DE3111530C2

DE3111530C2 -

Info

Publication number: DE3111530C2
Application number: DE19813111530
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Kariya Aichi Jp Miki; Shoji Anjo Aichi Jp Yokoyama
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1993-09-02
Also published as: DE3111530A1; GB2076482B; GB2076482A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Regler für stufenlose Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge, mit dessen Hilfe der dem hydraulischen Servo-System des Getriebes zugeführte hydraulische Druck (Leitungsdruck) geregelt oder gesteuert wird.

Ein stufenloses Keilriemengetriebe kann in Verbindung mit einem Planetengetriebe zum Umschalten zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsantrieb als automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, wie Automobile, verwendet werden. Das stufenlose Getriebe wird durch eine automatische Steuervorrichtung gesteuert, die einen elektrischen Steuerschaltkreis aufweist. Diesem Steuerschaltkreis werden Eingangssignale aufgrund der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges, wie die Drosselklappenöffnung des Vergasers, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe oder die Einstellposition des Ganghebels, zugeführt. Die Steuervorrichtung weist ferner einen hydraulischen Steuerschaltkreis auf, der das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Getriebes einstellt, und den Vorwärts- oder Rückwärtsantrieb des Planetengetriebes auswählt. Dem hydraulischen Steuerschaltkreis wird der Leitungsdruck zugeführt, der durch Steuern des Abgabedrucks einer vom Motor angetriebenen Ölpumpe erzeugt wird. Der für den hydraulischen Steuerschaltkreis erforderliche Leitungsdruck variiert hauptsächlich in Abhängigkeit von dem Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Getriebes und von dem vom Motor herrührenden Antriebsdrehmoment. Für den Betrieb ergibt sich daher ein Minimalwert für den Leitungsdruck, bei dem der Keilriemen noch nicht rutscht.

Aus der US-PS 41 52 947 ist ein Keilriemengetriebe bekannt, bei dem eine optimale Zugkraft des Keilriemens eingestellt werden soll. Mittels eines ersten Steuerventils wird in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis und/oder der Geschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe der Hydraulikdruck für die Abtriebsrriemenscheibe des Keilriemengetriebes gesteuert und so die Zugkraft des Keilriemens eingestellt. Das Keilriemengetriebe weist jedoch keine unmittelbare Beeinflussung des für die Zugkraft verantwortlichen Hydraulikdruckes durch die Drosselklappenöffnung des Vergasers auf. Dadurch ist es nicht möglich, eine Klemmkraft für den Keilriemen trägheitslos und somit nahe dem Minimalwert einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Regler für stufenlose Keilriemengetriebe zu schaffen, mit dessen Hilfe der Leitungsdruck nahe dem Minimalwert liegt, der zum Betrieb der hydraulischen Servo-Einrichtung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße hydraulische Regler hat wesentlich geringere Leistungsverluste des Pumpenantriebs gegenüber dem Stand der Technik zur Folge, so daß der Kraftstoffverbrauch des Motors vermindert und die Betriebsweise des Fahrzeugs verbessert sind. Mit dem erfindungsgemäßen Regler wird der Leitungsdruck stufenweise bis nahe zu dem erforderlichen Minimalwert verändert. Der Regler ermöglicht ferner eine größere Antriebskraft beim Start des Kraftfahrzeugs durch Erzeugen eines erhöhten Leitungsdrucks. Bei dem erfindungsgemäßen Regler wird der Leitungsdruck in Abhängigkeit von dem ermittelten Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Getriebes gesteuert.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

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. 4A und B Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Sperrventils und eines für das Drosseldruckventil,

Fig. 5A bis C Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Ventils für das Übersetzungsverhältnis,

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 Leitungsdrucks als Charakteristik des Drosseldrucks,

Fig. 9 bis 11 graphische Darstellungen zur Erläuterung des Leitungsdrucks als Charakteristikum eines erfindungsgemäßen hydraulischen Reglers.

