DE3542624A1 - Regeleinrichtung fuer ein stufenlos einstellbares getriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Regeleinrichtung fuer ein stufenlos einstellbares getriebe fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für ein stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem die Fahrregelung durch Signale des Fahrers, des Fahrzeugs, des Getriebes und des Motors in bezug auf fahrzeuggerechte Einsatzart beeinflußt wird, wobei über ein Fahrpedalsignal, ein Motordrehzahlsignal, ein Bremssignal u. a. die Verstellung des Getriebes automatisch geregelt wird.
Steuer- und Regelungseinrichtungen dieser Art sind bereits bekannt durch die DE 29 34 270 und 29 34 269. Diese Steuer- und Regelungseinrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Vorzüge des stufenlosen Getriebes nicht optimal ausgeschöpft werden können.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Regelungssystem zu schaffen, das eine optimale Ausnutzung der Vorteile des stufenlosen Getriebes bietet.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 5 aufgeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen hervor.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Steuer- und Regelungssystems insbesondere mit elektronischer Regeleinrichtung.
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steuer- und Regelungssystems mit vorwiegend hydraulisch-mechanischen Regelungselementen.
Fig. 3 die schematische Darstellung eines Steuer- und Regelungssystems für ein Getriebe mit mehreren Schaltbereichen.
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung besitzt zum Erreichen eines kontinuierlichen und zügigen Beschleunigungsverhaltens und zur Steigerung der Fahrleistungen eine Einrichtung, die die Verstellgeschwindigkeit im wesentlichen lastabhängig dosiert, indem die Verstelleistung der Fahrsituation und dem Fahrerwunsch entsprechend im Rahmen der Maximalleistung des Antriebsmotors angepaßt ist. Dies kann auf verschiedene Art realisiert werden, z. B. durch ein Hochdrucksignal aus dem Hydrostatkreislauf, das entweder den Zulauf zum Verstellmotor 4 vor oder nach dem Hauptregelventil oder den Rücklauf vom Verstellmotor über ein vom Hochdrucksignal geregeltes Drosselventil regelt oder durch entsprechende Modulation des Differenzsignals c durch den Einfluß des Hochdrucksignals e, wobei das aus dem Fahrpedalwegsignal a gegebenenfalls Motorkennlinienspeichersignal, Motordrehzahlsignal b resultierendes Differenzsignal c ein Hauptregelventil 3 ansteuert und die Größe der Verstellmenge und damit die Verstellgeschwindigkeit des Verstellzylinders 4 bestimmt. Die Verstellgeschwindigkeit ist immer so groß, als es das lastabhängige Signal e zuläßt. Das Lastsignal e ist je nach der jeweiligen Betriebssituation so bemessen, daß während der Motorbeschleunigungsphase kein den Fahrkomfort negativ beeinflußender Zugkrafteinbruch entsteht, d. h. daß in der Zeit des für hohe Leistung erforderlichen Motorhochtourens immer deffiniertes positives Getriebeabtriebsdrehmoment aufrecht erhalten bleibt. Bei Fahrzeugen mit besonders hohen Komfortansprüchen ist es möglich, die Verstellgeschwindigkeitsregelung durch den zusätzlichen Einfluß der Motordrehzahl über das Motordrehzahlsignal b weiter zu verbessern. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn trotzdem noch unangenehme Motorgeräusche auftreten oder ein angenehmerer Motordrehzahlverlauf vorprogrammiert werden soll. Bei derartigen Fahrzeugforderungen kann die vorprogrammierte Drehzahllinie des Motors als Basis für den Soll-Istwertvergleich dienen und entsprechend das Differenzsignal c bzw. Regelsignal o beeinflußen. Der vorprogrammierte Motordrehzahlverlauf kann ein kontinuierlicher Verlauf über der Zeit sein, wobei der Zeitparameter einen konstanten oder einen veränderlichen Wert in Abhängigkeit zur Fahrpedalstellung des Fahrpedalwegs oder der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrpedals sein kann. Z. B. kann dem Fahrpedal 6 ein Dämpfungsventil nachgeschaltet werden, das entweder das Signal Fahrpedalwegsignal a oder das bereits modulierte Regelsignal g zeitlich verzögert auf das Hauptregelventil 3 einwirken läßt, wobei das Motordrehzahlsignal b früher Einfluß auf das Hauptregelventil 3 nimmt, wodurch zuerst die Ventilfunktion a des Hauptregelventils 3 zur Verkleinerung der Getriebeübersetzung zur Wirkung kommt und dadurch den Motor vor zu schnellem Auftouren beim Gasgeben hindert. Dieselbe Funktion kann auch bei Ausführung nach Fig. 3 erzielt werden durch entsprechende Verzögerungseinrichtung bzw. Verzögerungsprogramm im Hauptregelgerät 5, was hier auf elektronischem Weg verwirklicht wird und das Differenzsignal c entsprechend beeinflußt.
