DE4234103A1 - Steuersystem fuer ein kontinuierlich veraenderliches getriebe - Google Patents
Steuersystem fuer ein kontinuierlich veraenderliches getriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuersystem für ein konti
nuierlich veränderliches Getriebe (CVT) für ein Kraftfahr
zeug und insbesondere ein fehlersicheres System für das
CVT bei einem Fehler im Geschwindigkeits-Änderungssignal.
Seit einigen Jahren wurden Steuersysteme für kontinuier
lich veränderliche Getriebe, einschließlich der Steuer
ventile für Sekundär- und Primärdruck elektronisch betrie
ben. Die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses soll
ferner optimiert werden, indem der Sekundärdruck abhängig
vom Transmissions-Drehmoment und der Primärdruck abhängig
von verschiedenen Antriebs- und Fahrbedingungen eingesetzt
werden. Es wurde ein elektronisches Steuersystem der be
schriebenen Art vorgeschlagen, mit einem sekundärem
Steuerventil in Form eines Entlastungs- oder Überdruck
ventils mit einem proportionalen elektromagnetischen
Magnetventil (Solenoid) und mit einem primären Steuerven
til in Form eines Druckminderventils mit einem proportio
nalen elektromagnetischem Magnetventil (Solenoid). Das
sekundäre Steuerventil gibt einen Teil des Pumpen-Verdich
tungsdrucks abhängig von einem Solenoidstrom ab und
steuert den Sekundärdruck proportional auf einen vorge
gebenen Wert. Das primäre Steuerventil vermindert seiner
seits den Primärdruck abhängig von einem Solenoidstrom
und steuert den Primärdruck proportional auf einen ge
wünschten Wert.
Da das oben beschriebene, kontinuierlich veränderliche
Getriebe den Primär- und den Sekundärdruck mittels elek
trischer Signale elektronisch steuert, weist das Getriebe
eine ausfallsichere Funktion (Fail-Safe-Vorkehrung) gegen
solche Störungen wie Unterbrechungen der Kabel und Magnet
ventile auf. Das primäre Steuerventil zum Verändern des
Übersetzungsverhältnisses ist ein proportionales elektro
magnetisches Druckminderventil mit Druck-Rückführung.
Wenn kein elektrischer Strom fließt, wird der Primärdruck
also maximal oder minimal abhängig von den Eigenschaften
des primären Steuerventils, so daß das Getriebe zwangs
weise hoch- bzw. heruntergeschaltet wird. Für den ausfall
sicheren Betrieb sollten daher solche Geschwindigkeitsän
derungs-Verhältnisse ebenfalls berücksichtigt werden, so
daß das Übersetzungsverhältnis sicher eingestellt werden
kann.
In der JP-OS 91-1 89 466 ist ein elektronisches Steuersy
stem für das oben beschriebene, kontinuierlich veränder
liche Getriebe angegeben, das sich auf ausfallsichere
Gegenmaßnahmen bezieht, für den Fall, daß im primären
Steuerventil zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses
kein Strom fließt. Das proportionale elektromagnetische
Druckminderventil weist eine von außen gesteuerte Rück
führung auf. Während das Fahrzeug fährt wird dann, wenn
der elektrische Strom unterbrochen ist und der Primärdruck
auf einen minimalen Pegel absinkt, die Klemmkraft vermin
dert, so daß der Riemen durchrutscht oder das Getriebe
abrupt heruntergeschaltet wird, wodurch die Räder blockie
ren. Um dies zu verhindern, werden die Eigenschaften des
Ventils so festgelegt, daß dann, wenn ein stromloser
Zustand eintritt, der Primärdruck maximal wird, wodurch
das Getriebe in die höchste Position oder den höchsten
Gang geschaltet wird.
Dennoch wird beim beschriebenen Stand der Technik das
Übersetzungsverhältnis so gesteuert, daß dann, wenn der
elektrische Strom unterbrochen ist, der Primärdruck
zwangsweise auf einen maximalen Pegel erhöht wird und das
Übersetzungsverhältnis auf einen minimalen Pegel einge
stellt wird. Beim Stand der Technik ist also, obwohl das
Durchrutschen des Riemens und Sperren der Räder verhindert
werden, das Neustart-Verhalten erheblich gestört, da das
Fahrzeug mit dem minimalen Übersetzungsverhältnis des
Getriebes wieder gestartet werden muß. Zusätzlich kann
bei einer solchen Startbedingung die Kupplung beschädigt
oder übermäßig erhitzt werden. Dadurch wird die Lebens
dauer der Kupplung vermindert.
Aufgabe der Erfindung ist daher, die beschriebenen Nach
teile zu vermeiden und die Neustart- oder Anfahrbedingun
gen in einem Übersetzungsverhältnis-Steuersystem zu ver
bessern, das das kontinuierlich variable Getriebe in eine
Stellung mit hohem Übersetzungsverhältnis schaltet, wenn
aufgrund eines Fehlers oder Schadens eines primären
Steuerventils kein elektrischer Strom fließt.
