DE3111578A1

DE3111578A1 - Vorrichtung zum steuern des drehmomentverhaeltnisses eines stufenlosen keilriemengetriebes fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3111578A1
Application number: DE19813111578
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Kariya Aichi Miki; Shoji Anjo Aichi 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: 1982-03-18
Also published as: JPH023735B2; JPS56134658A; US4459879A; DE3111578C2; GB2076084A; GB2076084B

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches, stufenloses Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge, und insbesondere eine Steuervorrichtung für das Drehmoment bei derartigen Getrieben; die Einstellung des Getriebes erfolgt dabei in Abhängigkeit von Eingangssignalen.

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 PIanetengetriebe. Der hydraulische 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 Leitungsdruck 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-Umsehalten vorgesehen, die Stöße beim Umschalten verhindert.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für das Drehmomentverhältnis bei einem stufenlosen Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge zu schaffen, wobei die Eintrieb-Riemenscheibe gleichmäßig und stoßfrei gesteuert wird.

Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist in vorteilhafter Weise kompakt aufgebaut ,wobei das Untersetzungsverhältnis zwischen den Eintriebs- und den Abtriebs-Riemenscheiben beim Heraufschalten verringert wird, indem der Leitungsdruck zu den hydraulischen Servo-Systemen der Abtriebs-Riemenscheibe und der Eintriebs-Riemenscheibe zugeführt wird; dabei ist die den Druck aufnehmende Fläche des hydraulischen Servo-Systems der Eintriebs-Riemenscheibe doppelt so groß wie die Druckaufnahmefläche der Abtriebs-Riemenscheibe, so daß die Schubkraft auf die Eintriebs-Riemenscheibe erhöht wird.

Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann das Untersetzungsverhältnis zwischen der Eintriebs- und der Abtriebs-Riemenscheibe beim Herunterschalten erhöht werden, indem der zum hydraulischen Servo-3ystern der Eintriebs-Riemenscheibe führende Durchlaß mit einer Ablaufleitung verbunden wird, so daß die Schubkraft des hydraulischen Servo-Systems der Eintrieb-Riemenscheibe verringert wird.

Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird ferner ein Schlupf zwischen dem Keilriemen und den Riemenscheiben bei allen Arbeitsbedingungen verhindert, indem der Leitungsdruck dem hydraulischen Servo-System der Abtriebs-Riemenscheibe zugeführt und diese große Schubkraft auf den Keilriemen übertragen wird.

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Jirf indungsgemäß wird das Untersetzungsverhältnis zwischen den "beiden Riemenscheiben konstant gehalten, und dabei wird der Durchlaß zum hydraulischen Servo-System der üintriebs-Riemenscheibe verschlossen, um eine Volumenveränderung zu verhindern.

irgend

Ein Ölaustritt in ^Neinem Teil des zum hydraulischen Servo-System der Eintriebs-Riemenscheibe führenden Durchlasses wird kompensiert, und unerwünschte Veränderungen des Drehmomentverhältnisses aufgrund eines Ölaustritts werden verhindert.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist zwei Solenoide und ein Verhältnissteuerventil auf, wobei das Ventil auf eine von drei Positionen zum Heraufschalten, zum Herabschalten und für den Leerlauf eingestellt werden kann, indem die Ein-Aus-Zustände der beiden Solenoide in geeigneter Weise kombiniert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung werden der kompakte Aufbau und die lange Lebensdauer des Solenoidsventils dadurch verbessert, indem der Leitungsdruck durch eine öffnung zum oolenoidventil zugeführt und die von dem Solenoidventii gesteuerte Fluidmenge reduziert wird.

Erfindungsgemäß kann bei der Steuervorrichtung das Verhältnissteuerventil in einer Zwischenposition ausbalanciert werden, indem eine Feder auf der einen Seite des Ventils und eine Auslaßöfinung auf der Federseite des Ventils vorgesehen werden.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann das Verhältnissteuerventil an einer mittleren Gleichgewichtsposition stabilisiert werden, indem an der Federseite des Ventils ein abgeschrägter Abschnitt vorgesehen wird.

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NACHGEREICHTJ

Γ _ ₇ _ ~1

Ferner kann das Verhältnissteuerventil an einer mittleren Gleichgewichtsposition in der Weise stabilisiert werden, indem der Leitungsdruck über eine Öffnung zur Federseite des Ventils zugeführt wird.

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, 20

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,
30

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,

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■ 1 - 8 -

Fig. 12 eine graphische Darstellung einer optimalen

Brennstoffkosten-Leistungs-Kurve eines Motors,

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Motorausgangsleistung,

Fig. 14 · ein Leistungsdiagramm einer Druckmitteingabevorrichtung,

Fig. 15 eine graphische Darstellung mit konstanten Brennst of fko st en-Kur ven,

Fig. 16 eine graphische Darstellung der optimalen Brenn-

stoffkosten-Druckmittelkupplungsleistung-Kurve, 15

Fig. 17 eine graphische Darstellung der optimalen Brennstoffkosten-Druckiaittelkopplung als Charakteristikum der Ausgangs-Umdrehungsgeschwindigkeit,

Fig. 18, 19 und 22 bis 25 Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise eines elektrischen SteuerSchaltkreises,

