DE3843622C2 - Stufenlos regelbares hydraulisch betätigtes Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe - Google Patents

Stufenlos regelbares hydraulisch betätigtes Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe

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Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares hydraulisch betätigtes Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Druckregulierventil zum Einstellen eines Grunddruckes, einem manuell betätigbaren Fahrbereichsventil, das zumindest einen ersten Vorwärtsfahrbereich und einen zweiten Schnell-Vorwärtsfahrbereich aufweist, mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen von Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges und mit einem, durch einen elektronisch angesteuerten Stellmotor betätigten Übersetzungsverhältnis- Steuerventil zum Regulieren des Hydraulikfluidstromes zwischen den An- und Abtriebskegelscheiben-Zylinderkammern.
Stufenlos regelbare Getriebe der eingangs genannten Art mit entsprechender Steuerung des Übersetzungsverhältnisses sind bekannt (JP-A-61-105 353, US-A-4 735 113).
Ein veränderlicher Hydraulikdruck, der an eine Zylinderkammer der Antriebsriemenscheibe gelegt wird, führt zu einer Veränderung im Radius des Laufdurchmessers, in dem ein Keilriemen in Berührung mit der Antriebsriemenscheibe steht, so daß hierdurch eine Veränderung im Übersetzungsverhältnis herbeigeführt wird. Der Hydraulikdruck wird durch ein elektro-hydraulisches Modul eingestellt, das eine elektronische Übersetzungsverhältnis- Steuereinheit und eine hydraulische Steuereinrichtung enthält.
Die Steuereinheit für das Übersetzungsverhältnis ist mit verschiedenen Arten von Eingangsinformationen versorgt und bestimmt den Inhalt der Befehle, die an eine Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von diesen verschiedenartigen Arten von Eingabeinformationen gegeben werden. Ein Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit wird zu der Betätigungseinrichtung in Form eines Signales für einen Schrittmotor gegeben, um ein Schaltsteuerventil zu steuern. Das Schaltsteuerventil bildet einen Teil des Hydraulikdruck-Steuersystems, und reguliert die Fluidzuführung zu der Zylinderkammer der Antriebsriemenscheibe und die Fluidabführung von dieser, um in der Zylinderkammer einen Hydraulikdruck auf einen Wert entsprechend einer Position einzustellen, die der Schrittmotor einnimmt. Das Schaltsteuerventil beeinflußt in keiner Weise die Regulierung des Hydraulikdruckes, der an einen Zylinder der Abtriebsriemenscheibe von einem Leitungsdruck-Regulierventil gelegt wird. Somit wird ein Leitungsdruck, der durch das Leitungsdruck-Regulierventil erzeugt wird, kontinuierlich an den Zylinder der Abtriebsriemenscheibe gelegt. Auf diese Weise wird das Übersetzungsverhältnis stufenlos auf einen geeigneten Wert geregelt, der für die Fahrzeugbedingungen und die Fahrbedingungen am geeignetsten ist.
Derartige bekannte Getriebe können jedoch teilweise nicht mit einer gewünscht hohen Geschwindigkeit während eines Überganges von einem Motor-Antriebsbetriebszustand auf einen Motor-Bremsbetriebszustand herunterschalten. Dies rührt daher, daß bei dieser Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis der Hydraulikdruck in der Zylinderkammer der Antriebsriemenscheibe beim Motorbremsbetriebszustand nach dem gleichen Schaltsteuerregime für das Übersetzungsverhältnis erfolgt wie beim Motor-Antriebsbetriebszustand. Der Motor-Bremsbetriebszustand wird initiiert, wenn ein Handwahlhebel auf einen Anfahrbereich oder Niedriggangbereich eingestellt wird, oder wenn der Motor beginnt, durch die Traktion der Räder angetrieben zu werden, nachdem das Gaspedal freigegeben worden ist. Infolge der ziemlich niedrigen Geschwindigkeit, mit der sich das Übersetzungsverhältnis ändert, tritt eine beträchtliche Verzögerung auf, bis die Abbremsung und Motordrehzahlabnahme stattfinden, so daß das Gefühl für den Motorbremsbetrieb beeinträchtigt wird.
Aus der EP-A-213 948 und der EP-A-217 696 sind stufenlos regelbare, hydraulisch betätigte Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe bekannt, bei denen dann, wenn der Motor im Schubbetrieb arbeitet, ein zügiges Herunterschalten des Getriebes erfolgt.
