DE3315554C2 - Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren Riementrieb.

Es ist bekannt (DE-OS 32 04 891), in automatischen Getrieben für Kraftfahrzeuge einen stufenlos regelbaren Riementrieb in Verbindung mit einem Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung und einem Mechanismus zum Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vorzusehen.

Im allgemeinen weist der stufenlos regelbare Riementrieb eine Eingangswelle, eine Eingangsriemenscheibe mit veränderbarem Wirkdurchmesser und einen auf der Eingangswelle konzentrisch befestigten Flansch sowie einen auf der Eingangswelle konzentrisch drehfest und axial verschieblich angeordneten, beweglichen Flansch, eine zur Eingangswelle parallele Ausgangswelle, eine Ausgangsriemenscheibe mit veränderbarem Wirkdurchmesser und einen auf der Ausgangswelle konzentrisch befestigten Flansch sowie einen auf der Ausgangswelle konzentrisch drehfest sowie axial verschieblich angeordneten, beweglichen Flansch, einen die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe umschlingenden endlosen Riemen und hydraulische Servomotoren für die Eingangs- bzw. die Ausgangsriemenscheibe zum Drücken des beweglichen Flansches in Richtung auf den feststehenden Flansch derselben auf. Ferner ist ein hydraulisches Steuersystem vorgesehen, welches eine Druckquelle, ein Regelventil zur Regelung des Drucks der Druckquelle und zur Vermittlung eines Leitungsdrucks entsprechend den zugeführten Eingangsdrücken, ein Drosselklappendruckventil zur Regelung des Leitungsdrucks und zur Erzeugung eines der jeweiligen Drosseklappenöffnung entsprechenden Drosselklappendrucks, womit das Regelventil als Eingangsdruck beaufschlagt wird, ein Übersetzungsverhältnisdetektorventil zur Steuerung des Leitungsdrucks und zur Erzeugung eines der jeweiligen Axialverschiebung des beweglichen Flansches der Ausgangsriemenscheibe entsprechenden Übersetzungsverhältnisdrucks, womit das Regelventil als Eingangsdruck beaufschlagt wird, Mittel zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit, welche unter dem Leitungsdruck steht, zum hydraulischen Servomotor der Ausgangsriemenscheibe und einen Übersetzungs­ verhältnissteuermechanismus mit einem Übersetzungsverhältnissteuerventil auf, welches mit einer axial beweglichen Spindel und jeweils einer Druckkammern an dem einen und dem anderen Ende der Spindel versehen ist und zur selektiven Zufuhr des Leitungsdrucks zum hydraulischen Servomotor der Eingangsriemenscheibe infolge der Bewegung der Spindel dient, wobei Kanäle zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit, welche unter dem Leitungsdruck steht, zu den Druckkammern und elektromagnetische Ventile zur Regelung des Drucks in der jeweils zugehörigen Druckkammer vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge so weiterzubilden, daß im Übersetzungsverhältnissteuermechanismus kleinere und billigere elektromagnetische Ventile verwendet werden können, ohne daß dessen Lebensdauer kürzer ist als diejenige üblicher automatischer Getriebe.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen automatischen Kraftfahrzeug-Getriebes ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß werden die Druckkammern an den beiden Enden der Spindel des Übersetzungsverhältnissteuerventils mit Arbeitsflüssigkeit beaufschlagt, welche unter einem Drosselklappendruck steht, der niedriger als der Leitungsdruck ist.

Die durch die Erfindung vermittelten Vorteile sind weiterhin den folgenden Erläuterungen zu entnehmen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1a einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge;

Fig. 1b den Teil des Längsschnitts gemäß Fig. 1a im Bereich der Ausgangsriemenscheibe des stufenlos regelbaren Riementriebes des automatischen Getriebes, und zwar vergrößert;

Fig. 2 ein Schaltbild des hydraulischen Steuersystems des automatischen Getriebes gemäß Fig. 1a und 1b;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des vom Übersetzungsverhältnisdetektorventil des Systems gemäß Fig. 2 gelieferten Übersetzungsverhältnisdrucks;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des vom Drosselklappendruckventil des Systems gemäß Fig. 2 gelieferten zweiten Drosselklappendrucks;

Fig. 5 und 6 jeweils eine graphische Darstellung des vom Drosseklappendruckventil des Systems gemäß Fig. 2 gelieferten ersten Drosselklappendrucks;

Fig. 7 eine graphische Darstellung des vom Niedermodulatorventil des Systems gemäß Fig. 2 gelieferten Niedermolekulatordrucks;

Fig. 8 eine graphische Darstellung des in dem dem Niedermolekulatorventil nachgeschalteten Ölkanal des Systems gemäß Fig. 2 dann hervorgebrachten Öldrucks, wenn dessen Selektorventil sich in der L-Stellung befindet;

Fig. 9, 10 und 11 jeweils eine graphische Darstellung des vom Primärregelventil des Systems gemäß Fig. 2 gelieferten Leitungsdrucks;

Fig. 12 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals zur Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils des Direktkupplung-Steuermechanismus des Systems gemäß Fig. 2;

Fig. 13 eine graphische Darstellung des im Direktkupplung- Steuermechanismus des Systems gemäß Fig. 2 entsprechend dem Signal gemäß Fig. 12 durch das elektromagnetische Ventil hervorgebrachten Öldrucks P_S;

Fig. 14 eine graphische Darstellung des im Direktkupplung- Steuermechanismus des Systems gemäß Fig. 2 hervorgebrachten Öffnungsdrucks P₂ und Schließdrucks P₃ für die Direktkupplung;

Fig. 15A, 15B, 15C und 15D schematische Darstellungen des Direktkupplung- Steuerventils des Systems gemäß Fig. 2 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise desselben;

Fig. 16A, 16B, 16C und 16D schematische Darstellungen eines anderen Direktkupplung- Steuerventils zur Veranschaulichtung der Wirkungsweise desselben;

Fig. 17A, 17B, 17C und 17D schematische Darstellungen eines wiederum anderen Direktkupplung-Steuerventils zur Veranschaulichung der Wirkungsweise desselben;

Fig. 18A, 18B und 18C schematische Darstellungen eines konventionellen Direktkupplung-Steuerventils zur Veranschaulichung der Wirkungsweise desselben;

Fig. 19A, 19B und 19C schematische Darstellungen des Übersetzungsverhältnissteuermechanismus des Systems gemäß Fig. 2 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise desselben; und

Fig. 20 eine graphische Darstellung eines bestimmten Öldruckverhältnisses zur weiteren Veranschaulichung der Wirkungsweise des Übersetzungsverhältnissteuermechanismus gemäß Fig. 2 und 19.

Gemäß Fig. 1a sind ein Drehmomentwandlergehäuse 100, ein Getriebegehäuse 200 und ein Mittelgehäuse 300 miteinander verschraubt, um das Gehäuse eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge zu bilden, wobei das Mittelgehäuse 300 zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse 100 und dem Getriebegehäuse 200 angeordnet ist.

Das Drehmomentwandlergehäuse 100 weist in einer an eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine angrenzenden Befestigungsfläche 100A eine Öffnung auf und umschließt einen Drehmomentwandlerraum 110 zur Aufnahme eines Drehmomentwandlers oder einer Strömungskupplung 400. Auch in der anderen, an das Getriebegehäuse 200 angrenzenden Befestigungsfläche 100B ist eine Öffnung vorgesehen, und es sind ein Differentialgetrieberaum 120 zur Aufnahme eines Differentialgetriebes 700 sowie ein Vorgelegeraum 130 zur Aufnahme eines Vorgeleges 800 im Drehmomentwandler 100 ausgebildet.

