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Steuervorrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
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eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug Beschreibung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
eines Getriebes, und insbesondere auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
eines mechanisch betätigten, unendlich fein bzw. stufenlos steuerbaren Getriebes
für ein Kraftfahrzeug.
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Die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos steuerbaren
Getriebes wurde bisher durchgeführt mittels eines Steuerstellantriebes für das Übersetzungsverhältnis.
Das Übersetzungsverhältnis wird im folgenden kurz als "Ubersetzung" bezeichnet.
Der Steuerstellantrieb wird mit hydraulischem übersetzungssteuerdruck von einem
Durchflußsteuerventil
beaufschlagt. Der Übersetzungssteuerdruck
wird von dem Durchflußsteuerventil erzeugt, auf das eine Kraft einwirkt, die ausgeübt
wird durch die Verlagerung einer Nocke, die funktional mit einer Drosselklappe verbunden
ist, und auf das entgegen zur genannten Kraft der Ausgangsdruck eines hydraulischen
Reglerventiles wirkt, der von einer Ausgangswelle eines Getriebes angetrieben wird,
so daß der Obersetzungssteuerdruck differentialverstärkt ist. Die Konstruktion und
Auslegung einer solchen Steuervorrichtung ist sehr schwierig, da der Übersetzungssteuerstellantrieb
direkt vom differentialverstärkten Druck vom Durchflußsteuerventil angetrieben wird.
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Dies heißt mit anderen Worten, daß es sehr schwierig ist, einerseits
einen ausreichend hohen Reglerdruck zu erzielen, der zum Antreiben eines Kolbenschiebers
des Durchflußsteuerventiles ausreicht, und andererseits für eine weite Verlagerung
der Nocke zu sorgen, die Federkraft des Durchflußsteuerventiles genau zu bestimmen
und für einen ausreichend langen Ventilhub zu sorgen. Außerdem ist aufgrund der
weiten Verlagerung der Nocke eine starke Kraft zum Niederdrücken des Gaspedales
notwendig. Vorzuziehen ist es, einen hydraulischen Kompensationssteuerdruck dadurch
zu erzeugen, daß mittels einer zusätzlichen Nocke, die mit der Drosselklappe verbunden
ist, auf einen Führungskolben gedrückt wird, wenn Drücke zur Kompensation wie beispielsweise
zur Differentialkompensation für die Drosselöffnung und zur Kompensation beim Anfahren
zusätzlich dem Übersetzungssteuerdruck, d.h. dem den Stellantrieb antreibenden Druck,
aufgeprägt werden. Damit der Kompensationsdruck erzeugt wird, ist jedoch in diesem
Fall eine noch größere Kraft notwendig, um das Gaspedal niederzudrücken. Ferner
wird die Konstruktion und Auslegung eines Durchflußsteuerventiles noch schwieriger,
wenn zur Steuerung des Stellantriebes ein wohl ausgewogener hydraulischer Druck
mittels lediglich eines Durchflußsteuerventiles erzeugt wird, auf das als Eingangssignal
auch noch ein Kompensationssteuerdruck gegeben wird. Diese Nachteile des Standes
der Technik
erschweren es ferner, ein zuverlässiges Übersetzunqssteuersystem
zu schaffen, das einen weiten Bereich des Obersetzungsverhältnisses abdeckt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zur
Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos steuerbaren Getriebes zu
schaffen, bei der die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik
vermieden sind.
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Die zu schaffende Steuervorrichtung soll einen weiten Bereich von
Übersetzungsverhältnissen abdecken. Möglichst soll bei ihr der Steuersignaldruck
für den Stellantrieb getrennt vom den Stellantrieb antreibenden Druck zugeführt
werden.
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Ferner soll eine Steuervorrichtung der vorstehend angegebenen Art
geschaffen werden, die ein Obersetzungsverhältnis-Steuerservo aufweist, das einen
Folgestellantrieb hat, der angesteuert wird mittels eines Eingangssignales, das
sowohl von einem Signal bzw. Druck, der bzw. das von der Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängt, als auch von einem Signal bzw. einem Druck abhängt,der bzw. das von der
Drosselöffnung abhängt.
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Die zu schaffende Steuervorrichtung soll ein verbessertes differentialverstärkendes
Kompensationsventil aufweisen.
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Schließlich soll die Folge steuerung zum Antreiben der mechanischen
Vorrichtung zum Verstellen des Obersetzungsverhältnisses verbessert sein.
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Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuervorrichtung
zur Steuerung des Obersetzungsverhältnisses eines stufenlos steuerbaren Getriebes
für ein Kraftfahrzeug, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Leitungsdruckes,
einer Einrichtung zur Erzeugung eines von der Drosselöffnung abhängigen Druckes,
einer Einrichtung zur Erzeugung eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen
Druckes und einer Vor-
richtung im stufenlos steuerbaren Getriebe
zum Verstellen des Obersetzungsverhältnisses desselben, wobei sich die Steuervorrichtung
auszeichnet durch ein Obersetzungsverhältnis-Steuerservo mit einem Kolbenschieber,
der durch die Kraft einer Feder belastet ist und an dem entgegen der Federkraft
ein hydraulischer Druck als Eingangssignal angreift, der einen Übersetzungsverhältnis-Steuersignaldruck
darstellt und sowohl von der Drosselöffnung als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängt, und einem Stellantrieb, der axial in einer Bohrung verschiebbar ist und
funktional mit der Vorrichtung zum Verstellen des Übersetzungsverhältnisses verhunden
ist und mit dem Leitungsdruck betrieben wird, wobei der Kolbenschieber ein Steuerventil
zur Steuerung der Beaufschlagung des Stellantriebes mit Leitungsdruck bildet und
bewirkt, daß der Stellantrieb eine Verschiebung im Sinne einer Erhöhung oder einer
Verringerung des Obersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit vom Eingangs signal am
federbelasteten Kolbenschieber ausführt.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht eine unendlich feine
bzw. stufenlose Steuerung des übersetzungsverhältnisses in einem weiten Bereich
mittels des Obersetzungsverhältnis-Steuerservos, das einen durch Folgesteuerung
geführten Stellantrieb aufweist, der von einem Eingangs- bzw.
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Steuersignal gesteuert wird, das erzeugt wird in Abhängigkeit sowohl
von einem Signal bzw. Druck, der bzw. das von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt,
als auch von einem Signal bzw. Druck, der bzw. das von der Drosselöffnung abhängt,
wobei der Stellantrieb angetrieben wird mit Hilfe von Leitungsdruck, der getrennt
vom Steuersignal für den Stellantrieb bzw. das Steuerservo zugeführt wird. Das Steuersignal
wird -von einem Kompensationsventil einem Steuerventil zugeführt, das zur Folgesteuerung
des Stellantriebes in diesem angeordnet ist, und das Kompensationsventil wird sowohl
mit dem von der Drosselöffnung abhängigen Druck als auch mit dem
von
der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Druck beaufschlagt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden als
Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dieses Beispiel soll die
Erfindung verständlicher machen, nicht jedoch einschränken. Es zeigen: Figur 1 eine
schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen einem Getriebe und einer Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung erläutert; Figuren 2A einen hydraulischen Schaltplan einer Ausfüh-und
2B rungsform der Erfindung: Figur 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines in
Figur 1 gezeigten Obersetzungsverhältnis-Steuerservos; Figur 4 eine vergrößerte
und schematische Darstellung eines Drosselventiles und eines Kompensationsventiles;
Figuren 5A einen den Figuren 2A und 2B ähnlichen hydrauli-und SB schen Schaltplan,
der die Steuervorrichtung für den Fall zeigt, daß ein Wählventil seine Fahrstellung
D einnimmt; Figur 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drosseldruck PTH
und dem Leitungsdruck PL wiedergibt, der der Ausgangsdruck eines Druckregelventiles
ist; Figur 7 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Reglerdruck PG, der der
Ausgangsdruck eines Reglerventiles ist, und der Fahrzeuggeschwin-
digkeit
wiedergibt; und Figur 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Drosselöffnung
des Drosselventiles und dem Drosseldruck PTH wiedergibt.
