DE2248524C3

DE2248524C3 - Hydraulische Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE2248524C3
Application number: DE2248524A
Authority: DE
Inventors: Takeo Kyoto Hiramatsu (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2248524B2; DE2248524A1; JPS4857057A; GB1398748A; US3832915A; JPS5221131B2

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine hydraulische Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe der in Rede stehenden Art bekannt (vgl. die DT-OS 18 17 634), bei dem beim Gangwechsel zwischen einem niedrigen und

Ji einem hohen Gang die Überlappung zwischen dem Einschalten und Lösen der beteiligten Reibungscleniente hydraulisch gesteuert wird. Damit soll ein möglichst ruckfreies Schalten auch bei unterschiedlichen Bctriebs-/uständen des Fahrzeugs gewährleistet sein. Nachteilig

·!<> bei der bekannten hydraulischen Steuervorrichtung ist jedoch, daß die Überlappung bzw. das neutrale Intervall beim Einschalten bzw. Lösen der beteiligten Rcibungsclemcnte während eines Schaltvorganges durch das Motordrehmoment und die Fahrgeschwindigkeit zwar beeinflußbar ist, nicht aber an den jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs kontinuierlich angepaßt werden kann. Darüber hinaus wird bei der bekannten hydraulischen Steuervorrichtung zum Erreichen der Überlappung bzw. des neutralen Intervalls ein Doppelkammcr-

■"><> Servomotor benötigt, dessen Aufbau technisch aufwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte hydraulische .Steuervorrichtung so zu verbessern, daß die Überlappung bzw. das neutrale Intervall

>■> beim Einschalten bzw. Lösen der Reibiingsclcmente während eines Sehaltvorganges je nach Ausgangsdrehmoment des Motors und Fahrgeschwindigkeit kontinuierlich verändert werden kann.

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des

w) Kennzcichnungsicilsdes Patentanspruchs I gelöst.

Durch die erfindungsgeniäßc Ausbildung des Verstellventils wird an diesem nur die Summe der Servodrücke für die Servomotoren der beiden Reibungselemenie wirksam und kompensiert gerade den

hi vom Ausgangsdrehmoment des Motors iibhängii.'cn Leitungsdriick. Diesel' Druckausgleich am Verteilventil ergibt die vorteilhafte wechselseitige Beeinflussung der Servodrücke für die Servomotoren der beiden Kei-

bungselemente. Die dadurch erreichte, steuerbare Überlappung des Einrückens bzw. Lösens der entsprechenden Reibungselemente ermöglicht weiche Schaltvorgänge und die Vermeidung störender Lastwechselreaktionen in jedem Fahr/.ustand. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung liegt darin, daß nunmehr auf die Verwendung eines Doppelkammer-Servomotors gänzlich verzichtet werden kann, d. h. ausschließlich normale Einkammer-Servomotoren verwendet werden können.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, besitzt die hydraulische Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 ein Öffnungssteuerventil. das oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit den das Verstellventil in der einen Richtung beaufschlagenden Leitungsdruck und den Servodruck für den Servomotor des ersten Reibungselements so drosselt, daß zwar das Lösen des zweiten Reibungselements schnell erfolgt, gleichzeitig aber das Einrücken des ersten Reibungselements verzögert wird, wodurch das neutrale Intervall, währenddessen die Moiordrehzahl ansteigen kann, ausreichend groß wird.

Ferner ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 3 ein Motorbremsventil vorgesehen, das bei bremsendem Motor, also im Schubbetrieb, die Überlappung zu ischen dem Lösen des einen und dem Einrücken des anderen Reibungselements verringert, bzw. das neutrale Intervall vergrößert, so daß die Motordrehzahl entsprechend angepaßt werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung arbeitet nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 4 mit dem Verstellventil ein Ausglcichsventil zusammen, durch das beim Wechsel vom niedrigen zum hohen Gang erst nach Abschluß des Schaltvorgangs der volle Leitungsdruck als Servodruck an den Servomotor des zweiten Reibungselcments abgegeben wird.

Schließlich weist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung entsprechend dem Kennzeichnungstcil des Patentanspruchs 5 ein an sich bekanntes Druckminderventil (vgl. Zeitschrift »Kiaftfahrzcugteehnik« Nr. 7/1958. S. 258-262 auf.

Eine genauere Erläuterung der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels -whand der Zeichnung; es zeigt

F i g. I eine erläuternde Ansicht der Kraftübertragung und des hydraulischen Steuerkreises eines automatischen Kraftfahrzeuggetriebes mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung.

F i g. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Schalteharakleristik in Posiliton D,

F i g. 3 ein Diagramm /ur Darstellung des Leitungsdruckes und des Drosseldruckes bei Vorwärisfahrt.

F i g. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Reglcrdrukkes entsprechend der Drehzahl der Ausgangswclle des Getriebes.

Fig.) einen hydraulischen Leitungskreis für this Vorstellveniil, this Öffnungssieuerventil usw. bei dem dargestelltL-ii Ausl'üliningsbei.spiel.

Fig. h/\ — I) verschiedene Zustände ties Verstellvenlils.

Fig. 7E und F verschiedene Zustände des Druckminderventils,

F i g. 8 ein Diagramm zur Darstellung der Druckminderung beim Druckminderventil.

Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung der Servodrücke beim Schalten aus dem ersten in den zweiten Gang.

Fig. IO und Il Diagramme zur Darstellung der Veränderung der Servodrücke beim Schalten vom

in zweiten in den dritten Gang,

Fig. I2G —I eine Erläuterung der verschiedenen Zustände des Öffnungssteuerventils.

Fig 13 eine grafische Darstellung der verschiedenen Zustände des Öffnungssteuerventils und

Fig. 14, 15 und 16 Diagramme zur Darstellung der Veränderung der Servodrücke beim Herabschalten vom dritten in den zweiten Gang.

Fig. 1 zeigt ein hydraulisches automatisches Getriebe mit einem Planetengetriebe für drei Vorwärtsgänge.

von denen der zweite und der dritte den »niedrigen« bzw. den »hohen« Gang nach der Erfindung verkörpern, und enem Drehmomentwandler 200 mit einem Pumpenrad 2. einem Turbinenrad 3 und einem Ständer 4. wobei von einer Eingangswelle 1 über ein Druckmedium oder Öl im Wandler 200 einer ersten Zwischenwelle 5 die Antriebskraft übertragen und über ein Geriebe 201 mit hydraulischer Servoeinrichtung an eine Au igangswelle 15 weitergeleitet wird.

Das Getriebe 201 mit hydraulischer Servoeinrichtung besitzt Reibungsclementc 16, 17, 18 und 19 sowie ein Planetengetriebe mit einem vorderen Sonnenrad 9. einem hinteren Sonnenrad 10, Planeträdern Il und 12 sowie hinein Ringrad 13. in welchem durch eine Öldruckquelle 21 erzeugter Druck zur Betätigung der

π Reibungselemente 16 bis 19 verwendet wird. Die Öldruckquelle 21 wird direkt vom Motor angetrieben und düs Öl von einem Ölbehälter 22 in eine Druckleitung 37 gepumpt. Der Druck in dieser Druckleitung 37 wird durch ein Druckregelvcntil 23

4(i geregell und einem Handvenlil 25 übermittelt. Wenn dieses I landventil sich in Position /V befindet, wird die Druckleitung 37 mit der Leitung 38 als Rücklaufleitung des Druckregelventils 23 verbunden.

Wenn das Handventil 25 sich in der Position D befindet, wird die Druckleitung mit der Leitung }9 verbunden und dadurch mit dem Drosselventil 26. dem Reglerventil 14. dem Reibungselement 16 für die Vorwärtsfahrt und dem Schaltventil 27 vom ersten in den zweiten Gang. Die Drosselventilöffnung des

5(i Motors wird als Stösselverschiebung durch das Drosselventil 26 abgetastet und in der Leitung 40 ein der Öffnung proportionaler Druck erzeugt. Dieser Druck wird als Drosseldruck bezeichnet (siehe F i g. 3).

Der dem Reglcrventil 14 erteilte Leitungsdruck wird entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt und an die Leitung 41 abgegeben. Dieser Druck wird als Regiere ruck bezeichnet. Die Beziehung zwischen der Drehzahl der Getriebeausgangswelle und dem Reglerdruck zeigt F i g. 4.

W) Das Reibungselemcnt 16 ist beim Vorwärtsfahlen ständig eingedrückt, und der Leitungsdruck wird dem Servomotor über die Leitung 39 zugeführt.

Der Drosseldruck wird über die Leitung 40 dem Schaltventil 27 vom ersten /um /weiten Gang, dem

hi Dnk'j-fgelvcntil 2~i und einem Doppelrückschlagventil 35 zugeleitet, und es ergibt sich für den Leitungsdriick die Kurve aus Fig. 3 infolge des dem Druckregelveniil 23 /ugciührten Drosseldnickes. Wenn das Schaltventil

27 vom ersten in den /weiten Gang sich in der rechten Position befindei. isi das Planetengetriebe in den ersten Gang geschallet, da keine weiteren Reibungselemenie außer dem Reibungselemeni 16 ini Druck versorgt werden.

Wenn das llandveniil 25 in die Position 2 oder I verschoben wird, wird die Druckleitung mn der Leitung 42 verbunden und Druck dem Schaltventil 29 vom /weiten in den dritten Gang und dem Doppelrückschlagventil 35 zugeleitet. Das Doppelrücksehlagventil 35 liefert den hohen Druck der Leitungen 42 und 40 in die Leitung 43. Außerdem wird, wenn das Handventil sich in Position 2 oder 1 befindet, die Druckleitung mit der Leitung 43 verbunden und in Position D der Drosseldruck erzeugt. Die l.cilung 43 versorgt das Schiebeventil 29 vom zweiten in den dritten Gang, das Motorbremsventil 3i und das Druckminderventil 34 mit Druck.

Wenn das Hundventil 25 sich in Position 1 befindei. wird auch die Leitung 44 mit Druck versorgt und dieser dem Bereichssteuerventil 28 zugeleitet.

Infolge der besonderen Bedeutung des Versiellveniils 3l.desöffnungsstcuerventils3O.des Motorbremsveniils 33. des Ausgleichsventils 32 und des Druckminderventils 34 für die erfindungsgemäße Vorrichtung werden diese Ventile nachstehend anhand der F i g. 5 im einzelnen erläutert.

