-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein stufenlose Getriebe, und,
genauer ausgedrückt,
Hydrauliksteuerung derselben.
-
WO-A-99/58883
zeigt eine Hydrauliksteuerschaltung gemäß der Präambel von Anspruch 1.
-
Die
Erfindung ist besonders, jedoch nicht ausschließlich auf Getriebe anwendbar,
die eine verhältnisvariierende
Einheit ("Verstellgetriebe") des Laufring-Rollzugtyps
enthalten, um das erforderliche stufenlose Übersetzungsverhältnis zu
liefern. Hauptkomponenten eines bekannten Verstellgetriebes 10 des "vollständigen Laufringtyps" sind in 1 dargestellt.
Hier sind zwei Eingangsscheiben 12, 14 an einer
Antriebswelle 16 für
Drehung mit dieser angebracht und weisen jeweilige teilringförmige Oberflächen 18, 20 auf,
die zu entsprechenden teilringförmigen
Oberflächen 22, 24 gerichtet
sind, welche auf einer zentralen Ausgangsscheibe 26 ausgebildet
sind. Die Ausgangsscheibe ist derart gelagert, um unabhängig von
der Welle 16 drehbar zu sein. Antrieb von einem Motor oder
einer anderen Antriebsmaschine, eingegeben über die Welle 16 und
die Eingangsscheiben 12, 14, wird von der Ausgangsscheibe 26 über einen
Satz von Rollen übertragen,
die in den Ringhohlräumen
angeordnet sind. Es ist nur eine einzige darstellende Rolle 29 gezeigt,
aber typischerweise sind drei solche Rollen in beiden Hohlräumen vorgesehen.
Eine über
den Eingangsscheiben 12, 14 durch einen Hydraulikkolben 15 angelegte
Endlast liefert Kontaktkräfte
zwischen Rollen und Scheiben, um eine solche Übertragung von Antrieb zu ermöglichen.
Antrieb wird von der Ausgangsscheibe zu weiteren Teilen des Getriebes übernommen,
typischerweise einem Planetenmischgetriebe, wie es im Stand der
Technik gut bekannt und z. B. in der GB-Patentanmeldung 8429823
beschrieben ist. Jede Rolle ist in einem jeweiligen Wagen 30 gelagert,
der selbst an ein Hydraulikbestätigungselement 32 gekoppelt
ist, wodurch eine anpassbare Übersetzungskraft
auf die Kombination aus Rolle/Wagen angewendet werden kann. Zusätzlich zu
der Fähigkeit
der Ausführung
von Übersetzungsbewegung
kann die Kombination aus Rolle/Wagen um eine Achse rotieren, die
durch das Hydraulikbetätigungselement 32 bestimmt
wird, um den "Neigungswinkel" der Rolle zu ändern und
die Kontakte zwischen Rollen und Scheiben zu bewegen, wodurch das Übersetzungsverhältnis des
Verstellgetriebes variiert wird, wie es den Fachleuten in diesem
Gebiet gut bekannt ist.
-
Das
dargestellte Verstellgetriebe ist von dem im technischen Gebiet
als "Drehmomentsteuerung" bekannten Typ. Das
Hydraulikbetätigungselement 32 übt eine
gesteuerte Kraft auf die Rolle/den Wagen aus und zum Gleichgewicht
muss diese durch die Reaktionskraft auf die Rolle ausbalanciert
werden, die aus den zwischen den Scheibenoberflächen 18, 20, 22, 24 und
der Rolle 28 übertragenen
Drehmomenten resultiert. Wie es im technischen Gebiet gut bekannt
ist, ist die Mitte der Rolle beschränkt, um dem Mittelkreis des
durch das relevante Scheibenpaar definierten Torus zu folgen. Die
durch das Betätigungselement 32 bestimmte
Achse ist zur Ebene dieses Mittelkreises abgewinkelt. Dieser Winkel
wird als der "Nachlaufwinkel" bezeichnet. Das
gut bekannte Ergebnis dieser Anordnung ist es, dass jede Rolle sich
in Gebrauch automatisch bewegt und Präzision zu dem Standort und
Neigungswinkel aufweist, die zum Übertragen eines durch die Vorspannungskraft
von dem Betätigungselement 32 bestimmten Drehmoments
erforderlich sind.
-
Die
Vorspannungskraft wird mittels einer Hydraulikschaltung gesteuert,
durch die Fluid den Betätigungselementen
bei variablem Druck zugeführt wird.
-
Es
wird erkannt werden, dass während
die Gleichgewichtsposition der Rollen eindeutig durch die Balance
der Reaktionskraft und der angelegten Vorspannungskraft bestimmt
wird, ein Potential unerwünschter
Schwingbewegung der Kombination aus Rolle/Wagen um diese Position
vorliegt, mit resultierender Beeinträchtigung von Getriebefunktion.