Die Erfindung sieht daher ein Steuersystem für ein konti
nuierlich variables Getriebe vor, mit einer primären Rie
menscheibe, die betriebswirksam mit einem Motor verbunden
ist, einer sekundären Riemenscheibe, die betriebswirksam
mit Fahrzeug-Rädern verbunden ist, einem um die primäre
und die sekundäre Riemenscheibe gelegten Riemen zur Über
tragung von Leistung vom Motor zu den Fahrzeug-Rädern,
einem primären Zylinder an der primären Riemenscheibe und
einem sekundären Zylinder an der sekundären Riemenscheibe,
einem primären Steuerventil zun Erzeugen eines primären
Steuerdruckes für den primären Zylinder, einem sekundären
Steuerventil zum Erzeugen eines sekundären Steuerdruckes
für den sekundären Zylinder und einer Steuereinrichtung,
die mit dem primären und dem sekundären Steuerventil
verbunden ist, um den primären und den sekundären Steuer
druck und dadurch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes
zu verändern, wobei das primäre Steuerventil eine Vorrich
tung zum Empfangen eines elektrischen Signals von der
Steuereinrichtung aufweist, und wobei das Steuersystem
eine Einstellvorrichtung aufweist, um den primären Steuer
druck auf ein Zwischen-Übersetzungsverhältnis einzustel
len, wenn die Vorrichtung zum Empfangen des elektrischen
Signales nicht betriebsfähig ist.
Erfindungsgemäß wird dann, wenn aufgrund einer Unter
brechung einer Signalzuführung oder eines Defekts der
Signal-Empfangsvorrichtung kein elektrischer Strom in der
Vorrichtung zum Empfangen des elektrischen Signales
fließt, das Getriebe so gesteuert, daß es ein Zwischen-
Übersetzungsverhältnis annimmt, bei dem keine Notbremsung
stattfindet. Eine plötzliche Änderung des Fahrzeugverhal
tens, wie Rutschen oder Schlupf des Riemens, sperrende
Räder und ähnliches wird dadurch vermieden. Zusätzlich
werden die Neustart-Eigenschaften des Fahrzeuges erheblich
verbessert. Das Zwischen-Übersetzungsverhältnis kann in
Übereinstimnung mit einem Eingangs-Drehmoment variieren.
Dadurch können die Fahreigenschaften verbessert werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausge
staltung eines Steuersystems für ein konti
nuierlich veränderliches Getriebe nach der
Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm der Eigenschaften eines primären
Steuerventils,
Fig. 3(a), 3(b), 3(c) Diagramm des Klemmkraftverhältnisses von
primärem zu sekundärem Ventil, der primären
Klemmkraft bzw. eines Geschwindigkeits-Ände
rungsmusters,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils
einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Hauptmerk
male einer dritten Ausführungsform der Erfin
dung.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden mit
Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Die Leistung eines Motors 1
wird über eine Drehmomentwandler-Einheit 3 und eine Vor
wärts-Rückwärts-Schalteinheit 4 zu einem kontinuierlich
variablen Getriebe 5 übertragen. Das Ausgangs-Drehmoment
des Getriebes 5 wird zu einer Differential-Einheit 6
übertragen.
In der Drehmomentwandler-Einheit 3 ist eine Kurbelwelle 2
des Motors mit einem Wandlergehäuse 11 und einem Pumpen-
Triebrad 12a eines Drehmomentwandlers 12 über eine An
triebsplatte 10 verbunden. Ein Turbinen-Läufer 12d des
Drehmomentwandlers 12 ist mit einer Turbinenwelle 13
verbunden. Ein feststehendes Leitrad 12c ist durch eine
Einweg-Kupplung 14 geführt. Eine am Turbinen-Läufer 12b
befestigte Sperrkupplung 15 kann in die Antriebsplatte 10
ein- und ausrücken. Die Überbrückungs- oder Sperrkupplung
15 überträgt das Drehmoment des Motors 1 über den Dreh
momentwandler 12 oder die Sperrkupplung 15.