Das Verstellventil 31 besitzt ein Gehäuse 59 mit einer abgesetzten zylindrischen Bohrung 58. einen Ventilkolben 60, eine Buchse 61 und eine Ventilfeder 62. Das Gehäuse 59 besitzi Einlasse 63, 64, 65, 66, 67,68, 69 und 70, welche alle in die Bohrung 58 einmünden. Der Ventilkolben 60 besitzt Fasen 71, 72, 73 und 74 sowie Ringnuten 75, 76 und 77 zwischen diesen Fasen. Der Einlaß 63 steht mit der Leitung 51 in Verbindung, der Einlaß 64 über eine Drossel 78 mit der Leitung 50. der Einlaß 65 mit der Leitung 53. der Einlaß 66 mit der Leitung 55. der Einlaß 67 mit der Leitung 52. die Einlasse 68 und 70 mit der Leitung 54 und der Einlaß 69 über die Drossel 79 mit der Leitung 55.

Zur Erzielung einer optimalen Überlappung oder eines Intervalls zwischen den beiden Gängen entsprechend dem Zustande des Fahrzeugs hai das Öffnungssteuei'ventil 30 besondere Bedeutung. Es besitzi ein Gehäuse 81 mit einer abgesetzten zylindrischen Bohrung 80. einen Ventilkolben 82 und eine Ventilfeder 83. Das Ventilgehäuse 81 besitzt Einlasse 85, 86, 87, 88 und 89. welche alle in die Bohrung 80 einmünden. Der Ventilkolben 82 besit/l Fasen 90, 91 und 92 iuu /wischen denselben Ringnuten 93 und 94. Die Hinlüssi 85 und 89 stehen mit dem Ölbehälter 22 in Verbindung der Einlaß 86 ist mit der Leitung 51 verbunden, tie Einlaß 87 mil der Leitung 55. und die l.ciiungen 51 um 55 sind über eine Drossel 95 miteinander verbunden Der Einluß88 stein mit der Leitung 51 in Verbindung.

Dem gleichen Zweck dient auch das Motorbremsven lil 33. Is besitzt ein Gehäuse 97 mit einer zylindrische! Bohrung 96. einem Veniilkolben 98 und einer Ventilfe tier 99. Das Gehäuse 97 besitzt in die Bohrung 9f einmündende Einlasse 100, 101, 102 und 103. Dei Veniilkolben 98 besitzi Fasen 104 und 105 sowii /wischen denselben eine Ringnut 106. Der Einlaß 10( stein mil der Leitung 43. der Einlaß 101 mit der Leitung 57. der Einlaß 102 mit der I.eilung 54 und der Fiiliiiß 10: als Auslaß mit dem Ölbehälter 22 in Verbindung. Dii Leitungen 54 und 57 Mehen über eine Drossel 10/ miteinander in Verbindung.

Zur Senkung des Servodruckes während des Schal tens und /tir Übertragung eines hohen Scrvodrucke? nach dem Schalten dient das Ausgleichsventil 32. E> besit/l ein Gehäuse 109 mit einer zylindrischen Bohrung 108. einen Veniilkolben 109 und eine Ventilfeder 110 Die Einlasse 210, 111, 112, 113 und 114 des Gehäuse 109 münden alle in die Bohrung 108. Der Ventilkolber 109 besitzi Fasen 115 und 116 sowie zwischen dieser eine Ringnut 117. Der Einlaß 210 steht über eine Drosse 118 und ein Rückschlagventil 119 mit der Leitung 53 ir Verbindung, der Einlaß 111 mit der Leitung 55. dei Einlaß 112 über die Drossel 120 mit der Leitung 52 unc die Einlasse 113 und 114 als Auslässe mit dem Ölbehältci 22.

Das Druckminderventil 34 besitzt ein Gehäuse 12Ϊ mit einer abgesetzten zylindrischen Bohrung 121, einen Ventilkolben 123 und einer Ventilfeder 124. Da? Gehäuse 122 besilzi Einlasse 125, 126, 127, 128 und 129 welche alle in die Bohrung 121 einmünden. Dei Ventilkolben 123 besitzt Fasen 130 und 131 sowie /wischen diesen Fasen eine Ringnut 132. Der Einlaß 125 stellt mit der Leitung 43 in Verbindung, der Einlaß 126 als Auslaß mit dem Ölbehälter 22 über eine Drossel 133 der Einlaß 127 mit der Leitung 134, der Einlaß 128 mil der Leitung 53 und der Einlaß 129 als Auslaß mil den" Ölbehälter22.

Die Arbeitsweise der verschiedenen Reibungsclcmcnte in der erfindungsgemäßen Kraftübertragung isi in nachstehender Tabelle dargestellt:

	Reibungs-	Rcibungs-	Reibuniis-	Reibungs	Reibungs
	elemenl 16	clcment 17	element 18	elemeni 19	element 8
1. Gang	X				X
2. Gang	X		X
3. Gang	X	X
Rückwärtsgang		X

Nachstehend soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung beim Schalten der einzelnen Gänge im Zusammenhang mit der Funktionsweise der Ventile im einzelnen beschrieben werden.

