DE3906477C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für Kraft­ fahrzeuge mit einer durch eine Hydraulikpumpeinrichtung mit Fluid gespeister Ventilsteuereinrichtung, die Drücke auf mehreren Betriebsdruckniveaus in Kreislaufteilen des Kraft­ fahrzeuggetriebes verteilt, wobei ein Hochdruckkreislaufteil für ein hohes Druckniveau und mindestens ein weiteres Kreislaufteil für einen gegenüber dem Hochdruckkreislaufteil niedrigeres Druckniveau bestimmt ist.

Konventionelle automatische Getriebe für Automobile verwenden normalerweise eine einzige Druckquelle in Form einer motorgetriebenen Pumpe. Die Pumpe entwickelt einen Kreis­ laufdruck, der durch das Steuerventilsystem des Automatik­ getriebes zur Aufrechterhaltung des Steuerventilkreislauf­ druckes eingesetzt wird. Ein derartiges Automatik-Steuerven­ tilsystem mit einer motorangetriebenen Pumpe ist aus den US-PSen 33 09 939 und 34 46 098, die auf die Anmelderin dieser Erfindung übertragen wurden, bekannt geworden.

Ein weiteres Beispiel eines stufenlos variablen Getriebes mit einer Pumpe, die den Druck an die Kupplungsverstärker, den Verhältnissteuerungsverstärker an verschiedene Elemente des Steuerventilsystems abgibt, ist aus der US-PS 31 15 049 zu ersehen. Auch dieses Patent wurde auf die Anmelderin der Er­ findung übertragen.

Aus "Automatische Automobilgetriebe" von Prof. Dr. Josef Stü­ per, Springer-Verlag 1965, Wien, New York, sind bereits Auto­ matikgetriebe für Automobile bekannt geworden, die mehrere Ölpumpen, nämlich eine vordere Ölpumpe und eine hintere Ölpumpe besitzen, die auf unterschiedlichen Druckniveaus arbeiten. Durch das Vorsehen von zwei Ölpumpen, wobei die vordere Ölpumpe proportional der Motordrehzahl läuft und die hintere Ölpumpe proportional der Wagengeschwindigkeit läuft, werden dabei unterschiedliche Druckniveaus durch zwei Pumpen aufrechterhalten.

Es hat sich aber gezeigt, daß das Vorsehen von zwei Pumpen noch keine optimale Energieverteilung liefert.

Das Zusammenschalten von zwei Pumpen zur Erzielung unter­ schiedlicher Druckniveaus ist in der DE-PS 27 33 054 sowie der DE-PS 31 37 001 und der DE-OS 36 39 122 beschrieben.

Alle diese Systeme sind jedoch insofern nicht zufrieden­ stellend, als sie eine optimale Energieversorgung bzw. einen niedrigen Energieverbrauch im Hydraulikgetriebe aufgrund ei­ ner nicht ausreichend abgestuften Druckzufuhr und durch Pum­ pen, die nicht in ihrem optimalen Drehzahlbereich arbeiten, nicht zufriedenstellend erzielen.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Hydraulikpumpeinrich­ tung zu schaffen, das die Nachteile derartiger Hydraulikpum­ pen nach dem Stand der Technik vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein automatisches Ge­ triebe mit einer durch eine Hydraulikpumpeinrichtung mit Fluid gespeister Ventilsteuereinrichtung, die Drücke auf mehrere Betriebsdruckniveaus in Kreislaufteilen des Kraft­ fahrzeuggetriebes verteilt, wobei ein Hochdruckkreislaufteil für ein hohes Druckniveau und mindestens ein weiteres Kreis­ laufteil für ein gegenüber dem Hochdruckkreislaufteil nied­ rigeres Druckniveau bestimmt ist, gelöst, wobei diese drei Pumpen, die in die Ventilsteuerungseinrichtung einspeisen, die Rückschlagventile und Steuerungsventile beinhaltet, wobei alle Pumpen dazu eingerichtet sind, mit dem ersten Hochdruck­ kreislaufteil verbunden zu werden; wobei die Ventilsteuerein­ richtung dazu ausgelegt ist, die von der zweiten und dritten Pumpe gelieferten Fluidströme von der Leitung hohen Drucks zu der Leitung niedrigeren Drucks umzuleiten, wenn sich die Anforderung des Hochdruckkreislaufteils verringert und bei einem Absinken der Anforderung der Kreislaufteile niedrigeren Drucks unter die Förderleistung der zweiten und dritten Pumpe, nacheinander die Ansaugseiten der dritten und der zweiten Pumpe mit ihren Druckseiten zu verbinden, so daß diese Pumpen bei niedrigerem Druck oder drucklos laufen.

