DE3871610T2

DE3871610T2 - Stufenlos arbeitendes riemenscheibengetriebe.

Info

Publication number: DE3871610T2
Application number: DE8888106846T
Authority: DE
Inventors: Torao Hattori
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2008-04-29
Also published as: DE3871610D1; CA1298720C; JP2790627B2; EP0289025A1; US4904229A; JPS63275845A; EP0289025B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit Riemen und Riemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Derartige gattungsgemäße, stufenlos verstellbare Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe und derartige gattungsgemäße Verfahren, wie bspw. aus der GB-A-2 080 892 bekannt, zur Verwendung in Kraftfahrzeugen sind erforderlich, um das Drehmoment durch Spannen eines über Antriebs- und angetriebene Riemenscheiben gezogenen Keilriemens zu einem dem zu übertragenen Drehmoment proportionalen Grad effektiv zu übertragen, wie bspw. durch Ausüben einer Seitenkraft auf den Keilriemen. Der Keilriemen sollte während der Veränderung der effektiven Durchmesser der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben zur Variation des Übersetzungsverhältnisses gespannt bleiben.
Die JP-A-55-65755 und die JP-A-60-125450 offenbaren stufenlos verstellbare Getriebe des Typs mit Keilriemen und Riemenscheibe, bei welchen der Öldruck von einer Pumpe gemäß der Drehzahl einer Antriebsriemenscheibe (d.h. der Drehzahl eines Motors) und eines Übersetzungsverhältnisses reguliert wird und der regulierte Öldruck durch ein Schiebeventil, das von der Drehzahl der Antriebsriemenscheibe gesteuert wird, und die Öffnung einer Drosselklappe einer Servo- Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, um ein bewegliches konisches Element der Antriebsriemenscheibe axial zu bewegen, so daß der effektive Durchmesser der Antriebsriemenscheibe gesteuert werden kann, während eine auf den Keilriemen ausgeübte Seitenkraft beibehalten wird.
Bei dem vorstehend genannten, herkömmlichen Getriebe ist jedoch die effektive Fläche in der Servo-Hydraulikdruckkammer zur Betätigung des beweglichen konischen Elements einer angetriebenen Riemenscheibe kleiner als jene in der Servo-Hydraulikdruckkammer zur Betätigung des beweglichen konischen Elements der Antriebsriemenscheibe und der der angetriebenen Riemenscheibe zugeordneten Hydraulikdruckkammer wird stets regulierter Öldruck zugeführt. Um das bewegliche konische Element der Antriebsriemenscheibe in eine Richtung zu bewegen, die einem kleineren Übersetzungsverhältnis (für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit) entspricht, wird der effektive Durchmesser der Antriebsriemenscheibe erhöht, so daß die Spannung des Keilriemens erhöht wird, um das bewegliche konische Element der angetriebenen Riemenscheibe gegen die auf dieses ausgeübte Seitenkraft zu bewegen, um hierdurch den effektiven Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe zu vermindern. Daher wird die Last auf den Keilriemen erhöht, was die Haltbarkeit des Keilriemens beeinträchtigt. Zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses (für eine niedrigere Fahrzeuggeschwindigkeit) wird der Öldruck in der Servo-Hydraulikdruckkammer der Antriebsriemenscheibe freigegeben, um die Spannung des Keilriemens zu vermindern, so daß durch Ablassen von Öl die Seitenkraft des Keilriemens auf die angetriebene Riemenscheibe verwendet wird, um deren konisches Element zu bewegen, um hierdurch den effektiven Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe zu erhöhen. Bei dieser Art von Betätigung kann die Seitenkraft auf die Antriebsriemenscheibe unnötigerweise verringert werden.
Die US-A-3,600,961 offenbart ein Steuerverfahren, bei welchem Hochdrucköl konstanten Drucks und reguliertes Niederdrucköl verwendet werden, wobei das Niederdrucköl durch ein Übersetzungsverhältnis oder dergl. reguliert werden kann und wobei der Niederdruck zur Ausübung einer Seitenkraft auf Antriebs- und angetriebene Riemenscheiben eingesetzt wird. Wenn das Übersetzungsverhältnis geändert werden soll, wird das Hochdrucköl selektiv einer Servo-Hydraulikdruckkammer zugeführt, die einer Riemenscheibe zugeordnet ist, deren effektiver Durchmesser größer werden soll. Bei dem bekannten Verfahren ergibt es sich, daß die Last auf den Keilriemen bis zu einem dessen Haltbarkeit beeinträchtigenden Maß erhöht wird. In gewissen Übersetzungsverhältnis- Bereichen muß eine höhere Seitenkraft als die notwendige Seitenkraft angelegt werden, was einen größeren Öldruck erfordert.
Gemäß den beiden offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen, auf die oben Bezug genommen wurde, wird, wenn die Servo-Hydraulikdruckkammer der Antriebsriemenscheibe zur Erniedrigung des Öldrucks in der Kammer mit einer Ausflußleitung verbunden wird, um hierdurch das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen, das meiste des Öls aus der Servo- Hydraulikdruckkammer abgelassen und Luft kann in die Servo- Hydraulikdruckkammer eintreten, woraufhin die Antriebsriemenscheibe nicht mehr die gewünschte Seitenkraft auf den Riemen ausübt. Wenn regulierter Öldruck wiederum in die Servo-Hydraulikdruckkammer der Antriebsriemenscheibe eingeführt wird, wird darüber hinaus die darin verbleibende Luft komprimiert, bevor die Änderung des Übersetzungsverhältnisses einsetzt. Als Folge hiervon arbeitet das Getriebe nicht mit einer prompten Antwort.
Die JP-A-60-159456 offenbart ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe, welches Antriebs- und angetriebene Riemenscheiben aufweist, denen jeweils Servo-Hydraulikdruckkammern mit voneinander unterschiedlichen effektiven Flächen zugeordnet sind. Der Hydraulikdruckkammer der angetriebenen Riemenscheibe wird jederzeit regulierter Öldruck zugeführt. Wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikdruckkammer der Antriebsriemenscheibe niedrig ist, wird dieser Niederdrucköl zugeführt, um ein Ablassen von Öl zu verhindern. Jedoch leidet das in dieser Veröffentlichung gezeigte Getriebe an folgenden Mängeln:
1. Wenn das Getriebe in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, werden wechselweise in Beziehung stehende Signalöldrucke, die die Öffnung der Drosselklappe und die Drehzahl des Motors darstellen, an gegenüberliegende Enden eines Schiebeventils angelegt und die stationäre Öffnung einer Servo-Hydraulikdruckkammer wird zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses selektiv mit einer Öldruckleitung und einer Ölablaßleitung verbunden. Bei einer derartigen Anordnung existiert jedoch ein Geschwindigkeitsbereich, in welchem ein Hochschalten bzw. Nach-oben-Verschieben nicht durchgeführt werden kann, und ein Geschwindigkeitsbereich, in welchem ein Runterschalten bzw. Nach-unten-Verschieben nicht durchgeführt werden kann. Entsprechend kann das Übersetzungsverhältnis in einigen Geschwindigkeitsbereichen nicht frei gesteuert werden.
2. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Übersetzungsverhältnis ändert, neigt dazu, zu allen Zeiten konstant zu sein.
Die vorstehend genannten Probleme 1 und 2 können durch ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe gelöst werden, das in der JP-A-60-136655 offenbart ist. Bei diesem bekannten Getriebe wird ein regulierter Öldruck der Hydraulikdruckkammer einer Antriebsriemenscheibe durch ein Richtungssteuerventil und ein Geschwindigkeits-Steuerventil zugeführt, die zueinander hydraulisch in Reihe angeordnet sind und jeweils durch elektromagnetisch betätigte Ventile gesteuert werden. Das stromaufwärts des Geschwindigkeits-Steuerventils angeordnete Richtungssteuerventil dient zur Änderung der Richtung, in die sich das Übersetzungsverhältnis ändert, und das stromabwärtige Geschwindigkeits-Steuerventil dient zur Steuerung einer Geschwindigkeit, mit welcher sich das Übersetzungsverhältnis ändert. Gemäß dem bekannten Getriebe ist die effektive Fläche des beweglichen konischen Elements einer angetriebenen Riemenscheibe kleiner als jene des beweglichen konischen Elements der Antriebsriemenscheibe und der Hydraulikdruckkammer der angetriebenen Riemenscheibe wird zu jeder Zeit der regulierte Öldruck zugeführt. Daher kann das zuerst erwähnte Problem, nämlich daß die auf den Keilriemen wirkende Last bei einer Variation des Übersetzungsverhältnisses ansteigt, nicht durch dieses Getriebe gelöst werden.
