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Elektro-hydraulische Steuereinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung
zur automatischen Schaltung eines mehrgängigen, insbesondere viergängigen, mechanischen
Planetengetriebes eines Eraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine derartige
elektro-hydraulische Steuereinrichtung für ein sogenanntes automatisches Getriebe
zu schaffen, die einen möglichst geringen aufwand unter Verwendung nur weniger elektromagnetischer
Schaltventile erfordert und die andererseits eine sichere und komfortable Schaltung
bei allen Fahrzuständen ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1. Dadurch, daß erfindungsgemäß nur den den Vorwärtsgängen des Getriebes zugeordneten
Schaltgliedern elektromagnetische Schaltventile zur Druckbeaufschlagung vorgeschaltet
sind, die zudem gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung für die in
dem ersten Getriebegang eingeschaltete Kupplung und Bremse noch zu einem einzigen
Ventil zusammengefaßt werden, wird die Zahl der erforderlichen elektromagnetischen
Schaltventile insgesamt auf nur drei begrenzt. Dadurch ergibt sich ein sehr einfacher,
platzsparender und übersichtlicher Aufbau der gesamten Getriebesteuerung.
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Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Kennzeichen
der Unteransprüche enthalten, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der in der
Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.
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Die Zeichnung zeigt in teils schematischer Darstellungsweise in Figur
1 ein Schaltbild des hydraulischen Teils der Steuerung eines viergängigen automatischen
Planetengetriebes eines Kraftfahrzeuges, Figur 2 in vergrößertem Maßstab eine Darstellung
des Hauptdruckschiebers dieser Steuerung, Figur 3 in einem Diagramm den Druckverlauf
des Haupt druckes in den einzelnen Getriebegängen, Figur 4 die Darstellung des Hauptdruckschiebers
in einer etwas vereinfachten Ausführungsform und Figur 5 in einem Diagramm den Verlauf
des zu dem Hauptdruckschieber nach Figur 4 gehörenden Hauptdruckes in den einzelnen
Getriebegängen.
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In der Figur 1 der Zeichnung ist der elektro-hydraulische Teil der
Steuerung eines automatischen Viergang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug gezeigt,
dessen Planetengetriebeteil in der bekannten Ravigneaux-AnordnuE aufgebaut ist und
im Prinzip in der DE-OS 16 25 124 gezeigt ist. Die einzelnen Übersetzungsstufen
des vier Vorwärtsfahrgänge und einen Rückwärtsfahrgang aufweisenden Getriebes, bei
dem der vierte Vorwärtsgang vorteilhafterweise eine Übersetzung ins Schnelle(overdrive)
beinhaltet, werden mit Hilfe eines Freilaufes,dreier Kupplungen und zweier Bremsen
nach folgendem Schaltschema realisiert, bei dem mit "x" die in den einzelnen Getriebegängen
eingeschalteten Schaltglieder gekennzeichnet sind.
Schaltglied K1 K2 K3 B1 B2 F |
Bauteil-Nr. 10 14 12 11 13 - |
1. Gang autom. x x |
1. Gang man. x |
2. Gang : x x |
3. Gang x |
3. Gang x x |
4. Gang xx |
Riickw.gang x x |
Danach ist in dem ersten Getriebegang die in der Figur 1 mit 10
bezeichnete Kupplung K1 und je nachdem, ob dieser Getriebegang von der Getriebesteuerung
automatisch in Abhängigkeit vom Fahrzustand oder manuell durch Verstellung des Gangwählhebels
in die Stellung Itlil eingeschaltet wird, der Freilauf , der in der Zeichnung nicht
weiter gezeigt ist, oder die mit 11 bezeichnete Bremse B1 im Eingriff. Im zweiten
Getriebegang ist neben der Kupplung K1 noch die zweite, mit 13 insgesamt bezeichnete
Bremse B2 eingerückt, während im dritten Getriebegang anstelle dieser Bremse B2
eine weitere Kupplung E3, die in der Zeichnung mit 12 angedeutet ist, zugeschaltet
wird. Im vierten Getriebegang, der eine Motordrehzahlübersetzung ins Schnelle ermöglicht
und damit als overdrive-Gang Kraftstoffeinsparungen ermöglicht, bleibt die Kupplung
K3 eingerückt und anstelle der Kupplung K1 wird jetzt wieder die Bremse B2 eingerückt.
Im Rückwärtsgang schließlich ist die in der Figur 1 mit 14 bezeichnete Kupplung
K2 und die Bremse B1 im Eingriff.
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Zur betriebszustandsgerechten Einschaltung der einzelnen Schaltglieder
dient nun die Getriebesteuerung, von der der elektro-hydraulische Teil in der Figur
1 angedeutet ist, während der die einzelnen Schaltbefehle erarbeitende elektronische
Teil hier nicht gezeigt ist.
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Dieser besteht im wesentlichen aus einer datenverarbeitenden Elektronik,
die zur Erfassung der einzelnen Umschaltpunkte verschiedene Informationen von dem
Fahrzeug, beispielsweise die Information über die Fahrgeschwindigkeit von einem
Fahrgeschwindigkeitssensor und die Information über den Leistungsbedarf beispielsweise
von einem Drosselklappenpotentiometer,erhält. In Abhängigkeit von den auf diese
Weise erhaltenen Betriebszustandsinformationen gibt diese Elektronik dann ihre Informationen
an die den einzelnen Schaltgliedern zugeordneten elektromagnetischen Schaltventile,
die in der Zeichnung mit 7, 8 und 9 angegeben sind, und die die Druckmittelbeaufschlagung
der einzelnen Schaltglieder steuern.
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Der elektrohydraulische Teil der Getriebesteuerung ist, wie dies bei
automatischen Getrieben üblich ist, in dem sogenannten Schieberkasten des Getriebes
innerhalb des Getriebegehäuses untergebracht
und besteht, wie aus
der Figur 1 näher ersichtlich ist,aus einer Druckmittelförderpumpe 1, einem in deren
Druckleitung 22 angeordneten Hauptdruckschieber/z2ur Einregulierung eines dem jeweiligen
Lastzustand entsprechenden Hauptdruckes, einem Handschieber 3, der über ein Betätigungsgestänge
51 mit dem hier nicht weiter gezeigten Gangwählhebel des Getriebes verbunden ist,
weiter aus einem Gasdruckschieber 6 zur Erzeugung eines lastabhängigen, sogenannten
Gas druckes, einem Wardlerdruckschieber 4 zur Begrenzung des dem Drehmomentwandler
5 des automatischen Getriebes zuzuführenden Wandlerdruckes und,wie dies bereits
schon angedeutet ist, aus elektro-magnetischen Schaltventilen 7, 8 und 9, die die
Druckbeaufschlagung der den Vorwärtsgängen des automatischen Getriebes zugeordneten
Schaltglieder steuern. Daneben sind in der Zeichnung noch weitere Schalt- bzw. Steuerventile
vorgesehen, wie beispielsweise ein in der Druckbeaufschlagungsleitung der mit 10
bezeichneten Kupplung Kl angeordnetes Anlege-Steuerventil 15, ein in der Druckbeaufschlagungsleitung
der mit 11 bezeichneten Bremse B1 angeordnetes Anlege-Steuerventil 16, ein der Bremse
B2 zugeordneter Akkumulator 17 sowie ein Schaltventil 18, das in einer zu den der
Bremse B2 und der Kupplung K3 zugeordneten elektromagnetischen Schaltventilen 8,
9 führenden Druckmittelleitung eingeschaltet ist.