Der erfindungsgemäße hydraulische Regler weist unter anderem die folgenden Bestandteile auf: ein Ventil, das den Drosseldruck in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung erzeugt, ein mit dem Drosseldruck beaufschlagtes Regelventil, das den Leitungsdruck in Abhängigkeit vom Drosseldruck erzeugt, eine Drosselleitung und eine mit dieser über eine Öffnung in Verbindung stehende Druckmittelleitung zum Rückführen des hydraulischen Ausgangsdrucks des Ventils für den Drosseldruck, wobei der Ein- oder Auslaß in Abhängigkeit von dem rückgeführten Hydraulikdruck entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle geändert wird; der dem Regelventil zugeführte Drosseldruck wird stufenweise verändert, und dadurch wird in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis der Druck gesteuert.

Fig. 1 zeigt einen Motor 100, einen Vergaser 102 sowie ein Getriebe 20 zwischen dem Motor 100 und der Antriebsachse. Das Getriebe 20 weist eine Fluidkupplung 21, die mit einer Motorabtriebswelle 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.

Die übliche Fluidkupplung 21 weist ein Pumpenlaufrad 211 und ein Turbinenlaufrad 212 auf, das mit einer Abtriebswelle 214 eines Drehmomentwandlers verbunden ist. Anstelle der Fluidkupplung können ein anderer Fluid-Drehmomentwandler oder eine mechanische Kupplung verwendet werden.

Das stufenlose Keilriemengetriebe 30 weist eine Antriebsriemenscheibe 31 mit einem stationären Flansch 311 auf, der mit der Abtriebswelle 214 der Kupplung 211 als Antriebswelle des Getriebes 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; der bewegliche Flansch 322 wird mit Hilfe eines hydraulischen Servo-Systems 323 angetrieben. Ein Keilriemen 33 verbindet die Antriebsriemenscheibe 31 mit der Abtriebsriemenscheibe 32. Die Verschiebung L der beweglichen Flansche 312 und 322 an den Antrieb- und Abtriebswellen 31 bzw. 32 bestimmt das Übersetzungsverhältnis zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen, wobei sich L über den Bereich 0-1₂-1₃-1₄ (0 < 1₂ < 1₃ <1₄) ändert, so daß das Übersetzungsverhältnis T zwischen der Antriebswelle 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 Antriebs-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 kleiner 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.

Das Planetengetriebe 40 zum Umschalten zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsantrieb weist ein Sonnenrad 41 auf, das mit der Zwischenwelle 26 als Antriebswelle 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 Lamellenbremse 42, und ein hydraulisches Servo-System 49 betätigt die Lamellenkupplung 45. Das Planetengetriebe 40 ist im Vorwärtsgang, wenn die Kupplung 45 eingekuppelt und die Bremse 42 gelöst ist; den Rückwärtsgang mit einem Übersetzungsverhältnis von 1,02 erhält man, wenn die Kupplung 45 ausgekuppelt und die Bremse 42 betätigt ist. Das Übersetzungsverhältnis von 1,02 im Rückwärtsgang ist klein im Vergleich zum Übersetzungsverhältnis beim üblichen Getriebe. In dieser Ausführungsform erhält man jedoch ein ausreichendes Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Keilriemengetriebes, z. B. das Übersetzungsverhältnis von 2,4, mit Hilfe des Übersetzungsgetriebes 23, das nachstehend näher erläutert wird.

Das Übersetzungsgetriebe 23 kompensiert das niedrige Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Keilriemengetriebes 30 im Vergleich zu üblichen Getrieben, so daß man zur Erhöhung des Drehmoments ein Übersetzungsverhältnis von 1,45 zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle erhält.

Das Differentialgetriebe 22 ist mit der nicht dargestellten Achse verbunden, so daß man schließlich ein Übersetzungsverhältnis von 3,727 : 1 erhält.

Die Fig. 2 zeigt einen hydraulischen Steuerschaltkreis zur Steuerung des Getriebes gemäß Fig. 1.

Dieser Steuerschaltkreis weist eine hydraulische Druckquelle 50, einen hydraulischen Regler 60, eine Gangsteuerung 70 zur Steuerung des Zeitablaufs beim Eingriff der Lamellenbremse und der Lamellenkupplung des Planetengetriebes 40 und zum Verzögern des Stoßes beim N-D- und N-R-Umschalten sowie eine Vorrichtung 80 zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses auf.

