DE19918262A1 - Hydraulische Druckregeleinrichtung - Google Patents

Abstract

Die hydraulische Druckregeleinrichtung für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen weist ein hydraulisches Steuergerät auf, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, insbesondere Schaltkupplungen, beaufschlagt. Jede Schaltkupplung ist über einen Kupplungskanal mit dem zugehörigen Kupplungsventil des hydraulischen Steuergerätes verbunden, wobei das Kupplungsventil einen Steuerkolben aufweist und eine Entleeröffnung, über die Leckageöl in den Getriebesumpf abfließt. Die Entleeröffnung ist mit einem den Ölaustritt in Richtung Getriebesumpf verringerndem Ventil versehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Druck­ regeleinrichtung für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Steuergerät, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, insbesondere Schaltkupplungen beaufschlagt, wobei jede Schaltkupplung über einen Kupp­ lungskanal mit dem zugehörigen Kupplungsventil des hydrau­ lischen Steuergerätes verbunden ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hydraulische Druckregeleinrichtungen, z. B. für Last­ schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen, sind vielfältig be­ kannt. So beschreibt die DE C 25 57 585 eine Druckregelein­ richtung mit einem Hauptdruckventil, welches einen bestimm­ ten Hauptdruck erzeugt für die Betätigung von Schaltelemen­ ten, wie Kupplungen und Bremsen. Bei derartigen Lastschalt­ getrieben wird der Drehmomentwandler bei höheren Geschwin­ digkeiten durch eine Wandlerkupplung überbrückt. Bei geöff­ neter Wandlerkupplung ist der Hauptdruck hoch, damit die durch den Drehmomentwandler bewirkten höheren Momente beim Gasgeben von den Kupplungen übertragen werden können. Ist in diesem Betriebszustand die Pumpendrehzahl beispielsweise bei stehendem Fahrzeug und bei niedrigen Fahrgeschwindig­ keiten und niedrigen Motordrehzahlen niedrig, so sind die Leckverluste relativ zur Pumpenfördermenge hoch. Dadurch werden die an die Ablaufleitung des Hauptdruckventiles an­ geschlossenen Niederdruckverbraucher wie beispielsweise der Drehmomentwandler und ein daran angeschlossener Schmier­ kreislauf mit einer entsprechend geringeren Druckmittelmen­ ge versorgt.

Die DE A 38 10 345 beschreibt eine hydraulische Druck­ regeleinrichtung für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einer Druckmittelpumpe und einem Hauptdruckventil für die Druckregelung in wenigstens einen an eine Druckleitung zwischen der Druckmittelpumpe und dem Hauptdruckventil an­ geschlossenen Hochdruckverbraucher, wobei das als Druckbe­ grenzungsventil ausgebildete Hauptdruckventil in Schließ­ richtung durch eine Druckfeder und in Öffnungsrichtung durch den in der Druckleitung herrschenden Druck beauf­ schlagt ist und wobei das Hauptdruckventil eine Ablauflei­ tung zu wenigstens einem Niederdruckverbraucher aufweist, wobei zu dem Hauptdruckventil ein zweites Druckbegrenzungs­ ventil parallel geschaltet ist, dem eine Drosselstelle zu­ geordnet ist und wobei das zweite Druckbegrenzungsventil in Schließrichtung durch eine Druckfeder und in Öffnungsrich­ tung durch den in der Druckleitung herrschenden Druck be­ aufschlagt ist; der Öffnungsdruck des zweiten Druckbegren­ zungsventils liegt unter dem Öffnungsdruck des Hauptdruck­ ventiles.

Bei automatisch geschalteten Stufengetrieben für Kraftfahrzeuge, die von einer Brennkraftmaschine angetrie­ ben werden, muß der Druck in den reibschlüssig arbeitenden Elementen dem jeweiligen Getriebeeingangsmoment angepaßt werden, um die Schaltzeit zu begrenzen und einen ausrei­ chenden Schaltkomfort zu gewährleisten. Die reibschlüssigen Elemente, wie Kupplungen oder Bremsen, die zum Durchführen der Schaltung gelöst bzw. geschlossen werden, werden im allgemeinen hydraulisch betätigt. Dabei wird die Betäti­ gungskraft über einen Regler stufenlos eingestellt. Der Regler wirkt über einen Verstärker auf ein Drosseldruckven­ til, das den Pegel der Kraftmittelversorgung für die Stell­ glieder zur Betätigung der reibschlüssigen Elemente ein­ stellt. Die Schaltzeit während der die den Reibschluß be­ wirkenden Teile der Elemente aufeinander gleiten, darf ei­ nerseits nicht zu groß sein, weil sonst Verschleiß und Er­ wärmung zu hoch werden, sie darf andererseits auch nicht zu klein werden, um keinen zu starken Schaltruck in Kauf neh­ men zu müssen.