Wenn das Handventil 25 in F i g. 1 in die Position D entsprechend dem zweiten Gang gelegt wird, wird der hydraulische Druck von der Druckleitung 37 der Leitung 39 eingespeist. Dadurch wird das Reibungselement 16 mit Druck versorgt und gleichzeitig das Schaltventil 27 zum Schalten vom ersten in den zweiten Gang. Im ersten Gang erhält die Leitung 55 keinen Druck, wenn jedoch der Reglerdruck in der Leitung 41 groß wird, gelangt das Schaltventil 27 in die in F i g. 1 dargestellte Position für den zweiten Gang, so daß der Leitungsdruck aus der Leitung 39 in die Leitung 55

gelangt. Dadurch w irtl der Leiiungsdruek auch durch clic Leitung 50 in die 1.ellung 51 und in das Schaltventil 29 X¹OiH /weiten in den drillen (iang weitergeleitet. Im ersten (jang erhiill das Verstellventil 31 überhaupt keinen Druck, so dal.) sein Ventilkolben 60 infolge der ι Wirkung der Feder 32 sich in der I' i g. 6Λ dargestellten Lage befindet. Im /weilen Gang wird der Druck aus der Leitung 51 in den Einlaß 63 eingespeist, so daß die Kraft ties Produktes aus dem Unterschied /wischen der I lache der lasen 72 und 71 und dem Druck der m Spannung der leder entgegenwirkt, wodurch das Vcrsicllvcniil 31 in den in I ig. bl) dargestellten Zustand gelangt. Der Druck wird von der Leitung 55 den Leilungen 53 und 54 übermittelt, jedoch wird der dem Reibungselement 17 /ugeführte Druck durch die i> Drossel 79 verzögert, während das Reibungseleincni 18 frühzeitig mit Hydraulikdruck versorgt wird, da kein Widerstand wie eine Drossel od. dgl. vorhanden ist. Wenn daher das Einrücken des Reibuiigsclcmcnts 18 beginnt, so daß die Kraft des Drucks auf den I hiierschied /wischen den Ilaehen der lasern 72 und 73 groß wird, so bewegt sich tier Kolben 60 wieder in die L i g. b.\ dargestellte Lage. Da /u dieser Zeit der Kolben 109 des AusgleicliSN cntils 32 mit dem Druck der Leitung 53 über tlas Rückschlagventil 119 vom Einlaß 210 2> versorgt w irtl. bew egt er sich entgegen der Wirkung der Feder 110 nach rechts. Da hierdurch der Einlaß 112 mit dem Einlaß 113 verbunden wird, wird der Scrvodruck des Keibungselcmenis 17 durch djc Leitungen 57,54 und 52 entspannt. Der Servodruck auf das Rcibungselenicnt jo 18 erfolgt, selbst wenn das Verteilventil 31 in die in E i g. tiA dargestellt;: Lage gelangt und der Einlaß 64 mit dem Einlaß 65 verbunden wird, über die Leilungen 55, 51 und 50. die Drossel 78 und die Leitungen 53 und 134. Wenn daraufhin der Kolben 123 des Druckminderven- y> tils 34 sieh in der in E i g. 7E dargestellten Lage befindet, wird der dem Reibungselement 18 zugeführte Scrvodruck gleich dem Leilungsdruck. Wenn der Kolben sich jedoch in der in Eig. 7F dargestellten Lage befindet, wird der Servodruck niedriger als der Leitungsdruck. Wenn man die Fläche der Ease 130 mit .4 4. die Fläche der Fase 131 mit A 5. die Kraft der Feder 124 im Zustand gemäß F i g. 71" mit (2 und den Servodruck des Einlasses 127. d.h. des Reibungselements 18. mit P2 bezeichnet, so ergibt sich für den Zustand gemäß F i g. 7 F. da der Drosseldruck Plh über die Leitung 40. das Doppelrückschlagvcntil 35 und die Leitung 43 dem Einlaß 125 zugeführt wird, nachstehende Formel 1:

Pth ■ A4 + /2 = PT(AA - /15).

(D

Für den Zustand gemäß Fig. 7E ergibt sich nachstehende Formel 2:

Pth ■ A4 + /2 > PT (A4 - AS). (2)

In Anbetracht dessen, daß P2' nicht höher ansteigen kann als auf den Leitungsdruck Pi, ergibt sich, daß der dem zweiten Reibungselement 18 erteilte Servodruck niedriger wird als der Leitungsdruck, wenn die Drosselöffnung klein ist, wie dies in der Fig.8 dargestellt ist.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Servodruck des zweiten Reibungselements 18 in der Position D. doch existiert im allgemeinen im Zustand des zweiten Gangs in der Position D und innerhalb des Bereichs, in welchem die Drosselöffnung klein ist, nur ein schmaler Bereich von etwa 500 U/min bis etwa 1000 U/min durch die Drehzahl der Ausgangswellc. so daß die Belastung des /weilen Reibungselemenis 18 sehr klein ist und der Servodruck ebenfalls klein sein kann.

In Position 2 des Getriebes schaltet das Getriebe automatisch nur /wischen dem ersten und dem /weiten Gang, jedoch nicht in den dritten Gang; es wird in Position 2 stets wieder in den zweiten Gang heruntergeschaltet, selbst wenn es sich in Position Dim (.!ritten Gang befindet.

