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Die Erfindung betrifft eine von Hand betätigbare Gangsteuer-
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vorrichtung bei einem automatischen Getriebe für Kraftfahrzeuge.
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- Ein stufenloses Keilriemengetriebe kann in Verbindung mit einem
Planetengetriebe zum Umschalten von vorwärts auf rückwärts als automatisches Getriebe
für Kraftfahrzeuge, wie Automobile, verwendet werden. Das automatische Getriebe
wird durch eine automatische Steuervorrichtung gesteuert;. die folgende Bestandteile
aufweist: einen elektrischen Steuerschaltkreis mit Eingangssignalen für die Arbeitsbedingungen,
wie die Öffnung des Vergaser-Drosselventils, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Eingangs-Riemenscheibe sowie die Einstelllage des Ganghebels, sowie einen hydraulischen
Steuerschaltkreis zum Einstellen des Untersetzungsverhältnisses zwischen der Eintrieb-
und der Abtriebwelle sowie zum Umschalten zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsantrieb
im Planetenetrie'be.' Der kydraulische Steuerschaltkreis weist einen von Hand betätigbaren
Hebel auf, der durch einen Ganghebel in der Nähe des Fahrersitzes betätigt wird;
ferner ist ein Drosselventil der Drosselventilöffnung zugeordnet; ein Regelventil
regelt den hydraulischen Druckmitteldruck der Hydraulikquelle und gibt ihn als Beibungsdruck
weiter; eine Steuervorrichtung für das Drehmomentverhältnis steuert die Eintriebs-Riemenscheibe
und regelt das Untersetzungsverhältnis zwischen der Eintrieb- und der Abtriebswelle;
ferner ist eine Gangsteuerung für das N-D-und das N-R-Umschalten vorgesehen, die
Stöße beim Umschalten verhindert.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine GanJ-steuervorrichtung
der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die Stöße beim N-D- und/oder N-R-
Umschalten verhindert.
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Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche
gelöst . Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, den hydraulischen Druck
sehr genau zu steuern.
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Mit der. erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der hydraulische Druck
sicher unterhalb des oberen Grenzwertes gehalten werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der den hydraulischen
Servosystemerr zum Betätigen einer Kupplung oder einer bremse zugeführte' hydraulmsche
Druck unabhängig durch ein Gang-" steuerventil und ein Solenoidventil gesteuert
werden. Der Wert des hydraulischen Drucks, mit dem das Gangsteuerventil teaufschiagt
wird, wird durch EIN-AUS-Signale kontinuierlich verändert, die in regelmäßigen Intervallen
von einem elektrischen Steuerschaltkreis-dem Solenoidventil zugeführt werden; der
den hydraulischen Servosystemen zum Betätigen einer Mehrplattenkupplung und einer
Mehrplattenbremse zugeführte hydrau--lische Druck wird ebenfalls stufenlos verändert,
um beim Eingriff.derKupplung oder der Bremse auftretende Stöße zu vermeiden oder
zu verzögern. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der den hydraulischen Servosystemen
zum Betätigen der Kupplung und der Bremse zugeführte hydraulische Druck auf unterhalb
eines oberen Grenzwertes be-schränkt, so daß die hydraulischen Servosysteme nicht
in unerwünschter Weise belastet werden; dadurch wird ihre Lebensdauer verlängert.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines stufenlosen
Getriebes für Kraftfahrzeuge,
Fig. 2 ein Diagramm eines hydraulischen
Steuerschaltkreises eines stufenlosen Getriebes, Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung
der Betriebsweise eines manuellen Ventils, Fig. 4 A und B Diagramme zur Erläuterung
der Arbeitsweise eines Sperrventils und eines Drosselventils, Fig. 5 A bis C Diagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Ventils für das Drehmomentverhältnis, Fig.
6 ein Blockdiagramm eines elektrischen Steuerschaltkreises, Fig. 7 eine graphische
Darstellung des Leitungsdrucks als Charakteristikum' für den hydraulischen Steuerschaltkreis,
Fig. 8 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Iieitungsdrucks als Charakteristik
des Drosseldrucks, Fig. 9 bis 11 graphische Darstellungen zur Erläuterung des teitungsdrucks
als Charakteristikum eines erfindungsgemäßen hydraulischen Reglers, Fig. 12 eine
graphische Darstellung einer optimalen Brennstoffkosten-Leistungs-Kurve eines Motors,
Fig. 13 eine graphische Darstellung der Motorausgangsleistung, Fig. 14 ein- Iteistungsdiagramm
einer Druckmittelabgabevorrichtung, Fig. 15 eine graphische Darstellung mit konstanten
Brennstoffkosten-Kurven
Fig. 16 eine graphische Darstellung der
optimalen Rrennstoffkosten-Druckmittelkupplungsleistung-Kurve, Fig. 17 eine graphische
Darstellung der optimalen Brennstoffkosten-Druckaittelkopplung als Charakteristikum
der Ausgang-Umdrehungsgeschwindigkeit, Fig. 18, 19. und 22 bis 25 Flußdiagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise eines elektrischen Steuerschaltkreises, Fig. 20
ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Leistungsst euerung, Fig. 21 ein Diagramm
zur Erläuterung der Arbeitsweise eines elektromagnet ischen Solenoidventils einer
r Schaltungssteuerung, Fig. 26 eine graphische Darstellung der Beschleunigung als
Funktion der Geschwindigkeit, Fig. 27 eine'graphische Darstellung des Drehmomentverhältnisses
als Funktion der Geschwindigkeit, Fig. 28 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Schaltungssteuerung, Fig. 29 eine graphische Darstellung des hydraulischen Drucks,
der den hydraulischen Servo-Systemen der Eintriebs- und Abtriebsriemenscheiben zugeführt
wird, Fig. 30 eine graphische Darstellung des Solenoiddrucks Ps, Fig. 31 eine graphische
Darstellung des hydraulischen Ausgangsdrucks des Schaltungssteuerventils,
Fig.
32 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Drehmomentverhältnis-Steuervorrichtung,
Fig. 33 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentverhältnis
T der Eintriebs- und der Abtri ebswellen eines stufenlosen Keilriemengetriebes sowie
des Druckverhältnisses der hydraulischen Eintriebs- und Abtriebsservosy steme und
Fig. 34 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform dr Schaltungssteuerung
Fig. 1 zeigt einen Motor 100, einen Vergaser 102 sowie ein Getriebe 20 zwischen
dem Motor 100 und der Antriebsachse.
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Das Getriebe 20 weist eine Fluidkupplung 21, die mit einer Notorabtriebswelle
101 verbunden ist, ein Reduktionsgetriebe 23, das mit einem Differentialgetriebe
22 verbunden ist, sowie ein stufenloses Keilriemengetriebe 30 und ein Planetengetriebe
40 zum Umschalten zwischen vorwärts und rückwärts auf.
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Die übliche Fluidkupplung 21 weist ein Pumpenlaufrad 211 und ein Turbinenlaufrad
212 auf, das mit einer Abtriebswelle 214 eins Drehmomentwandlers verbunden ist.
Anstelle der Fluidkupplung können ein anderer Fluid-Drehmomentwandler oder eine
mechanische Kupplung verwendet werden.
