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Die
Erfindung betrifft eine Steueranordnung für ein im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs angeordnetes Reibradgetriebe mit stufenlos änderbarem Drehzahl-Umsetzungsverhältnis, insbesondere
für ein
Reibradgetriebe mit wenigstens einem Paar ringförmig eine gemeinsame Drehachse
umschließender,
als zur gemeinsamen Drehachse zentrische Kreistorus-Teilflächen ausgebildeter
Reibflächen,
die aufeinander zu kraftbelastet sind und sich relativ zueinander
um die Drehachse drehbar über
wenigstens ein Reibrad aneinander abstützen, das seinerseits um eine
zumindest näherungsweise
radial zu seiner Drehachse verlaufende Schwenkachse schwenkbeweglich
geführt
ist.
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Aus
WO 90/02277 A1 ist ein im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnetes
Reibradgetriebe ("Torotrak-Reibradgetriebe") bekannt, dessen
Drehzahlumsetzungsverhältnis
sich stufenlos und selbsttätig
auf einen Wert einstellen läßt, bei
welchem das Reibradgetriebe den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs
mit einem vorbestimmten Drehmoment belastet. Das Reibradgetriebe
umfaßt
zwei jeweils für
sich um eine gemeinsame Drehachse drehbare Reibscheiben, die einander
gegenüberliegende,
als Kreistorus-Teilflächen
ausgebildete Reibflächen
haben und sich über
mehrere, jeweils für
sich frei drehbar gelagerte Reibräder reibschlüssig aneinander abstützen. Die
Reibscheiben sind zur Erzeugung des Reibschlusses der Reibräder in Richtung der
Drehachse durch ein erstes hydraulisches Stellgerät aufeinander
zu belastet. Die Reibräder
ihrerseits sind um eine zur Reibradachse jeweils radiale und angenähert in
Richtung des Torusringumfangs verlaufende Schwenkachsen schwenkbeweglich
geführt.
In Richtung der Schwenkachsen wirksame hydraulische Stellgeräte können die
Reibräder
in Richtung ihrer Schwenkachsen belasten, so daß sich diese entsprechend der
von diesen Stellgeräten
ausgeübten
Stellkräfte
schwenkbeweglich relativ zu den Reibflächen verstellen und dementsprechend
das Drehzahlumsetzungsverhältnis ändern.
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Dem
bekannten Reibradgetriebe ist eine Steueranordnung zugeordnet, die
für die
Erzeugung der genannten Stellkräfte
eine hydraulische Stellanlage wie auch eine mittels Sensoren auf
Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit
oder/und das von dem Verbrennungsmotor erzeugte oder geforderte
Drehmoment ansprechende, elektronische Getriebesteuerung umfaßt. Die
hydraulische Stellanlage weist Hydraulikpumpen und Proportional-Steuerventile
auf, über
die die Getriebesteuerung den Hydraulikdruck der Stellgeräte auf einem
das Drehmoment und damit das Drehzahlumsetzungsverhältnis bestimmenden
Wert stellt.
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Das
bekannte Reibradgetriebe fällt
bei einem Defekt der hydraulischen Stellanlage oder der Getriebesteuerung
vollständig
aus, so daß sich
das Kraftfahrzeug aus eigener Kraft nicht mehr bewegen kann.
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Aus
Beitz, W. Und Küttner,
K.-H.: Dubbel, Taschenbuch für
den Maschinenbau, 18. Aufl., Seite F16 ist an sich als allgemeines
Prinzip der unmittelbaren Sicherheitstechnik bekannt, möglicherweise ausfallende
Systemelemente redundant zu gestalten, indem weitere Systemelemente
parallel oder in Serie zu dem möglicherweise
ausfallenden Systemelement angeordnet werden, so dass das weitere
Systemelement die volle oder wenigstens eine eingeschränkte Funktion übernehmen
kann.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine konkrete technische Realisierung
einer Steueranordnung für ein
Reibradgetriebe der vorstehend erläuterten Art anzugeben, die
auch einen Notbetrieb des Reibradgetriebes ermöglicht.
