DE3010509A1

DE3010509A1 - Hydraulische steuereinrichtung fuer ein hydrodynamisch-mechanisches getriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3010509A1
Application number: DE19803010509
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(grad.) 3170 Gifhorn Schmidt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1981-09-24
Also published as: US4438665A; FR2478553A2; DE3010509C2; FR2478553B2

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

5180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2858
17O2pt-we-jä

Hydraulische Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraft fahrζ euge

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In dem Hauptpatent wird die Anordnung eines von der Stellung des Fahrpedals abhängigen Schaltventils in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schaltglied vorgeschlagen, das das Schaltglied, insbesondere die Torwärtskupplung, zumindest bei stehendem Fahrzeug und bei in der Fahrst ellung D des Gangwählhebels nicht betätigtem Fahrpedal durch Belüften des zugeordneten Druckbeaufschlagringsraums zum Ausrücken bringt. Dabei soll die Druckbeaufschlagung des den Torwärtsfahrgängen zugeordneten Schaltgliedes zumindest so lange unterbrochen werden, wie das Fahrpedal nicht betätigt ist und andere zusätzliche Informationen von der Stellung des Gangwählhebels oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kommen. Zwar soll dieses Schaltventil in erster Linie das Übertragen eines Kriechmoments im Motorleerlauf bei eingeschaltetem

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Vorsitzender Vorstand: To-.i ScMmücte·, Vcrsuzer.de· ·, KErI-^e.-.: Bnst- · Prol. Dr. lecin. Ernst fielt ■ Dr. jur. Peter Frerfc

des Aufsichtsrats: £-r,!er Hi'iv/ici· · Herst Mi.rrr.er . Dr. re- cc'. We"-e" f. Ssf-iüs: - Gcttlieö M. Sirsbl · P:c'. Dr. rer. pol. Friesricf: Tno—ee

«s-E i.trsi^· SMi der Gesellschaft: V.'olfsb-jrg Amtsgericht Wolfsburg HRB 215

-A-

Getriebe-Vorwärtsgang (Gangwah.lhebelstellu.ng d) verhindern, sowie eine in diesem .Betriebszustand häufig festzustellende und durch. Übertragung der Motorschwingungen verursachte Schüttelneigung des Fahrzeugs ausschließen, jedoch ist diese Anordnung grundsätzlich auch dazu geeignet, während der Fahrt des Fahrzeugs durch Freigabe des Fahrpedals die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern aufzuheben, so daß im Schubbetrieb des Fahrzeugs, das heißt beim Antrieb des Motors durch die Räder, ein Freilaufbetrieb mit im Leerlauf drehendem Motor verwirklicht wird. Dabei wird die Bremswirkung des Motors aufgehoben, so daß das Fahrzeug unter Ausnutzung seiner kinetischen Energie größere Wege zurückzulegen in der Lage ist, letztendlich also eine Einsparung von Kraftstoff ermöglicht wird.

Nun hat sich gezeigt, daß das automatische Aus- bzw. Einrücken des Schaltgliedes durch Freigabe des Fahrpedals während der Fahrt des Fahrzeugs dann mit starken Schaltstößen verbunden ist, wenn der hydrodynamische Drehmomentwandler des hydrodynamisch-mechanischen Getriebes durch eine an sich bekannte Überbrückungskupplung übergangen wird. Solche Überbrückungskupplungen haben den Sinn, insbesondere während der höheren Gangstufen des Getriebes, die im Drehmomentwandler auftretenden Verluste durch Umgehung des Drehmomentwandlers auszuschließen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, bei einer hydraulischen Steuereinrichtung der eingangs genannten Bauart diesen Nachteil der unkomfortablen Schaltvorgänge des Schaltgliedes beim Freilauf während der Fahrt zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs Dadurch, dä3 gemäß der Erfindung das die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltglied bei freigegebenem Fahrpedal unterbrechende Schaltventil zugleich auch zur Unterbrechung der Druckmittelzufuhr zu der Überbrückungskupplung herangezogen wird, wird gleichzeitig mit dem Betätigen des Schaltgliedes auch die Überbrückungskupplung, sofern sie überhaupt eingeschaltet ist, betätigt. Durch das Ausrücken der Überbrückungskupplung wird sichergestellt, daß die insbesondere beim Einrücken des Schaltgliedes