Das stufenlose Getriebe mit, für die Verbrauchsoptimierung notwendigen großen Overdrivebereich, hat den Nachteil, daß die Motorbremsfähigkeit schwieriger genutzt werden kann als bei Stufengetrieben bzw. Getrieben ohne, oder kleinem Overdrivebereich. Dies liegt darin begründet, daß die Regeleinrichtung immer so ausgelegt ist, daß der Motor auf kleinstmögliche Drehzahl hinsichtlich günstigem Verbrauch geht, wodurch über die entsprechend kleine Getriebeübersetzung nur wenig Bremsmoment über den Getriebestrang auf die Triebräder zur Wirkung kommt.
Zur Beseitigung dieses Problems sieht die Erfindung eine spezielle Einrichtung vor, die es ermöglicht, die Motorbremsfähigkeit in möglichst hohem Maße in fahrzeuggerechter und fahrerfreundlicher Form nutzbar zu machen. Für diesen Zweck ist eine Übersetzungseinrichtung 35 vorgesehen. Beim Bremsen wirkt die Getriebeübersetzung über die normale Getrieberegelung mit einem gewissen Motorbremsanteil durch den Einfluß des Bremssignals f auf die Regeleinrichtung 3, 4. Nach Loslassen der Bremse kann sich nun aufgrund dieser Einrichtung die Verstellung nicht mehr in Richtung kleiner Übersetzung verändern, wie dies bei bekannten Regeleinrichtungen der Fall ist, sondern die Übersetzung wird beim Loslassen der Bremse blockiert, so daß der Motor in der entsprechend hohen Drehzahl gehalten wird. D. h. daß nach dem Bremsen der Übersetzungszustand beibehalten bleibt und zwar dadurch, daß beim Loslassen der Bremse ein Signal ausgelöst wird, daß das Verstellorgan 4 vorzugsweise in eine Verstellrichtung und zwar in Richtung kleiner Übersetzung blockiert. Dies geschieht durch ein vorzugsweise zwischen Verstellmotor 4 und Hauptregelventil 3 geschaltetes Sperrventil 10, das direkt oder über einen mit der Bremseinrichtung in Verbindung stehenden Schalter 11 angesteuert wird. Der Übersetzungszustand bleibt so lange ganz oder in Richtung kleiner Übersetzung blockiert, so lange keines der beiden Pedale - Bremspedal oder Fahrpedal - betätigt werden. Bei nochmaligem Betätigen der Bremse bleibt das Sperrventil 10 in Sperrstellung, wobei der Verstellmotor in Richtung großer Übersetzung X weiter verstellbar ist, indem über eine Steuerleitung 15 und einem Rückschlagventil 12 der Weg zum Rücklauf über die Funktionsstellung C des Hauptregelventils 3 freigibt.
Bei Betätigen des Gaspedals bzw. Fahrpedals 6 wird die Sperrfunktion der Übersetzung aufgehoben und die normale automatische Getrieberegelung freigegeben. Jetzt kann der volle Übersetzungsbereich in beiden Richtungen wieder automatisch ausgenutzt werden.
Das Rückschlagventil 12 sowie das Sperrventil 10 können baulich zu einer Einheit zusammengefaßt werden und wahlweise funktionsgleich in eine der beiden Steuerleitungen 16, 17 angeordnet werden.
Die Übersetzungssperrfunktion kann bei einer überwiegend elektronischen Auslegung der Steuer- und Regelungseinrichtungen auch im elektronischen Regelgerät 5 mit integriert werden. In diesem Fall löst das Bremssignal Wegsignal f eine Übersetzungssperrfunktion aus, indem z. B. durch einen Soll-Istwertvergleich das Verstellsignal n konstant bzw. bei Verstellbestrebungen in Richtung kleiner Übersetzung konstant gehalten bleibt und das Differenzsignal c zur Ansteuerung des Hauptregelventils 3 entsprechend moduliert wird. Bei Betätigen des Fahrpedals 6 wird die Sperrfunktion aufgehoben, um die normale Fahrregelfunktion wieder inkraft zu setzen.
In Richtung großer Übersetzung ist die Sperrwirkung außerkraft und zwar deswegen, damit für den Fall, daß nun wieder Zugkräfte gefordert werden entsprechend dem unterschiedlichen Fahrprofil (Steigung) der Fahrregelung der Weg zur Verstellung in Richtung großer Übersetzung freigegeben ist ohne das Fahrpedal 6 betätigen zu müssen. Zweckmäßigerweise ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die die Übersetzungssperrfunktion auch dann ausschaltet, wenn der Motor zu stark hochgetourt wird, insbesondere dann, wenn der Fahrer bei zu starkem Gefälle eine zusätzliche Bremsung über die Betriebsbremseinrichtung unterläßt. Die Aufhebung der Übersetzungssperre erfolgt in diesem Fall über das Motordrehzahlsignal b.
