DE2535632B2

DE2535632B2 - HYDRAULIC SHIFTING DEVICE FOR CONTROLLING THE GEAR CHANGE OF A TRANSMISSION

Info

Publication number: DE2535632B2
Application number: DE19752535632
Authority: DE
Inventors: Friedrich; Kuhn Walter Dipl.-Ing.; 7990 Friedrichshafen Ehrlinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1975-08-09
Filing date: 1975-08-09
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2535632A1

Description

Durch die DT-AS 16 50 928 ist eine Vorrichtung nach (dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekanntgeworden, bei tier ein unter Kraft einer Ventilfeder stehender Dämpfungskolben beim Ausschalten einer Kupplung tieren Momentabfall in gewissem Maß verzögert, da das im Dämpfer gespeicherte Druckmittelvolumen ebenso *vie das im Arbeitsraum der Kupplung vorgespannte Druckmittelvolumen zunächst durch die Entlüftungsleitung abfließen muß, bevor der Kupplungsdruck vollständig abfallen kann.The DT-AS 16 50 928 is a device according to (The preamble of claim 1 became known, at tier a standing under the force of a valve spring Damping pistons when disengaging a clutch are delayed to a certain extent, as the torque drop is delayed Pressure medium volume stored in the damper as well as the volume preloaded in the working space of the clutch Pressure medium volume must first flow through the vent line before the clutch pressure can fall off completely.

Bei einem Lastschaltgetriebe, das unter Last ohne iZugkraftunterbrechung schalten soll, muß die auszurükliende Kupplung so lange eingerückt bleiben, bis die einzurückende Kupplung das volle Moment überträgt.In the case of a powershift transmission that is to shift under load without any interruption of tractive power, the power must be switched off The clutch remain engaged until the clutch to be engaged transmits the full torque.

Die Verzögerung des Momentenabfalls der auszu schaltender Kupplung ist bei den bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art jedoch im Verhältnis zu (den üblichen Füllzeiten der einzuschaltenden Kupplungen viel zu gering, um Zugkraftunterbrechungen zu verhindern. Daher benötigen derartige Vorrichtungen irioeh zusätzliche Überschneidungseinrichtungen, mit denen die Steuerung der Lastübernahme zwar zufricdenstellend erfolgt, doch sind diese Schaltvorrichtungen mit Überschneidungssteuerungen kompliziert aufgebaut mit einem störenden Aufwand an Ventilen und Steuereinrichtungen, was für eine kostengünstige Herstellung und ein betriebssicheres, störungsfreies Betriebsverhalten nicht vorteilhaft ist.The delay in the drop in torque of the trailing clutch is in the known devices of the type mentioned at the beginning, however, in relation to (the usual filling times of the clutches to be engaged far too low to prevent interruptions in traction. Therefore, such devices are required irioeh additional overlapping facilities, with to whom the control of the load transfer is satisfied occurs, but these switching devices with overlap controls are complicated in structure with a disruptive expenditure on valves and control devices, what an inexpensive one Production and a reliable, trouble-free operating behavior is not advantageous.

Aufgabe der Erfindung ist eine hydraulische Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, die Schaltungen unter Last ohne Zugkraftunterbrechungen durchführen kann und dabei sehr einfach im Aufbau ist.The object of the invention is a hydraulic switching device according to the preamble of claim 1, which Can carry out shifts under load without interruptions in traction and is very simple in structure.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Schallvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 Die zweite Drosselstelle in der Entlüftungsleitung der auszuschaltenden Kupplung ist als Mittel zum unterbrechungsfreien Schaltübergang wegen ihrer Einfachheit kostengünstig herstellbar und montierbar und trägt durch Vereinfachung der Gangwechselsteuerung zur Verringerung der Störanfälligkeit bei.This task is accomplished by a hydraulic sonic device with the features according to claim 1 The second throttle point in the vent line of the Disengaged clutch is used as a means of uninterrupted shift transition because of its simplicity Can be manufactured and assembled inexpensively and contributes by simplifying the gear change control Reduction in susceptibility to failure.

Das von einem federbelasteten Kolben eines Druckspeichers vorgespannte und so gespeicherte Druckmittelvolumen benötigt eine bestimmte Zeit, um sich durch die zweite Drosselstelle zu entleeren. Durch Abstimmung dieser Drosselstelle läßt sich diese Zeit in einfacher Weise an die erforderliche Verzögerung des Momentenabfalls de-- auszuschaltenden Kupplung anpassen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn ein in einem Drucksteuerventil aus anderen Gründen ohnehin vorhandener Dämpfer als Druckspeicher für die Drosselstelle in die Entlüftungsleitung ausgenutzt wird.This is preloaded and stored in this way by a spring-loaded piston of a pressure accumulator Pressure medium volume needs a certain time to empty through the second throttle point. By Coordination of this throttle point can be this time in a simple manner to the required delay of the Adjust the torque drop of the clutch to be disengaged. It is advantageous if one in one Pressure control valve for other reasons already existing damper as a pressure accumulator for the Throttle point in the vent line is used.