Da der dem Einlaß 125 eingespeiste Druck gleich dem l.citungsdruck durch die Leitung 42. das Doppelrückschlagvcntil 35 und die Leitung 43 in Position 2 wird, gelangt das Druckminderventil 34 in den Zustand Eund der Leitungsdruck wird dem Reiburigsclement 18 für alle Drosselöffnungcn zugeleitet. Die Veränderung des Servodruckes des Reibungselement:; 18 beim Hoch schalten vom ersten in den zweiten Gang in der Position D ergibt sich aus F i g. 9.

Das Verhalten beim Hochschalten vom zweiten in den dritten Gang soll nachstehend im einzelnen beschrieben werden.

Wenn die Fahrz.euggeschwindigkeil im zweiten Gang erhöht wird, sieigi der Rcglerdruck an, so daß das Schaltventil 29 vom zweiten in den dritten Gang sich nach links bewegt und die Leitung 50 mit der Auslaßöffnung in Verbindung kommt. Daraufhin wird der Druck am Einlaß 65 gesenkt, so daß die auf den Unterschied zwischen den Flächen der Fasen 72 und 73 nach links wirkende Kraft abnimmt und infolgedessen der Kolben 60 des Verstellventils 31 sich in die in F i g. bC dargestellte Lage bewegt. Da in diesem Zustand der Leitungsdruck von der Leitung 55 dem Einlaß 66 zugeführt wird, ist es der Druck P2 am Einlaß 65. durch welchen die Kraft des Kolbens 60 ausgeglichen wird. Dieser Druck wird von der Leitung 55 über die Drossel 79 dem Einlaß 69 zugeführt und vom Einlaß 68 durch die Leitung 54 dem zweiten Reibungselement 17 im Zustand der F i g. 6C zugeleitet. Der Servodruck des Reibungselements 17 wird dem Einlaß 70 übermittelt, um eine nach links wirkende Kraft auf die Fläche der Fase 74 zu erzeugen.

Wenn man die Fläche der Fase 71 mit A I, die Fläche der Fase 72 mit A 2, die Fläche der Fasen 73 und 74 mit A 3, die Kraft der Feder 62 mit /"1, den Druck am Einlaß 63 mit Pl. den Druck am Einlaß 65 mit Pl, den Druck am Einlaß 70 mit P3 bezeichnet und in den Zuständen gemäß F i g. 6B und 6C die auf den Kolben 60 einwirkende Axialkraft ausgeglichen ist. ergibt sich nachstehende Formel 3:

PX(Al - Ai) = Pl(Al - A3) + P3 A3 + /1.

(3)

Da der Wert Pl stets auf dem Leitungsdruck gehalten wird, wenn das Getriebe vom zweiten in den •dritten Gang hochgeschaltet wird, ergibt sich aus Formel 3, daß, wenn der Servodruck P3 des zweiten Reibungselements 17 ansteigt, der Servodruck P 2 des ersten Reibungselements 18 abfällt Die Veränderung des Servodrucks beider Reibungselemente in diesem Fall, ist in Fig. 10 dargestellt. Die beiden Servodrücke überdecken einander genau, doch ändert sich der Leitungsdruck entsprechend dem Ausgangsdrehmoment des Motors. Wie aus der Formel 3 klar ersichtlich ist, ändert sich die Überlappung mit dem Leitungsdruck, so daß bei großem Ausgangsdrehmomenl des Motors eine weitgehende Überlappung vorliegt, während die

Überlappung gering ist, wenn das Ausgangsdrehmoment klein ist. Wenn nun der Servodruck des /weiten Reibungselemenis 17 ansteigt, wird Pi groß, so daß das Ventil sieh aus der Lage gemäß Fig. 6C in die Lage gemäß 6B bewegt. In dieser Lage gemäß Fig. 6B wird der Servodruck des ersten Reibungselements 18 durch die Drossel 78 und die Drossel 135 des Schaltventils 29 vom zweiten in den dritten Gang abgegeben. Der Kolben 109' bewegt sich nach links, da der Druck am Einlaß 210 des Ausgleichventils 32 abnimmt.

Da infolge des Rückschlagventils 119 das Drucköl vom Einlaß 210 durch die Drossel 118 ausströmt, benötigt der Kolben 109' eine gewisse Zeitspanne von 0,8 —0,5 see, um vollkommen nach links zurückkehren zu können. Inzwischen hat das Einrücken des zweiten Reibungselements 17 begonnen, und das Verstellventil 31 gelangt in den Zustand gemäß F i g. 6A, so daß der Einlaß 67 über die Leitung 52, die Drossel 120 und die Einlasse 112 und 113 des Ausgleichsventils 32 mit dem Auslaß verbunden ist und infolgedessen der der Kupplung 17 zugeleitete Servodruck niedriger ist als der Leitungsdruck, der auf dem durch P2 bestimmten Wert gehalten wird. Bevorder Kolben 109' vollkommen nach links zurückgekehrt ist, ist der Einrückvorgang für das zweite Reibungselement 17 abgeschlossen, und, da der Einlaß 111 mit dem Einlaß 112 in Verbindung steht wenn der Kolben 109' vollkommen nach links gelaufen ist. wird der Leitungsdruck von der Leitung 55 dem Finlaß 67 übermittelt. Dadurch wird der Hydraulikdruck am Einlaß 68 gleich dem Leiuingsdruck und Pi wird gleich dem Leitungsdruck, so daß das Verteilventil 31 in den Zustand der F i g. 6A gelangt. Vorstehende Erläuterung geht davon aus, daß der Kolben 98 des Motorbremsvcntils 33 sich in der in F i g. 5 dargestellten Position befindet, so daß die Einlasse 101 und 102 untereinander verbunden sind, wodurch der Servodruck des Reibungselements 17 gleich dem in den Leitungen 57 und 54 ist. Da der dem Einlaß 100 übermittelte Druck gleich dem am Einlaß 125 des Druckminderventils 34 und dem Druck von der Leitung 43 ist, handelt es sich um den Drosseldruck oder Leitungsdruck in der Position 2 oder 1. Wenn daher die Drossclöffnung in der Position D über 14% beträgt, liegt der Kolben 98 des Motorbrcmsventils 33 rechts, während er links liegt, wenn die Drosselöffnung kleiner als 14% ist.