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Bevor die Funktion und Wirkungsweise der in der Figur 1 gezeigten
elektro-hydraulischen Getriebesteuerung näher beschrieben wird, soll zunächst der
Aufbau der einzelnen Schaltglieder näher erläutert werden. So besteht der mit 2
insgesamt bezeichnete Hauptdruckschieber, der in vergrößertem Maßstab auch in der
Figur 2 gezeigt ist, aus einem Steuerventil, dessen Steuerkolben 23 mehrere Steuerbünde
24 bis 30 aufweist. Diese Steuerbünde dienen zur Steuerung verschiedener Drucknittelzu-
und -ableitungen bzw. der Druckbelastung des Steuerkolbens 23. So steuert der Steuerbund
24 die Verbindung einer Gehäusetasche 46, an die eine von der Förderpumpe 1 kommende
Hauptdruckleitung 22 ebenso wie eine zu dem Handschieber 3 führende Hauptdrucksteuerleitung
22a angeschlossen ist, mit einer Gehäusetasche 48, an die eine zu dem hier nicht
weiter gezeigten Druckmittelvorratsbehälter führende Auslaßleitung 21 angeschlossen
ist. Durch
Verstellung des Steuerkolbens 23 des Hauptdruckschiebers
2 aus der in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung gezeigten Stellung heraus nach rechts
oder links ergibt sich eine Verringerung oder Erhöhung des Druckniveaus des Hauptdruckes,
dessen Höhe in den einzelnen Getriebegängen von den an den Schaltgliedern auftretenden
und zu übertragenden Drehmomenten bestimmt wird.
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Der Steuerbund 25 steuert die Verbindung der Gehäusetasche 46 mit
einer Gehäusetasche 49, an die eine zu dem Wandlerdruckschieber 4 führende Hauptdruckleitung
22c angeschlossen ist.
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Der Kolbenbund 26 wird nun an seiner rechten Stirnfläche von einer
Druckfeder 32 sowie von dem in dem Federraum 31 herrschenden Druck belastet, der
über eine Druckmittelleitung 33 von dem Gasdruckschieber 6 zugeführt wird und aus
einem lastabhängig veränderlichen Druck besteht. Dieser lastabhängige Druck wirkt
auf die als Wirkfläche 26b angegebene Differenzfläche zwischen dem Kolbenbund 26
und dem Kolbenbund 30, während an der dieser Wirkfläche 26b entgegengesetzten Wirkfläche
26a des Kolbenbundes 26 der in dem Druckbeaufschlagungsraum 47 herrschende Druck
wirkt, der über eine mit einer Drosseldüse 39 versehene Zweigleitung 22b von der
Hauptdrucksteuerleitung 22a zugeführt wird und folglich dem von dem Hauptdrucksteuerventil
2 erzeugten Hauptdruck entspricht.
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Dem auf der Wirkfläche 26b des Kolbenbundes 26 lastenden Gasdruck
und dem ebenfalls an dieser Wirkfläche wirkenden Druck der Feder 32 entgegengerichtet
sind auch die Druckkräfte, die an den Wirkflächen 27a und 28a der Kolbenbünde 27
und 28 zur Wirkung kommen. Diese Wirkflächen entsprechen im übrigen jeweils wieder
der Flächendifferenz zwischen den im Durchmesser abgestuften Kolbenbünden 27, 28
und 29.
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Während in dem der Wirkfläche 27a zugeordneten Druckbeaufschlagungsraum
40 über eine mit einer Drosseldüse 42 versehene Druckmittelleitung 41 jeweils in
den Vorwärtsgängen 1, 2 und 3 der in diesen Gängen wirkende Hauptdruck zugeführt
wird, indem diese Druckmittelleitung 41 an die Druckbeaufschlagungsleitung 83 der
mit 10 bezeichneten Kupplung K1 angeschlossen ist, wird dem der Wirkfläche 28a
zugeordneten
Druckbeaufschlagungsraum 43 über eine ebenfalls mit einer Drosseldüse 45 versehene
Druckleitung 44 Haupt druck nur im dritten und vierten Getriebegang zugeführt, indem
diese Leitung an die Druckbeaufschlagungsleitung 125 der diesen beiden Getriebegängen
zugeordneten Kupplung K3, die in der Zeichnung mit 12 bezeichnet ist, angeschlossen
ist.
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Schließlich ist bei der in der Figur 1 und der Figur 2 gezeigten Ausführung
des Hauptirucksteuerschieber8 2 noch eine mit 30a bezeichnete Wirkfläche an der
rechten Stirnfläche des Kolbenbundes 30 des Steuerkolbens 23 vorgesehen, die im
ersten und dritten Getriebegang mit Hauptdruck beaufschlagt ist, indem der dieser
Wirkfläche zugeordnete Druckbeaufschlagungsraum 34, der in einem Gehäusestopfen
35 ausgebildet ist, über eine in diesem Gehäusestopfen angeordnete Bohrung 37, eine
Ringnut 36 und eine Druckmittelleitung 38 mit der der Löseseite der Bremse 32 zugeordneten
Druckbeaufschlagungsleitung 107 verbunden ist.
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In der Figur 4 ist eine geringfügig abgewandelte Ausführung des Hauptdrucksteuerschiebers
mit 2' bezeichnet, bei dem zunächst die zuletzt genannte zusätzliche Druckbeaufschlagung
der an der rechten Stirnseite des Steuerkolbens 23 vorgesehenen Wirkfläche 30a mit
dem Hauptdruck in dem ersten und dritten Getriebegang weggelassen wurde, so daß
diese rechte Stirnfläche ebenfalls ständig mit dem Gasdruck beaufschlagt ist. Zum
anderen ist insofern ein Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführung des Hauptdrucksteuerschiebers
2 darin zu sehen, daß die zu dem der Wirkfläche 27 zugeordneten Druckbeaufschlagungsraum
40 führende Druckmittelleitung 4la nicht nur in den drei ersten Vorwärtsgängen 1,
2 und 3, sondern zusätzlich auch im vierten Getriebegang mit Hauptdruck beaufschlagt
sein soll. Zu diesem Zweck ist die Leitung 41a mit dem Handschieber 3 verbunden
und zwar mit einer solchen Stelle, die außer in den Wählhebelstellungen R (Rückwärts)
und P (Parken) immer Hauptdruck führt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungen
des Hauptdrucksteuerschiebers besteht darin, daß sich, bedingt durch die unterschiedliche
Druckbelastung der Kolbenbünde des Steuerkolbens 23 unterschiedliche
Hauptdruckniveaus
in den einzelnen Getriebegängen einstellen.
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So ergibt sich bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 ein in
dem Diagramm der Figur 3 gezeigter Hauptdruckverlauf, der in dem Rückwärtsgang den
höchsten Wert erreicht, weil in dieser Gangstellung keine der die Stellung des Steuerkolbens
23 entgegen der Wirkung des Gasdruckes und der Rückstellfeder 32 beeinflussenden
Wirkflächen mit Druck beaufschlagt ist. Für die Vorwärtsgänge 1, 2, 3 und 4 ergeben
sich jeweils Abstufungen, deren Höhe abhängig von der Wahl der Durchmesser der einzelnen
Kolbenbünde ist. Die Wahl der Kolbenbunddurchmesser und damit auch der Wirkflächengrößen
beeinflußt auch, ob beispielsweise im vierten Getriebegang der Hauptdruck evtl.
wieder höher als im dritten Getriebegang festgelegt werden kann.
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Im Gegensatz dazu ergibt sich bei der Ausführung des Hauptdrucksteuerventils
gemäß der Figur 4 ein weniger unterschiedliches Druckniveau für die einzelnen Getriebegänge,
so daß das in der Figur 5 gezeigte Diagramm nur drei unterschiedliche Hauptdruckniveaus,
nämlich eines für den Rückwärtsgang, das zweite für den ersten und zweiten Getriebegang
und das dritte für den dritten und vierten Getriebegang aufweist. Dies liegt daran,
daß in den beiden obersten Getriebegängen beide Wirkflächen 27a und 28a mit Druck
belastet sind, in den beiden Getriebegängen 1 und 2 lediglich die Wirkfläche 27a
und in dem Rückwärtsgang keine dieser Wirkflächen.