Aus der GB-A-2 080 892 sind ein Verfahren und ein Getriebe, wie vorstehend beschrieben, bekannt. Ein den hydraulischen Betätigungsteilen sowohl der Antriebsriemenscheibe als auch der angetriebenen Riemenscheibe gemeinsames Schiebeventil ist mit einem Steuerkolben versehen, dessen axiale Position durch ein kombiniertes Signal festgelegt wird, welches sowohl von einem tatsächlichen bzw. aktuellen Übersetzungsverhältnis als auch von einem Übersetzungsverhältnis-Einstellsignal abhängt. Wenn sich der Steuerkolben bewegt, steigt der einem der hydraulischen Betätigungsteile zugeführte Öldruck an, während gleichzeitig der dem anderen Teil zugeführte Öldruck abnimmt, wodurch das Übersetzungsverhältnis geändert wird. Weiterhin nimmt der dem hydraulischen Betätigungsteil der angetriebenen Riemenscheibe zugeführte Öldruck gemäß einem gemessenen Drehmoment zu oder ab, wodurch ebenfalls das tatsächliche Übersetzungsverhältnis beeinflußt wird.
Die Erfindung wurde gemacht, um das gattungsgemäße, herkömmliche, stufenlos verstellbare Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe zur Verwendung in Kraftfahrzeugen effektiv weiterzuentwickeln.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit Riemen und Riemenscheibe sowie ein solches Getriebe bereitzustellen, das im Aufbau einfach ist, das Seitenkräfte von Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben auf einem geeigneten, einem zu übertragenden Drehmoment entsprechenden Wert halten kann, das ein Übersetzungsverhältnis in allen Geschwindigkeitsbereichen frei steuern kann und das zu einem bestimmten Maß die Geschwindigkeit steuert, mit der sich das Übersetzungsverhältnis ändert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Steuerung eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit Riemen und Riemenscheibe und ein derartiges Getriebe vorgesehen, wie sie in Anspruch 1 und 3 festgelegt sind.
Die vorstehend genannten und weitere Ziele, Details und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ersichtlich werden, wenn diese im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Lastgetriebe- Systems für ein Kraftfahrzeug, welches ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Getriebes;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Getriebes;
Fig. 4A bis 4E sind schematische Teilschnittansichten, die aufeinanderfolgende Positionsbeziehungen von Steuerventilen der jeweiligen Riemenscheiben des Getriebes darstellen;
Fig. 5 ist ein Schaltkreisdiagramm eines Hydraulikdruck- Schaltkreises des Getriebes; und
Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Druckregulier-Ventils des Getriebes.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein allgemein mit 100 bezeichnetes stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Getriebe 100 als in einem Kraftfahrzeug, wie bspw. einem Automobil, angebracht dargestellt ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Ausgangsdrehmoment von einem Motor A von einer Motorausgangswelle B über einen Drehmomentwandler C und dessen Ausgangswelle D zu dem Getriebe 100 übertragen. Das Getriebe 100 weist ein Eingangszahnrad E auf, das mit einem Zahnrad F kämmt, welches wiederum selektiv durch eine Vorwärtskupplung 12 (nachfolgend beschrieben) mit einer Eingangswelle G verbunden werden kann. Wenn die Kupplung 12 in Eingriff ist, wird das Drehmoment auf eine Antriebsriemenscheibe H und dann durch einen Endlos-Keilriemen I auf eine angetriebene Riemenscheibe K auf einer Ausgangswelle J übertragen. Hiernach wird das Drehmoment von der Ausgangswelle J über einen Drehzahl-Minderungsmechanismus L und einen Differential- Mechanismus M auf ein Paar Antriebsräder W übertragen.
Das Eingangszahnrad E kämmt stets mit einem Leerlaufzahnrad, welches wiederum mit einem Rückwärtsgang-Zahnrad N kämmt, welches selektiv über eine Rückwärts-Kupplung 13 (nachfolgend beschrieben) mit der Ausgangswelle J verbunden werden kann. Wenn das Kraftfahrzeug sich in Rückwärtsrichtung bewegen soll, wird die Vorwärtskupplung 12 außer Eingriff gebracht und die Rückwärtskupplung 13 wird in Eingriff gebracht, um die Antriebsräder W rückwärts laufen zu lassen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Motorausgangswelle B mit einer Drehmomentwandlerabdeckung 1 gekoppelt zur gleichsinnigen Drehung eines Halteelements 2, welches mit der Drehmomentwandlerabdeckung 1 gekoppelt ist. Das Halteelement 2 trägt einen Pumpen-Impeller 3. Ein Turbinen-Impeller 4 ist fest mit der Ausgangswelle D des Drehmomentwandlers C gekoppelt. Das durch den Drehmomentwandler C übertragene Drehmoment wird dem Getriebe 100 über dessen sich mit der Ausgangswelle D drehendes Eingangszahnrad E zugeführt. Der Drehmomentwandler C weist einen auf der Ausgangswelle D durch eine Einwegkupplung (one-way clutch) 8 gehaltenen Stator 5 und eine Sperrkupplung 6 auf. Die Ausgangswelle D weist eine an ihrem hinteren Ende festgelegte axiale Ausnehmung 9 auf, in welche durch ein Lager eine Abdeckung 11 eines Drehmoment-Erfassungsmechanismus 10 gepaßt ist. Der Drehmoment-Erfassungsmechanismus 10 erzeugt ein Signal für das übertragene Drehmoment zur Regulierung eines Betriebsöl-Drucks.
Das Eingangszahndrad E kämmt stets mit einem drehbar auf der Eingangswelle G des Getriebes 100 gehaltenen Zahnrad F. Eine Drehung des Zahnrads F wird auf die Eingangswelle G übertragen, wenn die Vorwärts-Kupplung 12 in Eingriff ist. Die Vorwärts-Kupplung 12 umfaßt eine Vielplatten-Kupplung mit einem auf der Eingangswelle G befestigten Kupplungsgehäuse 12a und einem Kolben 12b, der in dem Kupplungsgehäuse 12a eine Hydraulikdruckkammer 12f festlegt. Von einer Ölleitung 12d und einer Öffnung 12e zugeführtes unter Druck stehendes Öl bewegt den Kolben 12b axial (in Fig. 2 nach rechts), um die Reibplatten in dem Kupplungsgehäuse 12a gegen auf dem Zahnrad F angebrachte Reibplatten zu drücken, so daß das Drehmoment von dem Zahnrad F über das Kupplungsgehäuse 12a auf die Eingangswelle G übertragen werden kann. Die Reibplatten auf dem Zahnrad F und die Reibplatten in dem Kupplungsgehäuse 12a sind alternierend angeordnet und sind durch eine Kupplungsfeder 12c normalerweise in eine Richtung vorgespannt, in der die Kupplung 12 außer Eingriff ist.
Die Antriebsriemenscheibe H ist auf der Eingangswelle G zur Drehung mit dieser angebracht. Die Antriebsriemenscheibe H umfaßt ein mit der Eingangswelle G integral ausgebildetes, stationäres konisches Element 20 und ein auf der Eingangswelle G axial verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar gehaltenes, bewegliches konisches Element 21. Der Endlos-Keilriemen I ist um die Antriebsriemenscheibe H und die angetriebene Riemenscheibe K auf der Ausgangswelle J gezogen.