Mehr als eine Schwingungsart ist möglich, aber in der einfachsten
solchen Art schwingen alle Rollen einheitlich und diese Schwingbewegung
wird durch einen entsprechenden Fluidfluss in der Hydraulikschaltung begleitet.
-
Dämpfung solcher
Schwingung kann mittels der Hydraulikschaltung und speziell durch
geeignetes Begrenzen oder Drosseln von Fluidfluss zu und aus den
Betätigungselementen 32 bereitgestellt
werden. Eine solche Flussbegrenzung kann die Tendenz haben, die
zum Bewirken von Verhältnisänderung
erforderliche Bewegung der Rollen zu begrenzen, es ist jedoch festgestellt
worden, dass in einem leicht gedämpften
System diese im Gegensatz stehenden Anforderungen in einer Weise
erfüllt
werden können, die
unter dem Großteil
von Betriebsbedingungen völlig
zufriedenstellend ist.
-
Während sehr
schnellen Änderungen
der Fahrzeuggeschwindigkeit werden jedoch besonders strenge Anforderungen
an das Getriebe gestellt, insbesondere im Fall einer schnellen Not- "Vollbremsung", d. h. einem Nothalt.
Um Motorgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten und Abwürgen des
Motors zu vermeiden, ist eine schnelle Verhältnisänderung des Verstellgetriebes
erforderlich. Dies ist besonders wichtig in einem Getriebe des Typs "Geared Neutral", in dem das Verstellgetriebe
an die Fahrzeugräder
gekoppelt bleibt, selbst während
die Räder
ortsfest sind -das heißt,
in Fahrzeugen ohne eine Kupplung oder andere Mittel zum Isolieren
von Rädern
und Motor. Die während
einer schnellen Vollbremsung erforderliche hohe Rate von Verhältnisänderung
entspricht einer schnellen Bewegung der Verstellgetrieberollen, wenn
jedoch kein adäquater
Hydraulikfluss zum Angleichen einer solchen Bewegung zur Verfügung steht – insbesondere,
da ein solcher Fluss begrenzt ist - können die Rollen versagen, sich
bei ausreichender Geschwindigkeit zu bewegen, was z. B. zu einem Motorabwürgen führt. Innerhalb
der Hydraulikschaltung kann die Auswirkung ein großer Druckanstieg auf
einer Seite der Schaltung und ein großer Druckabfall auf der anderen
Seite der Schaltung sein. Die Folge muss eine große Nennvorspannungskraft
auf der Kombination aus Wagen/Rollen sein und diese wird in einem
großen
Verstellgetriebe-Drehmoment reflektiert, das die Ursache von Motorabwürgen darstellt.
-
Das
eigene europäische
Patent des Anmelders 1076786 und sein US-Gegenstück, die Anmeldung 09/678483,
beschreiben eine Verstellgetriebe-Hydrauliksteuerschaltung, in der,
durch geeignete Einstellung bestimmter Ventile, eine Verbindung
von einer Seite des Betätigungselements 32 zur
anderen hergestellt werden kann, die schnelle Bewegung des Stellantriebs
und seiner Rolle zulässt,
um schnelle Verhältnisänderung
zu bewirken. Die in dieser Anordnung verwendeten Schaltventile liefern
jedoch keine Steuerung des resultierenden Flusses - Steuerung des
Verstellgetriebes ist effektiv verloren, wenn die Ventile wie gerade
erwähnt
eingestellt werden. Die zum normalen Steuern von an das Verstellgetriebe angelegten
Hydraulikdrucken verwendeten Ventile werden unwirksam gemacht. Dies
ist nicht vereinbar mit der Aufrechterhaltung stabiler Verstellgetriebesteuerung.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eins oder mehrere der
mit bekannten stufenlosen Getrieben verknüpften Probleme zu überwinden.
-
Einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge, wird eine Hydraulikschaltung
für ein stufenloses
Getriebe geschaffen, das eine Einheit ("Verstellgetriebe") mit einem stufenlos verstellbaren Verhältnis aufweist,
welche mittels mindestens eines hydraulischen Betätigungselements
steuerbar ist, das auf ein bewegliches Drehmomentübertragungselement
des Verstellgetriebes einwirkt, wobei das Betätigungselement eine gegenüberliegende
erste und zweite Arbeitskammer aufweist und die Schaltung eine erste
und zweite Flussleitung, die beide an die jeweilige Betätigungselementarbeitskammer
zum Liefern von Fluid zu derselben und aus derselben angeschlossen
sind, und Mittel zum Liefern von Fluidfluss durch beide der Flussleitungen
aufweist, wobei variable Steuerventilmittel in beide Flussleitungen zum
Erzeugen eines anpassbaren Rückdrucks
in denselben eingebaut sind, und ein weiteres Ventil vorgesehen
ist, das zwischen den beiden Flussleitungen stromaufwärts des
variablen Steuerventilmittels angeschlossen ist, wodurch Öffnung des
weiteren Ventils Fluss von Fluid aus einer Flussleitung zur anderen
ermöglicht,
um die Druckdifferenz zwischen den Leitungen zu reduzieren.