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Der in der Figur 1 mit 3 bezeichnete Handschieber hat die Aufgabe,
den in dem Hauptdruckschieber 2 erzeugten Haupt druck in Abhangigkeit von den mittels
des hier nicht gezeigten Gangwählhebels eingestellten Getriebefahrstellungen zu
den einzelnen Schaltgliedern weiterzuleiten. Dazu weist dieser Handschieber 3 einen
über das Betätigungsgestänge 51 mit dem hier nicht gezeigten Gangwählhebel verbundenen
Steuerkolben 50 mit zwei golbenbünden 52 und 53 sowie einem dazwischenliegenden
Kolbenabsatz 54 auf, der je nach Stellung des Steuerkolbens 50 die verschiedenen,
an dem Gehäuse vorgesehenen
Gehäusetaschen 55, 56, 58 und 60 miteinander
verbindet. Dabei ist die Gehäusetasche 55 mit der von dem Hauptdruckschieber 2 kommenden
Hauptdrucksteuerleitung 22a verbunden, während an die Gehäusetasche 56 eine Druckleitung
57 angeschlossen ist, die direkt zu dem ersten, der Kupplung E1 und der Bremse B1
zugeordneten elektromagnetischen Steuerventil 7 führt. Darüberhinaus weist diese
Druckmittelleitung 57 eine Zweigleitung 57a auf, die zu dem Schaltventil 18 führt
und über dieses mit einer Druckmittelleitung 101 verbindbar ist, die zu den beiden
anderen, der Bremse B2 und der Kupplung K3 zugeordneten elektromagnetischen Schaltventilen
8 und 9 sowie direkt zu der Anlegeseite der Bremse B2 und dem dieser Seite zugeordneten
Akkumulator 17 führt. Die Gehäusetasche 56 wird mit der Gehäusetasche 55, wie aus
der Figur 1 näher ersichtlich ist, grundsätzlich in allen Vorwärtsfahrstufen des
Handwählhebels verbunden, während die Gehäusetasche 58, an die eine ebenfalls zu
dem ersten elektromagnetischen Schaltventil 7 führende Druckmittelleitung 59 angeschlossen
ist, nur in der Gangwählhebelstellung "1", die einer besonderen Laststellung des
Getriebes entspricht, mit der den Hauptdruck zuführenden Gehäusetasdie 55 über den
Kolbenabsatz 54 verbunden ist.
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Bei Verstellung des Gangwählhebels aus der in der Zeichnung gezeigten
Neutralstellung heraus, in der keine der Gehäusetaschen 56, 58 oder 60 mit der Gehäusetasche
55 verbunden ist, und folglich keine der an diese Gehäusetaschen angeschlossenen
Druckmittelleitungen mit Hauptdruck beaufschlagt ist, in die mit "R" bezeichnete
Rückwärtsgangstellung ergibt sich eine Verbindung der Gehäuse tasche 60 mit der
Gehäusetasche 55, so daß die an die Gehäusetasche 60 angeschlossenen Druckmittelleitungen
61 und 62 mit dem Hauptdruck beaufschlagt sind. Diese Druckmittelleitungen führen
nun ohne Zwischenschaltung von elektromagnetischen Schaltventilen direkt zu den
im Rückwärtsgang einzurückenden Schaltgliedern, nämlich der mit 14 bezeichneten
Kupplung K2 sowie der mit 11 bezeichneten Bremse B1, wobei im letzteren Fall lediglich
noch ein Dreiwege-Kugelventil 19, das die wahlweise Beaufschlagung der zu der B
1 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 85 aus einer von dem elektromagnetischen
Schaltventil 7 kommenden Druckleitung 84 oder aus der direkt von der Gehäusetasche
60 des Handschiebers 3
kommenden Druckmittelleitung 62 ermöglicht,
sowie das den Anlegevorgang der B1 steuernde Anlegesteuerventil 16 zwischengeschaltet
sind. Schon an dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, daß durch diese direkte
Beaufschlagung der Kupplung K2 und der Bremse B1 von dem Handschieber 3 aus ohne
Zwischenschaltung elektromagnetischer Schaltventile das Einlegen des Rückwärtsganges
jederzeit, also auch bei eventuellem Ausfall der elektrischen Stromversorgung der
Getriebesteuerung möglich ist. Mit 63 ist schließlich noch eine an dem Handschieber
3 vorgesehene Auslaßleitung angedeutet, die in der Parkstellung des Gangwählhebels
über den Kolbenabsatz 54 zwischen den beiden Steuerbünden 52 und 53 des Handschieber-Steuerkolbens
50 mit der Gehäusetasche 55 verbindbar ist.
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Das bereits mehrfach erwähnte erste elektromagnetische Schaltventil
7 weist einen an seiner in der Zeichnung unteren,endseitigen Stirnfläche von einer
Feder 66 beaufschlagten Steuerkolben 65 mit fünf Steuerbünden 71 bis 75 und zwischen
diesen liegenden Kolbenabsätzen 76 bis 79 auf. Diese Kolbenbünde und -absätze steuern
dabei in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens 65 die Verbindung der von
dem Handschieber 3 kommenden Druckmi;ttelleitungen 57 und 59 it zu den dem ersten
Getriebegang zugeordneten Schaltgliedern K1 und B1 führenden Druckbeaufschlagungsleitungen
82 und 84 bzw. die Verbindung dieser Druckbeaufschlagungsleitungen 82, 84 mit zu
dem Druckmittelvorratsbehälter zurückführenden Auslaßleitungen 88 und 89.
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Auch der die Druckfeder 66 aufnehmende Federraum ist über eine Auslaßleitung
87 mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbunden.
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Die Stellung des Steuerkolbens 65 wird nun im wesentlichen dadurch
bestimmt, ob dessen in der Zeichnung obere endseitige Stirnfläche druckbeaufschlagt
ist oder nicht. Dieser Stirnfläche ist ein Druckbeaufschlagungsraum 67 zugeordnet,
der über eine in dem oberen Teil des Steuerkolbens 65 angeordnete zentrale Bohrung
80 sowie eine als Drosseldüse wirkende Querbohrung 81 ständig mit der Druckmittelst
leitung 57 verbunde, die in allen Vorwärtsfahrstufen des Getriebes Hauptdruck führt.
Ob nun aber in dem Druckbeaufschlagungsraum 67 Haupt druck ansteht oder nicht hängt
ab von dem Schaltzustand des
eine Ausflußöffnung 68 mittels einer
Kugel 69 als Verschlußkörper steuernden Elektromagnetventils, dessen Elektromagnet
mit 70 bezeichnet ist. Bei Strombeaufschlagung des Elektromagneten 70 wird die Kugel
69 angezogen und verschließt die Auslaßöffnung 68, so daß in dem Druckbeaufschlagungsraum
67 sich der über die Längsbohrung 80, die Querbohrung 81 und die Druckmittelleitung
57 in den VorwärtsfahrstuSendes Getriebes von dem Handschieber kommender Haupt druck
aufbaut und den Stauerkolben 65 entgegen der Wirkung der Feder 66 nach unten in
eine Stellung verstellt, in der die zu den Schaltgliedern 10 und 11, nämlich der
Kupplung K1 und der Bremse B1 führenden Druckbeaufschlagungsleitungen 82 und 84
mit den Auslaßleitungen 88 und 89 verbunden sind. Ist dagegen die Strombeaufschlagung
des Elektromagneten 70 abgeschaltet, so ist auch der Druckbeaufschlagungsraum 67
druckentlastet, so daß die Feder 66 den Steuerkolben 65 in eine obere Endstellung
verstellt, in der die Druckbeaufschlagungsleitungen 82 und 84 mit den Druckmittelleitungen
57 und 59 verbunden sind. Sofern diese Druckmittelleitungen 57 und 59 nun Hauptdruck
führen, erfolgt auch eine Druckbeaufschlagung der an die Druckbeaufschlagungsleitungen
82 und 84 angeschlossenen Schaltglieder.
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In ähnlicher Weise wie das erste elektromagnetische Schaltventil 7
wirken auch die zur Druckbeaufschlagungssteuerung der Bremse B2 und der Kupplung
K3 vorgesehenen elektromagnetischen Schaltventile 8 und9, wobei diese lediglich
nur jeweils die Beaufschlagung eines Schaltgliedes steuern, während das erste elektromagnetische
Schaltventil 7 zugleich die beiden in dem ersten Getriebegang einrückbaren Schaltglieder,
nämlich die Kupplung K1 und die Bremse B1 ,bedient.
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An dieser Stelle soll im übrigen darauf hingewiesen werden, daß keineswegs
in allen Fahrstufen des Getriebes im ersten Getriebegang auch die mit 11 bezeichnete
Bremse 31 eingerückt ist. Diese ist vielmehr nur in der besonderen Laststellung
"1" des Gangwählhebels eingerückt, da auch nur in dieser Wählhebelstellung die von
dem Handschieber 3 kommende Druckmittelleitung 59 mit Hauptdruck beaufschlagt ist.