Bei einem stufenlos regelbaren Getriebe der vorskizzierten Art ist die Beziehung zwischen der Klemmkraft, mit der die Antriebsriemenscheibe den Keilriemen erfaßt und der Klemmkraft, mit der die Abtriebsriemenscheibe den Keilriemen ergreift, eine Funktion des Übersetzungsverhältnisses und des Eingangdrehmomentes. Die Beziehung ist derart, daß die Antriebsriemenscheibe eine hohe Klemmkraft benötigt, wenn das Eingangsdrehmoment zunimmt, und das Übersetzungsverhältnis groß wird. Im Gegensatz dazu nimmt während des Motorbremsbetriebes die Antriebsriemenscheibendrehzahl gleichzeitig mit der Zunahme des Eingangsdrehmomentes in negativer Richtung zu. Obwohl die Antriebsriemenscheibe während des Motorbremsbetriebes eine geringere Klemmkraft im Verhältnis zu den Erfordernissen während des Motorantriebsbetriebes erfordert, wird die Klemmkraft, mit der die Antriebsriemenscheibe den Keilriemen erfaßt, stärker als erforderlich. Dies rührt daher, daß der Hydraulikdruck in der Zylinderkammer der Antriebsriemenscheibe infolge der Zentrifugalkraft erhöht wird. Dies wirkt einer besonders raschen Herunterschaltung des Getriebes im Motorbremsbetrieb entgegen.
Ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit einer Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne ist aus der DE-AS 21 18 083 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kegelscheiben- Umschlingungsgetriebe der eingangs genannten Art zu verbessern, derart, daß eine Kompensation der zentrifugalkraftabhängigen Axialkraft auf die Antriebskegelscheibe bei zugleich weiterer Herabsetzung der Klemmkraft des Antriebskegelscheibenpaares bei Erfassung eines Motorschubbetriebes erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebskegelscheiben-Zylinderkammer durch eine Trennwandeinrichtung in eine Druckkammer und eine Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne mit einer Fluidkammer aufgeteilt ist und an der Trennwandeinrichtung mehrere radial beabstandet angeordnete Fluid-Auslaßöffnungen vorgesehen sind, die durch eine von der Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung steuerbaren Ventileinrichtung einzeln ansteuerbar sind.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines stufenlos regelbaren, hydraulisch betätigten Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit einer Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis,
Fig. 2 einen Teilschnitt einer Antriebsriemenscheibe des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes nach Fig. 1 in Verbindung mit der Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis,
Fig. 3 eine Darstellung einer Drehscheiben-Ventileinrichtung als Modifikation der Ventileinrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des Steuerungsablaufes für die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes nach den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Motor mit einer Abtriebswelle 10a eines Kraftfahrzeuges. Die Abtriebswelle 10a ist mit einem stufenlos regelbaren Getriebe verbunden, das allgemein eine Fluidkupplung 12, eine Vorwärts/Rückwärts-Auswahleinrichtung 15, ein stufenlos regelbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 29 und ein Differential 56 umfaßt.
Die Fluidkupplung 12 enthält ein Pumpenrad 12b, verbunden mit der Motor-Abtriebswelle 10a sowie einen Turbinenläufer 12c, verbunden mit einer Turbinenwelle 13. Sie enthält außerdem eine Überbrückungseinrichtung, die in Abhängigkeit von einer Abwesenheit von Hydraulikdruck in einer Überbrückungskammer 12a im Eingriff ist, um mechanisch das Pumpenrad 12b und den Turbinenläufer 12c miteinander zu verbinden.
Die Vorwärts/Rückwärts-Auswahleinrichtung 15 enthält einen Planetengetriebesatz 17, eine Vorwärtskupplung 40 und eine Rückwärtskupplung 50. Der Planetengetriebesatz 17 enthält ein Sonnenrad 19, einen Ritzelträger 25, der drehbar Doppelritzel 21 und 23 trägt, sowie ein Ringzahnrad 27. Das Sonnenrad 19 ist mit der Turbinenwelle 13 verbunden. Der Ritzelträger 25 ist über die Vorwärtswelle 40 mit der Turbinenwelle 13 verbindbar und ist mit einer Antriebskegelscheibenwelle 14 verbunden. Das Ringzahnrad 27 ist vorgesehen, um stationär an einem stationären Teil über die Rückwärtskupplung bzw. -bremse 50 gehalten zu werden.
