­ gen 35 freigegeben sind. Auf diese Weise ist die Leitung 19 über die Ausnehmungen 32 der Führungsbuchse 31, sowie die Querbohrungen 33 des Schieberkolbens 29 und die Längsbohrung 34 mit den Querbohrun­ gen 35 verbunden, so daß das Druckmittel dort austreten und den Druck in der Leitung 19 nahezu auf Atmosphärendruck absenken kann. Durch die in der Verbindung zur Leitung 20 vorgesehene Drosselstel­ le 21 wird dabei verhindert, daß in dieser Stellung gleichzeitig auch der Druck in der Leitung 20 aus Atmosphärendruck absinken kann; dieser verbleibt vielmehr auf einem angehobenen Druckniveau, näm­ lich 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 Schalt­ ventils 5 von der Feder 8 in der Zeichnung nach rechts gescho­ ben wird, so daß die Druckmittelleitung 4 über den zwischen den Kolbenbünden 22 und 26 vorgesehenen Kolbenabsatz mit dem Druck­ mittelauslaß 25 verbunden ist. Dadurch wird der Druckbeaufschla­ gungsraum 2 der Vorwärtskupplung 1 entlüftet und die Kupplung zum Ausrücken gebracht. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers und den Fahrzeugrädern ist da­ mit unterbrochen, so daß beim Stand des Fahrzeugs ein Kriechen nicht auftreten kann bzw. während der Fahrt des Fahrzeugs ein sogenannter Freilaufbetrieb ermöglicht wird, bei dem die kinetische Energie der Fahrzeugmasse das Fahrzeug ohne Bremswirkung durch den Motor antreiben kann.

Das Wiedereinkuppeln der Vorwärtskupplung 1 erfolgt nun erst dann, wenn das Fahrpedal den seiner Leerlaufstellung zugeordneten Leer­ weg überwunden hat. Dabei wird der Steuerkolben 36 in der Zeichnung so weit nach rechts bewegt, bis der Anschlagbolzen 38 des Steuer­ kolbens 26 am Ende der sackförmigen Längsbohrung 34 aufsetzt oder der Hebel 40 die Stirnfläche des Kolbens 29 berührt, wobei die Steuerkante 37 die Querbohrungen 35 versperrt. Nunmehr baut sich in der Leitung 19 wieder der Druck der Leitung 20 auf, wobei bereits der Nullgasdruck ausreichend ist, um den Kolben 7 des Schaltven­ tils 5 nach links zur Verbindung der Druckmittelleitung 4 mit der Leitung 6 zu verschieben. Das Absperren der Druckmittelauslaßboh­ rungen 35 durch die Steuerkante 37 des Steuerkolbens 36 erfolgt da­ bei also noch bevor das Fahrpedal aus seiner Leerlaufstellung heraus zur Beschelunigung des Fahrzeugmotors betätigt wird.

Da nun aber bei einer schnellen Verstellung des Fahrpedals über ei­ nen vorgegebenen Wert hinaus der Schieberkolben 29 des Steuerven­ tils 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 20 a bezeichnete, die Drosselstelle 21 umgehende Zweigleitung der Druckleitung 20 ein sehr verzö­ gerter Druckaufbau in der Leitung 19 ergeben, was auch zu einem verzögerten Wiedereinrücken 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 starke Fahrpedalbetätigung gerade den umgehenden Antrieb des Fahrzeugs durch den Motor wieder herbeiführen will, geradewegs zuwiderlaufen. Durch die erfindungsgemäß vor­ gesehene Zweigleitung 20 a, die an einen durch eine Gehäusetasche gebildeten Druckanschluß 27 ange­ schlossen ist, wird nun sichergestellt, daß bei Betätigungen des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus eine direk­ te Verbindung der Leitung 19 mit der Druckleitung 20 unter Um­ gehung der Drosselstelle 21 erfolgen kann. Während in der Ruhe­ stellung des Fahrpedals, die in der Zeichnung angedeutet ist, der Kolbenbund 44 die Gehäusetasche 27 verschließt und damit eine direkte Verbindung der Leitung 19 mit der Zweigleitung 20 a verhindert, öffnet bei Betätigung des Fahrpedals über einen vorgegebenen Wert hinaus die an der linken Stirnfläche des Kol­ benbundes 44 vorgesehene Steuerkante 45 diese Verbindung, so daß sich auch bei sehr schnellen und kräftigen Fahrpedalbetäti­ gungen ein schneller Druckaufbau in der Leitung 19 und damit ein zügiges Einrücken 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 Schaltven­ til 5 so ausgebildet sein, daß es auch fahrgeschwindigkeitsab­ hängig betätigt wird, um beispielsweise das Umschalten nur in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen zu ermöglichen.

Claims (2)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für ein automatisches Getriebe für Kraftfahr­ zeuge, das ein mechanisches Planetengetriebe mit zur wahlweisen Zuschaltung der Getriebeglieder vorgesehenen, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern auf­ weist, mit einem in Abhängigkeit von der Stellung eines von Hand betätigbaren Gangwählhebels stehenden Handsteuerventil, das in Vorwärtsfahrgängen des Getriebes Druckmittel zur Betätigung eines diesen Fahrgängen zugeordneten Schaltgliedes (1) weiterleitet und mit einem in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schaltglied angeordneten, von der Stellung des Fahrpedals (40) abhängigen Schaltventil (5), dessen die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltglied steuernder Kolben (7) entgegen einer Rückstellfeder (8) mit einem über eine Leitung (19) zuführbaren, fahrpedalstellungsabhängigen Druck beaufschlagt ist, wobei die Leitung über eine Drosselstelle (21) mit einer motor­ lastabhängigen druckführenden Druckleitung (10) und darüber hinaus mit einem von dem Fahrpedal betätigbaren Steuerventil (30) verbunden ist, das die Leitung (19) bei freigegebenem Fahrpedal mit einem Druckmittelauslaß (35) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30) bei einer Betätigung des Fahr­ pedals (40) über einen vorgegebenen Wert hinaus zur zusätzlichen, direkten Ver­ bindung der Leitung (19) mit der Druckleitung (20) unter Umgehung der Drossel­ stelle (21) ausgebildet ist.

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