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Das stufenlose Keilriemengetriebe 30 weist eine Eintriebsriemenscheibe
31 mit einem stationären Flansch 311 auf, der mit der Abtriebswelle 214 der Kupplung
211 als Eintriebswelle des G3etriebes 30 verbunden ist; ferner ist ein beweglicher
Flansch 312 gegenüber dem stationären Flansch 311 vorgesehen, und diese Flansche
bilden einen V-förmigen Zwischenraum; ferner ist ein hydraulisches Servo-System
313 zum Antreiben des beweglichen Flansches 312 vorgesehen. Eine Abtriebsriemenscheibe
32 weist einen stationären Flansch 321 auf, der mit einer Zwischenwelle 26 als Abtriebswelle
des Getriebes 30 verbunden ist; gegenüber dem stationären Flansch 321 befindet sich
ein beweglicher Flansch 322, @@und diese Flansche bilden einen V-förmigen Zwischenraum;
oder bewegliche Flansch 322 wird mit Hilfe eines hydraulischen Servo-Systems 323
angetrieben. Ein Keilriemen 33 verbindet die Eintriebsriemenscheibe 31 mit der Abtriebsriemensch.eibe
32. Die Verschiebung L der-beweglichen Flansche 312 und 322 an den Eintrieb- und
Abtriebswellen 31 bzw. 32 bestimmt das Drehmomentverhältnis zwischen den Eintriebs-
und Abtriebswellen, wobei sich L über den Bereich Cl2c (0<l2<l3<l4) ändert,
so daß das Drehmomentverhältnis -zwischen der Eintriebswelle 214 und der Abtriebswelle
26 des--Getriebes 30 stufenlos im Bereich von t1-t2-t3-t4 (t1<t2<t3<t4)
verändert wird. Da die druckaufnehmende Fläche des Eintriebs-Servo-Systems 313 etwa
zweimal so groß ist wie die des hydraulischen Abtriebs-Servo-Systems 323, wird der
bewegliche Flansch 312 einer größeren Antriebskraft unterworfen als der bewegliche
Flansch 322, und zwar selbst dann, wenn der hydraulische Druck im Servo-System 313
klelner ist als oder gleich ist dem hydraulischen Druck im Servo-System 323. Die
vergrößerte Druckaufnahmefläche des hydraulischen Servo-Systems 313 kann man erreichen
durch Vergrößern des Durchmessers des Servo-Systems oder unter Verwendung eines
Kolbens mit der doppelten Aufnahmefläche des Servo-Systems.
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Das Planetengetriebe 40 zum Umschalten zwischen dem Vorwärts-und dem
Rückwärtsantrieb weist ein Sonnenrad 41 auf, das mit der Zwischenwelle 26 als Eintriebswelle
des stufenlosen Getriebes 30 verbunden ist; ferner ist ein Ringzahnrad 43 vorgesehen,
das mit einem Gehäuse 400 des Getriebes über eine Vielfach-Plattenbremse 42 in Eingriff
steht. Ein doppeltes Planetenzahnrad 44 kämmt drehbar zwischen dem Sonnenzahnrad
41 und dem Ringzahnrad 43. Ein Planetenträger 46, der das doppelte Planetenzahnrad
44 trägt, ist drehbar mit der Zwischenwelle 26 über eine Vielfach-Plattenkupplung
45 und mit einer zweiten Zwischenwelle 47 als Abtriebswelle des Planetengetriebes
40 verbunden. Ein hydraulisches Servo-System 48 betätigt die. sielfach-Plattenbremse
42, und ein hydraulisches Servo-System 49 betätigt die Vielfach-Plattenkupplung
45. Das Planetenget-riebe 40 ist im Vorwärtsgang, wenn die Kupplung 45 eingekuppelt
und die Bremse 42 gelöst ist; den Rückwärtsgang mit, einem, Untersetzungsverhältnis
von 1,02 erhält man, wenn die Kupplung 45 ausgekuppelt und die Bremse 42 betätigt
ist. Das Untersetzungsverhältnis von 1,02 im Rückwärtsgang ist klein im Vergleich
zum Untersetzungsverhältnis beim üblichen Getriebe. In dieser Ausführungsform erhält
man jedoch ein ausreichendes Untersetzungsverhältnis des stufenlosen Keilriemengetriebes,
z.B.
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das Untersetzungsverhältnis von 2,4, mit Hilfe des Untersetzungsgetriebes
23, das nachstehend naher erläutert wird.
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Das Untersetzungsgetriebe 23 kompensiert das niedrige Unt ersetzungsverhältnis
des stufenlosen Keilriemengetriebes 30 im Vergleich zu üblichen Getrieben, so daß
man zur- Erhöhen des Drenmouents ein Untersetzungsverhältnis von 1,45 zwischen der
Eintriebs- und der Abtriebswelle erhält.
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Das Differentialgetriebe 22 ist mit der nicht dargestellten Achse
verbunden, so daß man schließlich ein Untersetzungsverhältnis von 3,727 : 1 erhält.
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Die Fig. 2 zeigt einen hydraulischen Steuerschaltkreis ur Steuerung
des Getriebes gemaß Fig. 1.
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Dieser Steuerschaltkreis weist eine hydraulische Druckquelle 50, einen
hydraulischen Regler 60, eine Gangsteuerung 70 zur Steuerung des Zeitablaufs beim
Eingriff der Mehr-Plattenbremse und der Mehr-Plattenkupplung des Planetengetriebes
40 und zum Verzögern des Stoßes beim N-D- und N-R-Umschalten sowie eine Vorrichtung
80 zum Steuern des Drehmomentverhältnis ses auf.
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Der hydraulische Regler 60 weist ein von Hand über einen nicht dargestellten
Ganghebel betätigbares Ventil 62, ein Sperrventil 64 sowie ein Drosselventil 65
auf, die einen Sperrdruck bzw. einen Drosseldruck in Abhängigkeit von der Drosselöffnung
@ des Vergasers 102 abgeben; ferner ist ein Drehmomentverhältnisventil 66
vorgesehen, das mit dem bewegbaren Flansch 321 der Abtriebsriemenscheibe 32 verriegelt
ist und das dem Sperrventil 64 den Leitungsdruck zuführt und'den Druck in einer
hydraulischen Rückkoppellei tung 9 zum Drosselventil 65 entsprechend der Verschiebung
des beweglichen Flansches 321 verringert. Ein Regelventil 61 steuert den hydraulischen
Druck von der hydraulischen Druckquelle 50 und führt den Leitungsdruck zu Teilen
des hydraulischen Reglers 50.
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Die hydraulische Druckquelle 50 fördert das von einem Ölfilter 51
gepumpte Hydrauliköl zu dem Regelventil 61 durch die Leitung 11. Die hydraulische
Druckquelle 50 weist eine vom Motor angetriebene Pumpe 52 sowie ein intlasvungsventil
53 auf.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Handventil 62 wird eine Spule 621
auf die Stellungen P, R, N, D und L entsprechend den Gangstellungen des vom Fahrer
betätigten Ganghebels eingestellt. Dadurch steht das Handventil 62 mit dem
Leitungsdruck
aus der Leitung 1 zu den Ausgangsleitungen 3 bis 5 gemäß Tabelle I in Verbindung:
Tabelle I P R N D L leitung 3 X X X 0 0 " 4 X 0 X X X " 5 X 0 X X 0 In Tabelle I
bezeichnet "0" eine Verbindung des Drucks von der Leitung 1 und "X" keine Verbindung
des Drucks von der Leitung 1 zu den Leitungen 3 bis 5.
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Gemäß Fig. 2 weist das Regelventil 61 eine Spule 611 und einen Ventilstößel
612 auf, auf den der Sperrdruck und der Drosseldruck einwirkt, um die Spule.611
zu steuern Die Fläche der Zwischenraumöffnung zur Auslaßöffnung 614 ändert sich
entsprechend der Verschiebung der Spule 611. Der Leitungsdruck wird von einer Auslaßöffnung
616 zur. Leitung 1 übertragen. Das Hydrauliköl wird von der Auslaßöffnung 614 durch
die Leitung 12 zu einem Kupplungsölkühler sowie zu anderen zu schmierenden Einheiten
gefördert.