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nach beendigtem Freilaufbetrieb auftretenden Schaltstöße weitgehend durch den dann noch unüberbrückten Drehmomentwandler elastisch aufgenommen werden. Zu diesem Zweck sollte die Anordnung so getroffen sein, daß das Wiedereinrücken der Überbrückungskupplung kurzzeitig nach dem Einrücken des Schaltgliedes erfolgen kann.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigt die Zeichnung in teils schematischer Darstellungsweise zwei unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Kraftfahrzeuggetriebe.

In den beiden Zeichnungen sind jeweils für die gleichen oder vergleichbaren Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. So stellt 1 einen Teil der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors dar, die über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 2 mit einem mechanischen Planetengetriebe 10 verbindbar ist, das durch gesteuerte Betätigung von Schaltgliedern 11 bis 15 einen Abtrieb mit stufenweise verstellbaren Übersetzungen auf die mit einem Abtriebsritzel 16 versehene Abtriebswelle 17 ermöglicht .

Der Drehmomentwandler 2 weist dabei ein mit der Kurbelwelle 1 verbundenes Pumpenrad 3 sowie ein von diesem angetriebenes Turbinenrad 4 auf, das über eine Turbinenwelle 8 mit dem Eingang des Planetengetriebes 10 verbunden ist. 5 stellt das Leitrad des Drehmomentwandlers 2 dar, das über eine Überhohlkupplung 6 gegenüber dem Gehäuse 7 abgestützt ist. Mit 9 ist eine hydraulisch betätigbare Überbrückungskupplung bezeichnet, bei deren Betätigung die Kurbelwelle 1 unmittelbar mit der Turbinenwelle 8 verbunden wird, der mit Schlupf. arbeitende Drehmomentwandler 2 also umgangen wird.

Zur Verwirklichung der unterschiedlichen Getriebegänge sind als Schaltglieder eine Vorwärtskupplung 11, eine direkte Rückwärtskupplung 12, eine Lamellenbremse 13 und eine Bandbremse 15 vorgesehen, die bei entsprechender Ansteuerung durch die hier nicht weiter dargestellte Getriebe-

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steuerung zusammen mit dem Freilauf I4 beispielsweise entsprechend der DE-PS 23 27 471 die einzelnen Gangstufen bilden.

Mit 20 ist das in dem Hauptpatent vorgeschlagene Schaltventil bezeichnet, das in der hier vereinfacht dargestellten Ausführung einen Schieberkolben 21 mit zwei Kolbenbünden 23 und 24 sowie einem dazwischenliegenden Kolbenabsatz 25 aufweist. Dieser Schieberkolben wird an seiner rechten Seite von einer Feder 22 belastet und ist an seiner linken Stirnseite 28 von einem in der Beaufschlagungskammer 27 herrschenden Druck beaufschlagt, der über eine Druckleitung 26 zuführbar ist. Dieser Druck soll fahrpedalabhängig sein, das heißt bei freigegebenem Fahrpedal im wesentlichen dem Atmosphärendruck und bei anderen Fahrpedalstellungen im wesentlichen dem auch an anderen Stellen der Getriebesteuerung verwendeten sogenannten Gasdruck entsprechen. Zur Erzeugung eines derartigen fahrpedalabhängigen Druckes kann die in dem Hauptpatent beschriebene Anordnung herangezogen werden.