Die Vorwärts-Rückwärts-Schalteinheit 4 weist ein Doppel
rad-Planetengetriebe 16 auf. Die Turbinenwelle 13 ist mit
einem Sonnenrad 16a verbunden, und ihr Drehmoment wird
über einen Steg oder Mitnehmer 16b des Planetengetriebes
16 auf eine primäre Welle 20 übertragen. Zwischen dem
Sonnenrad 16a und einem Hohlrad 16c ist eine Vorwärtskupp
lung 17 angeordnet. Eine Rückwärtsbremse 18 ist zwischen
dem Hohlrad 16c und einem Gehäuse des Planetengetriebes
16 vorgesehen. Wenn die Vorwärtskupplung 16 eingerückt
ist, sind das Sonnenrad 16a und der Mitnehmer 16b des
Planetengetriebes 16 innig miteinander verbunden. Die
Turbinenwelle 13 und die Primärwelle 20 sind also direkt
verbunden. Wenn andererseits die Rückwärtsbremse 18 ange
schlossen ist, wird das Drehmoment umgekehrt auf die
Primärwelle 20 übertragen. Wenn die Vorwärtskupplung 17
und die Rückwärtsbremse 18 freigegeben sind, ist das
Planetengetriebe im Leerlauf.
Im Getriebe 5 ist an der Primärwelle 20 eine variable
primäre Riemenscheibe 22 mit einem primären hydraulischen
Zylinder 21 und eine sekundäre Welle 22 mit einer sekun
dären Riemenscheibe 25 mit einem sekundären hydraulischem
Zylinder 24, der ähnlich dem Hydrozylinder 21 ist, vorge
sehen. Ein Riemen 26 ist um und zwischen die primäre
Riemenscheibe 22 und die sekundäre Riemenscheibe 25 ge
legt. Der druckaufnehmende Bereich des primären Zylinders
21 ist größer als der des sekundären Zylinders 24. Eine
kontinuierlich variable Änderung des Übersetzungsverhält
nisses wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt, er
reicht, indem das Verhältnis der Radien des Antriebriemens
26 auf der primären Riemenscheibe 22 und der sekundären
Riemenscheibe 25 nach Maßgabe des primären Druckes im
Hydrozylinder 21 geändert wird.
In der Differential-Einheit 6 ist eine Ausgangswelle oder
Abtriebswelle 28 mit der sekundären Welle 23 über ein
Untersetzungsräderpaar 27 verbunden. Ein Antriebsrad 29
auf der Abtriebswelle 28 kämmt mit einem Endrad 30. Ein
Differential-Getriebe 31, das das Endrad 30 aufweist, ist
mit dem linken und dem rechten Rad 33 des Fahrzeugs über
eine Achse 32 verbunden.
Um eine hydraulische Fluid-Quelle zum Steuern des konti
nuierlich variablen Getriebes vorzusehen, ist benachbart
dem Drehmomentwandler 12 eine Ölpumpe 34 angeordnet. Die
Ölpumpe 34 ist mit dem Wandlergehäuse 11 über eine Pumpen-
Antriebswelle 35 verbunden, so daß die Bewegung des Motors
1 immer die Pumpe 34 antreibt und dadurch den hydrau
lischen Druck erzeugt. Bei dem kontinuierlich variablen
Getriebe 5 wird der hydraulische Druck über einen weiten
Bereich von einem niedrigen bis zu einem hohen Pegel
gesteuert, so daß die Ölpumpe 34 eine variable Kapazität
hat, wie eine Drehflügelpumpe, und eine Vielzahl von
Ansaug- und Ausströmöffnungen aufweist.
Im folgenden ist ein Getriebe-Steuersystem mit hydrauli
scher Steuerung beschrieben. In einem von einem Ölreser
voir 40 kommenden Ölweg 41 liegt die Ölpumpe 34, und der
Ölweg ist mit einem sekundärem Steuerventil 50 verbunden,
so daß ein vorgegebener Sekundärdruck Ps erzeugt wird.
Der Sekundärdruck Ps wird über einen Ölweg 42 ständig an
den sekundären Zylinder 24 abgegeben. Der Sekundärdruck
Ps wird über einen Ölweg 43 zu einem primären Steuerventil
60 geleitet. Das Öl wird über einen Ölweg 44 in den pri
mären Zylinder 21 gespeist oder von diesem abgegeben, so
daß ein Primärdruck Pb gesteuert wird.
Das sekundäre Steuerventil 50 dient zur Druckregelung
unter Verwendung eines Arbeitssignales. Ein Anker 52
sitzt im Ventil-Hauptkörper 51. Ein Ende des Ankers 52 ist
mit einem Sensor-Stromabnehmerschuh 55 verbunden, welcher
über eine Feder 53 und eine Buchse 54 funktionswirksam
mit der primären Riemenscheibe verbunden ist. Die Feder
kraft wird also in Übereinstimmung mit dem Übersetzungs
verhältnis auf den Ventil-Hauptkörper 51 aufgebracht.