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Das.Sperrventil 64 ist mit einer Spule 641 versehen,. diemit der Drosselöffnung
o des Drosselventils des Vergasers 102 gemäß Fig. 2 und 4 verbunden ist. Wenn 0####1
ist, ist die Leitung 5 mit der Auslaßleitung 7 für den Sperrdruck verbunden, die
zur Einlaßöffnung 616' im Regelventil 61 gemäß Fig. 2 und 4A führt. ;enn #1<##100%
ist, so St die Leitung 7 mit der Leitung 6 verbunden, die wiederum das Sperrventil
64 mit dem Ventil 66 fur das Drehmomentverhältnis verbindet.
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Das Drosselventil 65 ist mit einer Spule 651 versehen, deren eines
Ende in Reihe mit der Spule 641 des Sperrventils über eine Feder 645 angeordnet
und deren anderes Ende mit
einer Feder 652 verbunden ist. Die Spule
651 bewegt sich entsprechend den Veränderungen der Drosselöffnung 0, die über die
Spule 641 und die Feder 645 übertragen wird. Die Öffnungsfläche der Öffnung 653,
die zur Leitung 1 führt, wird dadurch geregelt, und der Drosseldruck wird auf die
Leistung 8 übertragen, die zur Einlaßöffnung 618 im Regelventil 61 führt. Leitungen
9 und 10 bewirken eine Rückkupplungssteuerung für den hydraulischen Ausgangsdruck
und sind von der Leitung 8 abgezweigt und mit Öffnungen 654 bzw. 655 versehen. Die
Spule 651 empfängt die Rückkopplung des hydraulischen Ausgangsdrucks über die Leitungen
9 und 10 an einem Steg 656 und einem anderen Steg 657, wobei die Druckaufnahmefläche
des Stegs 657 größer ist als die des Stegs 656.
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Das Ventil 66 für das -Drehmomentverhältnis- gemäß den Fig. 2 -und
5 ist mit einer Spule 662 versehen, die mit dem beweglichen Flansch 322 der Abtriebsriemenscheibe
32 über eine - Verbindungsstange 667 verbunden ist. Wenn die Verschiebung L des
beweglichen Flansches 322 sich im Bereich 1 (das Drehmomentverhältnis T ist im Bereich
t2#T#t1) befindet, so ist die Spule 662 gemäß Fig. 5A links angeordnet, so daß eine
Einlaßöffnung 664 zur Rückkopplungslei tung 9 im Drosselventil 65 geschlossen ist;
ferner ist der Druck in dem Sperrventil 64 vermindert, indem die Auslaßleitung 6
des Ventils 66 mit einer Auslaßleitung 665 in Verbindung steht. Wenn die Verschiebung
L des beweglichen Flansches 322 im Bereich l2<L<l3 (t3>=T>t2) ist, so
ist die Spule 662 im Mittelabschnitt gemäß Fig. 5B angeordnet, so daß die Öffnung
66C, die zur Leitung 9 für£rt, mit einer Auslaßöffnung 666 in Verbindung steht,
um den Druck in der Leitung 9 zu vermindern. Wenn die Verschiebung L im Bereich
0#L<l2 (t4?T>t3) ist, so ist die Spule 662 in Fig. 5C rechts angeordnet, so
daß eine Öffnung 663, die zur Leitung 1 führt, mit der Leitung 6 in Verbindung steht,
der der Leitungsdruck zugeführt wird.
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Die Spule 662 ist verschiebbar mit dem beweglichen Flansch 322 der
Abtriebsriemenscheibe 32 verbunden, die sich dreht.
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Da die Bewegung der Spule 662 in Richtung des Ventilschafts nicht
durch eine Feder behindert wird, wird auch etwa der hydraulische Druck gemäß Fig.
5, der die Verschiebung des beweglichen Flansches überträgt, nicht behindert und
Abrieb wird verhindert.
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Gemäß Fig. 2 weist die Steuervorrichtung 70 ein Gangsteuerventil 71
als hydraulisches Steuerventil mit einer Feder 711 am einen Ende und mit einer Spule
712 am anderen Ende auf, auf die der Leitungsdruck von einer ersten ölkammer 713
am anderen Ende einwirkt. Eine zweite und eine dritte ölkammer 701 bzw. 703 beaufschlagen
die hydraulischen Servosysteme 48 bzw.
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49 mit hydraulischem Druck, um die Bremse 42 bzw. die Kupplung 45
über die Leitung 14 bzw. die Leitung 13 zu betätigen. Eine vierte und eine fünfte
ölkammer 705 bzw. 717 bewirken eine Ruckführung des von der zweiten Ölkaminner 701
bzw. der dritten Ölkammer 793 zugeführten hydraulischen Drucks.
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Ferner ist in der Leitung 1, die den Leitungsdruck zu Ölkammer 713
überträgt, eine öffnung 72 vorgesehen. Zwischen der Öffnung 72 und der Ölkaminner
713 ist ein Druckbegrenzungsventil 73 angeordnet. Ein Solenoidventil 74 wird durch
einen nachstehend näher erläuterten elektrischen Steuerschaltkreis gesteuert und
regelt den hydraulischen Druck innerhalb der ölkammer 713.
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Wenn das Solenoidventil 74 zum Öffnen einer Auslaßöffnung 741 betätigt
und der Druck in der Ölkammer 713 abgelassen wird, bewegt sich die Spule 712 des
Gangsteuerventils 71 in der Figur nach rechts unter der Wirkung der Feder 711.
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Dadurch kommen die Leitung 13, die zum hydraulischen Servo-System
49, das auf die Kupplung 45 des Planetengetriebe 40 einwirkt, fUhrt, sowie die Leitung
14, die zum hydraulischen Servo-System 48, das auf die Bremse 42 einwirkt, fuhrt,
entsprechend mit den Auslaßöffnungen 714 und 715 in Verbindung, und deren Druck
wird abgegeben, um die Eupplung 45 oder die Bremse 42 zu lösen. Wenn das Solenoidventil
74 nicht betätigt wird, ist die Auslaßöffnung 741 geschlossen, und die Spule 712
ist in der Figur links angeordnet, und zwar unter dem von der Ölkammer 713 her-
rührenden
Leitungsdruck, Dadurch stehen die Leitungen 3 und 4 mit den Leitungen 13 bzw. 14
in Verbindung, um die Bremse 42 oder die Kupplung 45 in Eingriff zu bringen.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Gangsteuerventil 71 mit Ölkammern
717 und 716 versehen, um den hydraulischen Ausgangsdruck in den Leitungen 13 und
14 zurückzuführen, so daß ein Anstieg im Ausgangsdruck verzögert wird und die Kupplung
45 und die Bremse 42 beim Eingriff gegen Stöße geschützt werden.
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Die Steuervorrichtung 80 für das Drehmomentverhältnis weist ein Steuerventil
81 für das Drehmomentverhältnis, Öffnungen 82 und 83, ein Solenoid 84 für das Herunterschalten
sowie ein Solenoid 85 für das Heraufschalten auf. Das Steuerventil 81 ist mit ölkammern
815 und 816 an beiden Enden versehen, denen der Leitungsdruck aus der Leitung 1
durch die Öffnungen 82 bzw. 83 zugeführt wird; ferner ist eine Ölkammer 819 vorgesehen,
die eine zur Leitung 1 führende Einlaßöffnung 817 aufweist, die entsprechend der
Verschiebung der Spule 812 die Öffnungsfläche variiert; ferner weist die Ölkammer
819 eine Auslaßöffnung 818 auf, die über die Leitung 2 zum hydraulischen .Servo-System
313 der EintriebsriemenscheIbe 31 des Getriebes 30 führt; eine Auslaßöffnung 814
entleert die Ölkammer 819 entsprechend der Verschiebung der Spule 812, und eine
Auslaßöffnung 813 entleert die Ölkammer 815 entsprechend der Verschiebung der Spule
812. Das Solenoid 85 sowie das Solenoid 84 zum Herauf- bzw. Herabsonalten sind mit
den Ölkammern 816 bzw.