Das Getriebegehäuse 200 weist in der an das Drehmomentwandlergehäuse 100 angrenzenden Befestigungsfläche ebenfalls eine Öffnung auf und umschließt einen Getrieberaum 210 zur Aufnahme eines stufenlos regelbaren Riementriebes 500, einen Differentialgetrieberaum 220 gegenüber dem Differential­ getrieberaum 120 und einen Vorgelegeraum 230 gegenüber dem Vorgelegeraum 130. Das Gehäuse 701 des Differentialgetriebes 700 ist mit seinen beiden Enden im Getriebegehäuse 200 bzw. im Drehmomentwandlergehäuse 100 drehbar gelagert.

Das Mittelgehäuse 300 ist im Getriebegehäuse 200 angeordnet und an der Befestigungsfläche 100B des Drehmomentwandlergehäuses 100 befestigt, also an der Wand des Drehmomentwandlergehäuses 100, welche dessen Drehmomentwandlerraum 110 vom Getrieberaum 210 des Getriebegehäuses 200 trennt. Die Vorgelegewelle 801 des Vorgeleges 800 ist mit ihren beiden Enden im Mittelgehäuse 300 bzw. im Drehmomentwandlergehäuse 100 drehbar gelagert.

Die Strömungskupplung 400 weist ein Gehäuse 401 und ein Pumpenrad auf, welche jeweils mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden sind, ferner eine Ausgangswelle 420, ein mit einer auf die Ausgangswelle 420 aufgekeilten Nabe 460 verbundenes Turbinenrad 450 und einen Kolben 430 für eine Direktkupplung, welche mit einer auf die Ausgangswelle 420 aufgekeilten Nabe 440 verbunden ist. Die Ausgangswelle 420 der Strömungskupplung 400 ist in einer im Mittelgehäuse 300 befestigten Hülse 310 über ein Gleitlager 320 drehbar gelagert.

An der Wand des Drehmomentwandlerraumes 110 ist eine Ölpumpe 20 befestigt, deren Rotor von einer Hohlwelle 410 angetrieben wird, welche mit dem Gehäuse 401 der Strömungskupplung 400 verbunden und koaxial zu deren Ausgangswelle 420 angeordnet ist.

Der stufenlos regelbare Riementrieb 500 weist eine Eingangswelle 510, welche mit ihren beiden Enden im Mittelgehäuse 300 bzw. im Getriebegehäuse 200 drehbar gelagert ist, eine zur Eingangswelle 510 parallele Ausgangswelle 550, welche mit ihren beiden Enden im Drehmomentwandlergehäuse 100 sowie im Mittelgehäuse 300 bzw. im Getriebegehäuse 200 drehbar gelagert ist, eine Eingangsriemenscheibe 520, bestehend aus einem mit der Eingangswelle 510 einstückig ausgebildeten, feststehenden Flansch 520A sowie einem auf der Eingangswelle 510 axial verschieblich über drehfest angeordneten Flansch 520B, eine Ausgangsriemenscheibe 560, bestehend aus einem einstückig mit der Ausgangswelle 550 ausgebildeten, feststehenden Flansch 560A und einem auf der Ausgangswelle 550 axial verschieblich, aber drehfest angeordneten Flansch 560B, zwei hydraulische Servomotoren 530 und 570, welche zur Bewegung des beweglichen Flansches 520B bzw. 560B auf der Eingangswelle 510 bzw. auf der Ausgangswelle 550 angeordnet sind, und einen Keilriemen 580 auf, welcher zur Drehmomentübertragung von der Eingangswelle 510 zur Ausgangswelle 550 zwischen der Eingangsriemenscheibe 520 und der Ausgangsriemenscheibe 560 gespannt ist.

Zwischen der Ausgangswelle 420 der Strömungskupplung 400 und der Eingangswelle 510 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 ist ein Planetengetriebe 600 vorgesehen. Dieses weist eine hohle Eingangswelle 601, welche vom Endabschnitt größeren Durchmessers der Ausgangswelle 420 gebildet ist, eine Ausgangswelle 610, welche einstückig mit der Eingangswelle 510 ausgebildet ist, ein Sonnenrad 670, welches einstückig mit der Ausgangswelle 610 an deren Umfang ausgebildet ist, einen Planetenradträger 620, welcher mittels einer vom feststehenden Flansch 520A gehaltenen Lamellenkupplung 630 mit diesem Flansch 520A der Eingangsriemenscheibe 520 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 verbunden und davon gelöst werden kann, ein Hohlrad 660, welches mittels einer vom Mittelgehäuse 300 gehaltenen Lamellenbremse 650 mit dem Mittelgehäuse 300 verbunden und davon gelöst werden kann, Planetenräder 640, welche jeweils am Planetenträger 620 drehbar gelagert sind sowie mit dem Sonnenrad 670 und dem Hohlrad 660 kämmen, einen hydraulischen Servomotor 680, welcher in der Wand des Mittelgehäuses 300 ausgebildet ist und zur Betätigung der Lamellenbremse 650 dient, und einen hydraulischen Servomotor 690 auf, welcher in der Wand des feststehenden Flansches 520A ausgebildet ist und zur Betätigung der Lamellenkupplung 630 dient.

Die Eingangswelle 510 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 ist koaxial zur Ausgangswelle 420 der Strömungskupplung 400 angeordnet. Das der letzteren benachbarte Ende der Eingangswelle 510 ist über ein Lager in der hohlen Eingangswelle 601 des Planetengetriebes 600 drehbar abgestützt, während das andere Ende der Eingangswelle 510 in einer Bohrung 250A einer Wand 250 des Getriebegehäuses 200 drehbar gelagert ist. In die Eingangswelle 510 sind zwei gesonderte Ölkanäle 511A sowie 511B gebohrt. Während der eine Ölkanal 511A über eine Hülse 422 mit einem in der Ausgangswelle 420 der Strömungskupplung 400 ausgebildeten Ölkanal 421 kommuniziert, welcher durch einen Stopfen 420′ verschlossen ist, kommuniziert der andere Ölkanal 511B mit einem Ölkanal 514, welcher in einer Stirnkappe 260 ausgebildet ist, die an das Getriebegehäuse 200 angeschraubt ist, um die Bohrung 250A von dessen Wand 250 zu verschließen.

Das Vorgelege 800 weist neben der zur Ausgangswelle 550 des stufenlos regelbare Riementriebes 500 parallelen und mit ihren beiden Enden im Drehmomentwandlergehäuse 100 bzw. im Mittelgehäuse 300 drehbar gelagerten Vorgelegewelle 801 ein Eingangszahnrad 802, welches auf der Vorgelegewelle 801 befestigt ist und mit einem auf der Ausgangswelle 550 befestigten Ausgangszahnrad 590 kämmt, und ein Ausgangszahnrad 803 auf, welches einstückig mit der Vorgelegewelle 801 ausgebildet ist.

Das Differentialgetriebe 700 weist neben dem Gehäuse 701 ein Eingangszahnrad 720, welches am Gehäuse 701 befestigt ist und mit dem Ausgangszahnrad 803 des Vorgeleges 800 kämmt, zwei Ausgangswellen 710, welche im Gehäuse 701 drehbar gelagert und mit der rechten bzw. der linken Achswelle verbunden sind, zwei auf den beiden Ausgangswellen 710 befestigte Kegelräder und zwei mit den letzteren kämmende Zwischenkegelräder auf. Wie erwähnt, ist das Gehäuse 701 mittels Lagern im Drehmomentwandlergehäuse 100 und am Getriebegehäuse 200 drehbar abgestützt, wobei die Ausgangswellen 710 parallel zur Vorgelegewelle 801 verlaufen.