Fig. 20 ein Wellenformdiagramm zur Er 1-äuterung der Leistungssteuerung,

Fig. 21 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise

eines elektromagnetischen Solenoidventils einer

Schaltungssteuerung,
30

Fig. 26 eine graphische Darstellung der Beschleunigung als Funktion der Geschwindigkeit,

Fig. 27 eine graphische Darstellung des Drehmomentverhältnisses als Funktion der Geschwindigkeit,

Γ , —ι _η "1

Pig. 28 ein Diagramm zur -Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungssteuerung,

Fig. 29 eine graphische Darstellung des hydraulischen Drucks, der den hydraulischen Servo-Systemen der

Mntriebs- und Abtriebsriemenscheiben zugeführt wird,

Fig. 30 eine graphische Darstellung des Solenoiddrucks Ps, 10

Fig. 31 eine graphische Darstellung des hydraulischen Ausgangsdrucks des Schaltungssteuerventils,

Fig. 32 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Drehmomentverhältnis-Steuervorrichtung,

33 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmoment verhältnis ü? der tintriebs- und der Abtriebswellen eines stufenlosen Keilriemengetriebes sowie des Druckverhäitnisses der hydraulischen

Eintriebs- und Abtriebsservosysterne und

Fig. 34- eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Schaltungssteuerung. 25

Die erxindungsgemäSe Steuervorrichtung für das Drehmomentverhältnis bei einem stufenlosen Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge weist Eintriebs- und Abtriebsriemenscheiben auf, die auf Eintrisbs- bzw. Abtriebswellen befestigt sind und variable effektive Durchmesser aufweisen. Zwischen den Eintriebs- und Abtriebsriemenscheiben ist in Antriebsverbindung ein Antriebsband vorgesehen; der effektive Durchmesser jeder Riemenscheibe wird durch den hydraulischen Druck eingestellt, der den hydraulischen Servo-Systemen zugeführt wird, die Jeder Riemenscheibe zugeordnet sind, um das Untersetzungsverhältnis zwischen der Eintriebs- und

L J

Ι der Abtriebswelle stufenlos veränderlich zu steuern. Die Steuervorrichtung für das Drehmomentverhältnis weist einen elektrischen Steuerschaltkreis auf, dem Eingangssignale aufgrund der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges zugeführt werden, beispielsweise die Vergaserdrosselöffnung, die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebs-Riemenscheibe; ferner werden Ausgangssignale erzeugt, um den effektiven Durchmesser der Eintriebs-Riemenscheibe zu steuern. Zwei Solenoidventile werden durch die Ausgangssignale des Steuerschaltkreises gesteuert; ein Steuerventil für das Drehmomentverhältnis wird von den Solenoidventilen gesteuert und regelt den dem hydraulischen Servo-System der Eintriebsriemenscheibe zugeführten hydraulischen Druck; dem hydraulischen Servo-System der Abtriebsriemenscheibe wird normalerweise der Leitungsdruck, zugeführt, während der dem Servo-System der Sintriebsriemenscheibe zugeführte hydraulische Druck in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges gesteuert wird; dadurch erreicht man eine kontinuierliche Steuerung des Drehmoment Verhältnisses.

Pig. 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, soxtfie ein stufenloses Keilriemengetriebe 3O und ein Planetengetriebe 40 zum Umschalten zwischen vorwärts und

rückwärts auf.
30

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 I'luid-Drehmomentwandler oder eine mechanische Kupplung verwendet werden.

Das stufenlose Keilriemengetriebe 3O weist eine Eintriebs-

riemensche ibe 3I mit einem stationären Flansch 3II auf,

der Kupplung 211

der mit der Abtriebswelle 214-/als eintriebswelle des Getriebes 30 verbunden ist; ferner ist ein beweglicher Flansch 312 gegenüber dem stationären Flansch 3II 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 Eintriebsriemenscheibe 3I mit der Abtriebsriemenscheibe 32. Die Verschiebung L der beweglichen Flansche 312 und 322 an den Eintrieb- und Abtriebswellen 3I bzw. 32 bestimmt das Drehmomentverhältnis zwischen den Eintriebs- und Abtriebswellen, wobei sich L über den Bereich O-lg-l.,-!^ (0 <;l₂ <I₅<!/,.) ändert, so daß das Drehmomentverhältnis T zwischen der Eintriebswelle 214 und der Abtriebswelle 26 des Getriebes J>0 stufenlos im Bereich von t^-t -t-t. (ty]-< ■^fcp<t_:, <t"4_) verändert wird. Da die druck-

aufnehmende Fläche des Eintriebs-Servo-Systems 313 etwa zweimal so groß ist wie die des hydraulischen Abtriebs-Servo-3ystems 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-Systern 313 kleiner ist als oder gleich ist dem hydraulischen Druck im Servo-Systern 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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NACHGiERElCHT

- 12 -

Das Planetengetriebe 40 zum Umschalten zwischen dem Vorwärts- und den Rückwärtsantrieb weist ein Sonnenrad 41 auf, das mit der Zwischenvrelle 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 Vielfach-Plattenbremse 42, und ein hydraulisches Servo-Systern 49 betätigt die Vielfach-Plattenkupplung 45. Das Planetengetriebe 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. das Untersetzungsverhältnis von 2,4, mit Hilfe des Unter-Setzungsgetriebes 23, das nachstehend näher erläutert wird.