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815 des Steuerventils 81 verbunden. Die beiden Solenoide 84 und 85
werden durch das Ausgangssignal des nachstehend naher erläuterten elektrischen Steuerschaltkreises
betätigt und entleeren die Ölkammern 815 bzw. 816.
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Die Fig. 6 zeigt die Ausbildung des elektrischen Steuerschaltkreises
zum Steuern des Solenoidventils 74 der Gangsteuerung 70, der Solenoidventile 8¢
und 85 für das Herabschalten und Heraufschalten bei der Steuervorrichtung 80 in
dem hydraulischen Steuerschaltkreis gemäß Fig. 2.
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Der elektrische Steuerschaltkreis weist die folgenden Bestandteile
auf: einen Ganghebelschalter 901 zum Feststellen der Ganghebelstellungen P, R, N,
D oder L; einen Sensor 902 zum Feststellen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe
31; einen Sensor 903 für die Fahrzeuggeschwindigkeit; einen Drosselsens.or 904 zum
Ermitteln der Drosselöffnung des Vergasers; einen Schaltkreis 905 zum Ermitteln
der Geschwindigkeit, der das Ausgangssignal des Sensors 902 für die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Riemenscheibe 31 in ein Spannungssignal umwandelt; einen Detektorschaltkreis
906 für die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Umwandeln des Ausgangssignals des Geschwindigkeitss.ensors*903
in ein Spannungssignal; einen Detektorschaltkreis 907 für die Drosselöffnung, der
das Ausgangssignal des DrQsselsensors 904 in ein Spannungssignal umwandelt; Eingangsschaltungen
908 bis 911 für die Sensoren 901, 902, 903 und 904; einen Prozessor ,(CPU) 912;
einen Festwertspeicher (ROM) 913 zum Speichern des Steuerprogramms für die Solenoidventile
74, 84, 85 sowie von für die Steuerung erforderlichen Daten; einen Speicher mit
wahlweisem Zugriff (R.I) 914 zum temporären Speichern der Eigangsdaten und der zum
Steuern erforderlichen Parameter; einen Taktsignalgeber 915; eine Ausgangsschaltung
916; sowie Solenoid-Ausgangstreiberschaltungen 917 zum Umwandeln der Ausgangssignale
der Ausgangsschaltung 916 in Ausgangssignale für die Solenoide 85, 84 und 74o Die
Eingamgsschaltungen 908 bis 911, die CPU 912, das ROM 913, das RAN 914 sowie die
Ausgangsschaltung 916 stehen miteinander über einen Datenbus 918 und einen Adreßbus
919 in Verbindung.
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Nachstehend wird die Funktion des hydraulischen Reglers 60 erläutert,
der bei dieser Ausführungsform das Ventil 66 für das Drehmomentverhältnis, das Sperrventil
64, das Drosselventil 65, das Handventil 62 sowie das Regelventil 61 aufweist. Das
Arbeitsfluid in dem hydraulischen Steuerschaltkreis wird von der vom Motor angetriebenen
Pumpe 52
gefördert. Der hohe Leitungsdruck verursacht große Leistungsverluste
der Pumpe 52. Um das Kraftfahrzeug mit niedrigen Brennstoffkosten anzutreiben, muß
der dem hydraulischen Steuerschaltkreis zugeführte Leitungsdruck auf dem minimal
erforderlichen Wert gehalten werden. Bei einem stufenlosen Getriebe muß der Leitungsdruck
so ausreichend sein, daß die hydraulischen Servo-Systeme der Riemenscheiben 31 und
32 das erforderliche Drehmoment ohne Schlupf des Keilriemens 33 übertragen können.
In Fig. 7 zeigen die durchgehenden Linien die Minimalwerte für den Leftungsdruck
entsprechend einer Veränderung des Untersetzungsverhältnisses T zwischen der Eintriebs-
und der Abtriebswelle für verschie-dene Drosselöffnungen, so daß der Motor bei optimalen
Brennstoffkosten betrieben wird. Beim Start wird vorzugsweise der mit gestrichelten
Linien eingezeichnete Leitungsdruck verwendet. Die gestrichelten Linien entsprechen
einem Leitungsdruck, der um etwa 2O/o größer ist als der bei den.durchgezogenen
Linien, da der Motor beim Start nicht mit optimal.en.Brennstoffkosten betrieben
werden kann.
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Beim Bremsen wird der mit einer strichpunktierten Linie dargestellte
Leitungsdruck bevorzugt, und zwar selbst dann, wenn die Drossel öffnung o = 0 beträgt.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Leitungsdruck als Ausgang des
RegelvenDils.61 durch den hydraulischen Regler 60 in Abhängigkeit von den Gangstellungen
L, D, X, R oder P des Handventils 62, den Veränderungen der Drosselöffnung # und
dem Untersetzungsverhältnis zwischen den beiden Riemenscheiben, d.h. dem Untersetzungsverhältnis
zwischen der Eintriebs- und der Abtriebswelle, in der nachstehenden leise geregelt:
D-Stellung Bei dem Handventil 62 ist lediglich in der Leitung 1 der Leitungsdruck,
wahrend in den Leitungen 4 und 5 kein Druck vorhanden ist. Wenn das Gangsteuersolenoid
74 in der
Gangstouerung 70 abgeschaltet und der Leitungsdruck zur
Ölkammer 713 geführt wird, bewirkt die Bewegung der Spule 712 nach rechts eine Verbindung
der Leitungen 3 und 13 untereinander. Daher wirkt der der Leitung 3 zugeführte Leitungsdruck
auf das hydraulische Servo-System 49 der Kupplung 45 über die Leitung 13, und das
Kraftfahrzeug ist für den Vorwärtsantrieb bereit.
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1. Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich t1#T<t2
Gemäß Fig. 5A schließt das Drehmomentverhältnisventil 66 eine Öffnung 663, die zur
Leitung 1 führt, und die Leitung- 6 kommt in Verbin-dung mit einer Auslaßöffnung
665, -und der Druck wird abgegeben. Daher wird die Leitung 7 nicht mit dem Sperrdruck
(gleich dem Leitungsdruck) beaufschlagt, und zwar unabhängig von der Drosselöffnung
#.
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Da eine Öffnung 664, die zur Leitung 9 führt, geschlossen ist und
die Spule 651 des Drosselventils 65 den Rückkopplungsdruck nicht nur am Steg 656,
sondern auch am Steg 657 erhält, fuhrt das Drosselventil 65 den der Drosselöffnung
# gemäß Kurve c in Fig. 8 entsprechenden Drosseldruck dem Regelventilstößel 613
des Regelventils 61 über die Leitung .8 zu. Der vom RegelventiL 61 zugeführte Leitungsdruck
ist im Bereich f der Fig. 9 und Kurve e der Fig. 10 dargestellt.
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2. Das Drehmomentverhältnis T ist im Bereich t2<T#t3 Gemäß Fig.
53 schließt das Ventil 66 eine Öffnung 663, und die Leitung 9 steht mit einer Auslaßöffnung
666 in Verbindung. Der Druck in der Leitung 6 wird über eine Öffnung 665 abgelassen.
Daher wird a~~ Sperrdruck nicht in der Leitung 7 erzeugt. Da die Leitung 9 nicht
mehr mit Druck beaufschlagt ist, wird der Rückkopplungsdruck nicht auf den -Steg
657 der Spule 651 übertragen, und der Drosseldruck nimmt gemäß Kurve d in der Fig.
8 zu. Der Leitungsdruck ist in dem Bereich k der Fig. 9 sowie in der Kurve g der
Fig. 10 dargestellt.