Die Übersetzungssperreinrichtung hat besondere Bedeutung für Fahrzeuge, die, wie bereits erwähnt, mit sehr hohem Overdrivebereich ausgestattet sind zur Ausnutzung des Kraftstoffeinsparungspotentials des Motors, was insbesondere beim PKW hohen Wirtschaftlichkeitseffekt hat.
Zur Verbesserung des Getriebewirkungsgrades hat ein Druckmodulator die Aufgabe, den Steuer- und Versorgungsdruck des Getriebes entsprechend den Lastzuständen bzw. den Betriebszuständen des Fahrzeugs anzupassen. Bei herkömmlichen Steuerungssystemen muß der Steuer- und Versorgungsdruck verhältnismäßig hoch sein, um für jede Betriebssituation ausreichend Druck zur Verfügung zu haben. Dies bedeutet, daß bei Fahrzuständen mit niedrigen Beanspruchungen, d. h. im Teillastbereich, unnötig hohe Druckverluste auftreten und den Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtern. Diese unnötigen Verluste zu beseitigen ist mit eine Aufgabe dieser Erfindung, die durch diese Druckmodulation gelöst wird.
Durch ein lastabhängiges Signal e wird der Steuerdruck und Versorgungsdruck für das gesamte Getriebe entsprechend den Lastzuständen insbesondere entsprechend den Zugkraftgrößen angepaßt. Für stufenlose Getriebe mit einem hydrostatischen Wandler müssen die Hydrostatkomponenten bei hoher Drehzahl trotz niedrigem Drehmoment mit entsprechend hohem Speisedruck versorgt werden. Für diesen Zweck sieht die Erfindung einen zusätzlichen Einfluß durch ein Motordrehzahlsignal b auf das Druckmodulationsventil 22 vor, wodurch der aus dem Lastsignal e resultierende Steuerdruck bzw. Speisedruck durch das Drehzahldrucksignal b übersteuert wird bzw., daß das Drehzahlsignal b dem Lastsignal e aufsummiert wird. Auf diese Weise sind alle Betriebssituationen abgesichert und es wird der Vorteil ausgeschöpft, daß in dem überwiegenden Teillastbetrieb Verlustleistungen aus der Steuer- und Speiseölversorgung auf ein Mindestmaß reduziert werden. Mit dem Ziel, die Versorgungsölmenge auf ein Mindestmaß zu reduzieren, wird über eine mit der Speisepumpe 36 und dem Druckmodulationsventil 22 in Verbindung stehende Bypaßleitung 29 die überflüssige Ölmenge direkt der Ansaugleitung der Speisepumpe 36 zugeführt. Hiermit wird desweiteren erzielt, daß die Ölsumpfmengen verringert werden können und Luftzutritt, was zu hohen Ölaufschäumungen führt, verhindert wird.
Zur Steigerung der Fahrleistungen, insbesondere für sportliches Fahren oder zur Vorbereitung des Motors auf eine schnelle Beschleunigung z. B. für einen Überholvorgang, ist eine Einrichtung vorgesehen, die es erlaubt, den Motor vor der Beschleunigungsphase auf höhere Drehzahl anzuheben, um bei Beschleunigungsbeginn rasch die volle Motorleistung zur Verfügung zu haben. Durch Knopfdruck oder andere Betätigung z. B. durch Antippen des Wählhebels wird diese Funktion abgerufen, indem kurzzeitig eine Abweichung von der Verbrauchsbestlinie des Motors auf eine Ersatzlinie, die je nach Ausgangssituation und Motorcharakteristik unterschiedliche Abweichung von der Verbrauchsbestlinie des Motors haben kann, bewirkt wird. Die Getriebeübersetzung wird dabei automatisch auf ein vorprogrammiertes Maß vergrößert. Bei Abruf dieser Funktion wird das Differenzsignal c durch den zusätzlichen Einfluß des Signals i so verändert, daß bei gleichbleibender Gaspedalstellung bzw. Fahrpedalstellung, Fahrgeschwindigkeit und Motorleistung die Motordrehzahl angehoben wird bis Erreichen der Ersatzlinie. Je nach fahrzeugspezifischen Ansprüchen können mehr oder weniger genaue Werte vorgegeben bzw. vorprogrammiert werden. Z. B. kann ein konstanter Wert als Signal i, das direkt auf das Hauptregelventil 3 wirkt oder in den elektronischen Fahrregler 5 eingegeben wird und bei Abruf der Funktion sofort die Verstelleinrichtung 