Das Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 29 enthält eine Antriebskegelscheibe 16, die mit der Antriebskegelscheibenwelle 14 drehbar ist, eine Abtriebskegelscheibe 26, die mit einer Abtriebswelle 28 drehbar ist, sowie einen Keilriemen 24, der zwischen der Antriebskegelscheibe 16 und der Abtriebskegelscheibe 26 gespannt ist. Die Antriebskegelscheibe 16 enthält einen konischen Antriebskegelscheibenteil 18, der integral mit der Antriebskegelscheibenwelle 14 zur übereinstimmenden Drehung mit dieser ausgeführt ist sowie einen axial beweglichen, konischen Kegelscheibenteil 22. Der bewegliche, konische Kegelscheibenteil 22 wirkt mit dem anderen konischen Kegelscheibenteil 18 zusammen, um zwischen diesen Teilen eine keilförmige Kegelscheibennut zu bilden. Der bewegliche, konische Kegelscheibenteil 22 ist axial entlang der Antriebskegelscheibenwelle 14 in Abhängigkeit von einem Hydraulikfluiddruck verlagerbar, der in einer Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 wirksam ist. Die Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 enthält zwei Kammern 20a und 20b und bildet bzw. begrenzt eine wirksame Druckwirkungsfläche von einer Größe, die das Zweifache derjenigen beträgt, die in der Zylinderkammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 gebildet ist. Eine Wahleinrichtung zur Wahl eines wirksamen Durchmessers der Zylinderkammer 20 wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.
Die Abtriebskegelscheibe enthält einen konischen Kegelscheibenteil 30, der integral mit der Abtriebswelle 28 zur gemeinsamen Drehung mit dieser ausgebildet ist sowie einen axial beweglichen, konischen Kegelscheibenteil 34. Der bewegliche, konische Kegelscheibenteil 34 wirkt mit dem konischen Teil 30 zusammen, um zwischen diesen Elementen eine keilförmige Kegelscheibennut zu bilden. Der bewegliche, konische Kegelscheibenteil 34 ist axial entlang der Abtriebskegelscheibenwelle 34 in Abhängigkeit von dem Hydraulikdruck in der Zylinderkammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 verlagerbar.
An der Abtriebswelle 28 ist ein Antriebszahnrad 46 befestigt, das mit einem Leerlaufzahnrad 48 in Eingriff ist, das an der Leerlaufwelle 52 befestigt ist. Auf der Leerlaufwelle 52 ist ein Ritzel 54 befestigt, das in Eingriff mit einem Abschlußzahnrad 44 des Differentials 56 ist.
Das Differential 56 enthält ein Paar Zahnräder 58, 60, die integral mit dem Abschlußritzel 44 drehbar sind, sowie ein Paar Seitenzahnräder 62 und 64. Die Seitenzahnräder (Seitenräder) 62 und 64 sind fest mit einem Paar Abtriebsachswellen 66 und 68 gekuppelt.
Die Art der Änderung des Übersetzungsverhältnisses in dem stufenlos regelbaren Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe wird kurz erläutert.
Eine Veränderung im Übersetzungsverhältnis des stufenlos regelbaren Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes kann durch axiales Verlagern der beweglichen, konischen Kegelscheibenteile 22 und 34 erfolgen, um deren jeweiligen Laufdurchmesser mit dem Keilriemen 24 zu verändern. Der Hydraulikdruck innerhalb der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 wird in Relation zu dem Hydraulikdruck innerhalb der Zylinderkammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl verändert. Zum Beispiel führt eine Vergrößerung der Breite der keilförmigen Kegelscheibennut der Antriebskegelscheibe 16 dazu, daß der Keilriemen 24 veranlaßt wird, die Breite der keilförmigen Kegelscheibennut der Abtriebskegelscheibe 26 zu verkleinern, wodurch das Übersetzungsverhältnis in Richtung eines Herunterschaltens verändert wird, mit der Folge einer Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Abtriebskegelscheibenwelle 28. Im Gegensatz hierzu veranlaßt eine Verminderung der Breite der keilförmigen Kegelscheibennut der Antriebskegelscheibe 16 den Keilriemen 24, die Breite der keilförmigen Kegelscheibennut der Abtriebskegelscheibe 26 zu vergrößern.
Nachfolgend wird die Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis erläutert.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis einen hydraulischen Übersetzungsverhältnis-Steuerabschnitt 70 und einen elektronischen Übersetzungsverhältnis-Steuerabschnitt 90, der einen Schrittmotor 71 des hydraulischen Übersetzungsverhältnis-Steuerabschnittes 70 antreibt. Der hydraulische Übersetzungsverhältnis-Steuerabschnitt 70 reguliert die Fluidzuführung zu der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 60 und die Fluidabführung von dieser, während er das Anlegen des Leitungsdruckes an die Zylinderkammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 gestattet.