Andererseits wird auf eine von der Feder 53 des Ankers 52
entfernte Öffnung 51c der Sekundärdruck Ps eines Ölweges
45 aufgebracht. Zusätzlich weist das sekundäre Steuerven
til 50 auch ein Arbeits-Magnetventil 56 auf, das mit den
Sekundärdruck Ps des Ölweges 41 beaufschlagt ist. Aus dem
Sekundärdruck Ps als dem Quellendruck wird ein Steuerdruck
Pcs in Übereinstimmung mit einem Arbeitssignal D von
einer Steuereinheit 70 erzeugt. Der Steuerdruck Pcs wird
über einen Ölweg 46 und eine Öffnung 51d auf den Anker 52
aufgebracht. Der Hub des Ankers 52 hängt vom Verhältnis
zwischen der Federkraft, dem Sekundärdruck Ps und dem
Steuerdruck Pcs ab, wobei das Öl bei einer Öffnung 51a zu
einer Abzugsöffnung 51b abgegeben wird, um den vorge
gebenen sekundären Druck Ps zu erhalten.
Das primäre Steuerventil 60 ist ein proportionales elek
tromagnetisches Druckminderventil mit einer von außen
gesteuerten Druck-Rückführung oder Druck-Feedback. In dem
Ventil-Hauptkörper 61 ist ein Anker 62 eingefügt. Eine
Feder 63 wirkt auf ein Ende des Anker 62. Das andere Ende
des Ankers 62 weist eine Steuerungskammer 64 auf. Die
Steuerungskammer 64 ist mit einem elektromagnetischem
Entlastungsventil oder Überdruckventil 65 verbunden. Der
Anker 62 hat auf der Seite der Steuerungskammer 64 einen
Bund 62a mit großem Durchmesser und auf der Seite der
Feder 63 einen Bund 62b mit kleinem Durchmesser. Zusätz
lich weist der Anker 62 Bünde 62c und 62d mit derselben
Größe wie die Bünde 62a bzw. 62b auf. In einer mit dem
Ölweg 44 verbundenen Hydraulikkammer 61a wird der Primär
druck Pp auf beide Bünde 62c und 62d aufgebracht. Die
Gegenkraft des Primärdrucks Pp wird in derselben Richtung
wie die Kraft der Feder 63 angelegt. Der Sekundärdruck Ps
im Ölweg 43 liegt immer an der Öffnung 61b an. Auf diese
Weise wird der Sekundärdruck Ps vermindert, und der vor
gegebenen Primärdruck Pp wird erzeugt.
Das elektromagnetische Entlastungsventil 65 ist so ange
ordnet, daß ein durch eine Feder 67 betätigter Tauchkolben
oder Plunger 68 durch die elektromagnetische Kraft eines
Proportional-Solenoids 66 angezogen wird. Ein durch Feder
kraft vorbelastetes Ventil-Bauteil 69 des Plungers 68 ist
an einer Auslaß- oder Abzugsöffnung 64a der Steuerungs
kammer 64 angeordnet. Die Steuerungskammer 64 ist mit
einem Ölweg 47 verbunden, der vom Ölweg 43 abzweigt, um
über eine Öffnung 48 den Sekundärdruck aufzunehmen. Ab
hängig von der elektromagnetischen Kraft des Proportional-
Solenoids 66 wird in der Steuerungskammer 64 aus dem
Sekundärdruck Ps als Quellendruck ein Steuerdruck Pc
erzeugt. Auf diese Weise kann der eingestellte Druck des
Ankers 63 verändert werden.
Der Anker 62 gleicht die Gegenkraft des Primärdruckes Pp,
der an der Differenz ΔS der druckaufnehmenden Bereiche
der Bünde 62c und 62d anliegt, und die Kraft Fp der Feder
63 mit der Kraft des Steuerdruckes Pc aus, der im Bereich
S1 des Bundes 62a anliegt. Die Formel dieses Ausgleichs
lautet wie folgt:
Pc · S1 = Pp · ΔS + Fp.
Andererseits erzeugt das elektromagnetische Entlastungs
ventil 65 eine Steuerkraft (Fo - K · Ip), wobei Fo die
Kraft der Feder 67, Ip der Solenoidstrom oder Magnetven
tilstrom und K eine Konstante ist. Auf diese Weise verän
dert das Ventil-Bauteil 69 die Öffnungsfläche Sc der
Öffnung 64a und erzeugt dadurch den Steuerdruck Pc. Da
durch ist die folgende Gleichung erfüllt:t
Pc · Sc = Fo - K · Ip.
Der primäre Druck Pp ist durch die folgenden Gleichung
abhängig vom Solenoidstrom Ip gegeben:
Pp = (Fo - K · Ip) · S1/(Sc · ΔS) - Fp/ ΔS.
Das heißt, der Steuerdruck Pc ist umgekehrt proportional
zum Solenoidstrom Ip. Andererseits ist der Primärdruck
Pp proportional zum Steuerdruck Pc. Wenn also der Sole
noidstrom Ip zunimmt, nimmt der Primärdruck Pp linear
oder gerade proportional ab, wie in Fig. 2 gezeigt. Mit
der Eigenschaft, daß der Solenoidstrom Ip umgekehrt pro
portional zum Primärdruck Pp ist, ist ein ausfallsicherer
Betrieb gewährleistet, bei dem dann, wenn kein elektri
scher Strom vorhanden ist, das Getriebe 5 in die Hochge
schwindigkeitsposition geschaltet wird.