Wenn die Drosselöffnung unter 14% beträgt, wird das Getriebe vom zweiten in den dritten Gang bei eingelegter Motorbremse hochgeschaltet, beispielsweise wird der Kolben 98 des Motorbremsventils 33 durch die Feder 99 nach links gepreßt. Da der Hydraulikdruck des Reibungselements 17 klein gehalten wird, während der Servomotor während des Übergangs arbeitet, erhält die Leitung 57 einen geringen Hydraulikdruck von ca. 0,5 kg/cm². Da jedoch das Öl aus der Leitung 54 durch die Drossel 107 in die Leitung 57 strömt, steigt der Druck in der Leitung 54 etwas an. Wenn daher P3 (Formel 3) groß wird, wird P2 klein, und der Servodruck des ersten Reibungselements 18 wird so niedrig, daß sich zwischen beiden Reibungselementen ein Intervall ergibt. Die Veränderung der Servodrücke in diesem Fall zeigt Fig. 11.

Wenn die Drosselöffnung groß ist, d. h. wenn der Motor zieht, ergibt sich eine Überlappung für das Einrücken entsprechend dem Ausgangsdrehmomenl des Motors zwischen den Reibungselementen für den zweiten und dem dritten Gang, während bei kleiner Drosselöffnung, d. h. im Schub, das erste Reibungselement 18 ausgerückt ist und nach Ablauf einer gewissen

Zeitspanne für das Absinken der Motordreh/ahl das zweite Reibungselement 17 eingerückt wird, so daß eine Beschädigung der Reibungselemenic und ein ungünstiger Drehmomentwechsel an der Ausgangswelle des Getriebes vermieden wird.

Machstehend werden die Vorgänge beim Abwärtsschaltcn vom dritten in den /weiten Gang beschrieben.

Das Getriebe schaltet vom dritten in den /weiten Gang herunter, wenn das Schaltventil 29 vom /weilen /Ii η dritten Gang in den Zustand der Fig. I übergeht. so daß die Leitungen 51 und 50 untereinander verbunden sind. Wenn die Leitung 50 mit Druck versorgt wird, da das Verstellventil 31 sich in der Position 64 befindet, wird der Druck durch die Drossel 78. die Einlasse 210 des Ausgleichventils 32 übermittelt. Da die Feder 110 sehr schwach ist. beginnt der Kolben 109' sofort, sich nach rechts zu bewegen, so daß die Einlasse 112 und 113 untereinander verbunden werden und die Leitung 52 über die Drossel 120 mit dem Auslaß verbunden wird. Dementsprechend nimmt der Druck am Einlaß 67 des Verstellventils 31 und der Druck P 3 am F.inlaß67des Vcrsiellventils 31 und der Druck /'3 an den Einlassen 68 und 70 ab. so daß das Verstellventil 31 in den Zustand der F i g. 6C gelangt. Da in diesem Zustand der Leiiungsdruck über den Einlaß 69 zugeführt wird, wird der Druck P3 der Leitung 54 (gleich dem Servodruck des Reibungselemenis 17) nicht mehr abgesenkt.

Da die Beziehung /wischen dem Druck /'I der Leitung 55, dem Druck P \ der Leitung 51 und dem Druck P2 der Leitung 53 sich ändert, je nachdem ob das Ölfnungssteuerventil 30 sich in einem der Zustände der Fig. 12G, H oder I befindet, unterscheidet sich auch die Beziehung zwischen /'2 und Pi von der in Formel 3 wiedergegebenen Beziehung.

Wenn man die Fläche der Fase 90 des Kolbens 82 des Öl'fnungssteucrvcntils 30 mit A 6. die Fläche des Fase 91 mil A 7, die Fläche der Fase 92 mit A 8. die Kraft der Feder 83 mit /'3 und den Rcglerdruck der Leitung 41 mit Pg bezeichnet; so ergeben sich für die jeweiligen Zustände der Fig. 12G, 12H und 121 nachstehende Formel 4, 5 und b:

Für den Zustand 12(G)
Pl = Pl, Pg(Al - Λ8) + (Ab - Al) < /3. (4)

Für den Zustand 12(H)
Pl > Pl, Pg(Al - .48) + PX(Ad - Al) = /3.