Dadurch, daß Pumpen mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit vorgesehen werden, die gemäß Druckbedarf des Systems eingeschaltet bzw. belastet werden, kann ein optimaler Einsatz der Pumpen in deren günstigsten Leistungsbereich er­ zielt werden und dadurch Energie gespart werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses Getriebes weist auf, daß die erste, zweite und dritte Pumpe Zahnradpumpen mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad sind, wobei jede Pumpe ein angetriebenes Zahnrad hat, das mit dem gemeinsamen Zahnrad in Eingriff steht und die Zahnräder der Pumpen einen kompakten Pumpenaufbau definieren.

Ferner ist es bevorzugt, daß die Ventilsteuerung eine erste Ventilsteuereinrichtung, die selektiv die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Pumpe und den Niederdruckteilen dann herstellt, wenn sich das Druckerfordernis des Hochdruckteils verringert, und eine zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen der Hoch- und Niederdruckseite der Pumpen, die die zweite und dritte Pumpe mit ihren Ansaugseiten verbindet, wenn die Flußerfordernisse der Hoch- und Niederdruckteile absinken, aufweist, wobei die zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen den Pumpen und dem ersten Steuerventil angeordnet ist, wodurch eine kompakte Pumpen- und Ventilanordnung erreicht ist.

Das heißt, die zum Antrieb der Pumpe notwendige Energie wird minimiert, indem das Steuersystem in mehrere unabhängig betreibbare Pumpen aufgeteilt wird. Jede Pumpe kann daher einen Druckunterschied entwickeln, der sich von dem der Be­ gleitpumpe benötigten Druckunterschied unterscheidet. Die Pumpen können getrennte Pumpen mit fester oder variabler Ver­ drängung sein und im Verbund oder voneinander unabhängig be­ trieben werden. Einige externe Zahnradpumpen können um ein handelsübliches gemeinsames Antriebszahnrad, das vom Motor angetrieben wird, gruppiert sein. Alternativ dazu kann eine einzelne Pumpe, wie eine Flügel- (Gerotor-) oder Kolbenpumpe (slipper pump), mit mehreren Einlaß- und mehreren Auslaßöff­ nungen eingesetzt werden, wobei die Auslaßöffnungen gleich­ zeitig unter verschiedene Drücke gesetzt werden.

Die Erfindung umfaßt mehrere Pumpen (bspw. drei unabhängig voneinander betreibbare Pumpen), die vom Fahrzeugmotor be­ trieben werden. Wenn drei Pumpen eingesetzt werden, werden zwei getrennt voneinander betreibbare Regelventile ent­ sprechend einem Drehmomentsignal in Kombination mit einem Steuerventil, das für Arbeiten bei konstantem geregelten Druck oder bei einem drehmomentabhängigen Druck ausgelegt ist, eingesetzt. Drei Druckleitungen mit jeweils einem unabhängigen Höchstdruck werden durch die Ventilanordnung versorgt. Dann, wenn zusätzlicher Druck benötigt wird, trägt jede Pumpe zum Druckaufbau im Hochdruckkreislauf bei. Wenn der Druck im Hochdruckkreislauf abfällt, wird der zusätzliche Druck dem Mitteldruckkreislauf verfügbar gemacht. Wenn der Druck unter den vom Hochdruckkreislauf und dem Zwischen­ druckkreislauf benötigten Wert absinkt, verteilen die Ventile entsprechend Druck auf den Kreislaufteil mit dem niedrigsten Druck. Wenn der für den Kreislauf erforderliche Druck auf unter den Wert, der vom Hochdruck- und vom Mitteldruck­ kreislauf benötigt wird, fällt, verteilen die Ventile entsprechend Druck an den Niederdruckkreislaufteil. Falls der im Kreislauf benötigte Druck unter die Höchstkapazität der drei Pumpen fällt, wird eine Pumpe entweder ganz oder teilweise entlastet. Sie kann entweder bei niedrigerem Druck oder drucklos betrieben werden. Dieser niedrigere Druck mit der Pumpendurchflußrate multipliziert ist ein Maß für die niedrigeren Leistungsansprüche an die Pumpen. Wenn auch die zweite Pumpe mehr Durchfluß liefert, als für den Kreislauf mit dem höchsten Druck erforderlich, nivellieren die Ventile den Druckunterschied der zweiten Pumpe und veranlassen sie entweder bei niedrigem Druck oder drucklos zu laufen. Daher ist die Motorleistung, gemessen durch das Fördervolumen der zweiten Pumpe wird mal Druck geringer als dann, wenn die zweite Pumpe ohne Berücksichtigung der Flußerfordernisse einen hohen Druck aufrechterhalten müßte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen und bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ventilkreislaufs für ein automatisches Getriebe mit drei voneinander unabhängigen Pumpen;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die mit zwei Druckniveaus statt dreien arbeitet, wobei die verschieden Pumpen und das vom Drehmoment abhängige Regelventil gegenüber dem federbelasteten Regelven­ til umgruppiert sind; und

Fig. 2A bis 2L schematisch die verschiedenen Betriebsbedin­ gungen für die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform. Dabei nimmt jedes Ventil in den Figuren eine Stellung ein, die einem einzelnen Betriebszustand des Getriebes entspricht.

