DE2530484A1

DE2530484A1 - Regelsystem fuer ein automatisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2530484A1
Application number: DE19752530484
Authority: DE
Inventors: Nicholas Tyers Parsons
Original assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Current assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2278021A1; JPS5131367A; IT1040870B

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANN STR. 97 2530484

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Anm.: The Lucas Electrical Company Limited, Well Street,

Birmingham B19 2XP, England

Regelsystem für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem mehrgängigen Planetengetriebe, dessen Eingangswelle mit dem Motor des Kraftfahrzeuges über einen Drehmomentwandler oder eine andere Flüssigkeitskupplung gekoppelt ist, wobei zumindest einige der Gänge des Planetengetriebes aufgrund der Inbetriebnahme eines oder mehrerer druckmxttelbetatigbarer Reibungsglieder in Eingriff gelangen, die durch Druckmittel von einer Pumpe betätigbar sind, und mit Mitteln, die während eines Gangwechsels auf das Maß der Geschwindigkeitsänderung der Eingangswelle ansprechen, um damit die Regelung eines Druckregulierventils zu bewirken, das den Auslaßdruck der Pumpe bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Regelsystem der genannten Art in einfacher und zweckmäßiger Weise auszubilden.

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Br/bö

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Druckregelventil ein Ventilglied aufweist, das . den Auslaßdruck der Pumpe steuert und dessen Stellung durch einen Steuerdruck bestimmt ist, der mittels eines Ventilelements veränderbar ist, das den Steuerdruck mit Hilfe einer elektromagnetisch betätigbaren Klappe erhöht, wobei der vom Auslaß der Pumpe abgeleitete Steuerdruck eine auf die Klappe in entgegengesetzter Richtung zur elektromagnetischen Antriebskraft einwirkende Kraft erzeugt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind durch weitere Ansprüche gekennzeichnet..

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein mit dem erfindungsgemäßen Regelsystem bestücktes Dreigang-Planetengetriebe in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen hydraulischen Schaltkreis für das Planetengetriebe nach Anspruch 1, und

Fig.3+^ ein in dem Schaltkreis nach Fig. 2 verwendetes Ventil in Seiten- und Enddarstellung.

Das in den Zeichnungen dargestellte Getriebesystem umfaßt einen Drehmomentwandler Io von herkömmlicher Bauart, der die Kurbelwelle 11 des Motors mit der Eingangswelle 12 eines mehrgängigen Planetengetriebes 13 kuppelt Im vorliegenden Beispiel weist das Planetengetriebe drei Vorwärtsgänge, einen Leerlauf, einen Rückwärtsgang und eine Parksperre auf. Die Wahl der verschiedenen Gänge

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wird dadurch erreicht, daß eines oder mehrere von vier Reibungsgliedern betätigt werden, von denen das erste eine vordere Kupplung Ik₃ das zweite eine hintere Kupplung 15, das dritte ein vorderes Bremsband 16 und das vierte ein hinteres Bremsband 17 ist. Des weiteren ist eine Einweg-Schaltkupplung 18 vorgesehen, die in einer Sehaltstellung des Planetengetriebes blockiert ist.

Um den Rückwärtsgang einzulegen, werden die hintere Kupplung 15 und die hinter Bandbremse 17 eingekuppelt. In der Leerlaufstellung befindet sich kein Reibungsglied in Eingriff. Wenn das Planetengetriebe in seiner automatischen Funktion benutzt wird, wird der erste Gang durch Inbetriebsetzen der vorderen Kupplung Ik eingelegt, wobei sieh die Einwegkupplung 18 in dieser Stellung im blockierten Zustand befindet. Um im Rahmen der Automatik den zweiten Gang einzulegen, werden die vordere Kupplung Ik ebenso wie die vordere Bandbremse 16 in Eingriff gebracht. Um schließlich den dritten Gang des automatischen Getriebes einzuschalten, muß die vordere Kupplung zusammen mit der hinteren Bandbremse 15 in Betrieb gesetzt werden. In Parkstellung befindet sich lediglich die hintere Bandbremse 17 in Betrieb. Es gibt verschiedene andere Stellungen, die unter besonderen Umständen zur Anwendung kommen können. Diese Umstände werden in dem Diagramm nach Fig. 2 außer acht gelassen, das ein Flüssigkeitsdrucksystem darstellt.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 2 ist eine Pumpe 18 vorgesehen, die zweckmäßigerweise von der Eingangswelle 12 des Planetengetriebes angetrieben wird. Der Auslaßdruck der Pumpe wird mit Hilfe eines Regulierventils 19 gesteuert. Die Verteilung der Druckflüssigkeit erfolgt mit Hilfe eines handbetätigbaren Verteilerventils 2o. Das Verteilerventil