Im folgenden ist eine fehlersichere Übersetzungsverhält
nis-Steuerung bei Stromausfall beschrieben. Bei einem
kontinuierlich variablen Getriebe mit Schub-Riemen gibt
es ein Verhältnis, wie das in Fig. 3(a) gezeigte, zwischen
dem Klemmkraftverhältnis Fp/Fs und dem Drehmomentverhält
nis Ti/Tm, wobei Fp eine primäre Klemmkraft, die durch den
primären Zylinder 21 ausgeübt wird, Fs eine sekundäre
Klemmkraft, die durch den sekundären Zylinder 24 ausgeübt
wird, Ti ein Eingangsdrehmoment und Tm ein bei einen
bestimmten Übersetzungsverhältnis und einem bestimmten
hydraulischen Druck übertragbares Drehmoment ist. Das
heißt, das Übersetzungsverhältnis i, bei dem das Verhält
nis des Primärdruckes und des Sekundärdruckes, Pp/Ps, auf
einem bestimmten Wert gehalten wird, kann auf der Grund
lage des Eingangsdrehmomentes Ti bei diesem Punkt vorher
gesagt werden. Zusätzlich kann bei einem Getriebe mit
Zug-Riemen das Übersetzungsverhältnis aus dem Druckver
hältnis und dem Eingangsdrehmoment vorhergesagt werden,
obwohl diese von Riemen zu Riemen etwas variieren. Durch
Einstellen des maximalen Primärdrucks Ppmax relativ zu
einem maximalen Sekundärdruck Psmax, der auf der Basis
des Riemen-Schlupfgrenzwertes bestimmt wird, kann das
Übersetzungsverhältnis bei Stromausfall also auf ein
Zwischen-Übersetzungsverhältnis im eingestellt werden.
Die in Fig. 3(a) gezeigte Beziehung kann in bezug auf das
Verhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis i und der
primären Klemmkraft Fp, wie in Fig. 3(b), gezeigt darge
stellt werden.
Wenn man die für den stromlosen Zustand des Fahrzeugs
notwendigen Merkmale berücksichtigt, sollte das Herunter
schalten, bei dem im stromlosen Zustand eine plötzliche
Bremsung auftritt, vermieden werden. Das heißt, der An
stieg der Drehgeschwindigkeit des Motors sollte gleich
oder kleiner als ein Wert ΔN im Übersetzungsverhältnis
Muster von Fig. 3(c) sein, das eine Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drehgeschwindigkeit
Np der primären Riemenscheiben zeigt. Um also zu ermög
lichen, daß die Drehzahl des Motors um ΔN ansteigt, wenn
bei einem minimalen Übersetzungsverhältnis iH bei normalem
Fahrbetrieb eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit Vmax
erreicht ist, ist ein Zwischen-Geschwindigkeitsänderungs-
Verhältnis im ein ausreichendes Übersetzungsverhältnis.
Wenn weiter die Start- und Fahreigenschaften berücksich
tigt werden, ist eine Stellung des Getriebes 5 für lang
same Geschwindigkeiten (niedriger) wünschenswert. Wenn
jedoch das Übersetzungsverhältnis in einem Bereich von
beispielsweise 2.5 bis 0.5 eingestellt ist, sollte ein
Praxiswert des Zwischen-Übersetzungsverhältnisses im, der
diese Bedingung erfüllt, vorzugsweise im Bereich von 0,75
bis 0,9 liegen.
Unter den genannten Bedienungen kann das Klemmkraft-Ver
hältnis a beim Zwischen-Geschwindigkeitsänderungs-Verhält
nis im dann, wenn ein Eingangsdrehmoment Ti Null ist, aus
dem Diagramm vom Fig. 3(a) entnommen werden. Der maximale
Primärdruck Ppmax 13 wird abhängig vom Klemnkraft-Verhält
nis a, dem maximalen Sekundärdruck Psmax an der Riemen-
Schlupfgrenze und dem Verhältnis der Primär-Sekundärdrücke
aufnehmenden Bünde Ap/As (=2) berechnet. Dann wird die
Kraft der Feder 67 des elektromagnetischen Entlastungs
ventils 65 so eingestellt, daß dann, wenn der Solenoid
strom Ip im stromlosen Zustand Null ist, der maximale
Primärdruck Ppmax erreicht wird.