Der hydraulische Regler 60 weist ein von Hand über einen nicht dargestellten Ganghebel betätigbares Handventil 62, ein Sperrventil 64 sowie ein drittes Ventil 65 auf, die einen Sperrdruck bzw. einen Drosseldruck in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung R des Vergasers 102 abgeben; ferner ist ein Übersetzungsverhältnisventil 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 Rückkoppelleitung 9 zum dritten Ventil 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 60.

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 Entlastungsventil 53 auf.

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 Ausgangsstellungen 3 bis 5 gemäß Tabelle I in Verbindung:

Tabelle I

In Tabelle I bezeichnet "O" eine Verbindung des Drucks von der Leitung 1 und "X" keine Verbindung des Drucks von der Leitung 1 zu den Leitungen 3 bis 5.

Gemäß Fig. 2 weist das Regelventil 61 einen Kolben 611 und einen Ventilstößel 612 auf, auf den der Sperrdruck und der Drosseldruck einwirkt, um den Kolben 611 zu steuern. Die Fläche der Zwischenraumöffnungen zur Auslaßöffnung 614 ändert sich entsprechend der Verschiebung des Kolbens 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.

Das Sperrventil 64 ist mit einem Kolben 641 versehen, der mit der Drosselklappenöffnung R des Vergasers 102 gemäß Fig. 2 und 4 verbunden ist. Wenn O ≦ R ≦ R₁ 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. Wenn R₁ < R ≦ 100% ist, so ist die Leitung 7 mit der Leitung 6 verbunden, die wiederum das Sperrventil 64 mit dem Ventil 66 für das Übersetzungsverhältnis verbindet.

Das dritte Ventil 65 ist mit einem Kolben 651 versehen, desen eines Ende in Reihe mit dem Kolben 641 des Sperrventils über eine Feder 645 angeordnet und dessen anderen Ende mit einer Feder 652 verbunden ist. Der Kolben 651 bewegt sich entsprechend den Veränderungen der Drosselklappenöffnung R, die über den Kolben 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 Leitung 8 übertragen, die zur Einlaßöffnung 618 im Regelventil 61 führt. Leitungen 9 und 10 bewirken eine Rückkopplungssteuerung für den hydraulischen Ausgangsdruck und sind von der Leitung 8 abgezweigt und mit Öffnungen 654 bzw. 655 versehen. Der Kolben 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.

Das Ventil 66 für das Übersetzungsverhältnis gemäß den Fig. 2 und 5 ist mit einem Kolben 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 l₃ ≦ L ≦ l₄ (das Übersetzungsverhältnis T ist im Bereich t₂ ≧ T ≧ t₁) befindet, so ist der Kolben 622 gemäß Fig. 5A links angeordnet, so daß eine Einlaßöffnung 664 zur Rückkopplungsleitung 9 im dritten Ventil 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 der Kolben 622 im Mittelabschnitt gemäß Fig. 5B angeordnet, so daß die Öffnung 664, die zur Leitung 9 führt, mit einer Auslaßöffnung 666 in Verbindung steht, um den Druck in der Leitung 9 zu vermindern. Wenn die Verschiebung L im Bereich O ≦ L < l₂ (t₄ ≧ T < t₃) ist, so ist der Kolben 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.

Der Kolben 662 ist verschiebbar mit dem beweglichen Flansch 322 der Abtriebsriemenscheibe 32 verbunden, die sich dreht. Da die Bewegung des Kolbens 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.

Gemäß Fig. 2 weist die Steuervorrichtung 70 ein Gangsteuerventil 71 als hydraulisches Steuerventil mit einer Feder 711 am einen Ende und mit einem Kolben 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. 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 Rückführung des von der zweiten Ölkammer 701 bzw. der dritten Ölkammer 703 zugeführten hydraulischen Drucks. Ferner ist in der Leitung 1, die den Leitungsdruck zu Ölkammer 713 überträgt, eine Öffnung 72 vorgesehen. Zwischen der Öffnung 72 und der Ölkammer 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.