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Die
Erfindung geht aus von einer Steueranordnung der eingangs genannten
Art, welche umfasst:
- – eine hydraulische Stellanlage
mit einer Hydraulikpumpenanordnung, mit wenigstens einem hydraulischen
Stellgerät
zur Beeinflussung des Drehzahlumsetzungsverhältnisses, insbesondere zum
Verstellen einer das Reibrad in Richtung seiner Schwenkachse belastenden
Stellkraft oder/und einer die Reibflächen in Richtung Ihrer gemeinsamen
Drehachse aufeinander zu belastenden Stellkraft und mit wenigstens
einem die Stellkraft des Stellgeräts steuernden Steuerventil und
- – eine
mittels Sensoren auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere
auf Betriebsparameter, die allein oder in Kombination mit anderen
Betriebsparametern ein Maß für die Fahrgeschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs oder/und das von einem Verbrennungsmotor des
Kraftfahrzeugs erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind, ansprechende,
elektronische Getriebesteuerung zur Steuerung zumindest des Steuerventils und
ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerventil ein Hilfssteuerventil
zugeordnet ist, derart, dass die Stellkraft des Steuergeräts wechselweise
durch das Steuerventil oder das Hilfssteuerventil steuerbar ist,
wobei das Steuerventil und das Hilfssteuerventil als elektrisch
steuerbare Proportionalventile ausgebildet sind, die im elektrisch
stromlosen Zustand federn in eine Öffnungsstellung vorgespannt
sind und hydraulisch zueinander in Serie angeordnet sind und das Hilfssteuerventil
für eine
geringere Stellgenauigkeit bemessen ist als das Steuerventil, und
dass
das Hilfssteuerventil mittels einer von der Getriebesteuerung unabhängigen,
gleichfalls mittels Sensoren auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs
ansprechenden Hilfssteuerung steuerbar ist, die funktioneller Bestandteil
einer das vom Verbrennungsmotor gegebene Drehmoment beeinflussenden
Motorlaststeuerung, insbesondere einer elektronischen Drosselklappen-
oder Einspritzpumpensteuerung ist.
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Die
Erfindung geht von der Überlegung
aus, daß die
hydraulischen Komponenten der Steueranordnung im allgemeinen eine
höhere
Betriebssicherheit haben als die elektrischen Komponenten, wozu auch
elektrische Antriebskomponenten, beispielsweise der hydraulischen
Stellgeräte
gehören.
Für den
Notbetrieb des Reibradgetriebes sind diese Komponenten redundant
vorhanden und zwar so, daß sie
wechselweise das Reibradgetriebe steuern können. Auch im Notbetrieb kann
damit das Drehzahl-Umsetzungsverhältnis des Reibradgetriebes entsprechend
den Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs automatisch der Betriebssituation
angepaßt werden.
Dies hat insbesondere den Vorteil, daß auch während des Fahrbetriebs von
der normalen Betriebsart auf Notbetrieb umgeschaltet werden kann, was
nicht zuletzt dazu beiträgt,
Gefahrensitua tionen im Fahrbetrieb zu vermeiden.
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Die
Steuerventile und die Hilfssteuerventile sind voneinander unabhängig betreibbar.
Wenngleich sich die Anzahl dieser Ventile damit verdoppelt, so kann
doch der Kostenaufwand gering gehalten werden, denn die Steuergenauigkeit
der Hilfssteuerventile kann geringer bemessen werden als die der
im Normalbetrieb aktiven Steuerventile.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Steuerventil
und das zugeordnete Hilfssteuerventil als Proportionalventile ausgebildet sind
und die Getriebesteuerung und die Hilfssteuerung die Proportionalventile
abhängig
von Betriebsparametern, die allein oder in Kombination mit anderen
Betriebsparametern ein Maß für das von
dem Verbrennungsmotor erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind,
so steuert, daß sich
das Reibradgetriebe auf ein den Verbrennungsmotor im wesentlichen
diesem Drehmoment belastenden Wert des Drehzahlumsetzungsverhältnisses
einstellt. Sowohl die Getriebesteuerung als auch die Hilfssteuerung bestimmen
damit das Drehzahlumsetzungsverhältnis so,
daß der
Verbrennungsmotor mit einem der Fahrsituation angepaßten Drehmoment
belastet wird. Die Getriebesteuerung und gegebenenfalls die Hilfssteuerung
gibt jedoch in der Regel nicht nur das an dem Getriebe einzustellende
Motorbelastungsmoment vor, sondern kann auch Drehzahl- oder/und
Drehmomentanforderungsbefehle an eine den Verbrennungsmotor hinsichtlich
dieser Parameter steuerde Motorsteuerung (Motorkennfeldsteuerung)
abgeben. Da sowohl die Getriebesteuerung als auch die Hilfssteuerung
in dieser Weise tätig
werden, läßt sich auch
im Notbetrieb ein hohes Maß an
Fahrkomfort erreichen.