Wenn das Druckmittel im Getriebe noch kalt ist, so verlängern sich infolge erhöhter Viskosität des Druckmittels die Füll/eiten. Durch geschickte Abstimmung der Querschnittsform der zweiten Drosselstelle läßt sich deren Viskositätsverhalten in einer Wfise beeinflussen, daß be: höherer Viskosität durch Zunahme des Drosselwiderstandes die Zeit für den Momentabfall der auszuschaltenden Kupplung ebenfalls in einem entsprechenden Maße zunimmt. Damit läßt sich die Abhängigkeit der Schaltübergängc von Viskositätscinflüssen vermindern.If the pressure medium in the transmission is still cold, it will lengthen as a result of the increased viscosity of the pressure medium the fillings. By skillful coordination of the cross-sectional shape of the second throttle point affect their viscosity behavior in a way that be: higher viscosity by increasing the Throttle resistance the time for the torque drop of the clutch to be disengaged also in a corresponding Increases in size. This allows the dependence of the switching transitions on viscosity influences Reduce.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is based on the F i g. 1 and 2 explained. It shows

Fig. 1 ein Drucksteuerventil in schematischer Darstellung mit einer symbolisch dargestellten Kupplung, einem Regelkolben, einem Dämpfer und einer Drosselstelle in der gemeinsamen Entlüftungsleitung der Kupplung und des Dämpferraumes und1 shows a pressure control valve in a schematic representation with a symbolically represented coupling, a control piston, a damper and a throttle point in the common vent line of the Clutch and the damper chamber and

F 1 g. 2 ein Diagramm der über der Zeit aufgetragenen Kuppliingsdrücke der einzuschaltenden und auszuschaltenden Kupplung.F 1 g. 2 shows a graph of the plotted against time Clutch pressures of the clutch to be engaged and disengaged.

Das in F i g. 1 dargestelle Drucksteuerventil dient zum variablen, d. h. gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau in einer zugeordneten, symbolisch dargestellten Kupplung 1 für ein mehrere Kupplungen enthaltendes Lastschaltgetriebe. Der Aufbau und die Funktion dieses Drucksteuerventils ist in der Patentanmeldung P 25 12 778.0-13 ausführlich dargestellt und erläutert; die vorliegende Beschreibung beschränkt sich daher nur auf die wichtigsten Einzelheiten.The in Fig. 1 illustrated pressure control valve is used for variables, d. H. controlled, time-delayed pressure build-up in an associated, symbolically represented Clutch 1 for a powershift transmission containing several clutches. The structure and function of this Pressure control valve is shown and explained in detail in patent application P 25 12 778.0-13; the The present description is therefore limited to the most important details.

In einem mehrteiligen Gehäuse 2 ist ein Regelkolben 3 mit einem ersten Bund 4 und einem zweiten Bund 5 längsbeweglich geführt. Über den ersten Bund 4 kann der Druckmittelzuführungskanal 6 und über den zweiten Bund 5 der Entlüftungskanal 7 verschlossen oder geöffnet werden. Eine zwischen den Bund 4 und 5 mündende Druckleitung 8 wird entweder mit dem Entlüftungskanal 7 oder mit dem Druckmittelzuführungskanal 6 verbunden, so daß der Druck in der Kupplung I beeinflußt werden kann. Druckmittel aus dem Raum 10 zwischen den Burden 4 und 5 kann durch eine Bohrung 11 in den Raum 12 strömen und hier einen Druck aufbauen, von dem die zur Ventilfeder 9 entgegengesetzte Stirnfläche 13 des Regelkolbens 3 beaufschlagt wird.A control piston 3 with a first collar 4 and a second collar 5 is located in a multi-part housing 2 longitudinally movable out. Via the first collar 4, the pressure medium supply channel 6 and via the second collar 5 of the ventilation channel 7 are closed or opened. One between fret 4 and 5 opening pressure line 8 is either with the ventilation channel 7 or with the pressure medium supply channel 6 connected so that the pressure in clutch I can be influenced. Pressure medium off the space 10 between the burdens 4 and 5 can flow through a bore 11 into the space 12 and here a Build up pressure, of which the end face 13 of the control piston 3 opposite to the valve spring 9 is applied.