Das bewegliche konische Element 21 weist eine Zylinderwandung 21a auf, die mit einem an der Eingangswelle G befestigten Trennelement 23 zusammenwirkt und eine Hydraulikdruckkammer 23a festlegt, wobei in dem Trennelement 23 eine Ölleitung 24 zur Zufuhr von unter Druck stehendem Öl in und zum Ablassen desselben aus der Hydraulikdruckkammer 23a ausgebildet ist. Eine Zylinderabdeckung 22 ist an einem Ende der Zylinderwandung 21a angebracht. Die Eingangswelle D weist eine Zylinderbohrung bzw. einen Hohlraum 29 auf, die bzw. der sich axial durch diese über einen Bereich erstreckt, über den das bewegliche konische Element 21 verschiebbar ist. In die Bohrung 29 sind Schiebeventile (erste Schiebeventilmittel) 26, 40 zur Steuerung der Zufuhr von unter Druck stehendem Öl in die und des Ablassens desselben aus der Hydraulikdruckkammer 23a sowie eine Öldruck-Zufuhrleitung 62 eingepaßt. Das bewegliche konische Element 21 kann durch ein Kugellager 28 leicht axial bewegt werden.
Der Drehzahlminderungsmechanismus L umfaßt ein Zahnrad 15 kleineren Durchmessers, das fest auf der Ausgangswelle J angebracht ist und mit einem Zahnrad 16 größeren Durchmessers des Differentialmechanismus M kämmt, um das Drehmoment von der Ausgangswelle J zu dem Differentialmechanismus M zu übertragen. Das drehbar auf der Ausgangswelle J gehaltene Rückwarts-Zahnrad N kämmt durch das Leerlauf- Zahnrad (in Fig. 2 nicht dargestellt) stets mit dem Eingangs-Zahnrad E. Eine Drehung des Rückwärts-Zahnrads N wird über die Rückwärts-Kupplung 13 selektiv auf die Ausgangswelle J übertragen. Die Rückwärts-Kupplung 13 umfaßt eine Vielplatten-Kupplung mit einem an der Ausgangswelle J angebrachten Kupplungsgehäuse 13a, einem Kolben 13b, einer Kupplungsfeder 13c und einer Hydraulikdruckkammer 13f. Unter Druck stehendes Öl kann durch eine in der Ausgangswelle J axial ausgebildete Ölleitung 13d und eine in dem Kupplungsgehäuse 13a ausgebildete Öffnung 13e in die Hydraulikdruckkammer 13f eingeführt werden.
Die angetriebene Riemenscheibe K ist auf der Ausgangswelle J gleich schnell wie diese drehbar angebracht. Die angetriebene Riemenscheibe K umfaßt ein mit der Ausgangswelle J integral ausgebildetes, stationäres konisches Element 50 und ein auf der Ausgangswelle J axial verschieblich, aber nicht verdrehbar gehaltenes, bewegliches konisches Element 51. Das bewegliche konische Element 51 weist eine integrale Zylinderwandung 51a auf, an deren einem Ende eine Zylinderabdeckung 52 angebracht ist. Die Zylinderwandung 51a wirkt mit einem an der Ausgangswelle J befestigten Trennelement 53 zur Ausbildung einer Hydraulikdruckkammer 53a zusammen. Zwischen dem Trennelement 53 und dem beweglichen konischen Element 51 sind einige Federn 60 angeordnet. Das bewegliche konische Element 51 kann durch ein Kugellager 58 leicht axial bewegt werden.
Die Ausgangswelle J weist eine zylindrische Bohrung bzw. einen Hohlraum 59 auf, die bzw. der sich durch sie axial über einen Bereich erstreckt, in welchem das bewegliche konische Element 51 verschiebbar ist. In die Bohrung 59 sind eine Öldruckzufuhr-Leitung 64 und Schiebeventile (zweite Schiebeventilmittel) 56, 45 eingepaßt. Unter Druck stehendes Öl wird von den Schiebeventilen 45, 56 durch eine Öffnung 55 und eine in dem Abschnitt 53 ausgebildete Ölleitung 54 der Hydraulikdruckkammer 53a zugeführt.
Die beweglichen konischen Elemente 21, 51 sind auf der einen bzw. auf der anderen Seite des Riemens angeordnet.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 eine Anordnung der Steuerung der effektiven Durchmesser der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben H, K in Antwort auf ein auf der Öffnung einer Drosselklappe und dem Druck von einem Fliehkraftregler (governor) basierendes Übersetzungsverhältnis-Veränderungssignal beschrieben werden.
Mit P ist ein Servo-Mechanismus zur Erzeugung einer mechanischen Verlagerung bezeichnet, welche als das Übersetzungsverhältnis-Veränderungssignal dient. Der Servo-Mechanismus P umfaßt einen an einem Getriebegehäuse befestigten Servo-Kolben 36, einen gleitverschieblich über den Servo- Kolben 36 gepaßten Servo-Zylinder 35 und ein Steuerventil 37, das in dem Kolben 36 und dem Zylinder 35 koaxial ausgebildeten Bohrungen axial verschiebbar angeordnet ist. Die Verlagerung des Steuerventils 37, d.h. die Verlagerung des Servo-Zylinders 35, dient, wie nachfolgend beschrieben werden wird, als das Übersetzungsverhältnis-Veränderungssignal.
Der Servo-Zylinder 35 und der Kolben 36 bilden gemeinsam zwischen sich eine Hydraulikdruckkammer 36c aus. Der Servo- Zylinder 35 gleitet auf dem stationären Kolben 36 axial über eine Distanz, die der Distanz entspricht, um welche sich das Steuerventil 37 bewegt. Ein Verbindungselement 42 zur Bewegung des Schiebeventils 40 der Antriebsriemenscheibe H ist mittels eines Bolzens 44 an dem Servo-Zylinder 35 befestigt und ein Verbindungselement 47 zur Bewegung des Schiebeventils 45 der angetriebenen Riemenscheibe K ist mittels eines Bolzens 49 an dem Servo-Zylinder 35 befestigt. Die Verbindungselemente 42, 47 sind mit den Schiebeventilen 40, 45 an Abschnitten 41a bzw. 46 verbunden. Insbesondere weist das Schiebeventil 40 an seinem rechten Ende einen Innengewinde-Abschnitt auf, in den ein zylindrisches Verbindungselement 41 eingeschraubt ist, wobei das zylindrische Verbindungselement 41 den Abschnitt 41a aufweist. Das Schiebeventil 40 und das Verbindungselement 41 sind durch eine Mutter 41b aneinander befestigt, nachdem ihre Relativ-Stellung einjustiert wurde. Das Schiebeventil 40 der Antriebs-Riemenscheibe H und das Schiebeventil 45 der angetriebenen Riemenscheibe K sind daher gleichsinnig mit dem Servo-Zylinder 35 des Servo-Mechanismus P axial beweglich.
Die ersten und zweiten Schiebeventilmittel 26, 40 und 56, 45, die jeweils in die axialen Bohrungen 29, 59 der Eingangs- und Ausgangswellen G, J eingepaßt sind, werden im folgenden beschrieben werden. Sie umfassen Schiebeventile oder hohlzylindrische Elemente 26, 56, welche mit entsprechenden Zapfen 27, 57 gekoppelt sind, wobei diese Zapfen gleichsinnig mit den beweglichen konischen Elementen 21, 51 axial verschiebbar sind, und Schiebeventile 40, 45, die in axiale Bohrungen der Schiebeventile 26 bzw. 56 eingesetzt sind und gleichsinnig mit dem Servo-Zylinder 35 axial verschiebbar sind. Die Schiebeventile 26, 56 weisen Ölnuten 26a bzw. 56a auf, die in deren Außenumfangsflächen ausgebildet sind und stets mit zu den Hydraulikdruckkammern 23a, 53a führenden Ölöffnungen 25, 55 in Verbindung gehalten sind, und ferner Öffnungen 26b, 56b auf, die radial einwärts der Ölnuten 26a, 56a ausgebildet und mit diesen in Verbindung gehalten sind.
Die Schiebeventile 40, 45 weisen auf: Ölnuten 40d bzw. 45d, denen von einer Leitung 61 regulierten Öldrucks über Ölzufuhr-Leitungen 62 bzw. 64 und Öffnungen 63 bzw. 65 unter Druck stehendes Öl zugeführt wird; mit den Ölnuten 40d bzw. 45d in Verbindung stehende Öffnungen 40c, 45c; und Ölzufuhr-Nuten 40a, 45a. Die Nuten 40a bzw. 45a können mit den Öffnungen 26b, 56b der Schiebeventile 26, 56 auf eine axiale Verschiebebewegung der Schiebeventile 40, 45 hin in Verbindung gebracht werden, um den regulierten Öldruck von der Leitung 61 regulierten Öldrucks her zuzuführen. Die Schiebeventile 40, 45 weisen auch Öffnungen 40e bzw. 45e und Ölablauf-Nuten 40b bzw. 45b auf, die mit den Öffnungen 26b, 56b der Schiebeventile 26 bzw. 56 auf eine axiale Verschiebebewegung der Schiebeventile 40, 45 hin in Verbindung gebracht werden können, um die Hydraulikdruckkammern 23a, 53a mit den Ölablauf-Leitungen 43 bzw. 48 durch die Öffnung 40e und die Öffnung 45e zu verbinden.
Die Figuren 4A bis 4E stellen schematisch die aufeinanderfolgenden Positionsbeziehungen zwischen den Öffnungen 26b, 56b der Schiebeventile 26, 56, den Zufuhrnuten 40a, 45a der Schiebeventile 40, 45 und der Ablaufnuten 40b, 45b der Schiebeventile 40, 45 dar.