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kann so eingestellt werden, daß eine der drei Leitungen 21, 22, 23 mit Druckflüssigkeit vom Pumpenauslaß versorgt wird. Die Leitung 2 3 ist an druckmittelbetätigte Einrichtungen 24, 25 angeschlossen, die die hintere Kupplung 15 und die hintere Bandbremse 17 in Betrieb setzen. Wenn die Leitung 23 mit Druckmittel beaufschlagt wird, wird im Planetengetriebe somit der Rückwärtsgang eingestellt. Die Leitung 22 steht mit einer druckmittelbetätigbaren Einrichtung 26 in Verbindung, die wiederum der hinteren Bandbremse 17 zugeordnet ist. Um die Parksperre einzuschalten, wird die Leitung 22 mit Druckmittel beaufschlagt.

Sobald das handbetätigbare Wählventil in die automatische Fahrposition gebracht wird, wird der Leitung 21 Druckmittel zugeführt. Die Leitung 21 steht in direkter Verbindung mit einer druckmittelbetätigbaren Einrichtung 27, die bei Versorgung mit Druckmittel ein Einkuppeln der vorderen Kupplung lh bewirkt. Es ist bereits erwähnt worden, daß die vordere Kupplung für jede Vorwärtsstellung des Getriebes in Betrieb genommen werden muß und daher die in Einrichtung 27 direkt an die Leitung 21 angeschlossen ist.

Es ist ferner eine druckmittelbetatigbare Einrichtung 28 vorgesehen, die einen doppelt wirkenden Kolben aufweist, dessen größere Fläche über ein Ventil 29 von dem in der Leitung 21 vorherrschenden Druck beaufschlagt werden kann. Die druckmittelbetatigbare Einrichtung 28 ist der vorderen Bandbremse 16 zugeordnet und wird durch öffnen des Ventils 29 in Betrieb gesetzt, sobald der zweite Vorwärtsgang eingelegt wird. Eine weitere druckmittelbetatigbare Einrichtung 3o ist der hinteren Bandbremse 16 zugeordnet.

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Diese kann über ein weiteres Ventil 31 an die Leitung 21 angeschlossen werden, sobald der dritte Vorwärtsgang gewünscht ist. In diesem Zustand wird auch die kleinere Fläche des Kolbens in der Einrichtung 2 8 vom Druckmittel beaufschlagt, wobei ein vorgesehenes Regulierventil 32 die Druckbeaufschlagung der kleineren Querschnittsfläche des Kolbens 28 steuert.

Die Ventile 29 und 31 werden mittels einer Wechselsteuerung 33 gesteuert, die in bekannter Weise auf verschiedene Betriebsgrößen, wie beispielsweise die Geschwindigkeit der Ausgangswelle des Planetengetriebes und die Motordrosselklappenstellung, anspricht.