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3. Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich t<T#t4 Gemäß
Fig. 5C wird der Druck aus der Leitung 9 durch eine Auslaßöffnung 656 abgelassen,
und der Drosseldruck ist in der kurve d der Fig. 8 wie bei dem vorstehenden Fall
2 dargestellt. Die Öffnung 663 wird geöffnet, und die Leitungen 6 und 1 kommen miteinander
in Verbindung. Wenn die Drosselöffnung O sich im Bereich 0 = e # #1% befindet und
die Spule 641 des Sperrventils 64 gemäß Fig. 4A sich links befindet, wird die Leitung
6 durch die Spule 641 geschlossen, und die Leitung 7 wird durch das Handventil 62
über die Leitung 5 freigegeben. Wenn die Drosselöffnung # sich im Bereich, #1<#
# 100% befindet, ist die Spule 641 gemäß Fig. 4B angeordnet, und die Leitungen 6
und 7 stehen miteinander in Verbindung. Der Sperrdruck wird dadurch in der Leitung
7 erzeugt. Der Leitungsdruck ist im Bereich 1 der Fig. 9 und in kurve i der Fig.
10 dargestellt und variiert stufenweise bei # = L-Stellung Bei dem Handventil 6?
stehen die Leitungen 5 und 1 miteinander in Verbindung. Die Leitungen 3 und 4 sind
in ähnlicher Weise wie bei der D-Stellung angeordnet.
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1. Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich tl b # t2 Wenn
die Drosselöffnung sich im Bereich o f c # # #1% befindet, stehen die Leitungen
5 und 7 im Sperrventil 64 gemäß Fig. A minteinander in Verbindung. Der Sperrdruck
wird in der Leitung 7 erzeugt, m den Drosselstößel anzuheben, und der Leitungsdruck
wird hoch. Wenn O1< g # 10 ist, wird die Leitung 7 durch die Leitung 6 und die
Auslaßöffnung 665 des Ventils 66 entleert (Druckabbau). Der Sperrdruck wird nicht
erzeugt, und der Drosseldruck ist gleich dem in der D-Stellung. Dann ist der Leitungsdruck
entsprechend der Kurve k in Fig. 11.
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2. Das Dr ehmomentverhältnis T ist im Bereich t2< T t3 Dieser Fall
unterscheidet sich von dem vorstehenden Fall 1. darin, daß die Leitung 9 mit der
Auslaßöffnung 666 in Verbindung steht und ins Ventil 66 entleert wird. Der Drosseldruck
vom Drosselventil 65 durch Leitung 8 zum Regelventil 61 ist erhöht. Der Leitungsdruck
ist in der Kurve j der Fig. 11 dargestellt.
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3. Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich t3<T#t4
Die Leitungen 6 und 1 stehen in dem Ventil 6 miteinander in Verbindung und die Leitung
9 wird durch die Auslaßöffnung 666 entleert. Da der Leitungsdruck den beiden Leitungen
6 und-5 zugeführt wird, ist die Zufuhr des Sperrdrucks vom Sperrventil 64 unabhängig
von der 3rosselöf,-nung. Das RegelvenUil 61 erhält den Sperrdruck und den Drosseldruck
in einer Weise ähnlich dem vorstehenden Fall 2.,.
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und man erhält den Leitungsdruck gemäß der Kurve h in Fig. 11.
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R-Stellung Gemäß Tabelle 1. stehen die Leitungen 4 und 5 mit der Bei
tung 1 in den Handventil 62 in Verbindung, und die Leitung 3 ist entleert. Wenn
das Gangsteuersolenoid 74 der Gangsteuerung 70 abgeschaltet und der Leitungsdruck
der Olkammer 713 zugeführt wird, bewirkt die Bewegung der Spule 712 nach links eine
Verbindung der Leitungen 4 und 14 untereinander. Der der Leitung 4 zugeführte Leitungsdruck
wird über die Leitung 14 zum hydraulischen Servo-System 48 der Bremse 42 zugeführt,
und das Kraftfahrzeug ist damit für den Rückwärtsantrieb bereit. Der Leitungsdruck
wird der Leitung 5 zugeführt und wirkt in der gleichen Weise wie in der L-Stellung.
In der R-Stellung ist das Drehmomentverhältnis T in dem Getriebe 30 auf das maximale
Drehmomentverhältnis 2 = t4 eingestellt. Daher ist ein höheres Untersetzungsverhältnis
in dem Planetengetriebe 40
nicht erforderlicn. Bei dieser Ausführungsform
ist die Steuerung des Leitungsdrucks wie im Falle der IJ-Stellung selbst dann möglich,
wenn das Drehmomentverhältnis T in der R-Stellung verändert wird.
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P- und N-Stellung Die Leitungen 3 bis 5 werden über das Handventil
62 entleere. Da die Leitung 5 entleert ist, ist der durch das Regelventil 61 hervorgerufene
Leitungsdruck der gleiche wie in der D-Stellung.
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Wenn das Handventil 62 in die D-, N- oder P-Stellung verstellt wird,
ist der Leitungsdruck in dem Drehmomentverhältnisbereich t3<T#t4 bei Drosselöffnungen
unterhalb #1% auf niedrigere Werte eingestellt (vgl. die Kurve i in Fig. 10). Wenn
während des Betriebs des Leitungsdruck auf höhere Werte, eingestellt worden -wäre,
würde das Aufrechterhalten des Leitungsdrucks schwierig werden, da an verschiedenen
Stellen des Hydraulikkreises bei hoher Oltemperatur ein hoher Ölaustritt auftritt.
Ferner würde eine Abnahme der dem Ölkühler zugeführten Ölmenge eine weitere Erhöhung
der Öltemperatur und damit weitere Schwierigkeiten bewirken.
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- Wenn das Handventil 62 in die L- oder R-Stellung umgeschaltet wird,
wird der Leitungsdrück im Bereich t1 T #t bei 2 einer Drosselöffnung unterhalb #1
% auf höhere Werte eingestellt (vgl. die Kurven h und k in Fig. 11), da ein relativ
hoher hydraulischer Druck während der Motorbremsung selbst bei niedrigen Drosselöffnungen
erforderlich ist Der in diesem Betriebszustand erforderliche hydraulische Druck
wird in Fig. 7 durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Wenn gemäß Fig. 9 der
Leitungsdruck nahe dem erforderlichen Wert gemäß Fig. 7 ist, wird der Leistungsverlust
der Pumpe 52 vermindert und der Wirkungsgrad hinsichtlich der Brennstoffkosten und
des Brennstoffverbrauchs verbessert.
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Die Arbeitsweise des elektrischen Steuerschaltkreises 90, der von
diesem gesteuerten Gangsteuerung 70 und der Steuervorrichtung 80 für das Drehmomentverhältnis
wird nachstehend mit Bezug auf die Flußdiagramme gemäß den Fig. 18 bis 24 erläutert.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Umdrehungsgeschwindigkeit N' der
Eintriebsriemenscheibe durch den elektrischen Steuerschaltkreis 90 so gesteuert,
daß die Brennstoffkosten bei allen Werben der Drosselöffnung optimiert sind.
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Im allgemeinen wird ein Fahrzeugmotor entsprechend der optimalen Brennstoffkosten-Leitungs-Kurve
gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 12 betrieben. In Fig. 12 zeigt die Abszisse
die Umdrehungsgeschwindigkeit (Minuten 1) des Motors, und die Ordinate gibt das
Drehmoment (kg.a) an der Abtriebswelle an.. Der, Brennstoffverbrauch Q (g/PS.h)
und die Leistung P (PS) an irgendeiner Stelle A werden durch die konstante Brennstoffverbrauchskurve
(durchgezogene Linie) bzw. durch die konstante Leistungskurve (strichpunktierte
Linie) wiedergegeben. Der Brennstoffverbrauh pro Stunde an der Stelle A wird angegeben
durch 5 = Q x P (g/h).