Das Untersetzungsgetriebe 23 kompensiert das niedrige Unter Setzungsverhältnis des stufenlosen Keilriemengetriebes 30 im Vergleich zu üblichen Getrieben, so daß man zur Er- ^ höhung des Drehmoments ein Untersetzungsverhältnis von 1,45 zwischen der Eintriebs- und der Abtriebswelle erhält.

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

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

Dieser Steuerschaltkreis weist eine hydraulische Druckquelle 50, einen hydraulischen Hegler 60, eine Gangsteuerung 70 zur Steuerung des Zeitablaufs beim Eingriff der Mehr-Plattenbremse und der Mehr-Plattenkupplung des Planetengetriebes 4-0 und zum Verzögern des Stoßes beim IT-D- und H-R-Umschalten sowie eine Vorrichtung 80 zum Steuern des DrehmomentVerhältnisses auf.

Der hydraulische Hegler 60 weist ein von Hand über einen nicht dargestellten Ganghebel betätigbares Ventil 62, ein Sperrventil 6A- sowie ein Drosselventil 65 auf, die einen Sperrdruck bzw. einen Drosseldruck in Abhängigkeit von der Drosselöffnung G des Vergasers 102 abgeben; ferner ist ein Erehmoiaentverhältnisventil 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 Drosselventil 65 entsprechend der Verschiebung des beweglichen Flansches 321 verringert. Ein Regelventil 61 steuert den hydraulischen Druck von der hydraulischen Bruckquelle 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 Ausgang sieitungen 3 bis 5 gemäß Tabelle I in Verbindung :

	Tabelle I	Έ	D	L
P	R	X	O	O
X	X	X	X	X
X	O	X	X	O
X	O

Leitung 3
4-

5 10

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 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 Aus Laßöffnung 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.

Das Sperrventil 64 ist mit einer Spule 64-1 versehen, die mit der Drosselöffnung O des Drosselventils des Vergasers 102 gemäß Fig. 2 und 4- verbunden ist. Venn 0^0?©^ ist, ist die Leitung 5 mit der Auslaßleitung 7 für den Sperrdruck verbunden, die zur Einlaßöffnung 616' im Hegelventil 61 gemäß Fig. 2 und 4-A führt. Wenn Θ^Ο^ΙΟΟ^ ist, so ist die Leitung 7 Qi^ der Leitung 6 verbunden, die wiederum das Sperrventil 64 mit dem Ventil 66 für das 1 rehmomentverhältnis verbindet.

Das Drosselventil 65 ist mit einer Spule 651 versahen, deren eines Ende in Seihe mit der Spule 64"" des Sperrventils über eine Feder 64-5 angeordnet und deren anderes Ende mit

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einer Feder 652 verbunden ist. Die Spule 651 bewegt sich entsprechend den Veränderungen der Drosselöffnung Θ, die über die Spule 64-1 und die Feder 64-5 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 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.
15

Das Ventil 66 für das Drehmomentverhältnis gemäß den Fig. 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 beitfeglichen Flansches 322 sich im Bereich I₃=L=I^ (das Drehmomentverhältnis T ist im Bereich t£t T=t, ) befindet, so ist die Spule 662 gemäß Fig. 5A links angeordnet, so daß eine Einlaßöffnung 664- zur Rückkopplungsleitung 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 I₂^l₅ Ct₃=TXi₂) ist, so ist die Spule 662 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 0lL"=l₂ (t^T>t,) 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.

O ! I f O / ö Γ NACHGEr?EiOHT| ~|

Die Spule 662 ist verschiebbar mit dem beweglichen Flansch 322 der Abtriebsriemenscheibe 32 verbunden, die sich dreht. 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 übertragt, 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 einer Spule 712 am anderen Ende auf, auf die der Leitungsdruck von einer ersten ölkanmer 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 74-1 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 71I. Dadurch kommen die Leitung 13₅ die zum hydraulischen Servo-System 4-9 * das auf die Kupplung 4-5 des · Planetengetriebe 4-0 einwirkt, führt, sowie die Leitung 14-, die zum hydraulischen Servo-Systern 4-8, das auf die Bremse 4-2 einwirkt, führt, entsprechend mit den Auslaßöffnungen 714- und 715 in Verbindung, und deren Druck wird abgegeben, um die Kupplung 4-5 oder die Bremse 4-2 zu lösen. Wenn das Solenoidventil 74- nicht betätigt wird, ist die Auslaßöffnung 74-1 geschlossen, und die Spule 712 ist in der Figur links angeordnet, und zwar unter dem von der Ölkammer 713 her-

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, rührenden Leitungsdruck. Dadurch stehen die Leibungen 3 und 4 mit den Leitungen 13 ^w. ^ 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 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 IQ geschützt werden.

Die Steuervorrichtung 80 für das Drehmomentverhältnis weist ein Steuerventil 81 für das Drehmomentverhältnis, Öffnungen 82 und 83, ein Solenoid 84 für das Herunterschal ten 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 Ver schiebung 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 3I des Getriebes 3O führt; eine Aus laßöffnung 814 entleert die Ölkammer 819 entsprechend der Verschiebung der Spule 812, und eine Auslaßöffnung 813 entleert die Ölkammer 315 entsprechend der Verschiebung der Spule 812. Das Solenoid 85 so'tfie das Solenoid 8 4 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 Steuerschal tkreises zum Steuern des Solenoidventils 74 der Gangsteuerung 70, der Solenoidventile 84 und 85 für das Herabschalten und Heraufschalten bei der Steuervorrichtung 80

^L in dem hydraulischen Steuerschaltkreis gemäß Fig. 2.