3, 4 ansteuert. Anstelle des Ersatzprogrammes ist eine individuelle Hochführung des Motors durch den Fahrer möglich, indem z. B. die Wähleinrichtung 108 (Fig. 3) so ausgebildet ist, daß durch Einfluß des Fahrers die Übersetzung beliebig verändert werden kann innerhalb der beiden Stellungen E und L. Bei Stellung E (ECONOMI) ist die normale Vorwärtsfahrstellung gewählt. In dieser Stellung ist der gesamte Übersetzungsbereich verbrauchsoptimal nutzbar. Die Wähleinrichtung 108 ist so ausführbar, daß nach geringfügiger Verstellung in Richtung L, der durch einen Rastendruck spürbar ist, das Ersatzprogramm eingeschaltet bzw. der Overdrivebereich ausgeschaltet werden kann, im Hinblick auf leistungsorientierte Fahrweise. Durch Bewegung des Wählhebels in weitere Zwischenstellungen in Richtung L kann stufenlos die Übersetzung limitiert werden oder diese Einrichtung zur gezielten Hochführung des Motors z. B. für eine Vorbereitung des Motors auf einen Überholvorgang, was für eine außerordentlich sportliche Fahrweise genutzt werden kann. Über das Signal i wird für diesen Zweck eine entsprechende Signalgröße in das Fahrgerät 5 eingegeben, wodurch das Differenzsignal c unter Zusammenwirken mit dem Verstellwegsignal n oder Drehzahlvergleich zwischen Antriebsdrehzahlsignal b und Abtriebsdrehzahlsignal d moduliert wird. Hierbei wird durch das Steuersignal i die Größe des Verstellwegsignals n bzw. das Übersetzungssignal festgelegt, woraus das Differenzsignal c resultiert und dafür sorgt, daß über die Verstelleinrichtung 3, 4 die vorgewählte Übersetzung eingehalten wird. Der Abruf des Ersatzprogrammes bzw. der leistungsorientierten Funktion kann durch weitere andere Einrichtungen abgerufen werden z. B. durch einen Wählhebel am Lenkrad oder im Bereich des Gaspedals für eine Fußbetätigung angeordnete Betätigungseinrichtung, was beispielsweise durch eine Querbewegung des Fußes über das Vorwählsignal i beliebig ausgelöst werden kann. Die Gaspedalstellung kann bei Abruf dieses Signals i beibehalten werden, wobei der Motor bei gleicher Regelstellung des Motorreglers 21 bleibt und durch die übersetzungsänderungsbedingte Drehmomentabsenkung auf die entsprechend höhere Drehzahl ansteigen kann, wobei die Motorleistung während dieses Vorganges weitgehend konstant bleibt. Zweckmäßigerweise soll diese Einrichtung so ausgebildet werden, daß nach einmaligem Abruf dieser Funktion und Ablauf des gewählten Programms das normale verbrauchsorientierte Programm automatisch oder auf einfache Weise manuell zurückgerufen wird. Die angesprochenen Wähleinrichtungen am Lenkrad bzw. im Bereich des Gaspedals sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Zur Steigerung des Bedienungskomforts ist eine Geschwindigkeitsregelung vorgesehen, wie sie ansich bereits bei Stufengetrieben bekannt ist. Mit dieser Einrichtung kann die gewünschte Fahrgeschwindigkeit ab einer gewissen Geschwindigkeitsgröße konstant gehalten und auch gespeichert werden. Ein Wählhebel, der z. B. in Lenkradnähe angebracht werden kann, kann dazu dienen, die Funktionen K (Konstant) oder A (Aus) oder AB (Abruf) abzurufen. Über das Signal m wird der Fahrelektronik 5 der Fahrerwunsch eingegeben. Bei kurzer Betätigung des Hebels in Richtung K wird die momentane Geschwindigkeit beibehalten. Bei Bewegung in Richtung A wird die Geschwinigkeitsregeleinrichtung ausgeschaltet, bei Bewegung in Richtung AB kann die zuletzt einprogrammierte Geschwindigkeitsgröße wieder abgerufen werden. Diese Wähleinrichtung ist beliebig ausführbar und kann auch über verschiedene z. B. Schaltknöpfe in bedienungsfreundlicher Weise ausgebildet werden. Über das Geschwindigkeitseingabesignal m wird das Konstantfahrsignal bzw. Abtriebsdrehzahlsignal d festgelegt.