Der entlang der Achse der Eingangswelle 510 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 verlaufende Ölkanal 511A kommuniziert mit dem hydraulischen Servomotor 690 über einen im mittleren Bereich des feststehenden Flansches 520A der Eingangsriemenscheibe 520 ausgebildeten Ölkanal 513 und dient dazu, den hydraulischen Servomotor 690 mit Drucköl zu beaufschlagen bzw. Drucköl daraus abfließen zu lassen, und zwar über einen nicht dargestellten, im Mittelgehäuse 300 ausgebildeten Ölkanal, einen im Gleitlager 320 ausgebildeten Ölkanal 301, eine in die Ausgangswelle 420 der Strömungskupplung 400 gebohrte Ölbohrung und die Hülse 422. Der andere entlang der Mittelachse der Eingangswelle 510 verlaufende Ölkanal 511B kommuniziert mit dem hydraulischen Servomotor 530 über eine in die Eingangswelle 510 gebohrte Ölbohrung, am Außenumfang der Eingangswelle 510 ausgebildete Keilnuten und einen im mittleren Bereich des beweglichen Flansches 520B ausgebildeten Ölkanal. Die an der Wand 250 des Getriebegehäuses 200 befestigte Stirnkappe 260 weist einen zylindrischen, hohlen Vorsprung 261 auf, welcher in das Getriebegehäuse 200 ragt und in den Ölkanal 511B der Eingangswelle 510 eingesetzt ist. Letztere stützt sich an dem betreffenden Ende über ein Lager 270 am Getriebegehäuse 200 ab, welches in die Bohrung 250A von dessen Wand 250 eingesetzt ist. Der Ölkanal 511B kommuniziert mit dem Ölkanal 514 durch den Vorsprung 261 hindurch, um den hydraulischen Servomotor 530 mit Drucköl zu beaufschlagen bzw. Drucköl daraus ablaufen zu lassen.

Das auf einem Ende der Ausgangswelle 550 angeordnete Ausgangszahnrad 590 ist mit einer hohlen Stützwelle 591 versehen, welche einstückig mit dem Ausgangszahnrad 590 ausgebildet ist. Die Stützwelle 591 ist an beiden Enden über Rollenlager 592 am Drehmomentwandlergehäuse 100 bzw. am Mittelgehäuse 300 drehbar abgestützt, dabei jedoch auf die Ausgangswelle 550 aufgekeilt. Auf beiden Seiten stützt sich das Ausgangszahnrad 590 über Nadellager 594 am Drehmomentwandlergehäuse 100 bzw. am Mittelgehäuse 300 ab. Die Ausgangswelle 550 ist am anderen Ende über ein Kugellager 559 am Getriebegehäuse 200 drehbar abgestützt.

Die Ausgangswelle 550 ist hohl ausgebildet. In den inneren Hohlraum ist der Ventilkörper 52 eines Übersetzungsverhältnisdetektorventils 50 eingesetzt, und zwar im Bereich der Ausgangsriemenscheibe 560. Er wird in dieser Stellung mittels eines zylindrischen, hohlen Vorsprungs 554 gehalten, welcher an einer Stirnkappe 553 ausgebildet ist, die an das Getriebegehäuse 200 angeschraubt ist. Der restliche Teil des inneren Hohlraums der Ausgangswelle 550 dient als Ölkanal 551 zur Zufuhr von Drucköl zum hydraulischen Servomotor 570 über eine in den beweglichen Flansch 560B gebohrte Ölbohrung 555, welches von einem im Drehmomentwandlergehäuse 100 ausgebildeten Ölkanal 140 her zuströmt.

Das Übersetzungsverhältnisdetektorventil 50 geht besonders deutlich aus Fig. 1b hervor. Der Ventilkörper 52 weist zwei Hohlzylinder 52A und 52B auf. Der Hohlzylinder 52B ragt mit einem Abschnitt verminderten Außendurchmessers in die axiale Bohrung des Hohlzylinders 52A und ist mit letzterem verstiftet. Im Hohlzylinder 52A ist eine Detektorstange 51 axial verschieblich gelagert, welche am freien äußeren Ende mit einem Betätigungsstift 51A versehen ist. Letzterer durchsetzt diametral eine Bohrung 557 der Ausgangswelle 550 und wirkt am freien Ende mit einer inneren Schulter 561 des beweglichen Flansches 560B zusammen. In der Bohrung 55 des Hohlzylinders 52B ist eine Spindel 54 axial verschieblich angeordnet, welche mit zwei Runden 54A und 54B sowie einem Kopf 54C versehen ist, die in bestimmten gegenseitigen Abständen vorgesehen sind. Auf dem inneren, abgestuften Ende der Detektorstange 51 ist eine Scheibe 51B befestigt. Zwischen derselben und dem Kopf 54C der Spindel 54 sowie dem Ende des Hohlzylinders 52B ist eine Druckfeder 53A bzw. 53B angeordnet. Der Hohlzylinder 52B ist mit einer Ablauföffnung 56 versehen, welche mittels des Bundes 54B der Spindel 54 geöffnet oder verschlossen werden kann. In der Spindel 54 ist ein Ölkanal 57 ausgebildet, welcher den Raum zwischen den Bunden 54A und 54B in der Bohrung 55 mit einem Ölkanal 556 verbindet. Wenn der Bund 54B sich aufgrund einer Veränderung der Spannung der Druckfeder 53A bewegt und die Ablauföffnung 56 öffnet, dann läuft ein Teil des im Ölkanal 556 vorhandenen Drucköls durch den Ölkanal 57, die Ablauföffnung 56 eine Bohrung des Hohlzylinders 52A und der Ausgangswelle 550 und eine Radialbohrung 558 der Ausgangsswelle 550 ab, um einen vorgegebenen Öldruck im Ölkanal 556 hervorzubringen.

Das hydraulische Steuersystem für das automatische Getriebe für Kraftfahrzeuge gemäß Fig. 1a und 1b geht aus Fig. 2 hervor. Es weist ein Primärregelventil 30, ein Drosselklappendruckventil 40, das Übersetzungsverhältnisdetektorventil 50, ein Sekundärregelventil 60, ein durch den Fahrer von Hand betätigbares Selektorventil 65, einen Direktkupplung-Steuermechanismus 70 zur Steuerung der Direktkupplung und einen Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 zur Steuerung des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 auf.

Der hydraulische Servomotor 570 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 ist über die Ölkanäle 551 sowie 140 mit einem Ölkanal 1 verbunden, welcher durch die Ölpumpe 20 mit Öl beaufschlagt wird, das die Ölpumpe 20 aus einem Ölsumpf 21 herauspumpt. Der hydraulische Servomotor 530 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 ist an einen Ölkanal 1b des Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 angeschlossen.

Das Primärregelventil 30 regelt den Öldruck im Ölkanal 1 auf einen bestimmten Leitungsdruck, wie noch geschildert.

Die Bohrung 55 des Hohlzylinders 52B des Übersetzungsverhältnisdetektorventils 50 kommuniziert über den Ölkanal 556 mit einem Ölkanal 3, welcher mit dem Ölkanal 1 über eine Drossel 23 verbunden ist. Wenn der bewegliche Flansch 560B der Ausgangsriemenscheibe 560 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 sich bezüglich des feststehenden Flansches 560A bewegt, dann wird auch die Detektorstange 51 aufgrund der Wirkung der Spannungen der die Detektorstange 51 des Übersetzungsverhältnisdetektorventils 50 beaufschlagenden Druckfedern 53A und 53B und der Anlage des Betätigungsstiftes 51A an der Schulter 561 der Ausgangswelle 550 entsprechend bewegt, so daß die Spannung der Druckfeder 53A sich ändert und die Spindel 54 sich bewegt. Dieses hat zur Folge, daß die Ablauföffnung 56 je nach der Bewegung des beweglichen Flansches 560B geöffnet oder geschlossen wird, um im Ölkanal 3 den in Fig. 3 veranschaulichten Übersetzungsverhältnisdruck P_I zustandekommen zu lassen.