Die Figuren 4A bis 4C zeigen eine fortschreitende Bewegung der Schiebeventile 40, 45 nach rechts ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 3 für einen Bereich höherer Geschwindigkeit, in welchem das Übersetzungsverhältnis zwischen den Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben H, K kleiner ist. Zuerst beginnt, wie in Fig. 4A dargestellt, die Ölzufuhr-Nut 40a in der Antriebs-Riemenscheibe H mit der Öffnung 26b in Verbindung zu stehen, um der Hydraulikdruckkammer 23a durch die Öffnung 25 und die Ölleitung 24 unter Druck stehendes Öl zuzuführen. Zu diesem Zeitpunkt steht jedoch die Ölablauf-Nut 45b in der angetriebenen Riemenscheibe K noch nicht mit der Öffnung 56b in Verbindung. Daher wird der effektive Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe K nicht vermindert und das bewegliche konische Element 21 kann sich nicht nach rechts bewegen.
Dann, wenn die Schiebeventile 40, 45 kontinuierlich nach rechts in die Stellung gemäß Fig. 4B bewegt werden, beginnt die Ölablauf-Nut 45b, mit der Öffnung 56b in Verbindung zu stehen, um das Öl in der Hydraulikdruckkammer 53a abzugeben. Die beweglichen konischen Elemente 21, 51 beginnen nunmehr, sich nach rechts zu bewegen.
Wenn die Schiebeventile 40, 45 weiter nach rechts bewegt werden und in der Stellung gemäß Fig. 4C angehalten werden, wird Betriebsöl kontinuierlich aus der Hydraulikdruckkammer 53a ausgelassen. Die beweglichen konischen Elemente 21, 51 werden nach rechts bewegt, bis die Ölablauf-Nut 45b und die Öffnung 56b außer Verbindung miteinander gebracht sind, woraufhin die beweglichen konischen Elemente 21, 51 in der Stellung gemäß Fig. 4D angehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der Riemen I gespannt, während die Öffnung 26b in Verbindung mit der Ölzufuhr-Nut 40a verbleibt.
Nachfolgend wird die Bewegung der Schiebeventile 40, 45 nach links ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 3 für einen Bereich niederer Geschwindigkeit, in welchem das Übersetzungsverhältnis zwischen den Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben H, K größer ist, erläutert werden. Zunächst beginnt, wie in Fig. 4E dargestellt, die Ölzufuhr- Nut 45a, mit der Öffnung 56b in Verbindung zu stehen, bevor die Öffnung 26b in Verbindung mit der Ölablauf-Nut 40b gebracht wird. Hierauf wird der regulierte Öldruck der Hydraulikdruckkammer 53a zugeführt und der Öldruck aus der Hydraulikdruckkammer 23a in einer Weise abgelassen, die die Umkehrung zu bzw. symmetrisch zu dem in den Fig. 4E bis 4D gezeigten Prozeß ist. Daher beginnt die Ölzufuhr-Nut 45a zuerst, mit der Öffnung 56b in Verbindung zu stehen und dann beginnt die Ölablauf-Nut 40b, mit der Öffnung 26b in Verbindung zu stehen, woraufhin die beweglichen konischen Elemente 21, 51 beginnen, sich nach links zu bewegen, bis sie schießlich die Stellungen erreichen, welche den Stellungen der Schiebeventile 40, 45 entsprechen.
Die Fig. 3, 5 und 6 stellen einen Hydraulikdruckkreislauf zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 100 dar.
Der Druck des von einem Ölvorrat 101a durch eine Pumpe 101 zugeführten Betriebsöls wird durch ein Druckregulierventil Q reguliert. Wenn ein handbetätigtes Ventil T betätigt und, wie dargestellt, in eine L-Stellung verschoben wird, wird der regulierte Öldruck über eine Ölleitung 105 und das handbetätigte Ventil T an die Vorwärts-Kupplung 12 gegeben, um diese zu betätigen. Als Folge hiervon wird das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers C auf die Eingangswelle G übertragen, um hierdurch die Antriebsriemenscheibe H zu drehen.
Das Druckregulierventil Q reguliert den Druck des Betriebsöls, um in Abhängigkeit von dem durch das Getriebe 100 übertragenen Drehmoment eine optimale Seitenkraft auf den Riemen zu erzeugen. Das Druckregulierventil Q umfaßt ein Schiebeventil 121 zur Steuerung der Menge von in eine Ölablauf-Leitung 118 abzulassendem Öl. Das Schiebeventil 121 des Druckregulierventils Q wird normalerweise durch eine Feder 124 und einen gegen einen Hebel 126 gehaltenen Einsatz 123 nach links vorgespannt, welcher Hebel mittels einer Stange 127 mit dem Servo-Zylinder 35 gekoppelt ist. Der mit dem Servo-Zylinder 35 gekoppelte Hebel 126 ist in Antwort auf das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 100 bewegbar. Das Schiebeventil 121 wird auch durch eine Feder 125 und einen Einsatz 122 nach links vorgespannt, wobei der Einsatz 122 gegen ein Ende eines Hebels 128 gehalten ist, welcher in Antwort auf das dem Getriebe 100 zugeführte Eingangs-Drehmoment bewegbar ist. Daher wird der Druck des Betriebsöls durch das Druckregulierventil Q auf einen derartigen Druck reguliert, der proportional zu dem Eingangs- Drehmoment und dem Übersetzungsverhältnis ist.
Wie in Fig. 6 im einzelnen dargestellt, wird der Hebel 128 durch den Drehmoment-Erfassungsmechanismus 10 proportional zum Eingangsdrehmoment winkelmäßig bewegt. Das Eingangs- Zahnrad E ist als Schraubenzahnrad konstruiert, welches auf einem Ende der Ausgangswelle D des Drehmomentwandlers C mittels eines Lagers 14 axial beweglich gehalten ist. Das Zahnrad E wird durch eine mit dem Eingangs-Drehmoment im Einklang stehende Schubkraft in Fig. 6 nach rechts verlagert. Eine derartige Verlagerung des Zahnrads E wird durch ein Element 71 und einen Zapfen 129 auf das andere Ende des Hebels 128 übertragen. Ein Nadellager ist zwischen dem Zahnrad E und dem Element 71 angeordnet, wobei das Element 71 mittels einer Feder 70 normalerweise in Richtung zum Zahnrad E vorgespannt ist.
Der Aufbau des Druckregulierventils Q ist nicht auf den dargestellten Aufbau beschränkt, sondern kann einen beliebigen Aufbau aufweisen, insofern es in der Lage ist, einen Öldruck zu erzeugen, der von dem von dem Getriebe 100 übertragenen Eingangs-Drehmoment abhängt. Bspw. kann das Druckregulierventil ein elektromagnetisch betätigtes Ventil zur Regulierung des Betriebsöldrucks in Antwort auf ein elektrisches Drehmomentsignal umfassen, welches Signal durch einen bekannten Drehmomentsensor oder dergl. erzeugt wurde, oder in Antwort auf ein Motordrehzahlsignal und ein Übersetzungsverhältnis-Signal.
Unter Bezug wiederum auf die Fig. 2 und 5 wird der regulierte Öldruck zur gleichen Zeit, zu der er die Vorwärts- Kupplung 12 betätigt, durch Ölleitungen 106, 107 an die Öldruckzufuhr-Leitung 64 der angetriebenen Riemenscheibe K und durch eine Ölleitung 108 auch an die Öldruckzufuhr-Leitung 62 der Antriebs-Riemenscheibe H angelegt. Der regulierte Öldruck wird auch in eine Zweigleitung 109 geleitet, von der er über eine Ölleitung 110 an eine Öldrucköffnung 36a des Servo-Mechanismus P und über eine Ölleitung 111 auch an ein Fliehkraftregler-Ventil R angelegt wird. Das Fliehkraftregler-Ventil R umfaßt ein Ventil zur Steuerung eines Öldrucks mittels Fliehkräften und wird von der Ausgangswelle J zur Erzeugung eines Fliehkraftregler- Öldrucks angetrieben, welcher proportional zur Fahrzeug- Geschwindigkeit ist. Der Fliehkraftregler-Öldruck wird in eine Ölkammer 38 eingeführt, die in einem Ende des Steuerventils 37 des Servo-Mechanismus P ausgebildet ist, und zwar über eine Ölleitung 112 und eine Öffnung 39. Der Fliehkraftregler-Öldruck wird auch dem Servo-Mechanismus P als ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal zur Getriebesteuerung zugeführt.
Der Fliehkraftregler-Öldruck wird über eine Zweigleitung 113 auch einem Steuerventil S, welches die Sperrkupplung 6 des Drehmomentwandlers C steuert, als ein Signaldruck zugeführt. Eine sich von dem Druckregulier-Ventil Q erstreckende Ölleitung 114 führt den regulierten Öldruck über eine Zweigleitung 116 dem Drehmomentwandler C zu und führt den regulierten Öldruck durch eine Ölleitung 115 über das Steuerventil S auch einer Hydraulikdruckkammer der Sperrkupplung 6 zu. Der Drehmomentwandler C weist eine Ölrückführleitung 117 mit einem Rückschlagventil 102 und einem Ölkühler 103 darin auf.