In der nachfolgenden Beschreibung wird bezug auf die oben bereits angegebenen US-PSen 33 09 939 und 34 46 098, genom­ men, die ein gattungsgemäßes automatisches Steuerventilsystem mit einer einzigen motorgetriebenen Pumpe zur Versorgung eines automatischen Steuerventilkreislaufs beinhalten. Es kann auch auf das US-Patent 33 15 049 für eine Vorrichtung mit einem stufenlos variablen Getriebe mit einer Über­ setzungssteuerscheibe und einer Riemenantriebsscheibe, die jeweils durch eine Druckhilfseinrichtung betrieben werden, bezug genommen werden. Bei jedem dieser Patente nach dem Stand der Technik wird ein Teil des Steuersystems benötigt, um hohen Druck aufrechtzuerhalten, während andere Teile, wie bspw. der Schmiermittelkreislauf und der Drehmomentwandler, niedrigere Drücke benötigen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik enthält die in Fig. 1 ge­ zeigte erfindungsgemäße Ausführungsform drei einzelne Pumpen statt einer einzelnen Pumpe. Diese Pumpen sind sche­ matisch in Fig. 1 bei 10, 12 und 14 dargestellt. Eine Hoch­ druckleitung 16 wird mit den Hochdruckteilen des Steu­ ersystems, eine Mitteldruckleitung 18 wird mit Teilen des Steuersystems mit niedrigerem Druck und eine Nieder­ druckleitung 20 mit Teilen des Steuersystems mit dem nied­ rigsten Druck verbunden. Die Leitung 20 ist bspw. mit dem Schmierkreislauf eines Getriebes der in den US-Patenten 33 09 939 und 34 46 098 dargestellten Art verbunden und die Hoch­ druckleitung 16 ist mit einer Bremshilfseinrichtung für ge­ ringe Geschwindigkeitsunterschiede verbunden, die einen ver­ hältnismäßig hohen Kreislaufdruck während des Bremsens bei niedrigem Geschwindigkeitsunterschied erfordert. Der Ventil­ kreislauf aus Fig. 1 schließt drei Ventilkolben ein, die mit den Bezugszeichen 22, 24 und 26 bezeichnet sind. Der Ventil­ kolben 22 ist gleitend in der Ventilbuchse 28 angeordnet. Er weist die Erhebungen 30, 32, 34, 36 und 38 auf. Diese Erhe­ bungen passen auf innere Erhebungen, die in der Ventilbuchse 28 gebildet sind.

Das obere Ende des Ventilkolbens 22 begrenzt mit der Ven­ tilbuchse einen Druckhohlraum 40, der mit einer Drosselven­ tildruckleitung 42 verbunden ist. Die Leitung ist mit einem Drosselventil der in den US-Patenten 33 09 939 und 34 46 098 beschriebenen Art verbunden, das ein Maß für das Motor­ drehmoment ist.

Ahnlich arbeitet der Ventilkolben 24 mit seiner Ventilbuchse 44 zusammen, um eine Drosselventildruckkammer 46, die den gleichen Drosselventildruck durch die Leitung 48 erhält, zu definieren. Der Ventilkolben 24 besitzt Ventilerhebungen 50, 52, 54, 56 und 58. Diese Erhebungen passen auf innere Erhe­ bungen, die in der Ventilbuchse 44 gebildet sind.

Der Ventilkolben 26 ist verschiebbar in der Ventilbuchse 60 angebracht. Er besitzt mit Abstand voneinander angeordnete Erhebungen 62, 64, 66 und 68. Diese Erhebungen passen auf in­ nere Erhebungen, die in der Ventilbuchse 60 gebildet sind. Der Ventilkolben 26 wird durch eine Feder 70 nach unten gedrückt, um einen niedrigen, festgelegten Druck zu liefern, wie er für den Fluß des Schmiermittels benötigt wird.

Die Pumpe 10 ist ständig mit dem Hochdruckkreislauf 16 ver­ bunden. Die Auslaßleitung der Pumpe 10 ist bei 72 gezeigt. Die Auslaßleitung für die Pumpe 12, gezeigt bei 74, ist mit der Hochdruckleitung 16 über ein Rückschlagventil 76 ver­ bunden. Die dritte Pumpe, die bei 14 gezeigt wird, ist über die Auslaßleitung 78 und das Rückschlagventil 80 mit der Hochdruckleitung 16 verbunden.