Das Drosselklappendruckventil 40 regelt den ihm über den Ölkanal 1 zugeführten Leitungsdruck entsprechend dem Ausmaß, in welchem die Drosselklappe jeweils geöffnet ist, um einen Ölkanal 2 mit einem ersten Drosselklappendruck P_th zuzuführen. Wenn die Öffnung der Drosselklappe einen bestimmten Wert R₁ übersteigt, dann beaufschlagt das Drosselklappendruckventil 40 darüber hinaus einen Ölkanal 3a mit dem Übersetzungsverhältnisdruck P_I, welcher vom Übersetzungsverhältnisdetektorventil 50 geliefert und dem Drosselklappendruckventil 40 über den Ölkanal 3 sowie eine Drossel 22 zugeführt wird. Dieser Öldruck im Ölkanal 3a kann als zweiter Drosselklappendruck P_J bezeichnet werden.

Das Sekundärregelventil 60 ist an einen über eine Drossel 24 mit dem Ölkanal 1 verbundenen Ölkanal 4 angeschlossen, um den Öldruck des vom Primärregelventil 30 abgegebenen, überschüssigen Öls im Ölkanal 4 zu regeln und das überschüssige Öl über einen Ölkanal 5 dem Schmiersystem des automatischen Getriebes als Schmiermittel zuzuführen.

Das Selektorventil 65 ist mittels eines in der Nähe des Fahrersitzes angeordneten Schalthebels betätigbar, um den Leitungsdruck im Ölkanal 1 entsprechend der jeweiligen Stellung des Selektorventils 65 zu verteilen.

Der Direktkupplung-Steuermechanismus 70 beaufschlagt die Strömungskupplung 400 mit dem Öldruck im Ölkanal 4, und zwar entsprechend dem jeweils aufgebrachten Eingangsdruck, um das Einrücken und das Ausrücken der Direktkupplung mit dem Kolben 430 zu steuern.

Der Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 beaufschlagt den hydraulischen Servomotor 530 der Eingangsriemenscheibe 520 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 mit dem Öldruck in einem mit dem Ölkanal 1 über eine Drossel 86 mit großem Durchmesser verbundenen Ölkanal 1a, und zwar entsprechend dem jeweiligen Eingangsdruck, um das Übersetzungsverhältnis bzw. das Drehmomentverhältnis des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 zu steuern.

In einem Ölkanal 1c, welcher mit dem Ölkanal 1 kommuniziert, wenn das Selektorventil 65 in die L-Stellung gebracht worden ist, ist ein Niedermodulatorventil 10 vorgesehen, um den Leitungsdruck zu regeln und den Ölkanal 2 mit einem Niedermodulatordruck P_10W zu beaufschlagen. Ferner sind in einem Ölkühlerkanal 11 ein Überströmventil 12, im Ölkanal 1 ein Überströmventil 25, in einem Ölkanal 6 zur Zufuhr des Leitungsdrucks zum hydraulischen Servomotor 680 der Lamellenbremse 650 des Planetengetriebes 600 ein mit einem Rückschlagventil versehenes Durchflußsteuerventil 26 und in einem Ölkanal 7 zur Beaufschlagung des hydraulischen Servomotors 690 der Lamellenkupplung 630 des Planetengetriebes 600 mit dem Leitungsdruck ein mit einem Rückschlagventil versehenes Durchflußsteuerventil 27 vorgesehen.

Das Drosselklappendruckventil 40 weist einen Kolben 42 auf, welcher an einem Nocken 41 anliegt und vom Nocken 41 verstellbar ist, der mit dem in der Fahrerkabine vorhandenen Gaspedal verbunden ist. Mit dem Kolben 42 liegt eine Spindel 44 in Reihe, wobei zwischen dem Kolben 42 und der Spindel 44 eine Feder 43 angeordnet ist. Mit wachsender Öffnunng R der Drosselklappe werden der Kolben 42 und die Spindel 44 rechts bewegt.

Wenn der Drehwinkel des Nockens 41 und der auf den Kolben 42 einwirkende Druck im Ölkanal 2 Werte annehmen, welche die dem vorgegebenen Wert R₁ der Drosselklappenöffnung R entsprechenden Werte übersteigen, dann verbinden der Kolben 42 die Ölkanäle 3 und 3a miteinander, um im Ölkanal 3a den zweiten Drosselklappendruck P_J zustandekommen zu lassen, welcher dem Übersetzungsverhältnisdruck P_I äquivalent ist. Solange die Drosselklappenöffnung R kleiner als der vorgegebene Wert R₁ ist, wird der Öldruck im Ölkanal 3a an einer Ablauföffnung 40a über einen einen Bund des Kolbens 42 überbrückenden Ölkanal 42B abgebaut, wie Fig. 4 veranschaulicht, welcher auch der zweite Drosselklappendruck P_J zu entnehmen ist. Die Bewegung des Nockens 41 wird über den Kolben 42 und die Feder 43 auf die Spindel 44 übertragen, welche entsprechend der Spannung der Feder 43, die der jeweiligen Drosselklappenöffnung R entspricht, und dem Öldruck im Ölkanal 2, womit ein Bund 44a der Spindel 44 über eine Drossel 45 beaufschlagt wird, bewegt wird, um den freien Querschnitt der Verbindung zwischen den Ölkanälen 1 und 2 zu verändern, so daß der im Ölkanal 2 hervorgebrachte erste Drosselklappendruck P_th geregelt wird, wie in Fig. 5 und 6 veranschaulicht.

Das Primärregelventil 30 weist eine Spindel 32 mit Bunden 32A, 32B und 32C auf, welche durch eine Feder 31 belastet ist, die sich auf einer an der linken Seite der Spindel 32 angebrachten Scheibe abstützt. Coaxial zur Spindel 32 und damit in Reihe liegend ist ein erster Reglerkolben 33 mit einem Bund 33A geringeren Durchmessers und einem Bund 33B größeren Durchmessers vorgesehen. Coaxial zum ersten Reglerkolben 33 ist neben demselben und mit ihm in Reihe liegend ein zweiter Reglerkolben 34 angeordnet. Schließlich ist das Primärregelventil 30 mit einem mit dem Ölkanal 1 verbundenen Anschluß 34a, einem über eine Drossel 35 mit dem Leitungsdruck beaufschlagbaren Anschluß 34b, einem Ablaufanschluß 34c, einem Anschluß 34d zum Ableiten von überschüssigem Öl in den Ölkanal 4, einem Ablaufanschluß 34e für Lecköl, welches durch die Spalte zwischen den Bunden und der Ventilkörperwandung hindurchtritt, einem Eingangsanschluß 34f für den Übersetzungsverhältnisdruck P_I vom Ölkanal 3 her, einem Eingangsanschluß 34g für den ersten Drosselklappendruck P_th vom Ölkanal 2 her und einem Eingangsanschluß 34h für den zweiten Drosselklappendruck P_J vom Ölkanal 3a her versehen.

Das Niedermolekulatorventil 10 erzeugt dann, wenn das Selektorventil 65 in die L-Stellung gebracht worden ist, unabhängig von der jeweiligen Drosseklappenöffnung R den Niedermodulatordruck P_low gemäß Fig. 7. Ebenso wie das Drosselklappendruckventil 40 ist es mit keinerlei Ablaufkanal zur Druckregulierung versehen und so ausgebildet, daß die Druckregulierung unter Ausnutzung des ständigen Ablaufs des Öls mit dem ersten Drosselklappendruck P_th aus dem Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 erfolgt, der noch geschildert wird. Das Niedermodulatorventil 10 und das Drosselklappendruckventil 40 sind parallel geschaltet, so daß dann, wenn das Selektorventil 65 die L-Stellung einnimmt, im Ölkanal 2 derjenige der beiden Drücke P_low und P_th herrscht, welcher der höhere ist, wie Fig. 8 veranschaulicht, und der Leitungsdruck P_L bei kleiner Drosselklappenöffnung R in dieser L-Stellung des Selektorventils 65 größer als in dessen D-Stellung ist, wie Fig. 9 zeigt.