Für den Zustand 12(1)

Pl > Pl, Pg(Al - Ad) + Pl(A6 - Al) > /3.

Der Reglerdruck P^ kann nicht höher steigen als der Leitungsdruck Pl. Wenn man hierbei die Drehzahl der Ausgangswelle 14 als Abszisse und die Drosselöffnung als Ordinate nimmt, ergibt sich das Diagramm aus Fig. 13.

Die Grenzlinie zwischen den Zuständen H und I ergibt sich, wenn P2 = P3 = 0,5 kg/cm³ in Formel 3 eingesetzt wird und der erhaltene Wert für Pl der Formel 6 eingesetzt wird. Im Zustand G ist der Druck Pl am Einlaß 63 des Verstellventils 31 gleich dem Leitungsdruck, so daß, während der Servomotor des

eisten Reibungselemenis 18 arbeitet, P2 auf konstantem niedrigem Druck von beispielsweise 0.5 kg/cm^: gehalten wird. Entsprechend wird der Servodruck P 3 des /weiten Reibungselements 17 gleich dem Servodruck nach Formel 3. so daß das /weite Reibungseleinenl 17 infolge dieses Servodrucks nicht schleift.

Wenn das erste Rcibimgselcmcni 18 einzurücken beginnt, während das Verteilventil 31 sich im Zustande tier F i g. 613 befindet, steigt P2 an, doch nimmt, w ic sich aus Formel 3 ergibt, der Servodruck P3 ab, so daß. wenn dieser Druck gleich 0,5 kg/cm-' wird, der Druckausgleich im Zustand 6B unterbrochen wird und P2 weiter ansteigt, so daß das Versiellventil 31 den Zustand der Fig. 6A gelangt. Fig. 14 zeigt die Veränderung des Servodruckes des ersten Reibungselemenis 18 und des /weiten Reibungselements 17, wenn sich das Öffnungsstcuerventil 30 im Zustand der Fig. 12G befindet. Da jedoch der Servodruck des zweiten Reibungselemenis

17 durch den Servodruck des ersten Reibungselements

18 gesteuert wird, um sich außerdem Pl = PX in Formel 3 mit der Drosselöffnung ändert, so ändert sich dementsprechend auch die Überlappung der Drücke /wischen den beiden Reibungselementen mit dem Ausgangsdrehmoment des Motors.

Im Zustand von Fi g. 12H wird Pl gemäß der Formel 5 dem Einlaß 63 des Verslellventils 31 zugeführt, wobei sich jedoch bei sich ändernder Fahrzeuggeschwindigkeit und sich dadurch änderndem Reglerdruck Piraueh /' 1 entsprechend ändert.

Im Zustand der F i g. 6B wird daher das Verteilventil 31 auf /'2 = 0,5 kg/cm- gehalten, während der Servomotor des ersten Reibungselemenis 18 arbeilet und entsprechend P3 gemäß der Formel 3 einsetzt. Wenn PI klein ist, ist auch P3 klein. Wenn das Öffntingssteuerveniil 30 sich im Zustand der Fig. 1211 befindet, nimmt die Fahrzeuggcschwindigkeit zu, so daß bei zunehmendem Wert P^'der Wert von P I gemäß der Formel 5 abnimmt. Infolgedessen nimmt der Servodruck des /weiten Reibungselements 17 mit zunehmender Fahrzeuggcschwindigkeit ab. Wenn das erste Reibungselement 18 einzurücken beginnt, steigt P2 an. so daß PJ um den entsprechenden Betrag abnimmt. Wenn /'3 = 0.5 kg/cm-' wird, beginnt der Servomotor iles /weilen Rcibungselemcrts 17 aus dem Einrüek/ustand /iiriiek/ulaufen. und PJ hält demgemäß im allgemeinen einen konstanten Druck, wahrend /'2 weiter ;nsteigt, so daß der ausgeglichene Zustand aus l'ig. 6B unterbrochen wird und das Verstellventil 31 in ι den Zustand der Fig. bA übergeht. Fig. 15 zeigt die Änderung der Servodrücke beider Kupplungen, wobei bei zunehmender I ahr/euggoschw indigkeit der Wen von P 3 bei P2 = 0,5 kg/cm-' abnimmt, so daß. bevor das erste Reibungselemeni 18 nicht einzurücken beginnt.

i" das /weite Reibungselement 17 schleift und die Motordrehzahl auf die entsprechende Drehzahl im /weiten Gang ansteigt, woraufhin das erste Reibungselement 18 eingerückt wird. Bei zunehmender Fahrzeuggesehwindigkeil wird die Durchflußgeschwindig-

r> keit vom Einlaß 87 zum Einlaß 86 des Öffnungssleuerventils 30 vermindert, so daß die Zeit Tin Fig. 15 groß wird.