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In Figur 1 ist ein Übertragungswerk dargestellt, zu dem ein mechanisches,
stufenlos steuerbares Getriebe 104 gehört, das mittels des Übersetzungsverhältnis-Steuerservos
200 der erfindungsgemäsen Steuervorrichtung gesteuert wird. Eine Hauptpumpe 102,
die von einer Ausgangswelle 101 der Brennkraftmaschine E angetrieben wird, bildet
eine Leitungsdruckquelle für die Steuervorrichtung. Die Ausgangswelle 101 der Brennkraftmaschine
ist in Reihe verbunden mit einer automatischen Anfahrkupplung 103, dem mechanischen
Getriebe 104, das als Torusflächen-Reibgetriebe ausgebildet ist, und einem Wendegetriebe
108 für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt. Mit einer Ausgangswelle 110 des Getriebes
104 ist ein Reglerventil 170 verbunden. Die Ausgangswelle 110 ist ihrerseits mit
einem nicht dargestellten Achsgetriebe eines Fahrzeuges verbunden.
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Das Getriebe 104 ist - wie gesagt - als Torusflächen-Reibgetriebe
ausgebildet und umfaßt ein Paar einander zugewandter, torusförmiger Scheiben 105a
und 105b, die über Räder 106 in Reibverbindung stehen, die jeweils bezüglich einer
Achse 107 drehbar sind. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 104 kann unendlich
fein, d.h. stufenlos, dadurch eingestellt werden, daß der Winkel zwischen den Drehachsen
der Räder 106 und der Scheiben 105a und 105b mittels eines Steuerservos 200 geändert
wird. Bei dem Getriebe 104 kann es sich auch um ein anderes stufenlos steuerbares
Getriebe handeln, beispielsweise ein Kegelscheibengetriebe, ein Graham-Getriebe,
ein Evans-Getriebe oder dergleichen.
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Im folgenden wird ausführlicher auf Figur 2 eingegangen. Die Hauptpumpe
102 liefert ein Druckmittel, das als Leitungsdruckträger dient. Sie saugt dieses
Druckmittel durch eine Leitung P99 aus einem ölsumpf 109 an und fördert es in eine
Leitung P1. Angetrieben wird die Hauptpumpe aufgrund der Drehung der Brennkraftmaschine
E. Die Leitung P1 ist ihrerseits verbunden mit den jeweiligen Anschlüssen "1" eines
Druckregelventiles
120, des Reglerventiles 170, des übersetzungsverhältnis-Steuerservos 200 und eines
von Hand betätigten Wählventiles 130, so daß diese mit Leitungsdruck PL gespeist
werden. Bei der HauPtpumpe 102 kann es sich um eine bekannte Rotationspumpe oder
Zahnradpumpe und dergleichen handeln. Die Liefermenge der Hauptpumpe 102 ist in
der Regel proportional zu ihrer Drehzahl.
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Das Druckregelventil 120 kann ein an sich bekanntes Ventil sein und
weist Kolbenschieber 121 und 122 auf, die eine zwischen ihnen angeordnete Feder
123 belastet. Auf den von der Feder 123 abgewandten Seiten bilden die Kolbenschieber
121 und 122 jeweils einen Kolben an einem Anschluß a bzw.f.
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Die Leitung P1 ist durch eine Drosselstelle 124 mit dem Anschluß f
verbunden, und eine vom Auslaß eines Drosselventiles 160 ausgehende Leitung P50
ist mit dem Anschluß a des Druckregelventiles 120 verbunden. Die Drosselstelle 124
dient dazu, von der Hauptpumpe auf der Leitung P1 erzeugte Druckschwankungen zu
glätten. Die Leitung P1 ist ferner mit Anschlüssen c und e verbunden. Leitungen
P95 und P91 sind an einen Anschluß b bzw. d des Druckregelventiles 120 angeschlossen.
Die Anschlüsse c und e stehen in Verbindung mit dem Anschluß b bzw. d, wenn der
Kolbenschieber 121 nach links verschoben ist. Die Leitung P95 ist mit einem Druckbegrenzungsventil
bzw. überdruckventil 230 sowie ferner mit einer Kupplung oder anderen Schmiersystemen
111a und 111b verbunden. Die Leitung P91 ist mit einem weiteren Schmiersystem 111c
verbunden. An den entgegengesetzten Enden des Druckregelventiles 120 befinden sich
Ablaßöffnungen bzw.
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Ablässe X.
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Das Druckregelventil 120 regelt den Leitungsdruck PL Wenn die Liefermenge
der Hauptpumpe 120 und der Leitungsdruck PL aufgrund einer Zunahme der Drehzahl
der Brennkraftmaschine steigen, wirkt auf den Kolben am Anschluß f eine nach links
und
entgegen der Kraft der Feder 123 gerichtete Kraft, die den Kolbenschieber 121 nach
links verschiebt und dadurch die Anschlüsse b und d öffnet. Das Öffnen der Anschlüsse
b und d bewirkt, daß Druckmittel in die Leitungen P95 und P91 abgelassen wird, so
daß der Leitungsdruck PL sinkt und auf diese Weise geregelt wird. Vorzugsweise liegt
eine Zeitverzögerung zwischen dem Öffnen des Anschlusses b und dem Öffnen des Anschlusses
d, so daß die Druckregelung durch Öffnen eines Anschlusses erfolgt, wenn der Anstieg
des Leitungsdruckes PI niedrig ist, oder alternativ durch Öffnen beider Anschlüsse
b und d erfolgt, wenn der Anstieg des Leitungsdruckes PL hoch ist.
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Die mit den Anschlüssen b und d verbundenen Leitungen P95 und P91
werden in der Regel auf einem niedrigen Druck von kleiner als 1 kp/cm2 gehalten.
Der Druck in der Leitung P95 wird mittels des Überdruckventiles 230 auf einem vorbestimmten
Wert gehalten, bei dem es sich um ein herkömmliches Ventil handeln kann.
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Die Leitung P50 ist an den Anschluß a angeschlossen, so daß der der
Drosselöffnung, d.h. dem Ausmaß der Öffnung der Drosselklappe, entsprechende Drosseldruck
PTH, der vom Drosselventil 160 geliefert wird, auf die Oberfläche des Kolbens des
Kolbenschiebers 122 wirkt. Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, um die Drosselöffnung
zu vergrößern, steigt der Drosseldruck PTH, so daß der Kolbenschieber 122 nach rechts
verschoben wird und dadurch aufgrund der Feder 123 auch der Kolbenschieber 121 nach
rechts verschoben wird, so daß die Anschlüsse b und d des Druckregelventiles 120
geschlossen werden. Dies hat zur Folge, daß der Leitungsdruck PL größer wird, wenn
danach die Liefermenge der Hauptpumpe 102 entsprechend der Zunahme der Drehzahl
NE der Brennkraftmaschine zunimmt.