Der hydraulische Übersetzungsverhältnis-Steuerabschnitt 70 umfaßt den Schrittmotor 71, eine Verbindungshebeleinrichtung 72, ein Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 73, eine Ölpumpe 74, ein Leitungsdruck-Regulierventil 75, eine Unterdruckmembran 76, ein Drosselventil 77 und ein Handventil 78.
Der Schrittmotor 71 betätigt über die Verbindungshebeleinrichtung 72 Ventilschieber 73a und 75a des Übersetzungsverhältnis-Steuerventils 73 und des Leitungsdruck-Reglerventils 75.
Das Steuerventil 73 für das Übersetzungsverhältnis enthält einen Ventilschieber 73a, der mit der Verbindungshebeleinrichtung 72 verbunden ist.
Die Anordnung ist so getroffen, daß dann, wenn der Ventilschieber 73a in Fig. 1 nach links verlagert wird, die Zuführung von Hydraulikfluid zu der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 erhöht wird, wärend die Abgabe von Hydraulikfluid aus der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 vermindert wird, wodurch eine Zunahme an Hydraulikfluiddruck innerhalb der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 verursacht wird.
Das Leitungsdruck-Reglerventil 75 bewirkt eine Druckregulierung für das Hydraulikfluid von der Ölpumpe 74 und erzeugt den Leitungsdruck, der in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad und Übersetzungsverhältnis veränderlich ist.
Das Drosselventil 77 bewirkt eine Druckregulierung unter dem Einfluß der Unterdruckmembran 76 und erzeugt einen Drosseldruck in Abhängigkeit von einem Motor-Ansaugunterdruck im Ansaugrohr.
Das Handventil 78 ist ein Wahlventil, das durch einen Wahlhebel 79 betätigt wird. Bei Auswahl eines der Vorwärtsfahrbereiche einschließlich eines D-Bereiches (Antriebsbereich) und eines S-Bereiches (sportlicher Fahrbereich) läßt das Handventil 78 den Drosseldruck an die Vorwärtskupplung 40 gelangen. Bei Auswahl eines R-Bereiches (Rückwärtsfahrbereich) gestattet das Handventil 78 das Anlegen des Drosseldruckes an die Rückwärtsbremse 50.
Der S-Bereich unterscheidet sich vom D-Bereich dadurch, daß bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit und gleichem Drosselklappenöffnungsgrad im S-Bereich ein kleineres Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist als im D-Bereich.
Die elektronische Übersetzungs-Steuereinrichtung 90 enthält einen Sensor 91 bezüglich einer ausgewählten Lage des Wahlhebels 79, einen Antriebs- oder Antriebskegelscheibendrehzahlsensor 92, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 93, einen Drosselklappenöffnungsgradsensor 94, eine Steuereinheit 95, einen Antriebsschaltkreis 96 für einen Schrittmotor und einen Leerlaufschalter 97 (s. Fig. 2). Der Sensor 91 für die ausgewählte Stellung erfaßt, welcher Bereich durch den Auswahlhebel 79 ausgewählt ist. Somit ist ein Ausgangssignal des die aussgewählte Stellung erfassenden Sensors 91 für die Position SP repräsentativ, die durch den Auswahlhebel 79 ausgewählt ist.
Der Drehzahlsensor bzw. Umfangsgeschwindigkeitssensor 92 für die Antriebs- bzw. Eingangskegelscheibe 16 erfaßt die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebskegelscheibe 16 und erzeugt ein Ausgangssignal, das für die erfaßte Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl NIN der Antriebskegelscheibe repräsentativ ist.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 93 erfaßt die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Abtriebskegelscheibe 26 oder diejenige der Achswelle 66 oder 68 und erzeugt ein Ausgangssignal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP repräsentiert.
Der Sensor 94 für den Öffnungsgrad der Drosselklappe erfaßt den Öffnungsgrad des Motordrosselvnetils und erzeugt ein Ausgangssignal, das den erfaßten Drosselklappenöffnungsgrad TVO repräsentiert.
Der Leerlaufschalter 97 (s. Fig. 2) ist im Zusammenhang mit der Wahleinrichtung für die Einstellung des wirksamen Innendurchmessers der Zylinderkammer 20 zur Ansteuerung einer Magnetspulen-Treiberschaltung 89 durch die Steuereinheit 95 vorgesehen, wie dies nachstehend noch genauer in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wird.
Die Steuereinheit 95 ist eine mikrocomputergestützte Steuereinrichtung mit einer Zentralprozessoreinheit CPU, einem Direktzugriffsspeicher ROM und einem Eingabe/Ausgabe-Interface. Die Ausgangssignale der Sensoren 91, 92, 93 und 94 und des Leerlaufschalters 97 werden an die Steuereinheit 95 gelegt. Ein Ausgangssignal der Steuereinheit 95 wird an den Motor-Antriebsschaltkreis 96 für den Schrittmotor 72 gelegt.