Die Auslaßseite des Ventilkolbens 22 ist mit der Mittel­ druckleitung 18 über das Rückschlagventil 82 verbunden. Die Druckseite der Pumpe 12 ist mit der Mitteldruckleitung 18 durch das Ventil 82 verbunden, wenn die Flußerfordernisse des mit der Leitung 16 verbundenen Kreislaufs nicht den gesamten Ausstoß der Pumpen 12 oder 14 verlangen. Unter diesen Umstän­ den bewegt sich der Ventilkolben 22 nach oben, bis die Erhe­ bung 34 die innere Erhebung freigibt, die mit der Leitung 84 verbunden ist. In ähnlicher Weise, wenn die Flußerfordernisse des mit der Hochdruckleitung 16 verbundenen Kreislaufs für irgendeinen vorgegebenen Drosselventildruck nicht den vollen Ausstoß der Pumpe 14 erfordern, bewegt sich die Erhebung 36 nach oben und gibt dabei die Leitung 86 frei. Diese Leitung ist mit der Mitteldruckleitung 18 durch ein Rückschlagventil 88 verbunden. Bei ständig sinkendem Förderleistungsbedarf wird die Pumpe 14 erst entlastet, wenn der Ventilkolben 22 sich nach oben bewegt. Weiterer Abfall der Flußerfordernisse ergibt eine Entlastung der Pumpe 12, wenn der Ventilkolben 22 sich weiter nach oben bewegt.

In ähnlicher Weise ist die Auslaßseite des Ventilkolbens 24 mit der Niederdruckleitung 20 durch ein Rückschlagventil 90 verbunden, wodurch die Leitung 84 mit der Leitung 91 ver­ bunden ist, wenn die Flußerfordernisse der Leitungen 16, 18, und 20 die volle Förderleistung der beiden Pumpen 10 und 12 erfordern. Die Ausstoßseite des Ventilkolbens 24 ist auch mit der Niederdruckleitung 20 über ein Rückschlagventil 92 ver­ bunden, wodurch die Leitung 94 mit der Leitung 86 verbunden ist, wenn die volle Förderleistung der Pumpe 14 zusammen mit den Pumpen 10 und 12 benötigt wird, um die Flußanforderungen der Leitungen 16, 18 und 20 aufrechtzuerhalten.

Der Ventilkolben 26 ist ein Regelventil, das eingesetzt wird, die Pumpen 10, 12 und 14 zu entlasten. Er steuert den Fluß von der Ausstoßseite der Pumpe zu den Eingangsseiten. In der gezeigten Ausführungsform hält der Ventilkolben 26 ein kon­ stantes Druckniveau mittels der Feder 70 aufrecht. Der Ven­ tilkolben 26 leitet nicht, wie die Ventilkolben 20 und 24, den Pumpenfluß von einem regulierten Druckkreislaufniveau zu einem anderen. Stattdessen leitet er den Fluß von einer Seite der Pumpe zur anderen. Dies wird durch den auf den Flächenun­ terschied der Erhebungen 62 und 64 wirkenden Druck gesteuert. Dieser Flächenunterschied entspricht dem Flächenunterschied der Erhebungen 52 und 54 des Ventilkolbens 24 und dem Flä­ chenunterschied der Erhebungen 32 und 34 des Ventilkolbens 22.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sperrt, wenn die Ventile so angeordnet sind, wie gezeigt, der Ventilkolben 22 den Fluß von jeder der Pumpen und der Gesamtfluß der Pumpen 10, 12 und 14 wird auf den Hochdruckkreislauf 16 geleitet. Wenn der durch die Lei­ tung 60 versorgte Hochdruckkreislauf nicht den gesamten Fluß aller drei Pumpen erfordert, veranlaßt der überschüssige Durchfluß ein Anheben des Ventilkolbens 22, wo­ durch der Fluß von der Pumpe 14 zur Leitung 86 geleitet wird, die durch das Rückschlagventil 88 mit der Mitteldruckleitung 18 verbunden ist. Daher muß die Pumpe 14 nicht mit Höchst­ druck arbeiten. Wenn nur ein Teil des Ausstoßes der Pumpe 14 vom Hochdruckkreislauf benötigt wird, nimmt der Ventilkolben 22 eine Steuerposition ein, die nur einen Teil des Pumpenaus­ stoßes von der Pumpe 14 zur Leitung 86 gelangen läßt. Wenn von dem Fluß der Pumpe 14 nichts vom Hochdruckkreislauf, der mit der Leitung 16 verbunden ist, benötigt wird, steigt der Ventilkolben 22 hoch genug, um den gesamten Ausstoß der Pumpe 14 zur Leitung 86 zu fördern. Das Rückschlagventil 80 schließt sich, weil die Pumpe 3 gegen einen geringeren Druck­ unterschied wirkt. Dann wird zu ihrem Betrieb weniger Lei­ stung benötigt.

Wenn die Fördermenge der Pumpe 12 auch über vom mit der Lei­ tung 16 verbundenen Hochdruckkreislauf geförderten liegt, steigt der Ventilkolben 22 weiter, wobei er die Pumpe in der gleichen Art entlastet. In diesem Fall wird die Lei­ tung 74 mit der Leitung 84 verbunden und die Pumpe 12 ist mit dem mittleren Kreislauf in Verbindung, der durch das Rück­ schlagventil 82 mit der Mitteldruckleitung 18 verbunden ist.