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Das Reglerventil 170 kann an sich ein herkömmliches Ventil sein, wie
es in Figur 2 gezeigt ist. Das Reglerventil 170 ist auf der Ausgangswelle 110 des
Getriebes 104 so angeordnet, daß es zur Ausgangswelle eine solche Beziehung hat,
daß es einen hydraulischen Druck, nämlich den Reglerdruck, liefert, der der Fahrzeuggeschwindigkeit
zugeordnet ist. Das Gehäuse des Reglerventiles 170 ist einstückig mit der Ausgangswelle
110 des Getriebes 104 ausgebildet bzw. fest damit verbunden. Das Reglerventil 170
umfaßt Abschnitte mit kleinem und großem Durchmesser. Es hat einen Ablaß X2,einen
Einlaß a, einen Auslaß b und einen Ablaß X2, wobei diese Anschlüsse in der Reihenfolge
von der Mitte des Reglerventiles aus nahe dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser
aufgezählt sind. Im Abschnitt des Reglerventiles 170 mit grossem Durchmesser ist
eine zylindrische Masse 172 mit dem Gewicht W1 angeordnet, die koaxial mit einem
Kolbenschieber 171 mit Hilfe eines Stiftes 175 verbunden ist, der senkrecht zur
Ausgangswelle 110 angeordnet ist. Ferner sitzt in Axialrichtung verschiebbar auf
der Außenseite der Masse 172 eine zylindrische Masse 173 mit dem Gewicht W2. Die
Masse 173 ist bezüglich der Ausgangswelle 110 in Radialrichtung nach außen an der
Masse 172 mit Hilfe einer Feder 174 abgestützt.
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In den Abschnitt großen Durchmessers ist ein Sprengring 176 so eingesetzt,
daß ein kleiner Abstand t zum äußeren Ende der Masse 173 besteht. Der Sprengring
176 verhindert, daß sich die Masse 173 relativ zur Ausgangswelle 110 weiter als
um den Abstand t radial nach außen bewegt.
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Die Drehung der Ausgangswelle 110 führt zugleich zu einer Zentrifugalkraft
auf die Massen. Die zur Drehzahl der Ausgangswelle bzw. zur Fahrzeuggeschwindigkeit
V proportionale Zentrifugalkraft wird in Richtung eines in Figur 1 eingezeichneten
Pfeiles auf den Stift 175 aufgebracht. Der Leitungsdruck PL ist an den Einlaß a
des Reglerventiles 170 durch die Leitung P1 angelegt. Der freie Strömungsquer-
schnitt
zwischen dem Einlaß a und dem Auslaß b nimmt zu entsprechend der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
V. Demzufolge entsteht am Auslaß als Ausgangssignal ein Reglerdruck PG, der von
der Fahrzeuggeschwindigkeit V abhängt, wie dies in Figur 7 gezeigt ist.
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Der Auslaß b des Reglerventiles 170 steht in Verbindung mit einem
Einlaß e eines Kompensationsventiles 150 durch Leitungen P40, P43 und P42, so daß
auf diese Weise der Reglerdruck PG als von der Fahrzeuggeschwindigkeit V abhängiger
Signaldruck zugeführt wird.
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Alternativ kann der Auslaß b mit dem Einlaß e des Kompensationsventiles
150 im Bedarfsfall durch die Leitung P42 über ein Halteventil 180,eine Leitung P41und
ein Modulatorventil 190 verbunden sein. In diesem Fall wird der Reglerdruck PG,
der moduliert und gesteuert worden ist, an das Kompensationsventil 150 als Signaldruck
angelegt, wobei in diesem Fall die Leitung 243 geschlossen ist.
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Die Masse 173 des Reglerventiles 170 wird mittels der Feder 174 von
der Masse 172 gehalten, wenn die an der Masse 173 in Pfeilrichtung angreifende Zentrifugalkraft
gering ist.
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Die Masse 172 ist mittels eines Sprengringes 177 gesichert, so daß
eine den Gewichten (W1 + W2) pronortionale Zentrifugalkraft zum Stift 175 übertragen
wird. Wenn die Drehzahl der Ausgangswelle 110 weiter zunimmt, hält der Sprengring
176 die Masse 173, so daß die Ausgangswelle 110 selber der Zentrifugalkraft entgegenwirkt.
Nachdem ein Punkt c in Figur 7 passiert worden ist, wirken am Stift 175 die Masse
172 zuzüglich der Kraft der Feder 174, wobei der Reglerdruck PG der Kurve GV in
Figur 7 folgt.
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Das Wählventil 130 umfaßt ein Gehäuse mit einem Ablaß X und Anschlüssen
- in der Reihenfolge von links nach rechts -
b, c, d, e und f sowie
einen Kolbenschieber 131 mit einem von Hand betätigbaren Wählknopf 131a. Der Kolbenschieber
131 kann in verschiedene Stellungen geschoben werden, beispielsweise eine Parkstellung
P, eine Rückwärtsstellung R, eine Neutralstellung N, eine Fahrstellung D und eine
Blockierstellung L. Die Leitung P1 ist mit dem Anschluß c des Wählventiles 130 verbunden.
Die Anschlüsse a und b sind über eine Leitung P2 mit Anschlüssen a und d des Stellantriebes
220, einem Anschluß b des Drosselventiles 160, einem Anschluß a eines Kickdownventiles
140 und dem Anschluß a des Kompensationsventiles 150 verbunden. Bei Neutralstellung
N des Wählventiles 130 ist der Anschluß c geschlossen. Die Anschlüsse a und b stehen
mit dem Ablaß X in Verbindung.Kein Druck wird auf die Anschlüsse d, e und f gegeben.
In der Fahrstellung D des Wählventiles 130 steht der Anschluß c in Verbindung mit
den Anschlüssen a und b. Der Ablaß X ist geschlossen. Kein Druck ist an die Anschlüsse
d, e und f gelegt. In 'der Blockierstellung L sind der AblaS X und die Anschlüsse
a und e geschlossen, während die Anschlüsse b und d in Verbindung mit dem Anschluß
c stehen und am Anschluß f kein Druck anliegt.
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In Rückwärts stellung R ist kein Druck an die Anschlüsse a und b angelegt,
die in Verbindung mit dem offenen Ablaß X stehen. Der Anschluß c steht in Verbindung
mit den Anschlüssen d, e und f und speist diese mit dem Leitungsdruck PL.
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In der Parkstellung P steht der Anschluß a in Verbindung mit dem offenen
Ablaß X. Die Anschlüsse b und f sind geschlossen. Der Anschluß c steht in Verbindung
mit den Anschlüssen d und e.
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Die Anschlüsse d und e des Wählventiles 130 können, wenn dies gewünscht
wird, über eine Leitung P4 mit dem Halteventil 180 verbunden sein, was eine zusätzliche
Steuerung des
Reglerdruckes PG ermöglicht (Blockieren). Zu diesem
Zweck kann die Leitung P4 wahlweise vorgesehen sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Leitung P4 geschlossen.
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Der Anschluß f des Wählventiles 130 ist über eine Leitung P3 mit einem
Anschluß c des Stellantriebes 220 verbunden.
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Der Stellantrieb 220 umfaßt ein Gehäuse mit Anschlüssen a, b, c und
d sowie einen Kolben 221, auf den in einer Richtung eine Feder 222 wirkt. Der Kolben
221 des Stellantriebes 220 kann von an den Anschluß c angelegtem hydraulischen Druck
entgegen der Kraft der Feder 222 nach rechts verschoben werden.