Die hydraulische Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung 70 und die elektronische Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung 90 sind z. B. in der US-PS 4 735 113 erläutert.
Eine Wahleinrichtung für eine Einstellung des wirksamen Innendurchmessers einer Zylinderkammer 20 einer Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.
Durch diese Wahleinrichtung 82 ist es möglich, bei gleicher Zentrifugalkraft die Größe der Kraft zu verändern, die auf dem axial beweglichen, konischen Kegelscheibenteil 22 in der Richtung einwirkt, die die Antriebskegelscheibe 16 veranlaßt, die Klemmkraft, mit der die Antriebskegelscheibe 16 den Keilriemen 24 ergreift (s. Fig. 1), zu verringern.
Die Kammer 20a der Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne wird mit Hydraulikfluid beaufschlagt und beinhaltet somit eine bestimmte Menge Hydraulikfluid. Somit nimmt, wenn sich die Antriebskegelscheibe 16 dreht, die Größe einer Kraft, die auf den konischen Antriebskegelscheibenteil 22 in Fig. 2 nach links einwirkt, in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft zu, der die Antriebskegelscheibe 16 unterworfen ist. In diesem Zustand, in dem sich die Antriebskegelscheibe 16 mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl dreht, wird das Hydraulikfluid radial nach außen gedrängt und befindet sich somit in einem radial äußeren Abschnitt der Kammer 20a der Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne. Das Hydraulikfluid wird aus dieser Kammer 20a über einen radialen äußeren Ablaßanschluß 82b abgegeben, wenn dieser durch die Wahleinrichtung 82 eröffnet wird. Wenn der radial außen liegende Ablaßanschluß 82b geschlossen ist und ein radial innenliegender Ablaßanschluß 82a durch die Wahleinrichtung 82 dann geöffnet wird, wird Hydraulikfluid aus diesem inneren Ablaßanschluß 82a in die Kammer 20a abgegeben, so daß die Menge an Hydraulikfluid, die in der Kammer 20a der Wanne enthalten ist, zunimmt, so daß die Größe der Kraft, die auf den beweglichen konischen Teil 22 in Fig. 2 nach links wirkt, zunimmt.
Die Wahleinrichtung 82 für den wirksamen Innendurchmesser umfaßt die radial außen- und innenliegenden Ablaßanschlüsse 82b und 82a, mit denen eine Trennwand 87 versehen ist. Der Teil der Trennwand 87, in dem die radial außenliegende und innenliegende Ablaßanschlußöffnung 82b und 82a ausgebildet sind, bildet einen Teil des Zylindergehäuses 83, das an der Trennwand 87 befestigt ist. Das Zylindergehäuse 83 begrenzt bzw. bildet eine Blindbohrung, deren offenes Ende mit einer Ablaßdrosselstelle 88 kommunizierend verbunden ist, mit der eine Trommel 82b, die fest an dem konischen Kegelscheibenteil 22 befestigt ist, versehen ist. Ein Drehventil 81 mit einem Dreh-Magnetspulenbetätigungsglied 80 ist in der Blindbohrung des Zylindergehäuses 83 aufgenommen. Das Drehventil 81 ist mit einer axialen Bohrung versehen, deren eines Ende geschlossen ist und deren gegenüberliegendes Ende mit der Ablaßdrosselstelle 88 kommunizierend verbunden ist. Zwei radiale Verbindungsanschlüsse 81b und 81a erstrecken sich radial von der Durchgangsbohrung in zwei unterschiedliche, diametral gegeneinander versetzte Richtungen nach außen. Wenn das Drehventil 81 sich dreht und eine erste, vorgegebene Winkellage einnimmt, ist der Verbindungsanschluß 81b in Übereinstimmung mit dem radial äußeren Ablaßanschluß 82b gebracht, so daß Hydraulikfluid über den radial außenliegenden Ablaßanschluß 82b, den Verbindungsanschluß 81, die axiale Durchgangsbohrung und die Ablaßdrosselstelle 88 abgegeben wird. Wenn das Drehventil 81 sich dreht und eine bestimmte zweite Stellung einnimmt, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der radial außenliegende Ablaßanschluß 82b geschlossen, der Verbindungsanschluß 81a ist jedoch in Übereinstimmung mit dem radial innenliegenden Ablaßanschluß 82a gebracht, so daß Hydraulikfluid über den radial innenliegenden Ablaßanschluß 82a, den Verbindungsanschluß 81a, die axiale Durchgangsbohrung und die Ablaßdrosselstelle 88 nach außen abgegeben wird. Die Trennwand 87 enthält einen hülsenförmigen Abschnitt, in dem eine Hydraulikfluid-Zuführungsdrosselstelle 87a ausgebildet ist. Die Zuführung von Hydraulikfluid zu einer einstellbaren Druckkammer 20b und die Abführung von Hydraulikfluid aus dieser wird durch eine Axialbohrung bewirkt, die durch die Antriebskegelscheibenwelle 14 hindurch ausgebildet ist.