Wie vorstehend beschrieben wird der Ölkammer 38 in dem Ende des Steuerventils 37 des Servo-Mechanismus P das Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal, d.h. der Fliehkraftregler-Öldruck, zugeführt. Das andere Ende des Steuerventils 37 wird durch einen Hebel 33 mit einer zum Öffnungsgrad der Motor-Drosselklappe proportionalen Kraft vorgespannt. Ein Mechanismus zur Erfassung des Öffnungsgrades der Motor-Drosselklappe ist in ein zylindrisches Halteelement 30 eingepaßt, welches an dem Getriebegehäuse angebracht ist.
Wenn die Vorwärts-Kupplung 12 durch den handbetätigten Hebel T betätigt wird, wird das Drehmoment von dem Drehmomentwandler C auf die Antriebs-Riemenscheibe H, die angetriebene Riemenscheibe K und die Ausgangswelle J übertragen, um hierdurch das Kraftfahrzeug in Gang zu setzen. In Fig. 3 ist der effektive Durchmesser der Antriebs-Riemenscheibe H als minimal dargestellt, der effektive Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe K als maximal dargestellt und somit ist das Übersetzungsverhältnis maximal (Bereich niederer Geschwindigkeit).
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, steigt der Fliehkraftregler-Öldruck, der an die Ölkammer 38 in dem Ende des Steuerventils 37 angelegt wird, an, um das Steuerventil 37 in Fig. 3 nach rechts zu bewegen. Eine Öldruck- Zufuhrnut 37a in dem Steuerventil 37 wird nun mit einer Ölleitung 35c in dem Servo-Zylinder 35 verbunden, woraufhin der der Öldrucköffnung 36a zugeführte regulierte Öldruck der Hydraulikdruckkammer 36c über eine in dem stationären Kolben 36 ausgebildete Ölleitung 36b, eine in dem Servo- Zylinder 35 ausgebildete Hydraulikdruckkammer 35a, eine in dem Servo-Zylinder 35 ausgebildete Ölleitung 35b, die Ölleitung 35c und die Öldruck-Zufuhrnut 37a zugeführt wird. Als Folge wird der Servo-Zylinder 35 nach rechts bewegt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr weiter erhöht wird, wird das Steuerventil 37 in der Stellung angehalten und ebenso der Servo-Zylinder 35 in einer dem Steuerventil 37 entsprechenden Stellung. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter ansteigt und somit das Steuerventil 37 weiter nach rechts bewegt wird, verbleiben die vorstehend genannte Öffnung 36a, Leitung 36b, Kammer 35a und Ölleitungen 35b, 35c in Verbindung mit der Öldruck-Zufuhrnut 37a, so daß sich der Servo-Zylinder 35 weiterhin nach rechts bewegt. Daher folgt der Servo-Zylinder 35 des Servo-Mechanismus P in seiner Bewegung dem Steuerventil 37. Die Bewegung des Servo-Zylinders 35 nach rechts wird durch die Verbindungselemente 42, 47 auf die Schiebeventile 40, 45 der Antriebs- bzw. angetrieben Riemenscheiben H, K übertragen, um die Schiebeventile 40, 45 nach rechts zu bewegen.
Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, um den Öffnungsgrad der Drosselklappe zu erhöhen, während sich das Kraftfahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, wird das Steuerventil 37 durch den Hebel 33 in Fig. 3 nach links bewegt. Daher wird eine Ölablauf-Nut 37b in dem Steuerventil 37, die mit einer Ölablauföffnung 37c in Verbindung steht, mit einer Öffnung 35e in dem Servo-Zylinder 35 verbunden und die Öldruckzufuhr-Nut 37a wird von der Ölleitung 35c getrennt, woraufhin unter Druck stehendes Öl aus der Hydraulikdruckkammer 36c durch eine Ölleitung 35d und die Öffnung 35e in die Ölablauföffnung 37c abgelassen wird. Der Servo-Zylinder 35 wird nunmehr durch einen Druckaufbau in der Hydraulikdruckkammer 35a nach links bewegt. Die Bewegung des Servo-Zylinders 35 nach links wird durch die Verbindungselemente 42, 47 auf die Schiebeventile 40, 45 der Antriebs- bzw. angetriebenen Riemenscheiben H, K übertragen, um die Schiebeventile 40, 45 nach links zu bewegen.
Nachfolgend wird eine Betätigung der Schiebeventile 26, 40 und 56, 45 der in Fig. 3 dargestellten Riemenscheiben H, K beschrieben werden.
Wenn der Servo-Zylinder 35 durch einen Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit nach rechts bewegt wird, werden die Schiebeventile 40, 45 der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben H, K gleichsinnig mit dem Servo-Zylinder 35 ebenfalls nach rechts bewegt. Wie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 4A bis 4E bezüglich der ersten Schiebeventilmittel mit einem Schiebeventil 40 und einem hohlzylindrischen Element 26 als Schiebeventil und der zweiten Schiebeventilmittel mit ebenfalls einem Schiebeventil 45 und einem hohlzylindrischen Element 56 als Schiebeventil beschrieben wurde, steht die Ölzufuhr-Nut 40a des Schiebeventils 40 der Antriebs-Riemenscheibe H zunächst mit der Öffnung 26b des Schiebeventils 26 in Verbindung, um hierdurch den regulierten Öldruck der Hydraulikdruckkammer 23a der Antriebs-Riemenscheibe H zuzuführen. Unmittelbar hiernach wird die Ölablauf-Nut 45e des Schiebeventils 45 der angetriebenen Riemenscheibe K, welche Ölablauf-Nut 45e mit der Ölablauf- Leitung 48 in Verbindung steht, mit der Öffnung 56b des Schiebeventils 56 in Verbindung gebracht und es wird damit begonnen, unter Druck stehendes Öl aus der Hydraulikdruckkammer 53a abzulassen. Daher beginnen die beweglichen konischen Elemente 21, 51 nunmehr sich nach rechts zu verschieben.
Da sich die Schiebeventile 26, 56 zusammen mit den beweglichen konischen Elementen 21 bzw. 51 nach rechts bewegen, verbleiben die vorstehend genannten Nuten und Öffnungen in Verbindung miteinander, solange die Schiebeventile 40, 45 ihre Bewegung fortsetzen. Nachdem der Servo-Zylinder 35 aufgrund einer Änderung des Drosselklappen-Öffnungssignals und/oder des Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals angehalten wird, gleiten die Schiebeventile 26, 56 nach rechts, um hierdurch die Nuten und Öffnungen außer Verbindung miteinander zu bringen, woraufhin die Bewegung der beweglichen konischen Elemente 21, 51 nach rechts unterbrochen wird. Die Bewegung der beweglichen konischen Elemente 21, 51 nach rechts erhöht den effektiven Durchmesser der Antriebs-Riemenscheibe H und vermindert den effektiven Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe K, so daß das Übersetzungsverhältnis erniedrigt wird ( Bereich höherer Geschwindigkeit).
Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe erhöht wird, während das Übersetzungsverhältnis minimal ist (Bereich höherer Geschwindigkeit) wird das Steuerventil 37 nach links bewegt und ebenso das Schiebeventil 40 der Antriebs-Riemenscheibe H und das Schiebeventil 45 der angetriebenen Riemenscheibe K. Wie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 4A bis 4E beschrieben wurde, steht die Ölzufuhr-Nut 45a des Schiebeventils 45 der angetriebenen Riemenscheibe K zuerst mit der 56b des Schiebeventils 56 in Verbindung, um den regulierten Öldruck der Hydraulikdruckkammer 53a in der angetriebenen Riemenscheibe K zuzuführen. Unmittelbar hiernach wird die Ölablauf-Nut 40b des Schiebeventils 40 der Antriebs-Riemenscheibe H mit der Öffnung 26b des Schiebeventils 26 in Verbindung gebracht, um das Ablassen des unter Druck stehenden Öls aus der Hydraulikdruckkammer 23a zu beginnen. Wenn mit dem Ablassen des Öls begonnen wird, beginnen auch die beweglichen konischen Elemente 21, 51, sich nach links zu verschieben. Da die Schiebeventile 26, 56 sich gleichsinnig mit den beweglichen konischen Elementen 21, 51 nach links bewegen, verbleiben die vorstehend genannten Nuten und Öffnung in Verbindung miteinander, solange die Schiebeventile 40, 45 ihre Bewegung fortsetzen. Nachdem der Servo-Zylinder 35 durch das Drosselklappen- Öffnungssignal und/oder das Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal angehalten wurde verschieben sich die Schiebeventile 26, 56 nach links, und bringen hierdurch die Nuten und Öffnungen außer Verbindung, woraufhin die Bewegung der beweglichen konischen Elemente 21, 51 nach links beendet wird. Die Bewegung der beweglichen konischen Elemente 21, 51 nach links erhöht den effektiven Durchmesser der Antriebs-Riemenscheibe H und vermindert den effektiven Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe K, so daß das Übersetzungsverhältnis erniedrigt wird (Bereich niederer Drehzahl).