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Seine linke Stellung, die in Figur 2 gezeigt ist, nimmt der Kolben
221 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges ein. Seine rechte Stellung nimmt der Kolben
221 bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges ein. Der Kolben 221 ist einstückig mit einer
Schaltstange 223 des Wendegetriebes 108 ausgebildet oder funktional über einen Verbindungsmechanismus
mit einer solchen Schaltstange verbunden. Der Anschluß a steht in Verbindung mit
dem Anschluß b, wenn der Kolben 221 seine linke Stellung, d.h. seine Vorwärtsstellung,
einnimmt. Der Anschluß b ist über eine Leitung P10 (siehe Figur 1) mit einem Stellantrieb
der automatischen Anfahrkupplung 103 verbunden.
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Die Ansteuerung des Stellantriebes 220 wird mittels des Wählventiles
130 gesteuert. Wenn der Wählknopf 131a des Wählventiles 130 die Neutralstellung
N einnimmt, ist an den Anschluß c des Stellantriebes 220 kein Druck über die Leitung
P3 angelegt. Der Kolben 221 bleibt demzufolge in seiner Vorwärtsstellung. Da ferner
kein Druck an die Anschlüsse a und b angelegt ist, die in Verbindung miteinander
stehen, ist die Anfahrkupplung 103 ausgerückt.
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Wenn der Wählknopf 131a des Wählventiles 130 in die Fahr-
stellung
D oder die Blockierstellung L gebracht wird, bleibt der Kolben 221 in seiner Vorwärtsstellung.
In der Fahrstellung D stehen die Anschlüsse a und b des Wählventiles 130 in Verbindung
mit dem Anschluß c. Der Leitungsdruck PL ist über die Leitung P1, das Wählventil
130 und die Leitung P2 an die Anschlüsse a und d angelegt. Zur automatischen Anfahrkupplung
103 gelangt der Leitungsdruck PL über die Anschlüsse a und b sowie die Leitung P10,
so daß die Kupplung eingerückt wird und bleibt. Der an den Anschluß d angelegte
Leitungsdruck PL sorgt außer der Feder 222 dafür, das der Kolben 221 in seiner Vorwärtsstellung
gehalten wird.
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Wenn der Wählknopf 131a die Blockierstellung L einnimmt, sind die
Verbindungen die gleichen wie in der Fahrstellung D mit lediglich dem Unterschied,
daß der Anschluß a des Wählventiles geschlossen ist. Der Durchfluß des Druckmittels
von der Leitung P1 zur Leitung P2 ist etwas gedrosselt, so daß ein etwas geringerer
Leitungsdruck PL auf die mit der Anfahrkupplung 103 verbundene Leitung P10 gelangt.
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In der Rückwärts stellung R liegt der Leitungsdruck PL am Anschluß
c des Stellantriebes 220 an, der über die Leitung P3 in Verbindung mit den Anschlüssen
c und d des Wählventiles 130 steht. Der Kolben 221 wird dadurch entgegen der Kraft
der Feder 222 nach rechts in seine Rückwärts stellung gebracht. Gleichzeitig wird
der Anschluß c in Verbindung mit der Leitung P10 gebracht, so daß der Leitungsdruck
PL an die Anfahrkupplung 103 angelegt ist. Dabei liegt kein Druck am Anschluß d
(auf der Seite der Feder des Kolbens) des Stellantriebes 220 an, da die Leitung
P2 über die Anschlüsse a und b des Wählventiles 130 in Verbindung mit dem Ablaß
X steht.
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Bei dem Drosselventil 160 kann es sich um ein an sich bekanntes Ventil
handeln. Das Drosselventil 160 umfaßt ein
Gehäuse mit Ablässen
X1 und X2 und Anschlüssen a, b und c in der genannten Reihenfolge sowie einen Kolbenschieber
161, an dessen einem Ende eine Feder 164 angreift und an dessen anderem Ende eine
Feder 163 angreift, wie dies ausführlicher in Figur 4 gezeigt ist. Die als Druckfeder
ausgebildete Feder 163 ist gespannt zwischen dem Kolbenschieber 161 und einem Kolbenschieber
162 angeordnet und übt eine nach rechts gerichtete Federkraft aus, die aufgrund
eines Armes 165, der funktional mit einem nicht dargestellten Betätigungsmechanismus
der Drosselklappe verbunden ist, proportional zur Drosselöffnung ist. Der Ablaß
X1 geht vom Zwischenraum d2 zwischen den Kolbenschiebern 161 und 162 aus. Der Ablaß
X2 sowie die Anschlüsse a, b und c befinden sich in einem Bereich, innerhalb dessen
der Kolbenschieber 161 bewegbar ist.
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Der Kolbenschieber 161 weist am Anschluß c einen Kolbenabschnitt 161a
auf.
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Der Anschluß b des Drosselventiles 160 steht über die Leitung P2 in
Verbindung mit den Anschlüssen a und b des Wählventiles 130. Wenn über die Leitung
P2 am Anschluß b Leitungsdruck anliegt, stehen der Anschluß b und der Anschluß a
durch einen sehr kleinen freien Querschnitt miteinander in Verbindung, wobei der
Ablaß X2 geschlossen ist. Wenn kein Leitungsdruck PL in der Leitung P2 herrscht,
liegt der Kolbenabschnitt 161a an einer Endplatte des Gehäuses an. Der Abstand d1
ist dann gleich null.
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Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, drückt der Arm 165 den Kolbenschieber
162 mittels des nicht dargestellten Verbindungsmechanismus in Pfeilrichtung nach
rechts, was wiederum dazu führt, daß die Feder 163 auf den Kolbenschieber 161 nach
rechts in Pfeilrichtung drückt. Dies hat zur Folge, daß der Durchlaß bzw. der freie
Querschnitt zwischen den Anschlüssen a und b zunimmt, so daß am Anschluß a ein Signaldruck,
nämlich der Drosseldruck PTH, erzeugt wird, der
der Drosselöffnung
und somit der Auslenkung'des Gaspedales entspricht. Der Anschluß a steht durch die
Leitung P50 in Verbindung mit dem Anschluß c. Am Kolbenabschnitt 161a wirkt somit
eine Kraft in solcher Richtung, daß diese einem weiteren Anstieg des Drosseldruckes
PTH immer dann entgegenwirkt, wenn der Drosseldruck PTH angestiegen ist. Der Ablaß
X2 ist so angeordnet, daß er eine Änderung (Zunahme) des Drosseldruckes PTH in Abhängigkeit
vom Leitungsdruck P2 und unabhängig von der Drosselöffnung verhindert. Wenn die
am Kolbenabschnitt 161a angreifende Kraft die der Drosselöffnung entsprechende Kraft
der Feder 163 übersteigt, wird der Anschluß b in Verbindung mit dem Ablaß X2 gebracht,
um auf diese Weise den Drosseldruck PTH entsprechend der Drosselöffnung zu regeln.
Über den Anschluß a und die Leitung P50 steht der Anschluß b in Verbindung mit einem
Anschluß a des Kompensationsventiles 150, dem Anschluß å; des Druckregelventiles
120 und einem Anschluß c des Kickdownventiles 140.