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Das
Reibradgetriebe wird im Normalbetrieb durch die Getriebesteuerung
gesteuert. Andererseits arbeitet die Hilfssteuerung parallel, ohne
daß sie
jedoch die Hilfssteuerventile aktiviert. Die in der Hilfssteuerung
verfügbaren
Informationen werden in einer bevorzugten Ausführungsform zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit
der Getriebesteuerung oder/und des Reibradgetriebes ausgenutzt.
So kann vorgesehen sein, daß die
Getriebesteuerung der Hilfssteuerung Informationen über Betriebsparameter
des Reibradgetriebes, insbesondere den Hydraulikdruck oder/und die
Getriebetemperatur oder/und die am Eingang oder/und am Ausgang des
Reibradgetriebes auftretenden Drehzahlen oder/und das Drehzahlumsetzungsverhältnis oder/und
von der Getriebesteuerung errechnete Betriebsdaten für den Verbrennungsmotor,
insbesondere Drehzahlanforderungsdaten oder/und Drehmomentanforderungsdaten
zur Überprüfung liefert.
Stellt die Hilfssteuerung Abweichungen dieser Informationen von
Grenzwerten oder Toleranzbändern
oder entsprechenden in der Hilfssteuerung errechneten oder verfügbaren Daten
und Informationen fest, so inaktiviert sie die Getriebesteuerung
und übernimmt
in einem Notbetriebsprogramm die Steuerung der Hilfssteuerventile.
Die Hilfssteuerung überprüft- die
von der Getriebesteuerung zur Einstellung des Drehzahlumsetzungsverhältnisses erzeugten
Informationen insbesondere auch auf Plausibilität und inaktiviert die Getriebesteuerung
im Fehlerfall.
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Zweckmäßigerweise
ist vorgesehen, daß die Hilfssteuerung
für in
zeitlichen Abständen
sich wiederholende Testbetriebsphasen eingerichtet ist, in welchen
das Steuerventil inaktiviert und das zugeordnete Hilfssteuerventil
aktiviert sind. In den Testbetriebsphasen übernimmt die Hilfssteuerung
auch im Normalbetrieb die Steuerung der Hilfssteuerventile zu Testzwecken.
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Die
Hilfssteuerung ist funktionell unabhängig von der Getriebesteuerung.
Wenngleich zur Erhöhung
der Fehlersicherheit die der Hilfssteuerung zur Erfassung der Betriebsparameter
zugeordneten Sensoren zusätzlich
zu den Sensoren der Getriebesteuerung vorhanden sein können, so
versteht sich doch, daß zumindest
ein Teil der Sensoren beiden Steuerungen gemeinsam sein kann.
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Die
Hilfssteuerung ist zugleich funktioneller Bestandteil der das vom
Antriebsstrang übertragene Drehmo ment
beeinflussenden Steuerung. Derartige auch als elektronische Motorlaststeuerung
oder "elektronisches
Gaspedal" bekannte
Steuerungen liefern in der Regel bereits drehmomentbestimmende Ausgangssignale,
die sich analog zum Betrieb der Getriebesteuerung zur drehmomentabhängigen Steuerung
des Getriebes mit ausnutzen lassen. Der Gesamtaufwand läßt sich
auf diese Weise verringern. Gegebenenfalls müssen die vorhandenen Steuerungen
durch Ausgangsstufen für
die Steuerung der Hilfssteuerventil ergänzt werden.