Der Betrieb dieser Ausführungsform ist im folgenden be
schrieben. Wenn der Motor 1 gestartet wird, wird zunächst
die Ölpumpe 34 über das Wandlergehäuse 11 des Drehmoment
wandlers 12 und die Pumpen-Antriebswelle 35 angetrieben,
und dadurch wird ein hydraulischer Druck erzeugt. Dieser
hydraulische Druck wird an das zweite Steuerventil 50
angelegt. Das gewünschte Übersetzungsverhältnis wird vom
Übersetzungsverhältnis-Steuersystem bei Stillstand des
Fahrzeuges auf beispielsweise 2,5 eingestellt, als einem
theoretischen maximalen Übersetzungsverhältnis des Ge
triebes 5.
Ein entsprechender Solenoidstrom Ip fließt durch das
Proportional-Solenoid 66 des primären Steuerventils 60.
Auf diese Weise wird das primäre Steuerventil 60 in die
Ablaufposition bewegt, so daß der Primärdruck Pp nicht
erzeugt wird. Deshalb wird der Sekundärdruck Ps des sekun
dären Steuerventils 50 lediglich an den sekundären Zylin
der 24 weitergegeben. Das Getriebe 5 wird in eine Nieder
geschwindigkeits-Position mit einem maximalen Überset
zungsverhältnis iL geschaltet.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Sperrkupplung 15 durch ein
hydraulisches Steuersystem (nicht gezeigt) freigegeben,
und das Öl wird zum Drehmomentwandler 12 gefördert. Wenn
das Getriebe 5 in einen Fahr- oder Antriebsbereich ge
schaltet ist, wird die Vorwärtskupplung 17 der Vorwärts-
Rückwärts-Schalteinheit 4 durch das zugeführte Öl einge
rückt. Die Vorwärts-Rückwärts-Schalteinheit 4 wird also
in die Vorwärtsposition gebracht. Dadurch wird die Bewe
gung des Motors 1 zur Primärwelle 20 des Getriebes 5 über
den Drehmomentwandler 12 und die Vorwärts-Rückwärts-
Schalteinheit 4 übertragen. Das Drehmoment beim maximalen
Übersetzungsverhältnis wird zur Sekundärwelle 23 über die
primäre Riemenscheibe 22, die sekundäre Riemenscheibe 25,
und den Riemen 26 übertragen. Darauf wird das Drehmoment
auf die Räder 33 über die Differential-Einheit 6 über
tragen. Das Fahrzeug kann starten.
Im Sekundärdruck-Steuersystem wird anderseits dann, wenn
das Gaspedal (Beschleunigungspedal) niedergedrückt wird
und das Fahrzeug zu fahren beginnt, ein Arbeitssignal in
Übereinstimmung mit dem Eingangs-Drehmoment Ti und etc.
an das Arbeits-Magnetventil 56 übergeben. Auf diese Weise
wird ein vorgegebener Steuerdruck erzeugt. Wenn das Ein
gangsdrehmoment Ti beim Fahrzeugstart groß ist, wird ein
hoher Steuerdruck Pcs auf den Anker 52 des sekundären
Steuerventils 50 gegeben, um die Ablaufmenge der Ent
leerung zu vermindern. Auf diese Weise wird der Sekundär
druck Ps erhöht. Wenn darauf die Geschwindigkeitsände
rungs-Operation beginnt und das Übersetzungsverhältnis
gesenkt wird, während die Sperrkupplung 15 eingerückt
ist, nimmt der Steuerdruck Pcs ab. Daraufhin nimmt die
Ablaufmenge durch das sekundäre Steuerventil 50 zu, und
der Sekundärdruck Ps nimmt allmählich ab. Demzufolge
wird das Sekundärdruck-Steuersystem so gesteuert, daß es
eine minimale Riemenscheiben-Schubkraft aufrechterhält,
die verhindert, daß der Riemen beim übertragenen Dreh
moment durchrutscht.