Das Ventil 24 arbeitet in ähnlicher Weise wie das Ventil 22. Es entlastet die Pumpe 14 genauso wie die Pumpe 12 davon, ge­ gen den Druck in der Mitteldruckleitung 18 zu pumpen, wenn der Fluß in dem mit der Mitteldruckleitung 18 verbundene Kreislauf nicht den gesamten Ausstoß der Pumpe 12 benötigt. Wenn die Ventile 22 und 24 gegen denselben TV-Druck wirken, kann das Ventil 24 mit einem größeren Flächenunterschied zwi­ schen den Erhebungen 52 und 54 als dem Flächenunterschied zwischen den Erhebungen 32 und 34, ausgerüstet werden.

In der Ausführungsform nach Fig 1 benötigt der Hochdruck­ kreislauf einen Druck von 13,79 bis 27,58 bar. Der Mittel­ druckkreislauf hat einen Druck von 6,895 bis 13,79 bar und der Niederdruckkreislauf einen Druck von 3,4475 bar.

In Fig. 2 wurde eine kostengünstigere Ausführungsform der Er­ findung gezeigt. Sie ist in der Lage, zwei Druckniveaus in getrennten Teilen eines Steuerkreislaufs aufrechtzuerhalten. In dieser Ausführungsform ist ein federbelasteter Ventilkol­ ben 100, der dem Ventilkolben 26 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht, zwischen der Verdrängerpumpe und dem entsprechenden Ventilkolben 102 angeordnet.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 werden zwei Druckniveaus eingestellt, wie für die beiden Druckleitungen 104 und 106 angegeben. Die Leitung 104, die Hochdruckleitung, ist mit den Hochdruckkreislaufteilen verbunden, die einen Druck von unge­ fähr 10,3425 bis 20,685 bar haben. Die Niederdruckleitung 106, die mit Bereichen niedrigeren Drucks verbunden ist, kann einen Druck von ungefähr 3,4475 bar ertragen.

In der Ausführungsform der Fig. 2 sind mehrere Pumpen mit ei­ nem gemeinsamen Antriebszahnrad in einem gemeinsamen Pum­ pengehäuse 108 angeordnet. Das gemeinsame Antriebszahnrad 110 kommt mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff oder wird durch eine Riemenscheibe in üblicher Weise angetrieben. Das Zahnrad 110 steht mit dem Außenzahnrad 112 einer ersten Pumpe in Eingriff. Es arbeitet mit dem Zahnrad 110 zusammen, um eine Verdrängerpumpenanordnung zu liefern, bei der die Zahn­ räder 110 und 112 in Richtung der Richtungspfeile, wie in Fig. 2 gezeigt, angetrieben sind. Eine Hochdruckpumpenkammer 136 wird mit unter Druck stehender Flüssigkeit durch die sich drehenden Zahnräder beliefert, und Flüssigkeitseinlaßkammern 116 und 128 sind mit der entgegengesetzten Seite der Kraft­ stoffpumpe 110/118 verbunden. Das Zahnrad 110 steht auch mit dem äußeren Zahnrad 118 einer zweiten Verdrängerpumpe in Ein­ griff. Eine Hochdruckkammer 120 ist an der Hochdruckseite der Pumpe, die durch die Zahnräder 110 und 118 definiert ist, ge­ bildet und Niederdruckeinlaßkammern 122 und 116 befinden sich an der entgegengesetzten Seite der zweiten Pumpe 110/118.

Das Zahnrad 110 steht auch mit dem äußeren Zahnrad 124 in Eingriff, um eine Hochdruckkammer 126 abzugrenzen, die an ei­ ner Seite der dritten Pumpe gebildet ist und Niederdruck­ kammern 128 und 122 werden auf der entgegengesetzten Seite gebildet. Die Kammern 128 und 122 sind mit einem Ölsumpf und einem Ölfilter durch die Einlaßleitung 130 verbunden. Eine entsprechende Einlaßleitung 132 beliefert die Nieder­ druckkammer 116 der ersten Pumpe 110/112. In ähnlicher Weise beliefert die Niederdruckleitung 134 die Niederdruckkammer 122 der zweiten Pumpe 110/118.

Die erste Pumpe 110/112 schließt eine Hochdruckkammer 136 ein, die mit der Hochdruckleitung 138 verbunden ist. Die ent­ sprechenden Hochdruckleitungen für die Kammern 120 und 126 sind bei 140 und 142 gezeigt.

Der Ventilkolben 100 schließt die mit Abstand angeordneten Ventilerhebungen 144, 146,148 und 150 ein. Die Erhebungen 148 und 150 bestimmen einen Flächenunterschied, der dem Druck in der Leitung 152 unterworfen ist und bis zur Ventilkammer 154 für den Ventilkolben 102 reicht.