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Die
Hilfssteuerung kann als von der Getriebesteuerung funktionell gesonderte
Schaltung ausgebildet werden und umfaßt zumindest eine von der Getriebesteuerung
gesonderte Rechen- und
Steuereinheit. Bevorzugt sind auch die für die Stromzuführung aus
dem Bordnetz erforderlichen Schaltungskomponenten gesondert und
gegebenenfalls sind auch die Schnittstellen gesondert, mit welchen
die Getriebesteuerung und die Hilfssteuerung zur Steuersignal- oder/und
Informationssignalzuführung
oder -abgabe an die jeweils andere Steuerung miteinander verbunden
oder an einen diese Steuerungen miteinander verbindenden Datenbus
angeschlossen sind. Die Hilfssteuerung und die Getriebesteuerung können hierbei
zu einer mechanischen Baueinheit vereinigt sein, insbesondere dann,
wenn auch das Steuerventil und das Hilfssteuerventil mechanisch
zu einer Baueinheit vereinigt sind.
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Das
Steuerventil und das Hilfsventil sind als elektrisch steuerbare
Proportionalventile ausgebildet. Um die Konstruktion besonders betriebssicher und
kostengünstig
zu gestalten sind, die Proportionalventile im elektrisch stromlosen
Zustand federnd in eine Öffnungsstellung
vorgespannt und hydraulisch zueinander in Serie angeordnet. Ist
eines dieser Ventile defekt, so wird es in die vollständig geöffnete Stellung
gestellt, und das Drehzahlumsetzungsverhältnis wird durch das jeweils
andere Proportionalventil gesteuert.
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Dem
Reibradgetriebe kann ein zusätzliches mechanisches
Getriebe, beispielsweise in Form eines Schaltgetriebes, im Antriebsstrang
beigeordnet sein, um für
Rückwärtsfahrten
die Antriebsrichtung umkehren zu können und gegebenenfalls den
Drehzahlvariationsbereich vergrößern zu
können.
Zur Steuerung eines solchen gleichfalls im Antriebsstrang angeordneten
Stufenschaltgetriebes kann die hydraulische Stellanlage wenigstens
ein elektrisch steuerbares Schaltventil umfassen, das gleichfalls durch
die Getriebesteuerung gesteuert wird. Um auch dieses Schaltventil
in den Notbetrieb einbeziehen zu können, ist bevorzugt vorgesehen,
daß es nicht
nur elektrisch sondern auch hydraulisch steuerbar ist und daß die Hilfssteuerung
ein elektrisches Hilfsschaltventil steuert, welches seinerseits
das Schaltventil hydraulisch steuert. Eine solche Anordnung läßt sich
mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung eines Teils eines Antriebsstrangs
eines Kraftfahrzeugs;
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2 ein
Blockschaltbild einer hydraulischen Stellanlage für ein in
dem Antriebsstrang der 1 angeordnetes Reibradgetriebe;
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3 ein
Blockschaltbild einer elektronischen, unter anderem die hydraulische
Stellanlage nach 2 steuernden Steuerung und
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4 ein
Blockschaltbild einer Variante der elektronischen Steuerung.
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1 zeigt,
in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, schematisch ein Reibradgetriebe
bekannter Art, wie es in ähnlicher
Form beispielsweise in WO 90/02277 beschrieben ist. In diesem Antriebsstrang
treibt ein Verbrennungsmotor 1 zwei drehfest auf einer
Eingangswelle 3 eines allgemein mit 5 bezeichneten
Reibradgetriebes angeordnete Reibscheiben 7, 9,
von denen eine, hier die Reibscheibe 7, axial fest auf
der Eingangswelle 3 sitzt, während die Reibscheibe 9 drehfest,
aber axial beweglich auf der Eingangswelle 3 geführt ist
und den Kolben eines bezogen auf die Eingangswelle 3 axial
festen, insbesondere jedoch auch drehfesten Hydraulikzylinders 11 bildet.
Durch Druckerhöhung
in einem hydraulischen Druckraum 13 des Zylinders 11 wird
auf das Reibrad 9 eine zum Reibrad 7 hin wirkende
Stellkraft ausgeübt.