Dieses Schaltventil 20 ist nun in einer Druckleitung 18, 19 zwischen dem durch die Yorwärtskupplung 11 gebildeten Schaltglied des Planetengetriebes 10 und einem hier nicht weiter gezeigten Hands tellerventil eingeschaltet. So ist der Anschluß 31 des Schaltschiebers 20 mit der zu dem Handsteuerventil führenden Druckleitung 19 und der Anschluß 29 mit der zu dem Schaltglied 11 führenden Druckleitung 13 verbunden, während der Anschluß 30 und der Anschluß 32 Atmosphärendruckanschlüsse andeuten.

Von der zu dem'Schaltglied 11 des Planetengetriebes 10 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 18 zweigt bei der Ausführung nach der Figur 1 hinter dem Schaltventil 20 eine direkt zu der Überbrückungskupplung 9 des Drehmomentwandlers 2 führende Druckbeaufschlagungsleitung 33 ab.

Das Schaltventil 20 ist in der Zeichnung in einer Stellung gezeigt, die dem freigegebenen Fahrpedal entspricht, bei der also die Rückstellfeder den Kolben 21 entgegen dem fahrpedalstellungsabhängigen Druck, der bei freigegebenem Fahrpedal dem Atmosphärendruck entsprechen soll, in seine linke Endstellung verstellt. In dieser Stellung verbindet der Kolbenabsatz 25 den mit der Druckbeaufschlagungsleitung 18 verbundenen Anschluß 29

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mit dem mit der Atmosphäre verbundenen Auslaß 30, so daß die Einrückseiten der Vorwärtskupplung 11 ebenso wie der Überbrückungskupplung 9 entlastet werden, diese Kupplungen also ausrücken. Erst wenn durch. Betätigung des Fahrpedals der über die Druckleitung 26 zugeführte Druck de Kraft der Rückstellfeder 22 überwindet und den Kolbenschieber 21 des Schaltventils 20 in der Zeichnung nach rechts verschiebt, verbindet der Kolbenabsatz 25 die Anschlüsse 29 und 31 miteinander, so daß die Druckbeaufschlagungsleitung 18 und mit dieser die zu der Überbrükkungskupplung führende Leitung 33 mit der von dem Handsteuerventil kommenden Druckleitung 19 verbunden ist, in der Hauptdruck ansteht. Mit dieser Druckbeaufschlagung ergibt sich ein Einrücken der Vorwärtskupplung 11 ebenso wie der Überbrückungskupplung 9j wobei der beim Einrücken der Vorwärtskupplung sich ergebende Schaltstoß im wesentlichen durch den noch zugeschalteten Drehmomentwandler elastisch abgefangen wird.

Bei der Ausführung nach der Figur 2 ist in sofern eine Änderung der Schaltungsanordnung vorgesehen, als die von der zu der Vorwärtskupplung 11 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 18 abzweigende Leitung 33' nicht mehr direkt die Einrückseite der Überbrückungskupplung 9 beaufschlagt. Der in dieser Leitung 33' anstehende Druck wird vielmehr nur noch zur Steuerung eines die Druckbeaufschlagung der Überbrückungskupplung steuernden Ventils herangezogen, das in der Figur 2 als Schaltventil 50 ausgebildet ist. Dieses Schaltventil weist einen Kolbenschieber mit drei Kolbenbünden 52 bis 54 und dazwischenliegenden Kolbenabsätzen 55 iind 5^ auf. Auch dieser Kolbenschieber wird an seiner rechten Stirnseite von einer Feder 59 belastet, während an seiner linken Stirnseite 57 der über eine Leitung 46 in den Druckraum 58 geführte Steuerdruck ansteht. Dieses Druckbeaufschlagungsventil 50 weist einen Anschluß 60 für eine zu der Einrückseite der Überbrückungskupplung führende Leitung 61, zwei Anschlüsse 63 und 64 zur Zuführung von Wandlerdruck über eine Leitung 62, einen Anschluß 65 für eine zu der Ausrückseite der Überbrückungskupplung führende Leitung 66, einen Anschluß 67 für eine Hauptdruck zuführende Leitung 68 sowie mit der Atmosphäre verbundene Auslaß anschlüsse 69 und 70 auf. Die Steuerdruckleitung 46 führt zu einem weiteren, geschwindigkeitsabhängig schaltenden Ventil 35» das wiederum einen Schieberkolben 36 mit zwei Kolbenbünden 37 und 38 und einem dazwischenliegenden Kolbenabsatz 39 aufweist. Während an der rechten Stirnseite des