Der Ventilkolben 100 ist verschiebbar in der Ventilbuchse 156 angeordnet, die mit inneren Ventilerhebungen gebildet ist, die auf die Erhebungen 144 und 146, und entsprechen auf die Erhebungen 148 und 150 passen. Die Erhebungen 148 steuert die Verbindung zwischen der Hochdruckleitung 140 der zweiten Pumpe und der Rückflußleitung 160. In ähnlicher Weise steuert die Erhebung 146 die Verbindung zwischen der Hochdruckleitung 142 und der Rückflußleitung 160.

Die Ausstoßleitung 138 der ersten Pumpe 110/112 steht direkt mit der Hochdruckleitung 104 in Verbindung. Die Hoch­ druckleitung 140 für die zweite Pumpe 110/118 ist mit der Hochdruckleitung 104 durch die Ventilkammer 156 und ein Rück­ schlagventil 162 verbunden. Der Hochdruckflüssigkeitsausstoß der zweiten Pumpe ergänzt also die Flüssigkeitslieferung der ersten Pumpe, wenn die Flußerfordernisse des Hochdruckteils des Kreislaufs die Pumpkapazität der ersten Pumpe überstei­ gen. Ähnlich ist die Hochdruckleitung 142 für die dritte Pumpe 110/124 mit der Hochdruckleitung 104 durch die Ventil­ kammer 156 und über ein zweites Rückschlagventil 164 verbun­ den, wenn die Flußerfordernisse des Hochdruckteils des Kreis­ laufs die Pumpkapazitäten der ersten Pumpe 110/112 und der zweiten Pumpe übersteigen.

Der Ventilkolben 102 hat mehrere Erhebungen 166, 168, 170, 172 und 174. Die Erhebungen 170 und 172 grenzen einen Flä­ chenunterschied ein, der dem Druck in der Leitung 104 aus­ gesetzt ist.

Der Ventilkolben 102 ist verschiebbar in der Ventilkammer 176 angeordnet, die innere Erhebung hat, die auf die äußere Er­ hebung des Ventilkolben 102 passen. Das obere Ende der Ven­ tilkammer 176 schließt eine Drosselventildruckkammer 178 ein. Ein Drehmomentsignal in der Form des Drosselventildrucks er­ zeugt eine Kraft, die der Kraft des Druckes am Flächenunter­ schied Erhebungen 170 und 172 entgegenwirkt.

Die Leitung 180 verbindet die Ventilkammer 176 mit der Ven­ tilkammer 156, neben der Erhebung 168 und die Leitung 182 verbindet die Ventilkammer 156 mit der Ventilkammer 176 neben der Erhebung 170. Die Erhebung 168 steuert die Verbindung zwischen der Leitung 180 und der Leitung 184, während die Er­ hebung 170 die Verbindung zwischen der Leitung 182 und der Leitung 186 steuert. Rückschlagventile 188 und 190 bauen die Verbindung zwischen der Leitung 184 und entsprechend der Lei­ tung 186 und der Leitung 106 auf.

Wenn die Flußerfordernisse des Hochdruckkreislaufs geringer als die Kapazität der drei Pumpen sind, wird der Ventilkolben 102 nach oben verschoben, wodurch die dritte Pumpe 110/124 durch die Leitungen 180 und 184 und das Rückschlagventil 188 mit dem Niederdruckkreislauf verbunden wird. Wenn die Flußer­ fordernisse des Niederdruckkreislaufs und des Hochdruckkreis­ laufs so sind, daß sie nur von der ersten und der zweiten Pumpe befriedigt werden können, wird der Ventilkolben 100 nach oben verschoben, wodurch sie die Leitung 160 zur Leitung 142 öffnet. Also wirkt die dritte Pumpe 110/124 gegen einen Nulldruckkopf. Der Ventilkolben 102 bewegt sich nach oben um die Verbindung zwischen der zweiten Pumpe und der Nieder­ druckkreislauf durch die Leitung 182, 186 und das Rückschlag­ ventil 190 herzustellen.

Die beiden Druckniveausysteme der Fig. 2 können an ein stu­ fenlos variables Getriebe mit einstellbaren Scheiben und ei­ nem Antriebsriemen angepaßt werden. Die Erfordernisse des Sy­ stems und die Kapazität der Pumpen können an die Erfor­ dernisse angepaßt werden, indem die Verdrängung der Pumpen eingestellt wird. Das kann durch entsprechende Veränderung der Außendurchmesser der Antriebszahnräder der ersten und zweiten Pumpe und proportionale Verkleinerung oder Ver­ größerung der Innendurchmesser der Pumpenkammern, wie es im Einzelfall nötig ist, erzielt werden. Die Pumpenzahnräder können auch radial gegeneinander versetzt sein, um eine Be­ triebsbedingung ohne Eingriff zur Verfügung zu stellen, wo­ durch eine kleinere Verdrängung pro Umdrehung für jede Pumpe, wie es sachdienlich ist, geschaffen wird.