In der linken Arbeitslage des. Regelkolbens 3 öffnet dessen erster Bund 4 zur Aufrechterhaltung des Druckes den Druckmittelzuführungskanal 6, während der zweite Bund 5 den Entlüftungskanal 7 schließt. In der rechten Arbeitslage öffnet der zweite Bund 5 den Entlüftungskanal 7 unc der erste Bund 4 schließt denIn the left working position of the. Control piston 3 opens whose first collar 4 to maintain the pressure, the pressure medium supply channel 6, while the second collar 5 closes the ventilation duct 7. In the right working position, the second collar 5 opens the Ventilation channel 7 unc the first collar 4 closes the

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Druckmittelzuführungskanal 6.Pressure medium supply channel 6.

In einem die Ventilfeder 9 enthaltenden Raum 14 des mehrteiligen Gehäuses 2 ist ein Dämpfungskolben 15 beweglich gelagert, auf dem sich die Ventilfeder 9 abstützt. Sein Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Regelkolbens 3. Der Dämpfungskolben 15 wird entgegen der Kraft der Ventilfeder 9 mit dem Kupplungsdruck beaufschlagt, wobei das Druckmittel über einen mit der Druckleitung 8 verbundenen und eine erste Drosselstelie IS enthaltenden Kanal 17 und einem Verbindungskanal 19 zugeführt wird. Der Drosselstelle 16 ist ein Rückschlagventil 20 enthaltender Entlüftungskanal 21 parallelgeschaltet. In a space 14 of the multi-part housing 2 containing the valve spring 9, a damping piston 15 is movably mounted, on which the valve spring 9 is supported. Its diameter is larger than the diameter of the control piston 3. The damping piston 15 is subjected to the clutch pressure against the force of the valve spring 9, the pressure medium being fed via a channel 17 connected to the pressure line 8 and containing a first throttle section IS and a connecting channel 19 . The throttle point 16 is connected in parallel with a non-return valve 20 containing a vent channel 21.

Der Entlüftungskanal 7, der zur Entlüftung der Kupplung 1 und des von dem Dämpferkolben 15 bestrichenen Raumes dient, ist durch eine zweite Drosselstelle 35 verengt. The ventilation channel 7, which is used to vent the clutch 1 and the space swept by the damper piston 15 , is narrowed by a second throttle point 35.

Ein Zweistufenkolben 22, dem von einem nicht gezeichneten Vorsteuerventil über Leitung 23 Eingangsdruck zugeführt werden kann, wirkt über einen Druckstift 24 auf den Regelkolben 3 ein. Abhängig von der Schaltstellung des Zweistufenkolbens 22 wird der Regelkolben 3 entweder in die Arbeitslage zur Erzeugung eines gesteuerten Druckes oder in die rechte Endlage, in welcher der Regelkolben den Druckmittel-/uführungskanal 6 abschließt und den Entluflungskanal 7 öffnet, verschoben bzw. in der betreffenden Lage festgehalten.A two-stage piston 22, the input pressure from a pilot valve (not shown) via line 23 can be supplied acts via a pressure pin 24 on the control piston 3. Depending on the switching position of the two-stage piston 22 is the Control piston 3 either in the working position to generate a controlled pressure or in the right End position in which the control piston pushes the pressure medium / supply channel 6 closes and the ventilation duct 7 opens, moved or in the relevant position held.

Das Verständnis der Funktion des beschriebenen Drucksteuerventils wird durch das in F i g. 2 dargestellte Diagramm erleichtert. Die Kurven 40 und 42 zeigen den über der Zeit aufgetragenen Druck der auszuschaltenden Kupplung, und zwar Kurve 40 für ein Drucksteuerventil nach der Erfindung, Kurve 42 dagegen für ein vergleichbares Drucksteuerventil ohne die Merkmale der Erfindung. Die Kurve 41 zeigt den gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau der einzuschaltenden Kupplung.The understanding of the function of the pressure control valve described is provided by the in FIG. 2 shown Diagram facilitated. Curves 40 and 42 show the pressure to be switched off, plotted against time Coupling, namely curve 40 for a pressure control valve according to the invention, curve 42, however, for a comparable pressure control valve without the features the invention. The curve 41 shows the controlled, time-delayed pressure build-up of the to be switched on Coupling.