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Das Kompensationsventil 150 umfaßt zwei Kolbenschieber 151 und 152
in einer gestuften Bohrung, von der Anschlüsse a, b, c, d, ein Ablaß X und ein Anschluß
e ausgehen. Am dem Anschluß a zugewandten Ende des Kolbenschiebers 152 drückt gegen
diesen eine Feder 153. Der Kolbenschieber 152 drückt gegen einen am Anschluß b befindlichen
Kolbenabschnitt 151a des Kolbenschiebers 151 mit kleinerem Durchmesser. Der Kolbenschieber
151 weist außer dem Kolbenabschnitt 151a einen Kolbenabschnitt 152b mit größerem
Durchmesser sowie einen zwischen beiden Kolbenabschnitten angeordneten verjüngten
Abschnitt 151c auf. Der Anschluß c der zylindrischen Bohrung befindet sich in einem
Bereich, innerhalb dessen der Kolbenabschnitt 151 mit kleinerem Durchmesser bewegbar
ist, und die Anschlüsse d und e sowie der Ablaß X befinden sich am Kolbenabschnitt
151b größeren Durchmessers. Der Anschluß e mündet in einen Raum auf der rechten
Seite des Kolbenabschnittes 151b mit größerem Durchmesser. Wenn der Kolben-
schieber
151 nach rechts verschoben wird, kommt der Anschluß d in Verbindung mit dem Ablaß
X, wobei gleichzeitig die Verbindung zwischen den Anschlüssen c und d unterbrochen
wird.
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Wenn der Kolbenschieber 151 nach links verschoben wird, kommen die
Anschlüsse c und d in Verbindung miteinander, während gleichzeitig der Ablaß X geschlossen
wird und dadurch die Verbindung zwischen dem Anschluß d und dem Ablaß X unterbrochen
wird. Die Leitung P50 vom Anschluß a des Drosselventiles 160 steht in Verbindung
mit dem Anschluß a des Kompensationsventiles 150, so daß am Anschluß a der Drosseldruck
PTH herrscht. Eine Leitung P5 von einem Anschluß b des Rickdownventiles 140 ist
an den Anschluß b des Kompensationsventiles 150 angeschlossen. Der Anschluß b des
Kompensationsventiles 150 ist außerdem mit einem Anschluß des Modulatorventiles
190 verbunden, wenn dieses vorgesehen ist. Die Leitung P2 von den Anschlüssen a
und b des Wählventiles 130 ist mit dem Anschluß c verbunden. Die Leitung P42, in
der der Signaldruck vom Reglerventil 170 herrscht, ist mit dem Anschluß e des Kompensationsventiles
150 verbunden. Eine Leitung P60 ist an einen Anschluß a des Obersetzungsverhältnis-Steuerservos
200 angeschlossen und führt diesem einen Ausgangssignaldruck vom Kompensationsventil
150 zu. Ferner ist die Leitung P42 direkt mit der Leitung P40 des Reglerventiles
170 über die Leitung P43 verbunden. Die Leitung P43 ist geschlossen, sofern das
Halteventil 180 und das Modulatorventil 190 vorgesehen sind.
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Im Bereich des Anschlusses b des Kompensationsventiles 150 stoßen
der Kolbenschieber 152 und der Kolbenabschnitt 151a mit kleinerem Durchmesser aneinander.
Die beiden Kolbenschieber 151 und 152 weisen einander zugewandte Kolbenflächen auf,
auf die der Druck aus der Leitung P5 wirkt.
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Auf den Kolbenschieber 151 des Kompensationsventiles 150 wirkt am
einen Ende ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab-
hängiger Druck,
nämlich der Reglerdruck PG oder der modulierte Druck in der Leitung P42. Am entgegengesetzten
Ende des Kompensationsventiles 150 ist der Drosseldruck PTH angelegt, der von der
Drosselöffnung abhängt. Der Kolbenschieber 151 erzeugt aus dem Leitungsdruck PL
einen Ausgangsdruck am Anschluß d, indem er den Ablaß X und den Anschluß c jeweils
öffnet oder schließt. Der auf diese Weise erzeugte bzw. regulierte Druck wirkt am
Kolbenschieber 151 entgegen dem von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Druck
und erzeugt ein Kräftegleichgewicht.
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Die Gleichgewichtsbedingung zwischen den wirkenden Kräften am Kolbenschieber
151 des Kompensationsventiles 150 wird durch folgende Gleichung (1) wiedergegeben.
Den Ausgangsdruck PC des Kompensationsventiles 150 gibt Gleichung (2) wieder.
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f + (A1 - A2)Pe + A2PTH = A1PG (1 ) Pc = A1 1 A2 (A1 PG 2 TH - f)
(2) Darin bedeuten: f : Kraft der Feder 153 A1: Querschnittsfläche des Kolbenabschnittes
151b A2: Querschnittsfläche des Kolbenschiebers 152 P : Reglerdruck in Leitung Pd2.
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G Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß der
Schaltungszweig über das Kickdownventil 140 geschlossen ist.
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Das Kickdownventil 140 umfaßt eine zylindrische Bohrung sowie einen
verschiebbar in der zylindrischen Bohrung angeordneten Kolbenschieber 141. Die Bohrung
weist einen Ablaß X1,
Anschlüsse a und b, einen Ablaß X2 sowie
einen Anschluß c auf. Am dem Ablaß X2 zugewandten Ende greift am Kolbenschieber
141 eine Feder 142 an. Der Kolbenschieber 141 weist einen verjüngten Abschnitt 141a
auf, der eine Verbindung zwischen dem Anschluß b und dem Ablaß X3 X2 oder zwischen
dem Anschluß b und dem Anschluß a zuläßt. Am anderen Ende 14c des Kolbenschiebers
141 liegt durch den Anschluß c und die Leitung P50 der Drosseldruck PTH an. An den
Anschluß a des Kickdownventiles 140 wird über die Anschlüsse a und b des Wählventiles
130 sowie die Leitung P2 der Leitungsdruck PL angelegt.
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Das Übersetzungsverhältnis-Steuerservo 200, das als Folgesteuerservo
ausgebildet ist, umfaßt einen Stellkolben bzw.
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Stellantrieb 205, der in Axialrichtung verschiebbar in einer zylindrischen
Bohrung 204 mit Bohrungsabschnitten 204a, 204b und 204c sitzt, die in einem Gehäuse
203 ausgebildet ist. Ferner umfaßt das Steuerservo 200 einen Kolbenschieber 201,
der in Axialrichtung verschiebbar in einer mittigen Bohrung 207 im Stellantrieb
205 sowie im Bohrungsabschnitt 204c kleineren Durchmessers angeordnet ist, wie dies
in Figur 3 deutlich erkennbar ist. Eine als Druckfeder ausgebildete Feder 208 versucht,
den Kolbenschieber 201 in Richtung zum Boden der Bohrung zu drücken.
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Am Boden des Bohrungsabschnittes 204c mit kleinerem Durchmesser ist
ein Anschluß a ausgebildet. Durch die Leitung P60 ist an diesen Anschluß a der Signaldruck
vom Kompensationsventil 150 angelegt. Der Stellantrieb 205 ist mit Abstand voneinander
aufweisenden Kolbenabschnitten 206a und 206b versehen, die im Bohrungsabschnitt
204a bzw. 204b verschiebbar sind. Eine Feder 209, die sich in einer Ausnehmung 212
am Boden des Bohrungsabschnittes 204b abstützt, versucht, den Stellantrieb 205 in
Richtung zum Kopf der Bohrung zu schieben. Im Gehäuse 203 ist ein Anschluß b aus-
gebildet,
der in eine zweite Kammer CII mündet, die von den verschiebbaren Kolbenabschnitten
206a und 206b begrenzt wird. Der Anschluß b ist durch die Leitung P1 mit der Druckseite
der Hauptpumpe 102 verbunden, so daß am Anschluß b der Leitungsdruck PL herrscht.
Vom am Kopf der Bohrung angeordneten Ende des Stellantriebes 205 geht ein Arm 210
aus, in dem ein Anschlußloch 211 ausgebildet ist. Der Arm 210 ist über einen nicht
dargestellten Verbindungsmechanismus mit der das Obersetzungsverhältnis ändernden
Vorrichtung, beispielsweise dem in Figur 1 gezeigten Getriebe 104, so verbunden,
daß die Verschiebung des Stellantriebes 205 zwischen den Stellungen L und H (siehe
Figuren 2 und 3) nach vorne bzw. nach hinten die Steuerung des stufenlosen Getriebes
104 bewirkt.