Zwischen den die Eingangskomponenten des Reibradgetriebes 5 bildenden
Reibscheiben 7, 9 ist als Ausgangskomponente eine
weitere Reibscheibe 15 relativ zu den Reibscheiben 7, 9 um
die Eingangswelle 3 drehbar angeordnet. Die Reibscheiben 7, 9 einerseits
und die Reibscheibe 15 andererseits haben als Kreistorus-Teilflächen ausgebildete,
paarweise einander in Richtung der Drehachse der Eingangswelle 3 sich
gegenüberliegende
Reibflächen 17,
an welchen jeweils mehrere Reibräder 19 jeweils in
Umfangsrichtung gegeneinander versetzt abrollen. 1 zeigt
für jedes
Reibflächenpaar
lediglich eines der Reibräder 19.
Jedes Reibrad 19 ist um seine Radachse 21 drehbar
an einer Deichsel 23 gelagert, die, wie am besten 2 zeigt,
um eine radial zur Raddrehachse 21 und angenähert in
Torusumfangsrichtung sich erstreckende Schwenkachse 25 schwenkbar
geführt
ist. An der Deichsel 23 greift in Richtung der Schwenkachse 25 ein
in beiden Richtungen wirkendes hydraulisches Stellgerät, hier
in Form eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders 27,
an, der abhängig
von der Hydraulikdruckdifferenz in seinen beiden Druckräumen 29, 31 eine
näherungsweise
in Richtung der Torus-Ringachse
verlaufende Stellkraft auf das einzelne, ihm gesondert zugeordnete
Reibrad 29 ausübt.
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Wie
im einzelnen beispielsweise in WO 90/02227 A1 erläutert wird,
erzeugt der Hydraulikdruck im Druckraum 13 des Zylinders 11 einen
Anpreßdruck,
der für
nicht gleitendes Abrollen sämtlicher
Reibräder 19 an
den zugeordneten Reibflächen 17 sorgt.
Im Betrieb erzeugen die den einzelnen Reibrädern 19 zugeordneten
Zylinder 27 Reaktionskräfte,
die die Schwenkstellung der Reibräder 19 abhängig von
dem Lastdrehmoment des Reibradgetriebes 5 im Gleichgewicht
zu halten versuchen. Die Schwenklage der Reibräder 19 und damit das
Drehzahlumsetzungsverhältnis
des Reibradgetriebes 5 stellt sich abhängig von der mittels des Zylinders 27 erzeugten
Reaktionskraft und abhängig
von der Drehmomentbelastung des Getriebes selbsttätig ein. Die
Reaktionskraft des Zylinders 27 wird durch die Druckdifferenz
in den beiden Druckräumen 29, 31 bestimmt.
Die Anordnung ist so getroffen, daß die Größe der Druckdifferenz dem Belastungsdrehmoment
direkt proportional ist.
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Um
auf eine Anfahrkupplung im Antriebsstrang verzichten zu können und
ferner die Abtriebsdrehrichtung bei vergrößertem Drehzahländerungsbereich
umkehren zu können,
wirkt das Reibradgetriebe 5 nicht direkt auf eine Ausgangswelle 33,
sondern über
ein durch steuerbare Kupplungen 35, 37 schaltbares
Planetengetriebe 39 (1). Das
Planetengetriebe 39 umfaßt ein zur Ausgangswelle 33 gleichachsig
drehbares Sonnenrad 41, das über eine Antriebsverbindung 43,
beispielsweise einen Riementrieb oder ein Zahnradgetriebe oder dergleichen mit
der ausgangsseitigen Reibscheibe 15 in Drehverbindung steht
und über
die Kupplung 37 mit der Ausgangswelle 33 kuppelbar
ist, sowie ein mit der Ausgangswelle 33 fest verbundenes
Hohlrad 45. Mit dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 45 kämmen Planetenräder 47,
deren Planetenradträger 49 über die Kupplung 35 und
eine weitere Antriebsverbindung 51, beispielsweise eine
Zahnradverbindung oder eine Riemen- oder Kettenverbindung mit der
Eingangswelle 3 des Reibradgetriebes 5 in Antriebsverbindung
steht.