Der Sekundärdruck Ps wird zum primären Steuerventil 60
geleitet. Das primäre Steuerventil 60 vermindert den
Sekundärdruck Ps auf den Primärdruck Pp zum Steuern des
Übersetzungsverhältnisses. Anders gesagt, beim maximalen
Übersetzungsverhältnis iL zum Zeitpunkt des Fahrzeug
startes fließt ein entsprechender, großer Solenoidstrom
Ip zum Proportional-Solenoid 66 des elektromagnetischen
Entlastungsventils 65 des primären Steuerventils 60. Der
Plunger 68 wird also zurückgezogen, und die Schubkraft
des Ventil-Bauteils 69 wird vermindert. Der Steuerdruck
Pc nimmt also ab, so daß der Primärdruck Pp aufgrund der
Flächenunterschiede der Bünde 62c und 62d des Ankers 62
erheblich gesenkt wird. Wenn die Änderung des Überset
zungsverhältnisses beginnt, nimmt der Solenoidstrom Ip
allmählich ab. Wenn die elektromagnetische Kraft des
Proportional-Solenoids 66 des elektromagnetischen Ent
lastungsventils 65 im primären Steuerventil 60 abnimmt,
nimmt die Schubkraft des Ventil-Bauteils 69 zu, wodurch
der Steuerdruck Pc steigt. Der Anker 62 wird sukzessiv
nach links verschoben, und die Menge des zugeführten Öls
nimmt zu. Dadurch wird der Primärdruck Pp nach und nach
erhöht, so daß der Riemen 26 sich auf die Richtung primäre
Riemenscheibe 22 zubewegt, und das Getriebe 5 wird in eine
Hochgeschwindigkeits-Position hochgeschaltet, in der das
Übersetzungsverhältnis klein ist. Wenn der Solenoidstrom
Ip auf einen minimalen Pegel absinkt, nimmt der Steuer
druck Pc des primäre Steuerventils 60 zu. Daraus ergibt
sich, daß der Primärdruck Pp auf einen maximalen Pegel
anwächst, und der Zustand des minimalen Übersetzungsver
hältnisses iH wird aufrechterhalten.
Wenn dagegen das Fahrzeug gebremst oder beschleunigt
wird, steigt der Solenoidstrom Ip an. Demzufolge sinkt
der Primärdruck Pp erheblich. Der Riemen 26 wird also auf
die zweite Riemenscheibe 25 zu bewegt, und das Getriebe 5
wird heruntergeschaltet. Auf diese Weise wird das Überset
zungsverhältnis mit dem Primärdruck Pp stufenlos über den
gesamten Übersetzungsverhältnis-Bereich zwischen dem
maximalen Übersetzungsverhältnis iL und dem minimalen
Übersetzungsverhältnis iH verändert. Wenn der Primärdruck
Pp vom gewünschten Wert abweicht, wird der Hub des Ankers
62 durch die Gegenkraft des hydraulischen Druckes der
Hydraulikkammer 61a im Primärdruck-Steuerventil 60 verän
dert. Auf diese Weise wird ein Betrieb mit selbständiger
Rückführung durchgeführt.
Wenn der elektrische Strom im Solenoid 66 des primären
Steuerventils 60 aufgrund einer Unterbrechung eines Kabels
oder ähnlichem während der Fahrt des Fahrzeugs bei der
oben beschriebenen Übersetzungsverhältnis-Steuerung aus
bleibt, wird das elektromagnetische Entlastungsventil 65
durch die Feder 67 auf einen vorgegebenen Steuerdruck Pc
eingestellt. Die Kraft der Feder 67 wird also so einge
stellt, daß das Zwischen-Übersetzungsverhältnis im erhal
ten wird, während das Verhältnis von primärer zu sekun
därer Klemmkraft Fp/Fs gegenüber dem Drehmoment-Verhältnis
Ti/Tm konstant gehalten wird. Wenn also das Eingangsdreh
moment Ti groß ist, wird das Getriebe 5 von dem minimalen
Übersetzungsverhältnis iH am Punkt P1 in Fig. 3(a) auf
ein Zwischen-Übersetzungsverhältnis im am Punkt P2 in
Fig. 3(a) heruntergeschaltet. Dadurch kann abruptes
Bremsen und Krachen des Motors aufgrund des plötzlichen
Herunterschalt-Betriebs während einer Fahrt mit hoher
Geschwindigkeit vermieden werden. Die hohe Drehgeschwin
digkeit der Räder wird also aufrechterhalten, und Blockie
ren, Durchdrehen oder Schleudern der Räder kann verhindert
werden. Wenn das Eingangsdrehmoment Ti abnimmt, wird das
Getriebe 5 vom Übersetzungsverhältnis bei P2 in Fig.
3(a) auf ein Zwischen-Übersetzungsverhältnis im bei P3
hochgeschaltet. Der abrupte Einsatz der Motorbremse wird
also vermieden.