" ■" - 18 -

Der elektrische St euer sch. alt kr eis weist die folgenden Bestandteile auf: einen Ganghebelschalter 901 zum Feststellen der Ganghebelstellungen P, S, IT, 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 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 905 für die FahrZeuggeschwindigkeit zum Umwandeln des Ausgangssignals des Geschwindigkeitssensors 9O3 in ein Spannungssignal; einen Detektorschaltkreis 9O7 für die Drosselöffnung, 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 (RON) 913 zum Speichern des Steuerprogramms für die Solenoidventile 74 _s 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, 34 und 7^-· Die Eingangs schaltungen 9O8 bis 911, die CPU 912, das ROM 913, das RAM 914 sowie die Ausgangsschaltung 916 stehen miteinander über

einen Datenbus 918 und einen Adreßbus 9^9 in Verbindung. 30

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 Steuerschal tkr eis wird von der vom Motor angetriebenen Pumpe 52

1 nachqereiokt]

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gefördert. Der hohe Leitungsdruck verursacht große Leistung sver lust e der Pumpe 52. Um das Kraftfahrzeug mit niedrigen Brennstoffkosten anzutreiben, muß der dem hydraulischen Steuer schaltkreis 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 3Ί und 32 das erforderliche Drehmoment ohne Schlupf des Keilriemens 33 übertragen können. In IFig. 7 zeigen die durchgehenden Linien die Minimalwerte für den Leitungsdruck entsprechend einer Veränderung des Untersetzungsverhältnisses T zwischen der Eintriebe- und der Abtriebswelle für verschiedene 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 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 Drosselöffnung 0=0 beträgt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Leitungsdruck als Ausgang des Regelventils 61 durch den hydraulischen Regler 60 in Abhängigkeit von den Gangstellungen L, D, H", R oder P des Handventils 62, den Veränderungen der Drosselöffnung 0 und dem Untersetzungsverhältnis zwischen den beiden Riemenscheiben, d.h. dem Untersetzungsverhältnis zwischen der Eintriebs- 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 JQ- in· der

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Γ— "■■■ |||·"
NACH(BEREiCHT f _.

^Γ - 20 -

Gangsteuerung 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.

1. Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich t₁ * Q}<t₂

Gemäß Fig. 5-Ä- schließt das Drehmomentverhältnisventil 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 Drosselöffnung 0. 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 erhält, führt das Drosselventil 65 den der Drosselöffnung gemäß Kurve c in Fig. 8 entsprechenden ^ürosseidruck 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 Drehmomentverhältnis T ist im Bereich t_o<T<t_ Gemäß Fig. 5B schließt das Ventil 66 eine Öffnung663, und die Leitung 9 steht mit einer Auslaßöffnung 666 in Verbindung. Der Druck in der Leitung 6 wird über eine Öffnung 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 der Spule 651 übertragen, und der Drosseldruck nimmt gemäß Kurve d in der Fig. 8 zu. Der Leitungsdruck

³^ ist in dem Bereich k der Fig. 9 sowie in der Kurve g der Fig. 10 dargestellt.

NACHGEREIOHT! ~]

3· Das Drehmomentverhältnis Γ befindet sich im Bereich ^τ3 =·ι\

Gemäß Fig. 50 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. Venn die Drosselöffnung 0 sich im Bereich O=Q ^ 0 % befindet und die Spule 641 des Sperrventils 64· gemäß Fig. 4A sich links befindet, wird die Leitung 6 durch die Spule 64-1 geschlossen, und die Leitung 7 wird durch das Handventil über die Leitung 5 freigegeben. Wenn die Drosselöffnung Q sich im Bereich 0₁<0 * 100% befindet, ist die Spule 64-1 gemäß Fig. 4-B angeordnet, und die Leitungen 6 und 7 stehen

¹S 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 0 = QJ?a.

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 Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich t, * χ S t₂

Wenn die Drosselöffnung sich im Bereich 0^0= θ.% befindet, stehen die Leitungen 5 und 7 im Sperrventil 64-gemäß Fig. 4-A miteinander in Verbindung. Der Sperrdruck wird in der Leitung 7 erzeugt, um den Drosselstößel anzuheben, und der Leitungsdruck wird hoch. Wenn Q^.< 0 2F 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.

3111573

NACHGEREICHT

- 22 -

2. Das Drehmomentverhältnis T ist im Bereich t«-^ T^t 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.

3· Das Drehmomentverhältnis T befindet sich im Bereich

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 Drosselöffnung. Das Segelventil 61 erhält den Sperrdruck und den Drosseldruck in einer Weise ähnlich dem vorstehenden Fall und man erhält den Leitungsdruck gemäß der Kurve h in Fig. 11.

R-Stellung

Gemäß Tabelle 1 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 Qlkammer 7I3 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 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 3O auf das maximale Drehmomentverhältnis T = t^ eingestellt. Daher ist ein höheres Untersetzungsverhältnis in dem Planetengetriebe

Γ ι _ I - 23 -

nicht erforderlich. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung des Leitungsdrucks wie im Falle der L-Stellung selbst dann möglich, wenn das Drehmomentverhältnis T in der R-Stellung verändert wird.

P- und IT-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-, IT- oder P-Stellung verstellt wird, ist der Leitungsdruck in dem Drehmomentverhältnisbereich t^^T^t^ bei Drosselöffnungen unterhalb ö,i% 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 ültemperatur 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 t^. = T ^t^ bei einer Drosselöffnung unterhalb ©..% 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.