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Bei
geöffneten
Kupplungen 35 und 37 ist die Ausgangswelle 33 von
der Eingangswelle 3 abgekuppelt; das Getriebe befindet
sich in neutraler Stellung. Das Übersetzungsverhältnis des
Planetengetriebes 39 bei Antrieb vom Planetenradträger 49 her, d.h.
bei geschlossener Kupplung 35 und geöffneter Kupplung 37,
ist so bemessen, daß bei
in einer Mittelstellung stehenden Reibrädern 19 die Drehbewegung
des Planetenrad trägers 49 durch
die Drehbewegung des Sonenrads 41 kompensiert wird und
das Getriebe sich insgesamt in einer Stellung befindet, in der die
Ausgangswelle 33 trotz geschlossener Kupplung 35 in
Ruhe ist und aus der durch Verändern
der Schwenkstellung der Reibräder 19 entweder
in Rückwärtsrichtung
oder in Vorwärtsrichtung
angefahren werden kann. Wird in Vorwärtsrichtung angefahren, so
kann in der Schwenk-Endstellung der Reibräder 19 durch Umschalten
der Kupplungen 35, 37, d.h. durch Öffnen der
Kupplung 35 und Schließen
der Kupplung 37 das Planetengetriebe 39 abgeschaltet werden.
Das Reibradgetriebe 5 treibt nunmehr die Ausgangswelle 33 direkt
an, wobei durch Verstellen des Reibradgetriebes 5 die Ausgangsdrehzahl über den
gesamten Verstellbereich des Reibradgetriebes 5 weiter
erhöht
werden kann.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild einer sowohl den Zylinder 11 als auch
die den einzelnen Reibrädern 19 zugeordneten
Zylinder 27 steuernden, hydraulischen Stellanlage, die
auch nicht näher
dargestellte hydraulische Stellanordnungen der Kupplungen 35, 37 steuert.
Die Stellanlage umfaßt
zwei durch Druckbegrenzungsventile 53 geschützte Pumpen 55, 57,
gegebenenfalls in Form einer einzigen zweikammrigen Pumpe, die aus
einem gemeinsamen Pumpensumpf 59 ansaugen. Die Pumpe 55 ist
ausgangsseitig mit dem Druckraum 29 jedes der Zylinder 27 verbunden
und ist ferner über
die Serienschaltung eines Steuerventils 61 und eines Hilfssteuerventils 63 an
eine zum Pumpensumpf 59 zurückführende, ein federbelastetes
Rückschlagventil 65 enthaltende Rückführleitung
angeschlossen. In entsprechender Weise sind mit dem Ausgang der
Pumpe 57 die Druckräume 31 sämtlicher
Zylinder 27 sowie die Serienschaltung eines weiteren Steuerventils 69 und
eines weiteren Hilfssteuerventils 71 verbunden, wobei die
Serienschaltung des Steuerventils 69 und des Hilfssteuerventils 71 wiederum
zu der Rückführleitung 67 führt. Bei
den Steuerventilen 61, 69 und den Hilfssteuerventilen 63, 71 handelt
es sich um elektrisch steuerbare Proportionalventile, die im stromlosen
Zustand federbelastet in ihre Öffnungsstellungen gestellt
sind. Die Größe der den
Proportionalventilen zugeführten elektrischen
Steuersignale bestimmt die Größe des Drucks
in den Druckkammern 29, 31 sämtlicher Zylinder 27 und
damit, wie vorstehend erläutert,
das von dem Reibradgetriebe 5 auf den Verbrennungsmotor 1 ausgeübte Lastmoment.
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Der
Druckraum 11 ist über
eine Ventilanordnung 73, beispielsweise zwei gegensinnig öffnende Rückschlagventile,
mit beiden Pumpen 55, 57 verbunden, so daß er jeweils
an die ausgangsseitig den höheren
Druck führende
Pumpe angeschlossen ist.
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Die
Kupplungen 35, 37 sind über Umschaltventile 75 bzw. 77 wechselweise
mit einer Druckleitung 79 und einer Druckentlastungsleitung 81 verbindbar.
