DE2145666A1

DE2145666A1 - Elektrohydraulische getriebeschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE2145666A1
Application number: DE2145666A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Will
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-09-13
Filing date: 1971-09-13
Publication date: 1973-03-22
Also published as: GB1398626A; IT967384B; FR2154002A5; CH540794A; SE383297B; JPS4836827A; US3785224A

Description

8.9.71 vo./sm 2H5666

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsiiiust erhilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Elektrohydraulische Getriebe schaltvorrichtung;

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung für Fahrzeuggetriebe, die für jede Übersetzungsstufe mehrere hydraulisch betätigbare Schaltelemente aufweist und bei der der Schaltdruck über ein vorgesteuertes Hauptventil eingestellt ist.

Es ist bereits.eine Getriebeschaltvorrichtung bekannt, bei der die einzelnen Ubersetzungsstufen mit hydraulischer Hilfskraft geschaltet werden. Das Druckmedium wird dabei mit Hilfe von vorgesteuerten Wegeventilen den jeweiligen Getriebeschaltelementen zugeleitet. Der Schaltdruck wird dabei von einem vorgesteuerten Hauptventil eingestellt. Zur Vorsteuerung dient ein Drosselventil,

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das wiederum über eine Ileinbrananordnung vom Vakuum im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors gesteuert wird. Um zum Beispiel bei Überholvorgängen des Kraftfahrzeuges einen Gang zurückschalten zu können, ist ein besonderes Rucksehaltventil (Kick-down-Ventil) angeordnet, das mechanisch mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Tritt nun der Fahrer des Kraftfahrzeuges das Gaspedal ganz durch, so gibt das Kick-down-Ventil dem Druckmedium einen Weg zu den Getriebeschaltelementen frei, die jeweils das Rückschalten ermöglichen.

Wird nun in der beschriebenen elektrohydraulischen Getriebeschalt-) Vorrichtung zur Vorsteuerung des Hauptventils .ein elektrohydraulischer Wandler benutzt, aber die Gangwahl weiterhin hydraulisch bewerkstelligt, so benötigt man wiederum zusätzlich ein mechanisch betätigtes Kick-down-Ventil, das über einen Bowdenzug oder ein Gestänge mit dem Pedal verbunden ist. Diese Anordnung ist aufwendig und erfordert genaue Justierarbeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der ein Gestänge oder ein Bowdenzug entfallen können.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß als Vorsteuer-" ventil ein elektrohydraulischer Wandler dient, der, nachdem der Vor s teuer druck auf einen maximalen V/ert begrenzt worden ist, ein Kick-down-Signal schaltet.

Das hat den Vorteil, daß beim Durchführen des Kick-down-Vorganges der Druck,mit dem die Schaltelemente beaufschlagt v/erden, nicht erhöht wird, wodurch ein größerer Schaltkomfort erreicht wird. Außerdem wird verhindert, daß der Kick-down-Schaltvorgang schon bei Vollast eingeleitet wird.

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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 in einem schematischen Blockschaltbild eine Getriebeschaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer aus einem elektrohydrauli sehen V/andler mit Druckminderventil bestehenden Steueranordnung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Steueranordnung,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Steueranordnung,

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Steueranordnung.

In Fig. 1 ist mit 1 der Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, der mit dem Eingang eines automatisch geschalteten Gangweehselgetriebes 2 verbunden ist. Das Gangvjechselgetriebe hat für jede Übersetzungsstufe mehrere hydraulisch betätigbare im Einzelnen nicht dargestellte - Schaltelemente, z. B. Kupplungen und Bremsen für die einzelnen Gänge. Das Gangwechselgetriebe 2 hat drei Hydraulikeingänge 3)4?5· Der erste Eingang ist für den von einem vorgesteuerten Hauptventil 6 gelieferten Schaltdruck, der zweite Eingang 4 für den Signaldruck, der jeweils einen Gangschaltvorgang auslöst und der dritte Eingang für den Kick-down-Signaldruclc bestimmt.