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Der Brennstoffverbrauch S pro Stunde wird errechnet für jeden .Punkt
entlang den konstanten Leitungskurven, um den Punkt mit minimalem Wert für S in
jeder konstanten Leistungskurve zu ermitteln. Durch Verbinden der Punkte mit minimalem
S bei jeder konstanten Leistungskurve erhält man die optimale 3rennstoffkosten-Leistungskurve,
die die Motor-Betriebsbedingungen bei optimalem Brennstoffverbrauch für jede Belastung
angibt. Bei dieser Ausführungsform, wo der Motor 100-mit der Fluidkupplung 21 verbunden
ist, erhält man die in Fig. 16 dargestellte optimale Brennstoffkostenkurve für die
Ausgangsleistung der Fluidkupplung in ähnlicher Weise wie bei.dem vorstehend beschriebenen
Verfahren aus der Motorausgangskennlinie gegenüber der Drossel-
öffnung
gemäß Fig. 13, aus der Fluidkupplungkennlinie Oemäß Fig. 14 sowie aus dem konstanten
Brennstoffverbrauch des Motors gemäß Fig. 15. Die Fig. 17 zeigt die Korrelation
zwischen der Drosselöffnung und der Ausgangsumdrehungsgeschwindigkeit der Fluidkupplung,
die man aus der Ausgangsleistungskurve der Fluidkupplung mit optimalen Brennstoffkosten
gemäß Fig. 16 erhält. Die Ausgangsumdrehungsgeschwindigkeit der Fluidkupplung wird
bei dieser Figur als tfmdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe dieser
Ausführungsform benutzt.
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Bei dieser Ausführungsform des stufenlosen Getriebes wird das Untersetzungsverhältnis
zwischen der Eintriebsriemenscheibe 31 und der Abtriebsriemenscheibe 32 durch die
Umdrehumgsgesch''windigkeit der Eintriebsriemenscheibe mit optimalen Brennstoffkosten
gemäß dem vorstehenden Verfahren und aus. der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkei'L
der Eintriebsriemenscheibe nach der Untersetzung ermittelt.
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Die St-euervorrichtung 80 für das Drehmomentverhältnis wird gesteuert
durch Vergleich der Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe mit optimalen
Brennstoffkosten gemäß Fig. 17 und mit der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit
der Eintriebsriemenscheibe sowie durch Re-- - gein des- Untersetz;ii-ngsverhältnisses
zwischen der Eintriebs-und der Abtriebsriemenscheibe unter Verwendung der beiden
Solenoidventile 84 und 85 in der Steuervorrichtung 80, so daß die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit
mit der Umdrehungsgesch-ifindigksit für optimale Brennstoffkosten übereinstimmt.
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Die Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm des gesamten Steuersy-stems für
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe. Der Drosselsensor 904
liest die Drosselöffnung # an der Einheit 921 aus, und der Ganghebelschalter 901
ermittelt die Ganghebelstellung an der Einheit 922.
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Wenn festgestellt wurde, daß sich der Ganghebel in der P- oder N-Stellung
befindet, so arbeitet das Unterprogramm 930 zum Verarbeiten der P- oder N-Stellung
gemäß Fig. 19.
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Das Unterprogramm 930 schaltet die beiden Solenoidventile 84 und
85 an der Einheit 931 ab, und der RAM-Speicher speichert den Zustand des Ganghebels
in der P- oder lE-Stellung an der Einheit 932. Die Eintriebsrienenscheibe 31 befindet
sich dadurch in einer neutralen Stellung. Wenn der Ganghebel aus der P- oder N-Stellung
in die R-Stellung oder aus der N-Stellung in die D-Stellung umgeschaltet wird, so
erfolgt eine Stoßsteuerung an den Einheiten 940 und 950, um den beim P, N bzw. N-D-Umschaltvorgang
auftretenden Stoß zu verzögern. Die Stoßsteuerung erfolgt durch Anlegen und allmähliches
Verringern eines Impulszuges gemäß Fig. 20, wobei. in jeder. Periode K* die Impulsbereite
durch L*-nM* (n = 1, 2, 3, ...) zum Gangsteuersolenoidventil 74 der Gangsteuerung.
70 gemäß Fig. 21 wiedergegeben wird (nachstehend als "Taststeuerung" bezeichnet).
Wenn das Gangsteuersolenoid 74 in.-er vorstehend beschriebenen Weise der Taststeuerung
unterworfen wird, wird die Ölkammer 713 des Gangsteuerventils 71 mit den hydraulischen
Druck Ps beaufschlagt, der entsprechend der Taststeuerung geregelt wird.
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Die Gangsteuerung. 70 regelt die Zeitsteuerung beim Anlegen und Abgeben
des Hydraulikdrucks an den hydraulischen Servo-Systemen 48 und 49 des Planetengetriebes
40 durch Betätigen des Solenoidventils 74 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des
elektrischen Steuerschaltkreises 90, um während des Schaltvorganges einen Stoß zu
vermeiden. Die Steuerung 70 hält ferner den oberen Grenzwert des hydraulischen Drucks
der hydraulischen Servo-Systeme 48 und 49 unter einem vorgegebenen Wert, um den
Eingriffsdruck der Eupplung und der Bremse zu begrenzen.
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gemäß Fig. 28 Werden gemäß die Aufnahmeflächen der Stege an einer
Spule 712 des Gangsteuerventils 71 durch S1, S1, S1, S2 in dieser Folge von links
wiedergegeben, ist die Kraft der Feder 711 gleich Ps1 und der Hydraulikdruck in
der Ölkammer 713 gleich Ps, so erhält man die hydraulischen Drucke Pc und Pb des
hydraulischen Servo-Systems 49 der Kupplung 45, die für den Vorwärtsantrieb in Eingriff
steht, bzw. für das hydraulische Servo-System 48 der Bremse 42, die fur den Rückwärtsantrieb
in Eingriff steht, durch Berechnung aus den nachstehenden hydraulischen Gleichgewichtsgleicliungen
(1) und (2): Vorwärts: Ps x S1 = Pc x S2 + Fs1 (1)
Rückwärts: $Ps x S1 = Pb x (S1 - S2) + Fs1 (2)
Wird die Druckaufnahmefläche des Ventilkörpers 731 in dem Druckbegrenzungsventil
73 durch S3 und die Kraft einer Feder 732 hinter dem Ventilkörper 731 durch Fs2
wiedergegreben, so erhält man aus der nachstehenden hydraulischen Gleichgewichtsgleichung
(3) für die Betätigung des Druckbegrenzungsventlls 73 den Wert Plim, d.h. den Maximalwert
von Ps: Plim x S3 = Fs2 (3)
Pc und Pb sind entsprechend den Gleichungen (4) und (5) auf die Maximalwerte Pclim
bzw. Pblim begrenzt:
Vorwärts:
Rückwärts:
Die Fig. 22 zeigt ein Flußdiagramm im Falle der Taststeuerung durch die Parameter
K*, L*, M* gemäß dem Wellenformdiagramm der Fig. 20. Die Entscheidung FLUG, ob eine
Stoßsteuerung durchgeführt wird oder nicht, wird in der -einheit 941 ermittelt.
Wenn die Stoßsteuerung durchgeführt werden soll, wird der Programmablauf fortgesetzt.
Wenn keine Weiterverarbeitung erfolgt, wird jegliche Änderung des Ganghebelschalters
901 an den Einheiten 942 und 943 ermittelt. Eine Änderung aus der P- oder N-Stellung
in die R-Stellung wird an der Einheit 942 ermittelt. Eine Anderung aus der N-Stellung
in die D-Stellung wird an den Einheiten 943 ermittelt. Wenn eine Änderung festgestellt
wird, werden. die entsprechenden Parameter E*, L.* -und M* an der Einheit 944 oder
945 eingestellt, und der Wert FLUG, der den Bereitzustand für die Stoßsteuerung
wiedergibt, wird an der Einheit 955 auf "EIN " eingestellt. Wenn keine J4nderung
ermittelt wird, beginnt das Verfahren von vorne, und die Gangstoßsteuerung wird
nicht ausgeführt. ner Parameter K, der das Ende einer Periode E* der Stoßsteuerungsverarbeitung
angibt, wird an der Einheit 946 ermittelt.