L -J

j NACHGEF-* CfOHT I

Die Arbeitsweise des elektrischen Stöuerschaltkreises 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.

Bei dieser Ausführungsform wird die Umdrehungsgeschwindigkeit Ή' der Eintriebsriemenscheibe durch den elektrischen Steuerschaltkreis 90 so gesteuert, daß die Brennstoffkosten bei allen Werten der Drosselöffnung optimiert sind.

Im allgemeinen wird ein Fahrzeugmotor entsprechend der optimalen Brennstoffkosten-Leistungs-Kurve gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 12 betrieben. In Fig. 12 zeigt die Abszisse die Umdrehungsgeschwindigkeit (Minuten ) des Motors, und die Ordinate gibt das Drehmoment (kg.m) 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 Brennstoffverbrauch pro Stunde an der Stelle A wird angegeben durch

S = QxP (g/h). Der Brennstoffverbrauch S pro Stunde wird errechnet für jeden Punkt entlang den konstanten Leistungskurven, 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 Brennstoffkosten-Leistungskurve, die die Motor-Betriebsbedingungen bei optimalem Brennstoffverbrauch für jede Leistung 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-

L J

asRHCHTf

^Γ - 25 -

Öffnung gemäß Fig. 13, aus der Fiuidkupplungkennlinie gemäß 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 Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe dieser Ausführungsform benutzt.

Bei dieser Ausführungsform des stufenlosen Getriebes wird das Untersetzungsverhältnis zwischen der Eintriebsriemenscheibe 31 und der Abtriebsriemenscheibe 32 durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe mit optimalen Brennstoffkosten gemäß dem vorstehenden Verfahren und aus der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe nach der Untersetzung ermittelt.

Die Steuervorrichtung 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 Regeln des Untersetzungsverhältnisses zwischen der Eintriebsund der Abtriebsriemenscheibe unter Verwendung der beiden Solenoidventile 84- und 85 in der Steuervorrichtung 80, so daß die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit mit der Umdrehungsgeschwindigkeit für optimale Brennstoffkosten übereinstimmt.

Die Fig. 18 zeigt ein Flußdiagrainm des gesamten Steuersystems für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe. Der Drosselsensor 904 liest die Drossel-Öffnung θ an der Einheit 921 aus, und der Ganghebelschalter 901 ermittelt die Ganghebelstellung an da?Einheit 922.

L J

[- JNACHaEREICHT

- 26 -

Wenn festgestelllt wurde, daß sich der Ganghebel in der P- oder IT-Stellung befindet, so arbeitet das Unterprogramm 930 zum Verarbeiten der P- oder IT-Stellung gemäß 5"ig. 19· Das Unterprogramm 930 schaltet die beiden Solenoidventile S ' 84 und 85 an der Einheit 931 ab, und der HAM-Speicher speichert den Zustand des Ganghebels in der P- oder IT-Stellung an der Einheit 932. Die Eintriebsriemenscheibe 3I befindet sich dadurch in einer neutralen Stellung. Wenn der Ganghebel aus der P- oder IT-Stellung in die R-Stellung oder aus der IT-Stellung in die D-Stellung umgeschaltet wird, so erfolgt eine Stoßsteuerung an den Einheiten 94-0 und 95Ο, um den beim P, IT -R- 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 Impulsbreite durch L*-nM* (n = 1, 2, 3, ...) zum Gangsteuersolenoidventil 74 der Gangsteuerung "Ο gemäß Pig. 21 wiedergegeben wird (nachstehend als "laststeuerung" bezeichnet). Wenn das Gangsteuersolenoid 7^- ia der vorstehend beschriebenen Weise der !'äststeuerung unterworfen wird, wird die Ölkammer 713 des Gangsteuerventils 7I ^mi^ dem hydraulischen Druck Ps beaufschlagt, der entsprechend der Taststeuerung geregelt wird.

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 Kupplung und der Bremse zu begrenzen.

L -I

I NACHGEREIOHT

- 27 -

gemäß Fig. 28
Werden/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 gleich Fs^ und der Hydraulikdruck in der ölkammer 713 gleich Ps, so erhält man die hydraulischen Drucke Pc und Pb des hydraulischen Servo-Systems 4-9 der Kupplung 4-5, die für den Vorwärtsantrieb in Eingriff steht, bzw. für das hydraulische Servo-System 4-8 der Bremse 4-2, die für den Rückwärtsantrieb in Eingriff steht, durch Berechnung aus den nachstehenden hydraulischen Gleichgewichtsgleichungen (1) und (2):

(1)

Vorwärts:	Ps	X	S₁	s	= Pcxi	J₂ + F	^S1
	Pc	=	S₁ S₂-	³1	χ Ps -	_Fs, S₂
Rückwärts:	Ps	X	S₁	= Pb χ {	[S₁ -	S₂) + Fs
	Pb			Ps -	Fs,
		-^S2	S₁-S₂

(2)

Wird die Druckaufnähmefläche des Ventilkörpers 731 in dem Druckbegrenzungsventil 73 durch S-, und die Kraft einer Feder 732 hinter dem Ventilkörper 73I durch Fs₂ wiedergegeben, so erhält man aus der nachstehenden hydraulischen Gleichgewichtsgleichung (3) für die Betätigung des Druckbegrenzungsventils 73 den Wert Pn j_, d.h. den Maximalwert von Ps:

^{lim X 3} " *²

P = ^FS2
•'lim -pF-

Pc und Pb sind entsprechend den Gleichungen (4-) und (5) auf die Maximalwerte Pc₁. bzw. Pb₁- begrenzt:

L J

NACHGEREICHT

Γ '

- 28 -

Vorwärts : Pc, . = χ Ρ, . - (4-)

lim β₂ lim S₂

ς Hückwärts: Pb_n. = ^—-—5- χ Ρ_Ί . - τ=; 1-~- (5)

lim ü^, - iDp lim Dz. - up

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 94-1 ermittelt. Wenn die Stoßsteuerung durchgeführt werden soll, wird der Programmablauf fortgesetzt, wenn keine Weiterverarbeitung erfolgt, wird jegliche Änderung des Ganghebelschalters 901 an den Einheiten 9^-2 und 9^3 ermittelt. Eine Änderung aus der P- oder N-Stellung in die R-Stellung wird an der Einheit 94-2 ermittelt. Eine Änderung aus der IT-Stellung in die D-Stellung wird an den Einheiten 94-3 ermittelt. Wenn eine Änderung festgestellt wird, werden die entsprechenden Parameter K*, L* und M* an der Einheit 944 oder 94-5 eingestellt, und der Wert FLUG, der den Bereitzustand für die Stoßsteuerung wiedergibt, wird an der Einheit 955 auf ¹EIN " eingestellt. Wenn keine Änderung ermittelt wird, beginnt das Verfahren von vorne, und die Gangstoßsteuerung wird nicht ausgeführt. Der Parameter E, der das Ende einer Periode K* der Stoßsteuerungsverarbeitung angibt, wird an der Einheit 94-6 ermittelt. Wenn der Wert E nicht positiv ist, wird E auf E*, L* auf L* - M* und L auf L* an der Einheit 94-7 eingestellt. Ob L = 0 ist oder nicht, wird an der Einheit 948 ermittelt. Wenn L^O ist, wird FLUG an der Einheit 94-9 auf "AUS" gestellt. Der Zustand mit L^O und FLUG auf "AUS" bedeutet das Ende der Stoßsteuerungsverarbeitung. Wenn der Parameter E, der das Ende einer Periode E* wiedergibt, an der Einheit 94-6 als positiv ermittelt wird, wird E-1

cLllf

auf E/einer Einheit 950 eingestellt. Wenn E an der Einheit 95Ο eingestellt und L = 0 an der Einheit 9^-8 mit

L J

j r

3111573

^Γ - 29 -

ermittelt ist, wird der Parameter L, der das Ende des EinschaltZeitraums in einer Periode K angibt, an der Einheit 951 ermittelt. V/enn L = O ist, erzeugt das Solenoidventil 76 an der Einheit 952 einen AU3-Befehl. Wenn L nicht Null ist, erzeugt das Solenoidventil 74 an der Einheit 953 einen EIN-Befehl, und L-1 wird an der Einheit auf L eingestellt, so daß der Verfahrensablauf wieder beginnt. Eine ähnliche Stoßsteuerung kann unter Verwendung des programmierbaren Zeitgebers 920 gemäß Fig. 6 durchgeführt werden.

Nach der N-D-StoBeteuerung an der Einheit 950 ermittelt gemäß Fig. 18 der Sensor 902 für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit N¹ der Eintriebsriemenscheibe an der Einheit 923. An der Einheit 924 wird festgestellt, ob die Drosselöffnung 0 Null ist oder einen anderen 'Jevt aufweist. "Wenn Q^O ist, werden an der Einheit 960 die Daten für die Umdrehungsgeschwindigkeit IT* für die Eintriebsriemenscheibe bei optimalen Brennstoffkosten eingestellt, entsprechend der Drosselöffnung 0 in der Fig. I7, wobei diese Daten vorher in dem SOH 913 gespeichert worden sind. Gemäß dem Unterprogramm in Fig. 23 v/ird die Speicheradresse der Daten für Έ* 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*.

Die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit N* für die Eintriebsriemenscheibe wird mit der Umdrehungsgeschwindigkeit N* für die optimalen Brennstoffkosten an der Einheit 927 verglichen. Venn N<N* 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

L ' -J

NACKaEREICHTj

~ΐ

10

15 20 25 30 35

Heraufschalten erzeugt $ wenn IV = N* ist, wird an der Einheit 920 ein AUS-Befehl für die beiden Solenoidventile 84- und 85 erzeugt.

Wenn 0=0 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 926, um zu ermitteln, ob der Notor gebremst werden muß. Gegebenenfalls wird die Motorbremssteuerung an der Einheit öder 980 durchgeführt.

Die Fig. 24· zeigt ein Programm für die Motorbremssteuerung in der D-Stellung an der Einheit 9?0; der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 903 ermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit V an der Einheit 971» und die Beschleunigung oC wird an der Einheit 972 berechnet. An der Einheit 973 wird ermittelt, ob die Beschleunigung et. gleich der Beschleunigung A für die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Wenn oC>- A ist, wird N* auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der von N¹, um das Herabschalten an der Einheit 974- auszulösen; danach erfolgt der Programinrücksprung. Wenn «Λ- ^ A ist, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit Ή* der Eintriebsrlernenseheibe für optimale Brennstoffkosten, die der Drosselöffnung θ entspricht, an der Einheit 975 eingestellt, und danach erfolgt der Prοgrammrücksprung. Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der angepaßten Beschleunigung A xirird experimentell oder durch Berechnung für verschiedene Kraftfahrzeuge ermittelt und ist in Fig. 26 dargestellt.