Die Dreh-Magnetspulenbetätigungseinrichtung 80 wird mit einem Ausgangssignal des Magnetspulen-Treiberschaltkreises 98 angesteuert. Die Drehlage des Drehventils 81 wird in Abhängigkeit vom Zustand des Leerlaufschalters 97 verändert, wenn der Handwahlhebel 79 auf den S-Bereich eingestellt ist.
Das Ausgangssignal des Leerlaufhebels 97 wird an die Steuereinheit 95 gelegt, wobei dann der Treiberschaltkreis 98 für die Magnetspule ein Ausgangssignal der Steuereinheit 95 aufnimmt, um die Dreh-Magnetspulenbetätigungseinrichtung 80 zu aktivieren.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Einrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.
Die Steuereinheit 95 speichert in ihrem Festwertspeicher ROM ein Steuerprogramm, wie es durch ein Ablaufdiagramm in Fig. 4 gezeigt ist. Die Abarbeitung dieses Steuerprogrammes wird nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne wiederholt.
Im Schritt 300 werden durch Einlesen der Ausgangssignale von den Sensoren 91, 92, 93 und 94 die ausgewählte Stellung SP, die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl NIN der Antriebskegelscheibe 16, die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und der Öffnungsgrad CVO der Drosselklappe erhalten.
Im Schritt 301 wird entschieden, ob die ausgewählte Stellung SP den N-Bereich oder P-Bereich angibt oder nicht. Wenn die Entscheidung ergibt, daß der N-Bereich oder der P-Bereich eingestellt ist, geht die Steuerung zum Schritt 302 über. Im Schritt 302 wird eine N- bzw. P-Bereichssteuerung ausgeführt, wobei das Hydraulikfluid der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 entlastet bzw. abgelassen wird.
Wenn die Antwort auf die Fragestellung im Schritt 301 negativ ausfällt, geht die Steuerung zum Schritt 303 über, indem entschieden wird, ob die ausgewählte Stellung NP den R-Bereich betrifft oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß der R-Bereich gewählt ist, geht die Steuerung zum Schritt 304 über. Im Schritt 304 wird eine R-Bereichssteuerung ausgeführt, in der der Hydraulikdruck innerhalb der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 60 auf einem bestimmten Wert gehalten wird.
Wenn die Antwort auf die Fragestellung, die im Schritt 303 entschieden wird, negativ ist, geht die Steuerung zum Schritt 305 über, indem entschieden wird, ob die ausgewählte Stellung SP den D-Bereich betrifft oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß der D-Bereich ausgewählt ist, geht die Steuerung zum Schritt 306 über. Im Schritt 306 wird eine D-Bereichssteuerung abgearbeitet, in der der Hydraulikfluiddruck, der an die Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 gelegt ist, eingestellt wird, um ein Übersetzungsverhältnis herbeizuführen, das für die Fahrzeugbedingungen und die entsprechenden Fahrbedingungen geeignet ist.
Wenn die Antwort auf die Fragestellung im Schritt 305 negativ ausfällt, d. h. wenn der S-Bereich ausgewählt ist, wird anschließend eine S-Bereichssteuerung ausgeführt, die nachfolgend erläutert wird.
In diesem Fall geht die Steuerung vom Schritt 305 zum Schritt 307 über.
Im Schritt 307 wird entschieden, ob der Leerlaufschalter 97 auf EIN geschaltet ist, d. h. den Leerlaufzustand anzeigt oder nicht. Wenn der Leerlaufschalter 97 auf EIN ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 308 über, in dem ein Ausgangssignal an den Magnetspulen-Treiberschaltkreis 98 gelegt wird, um diesen zu veranlassen, die Dreh-Magnetspulenbetätigungseinrichtung 80 zu aktivieren und somit das Drehventil 81 in Rotation zu versetzen, bis das Drehventil 81 die zweite vorgegebene Lage einnimmt, in der der Verbindungsanschluß 81a in Übereinstimmung mit dem radial innenliegenden Ablaßanschluß 82 gebracht ist. Mit anderen Worten wird der radial innenliegende Ablaßanschluß 82a ausgewählt und ein verhältnismäßig kleiner wirksamer Innendurchmesser, bezeichnet durch R1 wird ausgewählt.