Wenn das Fahrzeug bei einem solchen fehlerhaftem Zustand
startet, wird das Getriebe 5 so gesteuert, daß es auf ein
vorgegebenes Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung
mit dem Eingangsdrehmoment Ti auf der Linie zwischen den
Punkten P2 und P3 des Zwischen-Übersetzungsverhältnisses
im schaltet. Wenn insbesondere das Eingangsdrehmoment
niedrig und gleich Ti1 ist, wird das Getriebe 5 auf ein
relativ hohes Zwischen-Übersetzungsverhältnis im1 ge
schaltet, wenn dagegen das Eingangsdrehnoment größer und
gleich Ti2 ist, wird das Getriebe 5 auf ein relativ nie
driges Zwischen-Übersetzungsverhältnis im2 herunter
geschaltet. Mit Zunahme des Eingangsdrehmomentes Ti wird
also das Zwischen-Übersetzungsverhältnis im ebenfalls
zunehmen. Auf diese Weise kann das Fahrzeug leicht wieder
gestartet werden.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform weist ein Steuer-Ölweg 47 des
primären Steuerventils 60 ein Reduzierventil 80 auf, das
einen bestimmten Reduzierdruck PL erzeugt. Mit dem Quel
lendruck des Reduzierdruckes PL erzeugt ein Magnetventil
81 einen Steuerdruck Pc. Dabei wird unter Beachtung des
Reduzierdruckes PL die Kraft der Feder 63 des primären
Steuerventils 60 so eingestellt, daß sie genau so wirkt
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als primäres Steuerventil mit Druckrückführung kann an
Stelle des genannten, von außen gesteuerten Ventils ein
Ventil mit Direktantrieb vorgesehen sein.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausgestaltung der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform verändert ein primäres Steuer
ventil 60 die zugeführte oder abgezogene Ölmenge, abhängig
von einem Arbeitsdruck Pd, der von einem Magnetventil 82
bereitgestellt wird, um die Durchflußrate zu steuern. Bei
dieser Ausführungsform ist in einem Abzugs-Ölweg 85, der
vom Ölweg 44 für den primären Zylinder 21 abzweigt, ein
Entlastungsventil 83 vorgesehen. Die Kraft einer Feder 84
des Entlastungsventils 83 ist auf dieselbe Weise einge
stellt wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Es wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
gezeigt und beschrieben, diese dienen jedoch lediglich
der Erläuterung der Erfindung, und es können vielfach
Abänderungen und Modifikationen erfolgen, die nach dem
bestimmten Gegenstand der Erfindung umfaßt sind.
Claims (8)
1. Steuersystem für ein stufenlos veränderbares Getriebe
mit einer primären Riemenscheibe (22), die betriebs
wirksam mit einem Motor (1) verbunden ist, einer sekun
dären Riemenscheibe (25), die betriebswirksam mit Fahr
zeugrädern (33) verbunden ist, einem Riemen (26), der
zur Übertragung von Leistung vom Motor auf die Fahr
zeugräder um die primäre und sekundäre Riemenscheibe
gelegt ist, einem primären Zylinder (21) an der pri
mären Riemenscheibe (22) und einem sekundären Zylinder
(24) an der sekundären Riemenscheibe (25), die beide
zum Einstellen eines Übersetzungsverhältnisses dieser
vorgesehen sind, mit einem primären Steuerventil (60)
zum Erzeugen eines primären Steuerdruckes (Pp) für den
primären Zylinder (21), einem sekundären Steuerventil
(50) zum Erzeugen eines sekundären Steuerdruckes (Ps)
für den sekundären Zylinder (24), einer Steuereinrich
tung (70), die mit dem primären und dem sekundären
Steuerventil (60, 50) verbunden ist, um den primären
und den sekundären Steuerdruck zu verändern und dadurch
das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern,
wobei das primäre Steuerventil (60) eine Vorrichtung
(66) zum Empfangen eines elektrischen Signales (Ip) von
der Steuereinrichtung aufweist, gekennzeich
net durch
eine Einstellvorrichtung (67; 80; 83) zun Einstellen
des primären Steuerdruckes (Pp) des primären Steuerven
tils (60) auf einen Wert eines Zwischen-Übersetzungs
verhältnisses (im) zwischen maximalen und minimalen
Übersetzungsverhältnissen (iL, iH), wenn die Vorrich
tung (66) zum Empfangen eines elektrischen Signals nicht
betriebsfähig ist, un den Motor einfach zu starten.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine federnde
Vorrichtung (67) ist, die einer Abnahme des primären
Steuerdruckes (Pp) entgegenwirkt.
3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, gekenn
zeichnet durch ein elektromagnetisches Solenoid
(66), das auf das elektrische Signal anspricht, um den
primären Steuerdruck (Pp) zu senken, wobei die federnde
Vorrichtung (67) dem Betrieb des elektromagnetischen
Solenoids (66) entgegenwirkt.
4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektromagnetische Solenoid
(66) ein Proportional-Solenoid ist.
5. Steuersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das elektromagnetische
Solenoid (66) von außen gesteuert ist.
6. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell
vorrichtung ein Druckminderventil (80) ist, das mit
dem primären Steuerventil (60) zum Erzeugen eines
Reduzierdruckes (PL) verbunden ist, um einer Abnahme
des primären Steuerdrucks (Pp) entgegenzuwirken.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckminderventil (80) mit
einer Eingangseite des primären Steuerventils (60)
verbunden ist.
8. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einstellvorrichtung ein Druck-Entlastungsventil (83)
ist, das mit einer Ausgangseite des primären Steuer
ventils (60) verbunden ist, um einen verminderten
primären Steuerdruck zu erzeugen.
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