Gemäß Fig. 25, die die Motorbremssteuerung der L-Stellung an der Einheit 980 zeigt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit T 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:

Γ - 31 -

T =_Ξ_ χ k

wobei k eine Konstante ist, die das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 23 innerhalb des Getriebes, das Gesamtunterset Zungsverhältnis des Fahrzeuges und den Radius der Reifen usw. festlegt. An der Einheit 983 wird entschieden, ob das Drehmomentverhältnis T größer ist als das Drehmomentverhältnis T* für sichere und geeignete Motorbremsung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Y. Wenn Τ<ϊ* ist, so wird an der Einheit 984- der Wert N* auf einen Wert eingestellt, der größer ist als N¹, um die Steuerung beim Herabschalten zu bewirken; danach erfolgt der Programmrücksprung. Wenn . T^T* ist, so wird Ή* auf einen V/ert gleich dem von Έ* eingestellt, und danach erfolgt der Programmrücksprung.

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. 2Tf dargestellt.

Um den beim N-D- oder N-R-Umsehalten auftretenden Stoß zu verzögern, wird der dem hydraulischen Servo-Sy st em 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 Zeitintervall zwischen A und G 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 Solenoiddruck Ps, der durch Betätigen des Solenoidventils 74 in der Ölkammer 713 erzeugt wird. Die Betätigung (%) wird durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben:

Einschaltdauer des Solenoids Betätigung (%) = während einer Periode _{χ 1Q0 (%)}

Betätigrungsperiode des Solenoids

L J

N'ACKGEREICHTI

- 32 -

Der Solenoiddruck 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 4-9 gemäß Fig. erhält.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steuerung 80 für das Drehmomentverhältnis wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 32 näher erläutert.

Eonstante Fahrgeschwindigkeit

Die Solenoidventile 84- und 85, die durch den elektrischen Steuerschaltkreis 90 gesteuert werden, werden gemäß Fig. 32A abgeschaltet, und die Spule 812 nimmt eine Mittelstellung ein.

Der Fluiddruck P^ in der ölkammer 816 wird gleich dem Leitungsdruck, und falls die Spule 812 in der Figur rechts ist, wird der Fluiddruck Pp der Ölkammer 815 ebenfalls gleich dem Leitungsdruck. Die Spule 812 wird jedoch durch die Schubkraft P- der Feder 811 nach links gedruckt. Wenn die Spule 812 nach links bewegt wird und die Ölkammer mit der Auslaßöffnung 813 in Verbindung kommt, so wird P^ abgesenkt, und die Spule 812 wird durch den Fluiddruck P^ der Ölkamner 816 nach rechts gedruckt. Mit der Bewegung dieser Spule 812 nach rechts wird die Auslaßöffnung 813 geschlossen. Wenn eine flache Oberfläche 812b mit einer schrägen Kante an dein Stegrand zxifischen 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 3I3 der Eintriebsriemenscheibe 3I 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

L J

- 33 -

liegt jedoch in der Leitung 2 eine ölleckage vor, und die Eintriebsriemenscheibe 31 expandiert allmählich und 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 812a mit abgeschrägter Kante an dem Stegrand der Spule 812 vorgesehen. Gemäß Pig. 34 können anstelle der Oberfläche 812a die Leitungen 1 und 2 durch eine Leitung 822 mit einer Öffnung verbunden werden, um eine ähnliche Wirkung zu erzielen.

Herauf schalt en

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 Auslaßöfinung 813 entspannt. Die Spule 812 wird jedoch durch die Feder 811 zum linken Ende gedrückt.

Da der Leitungsdruck in der Leitung 1 über die öffnung der Leitung'2 zugeführt wird, erhöht sich der Fluiddruck in dem hydraulischen Servo-Sy st ein 313» ^u^d die Eintriebsriemenscheibe 31 zieht sich zusammen, um das Drehmomentverhältnis T zu vermindern. Durch Steuern der Einschaltdauer des Solenoidventils 85 für einen ausreichenden Zeitraum, wird das Drehmoise nt verhältnis um den gewünschten Betrag vermindert, und das Heraufschalten wird durchgeführt.

Herabschalten

Das Solenoidventil 84 wird durch den elektrischen Steuerschal tkreis 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 3I

L J

j nm-chgereioht]

γ _ ₅₄ _

expandiert, so daß sich das Drehmomentverhältnis T erhöht. Durch Steuern der Einschaltdauer des Solenoidventils 84-erhöht sich so das Drehmomentverhältnis, und das Herabschalt en wird durchgeführt.
5

Das hydraulische Servo-Systern 313 der Eintriebsriemenscheibe 31 (Antriebsriemenscheibe) wird mit dem Ausgangs-Fluiddruck des Steuerventils 81 für das Drehmomentverhältnis beaufschlagt, während das hydraulische Servo-System der Abtriebsriemenscheibe 32 (angetriebene Riemenscheibe) mit dem Leitungsdruck beaufschlagt wird. Wenn Pi der Fluiddruck in dem hydraulischen Servo-System 313 (Eintrieb) 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 in der graphischen Darstellung der Fig. 33 wiedergegeben.