In allen übrigen Wählhebelstellungen, in denen gleich wohl, beispielsweise beim
Anfahren,auch der erste Getriebegang, dann allerdings
automatisch
,eingelegt wird, ist anstelle der Bremse B1, wie aus dem oben angegebenen Schaltzustandsschema
hervorgeht, der Freilauf F in Wirkung.
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Die beiden mit 8 und 9 bezeichneten elektromagnetischen Schaltventile,
die zur Druckmittelbeaufschlagung der Bremse B2 und der Kupplung K3 vorgesehen sind,
sind im Prinzip gleichartig aufgebaut. Sie weisen jeweils einen an seiner in der
Zeichnung unteren endseitigen Stirnfläche mit einer Feder 96 bzw. 116 belasteten
Steuerkolben 90 bzw. 110 mit jeweils drei Steuerbünden 91 bis 93 bzw. 111 bis 113
sowie dazwischenliegenden Kolbenabsätzen 94, 95 bzw. 114, 115 auf. Der der in der
Zeichnung oberen endseitigen Stirnfläche des Steuerkolbens 90 bzw. 110 zugeordnete
Druckbeaufschlagungsraum 97 bzw. 117 ist jeweils über eine mit einer Drosseldüse
103 bzw. 123 versehene Druckleitung 102 bzw. 122 mit der Druckmittelleitung 101
zur Zuführung von Hauptdruck verbunden, und weist zudem eine von einem aus einem
Elektromagneten 100 bzw. 120 und einem kugelförmigen Verschlußkörper 99 bzw. 119
gebildeten Elektromagnetventil gesteuerte Auslaßöffnung 98 bzw. 118 auf.
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Je nach Strombeaufschlagung dieses Elektromagnetventils 99, 100 bzw.
119, 120 ergeben sich nun die beiden Endstellungen des Steuerkolbens 90 bzw. 110.
So wird bei Abschaltung des Elektromagneten 100 bzw. 120 der Steuerkolben 90 bzw.
110 in seine obere Stellung verstellt, in der eine mit einer zu dem Schaltglied
führenden Druckbeaufschlagungsleitung 107 bzw. 125 verbundene Gehäusetasche 106
bzw.
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124 über den Kolbenabsatz 94 bzw. 114 mit einer Auslaßleitung 108
bzw. 121 verbunden ist, während bei Strombeaufschlagung des Elektromagneten der
sich in dem Druckbeaufschlagungsraum 97 bzw. 117 aufbauende Hauptdruck den Steuerkolben
90 bzw. 110 entgegen der Wirkung der Feder 96 in seine untere Stellung verstellt,
in der die Gehäusetaschen 106 bzw. 124 über den golbenabsatz 95 bzw. 115 mit Zweigleitungen
104a bzw. 104b einer gemeinsamen zu der Druckmittelleitung 101 führenden Druckmittelzuführungsleitung
104 verbunden ist.
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In dieser gemeinsamen Drucknittelzuführungsleitung 104 ist im übrigen
noch eine Drosseldüse 105 vorgesehen.
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Während, wie weiter aus der Zeichnung ersichtlich ist, die an das
dritte elektromagnetische Schaltventil 9 angeschlossene Druckbeaufschlagungsleitung
125 direkt zu dem hier nicht weiter gezeigten Druckbeaufschlagungsraum der mit 12
bezeichneten Eupplung K3 führt - von dieser Druckbeaufschlagungsleitung zweigt auch
die zu dem Hauptdruckschieber 2 führende Druckleitung 44 ab -, so daß mit der Druckbeaufschlagung
der Druckbeaufschlagungsleitung 125 diese Kupplung K3 eingerückt wird, führt die
von dem zweiten elektromagnetischen Schaltventil 8 kommende Druckbeaufschlagungsleitung
107 zu der Löseseite der mit 13 insgesamt bezeichneten Bremse B2, so daß bei Beaufschlagung
dieser Druckbeaufschlagungsleitung mit Hauptdruck die Bremse B2 gelöst wird. Nebenbei
sei noch erwähnt, daß von der Gehäusetasche 106 des zweiten elektromagnetischen
Schaltventils 8, an die diese Druckbeaufschlagungsleitung 107 angeschlossen ist,
auch die zu dem Hauptdruckschieber 2 führende Druckleitung 38 angeschlossen ist.
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Während die anderen Schaltglieder 10, 11, 12 und 14 nur insgesamt
schematisch angedeutet sind, ist zum besseren Verständnis der mit 13 bezeichneten
Bremse B2 der nähere Aufbau dieses Schaltgliedes, wenn auch ebenfalls nur schematisch,
doch etwas näher dargestellt.
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Diese Bremse B2 weist demnach ein um ein hier nicht weiter gezeigtes
trommelförmiges Bauteil des Planetengetriebes geschlungenes Bremsband 160 auf, das
an seinem einen Ende von einem Widerlager 161 festgehalten und das an seinem anderen
Ende von einem Eingriffsbolzen 159 des Betätigungskolbens 155 belastet wird. Den
beiden Stirnseiten dieses Betätigungskolbens 155 sind auf der Anlegeseite ein Druckbeaufschlagungsraum
157 und auf der Löseseite ein Druckbeaufschlagungsraum 158 zugeordnet, wobei auf
der Löseseite zusätzlich noch eine Rückstellfeder 156 zur Wirkung kommt. Während
nun die Druckbeaufschlagung des der Löseseite zugeordneten Druckbeaufschlagungsraums
158 von dem zweiten elektromagnetischen Schaltventil 8 gesteuert wird, indem die
von diesem ausgehende Druckbeaufschlagungsleitung 107 an diesen Druckraum angeschlossen
ist, so daß je nach Schaltzustand des Elektromagnetventils 99, 100 die Löseseite
entweder drucklos ist oder mit Hauptdruck beaufschlagt wird, steht in dem der Anlegeseite
des Betätigungskolbens 155 zugeordneten
Druckbeaufschlagungsraum
157 ständig der in der Druckmittelleitung 101 herrschende Druck an. Dazu ist dieser
anlegeseitige Druckbeaufschlagungsraum 157 über eine mit einer Drosseldüse 162 versehene
Leitung 101a direkt mit dieser Druckmittelleitung verbunden. Diese Drosseldüse 162
wird im übrigen durch eine Umgehungsleitung 101b umgangen, in der ein als Entleerventil
wirkendes Rückschlagventil 163 angeordnet ist, das eine schnelle Entleerung des
Druckbeaufschlagungsraums 157 unter Umgehung der Drosseldüse 162 ermöglicht.
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Diesem anlegeseitigen Druckbeaufschlagungsraum 157 ist im übrigen
noch der mit 17 bezeichnete Akkumulator zugeordnet, der aus einem in einem Zylinder
gleitenden Kolben 165 besteht, dessen in der Zeichnung unterer Druckbeaufschlagungsraum
167 über eine Zweigleitung 101c direkt mit der Druckmittelleitung 101 und dessen
der Oberseite zugeordneter Druckbeaufschlagungsraum 168 über eine Leitung 164 mit
dem anlegeseitigen Druckbeaufschlagungsraum 157 des Brems-Betätigungskolbens 155
verbunden ist. In diesem oberen Druckbeaufschlagungsraum 168 ist im übrigen noch
eine Druckfeder 166 angeordnet.
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Aus dieser Darstellung wird nun ersichtlich, daß das durch die Bremse
B2 gebildete Schaltglied 13 eingeriickt ist, solange der anlegeseitige Druckbeaufschlagungsraum
157 des Betätigungskolbens 155 mit Druck beaufschlagt ist, dagegen der löseseitige
Druckbeaufschlagungsraum 158 entlastet ist. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn das zweite elektromagnetische Schaltventil 8 stromentlastet ist, also dessen
Steuerkolben 90 in seiner oberen Stellung steht, in der die Druckbeaufschlagungsleitung
107 mit der Auslaßleitung 108 verbunden ist.
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Wird dagegen der Elektromagnet 100 zugeschaltet, dann wird der Steuerkolben
90 nach unten verschoben und die Druckbeaufschlagungsleitung 107 mit der Druckmittelzweigleitung
104a verbunden, so daß auch in dem löseseitigen Druckbeaufschlagungsraum 158 des
Betätigungskolbens 155 Hauptdruck ansteht. Bei gleicher Druckbelastung des Betätigungskolbens
155 auf beiden Seiten, verstellt aber die Rückstellfeder 156 den Betätigungskolben
155 in seine Lösestellung, so daß die Bremse B2 ausrückt. Ein Ausrücken der Bremse
B2 erfolgt im übrigen auch, wenn die Druckmittelleitung 101 durch das Schaltventil
18 druckentlastet wird.