Die Druckleitung 79 ist über eine der Ventilanordnung 73 entsprechende
Ventilanordnung 83 mit der jeweils den größeren Ausgangsdruck
liefernden Pumpe 55 oder 57 verbunden, während die
Druckentlastungsleitung 81 zur Rückführleitung 67 führt. Bei
den Umschaltventilen 75, 77 kann es sich um 2/3-Schaltventile
handeln. In jedem Fall sind sie jedoch sowohl elektrisch als auch
hydraulisch steuerbar. Für
die hydraulische Steuerung der Umschaltventile 75, 77 sind
elektrisch steuerbare Hilfsschaltventile 85, 87 vorgesehen,
die den Hydrauliksteuereingang der Umschaltventile 75, 77 wechselweise mit
der Druckleitung 79 oder der Druckentlastungsleitung 81 verbinden
können.
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Die
vorstehend erläuterte
hydraulische Stellanlage erlaubt die Steuerung des Reibradgetriebes 5 und
der Kupplungen 35, 37 sowohl in einer Normalbetriebsart
als auch in einer Notbetriebsart. In der Normalbetriebsart sind
die Hilfssteuerventile 63, 71 geöffnet und
die Hilfsschaltventile 85, 87 geschlossen. Die
Steuerventile 61, 69 und die Umschaltventile 75, 77 können, wie
in 3 angedeutet ist, zu einem Hauptventilblock 89 zusammengefaßt sein
und werden von einer elektronischen Getriebesteuerung 91 im
Normalbetrieb gesteuert. Die Hilfssteuerventile 63, 71 sowie
gegebenenfalls die Hilfsschaltventile 85, 87 sind
gleichfalls zu einem Ventilblock 93 zusammengefaßt, der
zweckmäßigerweise
mit dem Ventilblock 89 zu einer Baueinheit vereinigt ist.
Die Ventile des Ventilblocks 93 werden von einer elektronischen
Hilfssteuerung 95 gesteuert. Sowohl die Getriebesteuerung 91 als
auch die Hilfssteuerung 95 erhalten über einen Datenbus 97 Informationen über Betriebsparameter
des Kraftfahrzeugs, die von bei 99 angedeuteten Sensoren
oder anderen Steuer- oder Regeleinrichtungen des Kraftfahrzeugs
erzeugt und an den Datenbus 97 abgegeben werden. Beispielsweise
können
an den Datenbus 97 ein Antiblockiersystem 101 (ABS)
oder eine Antriebsschlupfregelung 103 oder dergleichen
angeschlossen sein. Im einzelnen liefern diese Komponenten über den
Datenbus 97 insbesondere Daten über die momentane Einstellung
einer Drosselklappe oder einer Einspritzpumpe, über die momentane Stellung
eines nicht näher
dargestellten Fahrpedals des Kraftfahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit,
der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 und der Drehzahl
der angetriebenen Räder.
Auch können über den
Datenbus 97 Informationen geliefert werden, ob die Antriebsschlupfregelung 103 aktiv
ist. Soweit diese Daten und Informationen nicht über die Systemkomponenten geliefert werden,
werden sie von den Sensoren 99 bereitgestellt. Aus weiteren
Sensoren 105 erhält
die Getriebesteuerung 105 ferner Daten über die Temperatur oder/und
den Hydraulikdruck des Reibradgetriebes 5.
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Die
Getriebesteuerung 91 errechnet aus den ihr über den
Datenbus 97 zugeführten
Informationen und Steuersignalen eines Gangwählhebels 107, an welchem
die Getriebeanordnung zwischen neutraler Stellung, Parkstellung,
Vorwärtsfahrstellung
und Rückwärtsfahrstellung
umgeschaltet werden kann, Vorgabedaten für eine der Fahrsituation angepaßte Drosselklappen-
bzw. Einspritzpumpenstellung, d.h. das Motordrehmoment, sowie Vorgabedaten
für die Motordrehzahl
und liefert diese Vorgabedaten zusammen mit Daten über den
Getriebebetriebszustand, wie zum Beispiel Temperatur, das gewählte Betriebsprogramm
des Getriebes, den Hydraulikdruck und das an dem Getriebe eingestellte
Drehzahlumsetzungsverhältnis.