Es sei beispielsweise angenommen, daß der durch einen Punkt a (Drosselöffnung 0 = 50%, Drehmomentverhältnis T = 1,5) wiedergegebene Zustand durch Beenden der Beschleunigung so abgeändert wird, daß ö = 30% ist. Wenn das Druckverhältnis Po/Pi nicht geändert wird, wird der Arbeitspunkt zum Punkt b mit dem Drehmomentverhältnis T = 0,87 versetzt. Wenn andererseits das Drehmomentverhältnis T = 1,5 nicht verändert wird, wird der Wert Po/Pi durch die Steuerung für das Drehmomentverhältnis erhöht, die die Sintriebsriemenscheibe steuert, und der Arbeitspunkt wird zum Punkt c versetzt. Daher kann jeder Wert des Drehmomentverhältnisses entsprechend der Belastung eingestellt werden, indem der Wert Po/Pi in der gewünschten Weise gesteuert wird.

L -I

.35

Leerseite

Claims

VOSSIUS- VOSSIU S"· TA UCHNER - HEUNEMANN · RAUH PATENTANWÄLTE SIEBERTSTRASSE 4. · 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN ■ TELEX 5-29 453VOPAT £3 u.Z. : H 065 24. März 1981 Case: AD-7 AISIN-WARNER KABUSHIKI KAISHA Anjo (Aichi), Japan "Vorrichtung zum Steuern des Drehmomentverhältnisses eines stufenlosen Keilriemengetriebes für Kraftfahrzeuge" Patentansprüche

1./Vorrichtung zum Steuern des Drehmomentverhältnisses eines stufenlosen Keilriemengetriebes für Kraftfahrzeuge, mit

a) Eintriebs- und Abtriebsriemenscheiben, die auf Eintriebs- bzw. Antriebsteilen befestigt sind und variable effektive Durchmesser aufweisen, die jeweils durch hydraulischen Servo-Systemen der Riemenscheiben zugeführten hydraulischen Druck einstellbar sind, um das übersetzungsverhältnis zwischen der EintrJßbs- und der Abtriebswelle stufenlos zu steuern, und mit b) einem Keilriemen, der die Eintriebs- und die Abtriebsriemenscheibe miteinander betrieblich verbindet, gekennzeichnet durch

c) einen elektrischen Steuerschaltkreis, der Eingangssignale entsprechend den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges empfängt, wie die Drosselöffnung, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eintriebsriemenscheibe, und Ausgangssignale erzeugt, um den effektiven Durchmesser der Eintriebsriemenscheibe zu steuern,

L J

r _₂_

d) zwei durch die Ausgangssignale des elektrischen 8teuerSchaltkreises gesteuerte Solenoidventile und durch

e) ein Drehmomentverhältnis-Steuerventil, das durch die Solenoidventile gesteuert wird und den hydraulischen Druck₇der dem hydraulischen Servo-Systern der Eintriebsriemenscheibe zugeführt wird, steuert,

f) wobei das hydraulische Servo-Systern der Abtriebsriemenscheibe normalerweise mit dem Leitungsdruck und das hydraulische Servo-System der Eintriebsriemenscheibe mit dem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Kraftfahrzeuges gesteuert wird, um so das Drehmomentverhältnis stufenlos zu variieren.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentverhältnis-Steuerventil in Abhängigkeit vom l^ert des hydraulischen Drucks auf eine erste Stellung, in der eine erste Versor-

gungsleitung das hydraulische Servo-System der Eintriebsriemenscheibe mit der Hydraulikquelle verbindet, auf eine zweite Stellung , in der die Versorgungsleitung das hydraulische Servo-System der Eintriebsriemenscheibe mit einer Auslaßleitung verbindet, oder auf eine dritte Stellung eingestellt wird, in der die Versorgungsleitung zum hydraulischen Servo-System der Eintriebsriemenscheibe geschlossen ist, so daß das Drehmomentverhältnis entsprechend der eingestellten Position des Steuerventils gesteuert wird.

3· Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung des Steuerventils in die dritte Stellung die Versorgungsleitung zum hydraulischen Servosystem der Eintriebsriemenscheibe über eine Strömungssteuerung mit der Hydraulikquelle in Verbindung kommt, um die Ölleckage in der Versorgungsleitung zum hydraulischen Servo-System der Eintriebsriemenscheibe zu verringern. .

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4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuerung eine flache Oberfläche mit einer abgeschrägten Kante (812a) aufweist.

5· Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentverhältnis-Steuerventil mit einer Spule versehen ist, die durch den auf die einander gegenüberliegenden ünden der Spule einwirkenden hydraulischen Druck, der durch eines der beiden Solenoidventile gesteuert wird, und durch eine Feder bewegt wird, die mit dem einen Ende der Spule verbunden ist, und daß der dem hydraulischen Servo-System der Eintriebsriemenscheibe zugeführte hydraulische Druck durch Einstellen der Öffnungsfläche entsprechend den Bewegungen der Spule gesteuert wird, wobei die Öffnung zur Einlaßleitung des hydraulischen Servo-Systems führt.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der auf die einander gegenüberliegenden Enden der Spule einwirkende hydraulische Druck zwei ölkammern an den beiden Enden des Drehmomentverhältnis-Steuerventils und der Leitungsdruck den zwei Ölkammern über ein

Drosselventil zugeführt wird.
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