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Dieses Schaltventil 18 weist einen mit zwei Steuerbünden 146 und 147
sowie einem dazwischenliegenden Kolbenabsatz 148 versehenen Steuerkolben 145 auf,
der an seiner in der Zeichnung rechten endseitigen Stirnfläche von einer Feder 149
belastet ist. Der anderen, in der Zeichnung linken endseitigen Stirnfläche des Steuerkolbens
145 ist ein Druckbeaufschlagungsraum 150 zugeordnet, der über eine Leitung 86 mit
der Gehäusetasche 84a des ersten elektromagnetischen Schaltventils 7 verbunden ist,
die bei stromlosem Elektromagneten 70 mit der von dem Handschieber 3 kommenden Druckmittelleitung
59 verbunden ist. In dieser Druckmittelleitung 59 steht in der Laststellung 1 des
Gangwählhebels Hauptdruck an, der dann also in der sogenannten "Manuell-1-Stellung"
des Gangwählhebels auch den Steuerkolben 145 des Schaltventils 18 in der Zeichnung
nach recht entgegen der Wirkung der Feder 149 verschiebt. In dieser Stellung nun
wird der Anschluß der Druckmittelleitung 101 von dem Kolbenabsatz 148 des Steuerkolbens
145 mit einer Auslaßleitung 151 verbunden, so daß die Druckmittelleitung 101 drucklos
und damit auch die Bremse B2 unabhängig von der Strombeaufschlagung des zweiten
elektromagnetischen Schaltventils 8 ausgerückt wird. In der anderen "normalen" Endstellung
des Schaltventil 18, die in allen Fahrbetriebsstellungen des Getriebewählhebels
außer der Laststellung "Manuell-1" vorliegt, wird die Druckmittelleitung 101 über
den Kolbenabsatz 148 des Steuerkolbens 145 mit der Zweigleitung 57a der von dem
Handschieber 3 kommenden Druckmittelleitung 57 verbunden, in der in allen Vorwärts-Betriebsstellungen
des Handwählhebels Hauptdruck ansteht.
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Die mit 15 und 16 bezeichneten, in den zu der K1 und der B1 führenden
Druckbeaufschlagungsleitungen angeordneten Anlege-Steuervent il e sind hinsichtlich
ihres Aufbaues weitgehend identisch. Sie weisen jeweils einen mit zwei Steuerbünden
127, 128 bzw. 136, 137 sowie einem dazwischenliegenden Kolbenabsatz 129 bzw. 138
versehenen Steuerkolben 126 bzw. 135 auf, der an seiner in der Zeichnung rechten
stirnseitigen Endfläche von einer Druckfeder 130 bzw. 139 belastet ist. Ein der
in der Zeichnung linken endseitigen Stirnfläche
zugeordneten Druckbeaufschlagungsraum
133 bzw. 143 ist jeweils über eine Zweigleitung 132a bzw. 142a mit der von dem Steuerventil
15 bzw. 16 zu dem Schaltglied 10 bzw. 11 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 132
bzw. 142 verbunden, so daß in diesen Druckbeaufschlagungsräumen 133 bzw. 143 der
sich unmittelbar vor dem Schaltglied aufbauende Druck herrscht. Je nach Höhe dieses
Schaltgliedbeaufschlagungsdruckes nimmt der Steuerkolben 126-bzw. 135 jeweils unterschiedliche
Stellungen ein, bei denen die direkt zu dem Schaltglied 10 bzw. 11 führende Drllskbeaufschlagungsleitung
132 bzw. 142 über den Kolbenabsatz 129 bzw. 138 entweder unmittelbar mit der von
dem Handschieber bzw.
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dem elektromagnetischen Schaltventil 7 kommenden Druckleitung 83 bzw.
85 oder mit einer von dieser abzweigenden und zum Zwecke des verzögerten Druckaufbaus
mit einer Drosseldüse 134 bzw. 144 versehene Zweigleitung 83a, bzw. 85a verbunden
wird. Während -nun bei dem der Bremse B1 zugeordneten Anlege-Steuerventil der der
rechten endseitigen Stirnseite des Steuerkolbens 135 zugeordnete Federraum 140 über
eine Auslaßleitung 141 mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist, weist der Federraum
131 des blegesteuerventils 15 der K1 einen Leitungsanschluß 33a auf, über den von
dem Gasdruckschieber 6 ein lastabhängig veränderlicher Druck zugeführt wird, so
daß die Stellung des Steuerkolbens 126 nicht nur von dem vor dem Druckbeaufschlagungsraum
der K1 anstehenden Druck, sondern zusätzlich auch von der Lastanforderung des Fahrzeugmotors
abhängig ist. Bei höheren Lasten wird also dem Druckbeaufschlagungsraum der Kl länger
der ungedrosselte Hauptdruck von der Druckbeaufschlagungsleitung 83 zugeführt, bis
schließlich gegen Ende auf einen durch die Drosseldüse 134 verzögerten Druckaufbau
umgeschaltet wird. In beiden Fällen sollen aber die Anlege-Steuerventile 15 und
16 für einen komfortableren Anlegevorgang der zugeordneten Schaltglieder 10 und
11 sorgen.
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Der mit 4 insgesamt bezeichnete Wandlerdruckschieber führt im wesentlichen
zwei Funktionen aus. Zum einen begrenzt er den Druck des über die Leitungen 22c
und 178 von dem Hauptdruckschieber 2 dem Wandler 5 zugeführten Druckmittels. Zum
anderen weist der Wandlerdruckschieber 4 in seinem Gehäuse ein durch eine von einer
Feder 176 belastete
Ventilkugel 181 gebildetes Uberdruckventil
auf, das das Entstehen eines tberdruckes in der Hauptdruckleitung 22 etwa bei Ausfall
des Hauptdruckschiebers 2 verhindert. Der Wandlerdruckschieber 4 weist dazu einen
mit 3 Steuerbünden 171 bis 173 sowie zwei dazischenliegenden Kolbenabsätzen 174
und 175 versehenen Steuerkolben 170 auf, der an seiner in der Zeichnung linken endseitigen
Stirnfläche von einer Druckfeder 176 belastet ist. Diese Druckfeder 176 belastet
gleichzeitig auch die Kugel 181 des Uberdruckventils, das bei Auftreten eines in
der Hauptdruckleitung 22 vorhandenen Überdruckes öffnet und eine Verbindung der
Hauptdruckleitung 22 bzw. der von dieser abzweigenden Zweigleitung 22d mit einer
Auslaßleitung 182 herstellt. An der in der Zeichnung rechten endseitigen Stirnfläche
des Steuerkolbens 170 wirkt der in dem Wandlerdruckschieber erzeugte Wandlerdruck,
der über eine mit einer Drosseldüse 180 versehene Zweigleitung 178a von der Wandlerdruckleitung
187 zu dem der rechten endseitigen Stirnfläche des Steuerkolbens 179 zugeordneten
Druckbeaufschlagungsraum 179 zurückgeführt wird.
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Die Stellung des Steuerkolbens 170 wird also durch die an den beiden
endseitigen Stirnflächen anstehenden Druckkräfte bestimmt, von denen die von der
Druckfeder 176 erzeugte den Steuerkolben 170 in der Zeichnung nach rechts zu verschieben
trachtet, in der die von dem Hauptdruckschieber 2 kommende Hauptdruckzweigleitung
22c mit der Gehäusetasche 177 verbunden ist, an die die Wandlerdruckleitung 178
angeschlossen ist. Ubersteigt dagegen der Wandlerdruck einen im wesentlichen durch
die Federkraft bestimmten Druckwert, dann verschiebt der in dem Druckbeaufschlagungsraum
179 wirkende Wandlerdruck den Steuerkolben 170 in der Zeichnung nach links, so daß
die Gehäusetasche 177 zwecks Reduzierung des Wandlerdrucks mit der Auslaßleitung
183 verbunden wird. Diese Verbindung erfolgt so lange, bis wieder Gleichgewixht
an dem Steuerkolben 170 herrscht.