Die Spindel 32 des Primärregelventils 30 wird durch den über den Eingangsanschluß 34f zugeführten und auf den zweiten Reglerkolben 34 einwirkenden Übersetzungsverhältnisdruck P_I, den über den Eingangsanschluß 34g zugeführten und auf den Bund 33B des ersten Reglerkolbens 33 einwirkenden ersten Drosselklappendruck P_th, den über den Eingangsanschluß 34h zugeführten und auf den Bund 33A des ersten Reglerkolbens 33 einwirkenden zweiten Drosselklappendruck P_J, die Spannung der Feder 31 und den über den Anschluß 34b zugeführten sowie auf den Bund 32C der Spindel 32 einwirkenden Leitungsdruck bewegt, um die freien Querschnitte der Anschlüsse 34a, 34c und 34d und somit den Druckölabfluß aus dem Ölkanal 1 zu regeln, so daß sich für den Leitungsdruck P_L die in Fig. 9 bis 11 veranschaulichten Abhängigkeiten ergeben.

Für ein starkes Kraftfahrzeugabbremsen mit dem Motor ist es erforderlich, in den L-Bereich herunter zu schalten. Beim stufenlos regelbaren Riementrieb 500 wird das Herunterschalten dadurch erzielt, daß der an den hydraulischen Servomotor 530 der Eingangsriemenscheibe 520 angeschlossene Ölkanal mit einem Ablaufkanal verbunden wird, um Drucköl aus der Ölkammer des Servomotors 530 ablaufen zu lassen. Wenn jedoch eine starke Motorbremsung erfolgt, dann muß die Eingangsriemenscheibe 520 mit hoher Drehzahl umlaufen, so daß die Gefahr besteht, daß der durch die damit verbundenen Zentrifugalkräfte erzeugte Öldruck die Entleerung der Ölkammer des Servomotors 530 be- oder sogar verhindert. Wenn ein schnelles Herunterschalten gewünscht wird, muß also der Öldruck, womit der hydraulische Servomotor 570 der Ausgangsriemenscheibe 560 beaufschlagt wird, über den normalen Wert erhöht werden, was dann besonders bedeutsam ist, wenn die Drosselklappenöffnung R klein ist. Daher wird dann, wenn das Selektorventil 65 sich in der L-Stellung befindet, der einer kleinen Drosselklappenöffnung R zugeordnete erste Drosselklappendruck P_th erhöht, um den Leitungsdruck P_L anzuheben, welcher dem Öldruck äquivalent ist, womit der Servomotor 570 der Ausgangsriemenscheibe 560 beaufschlagt wird.

Das Selektorventil 65 ist mittels eines in der Nähe des Fahrersitzes vorgesehenen Schalthebels betätigbar, wie erwähnt. Es weist eine Spindel 66 auf, welche in die fünf bekannten Stellungen P=Parken, R=Rückwärtsfahrt, N=Neutral, D=Normalfahrt und L=Bergfahrt bewegbar ist, um die Ölkanäle 7, 6 und 1c so zu schalten bzw. mit den Ölkanälen 1 und 2 zu verbinden, wie in der nachstehenden Tabelle angegeben:

Gemäß der Tabelle wird in der R-Stellung der hydraulische Servomotor 680 der Lamellenbremse 650 des Planetengetriebes 600 mit dem Leitungsdruck beaufschlagt, während in der D-Stellung und der L-Stellung der hydraulische Servomotor 690 der Lamellenkupplung 630 des Planetengetriebes 600 mit dem Drosselklappendruck bzw. dem Niedermolekulardruck im Ölkanal 2 beaufschlagt wird.

Das Sekundärregelventil 60 weist eine Spindel 62 mit Bunden 62A, 62B und 62C auf, welche an einem Ende durch eine Feder 61 belastet ist. Sie wird durch das Zusammenwirken der Spannung der Feder 61 und des über eine Drossel 63 auf den Bund 62A einwirkenden Öldrucks bewegt, um den Öldruck im Ölkanal 4 durch Veränderung des Durchflusses durch die Verbindung der beiden Ölkanäle 4 und 5 hindurch zu regeln und einen Ablaufanschluß 60A zu steuern, durch welchen hindurch überschüssige Arbeitsflüssigkeit ablaufen kann. Das Öl im Ölkanal 5 gelangt zum Schmiersystem, wie erwähnt.

Der Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 weist ein Übersetzungsverhältnissteuerventil 81, zwei Drosseln 82 und 83, ein elektromagnetisches Ventil 84 zum Hochschalten und ein elektromagnetisches Ventil 85 zum Herunterschalten auf. Das Übersetzungsverhältnissteuerventil 81 ist mit einer Spindel 812 mit einem ersten Bund 812A, einem zweiten Bund 812B und einem dritten Bund 812C versehen, welche durch eine neben dem dritten Bund 812C angeordnete Feder 811 belastet ist. Weiterhin weist es zwei stirnseitige Ölkammern 815 und 816 auf, welche über die Drossel 82 bzw. 83 vom Ölkanal 2 her mit dem Drosselklappendruck bzw. dem Niedermolekulatordruck beaufschlagbar sind. Zwischen den beiden Bunden 812B und 812C ist eine Zwischenölkammer 810 gebildet, welche über einen Ölkanal 2A mit der Ölkammer 815 verbunden ist. Ein Eingangsanschluß 817 ist mit dem den Leitungsdruck führenden Ölkanal 1 über die Drossel 86 großen Durchmesser und den Ölkanal 1a, verbunden wobei der freie Querschnitt des Eingangsanschlusses 817 entsprechend der Bewegung der Spindel 812 veränderlich ist. Der Ausgangsanschluß 818 einer Druckregelkammer 819 ist über den Ölkanal 1b mit dem hydraulischen Servomotor 530 der Eingangsriemenscheibe 52C des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 verbunden. Schließlich weist das Übersetzungsverhältnissteuerventil 81 noch zwei Ablaufanschlüsse 813 sowie 814 zur Entleerung der Zwischenölkammer 810 sowie der Ölkammer 815 bzw. der Druckregelkammer 819 entsprechend der Bewegung der Spindel 812 auf. Die elektromagnetischen Ventile 84 und 85 zum Hoch- bzw. Herunterschalten sind jeweils mit der Ölkammer 815 bzw. 816 des Übersetzungs­ verhältnissteuerventils 81 verbunden und durch die Ausgangssignale einer elektrischen Steuerschaltung betätigbar, um die Ölkammer 815 bzw. 816 zu entleeren.

Der Direktkupplung-Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 2 und 15 weist ein Direktkupplung-Steuerventil 71, eine Drossel 77 und ein elektromagnetisches Ventil 76 zur Steuerung des Öldrucks in einem Ölkanal 4a auf, welcher über die Drossel 77 mit dem Ölkanal 4 verbunden ist. Das Direktkupplung-Steuerventil 71 ist mit einer Spindel 73 mit Bunden 73A, 73B und 73C desselben Durchmessers versehen, welche durch eine auf der rechten Seite der Spindel 73 angeordnete Feder 72 belastet ist. Weiterhin ist eine Hülse 75 mit einem Durchmesser größer als derjenige der Bunde 73A, 73B und 73C vorgesehen, welche mit der Spindel 73 in Reihe liegt und durch eine Feder 74 belastet ist, die auf der linken Seite der Hülse 75 angeordnet ist.

Bei dem Direktkupplung-Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 16 ist die Feder 72 weggelassen. Bei dem Direktkupplung- Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 17 fehlt der Bund 73A an der Spindel 73 und ist die Hülse 75 einstückig mit der Spindel 73 ausgebildet.

Beim Direktkupplung-Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 15 wird die Spindel 73 durch den über einen mit dem Ölkanal 4 verbundenen Anschluß 71A zugeführten und auf den Bund 73C einwirkenden Öldruck P₁ im Ölkanal 4 und die Spannung bzw. Federkraft F_S1 der Feder 72 in der einen Richtung und durch den Öldruck P_S in dem vom elektromagnetischen Ventil 76 überwachten Ölkanal 4a, welcher die Hülse 75 beaufschlagt, oder den Öldruck P₂ in einem Kupplungsausrückölkanal 8 der Direktkupplung, welcher über einen Anschluß 71B zugeführt wird und auf den Bund 73A einwirkt, sowie die Spannung bzw. Federkraft F_S2 der Feder 74 in der anderen Richtung bewegt, um den Ölkanal 4 mit dem Ölkanal 8 zum Ausrücken der Direktkupplung oder mit dem Ölkanal 9 der Direktkupplung mit dem Kolben 430 zu verbinden, welcher zum Einrücken derselben dient.