Wenn der Leerlaufschalter 97 AUS ist, geht die Steuerung vom Schritt 307 zum Schritt 309 über, in dem der Treiberschaltkreis 98 für die Magnetspule veranlaßt wird, die Dreh-Magnetspulenbetätigungseinrichtung 80 und das Drehventil 81 zu drehen, bis das Drehventil 81 die erste vorbestimmte Lage einnimmt, in der der Verbindungsanschluß 81b in Übereinstimmung mit dem radial außenliegenden Ablaßanschluß 82b gebracht ist. Somit werden dann der radial außenliegende Ablaßanschluß 82b und ein verhältnismäßig großer wirksamer Innendurchmesser, bezeichnet durch R2, ausgewählt.
Nach dem Schritt 308 oder 309 geht die Steuerung in Übereinstimmung mit den Schritten 310, 311, 312 und 315 weiter, um eine sogenannte normale S-Bereichssteuerung auszuführen.
Im Schritt 310 wird eine Zielumfangsgeschwindigkeit bzw. Zieldrehzahl NIN * der Antriebsriemenscheibe 16 erhalten unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und des Drosselklappen-Öffnungsgrades TVO, die im Schritt 300 erhalten wurden, unter Verwendung der folgenden allgemeinen Gleichung, die wie folgt ausgedrückt wird:
NIN * = f1 (VSP, TVO).
Diese Funktion ist durch die in Vollinien in dem Block 310 des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 4 angegebenen Kurven repräsentiert. In diesem Block repräsentiert die Strichpunktlinie die Werte der Zieldrehzahl der Antriebskegelscheibe in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn TVO=0 im D-Bereich. Aus der Vollinie, die mit TVO=0 bezeichnet ist, ist deutlich, daß, wenn TVO=0 ist, mit derselben Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere Zieldrehzahl für die Antriebskegelscheibe im S-Bereich gegeben ist als dies die Zieldrehzahl für die Antriebskegelscheibe ist, die im D-Bereich erhalten wird.
Anschließend geht die Steuerung zum Schritt 311 über, indem unter Verwendung der Zieldrehzahl NIN* für die Antriebskegelscheibe 16, erhalten im Schritt 310 und die Drehzahl NIN der Antriebskegelscheibe 16 erhalten im Schritt 300 eine Abweichung e sich aus der nachfolgenden Gleichung ergibt:
e=NIN*-NIN.
Anschließend wird im Schritt 312 eine Zielposition STEP* des Schrittmotors durch die nachfolgende Gleichung gegeben:
STEP*=Kp · e+Ki∫e.
Anschließend wird im Schritt 313 das Schrittmotor-Antriebssignal bzw. der Schrittmotor in einer solchen Richtung bewegt, daß eine Differenz zwischen der tatsächlichen Position, die durch den Schrittmotor eingenommen wird und der Zielposition STEP* des Schrittmotors gegen Null geht.
Aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist deutlich, daß dann, wenn während des Betriebes im S-Fahrbereich der Leerlaufschalter 97 auf EIN geschaltet ist, der wirksame Innendurchmesser der Kammer 20a von R2 auf R1 abnimmt, so daß zusätzlich zu der normalen S-Fahrbereichssteuerung die Kraft infolge des Hydraulikfluiddruckes innerhalb der Kammer 20a zunimmt und diese erhöhte Kraft auf den beweglichen konischen Kegelscheibenteil 22 in einer Richtung wirkt, die den Einfluß der Zentrifugalkraft auf das Hydraulikfluid innerhalb der einstellbaren Druckkammer 20b der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 kompensiert. Da in dieser Weise die Wirkung der Zentrifugalkraft während einer Übergangsphase zum Motor-Bremsbetriebszustand beseitigt wird, wird ein bevorzugtes Motor-Bremsgefühl und -verhalten sichergestellt.
Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung einer modifizierten Wahleinrichtung für den wirksamen Durchmesser.