Im Zustand 121 fließt das von der Leitung 55 in die Leitung 51 abgegebene Drucköl nur durch die Drossel

2» 95. so daß Pl absinkt und selbst wenn vom drillen in den zweiten Gang heruntergeschaltet wird, das Verteilventil 31 im Zustand A gehalten wird und der Servodruck des /weiten Reibungselemenis 17 vom Auslaß 113 des Ausgleichvcntils 32 abgegeben wird, so

2Ί daß, während der Servomotor des ersten Reibungselements 18 arbeitet, beide Reibungsclemcnie nicht eingerückt sind. Während dieses Intervalls steigt die Motordrehzahl an, so daß nach Erreichen der dem /weiten Gang entsprechenden Drehzahl das erste

iti Reibungselement 18 eingerückt wird (Fig. Ib).

Wenn d;:s Getriebe bei hoher Geschwindigkeit, wie beispielsweise einer Drehzahl der Ausgangswellc von 3000 U/min, mit Motorbremse aus der Position D in Position 2 geschaltet wird, ist das Schaltventil 29 vom

J) zweiten in den dritten Gang stets in der zweiten Gangposition fixiert, doch befindet es sich, wie dies aus Fig. 13 ersichtlich ist, hier im Zustand 12G des Öffnungssteuerventils 30, wie dies in F i g. 14 dargestellt ist, so daß zwischen P3 und P2 eine Überlappung

■in vorliegt und das Druckminderventil 34 mit dem Leitungsdruck am Einlaß 125 gespeist wird und in den Zustand TE gelangt. Dadurch wird eine starke Motorbremsung erzielt und gleichzeitig beim Schalten unangenehme Stöße vermieden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe mit einem den von einer Öidruckqueile erzeugten Leitungsdruck entsprechend dem Ausgangsdrehmoment des Motors steuernden Druckregelventil, mit einem ersten Reibungselement für einen niedrigen Gang, mit einem zweiten Reibungselement für einen hohen Gang, mit Servomotoren zur Betätigung des jeweiligen Reibungselements, mit einem den Leitungsdruck wahlweise an die Servomotoren abgegebenden Schaltventil, mit einem vor den Servomotoren angeordneten Verstellventil, mit einem Drosselventil zur Erzeugung eines vom Ausgangsdrehmoment des Motors abhängigen Drosseldrucks und mit einem Reglerventil, das einen von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Reglerdruck erzeugt, wobei die Reibungselemente mit einer vom Ausgangsdrehmoment des Motors abhängigen Überlappung einrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellventil (31) in der einen Richtung durch den Leitungsdruck und in der entgegengesetzten Richtung sowohl durch den Servodruck für den Servomotor des ersten Reibungselements (18) als auch durch den Servodruck für den Servomotor des zweiten ReibungselemenK

(17) beaufschlagt ist, daß beim Wechsel vom niedrigen zum hohen Gang durch den ansteigenden Servodruck für den Servomotor des zweiten Reibungselements (17) der abfallende Servodruck für den Servomotor des ersten Reibungsclementes

(18) so gesteuert wird, daß am Verteilventil (31) die Summe beider Drücke dem Leitungsdriick entspricht, und daß beim Wechsel vom hohen zu niedrigen Gang durch den ansteigenden Servodruck für den Servomotor des ersten Reibungselemcnts (18) der Servodruck für den Servomotor des zweiten Reibungselements (17) in entsprechender Weise gesteuert wird, wobei die Überlappung mit ansteigendem Leitungsdruck kontinuierlich zunimmt.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Reglcrdruck beaufschlagtes gemeinsames Öffnungssteuerventil (30) sowohl der Zuleitung für den das Verstellventil (31) beaufschlagenden Leitungsdruck als auch der über das Schaltventil (29) und eine Drossel (78) führenden Leitung für den Servodruck zum Servomotor des ersten Reibungselements (18) zugeordnet ist, das oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit den Leitungsquerschnitt der den beiden Leitungen gemeinsamen Verbindungsleitung(55,51) mittels einer Drossel (95) verengt.

3. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstellventil (31) und dem Servomotor des zweiten Reibungselements (17) ein vom Drosscldruck beaufschlagtes Motorbremsventil (33) vorgesehen ist, das unterhalb eines bestimmten Ausgangsdrchmoments des Motors den Lcitungsquerschnilt der Leitung (54) /wischen dem Verteilventil (31) und dem Servomotor des /weiten Reibungselcments (17) mittels einer Drossel (107) verengt.

4. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verstell vent i! (31) ein Ausgleichsvenlil (32) /iisammenarbciici. dessen einerseits vom Servo-

druck für den Servomotor des ersten Reibungselements (18), andererseits von einer Feder (110) beaufschlagter Ventilkolben (109) beim Wechsel vom niedrigen zum hohen Gang sich von einer ersten in eine zweite Stellung bewegt, in der er die Verbindung zwischen einer zusätzlichen, den Leitungsdruck führenden Leitung (55) und der defl Servomotor des zweiten Reibungselernents (17) über das Verstellventil (31) mit Servodruck versorgenden Leitung (54) herstellt, wobei die Bewegung des Ventilkolbens (109) durch eine Drossel (118) so verlangsamt wird, daß er erst nach Einrücken des zweiten Reibungselemcnts (17) die zweite Stellung erreicht.

5. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstellventil (31) und dem Servomotor des ersten Reibungselements (18) ein Druckminderventil (34Ί vorgesehen ist, das so vom Drosseldruck beaufschlagt ist, daß der Servodruck für den Servomotor des ersten Reibungselements (18) mit dem Ausgangsdrehmoment des Motors ansteigt.