Bei modernen Automatgetrieben, wie sie von der Anmel­ derin unter der Bezeichnung "ECOMAT-Getriebe" gefertigt werden, wird beim Abschalten der hydraulisch betätigbaren Schaltkupplungen durch einen Schieberkolben im hydrauli­ schen Steuergerät ein Querschnitt geöffnet, durch den das in der Schaltkupplung vorhandene Öl drucklos in den Getrie­ besumpf abfließen kann. Dieser Vorgang benötigt eine gewis­ se Zeit. Beim Wiederzuschalten der Schaltkupplung ist daher der Kupplungskanal der zum Kupplungsraum der Schaltkupplung führt, entweder vollständig entleert oder zumindest teil­ entleert.

In der Schaltablaufsteuerung ist jedoch eine feste Zeit für die Wiederbefüllung der Schaltkupplung program­ miert, sodass beim Zuschalten dieser Schaltkupplung immer nur ein vorbestimmtes Ölvolumen im Kupplungskanal gefördert werden kann. Der vor dem Zuschalten der Schaltkupplung im Kupplungskanal bestehende Entleerungsgrad wird dabei nicht berücksichtigt, sodass in der Praxis der Schaltkomfort be­ einträchtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hy­ draulische Druckregeleinrichtung für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen zu schaffen, mit der der Entleerungsgrad des Kupplungskanals zwischen Schaltkupplung und hydrauli­ schem Steuergerät auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, d. h. dass der Kupplungskanal immer mit einer be­ stimmten Ölmenge vorbefüllt ist.

Ausgehend von einer Druckregeleinrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei ausgeschalteter Schaltkupplung der Stellkolben im Ventil­ kolben der hydraulischen Steuerung die Verbindung zwischen dem Systemdruckkanal, der mit der Druckmittelpumpe in Ver­ bindung steht und dem Kupplungskanal unterbricht, wobei jedoch über vorhandene Spalte immer Leckageöl vom System­ druckkanal in den Kupplungskanal fließt, welches bei abge­ schalteter Schaltkupplung über eine im hydraulischen Steu­ ergerät vorgesehene Entleeröffnung in den Getriebesumpf abfließt.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass diese Ent­ leeröffnung mit einem den Ölaustritt in Richtung Getrie­ besumpf verringernden Ventil versehen ist, welches bei ei­ nem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer auf der Ent­ leeröffnung aufliegenden Kugel besteht. Die Kugel kann in einer Ausführung durch eine elastische Halterung festgehal­ ten werden. Eine solche Halterung kann beispielsweise eine Spange mit einstellbarer Haltekraft sein.

Das erfindungsgemäß vorgesehene den Ölaustritt in Richtung Getriebesumpf verringernde Ventil staut das Öl in den Kupplungskanal zurück, wobei sich ein Druckgleichge­ wicht einstellt, das einerseits durch die zum Öffnen des Gewichts erforderliche Kraft und zum anderen durch das Ge­ wicht der sich im Kupplungskanal aufbauenden Ölsäule be­ stimmt wird. Besteht das Ventil aus einer Kugel, die auf die Entleeröffnung aufgelegt wird und dort durch eine ela­ stische Halterung, beispielsweise eine Spange, gehalten wird, so wird das Druckgleichgewicht einmal durch das Ge­ wicht der Kugel, die Vorspannkraft der Spange und die Quer­ schnittsfläche der Entleerbohrung und andererseits durch das Gewicht der Ölsäule im Kupplungskanal bestimmt. Hat diese Ölsäule ein gewisses Niveau erreicht, so tritt Öl gegen das Gewicht der Kugel wieder aus der Entleerbohrung aus. Vorzugsweise ist die Kugel in einem Kegelsitz gelagert und wird von einer Spange an ihrem Sitz gehalten, wobei die von der Spange auf die Kugel ausgeübte Haltekraft von Null ab einstellbar ist. Der Vorteil einer kraftlosen (Halte­ kraft = 0) Spange ist, daß die Gegenkraft nur durch das Gewicht der Kugel bestimmt wird und dadurch Toleranzen von Federkräften ausgeschlossen sind.

Der Kupplungskanal wird sich also bei ausgeschalteter Schaltkupplung immer bis zu einer gewissen Höhe füllen, wobei diese Höhe, wie oben dargelegt, durch das Gewicht der Kugel bzw. die eventuell zusätzliche Einstellkraft des Ven­ tils und den Bohrungsquerschnitt bestimmt ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Kanal immer vorbefüllt ist und die notwendige Ölmenge beim Zuschalten der Schaltkupp­ lung zum einen immer gleich und zum anderen geringer als bei den bekannten Druckregeleinrichtungen ist. Dies führt zu einem wesentlich erhöhten Schaltkomfort.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die Erfindung anhand eines Teil­ schnitts durch die für das Verständnis der Erfindung we­ sentlichen Teile einer Druckregeleinrichtung dargestellt ist.