Die Eingänge 4 und 5 des Gangwechselgetriebes 2 sind mit dem Ausgang 7 für das Gangschaltsignal und dem Ausgang 8 für das Kick-down-Signal einer hydraulischen Steueranordnung 9 verbunden. Die hydraulische Steueranordnung 9j die im Einzelnen in den Fig. 2 bis 5 der Zeichnung erläutert wird, besteht aus einemelektrohydrauliöchen V/andler und einem Druckminderventil.

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Der elektrohydraulisch^ Wandler ist als hydraulisch rückgekoppeltes Drosselventil ausgestaltet, das von einem Elektromagneten mit waagrechter Kraft-Weg-Kennlinie geschaltet wird. Dieser wird bei 10' von einem elektronischen Steuergerät 10 gesteuert, dem bei 11 die Motordrehzahl und bei 12 die Drosselklappenstellung zugeführt werden.

Ein dritter Ausgang 13 der hydraulischen Steueranordnung 9 liefert den YorSteuerdruck für das .Hauptventil 6. Ein Eingang 14- für den den Vorsteuerdruck und das Gangschaltsignal steuernden Teil und ein Eingang 15 für den das Kick-down-Signal steuernden Teil der hydraulischen Steueranordnung 9 sind mit der Druckseite einer den Hauptdruck für das Hauptventil 6 liefernden Hydraulikpumpe 16 verbunden. Die Hydraulikpumpe 16 wird vom Fahrzeugmotor 1 angetrieben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Steueranordnung 9 ist das Druckminderventil 21 dem elektrohydraulischen Wandler 20 vorgeschaltet. Dieser hat einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber 22, der an einer ersten Steuerkante 23 den Vorsteuerdruck, an einer zweiten Steuerkante 24 den Kick-dovm-Signaldruck steuert. Auf die eine Stirnseite 25 wirkt der Elektromagnet und auf die andere Stirnseite 26 der Vorsteuerdmck. . Der Gangschaltvorgang wird bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls von dem Vorsteuerdruck ausgelöst, weshalb die Ausgänge 7 und 13 zusammenfallen.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgendermaßen:

Es wird angenommen, das Kraftfahrzeug befinde sich in normaler Fahrt, d. h. es sollen z. B. keine uberholvorgänge mit starken Beschleunigungen durchgeführt werden. Die Gangschaltvorgänge erfolgen dann je nach dem vom Motor geforderten Drehmoment, das über das elektronische Steuergerät in das hydraulische Steuerungssystem

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eingegeben wird, bei entsprechenden Drehzahlen bzw. Fahrgeschwindigkeiten.

V/i 11 der Fahrer nun einen Üb er ho Ivor gang einleiten, der eine starke Beschleunigung des Fahrzeugs erfordert, so müssen die Gänge jeweils bis zu höheren als den obenbeschriebenen "normalen" Drehzahlen ausgefahren werden. D. h. also, die Schaltpunkte müssen zu höheren Drehzahlen verschoben werden. Der Fahrer tritt dazu das Gaspedal ganz, d. h. über einen Vollast anzeigenden Druckpunkt hinaus, durch.

Das elektronische Steuergerät 10 gibt dabei dem Elektromagneten des elektrohydraulisehen Wandlers 20 ein Signal, den Steuerschieber 22 in Richtung Vollast, d. h. größere Vorsteuerdrücke, zu verschieben. Beim höchsten benötigten VorSteuerdruck, das ist der bei Vollast geforderte, wird dieser vom Druckminderventil 21 begrenzt. Bei diesem Druck öffnet der elektrohydraulisch^ Wandler 20 soweit, bis der Steuerschieber 22 in eine eindeutige Endstellung gelangt ist. In dieser Stellung wird dann an der zweiten Steuerkante 24 ein Kick-dovm-Signal erzeugt, das,indem der Schaltpunkt zu höheren Drehzahlen verschoben wird, etwa ein Rückschalten in den nächst niedrigeren Gang bewirkt. Da an der zweiten, der Kick-down-Steuerkante 24 ein beliebiger Druck geschaltet werden kann, kann dieser direkt auf die Gangschaltventile gegeben werden. Ein zusätzliches Ventil, das eine Anpassung des Schaltdruckes bewirkt, ist deshalb nicht notwendig.