Diese modifizierte Wahleinrichtung umfaßt eine feste Scheibe 86, versehen mit zwei diametral gegenüberliegenden radial inneren Ablaßanschlüssen 86a und zwei diametral gegenüberliegenden, radial außenliegenden Ablaßanschlüssen 86b, eine Drehscheibe 85, versehen mit zwei radial inneren Verbindungsanschlüssen 85a, um in Übereinstimmung mit den radial innenliegenden Ablaßanschlüssen 86a gebracht zu werden und mit zwei radial außenliegenden Verbindungsanschlüssen 85b, um in Übereinstimmung mit den radial außenliegenden Ablaßanschlüssen 86b gebracht zu werden, sowie eine Dreh-Magnetspulenbetätigungseinrichtung 83, die antreibend über eine Drehbasis 84 mit der Drehscheibe 85 verbunden ist. Es wird darauf hingewiesen, daß aufgrund des Umstandes, daß zwei radial innenliegende Ablaßanschlüsse 86a diametral gegenüberliegend zueinander und spiegelsymmetrisch (äquidistant) zur Drehachse angeordnet sind, wie durch eine Strichpunktlinie repräsentiert ist, und die radial außenliegenden Ablaßanschlüsse 86b diametral gegenüberliegend zueinander und spiegelsymmetrisch (äquidistant) in bezug auf die Drehachse angeordnet sind, eine Störung bzw. Dislokation des Hydraulikfluides in der Kammer 20a vermieden wird.
In einer Modifikation des vorerläuterten Ausführungsbeispieles ist es auch möglich, einen unbelasteten Zustand des Gaspedales als Beginn eines Motorbremsbetriebes zu erfassen und eine Getriebesteuerung der vorerläuterten Art einzurichten.

Claims (4)

1. Stufenlos regelbares hydraulisch betätigtes Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Druckregulierventil zum Einstellen eines Grunddruckes, einem manuell betätigbaren Fahrbereichsventil, das zumindest einen ersten Vorwärtsfahrbereich (D) und einen zweiten Schnell-Vorwärtsfahrbereich (S) aufweist, mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen von Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges und mit einem, durch einen elektronisch angesteuerten Stellmotor betätigten Übersetzungsverhältnis-Steuerventil zum Regulieren des Hydraulikfluidstromes zwischen den An- und Abtriebskegelscheiben-Zylinderkammern, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskegelscheiben-Zylinderkammer (20) durch eine Trennwandeinrichtung (87) in eine Druckkammer (20b) und eine Zentrifugalkraft-Ausgleichswanne mit einer Fluidkammer (20a) aufgeteilt ist und an der Trennwandeinrichtung (87) mehrere radial beabstandet angeordnete Fluid-Auslaßöffnungen (82a, 82b) vorgesehen sind, die durch eine von der Übersetzungsverhältnis-Steuereinrichtung (70, 90) steuerbaren Ventileinrichtung (80-86) einzeln ansteuerbar sind.
2. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Elektromagnet-Drehventil, angeordnet in einem Zylindergehäuse (83) der Trennwandeinrichtung (87) ist, mit einem Drehventilkörper (81) zur wahlweisen Herstellung einer Fluidverbindung zwischen einer ersten radial innenliegenden Fluidauslaßöffnung (82a) und einer Zylinderkammer-Ablaßöffnung (88) oder zwischen einer zweiten radial außenliegenden Fluidauslaßöffnung (82b) und der Zylinderkammer-Ablaßöffnung (88), sowie mit einem Magnetspulen-Betätigungsglied (80).
3. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen den manuell ausgewählten Fahrbereich erfassenden Fahrbereichssensor (91), einen Antriebskegelscheibendrehzahlsensor (92), einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (93), einen Drosselsensor (94) und einen Leerlaufsensor (97) aufweist, die zur Signalverarbeitung mit dem elektronischen Steuerabschnitt (90) verbunden sind, der seinerseits über eine Magnetspulen-Treiberschaltung (98) mit dem Magnetspulen-Betätigungsglied (80, 83) verbunden ist.
4. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Scheibenpaar (85, 86) ist, mit einer festen Scheibe (86), versehen mit zwei diametral gegenüberliegenden, radial inneren Auslaßöffnungen (86a) und zwei diametral gegenüberliegenden, radial äußeren Auslaßöffnungen (86b), und mit einer drehbaren Scheibe (85), versehen mit zwei radial inneren Verbindungsöffnungen (85a), zur Verbindung mit den radial inneren Auslaßöffnungen (86a) der festen Scheibe (86), sowie mit zwei radial äußeren Verbindungsöffnungen (85b) zur Verbindung mit den radial äußeren Auslaßöffnungen (86b) der festen Scheibe (86), und daß eine Magnetspulen-Betätigungsvorrichtung (83) zur Drehbewegung der drehbaren Scheibe (85) vorgesehen ist.
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