Wenn das elektromagnetische Ventil 76 mit Strom beaufschlagt und eingeschaltet wird, dann öffnet dessen Verschlußkörper die Ventilöffnung, um den Ölkanal 4a zu entleeren, so daß die Spindel 73 in der linken Endstellung gehalten wird, die Ölkanäle 4 und 9 miteinander verbunden sind und die Arbeitsflüssigkeit vom Ölkanal 9 durch die Direktkupplung mit dem Kolben 430 sowie den Ölkanal 8 zu einem Ablaufanschluß 71C fließen kann, wodurch die Direktkupplung eingerückt gehalten bleibt. Wenn die Stromzufuhr zum elektromagnetischen Ventil 76 unterbrochen und es abgeschaltet ist, dann verschließt dessen Verschlußkörper die Ventilöffnung, so daß der Öldruck im Ölkanal 4a aufrechterhalten bleibt, die Spindel 73 in ihrer rechten Endstellung gehalten wird und die Ölkanäle 4 sowie 8 miteinander verbunden werden, also die Arbeitsflüssigkeit vom Ölkanal 8 durch die Direktkupplung mit dem Kolben 430 sowie den Ölkanal 9 in den mit einem Ölkühler verbundenen Ölkanal 11 fließen kann, wodurch die Direktkupplung mit dem Kolben 430 ausgerückt bleibt.

Nachstehend sind die Funktionen des Direktkupplung- Steuermechanismus 70 geschildert.

Bei einem mit einer Direktkupplung versehenen automatischen Getriebe ergibt sich beim Einrücken der Direktkupplung ein den Komfort nachteilig beeinflussender Ruck, und zwar aufgrund des Drehzahlunterschieds zwischen der Pumpenradseite und der Turbinenradseite des Drehmomentwandlers oder der Strömungskupplung im Verlauf des Schließens der Direktkupplung. Daher wird bei konventionellen automatischen Getrieben dieser Art die Direktkupplung geschlossen bzw. eingerückt, wenn das jeweilige Kraftfahrzeug mit höherer Geschwindigkeit fährt, bei welcher die Drehzahldifferenz zwischen der Pumpenradseite und der Turbinenradseite des Drehmomentwandlers oder der Strömungskupplung geringer ist und also ein geringerer Ruck beim Schließen der Direktkupplung entsteht. Da bei dieser Art des Schließens der Direktkupplung letzteres nur bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen kann und die Direktkupplung nicht bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten eingerückt werden kann, kann die Wirkung der Direktkupplung nicht in ausreichendem Maße ausgenutzt werden. Der Direktkupplung- Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 15 bzw. 16 bzw. 17 kann den Öldruck zum Schließen der Direktkupplung und den Öldruck zum Öffnen der Direktkupplung beim Schließen der Direktkupplung so regeln, daß der Direktkupplungsschließruck abgeschwächt wird.

Fig. 18 veranschaulicht ein bekanntes Direktkupplung- Steuerventil 71. Dessen Spindel 73 kann nur die in Fig. 18A und 18C dargestellten Endstellungen einnehmen, wird aber nie in der Zwischenstellung gemäß Fig. 18B gehalten. Wenn das elektromagnetische Ventil 76 abgeschaltet ist, dann nimmt die Spindel 73 die rechte Endstellung gemäß Fig. 18A ein, in welcher der Ölkanal 4 zur Strömungs­ kupplungsdruckbeaufschlagung mit dem Ölkanal 8 zum Direktkupplungslösen und der Ölkanal 9 zum Direktkupplungsschließen mit dem zum Ölkühler führenden Ölkanal 11 verbunden ist, so daß die Arbeitsflüssigkeit vom Ölkanal 8 zum Ölkanal 9 strömen kann und die Direktkupplung geöffnet bzw. ausgerückt ist. Wenn das elektromagnetische Ventil 76 eingeschaltet ist, dann nimmt die Spindel 73 die linke Endstellung gemäß Fig. 18C ein, in welcher der Ölkanal 4 mit dem Ölkanal 9 und der Ölkanal 8 mit dem Ablaufanschluß 71C verbunden ist, so daß die Arbeitsflüssigkeit vom Ölkanal 9 zum Ölkanal 8 strömen kann und die Direktkupplung geschlossen bzw. eingerückt ist.

Nachstehend ist die Funktionsweise des Direktkupplung- Steuerventils 71 des Direktkkupplung-Steuermechanismus 70 gemäß Fig. 17 geschildert, wobei
P₁=Strömungskupplungszufuhrdruck im Ölkanal 4,
P₂=Direktkupplungsöffnungsdruck im Ölkanal 8,
P₃=Direktkupplungsschließdruck im Ölkanal 9,
P_S=Öldruck im Ölkanal 4a, eingesteuert durch das elektromagnetische Ventil 76,
F_S=Kraft der Feder 74 im Zustand gemäß Fig. 17A,
k=Federkonstante der Feder 74,
A₁=Druckaufnahmefläche der Hülse 75,
A₂=Druckaufnahmefläche des Bundes 73C,
ΔX₁=Weg der Spindel 73 von der Position gemäß Fig. 17A in diejenige gemäß Fig. 17B,
ΔX₂=Weg der Spindel 73 von der Position gemäß Fig. 17A in diejenige gemäß Fig. 17C, und
ΔX₃=Weg der Spindel 73 von der Position gemäß Fig. 17A in diejenige gemäß Fig. 17D.

Im Zustand gemäß Fig. 17A ist das elektromagnetische Ventil 76 abgeschaltet und geschlossen, so daß PS=P₁=P₂. Die Spindel 73 ist nach rechts durch die Kraft

F₁=F_S+P_S · A₁=F_S+P₁ · A₁

und nach links durch die Kraft

F₂=P₁ · A₂+P₂ · (A₁-A₂)=P₁ · A₁

belastet, also F₁<F₂. Da der Strömungswiderstand des Ölkanals 11 gering ist, ist P_S<P₃, so daß die Direktkupplung geöffnet bleibt.

Im Zustand gemäß Fig. 17B befindet sich das elektromagnetische Ventil 76 im Tastbetrieb ("duty operation"), wobei P₂=P₁. Mit

F₁=F_S+Δ X₁ · k+P_S · A₁,
F₂=P₁ · A₂+P₂ · (A₁-A₂)=P₁ · A₁

und F₁=F₂ ist
P_S=P₁-(F_S+ΔX₁ · k)/A₁.

Dann werden P₃ und P₁ ins Gleichgewicht gebracht.

Im Zustand gemäß Fig. 17C befindet sich das elektromagnetische Ventil 76 ebenfalls im Tastbetrieb, wobei P₃=P₁. Mit

F₁=F_S+Δ X₂ · k+P_S · A₁, F₂=P₁ · A₂+P₂ · (A₁-A₂)
und F₁ = F₂ ist
P_S = P₁ · A₂/A₁ + P₂ · (A₁-A₂)/A₁-(F_S+Δ X₂ · k)/A₁.

In diesem Zustand ändert sich P₂ von P₁ auf 0 in Abhängigkeit von P_S.

Wenn P₂=P₁, dann

P_S21=P₁ · A₂/A₁+P₂ · (A₁-A₂)/A₁-(F_S+Δ X₂ · k)/A₁=P₁-(F_S+Δ X₂ · k)/A₁.

Wenn P₂=0, dann

P_S22=P₁ · A₂/A₁+P₂ · (A₁-A₂)/A₁-(F_S+Δ X₂ · k)/A₁=P₁ · A₂/A₁-(F_S+Δ X₂ · k)/A₁.