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Schieberkolbens 36 eine Rückstellfeder 40 angreift, wird die linke Stirnseite 43 des Kolbens von dem in der Druckbeaufschlagungskammer 4I herrschenden Druck belastet, der über die Leitung 42 zugeführt wird. In dieser Druckleitung 42 soll ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Druck, der sogenannte Reglerdruck, herrschen. In dem Ventil 35 ist ein Anschluß 45 für die Steuerdruckleitung 46, ein Anschluß 44 zur Verbindung mit der zu dem Schaltventil 20 führenden Druckleitung 33' sowie mit der Atmosphäre verbundene Auslässe 47 und 48 vorgesehen.

Bei der in der Figur 2 gezeigten Ausführung steuert also, wie oben bereits erwähnt, das Schaltventil 20 nicht mehr direkt die Druckbeaufschlagung der Überbrückungskupplung S, sondern steuert unter Zwischenschaltung des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schaltventils 35 das Druckbeaufschlagungsventil 50. Ausgehend von der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Schaltventils 20 bei freigegebenem Fahrpedal, die dem Freilauf betrieb des Fahrzeugs, bei ausgerückter Vorwärtskupplung und ebenso ausgerückter Überbrückungskupplung entspricht, wird durch Betätigen des Fahrpedals das Schaltventil 20 zur Verbindung der Leitungen 19 und 18 umgeschaltet. Damit erhält auch die von der zu der Vorwärtskupplung 11 führenden Druckbeaufschlagungsleitung 18 abzweigende Druckleitung 33' Hauptdruck und könnte nun den Kolben 5I des Druckbeaufschlagungsventils in der Zeichnung nach rechts verstellen. Durch diese Verstellung würde der Anschluß 60 für die zu der Einrückseite der Überbrückungskupplung führende Druckmittelleitung 61 mit dem Anschluß 67 für die Hauptdruck-Heitung 68 und gleichzeitig den Anschluß 65 für die zu der Ausrückseite der Überbrückungskupplung 9 führende Druckmittelleitung 66 mit dem Drucknittelauslaß 69 verbunden, so daß die Überbrückungskupplung 9 zur Umgehung des Drehmomentwandlers 2 eingerückt wird. Jedoch wird der Haupt-

erst dann
druck/über die Leitungen 33' und 46 auf die linke Stirnseite 57 des Schiebers 51 des Beaufschlagungsventils 50 weitergegeben, wenn das Fahrzeug mit einer genügend hohen Fahrgeschwindigkeit fährt, so daß das fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltventil 35 aus der in der Zeichnung gezeigten Stellung in eine solche Stellung umgeschaltet wird, in der die beiden Anschlüsse 44 und 45 über den Kolbenabsatz 39 miteinander verbunden sind. Die Rückstellfeder 40 des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schaltventils 35 kann dazu so bemessen sein, daß die Umschaltung