Wenn das Solenoidventil 74 zum Öffnen einer Auslaßöffnung 741 betätigt und der Druck in der Ölkammer 713 abgelassen wird, bewegt sich der Kolben 712 des Gangsteuerventils 71 in der Figur nach links unter der Wirkung der Feder 711. Dadurch kommen die Leitung 13, die zum hydraulischen Servo-System 49, das auf die Kupplung 45 des Planetengetriebe 40 einwirkt, führt, sowie die Leitung 14, die zum hydraulischen Servo-System 48, das auf die Bremse 42 einwirkt, führt, entsprechend mit den Auslaßöffnungen 714 und 715 in Verbindung, und deren Druck wird abgegeben, um die Kupplung 45 oder die Bremse 42 zu lösen. Wenn das Solenoidventil 74 nicht betätigt wird, ist die Auslaßöffnung 741 geschlossen, und der Kolben 712 ist in der Figur rechts angeordnet, und zwar unter dem von der Ölkammer 713 herrührenden 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.

Bei dieser Ausführungsform ist das Gangsteuerventil 71 mit Ölkammern 717 und 705 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.

Die Steuervorrichtung 80 für das Übersetzungsverhältnis weist ein Steuerventil 81 für das Übersetzungsverhältnis, 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 Kolben 812 die Öffnungsfläche variiert; ferner weist die Ölkammer 819 eine Auslaßöffnung 818 auf, die über die Leitung 2 zum hydraulischen Servo-System 313 der Antriebsriemenscheibe 31 des Getriebes 30 führt; eine Auslaßöffnung 814 entleert die Ölkammer 819 entsprechend der Verschiebung des Kolbens 812, und eine Auslaßöffnung 813 entleert die Ölkammer 815 entsprechend der Verschiebung des Kolbens 812. Das Solenoid 85 sowie das Solenoid 84 zum Herauf- bzw. Herabschalten sind mit den Ölkammern 816 bzw. 815 des Steuerventils 81 verbunden. Die beiden Solenoide 84 und 85 werden durch das Ausgangssignal des nachstehend näher erläuterten elektrischen Steuerschaltkreises betätigt und entleeren die Ölkammern 815 bzw. 816.

Die Fig. 6 zeigt die Ausbildung des elektrischen Steuerschaltkreises zum Steuern des Solenoidventils 74 der Gangsteuerung 70, der Solenoidventile 84 und 85 für das Herabschalten und Heraufschalten bei der Steuervorrichtung 80 in dem hydraulischen Steuerschaltkreis gemäß Fig. 2.

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 Drosselsensor 904 zum Ermitteln der Drosselklappenöffnung 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 Geschwindigkeitssensors 903 in ein Spannungssignal; einen Detektorschaltkreis 907 für die Drosselklappenöffnung, der das Ausgangssignal des Drosselsensors 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 (RAM) 914 zum temporären Speichern der Eingangsdaten 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 74. Die Eingangsschaltungen 908 bis 911, die CPU 912, das ROM 913, das RAM 914 sowie die Ausgangsschaltung 916 stehen miteinander über einen Datenbus 918 und einen Adreßbus 919 in Verbindung.

Nachstehend wird die Funktion des hydraulischen Reglers 60 erläutert, der bei dieser Ausführungsform das Ventil 66 für das Übersetzungsverhältnis, das Sperrventil 64, das dritte Ventil 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 Leitungsdruck entsprechend einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses T zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle für verschiedene Drosselklappenöffnungen, 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 20% größer ist als der bei den durchgezogenen Linien, da der Motor beim Start nicht mit optimalen Brennstoffkosten betrieben werden kann. Beim Bremsen wird der mit einer strichpunktierten Linie dargestellte Leitungsdruck bevorzugt, und zwar selbst dann, wenn die Drosselklappenöffnung R = O beträgt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Leitungsdruck als Ausgang des Regelventils 61 durch den hydraulischen Regler 60 in Abhängigkeit von den Gangstellungen L, D, N, R oder P des Handventils 62, den Veränderungen der Drosselklappenöffnung R und dem Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Riemenscheiben, d. h. dem Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle, in der nachstehenden Weise geregelt:

D-Stellung

Bei dem Handventil 62 ist lediglich in der Leitung 1 der Leitungsdruck, während in den Leitungen 4 und 5 kein Druck vorhanden ist. Wenn das Gangsteuersolenoid 74 in der Gangsteuerung 70 abgeschaltet und der Leitungsdruck zur Ölkammer 713 geführt wird, bewirkt die Bewegung des Kolbens 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.