Über einen Vergleich des Eingabesignals m und diesem Abtriebsdrehzahlsignal d wird abhängig vom jeweiligen Fahrwiderstand das Motorregelsignal k gebildet und über den Motorregler 21 dem Motor die entsprechende Leistung abgefordert, die dieser vorgewählten Konstantgeschwindigkeit entspricht. Über das Motordrehzahlsignal b wird gleichzeitig im Fahrregler 5 das Differenzsignal c gebildet und zwar derart, daß ständig die verbrauchsoptimale Getriebeübersetzung sowie die verbrauchsoptimale Drehzahl des Motors b eingestellt wird. Dafür sorgt eine im Fahrregler 5 integrierte Vergleichseinrichtung zwischen Motorregelsignal, dessen Signalgröße immer eine Größe der abgerufenen Motorleistung darstellt, und dem Motordrehzahlsignal b in Zusammenwirkung mit dem im Fahrregler 5 integrierten Motorkennlinienfeld, woraus das Differenzsignal c resultiert und die Verstelleinrichtung 3, 4 entsprechend ansteuert. Bei unterschiedlichem Fahrwiderstand durch unterschiedliches Streckenprofil werden mehr oder weniger große Leistungen gefordert, um die Konstantgeschwindigkeit zu halten. Die beschriebene Regelung paßt sich diesen Gegebenheiten an, indem eine möglicherweise ständige Veränderung der Übersetzung und der Motordrehzahl stattfindet. Z. B. bei steigendem Fahrwiderstand aufgrund einer Steigung, wird zunächst die Motordrehzahl gedrückt, was im Fahrregler 5 gleichzeitig durch den Vergleich mit dem Abtriebsdrehzahlsignal d eine Vergrößerung des Motorregelsignals k bewirkt, um höhere Leistungen abzurufen und gleichzeitig das Differenzsignal c verkleinert, um das Hauptregelventil 3 in Funktionsstellung C zu führen, wodurch der Servomotor 4 in Pfeilrichtung X verstellt wird. Die Verarbeitung der einzelnen Signale kann in der Elektronik auf, in ansich bekannter Weise, realisiert werden.
Die vom Fahrer vorgewählte Konstantfahrgeschwindigkeit wird geändert bzw. ausgeschaltet:
a) durch entsprechende Betätigung des Fahrers,
b) wenn die Maximalleistung des Motors überfordert wird,
c) wenn eine Übersteuerung durch das Gas- bzw. Fahrpedal 6 vorgenommen wird,
d) wenn zu starke Verzögerung, z. B. durch eine extreme Steigung auftritt,
e) wenn das Bremspedal 7 betätigt wird.
Diese Änderungen sind teilweise aus Sicherheitsgründen erforderlich. Bei Erreichen der Grenzleistung des Motors stellt sich automatisch eine der Leistung entsprechende niedrigere Geschwindigkeit ein. Bei Betätigen des Fahrpedals 6 wird das Motorregelsignal k übersteuert, um höhere Leistungen abzurufen entsprechend dem neuen Geschwindigkeitswunsch des Fahrers. Bei Loslassen des Gaspedals stellt sich erneut die vorgewählte Konstantgeschwindigkeit wieder ein. Bei Auftreten plötzlicher zu starker Steigung, d. h. zu großer Verzögerung wird ebenfalls die Geschwindigkeitsregeleinrichtung übersteuert, sofern die Verstellgeschwindigkeit der Verstelleinrichtung 3, 4 überfordert wird. Bei Betätigen des Bremspedals signalisiert das Bremspedalwegsignal f die Aufhebung der Geschwindigkeitsregelfunktion. Nach Loslassen des Fahrpedals bzw. des Bremspedals pendelt sich automatisch die vorgewählte Konstantgeschwindigkeit wieder ein.
Durch Festhalten der Betätigungseinrichtung in Schaltstellung K beschleunigt das Fahrzeug ohne Gasbetätigung, nach dem Loslassen wird die erreichte Geschwindigkeit gehalten und gespeichert. Die Geschwindigkeitsregelung wird ausgeschaltet bei Schaltbetätigung in Richtung A (Aus), bei Betätigung in Richtung AB (Abruf) wird die zuletzt gespeicherte Geschwindigkeit wieder erreicht. Über das Geschwindigkeitsregelsignal m werden die entsprechenden Signale in die Fahrregelung 5 eingebracht.
Bei Anwendung eines hydrostatischen Wandlers, insbesondere in Verbindung mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ist die Hydrostatik mit einem Einspeise- und Spülventil ausgerüstet, das es erlaubt, daß nahezu die gesamte Speiseölmenge in den Hydrostatkreislauf eingespeist wird, um hohe Kühl- und Spülwirkung des Hydrostatkreislaufes zu bewirken. Bei dieser, in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform, wird zweckmäßigerweise das Hydrostatgetriebe unmittelbar nach dem Druckmodulationsventil 22 über die Steuerleitung 34 angeschlossen.
Die von den Verbrauchern - Steuer- und Regelungseinrichtung, sowie Kupplungssteuerung und für die Schmierung - nicht benötigte Ölmenge wird direkt oder indirekt über Kühler oder Filter der Saugleitung der Versorgungspumpe 36 zugeführt, um den Luftzutritt auf ein Mindestmaß zu senken.
Die Verstellgeschwindigkeitsregelung zur Erzielung hoher Beschleunigungswerte bei gleichzeitigem kontinuierlichen Beschleunigungsverlauf kann ein vorprogrammierter bzw. vorgegebener über einen Zeitparameter festgelegter Wert, z. B. in Form einer Kurve, dienen. Bei geringeren Ansprüchen ist es auch möglich, eine Dämpfungseinrichtung oder ein Dämpfungsventil zu verwenden, das eine zeitliche Verzögerung der Verstellgeschwindigkeit bewirkt. Diese Verzögerungseinrichtung kann zwischen Fahrpedal 6 und dem Hauptregelventil 3 angeordnet werden. Es wird dadurch verhindert, daß der Motor zu schnell hochlaufen kann infolge zu schneller Rückregelung der Getriebeübersetzung. Was zu einem kurzzeitigen Verzögerungsstoß des Fahrzeugs führen würde.