Um die Betriebsweise der Ausführungsform aus Fig. 2 zu ver­ deutlichen, wird auf die schematischen Diagramme der Fig. 2A bis 2L bezug genommen. Wie in Fig. 2A gezeigt, treibt der Mo­ tor jede der drei Pumpen an, und jede der drei Pumpen ist dem maximalen Leitungsdruck unterworfen, wenn der gesamte Ausstoß der drei Pumpen dem Hochdruckkreislauf zuführt wird. In die­ sem Moment ist der Ventilkolben 102 in einer unteren Posi­ tion. Beide Rückschlagventile 162 und 164 sind offen. Der Ventilkolben 102 unterbricht die Verbindung zwischen den Pum­ pen und der Niederdruckkreislauf. Also hat der Hochdruck­ kreislauf Vorrang.

In Fig. 2A bis 2L werden gemeinsame Bezugszeichen benutzt. Jeder unter Druck stehende Kreislaufteil wird in passender gesonderter Punktierung dargestellt, während die ausgepumpten Kreislaufteile ohne Punktierung dargestellt sind. Die Punk­ tierung für niedrigen Druck ist weniger dicht als die Punk­ tierung für hohen Druck.

In der Ausführungsform von Fig. 2B erfordert der Hoch­ druckkreislauf nicht den gesamten Ausstoß der drei Pumpen. In diesem Moment wird der Ventilkolben 102 nach oben bewegt und beginnt mit der Steuerung. Das Rückschlagventil 188 in Fig. 2B ist offen, wodurch ein Teil der Flüssigkeit, die von den drei Pumpen gepumpt wird, in den Niederdruckteil des Steuersystems läuft. Das rechte Ventil reguliert, wodurch es einen Druck, der größer als Null aber kleiner als das größt­ mögliche Druckniveau für diesen Bereich ist, im Niederdruck­ teil des Steuersystems aufrechthält. Der Ausgleich des Flus­ ses der dritten Pumpe sowie der gesamte Fluß der ersten und zweiten Pumpe wird durch die Rückschlagventile 162 und 164 auf die Hochdruckleitung 104 verteilt.

Wie in Fig. 2C zu sehen, werden die Flußerfordernisse des Hochdruckteils des Steuersystems weiter verringert, wodurch der Gesamtfluß der dritten Pumpe, durch das rechte Regula­ tionsventil zum Niederdruckteil des Steuersystems fließen kann. Wieder ist das Rückschlagventil 188 unter diesen Be­ dingungen offen. Wie bei Fig. 2B, erlaubt das Steuer­ ventilsystem unter den in Fig. 2C gezeigten Bedingungen, größtmöglichen Kreislaufdruck auf den Hochdruckteil des Steu­ ersystems durch die Rückschlagventile 162 und 164 zu vertei­ len.

In Fig. 2D sind die Ventile in der Position, die einer wei­ teren Reduktion der Flußerfordernisse des Hochdrucksteuer­ systemteils entspricht. Das rechte Steuerventil bewegt sich aufwärts, wodurch es eine vollständige Verbindung zwischen der dritten Pumpe und dem Niederdruckteil des Steuersystems durch das Rückschlagventil 188 erlaubt. Das Rückschlagventil 164 wird geschlossen, wodurch es den Niederdruckkreislauf vom Hochdruckkreislauf trennt. Die dritte Pumpe, da sie gegen einen niedrigeren Druckkopf arbeitet, erfordert weniger Ener­ gie als bei den Bedingungen, die in Fig. 2A, Fig. 2B oder Fig. 2C dargestellt sind.

Unter der in Fig. 2E gezeigten Bedingung werden die Flußer­ fordernisse des Niederdruckteils der Anlage teilweise von der zweiten Pumpe erfüllt, wenn das rechte Steuerventil wieder eine regulierende Position einnimmt. Das erfordert, daß beide Rückschlagventile 190 und 188 geöffnet sein müssen. Der Fluß der dritten Pumpe wird nicht benötigt, die Erfordernisse des Niederdruckteils des Steuersystems zu befriedigen und wird über den Erhebung 146 des linken Steuerventils zur Saugseite der Pumpen umgangen.

In der Ausführungsform von Fig. 2F sind die Flußerfordernisse des Niederdruckteils des Kreislauf so, daß der gesamte Fluß der dritten Pumpe umgeleitet wird, weil die Kapazität der er­ sten und zweiten Pumpe ausreichend sind, den Flußer­ fordernissen sowohl des Hochdruckkreislaufs, als auch des Niederdruckkreislaufs des Steuersystems zu genügen. Also ist der Druckabfall der dritten Pumpe Null, wodurch die Leistung, die zum Betreiben der Pumpen benötigt wird, weiter verringert wird. Das Rückschlagventil 188 ist geschlossen, während das Rückschlagventil 190 offen bleibt.