Da A₂<A₁, folgt P_S22<P_S21 und Δ P_S=P_S21-P_S22 =P₁ · (1-A₂/A₁). Während des Abfalls von P_S von P_S21 auf P_S22 um Δ P_S kann also P₂ von P₁ auf 0 reduziert werden.

Im Zustand gemäß Fig. 17D ist das elektromagnetische Ventil 76 eingeschaltet und geöffnet, so daß P_S=0, P₂=o, P₃=P₁, F₁=F_S+Δ X₃ · k und F₂=P₁ · A₂. F_S, k, P₁ und A₂ werden so gewählt, daß F₁<F₂.

Ähnlichkeiten mit dem Stand der Technik bestehen insofern, als das elektromagnetische Ventil 76 bei ausgerückter bzw. geöffneter Direktkupplung abgeschaltet und geschlossen und bei eingerückter bzw. geschlossener Direktkupplung eingeschaltet und geöffnet ist. Jedoch wird das elektromagnetische Ventil 76 zum Schließen oder Öffnen der Direktkupplung nicht einfach ein- und ausgeschaltet bzw. geöffnet oder geschlossen, sondern vom abgeschalteten bzw. geschlossenen Zustand über ein wachsendes Tasten, bzw. Tastverhältnis, ("duty increase") in den eingeschalteten bzw. geöffneten Zustand gebracht, um das Einrücken bzw. Schließen der Direktkupplung zu steuern. Zur Steuerung der Direktkupplung beim Übergang vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand wird in dem vom elektromagnetischen Ventil 76 überwachten Ölkanal 4a der Öldruck P_S hervorgebracht, dessen Verlauf in Fig. 13 veranschaulicht ist, indem das elektromagnetische Ventil 76 mit einem periodischen Signal inkrementaler Dauerperioden gemäß Fig. 12 beaufschlagt wird. Die Spindel 73 wird durch den Öldruck P_S so gesteuert, daß der Direktkupplungsöffnungsdruck P₂ im Ölkanal 8 und der Direktkupplungsschließdruck P₃ im Ölkanal 9 sich bezüglich der Tastung ("duty") des elektromagnetischen Ventils 76 so ändern, wie in Fig. 14 veranschaulicht.

Liegt die Tastung im Bereich von 0% (P_S=P₁) bis d₁% (P_S=P_S1), dann wird das elektromagnetische Ventil 76 in einen Zustand zwischen demjenigen gemäß Fig. 17A und demjenigen gemäß Fig. 17B eingesteuert. Wenn die Tastung im Bereich von d₁% (P_S=P_S1) bis d₂₁% (P_S=P_S21) liegt, dann wird das elektromagnetische Ventil 76 in einen Zustand zwischen demjenigen gemäß Fig. 17B und demjenigen gemäß Fig. 17C eingesteuert. Liegt die Tastung im Bereich von d₂₁% (P_S=P_S21) bis d₂₂% (P_S= P_S22), dann wird das elektromagnetische Ventil 76 in einen Zustand zwischen demjenigen gemäß Fig. 17C und demjenigen gemäß Fig. 17D eingesteuert. Wenn die Tastung im Bereich von d₂₂% (P_S=P_S22) bis 100% (P_S=0) liegt, dann ergibt sich der Zustand gemäß Fig. 17D.

Bei dem Direktkupplung-Steuerventil 71 gemäß Fig. 16 ist die Spindel zweiteilig ausgebildet und besteht sie aus der eigentlichen Spindel 73 sowie der gesonderten Hülse 75. Dadurch sind die Schwierigkeiten vermieden, welche sich bei dem Direktkupplung-Steuerventil 71 gemäß Fig. 17 daraus ergeben könnten, daß aufgrund des Durchmesserunterschiedes zwischen den Bunden 73B und 73C einerseits und der Hülse 75 andererseits deren Konzentrizität sehr genau eingehalten werden muß. Das Direktkupplung- Steuerventil 71 gemäß Fig. 15 unterscheidet sich nur dadurch von demjenigen nach Fig. 16, daß beiderseits der Spindel 73 je eine Feder 72 bzw. 74 vorgesehen ist, was die Federfreiheit erhöht bzw. die Federwahl erleichtert, ebenso wie die Konstruktion.

Bei jedem Direktkupplung-Steuerventil 71 gemäß Fig. 15 bzw. 16 bzw. 17 ist die axiale Breite der Öffnung bzw. des Anschlusses 71B größer als diejenige des mittleren Bundes 73B gewählt, damit der Ölkanal 4 zeitweilig sowohl mit dem Ölkanal 8 als auch mit dem Ölkanal 9 verbunden werden kann, so daß das zeitweilige gleichzeitige Absperren der Ölkanäle 8 und 9 vom Ölkanal 4 vermieden ist, welches bei dem konventionellen Direktkupplung- Steuerventil 71 gemäß Fig. 18 eintritt, um auf diese Weise den Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Strömungskupplung 400 auf einem hohen Niveau zu halten und Kavitation zu vermeiden sowie weiterhin beim Tastbetrieb bzw. bei der Tastungsansteuerung einen glatten und weichen Ölkanalwechsel zu erzielen.

Nachstehend ist die Funktionsweise des Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 anhand von Fig. 19 geschildert.

Beim Fahren mit gleichbleibender Geschwindigkeit sind gemäß Fig. 19A die beiden elektromagnetischen Ventile 84 und 85 abgeschaltet und geschlossen. Der Öldruck PD in der Ölkammer 816 ist im Gleichgewicht mit dem Leitungsdruck. Auch der Öldruck Pu in der Ölkammer 815 ist im Gleichgewicht mit dem Leitungsdruck, wenn die Spindel 812 die rechte Endstellung einnimmt. Daher wird sie durch die Kraft der Feder 811 nach links bewegt, wobei die Ölkammer 815 über den Ölkanal 2A und die mittlere Ölkammer 810 mit dem Ablaufanschluß 813 verbunden wird, so daß der Öldruck Pu abfällt und die Spindel 812 durch die Wirkung des Öldrucks Pd in der Ölkammer 816 in die rechte Endstellung bewegt wird. Dabei wird der Ablaufanschluß 813 abgesperrt. Wenn also der Bund 812B der Spindel 812 auf der dem Ablaufanschluß 813 zugewandten Seite mit einer konischen Fläche 812a versehen wird, dann kann die Spindel 812 sehr stabil in der mittleren Gleichgewichtsstellung gemäß Fig. 19A gehalten werden.

In dieser mittleren Gleichgewichtsstellung ist der Ölkanal 1a geschlossen und wird das im hydraulischen Servomotor 530 der Eingangsriemenscheibe 520 enthaltene Öl über den Keilriemen 580 durch den im hydraulischen Servomotor 570 der Ausgangsriemenscheibe 560 des stufenlos regelbaren Riementriebes 500 (Fig. 1a und 1b) herrschenden Leitungsdruck komprimiert, so daß der Öldruck im hydraulischen Servomotor 530 und derjenige im hydraulischen Servomotor 570 im Gleichgewicht stehen. Da in praxi Öl aus dem Ölkanal 1b leckt, würde die Eingangsriemenscheibe 520 allmählich gespreizt, so daß das Drehmomentverhältnis ansteigen würde. Jedoch wird gemäß Fig. 19A das Lecken aus dem Ölkanal 1b dadurch kompensiert, daß man die dem Eingangsanschluß 817 benachbarte Kante des Bundes 812B der Spindel 812 zu einer konischen Fläche 812b abschrägt, so daß in der Gleichgewichtsstellung der Spindel 812 bei geschlossenem Ablaufanschluß 814 der mit dem Ölkanal 1a verbundene Eingangsanschluß 817 teilweise geöffnet ist. Auch die dem Ablaufanschluß 814 benachbarte Kante des Bundes 812A der Spindel 812 kann zu einer konischen Fläche 812c abgeschrägt werden, um im Ölkanal 1b beim Druckwechsel einen glatten und weichen Übergangsdruckanstieg zu erzielen. In diesem Fall wird die Arbeitsflüssigkeit mit Leitungsdruck nur aus dem Ablaufanschluß 813 über die Drossel 82 abgelassen und ist kein anderes Lecken vorhanden.