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Wenn der Wert K nicht positiv ist, wird K auf K*, Bs auf L* - - M*
und L auf L* an der Einheit 947 eingestellt. Ob L L # 0 ist oder nicht, wird an
der Einheit 948 ermittelt. Wenn L # 0 ist, wird FLUG an der Einheit 949 auf "AUS"
gestellt. Der Zustand mit L # 0 und FLUG auf "AUS" bedeutet das Ende der Stoßsteuerungsverarbeitung.
Wenn der Parameter K, der das Ende einer Periode K* wiedergibt, an der Einheit 946
als positiv ermittelt wird, wird K-1 auf auf K/einer Einheit 950 eingestellt. Wenn
K an der Einheit 950 eingestellt und L # O an der Einheit 948 mit
hinein
ermittelt ist, wird der Parameter L, der das Ende des Einschaltzeitraums in einer
Periode K angibt, an der Einheit 951 ermittelt. Wenn L = 0 ist, erzeugt das Solenoidventil
76 an der Einheit 952 einen AUS-Befehl. Wenn L nicht Null ist, erzeugt das Solenoidventil
74 an der Einheit 953 einen SIN-Befehl, und L-1 wird an der Einheit 954 auf L eingestellt,
so daß der Verfahrensablauf wieder begibt. Eine ähnliche Stoßsteuerung kann unter
Verwendung des programmierbaren Zeitgebers 920 gemäß Fig. 6 durchgeführt werden.
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Nach der N-D-Stoßsteuerung an der Einheit 950 ermittelt gemäß Fig.
18 der Sensor 902 für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe die
tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit N' der Eintriebsriemenscheibe an der Einheit
923. An der Einheit 924 wird festgestellt, ob die Drosselöffnung # Null ist oder
einen anderen Wert aufweist.
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Wenn O#0 ist, werden an der Einheit 960 die Daten für die Umdrehungsgeschwindigkeit
N* für. die Eintriebsxiemenscheibe bei optimalen Brennstoffkosten eingestellt, entsprechend
der Drosselöffnung Q in der Fig. 17, wobei diese Daten vorher in dem ROM 913 gespeichert
worden sind. Gemäß dem Unterprogramm in Fig. 23 wird die Speicheradresse der Daten
für N* an der Einheit 961 eingestellt, und die Daten für N* werden aus der eingestellten
Adresse an der Einheit 962 ausgelesen; danach speichert das Datenspeicher-RAM 914
temporär die an der Einheit 963 gelesenen Daten von N*.
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Die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit N' für die Eintriebsriemenscheibe
wird mit der Umdrehungsgeschwindigkeit N* für die optimalen Brennstoffkosten an
der Einheit 927 verglichen. Wenn NN* ist, wird an der Einheit 928 der Betätigungsbefehl
für das Solenoidventil 84. zum Herunterschalten erzeugt. Wenn N'>N* ist, wird
an der Einheit 929 der Betätigungsbefehl für das Solenoidventil 85 zum
Heraufschalten
erzeugt; wenn N' = N* ist, wird an der Einheit 920 ein AUS-Befehl für die beiden
Solenoidventile 84 und 85 erzeugt.
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Wenn 9 = O ist, d.h. die Drossel vollständig geschlossen ist, erfolgt
die Entscheidung, ob der Ganghebel sich in der D- oder in der L-Stellung befindet,
an der Einheit 925, um zu ermitteln, ob der Motor gebremst werden muß. Gegebenenfalls
wird die Hotorbremssteuerung an der Einheit 970 6der 980 durchgeführt.
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Die Fig. 24 zeigt ein Programm für die Motorbremssteuerung in der
D-Stellung an der Einheit 970; der Fahrzeuggeschwin- -digkeitssensor 993 ermittelt
die Fahrzeuggeschwindigkeit V an .der. Einheit 971, und die Belaschleunigung α
wird an der Einheit 972 berechnet. An der Einheit 973 wird ermittelt, ob die Beschleunigung
α gleich der Beschleunigung A für die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Wenn α
< A ist, wird N* auf einen Wert eingest-ellt, der größer ist als der von ', um
das Herabschalten an der Einheit 974 auszulösen; danach erfolgt der Programmrücksprung.
Wenn α # A ist, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit N* der Eintriebsriemenscheibe
für optimale Brennstoffkosten, die der Drosselöffnung 8 entspricht, an der Einheit
975 eingestellt, und danach erfolgt der Programmrücksprung. Die Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindig'eit und der angepaßten Beschleunigung A wird experimentell
oder durch Berechnung für verschiedene Kraftfahrzeuge ermittelt und ist in Fig.
26 dargestellt.
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Gemäß Fig. 25, die die Motorbremssteuerung der L-Stellung an der
Einheit 980 zeigt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V an der Einheit 981 ermittelt,
und danach wird das Drehmomentverhältnis T aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und
der Umdrehungsgeschwindigkeit N für die Eintriebsriemenscheibe entsprechend der
nachstehenden Gleichung an der Einheit 982 berechnet:
N x k V wobei
k eine Konstante ist, die das Untersetzungsverhältnis der Zahnräder 23 innerhalb
des Getriebes, das Gesamtuntersetzungsverhältnis des Fahrzeuges und den Radius der
Reifen usw. festlegt. An der Einheit 983 wird entschieden, ob das Drehmomentverhältnis
T größer ist als das Drehmomentverhältnis D* für sichere und geeignete Motorbremsung
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wenn T < T* ist, so wird an der Einheit
984 der Wert N* auf einen Wert eingestellt, der größer ist als ', um die Steuerung
beim Herabschalten zu bewirken; danach erfolgt der Programmrücksprung. Wenn T #
T* ist, so wird N* auf einen Wert gleich dem von eingestellt, und danach erfolgt
der Programmrücksprung.
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Das Drehmomentverhältnis T* für sichere und geeignete Motorbremsung
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch ein Experiment oder durch Berechnen
für verschiedene Fahrzeuge ermittelt und ist in Fig. 27 dargestellt.
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Um den beim N-D- oder N-R-Umschalten auftretenden Stoß zu verzögern,
wird der dem hydraulischen Servo-System 48 oder 49 zugeführte Fluiddruck Pb oder
Pc entsprechend der Fluiddruckkennlinie. gemäß Fig. 29 gesteuert, so daß der Eingriff
der Kupplung 45 oder der Bremse 42 in dem Zeit intervall zwischen A und C in der
Figur abgeschlossen wird. Die Fig. 30 zeigt die Beziehung zwischen der Betätigung
(in %) des Solenoidventils 74 zur Steuerung des dem hydraulischen Servo--System
48 oder 49 zugeführten Fluiddruck und dem olenoiddruck Ps, der durch Betätigen des
Solenoidventlls 74 in der Ölkammer 713 erzeugt wird. Die Betätigung (%) wird durch
die nachstehende Gleichung wiedergegeben: Einschaltdauer des Solenoids Batätigung
(%) = ################################ x 100 (%)
Der oolenoiddruck
PS in Fig. 30 wird durch das Gangsteuerventil 71 verstärkt, so daß man den Fluiddruck
Pb oder Pc für das hydraulische Servo-System 48 oder 49 gemäß Fig. 31 erhält.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steuerung 80 für das Drehmomentverhältnis
wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 32 näher erläutert.
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konstante Fahrgeschwindigkeit Die Solenoidventiie 84 und- 85,' die
durch den elektrischen Steuerschaltkreis 90 gesteuert werden, werden gemäß Fig.
32A abgeschaltet, und die Spule 812 nimmt eine Mittelstellung ein.