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Auf diese Weise wird also der dem Wandler über die Wandlerdruckleitung
178 zugeführte Wandlerdruck auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.
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Schließlich ist in der Zeichnung noch eine Ausführung eines Gasdruckschiebers
angedeutet, der jedoch ebenso wie der Wandlerdruckschieber nicht Gegenstand der
vorliegenden Erfindung sein soll. Anstelle der in der Zeichnung gezeigten und im
nachfolgenden näher beschriebenen Ausführung sind vielmehr auch andere Vorrichtungen
möglich, die zur Bereitstellung eines von der Belastung des Fahrzeugantriebsmotors
abhängigen Druckes, der über die Leitung 33 bzw. 33a sowohl dem Hauptdruckschieber
2 als auch dem der Kupplung K1 zugeordneten Anlege-Steuerventil 15 zugeführt wird,
geeignet sind.
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Der in der Zeichnung gezeigte Gasdruckschieber 6 besteht aus einem
in einem Gehäuse verschiebbaren ersten Steuerkolben 185 mit wenigstens drei Steuerbünden
186, 187 und 188 sowie einem endseitigen Kolbenbund 189 und mit zwischen den Steuerbünden
186 bis 188 vorgesehenen Kolbenabsätzen 191 und 192. Darüberhinaus ist ein zweiter
Kolben 190 vorgesehen, der mit dem ersten Steuerkolben 185 über eine Druckfeder
197 verbunden ist, an dem ein Betätigungsgestänge 196 befestigt ist. Dieses Betätigungsgestänge
ist durch eine zentrale Bohrung 195 des ersten Steuerkolbens 185 hin-Gurchgeführt
und ist über eine Gasdruckbegrenzungsfeder 200 mit einem beispielsweise zur Drosselklappe
oder zum Gaspedal des Fahrzeugantriebsmotors führenden Seilzug 201 verbunden. An
der linken endseitigen Stirnfläche des ersten Steuerkolbens 185 wirkt also die bei
einer Verstellung der Drosselklappe oder des Gaspedals durch Zusammendrückung der
Feder 197 vergrößerte Federkraft, die den Steuerkolben 185 damit in der Zeichnung
nach rechts in eine Stellung zu verschieben sucht, in der zunehmend eine Verbindung
zwischen der von der Wandlerdruckleitung 178 abzweigenden Leitung 178b mit der Gasdruckleitung
33 hergestellt wird. Der in der Gasdruck leitung 33 vorhandene Gasdruck wird über
eine mit einer Drosseldüse 194 ausgerüstete Zweigleitung 33b in einen Druckbeaufschlagungsraum
193 rückgeführt, der die rechte Ringfläche des Steuerkolbens 188 entgegen der Wirkung
der Feder 197 belastet und bei Überwiegen dieser Druckkraft den Steuerkolben 185
in der Zeichnung nach links zwecks
Verbindung der Gasdruckleitung
33 mit einer Auslaßleitung 199 verschiebt.
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Im Endeffekt liefert der Gasdruckschieber 6 einen mit dem Gaspedal-
bzw. Drosselklappenwinkel ansteigenden sogenannten Gasdruck, der also umso höher
ist, je größer die von dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs abgeforderte Leistung
ist.
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Wie in der vorangegangenen Beschreibung bereits erwähnt wurde, dient
der in der Figur 1 der Zeichnung mit 2 bezeichnete Hauptdruckschieber zur Erzeugung
eines den jeweiligen Fahrbetriebszuständen des Fahrzeugs angepaßten Hauptdruckes,
der zur Betätigung der in den einzelnen Getriebegängen einzurückenden Schaltglieder
herangezogen wird. Die Höhe dieses Hauptdruckes bestimmt sich da bei, wie ebenfalls
schon angedeutet wurde, nach den an diesen Schaltgliedern auftretenden bzw. zu übertragenden
Drehmomenten und sollte zweckmäßigerweise abgestuft sein, wobei im Rückwärtsgang
der höchste Druck und in den oberen Vorwärtsgetriebegängen ein geringerer Druck
als in den unteren Vorwärtsgetriebegängen insbesondere dem ersten Getriebegang,
der ja zum Anfahren dient, erreicht werden sollte.
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Die Zuleitung des in dem Hauptdruckschieber 2 erzeugten Hauptdrukkes
zu den Schaltgliedern erfolgt dann in herkömmlicher Weise mittels des Handschiebers
3, der über das Betätigungsgestänge 51 mit dem Gangwählhebel verbunden ist, der
von dem Fahrzeugführer in eine der Stellung "N", "E", "3", "2", "1" sowie "R" und
"P" verstellt werden kann. Dabei stellen "R" und "P" die Rückwärtsfahr- und Parkstellung
und die Stellungen "E" bis "1" Vorwärtsfahrstufen dar. Diese Vorwärtsfahrstufen
unterscheiden sich dadurch, daß in der Fahrstufe "E" ein besonders wirtschaftlicher
Betrieb möglich ist, indem in dieser automatisch alle zur Verfügung stehenden Vorwärtsgetriebegänge
einschließlich des vierten "overdrive-Ganges" zugeschaltet werden. Darüberhinaus
könnte in dieser Fahrstufe auch eine sogenannte Fahrauskupplung von in den Vorwärtsgängen
eingeschalteten Schaltgliedern vorgesehen sein, um so während Schubbetriebsphasen,
also bei Freigabe
des Gaspedals' die Triebverbindung zwischen
dem Antriebsmotor und den angetriebenen Fahrzeugrädern zu unterbrechen und die Drehzahl
des Motors auf Leerlaufdrehzahl zurückfallen zu lassen oder den Motor ganz abstellen
zu können sowie die Bremswirkung des Motors aufzuheben. Dies sind an sich bereits
bekannte Maßnahmen, um den Kraftstoffverbrauch und gegebenenfalls die Schadstofferzeugung
des Antriebsmotors zu reduzieren.
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Darüberhinaus ist es auch möglich und bereits vorgeschlagen worden,
die im ersten Vorwärtsgetriebegang zugeschaltete Kupplung K1 während des Stands
des Fahrzeugs auszunicken, um das mitunter als lästig empfundene Schieben des Fahrzeugs
und gegebenenfalls auftretende Schwingungsübertragungen von dem Motor auf das Fahrzeug
zu vermeiden.
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In den Wählhebelstufen "3", "2" und "1", die bei bestimmten Fahrbetriebszuständen
eingelegt werden, werden die oberen Getriebegänge gesperrt, so daß sie nicht mehr
automatisch in Abhängigkit von der Fahrgeschwindigkeit und der Belastung des Antriebsmotors
des Fahrzeugs eingelegt werden. So werden beispielsweise in der Fahrbetriebsstellung
3 nur die ersten drei Getriebegänge, nicht dagegen der vierte "overdrive-Gang" automatisch
geschaltet. Diese Fahrstufe eignet sich daher für eine mehr zügige, sportliche Fahrweise.
In den Getriebewählhebelstufen 2 und 1, die als Lastfahrstufen bezeichnet werden
können, sind der dritte und vierte bzw.
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der zweite, dritte und vierte Getriebegang gesperrt, so daß nur die
ersten beiden oder sogar nur der erste Gang eingeschaltet sind.
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Diese Fahrstufen sind daher für den Betrieb auf gebirgigen Strecken
besonders geeignet, wobei in diesen Wählhebelstufen die oben erwähnte Fahrauskupplung
ebenso wie auch in der Fahrstufe "3" nicht durchgeführt wird, so daß in Schubbetriebszuständen
auch eine Motorbremswirkung erreicht wird, die dann zur Unterstützung der Betriebsbremsen
herangezogen werden kann.
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Wie im Verlaufe der Beschreibung bereits erwähnt wurde, zeichnet sich
die Wählhebelstufe "1" noch dadurch aus, daß anstelle des
sonst
im ersten Getriebegang zur Wirkung kommenden Freilaufes hier die in der Figur 1
mit ii bezeichnete Bremse B1 eingerückt wird, so daß auch in diesem Getriebegang
eine Motorbremswirkung erreicht werden kann, was ansonsten mit Hilfe des Freilaufes
nicht der Fall wäre.