1. Das Übersetzungsverhältnis T befindet sich im Bereich t₁ ≦ T < t₂

Gemäß Fig. 5A schließt das Übersetzungsverhältnisventil 66 eine Öffnung 663, die zur Leitung 1 führt, und die Leitung 6 kommt in Verbindung 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 Drosselklappenöffnung R. Da eine Öffnung 664, die zur Leitung 9 führt, geschlossen ist und den Kolben 651 des dritten Ventils 65 den Rückkopplungsdruck nicht nur am Steg 656, sondern auch am Steg 657 erhält, führt das dritte Ventil 65 den der Drosselklappenöffnung R 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.

2. Das Übersetzungsverhältnis T ist im Bereich t₂ < T ≦ t₃

Gemäß Fig. 5B 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 der 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 des Kolbens 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.

3. Das Übersetzungsverhältnis T befindet sich im Bereich t₃ < T ≦ t₄

Gemäß Fig. 5C wird der Druck aus der Leitung 9 durch eine Auslaßöffnung 666 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 Drosselklappenöffnung R sich im Bereich O ≦ R ≦ R₁% befindet und der Kolben 641 des Sperrventils 64 gemäß Fig. 4A sich links befindet, wird die Leitung 6 durch den Kolben 641 geschlossen, und die Leitung 7 wird durch das Handventil 62 über die Leitung 5 freigegeben. Wenn die Drosselklappenöffnung R sich im Bereich R₁ < R ≦ 100% befindet, ist der Kolben 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 R = R₁%.

L-Stellung

Bei dem Handventil 62 stehen die Leitungen 5 und 1 miteinander in Verbindung. Die Leitungen 3 und 4 sind in ähnlicher Weise wie bei der D-Stellung angeordnet.

1. Das Übersetzungsverhältnis T befindet sich im Bereich t₁ ≦ T ≦ t₂

Wenn die Drosselklappenöffnung sich im Bereich O ≦ R ≦ R₁% befindet, stehen die Leitungen 5 und 7 im Sperrventil 64 gemäß Fig. 4A miteinander in Verbindung. Der Sperrdruck wird in der Leitung 7 erzeugt, um den Drosselstößel anzuheben, und der Leitungsdruck wird hoch. Wenn R₁ < R ≦ 100% 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.

2. Das Übersetzungsverhältnis 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 in Ventil 66 entleert wird. Der Drosseldruck vom dritten Ventil 65 durch Leitung 8 zum Regelventil 61 ist erhöht. Der Leitungsdruck ist in der Kurve j der Fig. 11 dargestellt.

3. Das Übersetzungsverhältnis 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 Drosselklappenöffnung. Das Regelventil 61 erhält den Sperrdruck und den Drosseldruck in einer Weise ähnlich dem vorstehenden Fall 2., und man erhält den Leitungsdruck gemäß der Kurve h in Fig. 11.

R-Stellung

Gemäß Tabelle I stehen die Leitungen 4 und 5 mit der Leitung 1 in dem Handventil 62 in Verbindung, und die Leitung 3 ist entleert. Wenn das Gangsteuersolenoid 74 der Gangsteuerung 70 abgeschaltet und der Leitungsdruck der Ölkammer 713 zugeführt wird, bewirkt die Bewegung der Spule 712 nach rechts 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 Übersetzungsverhältnis T in dem Getriebe 30 auf das maximale Übersetzungsverhältnis T = t₄ eingestellt. Daher ist ein höheres Übersetzungsverhältnis in dem Planetengetriebe 40 nicht erforderlich. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung des Leitungsdrucks wie im Falle der L-Stellung selbst dann möglich, wenn das Übersetzungsverhältnis T in der R-Stellung verändert wird.