Im Betrieb, beginnend mit dem Anlassen, wird die Einrichtung 27 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß der erste Vorwärtsgang eingeschaltet ist. In diesem Zustand ist Einwegkupplung blockiert. Mit zunehmender Motordrehzahl wird ein Punkt errreicht, bei dem das Ventil 29 betätigt wird, um deren Einrichtung 28 Druckmittel zuzuführen. Die Einrichtung 28 arbeitet derart, daß die vordere Bandbremse 16 anzieht, und die Eingriffsgeschwindigkeit dieser Bandbremse die Verzögerung der Motordrehzahl steuert. Wenn die Bandbremse schnell eingesetzt wird, verzögert sich die Motordrehzahl entsprechend schnell, zudem erfährt die Antriebswelle des Motors aber einen merklichen Stoß. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, daß der der Einrichtung 28 zugeleitete Druck genau geregelt wird, um die Verzögerungsrate der Motordrehzahl zu steuern. Gleichzeitig sollte jedoch die Verzögerungsdauer so kurz wie möglich sein, um auf diese Weise den Verschleiß des Reibungsgliedes auf einem Minimum zu halten. Ferner darf die Situation nicht entstehen, daß die Motordrehzahl größer wird, anstatt sich wie gefordert zu

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verringern. Eine ähnliche Situation entsteht, wenn das Ventil 31 betätigt wird.

Die an die Steuerung gestellte Forderung kann dadurch erreicht werden, daß der Auslaßdruck der Pumpe 18 gesteuert wird, wobei zu diesem Zweck ein Druckregler 34 vorgesehen ist, der den Betrieb des Druckregulators 19 steuert.

Einzelheiten des Druckreglers 34 können der deutschen Patentanmeldung P 25 27 765·ο entnommen werden. An dieser Stelle reicht es aus zu erwähnen, daß der Druckregler auf den Geschwindigkeitswechsel der Eingangswelle des Planetengetriebes anspricht, sobald das Getriebe vom dritten in den zweiten Gang oder vom zweiten in den ersten Gang wechselt. Ferner wird die Motorbeschleunigung mit einem Bezugswert verglichen, und falls irgendwelche Abweichungen bestehen, ein Gleichstromsignal erzeugt wird, das für die Einstellung der Stellung des Reglerventils verwendet wird.

Das Reglerventil wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 näher beschrieben. Fig. 3 zeigt das mit 35 bezeichnete Gehäuse des Reglerventils, in dem eine abgestufte Zylinderbohrung 36 ausgebildet ist, in deren engerem Teil ein Kanal 37 mündet. Der Kanal 37 steht mit dem Auslaß der Pumpe 18 in Verbindung. Innerhalb des engeren Teils der Bohrung ist ferner ein Ventilgliecl <JS vorgesehen, das durch seine Bewegung den Kanal 37 i'vei gibt und dadurch ein Entweichen der Druckflüssigkeit ermöglicht .

In dem weiteren Bereich der Bohrung 36 ist ein Kolben angeordnet, der an dem Ende des Ventilelements 38 befestigt

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ist. Der Kolben kann selbstverständlich mit dem Ventilelement aus einem Stück bestehen. Ferner ist eine Schraubendruckfeder 4o vorgesehen, die den Kolben in eine Richtung beaufschlagt, in der das Ventilelement den Kanal 37 abschließt. Der Kolben 39 ist als doppelt wirkender Kolben ausgebildet, wobei die von der Feder 4o abgewandte Stirnfläche kleiner ist als die, an die sich die Feder abstützt. Der zwischen dem weiteren Teil der Bohrung 3β und dem Ventilelement 38 gebildete Ringraum, der nach einer Seite durch den Kolben 39 abgeschlossen ist, ist vorzugsweise über eine feste Drosselstelle 4oa an den Auslaß der Pumpe 18 angeschlossen. Zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Teil des Zylinders 36, der die Feder enthält, ist eine weitere feste Drossel 41 vorgesehen. In dieses Ende des Zylinders mündet ferner ein Kanal 42, der zweckmäßigerweise in einer Verlängerung 43 des Gehäuseteils 35 ausgebildet ist.