In der gezeichneten Stellung der hydraulischen Einrichtung sei angenommen, daß der linke Fläche 29 des Zweistufcnkolbens unter Eingangsdruck des KanalsIn the position shown for the hydraulic device, it is assumed that the left surface 29 of the two-stage piston under the inlet pressure of the channel

6 steht und die rechte Fläche 28 über ein nicht gezeigtes Vorsteuerventi', Steuerleitung 23, drucklos geschaltet sei. Der /weistufenkolben 22 drückt somit über den Druckstift 30 den Regelkolben 3 nach rechts bis zum Anschlag. Die Kupplung 1 ist nut dem Entlüftungskanal6 is and the right surface 28 over a not shown Pilot valve ', control line 23, switched to depressurized may be. The / white step piston 22 thus presses the control piston 3 to the right via the pressure pin 30 up to Attack. The clutch 1 is only in the ventilation duct

7 verbunden und wird entleert, wobei sich ein zeitlicher Druckverlauf gemäß Kurve 40 in F i g. 2 erg'bt.7 and is emptied, a pressure profile over time according to curve 40 in FIG. 2 results.

Wird über das nicht gezeichnete Vorsteuerventü (z. B. ein Magnetventil) die rechte Fläche 28 des Betäti^ungskolbens 22 mit Druck beaufschlagt, so bewegt sich dieser nach links unter Mitnahme des eingehängten Druckstiftes 24, so daß der Regelkolben 3, nun unbeeinflußt vom Betätigungskolben 22, von der Druckfeder 9 nach links verschoben wird. Die Bunde 4 und 5 wirken in bekannter Weise mit den Steuerkanten zusammen und erzeugen einen gesteuerten Druckverlauf gemäß Kurve 41 in Fig. 2. wobei sich Kupplung 1 schnell und ungehindert füllt (Kurvenabschnitt ίο bis ii) und sich ein von der Kraft der Druckfeder 9 abhängigerIf the pilot valve (e.g. a solenoid valve) is not shown, the right surface 28 of the actuating piston 22 is pressurized, it moves to the left, taking the suspended one with it Pressure pin 24 so that the control piston 3, now unaffected by the actuating piston 22, of the Compression spring 9 is shifted to the left. The collars 4 and 5 act in a known manner with the control edges together and generate a controlled pressure profile according to curve 41 in FIG. 2, with clutch 1 fills quickly and unhindered (curve section ίο to ii) and a dependent on the force of the compression spring 9

Ausgangsdruck Ρκ\ einstellen kann.Output pressure Ρκ \ can be set.

Mit dem Füllen der Kupplung 1 wird auch die Stirnfläche 18 des Dämpfungskolbens 15 über die Drosselstelle 16 mit Druck beaufschlagt und langsam nach links verschoben. Entsprechend dieser Bewegung wird die Druckfeder 9 stärker vorgespannt und der Regelkolben 3 leicht nach links verschoben. Damit wird ein relativ langsamer Druckanstieg (von Ρκ\ Bis Ρκτ) in der Kupplung erzielt (Kurvenabschnitt von fi bis ij). When the clutch 1 is filled, the end face 18 of the damping piston 15 is also subjected to pressure via the throttle point 16 and is slowly shifted to the left. Corresponding to this movement, the compression spring 9 is more strongly biased and the control piston 3 is shifted slightly to the left. This results in a relatively slow increase in pressure (from Ρκ \ to Ρκτ) in the clutch (curve section from fi to ij).

ίο Schließlich erreicht der Dämpfungskolben 15 den Anschlag 30 des Regelkolbens 3 und verschiebt diesen voll nach links, wobei der Druckmittelzuführungskanal 6 voll geöffnet wird. Der Druck in der Kupplung 1 steigt dann schlagartig bis zum Eingangsdruck Pn an. Diese Verschiebung des Regelkolbens 3 nach links bis zum Anschlag ist möglich, weil der Durchmesser des Dämpfungskolbens 15 größer ist als der Durchmesser der Stirnfläche 13 am Regelkolben 3.Finally, the damping piston 15 reaches the stop 30 of the control piston 3 and moves it fully to the left, the pressure medium supply channel 6 being fully opened. The pressure in the clutch 1 then rises suddenly up to the inlet pressure Pn . This displacement of the control piston 3 to the left as far as it will go is possible because the diameter of the damping piston 15 is greater than the diameter of the end face 13 on the control piston 3.