-
Durch Öffnen des
weiteren Ventils bei Bedarf können
die oben beschriebenen, mit schnellem Vollbremsen verknüpften Probleme
verhindert werden.
-
Die
Verwendung des variablen Steuerventilmittels in den Flussleitungen
selbst ist konventionell. In bekannten Schaltungen wird die erforderliche Dämpfung tatsächlich hauptsächlich durch
das Steuerventilmittel beigetragen. Aufgrund seiner Platzierung
stromaufwärts
von dem Steuerventilmittel umgeht das weitere Ventil das Steuerventilmittel,
so dass es, während
es offen ist, zum Entfernen oder Reduzieren von Hydraulikdämpfung von
Betätigungselementbewegung
dient.
-
Das
weitere Ventil kann zum Aufheben sowohl von überschüssigem Druck, der in einer
Leitung aufgebaut wird, und übermäßig niedrigem
Druck in der anderen dienen.
-
Vorzugsweise
hat das weitere Ventil eine verstellbare Öffnung. Das heißt, das
Ventil hat mehrere Zwischenzustände
zwischen maximalem Öffnen und
Schließen.
Am stärksten
bevorzugt weist das Ventil eine stufenlos verstellbare Öffnung auf.
Folglich kann das Ventil ein variables Ausmaß von Entlastung von einer
Flussleitung zur anderen bereitstellen und auf diese Weise können die
entgegengesetzten Anforderungen für Verstellgetriebedämpfung und (gelegentliche)
schnelle Verstellgetriebereaktion ausbalanciert werden.
-
Vorzugsweise
ist das weitere Ventil ein Flusssteuerventil.
-
Es
ist besonders bevorzugt, dass die Schaltung weiter mit einer elektronischen
Steuereinheit (ECU) versehen ist, wodurch die Öffnung des weiteren Ventils
abhängig
von gemessenen Getriebe- und/oder Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt wird.
-
Die
ECU kann feststellen, wenn Betriebsbedingungen Öffnung des Ventils erfordern,
z. B. während
schneller Vollbremsung, und dementsprechend reagieren. Dies kann
zum Beispiel durch Überwachen
von Motorgeschwindigkeit und Getriebeausgangsgeschwindigkeit erreicht
werden.
-
Vorzugsweise
ist die ECU derart, dass nach Öffnung
des weiteren Ventils während
einer schnellen Änderung
des Übersetzungsverhältnisses,
sie das weitere Ventil schließt
oder zumindest den Öffnungsgrad
des Ventils reduziert, wenn die Übersetzung
sich Neutral annähert.
-
Es
ist festgestellt worden, dass auf diese Weise für schnelle Verhältnisänderung
ohne ein unannehmbares Ausmaß von
Schwingung und daraus folgender Getriebeinstabilität gesorgt
werden kann.
-
Eine
spezielle Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung soll nun nur zum Aufführen eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, in denen:
-
1 eine
vereinfachte Darstellung eines bekannten Verstellgetriebes vom Laufring-Rollzugtyp ist, das
zur Steuerung der im Folgenden zu beschreibenden Hydraulikschaltung
geeignet ist;
-
2 eine
symbolische Darstellung einer die vorliegende Erfindung verkörpernden
Hydraulikschaltung ist; und
-
3 ein
Schaubild ist, das zeigt, wie ein an ein Ventil der Schaltung von 2 angelegter
Steuerstrom variiert wird.
-
Die
in 2 dargestellte Hydraulikschaltung ist zum Gebrauch
mit einem Drehmomentsteuer-Verstellgetriebe des oben unter Bezugnahme
auf 1 beschriebenen Typs geeignet. 2 zeigt
in Form einer Darstellung einen Satz von drei Hydraulikbetätigungselementen 100, 100' und 100" (typischerweise würden in
einem Verstellgetriebe des oben beschriebenen Typs mit Doppelhohlraum
sechs solche Betätigungselemente
vorgesehen werden – drei
pro Hohlraum – aber
die restlichen Betätigungselemente
sind der Deutlichkeit zuliebe weggelassen worden). Jedes Betätigungselement
weist einen Kolben 102 auf, dessen zwei Oberflächen Steuerdruck
in einer ersten und zweiten Arbeitskammer 104, 204 ausgesetzt sind,
so dass die durch jedes Betätigungselement ausgeübte Vorspannungskraft
durch die Differenz in diesen Steuerdrucken bestimmt wird. Jedes
Betätigungselement 100 ist
an eine entsprechende Rolle/einen entsprechenden Wagen des in 1 dargestellten
Typs gekoppelt.