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bei einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 40 km/h erfolgt. Dadurch wird die Überbrückungskupplung nur oberhalb der eingestellten Fahrgeschwindigkeit zur Vermeidung der in dem Wandler auftretenden Verluste eingerückt, während bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten die Wirkung des Drehmoment Wandlers auch als Dämpfungsglied in dem Zugstrang beibehalten bleibt. Bei Fahrgeschwindigkeiten unter dem eingestellten Vert bleibt der Kolben 51 des Druckbeaufschlagungsventils 50 also in der in der Zeichnung gezeigten Stellung, in der die beiden Seiten der Überbrückungskupplung über die mit der Wandlerdruckleitung 62 in Verbindung stehenden Druckmittelleitungen 61 und 66 mit gleichhohem Druck beaufschlagt werden. Dieser Druckausgleich auf beiden Druckbeaufschlagungsseiten der Überbrückungskupplung führt dabei zum Ausrücken der Überbrückungskupplung, so daß die Kurbelwelle 1 nur über den Drehmomentwandler 2 mit der Turbinenwelle 8 verbunden ist.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die in der Zeichnung gezeigten Ausführungen lediglich Beispiele der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung darstellen und daß eine Reihe von Abweichungen möglich sind, ohne von der Erfindung abzugehen. So könnte das Schaltventil 20 beispielsweise auch etwa entsprechend der älteren Anmeldung P 28 44 665.3 mit einem zusätzlichen fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbar sein, um vor dem Einrücken des Schaltgliedes die Motordrehzahl anzuheben. Auch muß das Schaltglied nicht unbedingt durch die Vorwärtskupplung gebildet sein, sondern kann durch irgendein anderes Schaltglied, das in den fraglichen Gangstufen, in denen Freilaufbetrieb möglich sein soll, eingerückt ist, gebildet werden.

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Claims

VOLKS WAG ENWERK AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg Unsere Zeichen: K 2858 17O2pt-we-jä ·'■ ' *"■">«*■ ANCPRUCHE

1. j Hydraulische Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisch.es ^^ Getriebe für Kraftfahrzeuge, das einen hydrodynamischen Drehmomentwandler sowie ein nachgeschaltetes mechanisches Planetengetriebe mit zur wahlweisen Zuschaltung der Getriebeglieder vorgesehenen, hydraulisch betätigbaren Schaltgliedern aufweist, mit einem in Abhängigkeit von der Stellung eines von Hand betätigbaren Gangwählhebels stehenden Handsteuerventil, das in den Vorwärtsfahrgängen des Getriebes Druckmittel zur Betätigung wenigstens eines diesen Fahrgängen zugeordneten Schaltgliedes weiterleitet, und mit einem in der Druckmittelleitung zwischen dem Handsteuerventil und dem Schaltglied angeordneten, im wesentlichen von der Stellung des Fahrpedals und gegebenenfalls von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängigen Schaltventil, das die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltglied bei freigegebenem Fahrpedal unterbricht, nach Patent Nr. ... (Patentanmeldung P 28 33 641-6), dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltven-

gleichzeitig

til (20)/zur Unterbrechung der das Einrücken einer hydraulisch betätigbaren Überbrückungskupplung (9) des Drehmoment Wandlers (2) bewirkenden Druckmittelzufuhr ausgebildet ist.

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Vorsitzender Vorstand: Tor: Scn.-nüo-er, Vcrn:z~'.c£·- · Κ=γι-ηε -.: iut~ · Prcl. Dr. teöin. Ernst f a'e - Dr. jur. Feter Frerk

des Auisichtsrats: C-jri;: ΚίΊ,νιί . i-c'E! ».'.-rrs,· · :;■;. re' rc:. V.s—e· F. E—rv=: · Gcttl.ec M. S"cEl · ι:-·.. Dr. rer. pol. FrieSncn Τηοπ-,έε

"!': E ■-:£.— Sitz aer Geseüsäisft: WolisD^rc An-'.saericit Wolfsburg HRB 215

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der zu dem Schaltglied (11) des Planetengetriebes (1O) führenden Beaufschlagungsleitung (18) hinter dem Schaltventil (20) eine zu der Überbrückungskupplung (9) führende Beaufschlagungsleitung (33) abzweigt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der zu dem Schaltglied (11) des Planetengetriebes (2) führenden Beaufschlagungsleitung (18) hinter dem Schaltventil (20) eine ein die Druckbeaufschlagung der Überbrückungskupplung (9) steuerndes Beaufschlagungsventil (50) ansteuernde Druckleitung (33N46) abzweigt.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (33* > 46) ein von einem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbares umschaltventil (35) eingeschaltet ist.

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