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Der Stellantrieb 205 hat ein bestimmtes Verhältnis der wirksamen Querschnittsflächen
hinsichtlich der Kolbenabschnitte 206a und 206b. Der Stellantrieb 205 weist einen
Anschluß f auf, der zwischen den Kolbenabschnitten 206a und 206b, d.h.
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im Bereich der zweiten Kammer CII, in Verbindung mit der mittigen
Bohrung 207 steht. Ferner weist der Stellantrieb 205 einen Ablaß X am Boden der
mittigen Bohrung 207 auf.
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Der Kolbenschieber 201 umfaßt einen hohlen zylindrischen Abschnitt
201a, der im Bohrungsabschnitt 204c mit kleinerem Durchmesser verschiebbar ist,
einen hohlen zylindrischen Abschnitt 201b, der die Feder 208 aufnimmt, ein offenes
Ende hat und verschiebbar in der mittigen Bohrung 207 im Stellantrieb sitzt, sowie
einen Zwischenabschnitt zwischen den beiden Abschnitten 201a und 201b. Im Zwischenabschnitt
sind kleine Kanäle 212a und 212b ausgebildet, die in Axialrichtung verlaufen. Der
kleine Kanal 212a verbindet einen Anschluß c mit einem Anschluß e. Der kleine Kanal
212b verbindet das Innere des Abschnittes 201b mit einem Anschluß d im Zwischenabschnitt.
Die Anschlüsse e und f kommen in Ver-
bindung miteinander, wenn
der Kolbenschieber 201 nach rechts in Figur 3 verschoben wird. Der Anschluß d öffnet,
wenn der Kolbenschieber 201 nach links zurückgezogen wird oder wenn der Stellantrieb
205 nach rechts bewegt wird. Die räumliche Beziehung zwischen dem Anschluß c und
dem Anschluß d ist derart, daß der Anschluß beider in Figur 3 gezeigten Stellung
zum Bohrungsabschnitt 204b offen ist, in dem sich die Feder 209 befindet, und daß
der Anschluß c geschlossen wird, wenn der Kolbenschieber 201 nach dem Schließen
des Anschlusses d eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat.
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Der Kolbenabschnitt 206b weist eine druckbeaufschlagte Querschnittsfläche,
d.h. eine effektive Querschnittsfläche, auf, die größer als die des Kolbenabschnittes
206a ist. Der Stellantrieb 205 bewegt sich entgegen der Kraft der Feder 209 zum
Boden der Bohrung, d.h. nach links, wenn ein ausreichend hoher Leitungsdruck PL
durch den Anschluß b in den Bohrungsabschnitt 204c gelangt. Eine solche Verschiebung
des Stellantriebes 205 nach links bewirkt, daß die Anschlüsse f und e miteinander
in Verbindung kommen und daß somit Druckmittel durch den Kanal 212a sowie den Anschluß
c in den Bohrungsabschnitt 204b strömt. Diese Strömung führt zu gleichen Drükken
auf die linke Seite und die rechte Seite des Kolbenabschnittes 206b, so daß der
Stellantrieb 205 von der Feder 209 in entgegengesetzter Richtung, d.h. nach rechts,
verschoben wird, wobei er sich über seine Ausgangsstellung hinaus nach rechts bewegt.
Dies hat zur Folge, daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen f und e unterbrochen
wird und daß der Anschluß d geöffnet wird. Somit gelangt das Druckmittel aus dem
linken Bohrungsabschnitt 204b durch den kleinen Kanal 212b und die mittige Bohrung
207 zum Ablaß X.
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Der Druck in der Kammer links vom Kolbenabschnitt 206b, d.h.
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in einer ersten Kammer CI, sinkt daraufhin wieder. Die Kraft der Feder
209 wird gleich der resultierenden Kraft aufgrund des Unterschiedes zwischen den
effektiven druckbeaufschlag-
ten Flächen der Kolbenabschnitte 206b
und 206a, so daß sich dann der Stellantrieb nicht weiter nach rechts bewegt. Die
Hin- oder Herbewegung des Anschlußloches 211 des Stellantriebes 205 zwischen den
Stellungen L und H wird vom Verbindungsmechanismus in eine Änderung des Winkels
der Achsen 107 der Räder des Getriebes 104 umgewandelt. Wenn das Aufsteuern und
Zusteuern der Verbindung zwischen den Anschlüssen e und f gleichzeitig mit dem Zusteuern
und Auf steuern des Anschlusses d erfolgt (Nullüberlappung) führt dies zur größten
Genauigkeit der Steuerung.
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Im Betrieb ist das Wählventil 130 mittels eines nicht dargestellten
Verbindungsmechanismus mit einem nicht dargestellten Wählhebel verbunden, der von
Hand betätigt wird. Bei Neutralstellung N des Wählventiles 130 nimmt der Stellantrieb
220, d.h. das Ventil zur Einstellung von Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt, aufgrund
der Kraft der Feder 222 und der Tatsache, daß das Wählventil 130 die Leitung P1
geschlossen hält, seine Stellung für Vorwärtsfahrt ein.
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Wenn die Brennkraftmaschine E angelassen wird, beginnt auch die Drehung
der Hauptpumpe 102, die für Leitungsdruck PL in der Leitung P1 sorgt. Obwohl die
Hauptpumpe 102 die Liefermenge proportional zur Drehzahl NE der Brennkraftmaschine
erhöht, ist der Leitungsdruck davon unabhängig, weil er vom Druckregelventil 120
geregelt wird. Der Leitungsdruck PL nimmt allerdings zu, wenn das Gaspedal niedergedrückt
wird, d.h. die Drosselöffnung vergrößert wird, weil der der Drosselöffnung entsprechende
Drosseldruck PTH an das Druckregelventil 120 angelegt wird. Die Beziehung zwischen
dem Leitungsdruck P und dem Drosseldruck PTH ist in Figur 6 wiedergegeben. über
die Leitung P1 ist der Leitungsdruck PL an den Anschluß b des Bbersetzungsverhältnis-Steuerservos
200 angelegt. Obwohl beim Anlassen der Brennkraftmaschine durch Niederdrücken des
Gaspedals die Drosselklappe geöffnet wird,
liefert das Kompensationsventil
150 keinen Druck auf die Leitung P60, da die Leitung P2, die die Druckmittelquelle
für das Drosselventil 160 darstellt, in Neutralstellung N des Wählventiles 130 keinen
Druck führt, so daß der Drosseldruck PTH gleich null ist. Demzufolge wird der Kolbenschieber
201 von der Feder 208 in seiner nach links verschobenen Stellung gehalten, so daß
er am Boden des Bohrungsabschnittes 204c mit kleinem Durchmesser anliegt. In diesem
Zustand ist der Kolbenabschnitt 206b des Stellantriebes 205 des übersetzungsverhältnis-Steuerservos
200 mit dem Leitungsdruck PL aus dem Anschluß b beaufschlagt, so daß der Stellantrieb
205 in Richtung der Stellung L in Figur 3 verschoben wird und dabei an einer Schulter
204L im linken Bohrungsabschnitt 204b zur Anlage kommt. Zu diesem Zeitpunkt treten
die Anschlüsse f und e in Verbindung miteinander. Hydraulisches Druckmittel strömt
daher durch den'kleinen Kanal 212a und den Anschluß c in die linke, erste Kammer
CI, so daß dort der Druckmitteldruck gleich dem Leitungsdruck PL wird.