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Um zu verhindern, daß bei einer Anwahl dieser Getriebefahrstufe "1"
bei einer zu hohen Geschwindigkeit durch das Einrücken des ersten Getriebeganges
möglicherweise Schäden an dem Motor durch Überdrehzahlen oder aber auch nur unkomfortable
Rucke auftreten können, soll bei der erfindungsgemäßen Getriebesteuerung vorgesehen
sein, daß beispielsweise bei solchen Schaltungen oberhalb von 60 km/h der Elektromagnet
70 des elektromagnetischen Schaltventils 7 noch unter Strom gehalten wird, so daß
die Abströmöffnung 68 des Druckbeaufschlagungsraums 67 geschlossen und der Steuerkolben
65 entgegen der Wirkung der Feder 66 in eine Stellung verstellt wird, in der die
Druckbeaufschlagungsleitungen 82 und 84 zu der Kupplung Ei und der Bremse Bi jeweils
mit den Auslaßleitungen 88 und 89 verbunden sind, die zugehörigen Schaltglieder
also noch nicht über diese Druckbeaufschlagungsleitungen beaufschlagt werden können.
Damit in diesem Fall jedoch der zweite Gang eingerückt bleibt, für den gemäß dem
oben aufgeführten Schaltschema auch die Kupplung Ki eingerückt sein muß, ist für
diesen speziellen Fall eine das elektromagnetische Schaltventil 7 umgehende Bypaßleitung
64 vorgesehen, die die zu der Kupplung Kl führende Druckbeaufschlagungsleitung 83
unmittelbar mit der von dem Handschieber kommenden Druckmittelleitung 59 verbindet,
die nur in der Wählhebelstufe 1 des Getriebes Hauptdruck führt.
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Um die Druckbeaufschlagung der Kupplung K1 entweder über den einen
oder den anderen Weg zu ermöglichen, ist ein Dreiwege-Eugelventil 20 vorgesehen,
an das an der einen Seite die Druckbeaufschlaglmgsleitung 83 und die Bypaßleitung
64 und an der anderen Seite die zu dem der Kupplung Ki vorgeschalteten Anlegesteuerventil
15 führende Druckbeaufschlagungsleitung 83 angeschlossen ist.
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Auf diese Weise ist gewährleistet, daß auch bei Einschaltung der Getriebewählhebelstufe
"1" oberhalb von 60 km/h der zweite Getriebegang eingeschaltet bleibt und der erste
Getriebegang erst unterhalb dieser Fahrgeschwindigkeit durch eine dann erfolgende
Stromabschaltung des Elektromagneten 70 des ersten elektromagnetischen Schaltventils
7 und das damit verursachte Einrücken der Bremse B1 erfolgt. Gleichzeitig wird bei
diesem Schaltvorgang die Bremse B2 ausgerückt und zwar entweder durch Abschaltung
der Strombeaufschlagung des Elektromagneten 100 des elektromagnetischen Schaltventils
8 über das elektronische Steuergerät, wodurch die Löseseite des Betätigungskolbens
155 mit Druck beaufschlagt wird,oder aber sicherheitshalber auch durch Umschaltung
des Steuerschiebers 18, der die Druckleitung 101 mit der Auslaßleitung 151 verbindet
und damit drucklos macht, was auch die Entlastung der Anlegeseite des Betätigungskolbens
155 zur Folge hat.
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Wie aus dieser Erläuterung bereits hervorgeht, wird die Ansteuerung
der Druckbeaufschlagung der einzelnen Schaltglieder zum belastungs-und fahrgeschwindigkeitsabhängigen
Einrücken derselben im wesentlichen durch Steuerung der elektromagnetischen Schaltventile
7, 8 und 9 von dem hier nicht gezeigten elektronischen Steuergerät durchgeführt,
das die Informationen über die gefahrene Geschwindigkeit des Fahrzeugs und den Belastungszustand
des Antrieb smo tors über die erwähnten besonderen Meßgeräte, wie Drosselklappenpotentiometer
und Geschwindigkeitssensor erhält. Dabei kann im Zusammenspiel zwischen dieser sehr
genau arbeitenden elektronischen Steuerung und den den Schaltgliedern vorgeschalteten
elektromagnetischen Schaltventilen eine für komfortable Schaltvorgänge vorteilhafte
Über- bzw. Unterdeckung der Schaltgliedeinrückvorgänge zeitlich sehr genau gesteuert
werden.
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Während für das Einrücken der in der Zeichnung mit 13 bezeichneten
Bremse B2, die im zweiten und vierten Getriebegang eingerückt wird, ein besonderer
Akkumulator 17 vorgesehen ist, der ein sanftes und ruckfreies Zuschalten der Bremse
gewährleistet, ergibt sich dadurch,
daß die beiden elektromagnetischen
Schaltventile 8 und 9 über die gemeinsame, die Drosselstelle 105 aufweisende Druckmittelzuführungsleitung
104 von der Druckmittelleitung 101 versorgt werden, die Möglichkeit,bei einer Umschaltung
aus dem zweiten in den dritten Getriebegang die Löseseite der Bremse B2 als Akkumulator
für die Kupplung K3 zu verwenden. Im dritten Getriebegang wird nämlich die Kupplung
K3 ein- und die Bremse B2 ausgerückt. Das Ausrücken der Bremse erfolgt aber bekanntlich
durch Druckbeaufschlagung des löseseitigen Druckbeaufschlagungsraums 158 des Betätigungskolbens
155, so daß in diesem Gang beide elektromagnetischen Schaltventile 8 und 9 zur Verstellung
der Steuerkolben 90 und 110 in ihre in der Zeichnung untere Stellung mit Strom beaufschlagt
sein müssen, so daß eine Verbindung zwischen den Druckbeaufschlagungsleitungen 107
und 125 über die Gehäusetasche 106, den Kolbenabsatz 95,die Zweigleitungen 104a
und 104b, den Kolbenabsatz 115 und die Gehäusetasche 124 besteht. Diese durch die
erfindungsgemäße Anordnung erreichte Akkumlalatorwirkung der B2-Löseseite für die
Kupplung K3 bewirkt einen ruckfreien komfortablen Einruckvorgang des dritten Getriebeganges.
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Es sei auch darauf hingewiesen, daß durch die Druckbeaufschlagung
der Löseseite der Bremse B2 zum A1B rücken dieses Schaltgliedes im Gegensatz zu
anderen Ausführungen, bei denen das Lösen der Bremse durch Druckentlastung auf der
Anlegeseite erreicht werden muß, sehr schnelle und spontane Rückschaltungen aus
dem zweiten in den ersten Getriebegang, 8o auch insbesondere bei sogenannten kick-down-Schaltungen,
möglich sind.
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Im dritten Getriebegang ist, wie bereits erwähnt wurde, die Eupplung
E 3 eingerückt, die Bremse B2 dagegen ausgerückt, wozu die Elektromagneten 100 und
120 der elektromagnetischen Steuerventile 8 und 9 jeweils mit Strom beaufschlagt
sein müssen. Tritt nun infolge eines Fehlers in der elektrischen Stromversorgung
ein Strom ausfall an dem Elektromagneten 100 des zweiten elektromagnetischen Schaltventils
8 auf, dann würde durch Entlastung der Löseseite des B2-Betätigungskolbens 155 zusätzlich
zu der K3 noch die B2 einrücken.
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was die gleichzeitige Einschaltung des zweiten und dritten Getriebeganges
bedeuten würde. Dies würde jedoch zu einer Blockierung des gesamten Getriebes und
damit zu gefährlichen Fahrsituationen führen können. Um dies zu verhindern, muß
in der elektronischen Getriebes teuerung eine Vorkehrung dafür getroffen sein, daß
für den Fall eines Stromausfalles an dem Elektromagneten 100 des zweiten elektromagnetischen
Schaltventils 8 gleichzeitig auch der Elektromagnet 120 des dritten elektromagnetischen
Schaltventils 9 abgeschaltet wird, so daß die K3 ausrückt und damit der zweite Getriebegang
allein eingeschaltet bleibt.