Wie vorstehend beschrieben, können die beweglichen konischen Elemente 21, 51 durch Folgen der axiale Bewegung der Schiebeventile 40, 45 bewegt werden. In der Antriebs-Riemenscheibe H dienen die Schiebeventile 26, 40 zusammen als ein Servo-Mechanismus, wobei das Schiebeventil 40 als ein Steuerventil des Servo-Mechanismus wirkt. In ähnlicher Weise dienen bei der antriebenen Riemenscheibe K die Schiebeventile 56, 45 zusammen als ein Servo-Mechanismus, wobei das Schiebeventil 45 als ein Steuerventil des Servo- Mechanismus wirkt.
Wie vorstehend mit Bezug auf die Figuren 4A bis 4E beschrieben wurde, wird der regulierte Öldruck zunächst der Hydraulikdruckkammer einer Riemenscheibe zugeführt, deren effektiver Durchmesser zu diesem Zeitpunkt größer werden soll, und unmittelbar hiernach wird das Betriebsöl aus der Hydraulikdruckkammer der anderen Riemenscheibe, deren effektiver Durchmesser kleiner werden soll, abgelassen. Insbesondere, wenn die Voraussetzungen zum Ablassen des Öls aus der Hydraulikdruckkammer der anderen Riemenscheibe geschaffen wurden, wurden auch bereits die Voraussetzungen zur Zufuhr des regulierten Öldrucks zu der einen Riemenscheibe geschaffen. Daher kann das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich verändert werden, während die Spannung des Keilriemens I beibehalten wird. Es wäre effektiver, die Ölablauf-Nut 40b, die Öffnung 40e, die Ölzufuhr-Nut 45b und die Öffnung 45e in kleinere Querschnittsflächen einzuschränken als jene der Öffnung 40c, der Ölzufuhr-Nut 40a, der Öffnung 45c und der Ölzufuhr-Nut 45a.
Bei dem stufenlos verstellbaren Getriebe 100 des Typs mit Riemen und Riemenscheibe sind die beweglichen konischen Elemente 21, 51 der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheibe H, K durch den Servo-Mechanismus P, der ein Signal zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erzeugt, und die Schiebeventile 40, 26 und 45, 56 der ersten und zweiten Schiebeventilmittel, welche mit dem Servo-Mechanismus P zusammenwirken, gleichsinnig miteinander im wesentlichen synchron miteinander axial verschiebbar. Folglich wird an keiner der Riemenscheiben eine unnötige Seitenkraft auf den Keilriemen I ausgeübt, mit dem Ergebnis, daß die effektiven Durchmesser der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben erhöht und vermindert werden können, während stets die dem übertragenen Drehmoment entsprechende Seitenkraft beibehalten wird.
Insofern als der Servo-Mechanismus P, dessen Servo-Zylinder 35 durch Folgen des Steuerventils 37 bewegt werden kann, als Mechanismus zur Erzeugung eines Signals zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses verwendet wird, kann er leicht ein Maß an Bewegung erhalten, das gleich dem Maß ist, um das es erforderlich ist, die beweglichen konischen Elemente 21, 51 zu verschieben, auch kann er mit einem relativ kleinen Signaldruck oder Energiebetrag eine große Betätigungskraft erzeugen.
Darüber hinaus können bei dem Getriebe 100 die beweglichen konischen Elemente 21, 51 durch Folgen der als Steuerventile dienenden Schiebeventile 40, 45 bewegt werden. Daher wird, wenn das Öl aus der Hydraulikdruckkammer 23a der Antriebsriemenscheibe H oder der Hydraulikdruckkammer 53a der angetriebenen Riemenscheibe K abgelassen wird, das Öl aus der Kammer 23a oder 53a um einen Betrag abgelassen, der dem Maß an Bewegung der beweglichen konischen Elemente 21 bzw. 51 entspricht. Entsprechend wird ein unnötiger Abfall des regulierten Öldrucks verhindert, um hierdurch eine übermäßige Minderung des Seitendrucks auf den Riemen zu verhindern, und es tritt keine Luft in die Hydraulikdruckkammern 23a, 53a ein. Als Folge können die beweglichen konischen Elemente 21 bzw. 51 mit guter Antwort mit einer Verlagerung beginnen, wenn das Übersetzungsverhältnis wiederum verändert werden soll. Das Übersetzungsverhältnis kann erhöht oder erniedrigt werden, gleich wo die durch die vorbestimmten Signale verschobenen Schiebeventile 40, 45 angeordnet sein mögen. Anders ausgedrückt weist das Getriebe 100 keinen Geschwindigkeitsbereich auf, in welchem ein Hochschalten bzw. Nach-oben-Verschieben und Runterschalten bzw. Nach-unten-Verschieben unmöglich zu bewirken wären. Diese Vorteile können durch eine einfache Ventilanordnung vorgesehen werden. Durch geeignete Wahl der effektiven Flächen der Öffnungen 26b, 25, der Öffnung 45e, der Öffnungen 56b, 55, der Ölablauf-Nut 45b und dergl. wird es den beweglichen konischen Elementen 21, 51 der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben H, K ermöglicht, sich mit einer Geschwindigkeit zu verlagern, die der Geschwindigkeit entspricht, mit welcher die Schiebeventile 40, 45 sich verlagern. Somit kann die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Übersetzungsverhältnis verändert, veränderbar gesteuert werden.
Der dem Servo-Zylinder 35 des Servo-Mechanismus P zugeführte Öldruck kann höher sein als der Öldruck, welcher angelegt wird, um eine Seitenkraft auf die Riemenscheiben auszuüben, und die beweglichen konischen Elemente 21, 51 können durch den Servo-Zylinder 35 mechanisch bewegt werden.
Die Schiebeventile 40, 45 können anstatt durch ein Steuerventil 37, welches durch ein Hydraulikdrucksignal verschiebbar ist, auch durch ein lineares elektromagnetisch betätigtes Ventil betätigt werden, welches gemäß einem elektrischen Signal verschiebbar ist.
Die beweglichen konischen Elemente der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben können miteinander mechanisch gekoppelt sein, so daß sie gleichsinnig miteinander verschoben werden können. In diesem Fall kann der regulierte Öldruck den Hydraulikdruckkammern der beweglichen konischen Elemente durch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil zugeführt und aus diesen abgelassen werden, derart daß der Öldruck zuerst der Hydraulikdruckkammer der einen Riemenscheibe, deren effektiver Durchmesser zu diesem Zeitpunkt größer werden soll, zugeführt wird und dann das Öl aus der Hydraulikdruckkammer der anderen Riemenscheibe, deren effektiver Durchmesser kleiner werden soll, abgelassen wird.
Darüber hinaus kann die Hydraulikdruckkammer der anderen Riemenscheibe intermittierend mit der Öldruck- Zufuhröffnung verbunden werden, um einen Druckabfall in der Hydraulikdruckkammer zu verhindern, welcher andernfalls aufgrund von Ölleckage über eine Dichtung der Hydraulikdruckkammer auftreten könnte.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit Riemen und Riemenscheibe, das Getriebe umfassend eine Eingangswelle (G), an der eine Antriebs-Keilriemenscheibe mit einem stationären konischen Element (20) und einem bewegbaren konischen Element (21) gehaltert ist, eine Ausgangswelle (J), an der eine angetriebene Keilriemenscheibe (K) mit einem stationären konischen Element (50) und einem bewegbaren konischen Element (51) gehaltert ist, einen um die Keilriemenscheiben gezogenen Keilriemen (I), erste und zweite hydraulische Stellglieder (21,23,23a und 51,53,53a), um die bewegbaren konischen Elemente zu bewegen, um den effektiven Durchmesser jeder der Keilriemenscheiben zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses zu ändern, ein Ölreservoir (101a) und eine Öldruckquelle (101), die den hydraulischen Stellgliedern Druckflüssigkeit zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Verbinden des hydraulischen Stellglieds (21,23,23a oder 51,53,53a) einer Keilriemenscheibe, deren effektiver Durchmesser zu diesem Zeitpunkt größer werden soll, mit der Öldruckquelle,