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Dies hat zur Folge, daß die resultierende Kraft aufgrund der Feder
209 und der aus dem linken Bohrungsabschnitt in Richtung "EI" wirkenden Druckkraft
die in Richtung "L" wirkende Kraft übersteigt, so daß der Stellantrieb 205 in Richtung
H" verschoben wird. Diese Bewegung in Richtung H" führt zu einem schnellen Abfall
des Druckes im linken Bohrungsabschnitt 204b, da dabei der Anschluß d aufgesteuert
wird und in Verbindung mit dem Ablaß X kommt. Der ursprüngliche Druckzustand, d.h.
niedriger Druck in der ersten Kammer CI, wird dadurch wieder hergestellt. Somit
bewegt sich der Stellantrieb so weit wie möglich nach links, wobei er an der Schulter
204L anschlägt, so daß er in der Stellung L anhält, der ein kleinstes übersetzungsverhältnis
e zugeordnet ist.
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Der Leitungsdruck PL wirkt durch die Leitung P1 auch auf das Reglerventil
170. Der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängende Reglerdruck PG kann geliefert
werden, unmittelbar
nachdem die Ausgangswelle 110 zu drehen begonnen
hat. Die Beziehung zwischen dem Reglerdruck P G und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V ist in Figur 7 wiedergegeben.
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Wenn das Wählventil 130 aus der Neutralstellung N in die Fahrstellung
D geschaltet wird, wird die Leitung P1 in Verbindung mit der Leitung P2 gebracht,
so daß in der Leitung P2 der Leitungsdruck PL herrscht. Dies hat zur Folge, daß
der Stellantrieb 220 in seiner Vorwärtsstellung gehalten wird und daß die Anfahrkupplung
103 über die Leitung P10 und die Anschlüsse a und b eingerückt wird. Das Drehmoment
der Brennkraftmaschine E wird dann von der Ausgangswelle 101 der Brennkraftmaschine
über das Getriebe 104 und das Wendegetriebe 108 zur Ausgangswelle 110 übertragen,
so daß das Reglerventil 170 gedreht wird und dadurch einen von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V abhängenden Regierdruck P, G erzeugt.
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Zugleich liegt der Leitungsdruck PL durch die Leitung P2 auch am Anschluß
b des Drosselventiles 160 an, da der Anschluß c des Wählventiles 130 in Verbindung
mit den Anschlüssen a und b steht. Der freie Querschnitt zwischen den Anschlüssen
b und a des Drosselventiles 160 nimmt mit zunehmender Auslenkung des Gaspedales
zu, so daß inFder Leitung P50 ein entsprechender Drosseldruck PTH erzeugt wird.
Durch die Leitung P50 gelangt der Drosseldruck PTH zum Anschluß a des Kompensationsventiles
150, während gleichzeitig der Leitungsdruck PL durch die Leitung P2 zum Anschluß
c des Kompensationsventiles 150 gelangt und am Anschluß e des Kompensationsventiles
150 durch die Leitungen P40, P41 und P42 der Reglerdruck PG vom Reglerventil 170
oder ein entsprechender Druck anliegt (der Reglerdruck PG wird direkt durch die
Leitung P43 zugeführt). Dies hat zur Folge, daa der Drosseldruck PTEI, der der Drosselöffnung
entspricht, auf das eine Ende des Kolbenschiebers 151 des Kompensationsventiles
150 wirkt und daß der Reglerdruck PG, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht,
auf das andere Ende des Kol-
benschiebers 151 wirkt, so daß diese
Drücke einander entgegenwirken. Der Kolbenschieber 151 wird nach links oder nach
rechts verschoben entsprechend der Differenz zwischen den einander entgegenwirkenden
Drücken H und PG Der Kolbenschieber 151 verbindet den Anschluß c (Leitung P2) mit
dem Anschluß d (Leitung P60), wenn der Reglerdruck PG höher als der Drosseldruck
PTH ist, oder er verbindet den Anschluß d mit dem Ablaß X, wenn die umgekehrte Beziehung
herrscht.
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Beim Anfahren des Fahrzeuges (Fahrzeuggeschwindigkeit V = 0) wird
davon ausgegangen, daß der Drosseldruck PTH etwas steigt.
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Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Kolbenschieber 151 des Kompensationsventiles
150 am rechten Ende von dessen Bohrung.
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Der Druck in der Leitung P60 ist aufgrund der Verbindung zwischen
dem Anschluß d und dem Ablaß X gleich null. Der Stellantrieb 205 des Übersetzungsverhältnis-Steuerservos
beginnt seine Bewegung aus der Stellung L. Nachdem das Fahrzeug begonnen hat, sich
zunächst mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen, steigt der am Anschluß e des Kompensationsventiles
150 anliegende Reglerdruck PG entsprechend an.
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Wenn die Fahrgeschwindigkeit zunimmt und der Drosseldruck PTH einen
praktisch konstanten Wert einnimmt, bewirkt die Verschiebung des Kolbenschiebers
151 nach links, daß der Ablaß X geschlossen wird und dann der Anschluß c etwas geöffnet
wird, wobei der Anschluß c und der Ablaß X nicht zugleich offen sind, d.h. keine
überlappung vorgesehen ist.
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Dadurch gelangt über die Leitung P2, den Anschluß c, den Anschluß
d und die Leitung P60 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit V modulierter Druck zum
Anschluß a des Obersetzungsverhältnis-Steuerservos 200. Dementsprechend wird der
Kolbenschieber 201 etwas nach rechts, d.h. in Richtung ", entgegen der Kraft der
Feder 208 verschoben. Dadurch kommen die Anschlüsse f und e des Obersetzungsverhältnis-Steuerservos
in Verbindung miteinander, so daß der Leitungsdruck
PL, der etwas
höher als beim Anfahren des Kraftfahrzeuges ist, in die linke Kammer CI eingeleitet
wird, so daß eine gewisse Druckkraft auf den Stellantrieb in Richtung H" wirkt.
Danach entsteht durch den Anschluß d eine Verbindung zum Ablaß X, wodurch die Bewegung
in Richtung H" endet.
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Ein ähnlicher Vorgang wiederholt sich bei Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bei gegebener Drosselöffnung höher wird. Wenn
der Kolbenabschnitt 206b des Stellantriebes 205 an einer Schulter 204H der Bohrung
anliegt, ist die Stellung H erreicht, der das maximale übersetzungsverhältnis entspricht.
Eine stufenlose Steuerung des übersetzungsverhältnisses, nämlich eine Erhöhung des
Übersetzungsverhältnisses e, wird auf ähnliche Weise wie beim Anfahren aus dem Stillstand
durchgeführt, wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, um das Kraftfa'hrzeug zu beschleunigen.
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Wenn das Gaspedal freigegeben wird, während das Fahrzeug mit konstanter
Geschwindigkeit fährt, sinkt der Drosseldruck in der Leitung P50 schnell ab, während
der Reglerdruck PG nur allmählich abnimmt, weil das Kraftfahrzeug aufgrund seiner
Trägheit noch weiterrollt.
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Unter diesen Bedingungen wird der Kolbenschieber 151 des Kompensationsventiles
150 schnell in Richtung zum Anschluß a verschoben, so daß der Anschluß c geöffnet
wird und der Leitungsdruck PL auf den Kolbenabschnitt 151b wirkt, wodurch wiederum
der Ablaß X geöffnet wird, so daß der Druck PC in der Leitung P60 schnell sinkt.