In sinngemäß umgekehrter Reihenfolge läuft der Vorgang ab, wenn der Überholvorgang beendet ist und der Fahrer den Fuß wieder vom Gaspedal herunternimmt. Gangschaltvorgänge werden danach wieder wie oben beschrieben - "normal" ausgelöst.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dem der Fig. 2 dadurch, daß das Kick-down-Signal nicht vom

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elektrofluidschen Wandler 30, sondern von dem diesem nachgeschalteten Druckminderventil 31 erzeugt wird. Die Eingänge 14,15 und die Ausgänge I3j7>8 der hydraulischen Steueranordnung entsprechen denen der Fig. 2 bzw. 1.

Der elektrohydraulisch^ Wandler 30 hat einen Steuerschieber 32, der an einer Steuerkante 33 den Vorsteuerdruck steuert. Die hydraulische Rückführung geschieht heir über eine zentrale Bohrung 33' im Steuerschieber. Das Druckminderventil 31 hat einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber 34, der an einer ersten Steuerkante 35 den Vor Steuerdruck, an einer zweiten Steuerkante 36 den Kick—down—Signal— druck steuert. Auf seine eine Stirnseite 37 wirkt der Vorsteuerdruck auf seine andere Stirnseite 38 eine Druckfeder 38'.

Die Wirkungsweise entspricht sinngemäß der beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen. Dieses Ausführungsbeispiel bietet gegenüber dem ersten eine Reihe von Vorteilen: Bei etwaigen Schwingungen des elektrohydraulischen Wandlers werden keine Kick-down-Signale erzeugt. Außerdem muß hier der Steuerschieber 32 des elektrohydraulischen Wandlers' 30, der direkt vom Elektromagneten oder, wie in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt ist, über eine zusätzliche Verstärkerstufe betätigt wird, nur einen geringen Hub machen, weshalb ein Elektromagnet mit nur geringem Arbeitsvermögen verwendet werden kann. Der Wandler 30 und das Druckminderventil 31 können an verschiedenen Orten am Gangwechselgetriebe 2 angeordnet werden.

Das dritte in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der hydraulischen Steueranordnung 39 entspricht voll und ganz dem in Fig. 2 dargestellten, weshalb auch auf Bezugszahlen verzichtet worden ist. Hier ist noch zusätzlich am elektrohydraulischen Wandler 40 ein gegen eine Feder elastisch verschiebbarer Anschlag 41 angeordnet worden. Dies bietet den Vorteil, daß der Vor st euer druck, den der elektrohydraulische Wandler 40 liefert, bei Vollast unabhängig von bestimmten Änderungen der Magnetkraft ist. Solche Änderungen können z. B. durch

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Herstellungstoleranzen des Magneten wie der elektronischen Bauteile, Temperatur- oder Spannungsgang hervorgerufen werden. Bei Vollast regelt das Druckminderventil 21 ab. Der Steuerschieber des Wandlers 40 liegt mit seiner Stirnseite 26 am Anschlag 41 an. Zur Einleitung des Kick-down-Vorganges muß der Elektromagnet zusätzlich noch die Federkraft des Anschlages 41 überwinden, bis der Steuerschieber 22 an seiner zweiten Steuerkante 24 das Kick-down-Signal erzeugt.

Bei dem vierten Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 5 d-er hydraulischen Steueranordnung wird das Kick-down-Signal wie in Fig. 5 nicht vom elelctrofluidischen Wandler 50 erzeugt.

Dabei ist dem Wnadler 50, der den VorSteuerdruck liefert, und dessen Vorsteuerdruckausgang direkt den Ausgang 7 für das Gangschaltsignal bildet,ein Druckminderventil 51 "und ein gesondertes Kick-down-Signal-Schaltventil 52 nachgeschaltet.