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Die erfindungsgemäße Getriebesteuerung zeichnet sich überhaupt dadurch
aus, daß auch bei Stromausfall des elektrischen Teils der Getriebesteuerung noch
ein weitgehend sicherer Betrieb des Fahrzeugs in weitgehend allen Fahrsituationen
möglich ist. So würde ein Stromausfall bei Einschaltung einer der Getriebewählhebelstufen
"2" bis "E" automatisch zu einem Betrieb im zweiten Getriebegang, bei Einschaltung
der Getriebewählhebelstufe"1 "zu einem Betrieb im ersten Getriebegang und,wie dies
bereits oben erwähnt wurde, bei Einschaltung der Rückwärtsfahrstufe "R" zu einem
Betrieb im Rückwärtsgang führen. Dies erfolgt dadurch, daß bei Ausfall der Stromversorgung
alle Elektromagneten 70, 100 und 120 abfallen, die Steuerkolben der elektromagnetischen
Schaltventile 7, 8 und 9 also in ihre obere Endstellung verstellt werden. Dies bedeutet
für das erste elektromagnetische Schaltventil 7, daß die zu dem Beaufschlagungsraum
der Kupplung K1 führende Druckbeaufschlagungsleitung 82 mit der von dem Handschieber
kommenden Druckmittelleitung 57 und ebenso auch die zu der Bremse B1 führende Druckbeaufschlagungsleitung
84 mit der von dem Handschieber kommenden Druckmittelleitung 59 verbunden ist, so
daß falls diese Druckleitungen. mit Hauptdruck beaufschlagt sind, die Kupplung K1
und die Bremse B1 einrücken. Die Druckmittelleitung 59 ist jedoch nur dann mit Druck
beaufschlagt, wenn der Steuerkolben 50 des Handschiebers 3 in der Getriebewählhebelstufe
"1" steht. In den anderen Vorwärtsfahr-Wählhebelstufen ist dagegen nur die Druckmittelleitung
57 mit Hauptdruck versorgt, so daß in diesen Fällen auch nur die K1 eingerückt wird.
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Da nun gleichzeitig auch die Elektromagneten 100 und 120 der elektromagnetischen
Schaltventile 8 und 9 abgefallen sind, ergibt sich neben einem Ausrücken der Kupplung
K3 auch ein Einrücken der Bremse B2, jedenfalls dann, wenn die Druckmittelleitung
101 mit Druck beaufschlagt ist. Diese Druckbeaufschlagung ist in den Vorwärtsfahrstufen
des Getriebewählhebels mit Ausnahme der Wählhebelstufe "1" gegeben, da nur in der
Wählhebelstufe "i" der Schaltschieber 18 durch Druckbeaufschlagung des Druckbeaufschlagungsraums
150 über die von dem Steuerkolben 65 des ersten elektromagnetischen Schaltventils
7 mit der Druckmittelleitung 59 verbundenen Leitung 86 mit Hauptdruck beaufschlagt
ist und dabei die Druckmittelleitung 101 mit der Auslaßleitung 151 verbindet.
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Es ergibt sich also, daß in allen Vorwärtsfahrstufen mit Ausnahme
der Wählhebelstufe "1" durch Einrücken der K1 und der B2 der zweite Getriebegang,
in der Wählhebelstufe "1" durch Ausrükken der B2 und Einrücken der B1 der erste
Getriebegang und in der Rückwärtsfahrstufe "R", in der ohnehin die Schaltglieder
rein hydraulisch beaufschlagt werden, durch Einrücken der Bremse B1 und der Kupplung
K2 der Rückwärtsgang eingelegt ist. Mit diesen drei Gängen läßt sich das Fahrzeug
jedoch sicher und einwandfrei, wenn natürlich auch nur mit beschränkter Fahrgeschwindigkeit
betätigen.
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Insbesondere läßt sich auch ein Betrieb in gebirgigen Gegenden im
Notfall ermöglichen, was bei anderen bekannten elektro-hydraulischen Steuerungen
durch automatische Einschaltung des dritten Getriebeganges bei Ausfall der Stromversorgung
nicht der Fall ist.
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In der Wählhebelstufe "N" sind im übrigen alle Schaltglieder und auch
die elektromagnetischen Schaltventile entlastet.
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Die der Kupplung K1 und der Bremse B1 vorgeschalteten Anlege-Steuerventile
15 und 16 dienen, wie dies oben bereits erwähnt wurde, dazu, diese Schaltglieder
genügend komfortabel einzurücken. Dabei können diese Anlege-Steuerventile mit den
beiden Schaltglieder zugeordneten federnden Elementen zur weiteren Verbesserung
des
Schaltkomforts zusammenwirken. Der Wunsch, das Einrücken dieser
Schaltglieder möglichst komfortabel zu gestalten, entsteht insbesondere im Hinblick
auf die Kupplung K1, die, wie oben ebenfalls erwähnt wurde, in der Wählhebelstufe
"E" während der Fahrt in Schubbetriebszuständen, das heißt bei Freigabe des Gaspedals
des Antriebsmotors, automatisch durch entsprechende Ansteuerung des elektromagnetischen
Schaltventils 7 aus und bei Beendigung des Schubbetriebszustandes, das heißt also
bei erneuter Betätigung des Gaspedals, durch Stromentlastung des dem elektromagnetischen
Schaltventil 7 zugeordneten Elektromagneten 70 wieder eingerückt wird. Diese Anlege-Steuerventile
können im übrigen auch in anderer Weise als dies in der vorliegenden Beschreibung
erwähnt ist ausgebildet sein, z.B. nach Art der in den älteren Anmeldungen P 31
48 160.
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und P 31 48 453.0 beschriebenen Steuervorrichtungen.
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Die elektronische Steuerung kann neben den oben bereits erwähnten
Signalen von einem Drosselklappenpotentiometer und einem Geschwindigkeitssensor
eine Reihe weiterer Signale, die bestimmte Fahr- oder Betriebszustände des Fahrzeugs
anzeigen, erhalten und verarbeiten.
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So kann beispielsweise am Gaspedal ein Geber vorhanden sein, der ein
k;ck-down-Signal bei vollständigem Durchtreten des Gaspedals über einen Druckpunkt
hinaus abgibt. Ein anderer Geber am Gaspedal kann die Freigabestellung des Gaspedals
und damit also den Schubbetriebszustand anzeigen. Weitere Geber können für die Erfassung
des Beladungszustands des Fahrzeugs, für den Betriebszustand einer etwa vorgesehenen
Klimaanlage, für die Stellung der Motorhaube, für den Zustand des Bremspedals, zur
Erfassung der Motordrehzahl und des Öldrucks vorgesehen sein. Dabei könnte der Geber
zur Erfassung der Motorhaubenstellung dazu herangezogen werden, eine Sicherheitsschaltung
anzuregen, die verhindert, daß bei stehendem Fahrzeug und laufendem Motor, beispielsweise
durch versehentliche oder bewußte Betätigung der Drosselklappen bei Reparaturarbeiten
am Fahrzeugmotor, durch automatische Einschaltung eines Getriebeganges sich das
Fahrzeug ungewollt in Bewegung setzt.
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Auch könnte im Zusammenhang mit dem Breinspedalgeber oder einem analogen
Bremslichtschalter-Signalgeber eine Steuerung derart eingerichtet
sein,
daß die oben bereits mehrfach erwähnte Fahrauskupplung bei Freigabe des Gaspedals
in der Wählhebelstufe "E" mit der Betätigung des Bremspedals aufgehoben wird und
erst nach erneuter Betätigung des Gaspedals und anschließender Freigabe desselben
wieder eingeschaltet wird.
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Um schließlich den Aufwand und dabei insbesondere die Baugröße der
den elektromagnetischen Schaltventilen 7, 8 und 9 zugeordneten Elektromagnetventile
69, 70; 99, 100; 119, 120 zu reduzieren, bestünde auch die Möglichkeit, die deren
Steuerkolben 65, 90, 110 zugeordneten Druckbeaufschlagungsräume 67, 97 7 und 117
nicht mit dem vollen Hauptdruck, sondern mit einem reduzierten Druck zu beaufschlagen.
Im diesem Fall müßten diese Räume jeweils an ein besonderes, nur einen begrenzten
Druck führendes Leitungssystem angeschlossen sein, wozu den Leitungen 102 und 122
ähnliche und mit Drosseldüsen ausgerüstete Anschlußleitungen, auch für das erste
elektromagnetische Schaltventil 7, vorzusehen wären.
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Leerseite