Die Hilfssteuerung 95 übernimmt
diese Daten und Informationen aus dem Datenbus 97 und überprüft die Daten
auf Plausibilität oder/und
Einhalten vorbestimmter Toleranzgrenzen. Stellt die Hilfssteuerung 95 einen
Fehler fest, so inaktiviert sie die Getriebesteuerung 91 über eine
Leitung 109 oder gegebenenfalls den Datenbus 97 und übernimmt über die
Ventile des Hilfsventilblocks 93 in einem Notfahrprogramm
die Steuerung des Getriebes. Auch die Getriebesteuerung 91 überprüft die ihr
zur Verfügung
stehenden Daten auf Plausibilität
oder Einhaltung vorbestimmter Toleranzgrenzen. Im Fehlerfall liefert
die Getriebesteuerung 91 ein Inaktivierungssignal über eine
Leitung 111 bzw. den Datenbus 97 an die Hilfssteuerung 95,
die daraufhin gleichfalls über
den Hilfsventilblock 93 die Steuerung des Getriebes übernimmt.
In einem Display 113 wird angezeigt, daß das Getriebe in der Notbetriebsart
betrieben wird.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 3 ist die Getriebesteuerung 91 einkanalig
aufgebaut. Als Hilfssteuerung 95 wird eine üblicherweise
zweikanalig aufgebaute elektronische Motorlaststeuerung des Verbrennungsmotors 1 ausgenutzt,
was den Vorzug hat, daß der
größte Teil
der Komponenten dieser die Drosselklappe bzw. die Einspritzpumpe
des Verbrennungsmotors 1 in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung
nach Art eines "elektronischen
Gaspedals" steuernden
Einrichtung mehrfach ausgenutzt werden können. Die elektronische Motorlaststeuerung
ermittelt ohnehin die für
den Betrieb des Reibradgetriebes erforderlichen Daten und wird für die Steuerung
des Hilfsventilblocks 93 mit zusätzlichen Ausgangstreibern 115 ausgerüstet. Zusätzlich wird
der elektronischen Motorlaststeuerung das Signal des Gangwählhebels 107 zugeführt. Wesentlich
ist, daß die
Getriebesteuerung 91 nicht in die sicherheitsrelevanten Steuermechanismen
der elektronischen Motorlaststeuerung eingreift.
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Die
Hilfssteuerung 95 ist in zeitlichen Abständen, beispielsweise
in periodisch sich wiederholenden zeitlichen Abständen in
eine Testbetriebsart umschaltbar, in der sie zur Über prüfung der
Funktionsweise der Ventile des Hilfsventilblocks 93 die
Getriebesteuerung 91 inaktiviert und das Getriebe für eine kurze
Zeitspanne über
den Hilfsventilblock 93 betreibt.
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4 zeigt
eine Variante der elektronischen Getriebesteuerung nach 3.
Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der 3 bezeichnet
und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung
des Aufbaus und der Funktionsweise wird auf die Beschreibung der 1 bis 3 Bezug
genommen.
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In
der Steuerung nach 4 sind die Getriebesteuerung 91a und
die Hilfssteuerung 95a wiederum voneinander funktionell
getrennte Baueinheiten, die die Ventile des Ventilblocks 89a bzw.
des Hilfsventilblocks 93a jeweils steuern. Die Hilfssteuerung 95a ist
als eigenständige
Schaltung aufgebaut, d.h. gesondert von einer eventuell zusätzlich vorgesehenen
elektronischen Motorlaststeuerung 117 und umfaßt in nicht
näher dargestellter
Weise eine eigene Recheneinheit, eigene Signalankopplungsstufen bzw.
Schnittstellen und gesonderte Ausgangsstufen zur Steuerung des Hilfsventilblocks 93a.
Auch die Betriebsspannungs-Aufbereitungsstufen, mit welchen die
Getriebesteuerung 91a und die Hilfssteuerung 95a an
das Bordnetz des Kraftfahrzeugs, wie bei 119 bzw. 121 angedeutet,
angeschlossen sind, sind voneinander unabhängig aufgebaut. Bei der Hilfssteuerung 95a kann
es sich um ein von der Getriebesteuerung 91a um ein auch
baulich gesondertes Gerät
handeln; zweckmäßigerweise
sind jedoch die Getriebesteuerung 91a und die Hilfssteuerung 95a,
wie bei 123 angedeutet, mechanisch zu einer Baueinheit
vereinigt.