Das Druckminderventil 51₅ das dem im dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) verwendeten entspricht, begrenzt den Vorc^teuerdruck auf den maximal bei Vollast notwendigen Wert. Das Kick-down-Schaltventil 52 hat einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber der an einer Steuerkante 54 den Kick-down-Signaldruck steuert. Auf seine eine Stirnseite 55 wirkt der Vorsteuerdruck, auf seine andere Stirnseite 56 der vom Druckminderventil 51 begrenzte Vörsteuerdruck zusammen mit einer Druckfeder 57·

Das Signal zum Auslösen der Gangschaltventile wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem VorSteuerdruck geschaltet, während der vom Druckminderventil 51 begrenzte Vorsteuerdruck zur Einstellung des Schaltdruckes am Hauptventil 6 - wie bei allen bisherigen Ausführung r;b ei spiel en auch - dient. Man erhält damit die Schaltgeschwindigkeiten bei Vollast und Kick-down in unverminderter Höhe auch dann,

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wenn aus Komfortgründen der Schaltdruck - über das Druckminderventil 51 - abgesenkt wird. Außerdem bietet dieses Ausführungsbeispiel eine große Schaltsicherheit, so daß ungewollte Kick-down-Signale verhindert werden.

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Claims

Ansprüche

1. Elektrohydraulisehe Getriebeschaltvorrichtung für Fahrzeuggeiriebe, die für Jede Übersetzungsstufe mehrere hydraulisch betätigbare Schaltelemente auf v/eist und beider der Schaltdruck über ein vorgesteuertes Hauptventil eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als "Vorsteuerventil ein elektrohydraulischer Wandler (20,30,40,50) dient, der, nachdem der YorSteuerdruck auf einen maximalen Wert begrenzt worden ist, ein Kick-down-Signal schaltet.

2. Elektrohydraulisch^ Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrohydraulische Wandler (20,30,40,50) einem elektronischen Steuergerät (10) gesteuert ist.

3. Elektrohydraulisch^ Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch

1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrohydraulische Wandler (20,30,40,50) als hydraulisch rückgekoppeltes Drosselventil ausgestaltet ist, das von einem Elektromagneten geschaltet wird.

4. Elekbrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 * 3j dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrohydraulischen Wandler (20,40) ein Druckminderventil (21) vorgeschaltet ist, das den Vorsteuerdruck auf einen Maximalwert begrenzt.

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5. Elektrohydraulisch^ Getriebeschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrohydraulischen Wandler (30,50) ein Druckminderventil (31,51) nachgeschaltet ist, das den Vorsteuerdruck auf einen Maximalwert begrenzt.

6. Elektrohydraulisch^ Getriebe schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß das Kick-down-Signal von einem getrennt angeordneten Ventil (52) mittels eines Driieks geschaltet wird, der mindestens dem maximal bei Vollast notwendigen Vorsteuerdruck entspricht.

7. Elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, daß das Kick-dovm-Signal-Schaltventil und der elektrohydraulische Wandler zu einer Ventileinheit (20,40) zusammengefaßt sind.

8. Elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der elektrohydraulische Wandler (20,4-0) einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber (22) hat, der an einer ersten Steuerkante (23) den Vorsteuerdruck, an einer zweiten Steuerkante (24·) den Kick-down-Signaldruck steuert und auf dessen eine Stirnseite (25) der Elektromagnet, auf dessen andere Stirnseite (26) der VorSteuerdruck wirkt.

9. Elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vom VorSteuerdruck beaufschlagte

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. Stirnseite (26) des Steuerschiebers (22) des elektrohydraulischen Wandlers (40) gegen einen elastisch verschiebbaren Anschlag (41) schlägt.

10. Elektrohydraulisehe Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (31) einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber (34) hat, der an einer ersten Steuerkante (35) den Vorsteuerdruck, an einer zweiten Steuerkante (36) den Kick-down-Signaldruck steuert und auf dessen eine Stirnseite (37) der Vorsteuerdruck, auf dessen andere Stirnseite (38) eine Druckfeder (38¹) vrirkt.

11. Elektrohydraulisch^ Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kick-down-Signal-Schaltventil (52) einen in einer Bohrung gleitenden Steuerschieber (53) hat, der an einer Steuerkante (54) den Kick-down-Signaldruck steuert und auf dessen eine Stirnseite (55) der VorSteuerdruck, auf dessen andere Stirnseite (56) der vom Druckminderventil (51) begrenzte Vorsteuerdruck zusammen mit einer Druckfeder (57) wirkt.

12. Elektrohydraulische Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen eines Gangschaltvorgangs mit dem VorSteuerdruck und die Einstellung des Schaltdruckes am Hauptventil (6) mit dem vom Druckminderventil (51) begrenzten Vorsteuerdruck bewirkt wird.

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