In Fig. 2G werden die Flußerfordernisse noch weiter ver­ ringert, bis zu einem Punkt, an dem das linke Regulatorventil mit der Regulation beginnt, also einen Teil-Rückfluß zur An­ saugseite der Pumpen entlang dem Erhebung 148 bewirkt. In Fig. 2H sind die Ventile in der Position, die einer Bedingung entspricht, in der nur ein Teil des Ausstoßes der zweiten Pumpe benötigt wird, um den höchstmöglichen Kreislaufdruck im Steuersystem und den oberen Grenzdruck des Niederdruckteils des Steuersystems aufrechtzuerhalten. In diesem Augenblick sind beide Rückschlagventile 162 und 164 geschlossen. Ein Teil des Ausstoßes der zweiten Pumpe wird zum Niederdruckteil des Steuersystems durch das Rück­ schlagventil 190 geleitet. Der Druckabfall der zweiten Pumpe ist jetzt niedrig, wodurch die Leistung der Pumpe weiter re­ duziert wird.

In Fig. 2J sind die beiden Kreislaufdruckniveaus wie im Fall der Fig. 2H, wodurch ein Teil des Flusses zum Niederdruckteil des Steuersystems von der Leitung 152 über die Erhebung 172 geliefert wird.

In Fig. 2K sind die Ventile so angeordnet, daß das linke Steuerventil den Fluß über die zweite Pumpe und genauso über die dritte Pumpe kurzschließt, wodurch ein Null-Druckabfall entlang dieser zwei Pumpen gebildet wird, während der gesamte Kreislaufdruck für beide Niveaus des Steuersystems von der ersten Pumpe aufrechterhalten wird.

Alle Rückschlagventile sind geschlossen, wenn eine direkte Verbindung zwischen der Druckseite der ersten Pumpe und der Hochdruckleitung 104 aufgebaut ist. Das rechte Ventil regelt den Druck, der ihm durch die Leitung 152 geliefert wird, um den verringerten Druck in der Leitung 106 aufrechtzuerhalten.

Wenn die Flußerfordernisse des Steuersystems noch weiter ver­ ringert werden, wird das linke Regelventil in seine oberste Position bewegt, wodurch überschüssige Flüssigkeit durch die Ablaßöffnung in der Federkammer für das linke Regelventil ab­ gelassen wird. Diese Bedingung ist in Fig. 2L dargestellt.

Claims (3)

1. Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einer durch eine Hydraulikpumpeinrichtung mit Fluid gespeisten Ventilsteuereinrichtung, die Drücke auf mehreren Betriebsdruckniveaus in Kreislaufteilen des Kraftfahr­ zeuggetriebes verteilt, wobei ein Hochdruckkreislaufteil für ein hohes Druckniveau und mindestens ein weiteres Kreislaufteil für ein in bezug auf das Hochdruckkreis­ laufteil niedrigeres Druckniveau bestimmt ist, gekennzeichnet durch:
drei Pumpen (10, 12, 14, 112, 118, 124), die in die Ven­ tilsteuerungseinrichtung einspeisen, die Rückschlagventile (76, 80, 82, 88, 90, 92, 162, 164, 188, 190) und Steue­ rungsventile (22, 24, 26, 100, 102) beinhaltet, wobei alle Pumpen (10, 12, 14, 112, 118, 124) dazu eingerichtet sind, mit dem ersten Hochdruckkreislaufteil verbunden zu werden;
wobei die Ventilsteuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die von der zweiten und dritten Pumpe (12, 14) gelieferten Fluidströme von der Leitung (16, 104) hohen Drucks zu der Leitung (18, 20, 106) niedrigeren Drucks umzuleiten, wenn sich die Anforderung des Hochdruckkreislaufteils verringert und bei einem Absinken der Anforderung der Kreislaufteile niedrigeren Drucks unter die Förderleistung der zweiten und dritten Pumpe, nacheinander die Ansaugseiten der dritten (14) und der zweiten Pumpe (12) mit ihren Druckseiten zu verbinden, so daß diese Pumpen (12, 14) bei niedrigerem Druck oder drucklos laufen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Pumpe Zahnradpumpen mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad sind, wobei jede Pumpe ein angetriebenes Zahnrad hat, das mit dem gemeinsamen Zahnrad in Eingriff steht, wobei die Zahnräder der Pumpen einen kompakten Pumpenaufbau definieren.

3. Getriebe nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsteuerung:
eine erste Ventilsteuereinrichtung, die selektiv die Ver­ bindung zwischen der zweiten und dritten Pumpe und den Niederdruckteilen dann herstellt, wenn sich das Drucker­ fordernis des Hochdruckteils verringert, und
eine zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen der Hoch- und Niederdruckseite der Pumpen, die die zweite und dritte Pumpe mit ihren Ansaugseiten verbindet, wenn die Flußer­ fordernisse der Hoch- und Niederdruckteile absinken, aufweist,
wobei die zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen den Pum­ pen und dem ersten Steuerventil angeordnet ist, wodurch eine kompakte Pumpen- und Ventilanordnung erreicht ist.