Für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Ackerschlepper, sieht die Erfindung eine Einrichtung zur Limitierung der Getriebeübersetzung vor. Zweck dieser Einrichtung ist es, konstante Getriebeübersetzungen stufenlos vorwählen zu können, was durch die Wähleinrichtung 108 möglich ist. Zwischen den beiden Wählstellungen E und L kann beliebig die gewünschte Übersetzung eingestellt werden. Das Übersetzungssignal wird durch das Signal i in das Hauptregelgerät 5 eingegeben, wobei über das Signal n die Übersetzungsstellung kontrolliert wird.
Für ein Getriebe mit mehreren Fahrbereichen mit z. B. einem hydrostatischen Wandler in Verbindung mit Leistungsverzweigung muß der Hydrostat mehrmals innerhalb seinem positiven und negativen Verstellbereich durchfahren werden. Für diesen Fall ist eine Bereichsschaltung vorgesehen, die wie ansich bekannt über Steuerventile 53, 54, 55 und 56 mehrere Bereichskupplungen ansteuert über die Steuerleitungen 50, 49, 51 und 52. Die Steuerventile werden hierbei über die Regeleinrichtung 5 durch die Steuerleitungen 44, 45, 46 und 47 angesteuert. Über die Steuerleitung 27 kann über die Wähleinrichtung 108 eine Parksperreinrichtung angesteuert werden.
  • Bezugszeichen  1  Antriebsmotor
     2  Getriebe
     3  Hauptregelventil
     4  Sevomotor
     5  Fahrregler
     6  Fahrpedal
     7  Bremspedal
     8  Wähleinrichtung
     9  Wählhebel
    10  Sperrventil
    11  Sperrschalter
    12  Rückschlagventil
    13  Ventilstellung
    14  Ventilstellung
    15  Steuerleitung
    16  Steuerleitung
    17  Steuerleitung
    18  Motorkennlinienspeicher20  Steuerleitung
    21  Motorregler
    22  Druckmodulator
    23  Beschleunigungsventil
    24  Antriebswelle
    25  Abtriebswelle
    26  Bremsleitung
    27  Schaltleitung (Parksperre u. a.)
    28  Wähleinrichtung (Tempomat)
    29  Bypaßleitung
    30  Steuer- u. Regelgerät
    31  Wechselventil
    32  Speisedruck
    33  Rücklaufleitung
    34  Zulaufleitung
    35  Übersetzungssperreinrichtung
    36  Speisepumpe
    37  Zulaufleitung
    38  Zulaufleitung
    39  Drosseleinrichtung41  Steuerleitung (Wechselventil)
    42  Steuerleitung (Wechselventil)
    43  Steuerleitung (Wechselventil R-B.)
    44  Schaltsignal
    45  Schaltsignal
    46  Schaltsignal
    47  Schaltsignal
    48  Steuersignal
    49  Steuersignal
    50  Steuersignal
    51  Steuersignal
    52  Steuersignal108  WähleinrichtungA  Ventilstellung
    B  Ventilstellung
    C  Ventilstellunga  Fahrpedalwegsignal
    b  Motordrehzahlsignal
    c  Differenzsignal
    d  Abtriebsdrehzahlsignal
    e  Lastsignal
    f   Bremssignal
    g  Signal (nach Motorkennlinie)
    h  Sperrsignal
    i   Steuersignal
    k  Motorregelsignal (Tempomat)m  Signal (Tempomat)
    n  Verstellsignal
    o  Regelsignal53  Schaltventil
    54  Schaltventil
    55  Schaltventil
    56  Schaltventil

Claims (37)

1. Regeleinrichtung für ein stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge mit vorzugsweise gespeicherter Verbrauchsbestlinie des Motors, bei dem die Fahrregelung durch Signale des Fahrers, des Fahrzeugs, des Getriebes und des Motors im Bezug auf fahrzeuggerechte und einsatzgerechte Art beeinflußt wird, wobei über ein Fahrpedalsignal, ein Motordrehzahlsignal, ein Bremspedalsignal, einem lastabhängigen Signal u. a. die Verstellung des Getriebes automatisch geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigungseinrichtung vorgesehen ist, die die Verstellgeschwindigkeit des stufenlosen Getriebes derart regelt, daß bei Beschleunigung ein oder mehrere die Motorbeschleunigung drosselnden Signale (e, o, 39) auf die Verstelleinrichtung (3, 4) wirken.
2. Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung im Schubbetrieb zum Verstellen in Richtung kleiner Übersetzung gehindert bzw. gehemmt und nach Betätigen des Fahrpedals (6) wieder gelöst wird.
3. Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Lastsignal (e) oder/und ein Motordrehzahlsignal (b) die Steuerdrücke und Versorgungsdrücke des Getriebes über einen Druckmodulator (22) moduliert.
4. Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Fahrleistungssteigerung vorgesehen ist, die durch Vorwahl des Fahrers anspricht und über Signale aus einem vorprogrammierten konstanten oder variablen Wert die Motordrehzahl bereits vor Abruf einer hohen Leistung anhebt.
5. Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30 bzw. 28, 5) vorgesehen ist, die je nach getroffener Wahl des Fahrers eine konstante Fahrgeschwindigkeit des Fahrers hält, indem über einen Soll-Istwertvergleich zwischen einem Abtriebsdrehzahlsignal (d) und einem Signal, daß der vorgewählten Geschwindigkeit entspricht, dem Antriebsmotor (1) das entsprechende Regelsignal (k) zugeht, so daß automatisch durch den Motorregler (21) die entsprechende Antriebsleistung im Rahmen der Maximalleistung des Motors abgerufen wird.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Lastsignal (e) direkt oder indirekt auf eine Beschleunigungseinrichtung (Beschleunigungsventil 23) wirkt, die die Verstellgeschwindigkeit des stufenlosen Getriebes situations- und fahrzeuggerecht dosiert und zwar derart, daß bei Beschleunigung ein Verstellorgan (Servomotor 4) angesteuert wird mit einer Verstelleistung, die abhängig von dem Lastsignal (e) oder/und einem Motordrehzahlsignal (b), oder/und einem Abtriebsdrehzahlsignal (d) bemessen wird.
7. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß aus Soll-Istwertvergleich zwischen lastabhängigem Signal (e) und Motordrehzahlsignal (b) das Differenzsignal (c) resultiert, das die Größe der Verstelleistung über die entsprechende Verstelleinrichtung (Hauptregelventil 3 und Servomotor 4) dosiert.
8. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschleunigungsventil (23) zur Regelung der Verstellgeschwindigkeit vorgesehen ist, das in der Rücklaufleitung (33) angeordnet ist (Fig. 2).
9. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschleunigungsventil (23) vorgesehen ist, das in einer der Zulaufleitungen (34, 37 oder 38) angeordnet ist (nicht dargestellt).
10. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung (23) über ein Hochdrucksignal (e) beeinflußt wird.
11. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung (23) durch ein Verzögerungssignal (nicht dargestellt) beeinflußt bzw. geregelt wird.
12. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung (23) durch ein Abtriebsdrehzahlsignal (d) allein oder in Verbindung mit anderen Signalen (b, e oder/und Verzögerungssignal) beeinflußt wird.
13. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß eine Übersetzungssperreinrichtung (35) vorgesehen ist, die nach dem Bremsvorgang eine Getriebeverstellung in Richtung kleiner Übersetzung verhindert, so lange kein weiteres Fahrersignal z. B. durch Betätigen des Fahrpedals (6) erfolgt.
14. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungssperreinrichtung (10, 11, 12) durch ein Bremssignal (f) und das Fahrpedalsignal (a) angesteuert wird.
15. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungseffekt durch ein Signal (f), das durch Loslassen der Bremse ausgelöst wird, einsetzt.
16. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigen des Fahrpedals (6) die Übersetzungssperrfunktion aufgehoben wird.
17. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungssperre nur in eine Verstellrichtung wirkt.
18. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung (35) aus einem Sperrventil (10), und einem Rückschlagventil (12) besteht.
19. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungssperrventil (10) von einem Sperrschalter (11) angesteuert wird, der mit einem Bremssignal (f) und dem Fahrpedalsignal (a) in Wirkverbindung steht.
20. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungssperreinrichtung alternativ durch ein Signal angesteuert wird, daß aus der Motordrehzahl resultiert, derart, daß die Motordrehzahl hochgehalten wird, um entsprechendes Bremsmoment zu erzeugen.
21. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei Schubbetrieb im Fahrregler (5) das Motordrehzahlsignal (b) mit einer vorprogrammierten Motordrehzahlgröße z. B. Motordrehzahlkurve, die in Abhängigkeit mit motorspezifischen und akustisch akzeptablen Bremswerten steht, verglichen und entsprechend das Differenzsignal (c) beeinflußt wird, sodaß über die Verstelleinrichtung (3, 4) eine automatische Anpassung an die vorprogrammierten Werte erfolgt.
22. Regeleinrichtung nach mehreren Ansprüchen 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, daß im Schubbetrieb das Differenzsignal (c) zusätzlich durch ein Lastsignal (e) beeinflußt wird, das verhindert, daß unangenehme Motorbremseffekte und Motorgeräusche durch Motorauftouren auftreten.
23. Regeleinrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (22) als Druckregelventil ausgebildet ist und neben dem Lastsignal (e) durch ein Motordrehzahlsignal (b) oder/und ein Abtriebsdrehzahlsignal beeinflußt wird.
24. Regeleinrichtung nach mehreren der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, daß eine Bypaßleitung (29) zwischen Druckmodulator (22) und Saugleitung der Speisepumpe (36) vorgesehen ist zur Begrenzung der Steuerölmenge auf das notwendige Maß.
25. Regeleinrichtung nach mehreren der Ansprüche 1 bis 24 dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorkennlinienspeicher (18) vorgesehen ist, der zwischen Motorregler (21) und Fahrpedal (6) oder in der Getrieberegeleinrichtung direkt (wie dargestellt in den Fig. 1 und 2) angeordnet ist und entsprechend die Verstellsignale (g oder c) zur Verbrauchsoptimierung beeinflußt.
26. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß ein Ersatzprogramm für spontan abrufbare Maximalleistung vorgesehen ist, die vom Fahrer vorwählbar ist.
27. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 und 26 dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung zum Vorwählen des Ersatzprogrammes in der Hauptwähleinrichtung (8) mitenthalten ist, wodurch z. B. durch Betätigung des Wählhebels (8) die entsprechende Vorwahl ausgelöst werden kann.
28. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, 26 und 27 dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung zum Anwählen des Ersatzprogrammes am Lenkrad oder Gaspedal oder Nähe des Gaspedals angeordnet werden kann.
29. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, 26, 27, 28 dadurch gekennzeichnet, daß nach einmaligem Abruf des Ersatzprogrammes bzw. des leistungsorientierten Programmes automatisch eine Umschaltung in das Normalprogramm für verbrauchsoptimalen Betrieb erfolgt, und zwar dadurch, daß die vom Fahrer eingegebenen entsprechenden Signale gelöscht werden.
30. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, 26 bis 29 dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatzprogramm die Motordrehzahl nach ausgelöster Vorwahl anhebt durch entsprechende Übersetzungsänderung, indem die Regelsignale bzw. das Differenzsignal (c) die Getriebeübersetzung entsprechnd ändern.
31. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsregeleinrichtung für Konstantfahrt eine Wähleinrichtung (28) besitzt, die durch Knopfdruck oder entsprechender Betätigung des Fahrers ein Konstantfahrtsignal (m) auslöst, was als Basis für die Leistungsregelung zur Einhaltung der gewählten Geschwindigkeit dient.
32. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantfahrtregelung aufgehoben bzw. übersteuert wird, dadurch,
a) daß der Fahrer die Konstantfahrtregelung ausschaltet oder einen anderen Geschwindigkeitswunsch eingibt über die Wähleinrichtung (28)
b) daß das Leistungsangebot des Motors überschritten wird
c) daß der Fahrer durch Betätigen des Gaspedals bzw. Fahrpedals (6) höhere Geschwindigkeit fordert.
d) daß durch zu starke Verzögerung des Fahrzeugs z. B. durch eine extreme Steigung die Fahrregelung überfordert wird
e) daß durch Betätigen des Bremspedals die Geschwindigkeit reduziert wird.
33. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 bis 32 dadurch gekennzeichnet, daß die zuletzt gespeicherte Geschwindigkeit abrufbar ist, durch entsprechende Betätigung an der Wähleinrichtung (28) ("Abruf").
34. Regeleinrichtung nach mehreren der Ansprüche 1 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines hydrostatischen Wandlers nahezu die volle Fördermenge, die über die Zulaufleitung (34) für die Versorgung der gesamten Steuerung und Hydrostateinrichtung in den Hydrostatkreislauf eingespeist wird zur Spülung und Kühlung desselben und über ein entsprechendes Ventil (nicht dargestellt) den weiteren Verbrauchern wie Steuerung/ Regelung, Kupplungen zugeführt wird.
35. Regeleinrichtung nach einem und mehreren der Ansprüche 1 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß der motorseitige Bremsanteil lastabhängig und motordrehzahlabhängig dosiert wird und zwar derart, daß durch ein Begrenzungssignal (nicht dargestellt) eine vorgegebene Motordrehzahlgröße in Zusammenhang mit einem akzeptablen Motorgeräusch begrenzt wird.
36. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet, daß in der Verstellgeschwindigkeitsregelung eine vorgegebene Motordrehzahlkurve über den Zeitparameter gespeichert ist, wobei der Zeitparameter durch eine Dämpfungseinrichtung oder durch unterschiedliche Zeitparameter in Abhängigkeit zur Fahrpedalstellung bzw. Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrpedals gesteuert wird.
37. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 36 dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Wandler eine Verstelleinrichtung besitzt, die beim Starten des Motors den Verstellmotor (4) in Neutralstellung hält, z. B. durch Federzentrierung, wobei die Bereichskupplungen geöffnet sind.
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