In der einzigen Figur ist mit 1 ein Teil einer zu- und abschaltbaren Schaltkupplung für das Automatgetriebe be­ zeichnet, die über einen Kupplungskanal 2 mit dem hydrauli­ schen Steuergerät verbunden ist. Von diesem hydraulischen Steuergerät ist schematisch die Kanalplatte 4 dargestellt, in der ein Systemdruckkanal 5 angeordnet ist, welcher ei­ nerseits mit einer Druckmittelpumpe in Verbindung steht und andererseits mit dem Kupplungsventil 7. Im Kupplungskanal 2 ist eine Ölsäule 3 vorgesehen, die über einen zweiten Kanal in der Kanalplatte 4 ebenfalls mit dem Kupplungsventil 7 in Verbindung steht.

Der Stellkolben 8 versperrt im Kupplungsventil 7 die Verbindung zwischen dem Systemdruckkanal 5 und dem Kupp­ lungskanal 2 bei abgeschalteter Schaltkupplung 1. Über vor­ handene Spalte, wie sie beispielsweise mit 6 bezeichnet sind, dringt jedoch Leckageöl vom Systemdruckkanal 5 in den Kupplungskanal 2, welches bei abgeschalteter Schaltkupp­ lung 1 über eine zu diesem Zweck vorgesehene Entleeröff­ nung 9 in den Getriebesumpf abfließt.

Erfindungsgemäß ist nun die Entleeröffnung 9 mit einem den Ölaustritt in Richtung Getriebesumpf verringernden Ven­ til 10 versehen, welches beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel aus einer auf der Entleeröffnung 9 aufliegenden Kugel besteht, die durch eine elastische Halterung festgehalten wird, beispielsweise eine Spange 11, deren Haltekraft ein­ stellbar ist. Durch dieses Ventil 10 auf der Entleeröff­ nung 9, wobei letztere vorteilhafterweise kegelstumpfförmig ausgestaltet ist, staut sich nun das Öl in den Kupplungska­ nal 2 zurück, sodass dort eine Ölsäule 3 entsteht, die im wesentlichen immer die gleiche Höhe aufweist. Dies wird durch das Druckgleichgewicht erzielt, welches auf der einen Seite durch das Gewicht des Ventils, z. B. der Kugel 10, und der Querschnittsfläche der Bohrung 9 und auf der ande­ ren Seite durch das Gewicht der Ölsäule 3 bestimmt wird. Hat die Ölsäule 3 ein gewisses Niveau erreicht, so tritt Öl gegen das Gewicht der Kugel 10 wieder aus der Entleerboh­ rung 9 aus.

Die Höhe der Ölsäule 3 bestimmt sich also durch das Gewicht der Kugel 3 und den Querschnitt der Bohrung 9. Der Kanal 2 ist somit immer bis zu einer bestimmten Höhe vorbe­ füllt, sodass die notwendige Ölmenge beim Zuschalten der Schaltkupplung 1 zum einen immer gleich und zum anderen geringer als bei den herkömmlichen Druckregeleinrichtungen ist, wodurch eine verbesserte Schaltqualität erreicht wird.

Bezugszeichenliste

1

Schaltkupplung

2

Kupplungskanal

3

Ölsäule

4

Kanalplatte

5

Systemdruckkanal

6

Leckagestelle

7

Kupplungsventil

8

Stellkolben

9

Entleeröffnung

10

Ventil

11

Halterung

Claims (5)

1. Hydraulische Druckregeleinrichtung für Automatge­ triebe von Kraftfahrzeugen, mit einem hydraulischen Steuer­ gerät, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, insbesondere Schaltkupplungen, beauf­ schlagt, wobei jede Schaltkupplung über einen Kupplungska­ nal mit dem zugehörigen Kupplungsventil des hydraulischen Steuergerätes verbunden ist und wobei das Kupplungsventil einen Stellkolben aufweist, der bei abgeschalteter Schalt­ kupplung die Verbindung zwischen einem mit einer Druckmit­ telpumpe in Verbindung stehendem Systemdruckkanal und dem Kupplungskanal unterbricht und bei zugeschalteter Schalt­ kupplung diese Verbindung wieder herstellt und wobei die Ventilkupplung eine Entleeröffnung aufweist, die mit dem Getriebesumpf in Verbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Entleeröffnung (9) mit einem den Ölaustritt in Richtung Getriebesumpf verringernden Ven­ til (10) versehen ist.

2. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) aus einer auf der Entleeröffnung aufliegenden Kugel besteht.

3. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel durch eine elastische Halterung (11) festgehalten wird.

4. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft der elastischen Halterung (11) einstellbar ist.

5. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Halte­ rung (11) eine Spange ist.