Beim Hochschalten wird gemäß Fig. 19B das elektromagnetische Ventil 84 eingeschaltet und geöffnet, um die Ölkammer 815 zu entleeren. Die Spindel 812 bewegt sich unter Zusammendrücken der Feder 811 in die rechte Endstellung gemäß Fig. 19B. Da in derselben der Leitungsdruck im Ölkanal 1a über den Eingangsanschluß 817, die Druckregelkammer 819 und den Ausgangsanschluß 818 zum Ölkanal 1b gelangt, steigt der Öldruck im hydraulischen Servomotor 530 an, so daß der bewegliche Flansch 520B auf den feststehenden Flansch 520A der Eingangsriemenscheibe 520 zu geschoben wird und das Drehmomentverhältnis T sich vermindert. Durch entsprechend langes Einschalten bzw. Öffnen des elektromagnetischen Ventils 84 kann es beim Hochschalten auf den jeweils gewünschten Wert abgesenkt werden.

Beim Herunterschalten wird gemäß Fig. 19C das elektromagnetische Ventil 85 eingeschaltet und geöffnet, um die Ölkammer 816 zu entleeren. Die Spindel 812 wird durch die Kraft der Feder 811 und den Leitungsdruck in der Ölkammer 815 schnell in die linke Endstellung gemäß Fig. 19C bewegt. Da in derselben der Ölkanal 1b mit dem Ablaufanschluß 814 verbunden ist, wird der hydraulische Servomotor 530 entleert, so daß der bewegliche Flansch 520B schnell von dem feststehenden Flansch 520A der Eingangsriemenscheibe 520 wegbewegt wird und das Drehmomentverhältnis T sich erhöht. Durch entsprechend langes Einschalten bzw. Öffnen des elektromagnetischen Ventils 85 kann es beim Herunterschalten auf den jeweils gewünschten Wert angehoben werden.

Der hydraulische Servomotor 530 der antreibenden Eingangsriemenscheibe 520 wird also mit dem vom Übersetzungsverhältnissteuerventil 81 gelieferten Öldruck beaufschlagt, während der hydraulische Servomotor 570 der angetriebenen Ausgangsriemenscheibe 560 über den Ölkanal 1 unmittelbar mit dem Leitungsdruck beaufschlagt wird. Das Verhältnis Po/Pi des Öldrucks Po im hydraulischen Servomotor 570 der Ausgangsriemenscheibe 560 zum Öldruck Pi im hydraulischen Servomotor 530 der Eingangsriemenscheibe 520 ändert sich mit dem Drehmomentverhältnis T so, wie in Fig. 20 dargestellt. Wird das Gaspedal dann, wenn das Kraftfahrzeug mit einer Drosselklappenöffnung R=50% und einem Drehmomentverhältnis T=2,5 (Pkt. a) fährt, so weit losgelassen, daß sich die Drosselklappenöffnung R =30% ergibt, dann ändert sich bei konstant gehaltenem Öldruckverhältnis Po/Pi die Getriebebetriebsweise in diejenige gem. Pkt. b, wo das Drehmomentverhältnis T=1,87 ist, während der die Eingangsriemenscheibe 520 steuernde Übersetzungsverhältnissteuermechanismus 80 das Öldruckverhältnis Po/Pi so erhöht, daß sich die Getriebebetriebsweise gem. Pkt. c ergibt, wenn das Drehmomentverhältnis T=2,5 konstant gehalten wird. Durch entsprechende Steuerung des Öldruckverhältnisses P/Pi kann also für jeden Belastungszustand ein optimales Drehmomentverhältnis T zustandegebracht werden.

Claims (2)

1. Automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit

• a) einem stufenlosen regelbaren Riementrieb (500), welcher eine Eingangswelle (510), eine Eingangsriemenscheibe (520) mit veränderlichem Wirkdurchmesser und einen auf der Eingangswelle (510) konzentrisch befestigten Flansch (520A) sowie einen auf der Eingangswelle (510) konzentrisch drehfest und axial verschieblich angeordneten, beweglichen Flansch (520B), eine zur Eingangswelle (510) parallele Ausgangswelle (550), eine Ausgangsriemenscheibe (560) mit veränderlichem Wirkdurchmesser und einen auf der Ausgangswelle (550) konzentrisch befestigten Flansch (560A) sowie einen auf der Ausgangswelle (550) konzentrisch drehfest und axial verschieblich angeordneten, beweglichen Flansch (560B), einen die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe (520 bzw. 560) umschlingenden, endlosen Riemen (580) und hydraulische Servomotoren (530; 570) für die Eingangs- bzw. Ausgangsriemenscheibe (520 bzw. 560) zum Drücken des beweglichen Flansches (520 bzw. 560) in Richtung auf den feststehenden Flansch (520A bzw. 560A) derselben aufweist, und
• b) einem hydraulischen Steuersystem mit einer Druckquelle (20), einem Primärregelventil (30) zur Steuerung des Druckes der Druckquelle (20) auf einen bestimmten Leitungsdruck entsprechend dem Primärregelventil (30) zugeführten Eingangsdrücken, einem Drosselklappendruckventil (40) zur Steuerung des Leitungsdrucks auf einen der jeweiligen Drosselklappenöffnung des Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine entsprechenden Drosselklappendrucks, womit das Primärregelventil (30) als Eingangsdruck beaufschlagt wird, einem Über­ setzungsverhältnisdetektorventil (50) zur Steuerung des Leitungsdrucks auf einen der jeweiligen Axialverschiebung des beweglichen Flansches (560B) einer Riemenscheibe (560) entsprechenden Untersetzungs- bzw. Übersetzungsverhältnisdruck, womit das Primärregelventil (30) als Eingangsdruck beaufschlagt wird, Mitteln (1) zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit, welche unter dem Leitungsdruck steht, zum hydraulischen Servomotor (570) der Ausgangsriemenscheibe (560) und einem Übersetzungsverhältnissteuerventil (81) mit einer axial verschiebbaren Spindel (812) und zwei Druckkammern (815, 816) an beiden Enden der Spindel (812) zur selektiven Steuerung der Zufuhr des Leitungsdrucks zum hydraulischen Servomotor (530) der Eingangsriemenscheibe (520) durch die Bewegung der Spindel (812), wobei das Übersetzungsverhältnissteuerventil (81) einem Übersetzungsverhältnissteuermechanismus (80) zugeordnet ist und zur Regelung des Drucks in den beiden Druckkammern (815, 816) des Übersetzungsverhältnissteuerventils (81) zwei elektromagnetische Ventile (84, 85) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Untersetzungsverhältnismechanismus (80) zwei die beiden Druckkammern (815, 816) des Übersetzungsverhältnissteuerventils (81) jeweils mit der Ausgangsseite des Drosselklappendruckventils (40) verbindende Kanäle (2A, 2) aufweist, um in den Druckkammern (815, 816) den der Drosselklappenöffnung entsprechenden Druck aufzunehmen.

2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappendruckventil (40) zur Steuerung des vom Primärregelventil (30) zugeführten Leitungsdrucks auf einen ersten Drosselklappendruck entsprechend der jeweiligen Drosselklappenöffnung und zur Erzeugung eines zweiten Drosselklappendrucks äquivalent dem vom Übersetzungsverhältnisdetektorventil (50) gelieferten Untersetzungsverhältnisdruck bei Überschreiten einer vorgegebenen Drosselklappenöffnung ausgebildet ist, wobei der erste Drosselklappendruck dem Primärregelventil (30) und dem Übersetzungsverhältnissteuerventil (81) und der zweite Drosselklappendruck dem Primärregelventil (30) zugeführt wird.