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Der Fluiddruck P1 in der Ölkammer 816 wird gleich dem Leitungsdruck,
und falls die-Spule 812 in der Figur rechts ist, wird der Fluiddruck P2 der Ölkammer
815 ebenfalls gleich dem Leitungsdruck. Die Spule 812 wird jedoch durch die Schubkraft
P3 der Feder 811 nach links gedrückt. Wenn die Spule 812 nach links bewegt wird
und die Ölkammer 815 mit der Auslaßöffnung 813 in Verbindung kommt, so wird P2 abgesenkt,
und die Spule 812'wird durch den Fluiddruck P1 der Ölkammer 816 nach rechts gedrückt.
Mit der Bewegung dieser Spule 812 nach rechts wird die Auslaßöffnung 813 geschlossen.
enn eine flache Oberfläche 812b mit einer schrägen Kante an dem Stegrand zwischen
der Auslaßöffnung 813 und der Spule 812 gemäß Fig. 32 angeordnet ist, kann die Spule
812 an einem mittleren Gleichgewichtspunkt gemäß Fig. 32A stabilisiert werden. Da
die Leitung 2 dann geschlossen ist, wird der Fluiddruck in dem hydraulischen Servo-System
313 der Eintriebsriemenscheibe 31 durch den Leitungsdruck in dem hydraulischen Servo-System
323 der Abtriebsriemenscheibe 32 durch den Keilriemen 323 gedrückt, so daß der Fluiddruck
in den hydraulischen Servo-Systemen 313 und 323 ausgeglichen wird. In der Praxis
liegt
jedoch in der Leitung 2 eine Ölleckage vor, und die Eintriebsriemenscheibe 31 expandiert
allmählich unG erhöht das Drehmomentverhältnis T. Um die Ölleckage in der Leitung
2 zu kompensieren, wird die Auslaßöffnung 814 im Gleichgewichtszustand der Spule
812 gemäß Fig. 32A geschlossen; ferner ist eine flache Oberfläche 812.a mit abgeschrägter
Kante an dem Stegrand der Spule 812 vorgesehen.
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Gemäß Fig. 34 können anstelle der Oberfläche 812a die Bei tungen 1
und 2 durch eine Leitung 822 mit einer öffnung 821 verbunden werden, um eine ähnliche
Wirkung zu erzielen.
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Heraufschalten Das Solenoidventil 85 wird durch den elektrischen Steuerschaltkreis
90 gemäß Fig. 32B eingeschaltet. Die ölkammer 816 wird.entspannt (Druckreduktion),
und die Spule 812 bewegt sich in der Figur nach links. Bei dieser Bewegung der Spule
812 wird, die Ölkammer 815 ebenfalls durch die Auslaßöffnung 813 entspannt. Die
Spule 812 wird jedoch durch die Feder 811 zum linken Ende gedrückt.
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Da der Leitungsdruck in der Leitung 1 über die Öffnung 818 der. Leitung
2 zugeführt wird, erhöht sich der Fluiddruck in dem hydraulischen Servo-System 313,
und die Eintriebsriemenscheibe 31 liegt sich zusammen, um das Drehmomentverhältnis
T zu vermindern. Durch Steuern der Einschaltdauer des Solenoidventlls 85 für einen
ausreichenden Zeitraum, wird das Drehmomentverhaltnis um den gewünschten Betrag
vermindert, und das Heraufschalten wird durchgeführt.
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Herabschalten Das Solenoidventil 84 wird durch den elektrischen Steuerschaltkreis
90 gemäß Fig. 32C eingeschaltet, und dadurch wird die Ölkammer 815 entspannt. Die
Spule 812 wird in der Figur durch den Leitungsdruck in der Ölkammer 816 nach rechts
bewegt, und die Leitung 2 wird durch die Auslaßöffnung 814 entspannt. Die Eintriebsriemenscheibe
31
expandiert, so daß sich das Drehmomentverhältnis @ erhöht.
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Durch Steuern der Einschaltdauer des Solenoidventils 84 erhöht sich
so das Drehmomentverhältnis, und das Eerabschalten wird durchgeführt.
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Das hydraulische Servo-System 313 der Eintriebsriemenscheibe 31 (Antriebsriemenscheibe)
wird mit dem Ausgangs-Fluiddruck des Steuerventils 81 für das Drehmomentverhältnis
beaufschlagt, wahrend das hydraulische Servo-System 323 der Abtriebsriemenscheibe
32 (angetriebene Riemenschaibe) mit den Leitungsdruck beaufschlagt wird. Wenn Pi
der Fluiddruck in dem hydraulischen Servo-Systen 313 (Sintrieb) und Po der Fluiddruck
in dem hydraulischen Servo-System 323 (Abtrieb) ist, so wird die Beziehung zwischen
dem Druckverhältnis Po/Pi und dem Drehmomentverhältnis T im der graphischen Darstellung
der Fig. 33 wiedergegeben.
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Es sei beispielsweise angenommen, daß der durch einen Punkt a (Drosselöffnung
# = 50%, Drehmomentverhältnis T = 1,5) wiedergegebene Zustand durch Beenden der
Beschleunigung so abgeändert wird, daß # = 30% ist. Wenn das Druckverhältnis Po/Pi
nicht geändert wird, wird der Arbeitspunkt zum Punkt b mit dem Drehmomentverhältnis
T = 0,87 versetzt.
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Wenn andererseits das Drehmomentverhältnis T = 1,5 nicht verändert
wird, wird der Wert Po/Pi durch die Stemerung 80 für das Drehmomentverhältnis erhöht,
die die eintriebsriemenscheibe steuert, und der Arbeitspunkt wird zum Punkt c versetzt.
Daher kann jeder Wert des Drehmomentverhältnisses entsprechend der Belastung eingestellt
werden, indem den Jert Po/Pi in der gewünschten Weise gesteuert wird.
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Mit der vorstehend beschriebenen Gangsteuervorrichtung wird der den
hydraulischen Servosystemen zugeführte hydraulische Druck mit Hilfe des Solenoidventils
und des Gangsteuerventils genau gesteuert, so daß beim N-D- oder N-R-Umschalten
Stöße verhindert werden. Der hydraulische Druck wird während dieser
Umschaltung
in unabhängigen ölkammern gesteuert, so daß eine Fehlfunktion verhindert wird. Das
Druckbegrenzungsventil beschränkt den hydraulischen Druck sicher auf einen Wert
bis höchstens zum oberen Grenzwert. Der hydraulische Druck wird demGangsteuerventil
über die öffnung zugeführt, so daß das Solenoidventil zum Steuern des zugeführten
hydraulischen Drucks keiner zusätzlichen, unerwünschten Belastung ausgesetzt ist
und so die Lebensdauer verlängert wird. Die erfindungsgemäße Gangsteuervorrichtung
weist ferner die nachstehenden Vorteile auf: a) Der den hydraulischen Servosystemen
zum Betätigen der Kupplung. und deriB-remse ßremse.zugkeführte hydraulische Druck
kann durch ein Gangsteuerventil und ein Solenoidventil unabhängig gesteuert werden.
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-b) Der hydraulische Druck, mit dem das Gangsteuerventil beaufschlagt
wird, wird kontinuierlich durch EIN-AUS-Signale, die ein regelmäßigen Intervallen
von dem elektrischen Steuerschaltkreis dem Solenoidventil zugeführt werden, verändert;
der den Servosystemen zum Betätigen der Kupplung und der Bremse zugeführte hydraulische
Druck wird ebenfalls kontinu-- ierlich verändert, um Stöße beim Eingriff der Kupplung
oder der Bremse zu verhindern oder zu verzögern.
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c) Der den Servosystemen zum Betätigen der Kupplung und der Bremse
zugeführte hydraulische Druck wird auf einen Wert bis zum oberen Grenzwert beschränkt,
so daß die hydraulischen Servosysteme keiner zusätzlichen, unerwünschten Belastung
ausgesetzt werden; ihre Lebensdauer wird dadurch verlängert.