An der Verlängerung 43 ist eine sich im rechten Winkel hierzu erstreckende Düse 44 vorgesehen, die mit dem Kanal

42 in Verbindung steht und eine scharfkantige öffnung aufweist. An dem Gehäuseteil 35 ist ferner eine Klappe gelenkig befestigt, die sich von dem Gehäuseteil 35 über die Düse 44 erstreckt. An ihrem freien Ende greift eine Schraubenfeder 47 an, die an einem von der Verlängerung

43 getragenen Teil 48 befestigt ist. Schließlich ist ein Elektromagnet 49 vorgesehen, der zwei in einem Abstand angeordnete Polstücke 5o aufweisty die sich zu beiden Seiten und im--"wesentlichen im rechten Winkel zur Verlängerung 43 erstrecken. Die freien Enden der Polstücke 5o enden auf einer Ebene, die im wesentlichen der des Düsenausgangs entspricht. Die Klappe besteht aus einem magnetisierbaren Material. Die Anordnung ist derart, daß infolge der

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Druckflüssigkeit in der Düse 45 auf die Klappe eine Kraft einwirkt, die dem durch den Spulenstrom des Elektromagneten 49 erzeugten Magnetfluß entgegengerichtet ist. Die Wirkung des Elektromagneten wird durch die Feder 47 außerdem unterstützt.

Der innerhalb des Kanals 42 und dem weiteren Teil des Zylinders 36, der die Feder enthält, vorherrschende Druck wird durch die aus der Düse 45 austretende Druckmittelmenge bestimmt und bildet für den Kolben 39 einen Steuerdruck. Mit der Erhöhung dieses Druckes wird der Kolben nach rechts verschoben, wodurch die durch den Kanal 37 strömende Druckmittelmenge verringert wird. Wenn umgekehrt der Steuerdruck jetzt abnimmt, wird infolge der Einwirkung des Pumpenauslaßdruckes auf die kleinere Fläche des Kolbens dieser nach links verschoben, wodurch der Kanal 37 weiter geöffnet wird, so daß mehr Druckmittel vom Pumpenauslaß abströmen kann. Dies hat wieder eine Abnahme des Pumpenauslaßdruckes zur Folge. Die Stellung der Klappe 46 wird durch den Ausgleich der von dem Elektromagneten 49 stammenden Kraft mit der Kraft bestimmt, die infolge des Steuerdrucks auf die Klappe einwirkt, so daß der Steuerdruck durch den Wert des Stromflusses in dem Elektromagneten 49 bestimmt wird.

Die Bewegung der Klappe wird mit Hilfe einer Flüssigkeitsdämpereinrichtung 51 gedämpft. Die scharnierartige Befestigung der Klappe 46 an dem Gehäuseteil 35 kann auch durch eine flexible Befestigung ersetzt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Stellung der Klappe bezüglich des Magnetstroms stabil ist und zwar infolge der konstanten Einwirkung des Steuerdrucks auf die Klappe, welche die durch den Magnetfluß hervorgerufene negative Beeinflussung überwindet.

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Ein Druckregler 34 sorgt für einen hohen Stromflußwert In der SpUIe₁ um einen hohen Pumpenauslaßdruck zu erhalten. Die Stromflußstärke wird reduziert, wenn es erforderlich wird, daß der Auslaßdruck der Pumpe abnehmen soll. Wenn beispielsweise der Stromfluß in der Spule Null wird, dann sorgt die Feder 47 dafür, daß der Steuerdruck einen Mindestwert behält. Die Feder 4o sorgt dafür, daß in der Ruhestellung das Ventilglied 38 den Kanal 37 abdeckt.

Ansprüche :

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Claims

Ansprüche :

Regelsystem für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem mehrgängigen Planetengetriebe, dessen Eingangswelle mit dem Motor des Kraftfahrzeuges über einen Drehmomentwandler oder eine andere Flüssigkeitskupplung gekoppelt ist, wobei zumindest einige der Gänge des Planetengetriebes aufgrund der Inbetriebnahme eines oder mehrerer druckmxttelbetätigbarer Reibungsglieder in Eingriff gelangen, die durch Druckmittel von einer Pumpe betätigbar sind, und mit Mitteln, die während eines Gangwechsels auf das Maß der Geschwindigkeitsänderung der Eingangswelle ansprechen, um damit die Regelung eines Druckregulierventils zu bewirken, das den Auslaßdruck der Pumpe bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregulierventil ein Ventilglied (38) aufweist, das den Auslaßdruck der Pumpe steuert und dessen Stellung durch einen Steuerdruck bestimmt ist, der mittels eines Ventils (45) veränderbar ist, das den Steuerdruck mit Hilfe einer elektromagnetisch betätigbaren Klappe (46) erhöht, wobei der vom Auslaßdruck der Pumpe abgeleitete Steuerdruck eine auf die Klappe in entgegengesetzter Richtung zur elektromagnetischen Kraftrichtung einwirkende Kraft erzeugt.

Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Klappe (46) Federmittel (47) einwirken, die für einen Mhdestwert des Steuerdrucks Sorge tragen, wenn die Krafteinwirkung des Elektromagneten (49) sich auf Null verringert .

Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (38) vom Auslaß der Pumpe stammendes Druckmittel zurückführt und in eine Richtung federvorgespannt ist, in der die Rückführung des Druckmittels unterbrocken ist.

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4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (46) die öffnung einer Düse (45) steuert, die über eine feste Drossel (4oa) mit dem Auslaß der Pumpe in Verbindung steht, wobei der Steuerdruck von einer Stelle zwischen der Düse und der Drossel entstammt.

5· Regelsystem nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (38) einen Kolben (39) aufweist, dessen eine Stirnfläche von dem Steuerdruck beaufschlagt ist und dessen andere Stirnfläche dem Auslaßdruck der Pumpe ausgesetzt ist, wobei die eine Stirnfläche größer ist als die andere.

6. Regelsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in einem Gehäuse (35) ausgebildete abgestufte Zylinderbohrung (36), in deren engerem Teil sich das Ventilglied (38) erstreckt, einen mit dem Ventilglied (38) arbeitsmäßig verbundenen Kolben (39)₃ der in dem weiteren Teil der abgestuften Zylinderbohrung (36) gleitet, einen in den engeren Bereich der Zylinderbohrung (36) mündenden Kanal (37)» der mit dem Auslaß der Pumpe in Verbindung steht und durch das Ventilglied (38) steuerbar ist, um den Auslaßdruck der Pumpe zu steuern, und durch Kanäle, die in den weiteren Bereich der Zylinderbohrung (36) auf der Seite des Kolbens (39) münden, der von dem Ventilglied (38) abgewandt ist, und die mit ihren anderen Enden an den Auslaß der Pumpe angeschlossen sind, ferner gekennzeichnet durch Drosselstellen (4oa, 4l) in den Kanälen und durch auf das Ventilglied (38) einwirkende Federmittel (4o), die das Ventilglied in einer Richtung beaufschlagen, in der der Kanal (37) geschlossen wird, und durch eine Ventilanordnung (45), die den Druck stromabwärts der Drossel (4oa) steuert.

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7. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine scharfkantige Düsenöffnung (45) mit der stromabwärtigen Seite der Drossel (4oa) in Verbindung steht, und daß die Klappe (46) durch elektromagnetische Kräfte (49) betätigbar ist, um den Druckmittelfluß durch die Düse (45) zu verringern.

8. Regelsystem nach Anspruch J₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (46) durch eine Feder (47) in Schließrichtung des Ventils (45) beaufschlagt ist.

9. Regelsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (46) aus einem magnetisierbaren Material besteht und unmittelbar auf den Magnetfluß der elektromagnetischen Kräfte anspricht.

10. Regelsystem nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kanal vorgesehen ist, der den Auslaß der Pumpe mit der dem Ventilglied (38) benachbarten Fläche des Kolbens (39) verbindet und der mit einer weiteren Drosselstelle (41) bestückt ist.

11. Regelsystem nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Bewegung der Klappe (46) zu dämpfen.

12. Regelsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel aus einer Dämpfereinrichtung bestehen.

13- Regelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (46) an das Gehäuse (35) angelenkt ist und die Düse in einer Verlängerung des Gehäuses (35) ausgebildet ist.

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