Der Druck im Bohrungsabschnitt 204c des übersetzungsverhältnis-Steuerservos sinkt
aufgrund des durch die Leitung P60 und den Anschluß a zugeführten sinkenden Druckes
PcZ so daß der Kolbenschieber 201 nach links in Richtung "L" verschoben wird. Der
Druck in der linken Kammer CI des Obersetzungsverhältnis-Steuerservos
sinkt
dann aufgrund der Verbindung durch den Anschluß d zum Ablaß X, so daß der Stellantrieb
205 sich in Richtung "L" bewegt, wodurch der Anschluß d wieder geschlossen wird,
so daß sich der Stellantrieb nicht weiterbewegt. Das allmähliche Absinken des Druckes
PG bewirkt, daß sich der Kolbenabschnitt 151b nach rechts bewegt und daß der Ablaß
X des Kompensationsventiles 150 weiter geöffnet wird, so daß der Druck PC weiter
sinkt. Danach wird das Obersetzungsverhältnis allmählich durch die Verschiebung
des Kolbenschiebers 201 des Übersetzungsverhältnis-Steuerservos und die dem folgende
Verschiebung des Stellantriebes 205 in Richtung "L" allmählich verringert.
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Beim Verzögern, was beispielsweise mittels einer Bremse herhergeführt
wird, um anzuhalten, ist der Drosseldruck PTH ungefähr null, wobei PG entsprechend
der sinkenden Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt. In diesem Fall ist die Arbeitsweise
des Stellantriebes ähnlich der bei der Verzögerung während des Schiebebetriebes.
Die Verschiebung des Stellantriebes in Richtung "L" ist aufgrund des schnelleren
Sinkens des Reglerdruckes PG stärker.
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Der Zwischenraum d2 zwischen den Kolbenschiebern 161 und 162 des Drosselventiles
160 ist vorgesehen, damit der Drosseldruck PTH schnell ansteigt, wenn die Drosselöffnung
auf 7/8 bis 8j8 vergrößert wird, wenn das Gaspedal kräftig niedergetreten wird.
Das SchlieSen des Zwischenraumes d2 bewirkt, daß der Kolbenschieber 161 direkt der
Druckkraft des Armes 165 ausgesetzt ist, ohne daß die Feder 163 die Übertragung
bewirkt, und daß der Strömungsweg zwischen den Anschlüssen a und b vollständig öffnet,
so daß der Drosseldruck PTH gleich PL wird. Die entsnrechende Beziehung ist in Figur
8 wiedergegeben. Der Bereich k, in dem der Drosseldruck PTH gleich null für die
Drosselöffnung 0 bis 2/8 ist, entspricht den Spielen der Drosselklappe, des Gaspedals
und
des Verbindungsmechanismus.
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In der Rückwärtsstellung R des Wählventiles 130 wird der Leitungsdruck
PL aufgrund der Verbindung zwischen den Anschlüssen c und f des Wählventiles 130
auf die Leitung P3 gegeben. Der Stellantrieb 220 wird in seine rechte Stellung,
d.h. seine Rückwärtsstellung gebracht, so daß das Wendegetriebe 108 mittels der
Schaltstange 223 in seine Rückwärtsstellung überführt wird. Da die Anschlüsse c
und b des Stellantriebes 220 miteinander in Verbindung stehen, ist bzw.
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wird die Anfahrkupplung eingerückt.
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Ferner liegt durch die Leitung P1, das Reglerventil 170 und die Leitungen
P40, P43 und P42 der Reglerdruck PG am Anschluß e des Kompensationsventiles 150
an. In der Leitung P2 herrscht kein Druck, und in der Leitung P60 wird kein Drosseldruck
erzeugt, auch wenn die Drosselklanpe geöffnet wird. Demzufolge wird der Kolbenschieber
151 des Kompensationsventiles 150 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V in Rückwärtsrichtung
etwas nach links verschoben. Der Anschluß c kommt dabei in Verbindung mit dem Anschluß
d, so daß die Leitung D60 in Verbindung mit der Leitung P2 kommt.
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In der Leitung P2 herrscht jedoch kein Druck, da die Leitung P2 mit
dem Ablaß X des Wählventiles 130 verbunden ist.
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Da somit in der Leitung P60 kein Druck aufgebaut wird, wird der Kolbenschieber
201 des übersetzungsverhältflis-Steuerservos in die Stellung L am linken Ende des
Obersetzungsverhältnis-Steuerservos gebracht bzw. bleibt er in dieser Stellung.
Das Übersetzungsverhältnis e wird somit in der Rückwärtsstellung R des Wählventiles
130 bei einem minimalen Wert L festgehalten.
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Wenn das Wählventil 130 in der Parkstellung P ist, ist der Anschluß
f geschlossen, so das auf die Leitung P10 kein Druck gelangt, der die Anfahrkupplung
103 einrücken könnte.
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Am Obersetzungsverhältnis-Steuerservo liegt der Leitungsdruck PL an.
Die Leitung P60 steht jedoch nicht unter Druck, da die Leitung P2 nicht unter Druck
steht. Der Stellantrieb des Übersetzungsverhältnis-Steuerservos nimmt somit die
Stellung L ein.
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Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
für ein stufenlos steuerbares Getriebe ausführlich beschrieben.
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Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
eines stufenlos steuerbaren Getriebes wird der Kolbenschieber für den Stellantrieb
des Übersetzungsverhältnis-Steuerservos entgegen einer Federkraft entsprechend einem
Signaldruck verschoben, der aus einem Gleichgewicht zwischen Drücken abgeleitet
wird, die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung ansprechen. Die
erfindungsgemäße Steuervorrichtung bewirkt eine stufenlose Steuerung des übersetzungsverhältnisses
e zwischen Stellungen L und H im gesamten Bereich der Drosseleffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit
und spricht angemessen auf plötzliche und allmähliche Änderungen der Drosselöffnung
und der Fahrzeuggeschwindigkeit an.
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Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann als Obersetzungsverhältnis-Steuerservo
ein anderer Folgestellantrieb als der beim Ausführungsbeispiel dargestellte benutzt
werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, sofern dieser eine ähnliche
Funktion erfüllt. Ferner ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung sowohl für fluidisch
betätigte Getriebe als auch für mechanisch betätigte Getriebe geeignet. In Verbindung
mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann der Reglerdruck wahlweise durch
zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise ein Halteventil oder ein Modulatorventil,
beeinflußtbzw. gesteuert sein.
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Das bersetzuncjsverhltnis eines stufenlos steuerbaren Getriebes für
ein Kraftfahrzeug wird mittels einer Steuervorrichtung gesteuert, die ein hydraulisches
Steuerservo umfaßt.
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Zum Steuerservo yehören ein Stellantrieb, der mit einem Leitungsdruck
betrieben wird und das Getriebe einstellt, sowie ein Kolbenschieber, der an seinem
einen Ende mit einem Signaldruck beaufschlagt wird, der sowohl von einem von der
Drosselöffnung abhängigen Druck als auch von einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit
abhängigen Druck abhängt und einer Feder entgegenwirkend angelegt wird. Der Kolbenschieber
bildet ein Steuerventil für den an den Stellantrieb angelegten und diesen betreibenden
Druckmitteldruck. Wenn sich der Signaldruck am Kolbenschieber ändert, wird der Stellantrieb
in solcher Richtung betätigt bzw. verschoben, daß das bersetzungsvcrhltnis erhöht
oder verringert wird. Der Signaldruck wird von einem Kompensationsventil in Abhängigkeit
von einem der Drosselöffnung entsprechenden Druck und einem der Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechenden Druck, beispielsweise dem Reglerdruck, erzeugt.»
Leerseite