P- und N-Stellung

Die Leitungen 3 bis 5 werden über das Handventil 62 entleert. Da die Leitung 5 entleert ist, ist der durch das Regelventil 61 hervorgerufene Leitungsdruck der gleiche wie in der D-Stellung.

Wenn das Handventil 62 in die D-, N- oder P-Stellung verstellt wird, ist der Leitungsdruck in dem Übersetzungsverhältnisbereich t₃ < T ≦ t₄ bei Drosselklappenöffnungen unterhalb R₁% auf niedrigere Werte eingestellt (vgl. die Kurve i in Fig. 10). Wenn während des Betriebs der Leitungsdruck auf höhere Werte eingestellt worden wäre, würde das Aufrechterhalten des Leitungsdrucks schwierig werden, da an verschiedenen Stellen des Hydraulikkreises bei hoher Öltemperatur ein hoher Ölaustritt auftritt. Ferner würde eine Abnahme der dem Ölkühler zugeführten Ölmenge eine weitere Erhöhung der Öltemperatur und damit weitere Schwierigkeiten bewirken.

Wenn das Handventil 62 in die L- oder R-Stellung umgeschaltet wird, wird der Leitungsdruck im Bereich t₁ ≦ T ≦ t₂ bei einer Drosselklappenöffnung unterhalb R₁% 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 Drosselklappenöffnungen 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.

Claims

1. Hydraulischer Regler (60) für stufenlose Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge mit

a) Antriebs- und Abtriebsriemenscheiben (31, 32), die auf Antriebs- bzw. Abtriebswellen (214, 26) befestigt sind und variable effektive Durchmesser aufweisen,
b) hydraulische Servostelleinheiten (313, 323) zum Verändern der effektiven Durchmesser der Antriebs- und Abtriebsriemenscheiben (31, 32), um das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle (214, 26) zu steuern,
c) einem die beiden Riemenscheiben (31, 32) betrieblich verbindenden Keilriemen (33), wobei die Klemmkraft der Riemenscheiben (31, 32) auf den Keilriemen (33) durch hydraulische Betätigung einer der beiden Servostelleinheiten (313, 323) bewirkt wird, und mit
d) einer Hydraulikdruckquelle (50), wobei der Regler (60) ferner aufweist:
e) ein Regelventil (61) zum Regeln des Hydraulikdrucks als Leistungsdruck für die Servostelleinheiten (313, 323), und
f) eine Steuereinrichtung (64, 65, 66) mit einem Sperrventil (64) , einem dritten Ventil (65) und einem Übersetzungsverhältnisventil (66) zum Steuern des Regelventils (61) für den Leitungsdruck,
g) wobei das Regelventil (61) durch die Stellung der Abtriebsriemenscheibe (32) über das Überset zungsverhältnisventil (66) und durch die Drosselklappenöffnung über das dritte Ventil (65) und das Sperrventil (64) gesteuert wird um eine minimale Klemmkraft für den Keilriemen (33) bei einem bestimmten Übersetzungsverhältnis festzulegen.

2. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ventil (65) mit einem primären Hydraulikkanal (8) für den Drosseldruck und mehrere Rückkoppel-Hydraulikkanäle (9, 10) aufweist, die über Öffnungen mit dem primären Hydraulikkanal (8) verbunden und zum Reduzieren des Drosseldrucks vorgesehen sind, und daß das Übersetzungsverhältnisventil (66) die Rückkoppel-Hydraulikkanäle (9, 10) mit einem Ablaßkanal (666) entsprechend dem Übersetzungsverhältnis verbindet.

3. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnisventil (66) einen Zufuhr-Hydraulikkanal (6) für den Leitungsdruck entsprechend dem Übersetzungsverhältnis aufweist, und daß der Zufuhr-Hydraulikkanal (6) über das Sperrventil (64) mit einer Druckerhöhungskammer (616′) des Regelventils (61) verbunden ist.