- Ablassen der Druckflüssigkeit aus dem hydraulischen Stellglied (51,53,53a oder 21,23,23a) der anderen Keilriemenscheibe, deren effektiver Durchmesser kleiner werden soll, zeitlich nach Aufbau der Verbindung des hydraulischen Stellglieds der einen Keilriemenscheibe mit der Öldruckquelle, und

- Beenden des Verbindens und Ablassens, wenn die bewegbaren konischen Elemente ihre jeweiligen erwünschten Stellungen erreicht haben, welche Stellungen einem Übersetzungsverhältnis-Änderungssignal entsprechen, das von einem mit der Öldruckquelle in direkter Verbindung stehenden Servomechanismus (P) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Öldruckquelle (101) und das hydraulische Stellglied der einen Keilriemenscheibe und das Ölreservoir (101a) und das hydraulische Stellglied der anderen Keilriemenscheibe miteinander durch erste bzw. zweite Ventileinrichtungen in Verbindung gebracht werden, die von dem Servomechanismus (P) gleichsinnig betätigbar sind und Ölzufuhr-Nuten (40a,45a) bzw. Ölablauf-Nuten (40b,45b) aufweisen, die relativ zueinander versetzt sind.

3. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe, das Getriebe umfassend eine Eingangswelle (G), an der eine Antriebs-Keilriemenscheibe (H) mit einem stationären konischen Element (20) und einem bewegbaren konischen Element (21) gehaltert ist, eine Ausgangswelle (J), an der eine angetriebene Keilriemenscheibe (K) mit einem stationären konischen Element (50) und einem bewegbaren konischen Element (51) gehaltert ist, einen um die Keilriemenscheiben gezogenen Keilriemen (I), erste und zweite hydraulische Stellglieder (21,23,23a und 51,53,53a) zur jeweiligen Bewegung der bewegbaren konischen Elemente, um den effektiven Durchmesser der Keilriemenscheiben zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses zu ändern, eine Öldruckquelle (101) und ein Ölreservoir (101a), eine erste Schiebeventil-Einrichtung zur selektiven Verbindung des ersten hydraulischen Stellglieds (21,23,23a) mit einem Teil, Öldruckquelle (101) oder Ölreservoir (101a), eine zweite Schiebeventil-Einrichtung zur selektiven Verbindung des zweiten hydraulischen Stellglieds (51,53,53a) mit dem anderen Teil, Ölreservoir (101a) oder Öldruckquelle (101), dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe weiter einen Servomechanismus (P) umfaßt, der mit der Öldruckquelle in direkter Verbindung steht und zur Betätigung der ersten und zweiten Schiebeventil- Einrichtungen ein Übersetzungsverhältnis-Änderungssignal erzeugt derart, daß das hydraulische Stellglied (21,23,23a oder 51,53,53a) einer Keilriemenscheibe, deren effektiver Durchmesser zu diesem Zeitpunkt größer werden soll, mit der Öldruckquelle (101) verbunden wird und das hydraulische Stellglied (51,53,53a oder 21,23,23a) der anderen Keilriemenscheibe, deren effektiver Durchmesser kleiner werden soll, zeitlich nach Aufbau der Verbindung des hydraulischen Stellglieds der einen Riemenscheibe mit der Öldruckquelle mit dem Ölreservoir (101a) verbunden wird.

4. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe nach Anspruch 3,

bei welchem das Getriebe umfaßt:

- eine erste, mit dem ersten hydraulischen Stellglied (21, 23,23a) in Verbindung stehende Öffnung (26b), wobei die erste Schiebeventil-Einrichtung ein Schiebeventil (40) umfaßt mit einer ersten, mit der Öldruckquelle in Verbindung stehenden Ölzufuhrnut (40a) und einer ersten, mit dem Ölreservoir (101a) in Verbindung stehenden Ölablaufnut (40b), welches Schiebeventil (40) zur selektiven Verbindung der ersten Öffnung (26b) mit der ersten Ölzufuhrnut und der ersten Ölablaufnut betätigbar ist,

- eine zweite, mit dem zweiten hydraulischen Stellglied (51,53,53a) in Verbindung stehende Öffnung (56b), wobei die zweite Schiebeventil-Einrichtung ein Schiebeventil (45) umfaßt mit einer zweiten, mit der Öldruckquelle in Verbindung stehenden Ölzufuhrnut (45a) und einer zweiten, mit dem Ölreservoir (101a) in Verbindung stehenden Ölablaufnut (45b), welches Schiebeventil (45) zur selektiven Verbindung der zweiten Öffnung (56b) mit der zweiten Ölzufuhrnut und der zweiten Ölablaufnut betätigbar ist,

und bei welchem die Schiebeventile (40,45) mittels des Servomechanismus (P) synchron zueinander bewegt werden.

5. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (G) einen ersten, darin festgelegten Axialhohlraum (29) aufweist und die Ausgangswelle (J) einen zweiten, darin festgelegten Axialhohlraum (59) aufweist, wobei das Getriebe weiter umfaßt:

- ein erstes hohlzylindrisches Element (26), das ein Teil der ersten Schiebeventil-Einrichtung ist, gleitverschieblich in den ersten Axialhohlraum (29) gepaßt ist und fest mit dem bewegbaren konischen Element (21) der Antriebs- Riemenscheibe (H) gekoppelt ist, wobei in dem ersten hohlzylindrischen Element (26) die erste, mit dem ersten hydraulischen Stellglied in Verbindung stehende Öffnung (26b) festgelegt ist,

- ein zweites hohlzylindrisches Element (56), das ein Teil der zweiten Schiebeventil-Einrichtung ist, gleitverschieblich in den zweiten Axialhohlraum (59) gepaßt ist und fest mit dem bewegbaren konischen Element (51) der angetriebenen Riemenscheibe (K) gekoppelt ist, wobei in dem zweiten hohlzylindrischen Element (56) die zweite, mit dem zweiten hydraulischen Stellglied in Verbindung stehende Öffnung (56b) festgelegt ist,

- wobei die Schiebeventile (40,45) der ersten und zweiten Schiebeventil-Einrichtungen in die ersten bzw. zweiten hohlzylindrischen Elemente (26,56) gepaßt sind; und

- wobei das erste hohlzylindrische Element (26) gleichsinnig mit einer axialen Gleitbewegung des zugehörigen Schiebeventils (40) axial bewegbar ist und wobei das erste hohlzylindrische Element (56) gleichsinnig mit einer axialen Gleitbewegung des zugehörigen Schiebeventils (45) axial bewegbar ist.

6. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, angebracht an einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomechanismus (P) umfaßt:

ein Führungsventil (37), das durch eine zu dem von einem Reglerventil (Q) des Kraftfahrzeugs erzeugten Druck proportionale Vorspannkraft und eine zu einem Öffnungswinkel einer Drosselklappe des Kraftfahrzeugs proportionale Vorspannkraft in entgegengesetzer Richtung vorgespannt ist;

und ein Ausgangselement (35), das gleichsinnig mit einer Bewegung des Führungsventils (37) bewegbar und fest mit den Schiebeventilen (40,45) der ersten und zweiten Schiebeventil-Einrichtungen gekoppelt ist.

7. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei welchem die Schiebeventile (40,45) durch ein lineares elektromagnetisch-betätigtes Ventil betrieben ist.

8. Stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit Riemen und Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem die bewegbaren konischen Elemente (21,51) der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben (H,K) mechanisch miteinander gekoppelt sind und der Öldruck den hydraulischen Stellgliedern der Antriebs- und angetriebenen Riemenscheiben (H,K) durch ein elektromagnetisch-betätigtes Ventil zugeführt und von diesen abgeleitet wird.