Wird das nicht gezeichnete Vorsteuerventii geschlossen, um die Kupplung 1 auszuschalten, so wird zunächst die Stirnseite 28 des Betätigungskolbens 22 entlastet, während die Stirnseite 29 weiterhin mit Eingangsdruck beaufschlagt wird und auch die Druckfeder 25 nach rechts drückt. Der Betätigungskolben 22 bewegt sichIf the pilot valve (not shown) is closed in order to switch off the clutch 1, first the end face 28 of the actuating piston 22 is relieved, while the end face 29 continues to have input pressure is acted upon and also pushes the compression spring 25 to the right. The actuating piston 22 moves

2;s daher nach rechts und drückt i:ber den Druckstift 24 den Regelkolben 3 wieder nach rechts zum Anschlag in die gezeichnete Stellung zurück, bei der der Druckmittelzuführungskanal 6 geschlossen und der Entlüftungskanal 7 geöffnet ist. Die Kupplung wird dadurch entleert.2; s therefore to the right and presses i: via the pressure pin 24 Control piston 3 back to the right to the stop in the position shown, in which the pressure medium supply channel 6 is closed and the vent channel 7 is open. This will drain the clutch.

Bei dem hier unter Last stattfindendenden Gangwechsel mit zwei zu schaltenden Kupplungen sind zwei Drucksteuerventile beteiligt, von denen das eine den gesteuerten Druckanstieg der einzuschaltenden und das andere den Druckabfall der auszuschaltenden Kupplung steuert. Beide beginnen gleichzeitig infolge eines Steuerimpulses (zum Zeitpunkt i₀) mn der Linischaltung in den jeweils anderen Schaltzustand.In the gear change taking place under load here with two clutches to be engaged, two pressure control valves are involved, one of which controls the controlled pressure increase of the clutch to be engaged and the other controls the pressure drop of the clutch to be disengaged. Both start at the same time as a result of a control pulse (at time i ₀ ) mn of the line switching into the respective other switching state.

Betrachtet man in F1 g. 2 die zeitlichen Druckverläufe von Drucksteuerventilen ohne die Drosselstelle 35 in der Entlüftungsleitung, Kurven 41 und 42, so zeigt die Kurve 42 einen raschen Druckabfall der auszuschaltenden Kupplung, noch bevor die einzuschaltende Kupp lung gefüllt ist (Zeitpunkt r,).If one considers in F1 g. 2 the pressure curves over time of pressure control valves without the throttle point 35 in the vent line, curves 41 and 42, the shows Curve 42 shows a rapid pressure drop in the clutch to be disengaged, even before the clutch to be engaged ment is filled (time r,).

Will man hierbei eine Zugkraftunterbrechung vermeiden, so muß der Füllungsbeginn der einzuschaltenden Kupplung vorverlegt bzw. der Beginn der Entleerung der auszuschaltenden Kupplung hinausgezögert werden mit der Folge, daß ein erhöhter Aufwand an Steuerungseinrichuingen notwendig wird.If you want to avoid an interruption of the tensile force, the start of filling must be the one to be switched on The clutch can be brought forward or the start of emptying the clutch to be switched off delayed with the result that an increased expenditure on control equipment is necessary.

Demgegenüber zeigen die Kurven 40 und 41 in F i g. 2 die Druckverläufe für Drucksteuerventile nach der Erfindung. Das Speichervolumen des Dämpfungskolbens 15 111 Verbindung mit der Drosselstelle 35 ergibt einen bis zum Zeitpunkt i._x verzögerten DruckabfallIn contrast, the curves 40 and 41 in FIG. 2 shows the pressure curves for pressure control valves according to the invention. The storage volume of the damping piston 15 111 connection with the throttle point 35 results in an up to time i. _x delayed pressure drop

S5 (Kurve 40), wodurch die Füllzeit der einzuschaltende:; Kupplung überbrückt wird und eine Zugkraftunterbre-''hung vermieden werden kann. Damit kann der Aufwand für eine Überschneidungssteuerung wesentlich verringert bzw. vermieden werden.S5 (curve 40), whereby the filling time to be switched on :; Clutch is bypassed and a traction power interruption can be avoided. This means that the effort for an overlap control can be significant be reduced or avoided.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

'f patent claims:

1. Hydraulic shifting device for controlling the gear change of a shift transmission under load, in which a pressure control valve combined with a damper (pressure accumulator) is provided for variable pressure build-up in a clutch or brake acting as a shifting element, which is used to adjust one of the power of a | ₀ valve spring of the pressure control valve-dependent clutch pressure connects the pressure line leading to the clutch either with a Druckmitielquelle or with a venting channel, whereby a piston of the damper (pressure accumulator) supporting the valve spring is acted upon by the clutch pressure via a throttle point, characterized in that a further throttle point (35) is arranged and on a pressure accumulator (15, 9) arranged on the pressure chamber (1) of the clutch or the pressure line (8) or the section of the ventilation duct (7) upstream of the second throttle point to delay the drop in torque connected to the disengaged clutch.

2. Hydraulic switching device according to claim 1, characterized in that the from Valve spring (9) and the piston supporting it (15) existing damper also serves as a pressure accumulator for the second throttle series (35).