-
Die
Hydraulikschaltung stellt eine erste Flussleitung 106 zum
Liefern von Hydraulikfluid zu den ersten Arbeitskammern 104 und
eine zweite Flussleitung 206 zum Liefern von Fluid zu den
zweiten Arbeitskammern 204 bereit. Die erste Flussleitung 106 umfasst
eine Zuführleitung 112 und
eine Ablassleitung 114. Eine Pumpe 110 saugt Hydraulikfluid aus
einem Sumpf 111 (und es sollte festgestellt werden, dass,
während
das Diagramm das Symbol für die
Pumpe an mehreren Stellen zeigt, diese alle den gleichen Gegenstand
darstellen: die Schaltung umfasst nur einen Sumpf) und liefert einen
unter Druck stehenden Fluidfluss durch die Zuführleitung 112 zu den
ersten Arbeitskammern 104 der Betätigungselemente 100.
Die Zuführleitung
ist verzweigt, um alle der Arbeitskammern 104 zu verbinden.
Die Ablassleitung ist jedoch nur direkt an eine dieser Kammern angeschlossen – Kammer 104' des Betätigungselements 100', das als das
erste Hauptbetätigungselement
bezeichnet wird. Druck in der Zuführleitung 112 – und folglich
in den Betätigungselement-Arbeitskammern 104 – wird mittels
eines ersten Drucksteuerventils 116 gesteuert, das in die
Ablassleitung 114 eingebaut ist. Der Öffnungsgrad dieses Ventils
ist stufenlos verstellbaz und wird durch eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 117 bestimmt. Es soll erneut verstanden werden, dass,
während
das Symbol fair die ECU an zwei Stellen in dem Diagramm der Darstellungsbequemlichkeit
zuliebe zu sehen ist, sich diese Symbole beide auf eine einzige
solche Einheit beziehen. Von der stromabwärts liegenden Seite des Drucksteuerventils 116 führt die
Ablassleitung zurück
zum Sumpf 111, aus dem das Hydraulikfluid wieder in Umlauf
gebracht wird.
-
Die
zweite Flussleitung 206 ist ähnlich zu der ersten gebildet
und weist eine zweite Zuführleitung 212,
die Druckhydraulikfluid von einer zweiten Pumpe 210 zu
den zweiten Arbeitskammern 204 liefert, und eine zweite
Ablassleitung 214 auf die über ein zweites Drucksteuerventil 216 zum
Sumpf 111 führt. Die
zweite Ablassleitung 214 ist mit der Arbeitskammer 204" eines zweiten
Hydraulikbetätigungselements 100" verbunden.
-
Die
Hydraulikbetätigungselemente 100' und 100" schaffen Begrenzungen
für die
Betätigungselementbewegung,
wie im technischen Gebiet bekannt ist. Wenn die Kolben 102 sich
ausreichend weit nach links bewegen, bedeckt der Kolben 102' des ersten Hydraulikbetätigungselements 100' die Mündung der Ablassleitung 114,
was weiteres Ablassen von Fluid durch diese verhindert und daher
weitere Bewegung der Kolben nach links verhindert. Das zweite Hydraulikbetätigungselement 100" begrenzt Bewegung
der Kolben nach rechts in einer äquivalenten
Weise.
-
Die
ECU 117 überprüft den Druck
in beiden der Flussleitungen 106, 206 mittels
jeweiliger Druckgeber 118, 218 und passt die Öffnung der
Drucksteuerventile an, um die durch die Betätigungselemente 100 angelegte
Vorspannungskraft zu steuern.
-
2 zeigt
auch eine Ventilanordnung 121 des Typs "höherer
Druck gewinnt",
mit einem jeweiligen Eingang, der an beide der Zuführleitungen 112, 212 angeschlossen
ist. Die Anordnung liefert über
ihren Ausgang 123 Hydraulikfluid aus derjenigen Zuführleitung,
die auf einem höheren
Druck ist, einem Hydraulikkolben (Artikel 15 in 1)
zum Anlegen der benötigten
Endlast an die Verstellgetriebescheiben. Dieses Merkmal an sich
ist im technischen Gebiet bekannt. Ferner sind in 2 ein
erstes und zweites Druckbegrenzungsventil 124, 224 gezeigt, die
jeweils an die erste und zweite Zuführleitung 112, 212 angeschlossen
sind.
-
Es
ist oben auf die Notwendigkeit verwiesen worden, Schwingbewegung
der Kolben 102 (und der Rollen, mit denen sie verbunden
sind) zu dämpfen.
In der dargestellten Hydraulikschaltung wird die Dämpfung hauptsächlich durch
die Drucksteuerventile 116, 216 bereitgestellt,
die in gewissem Ausmaß Fluidfluss
kraft der von ihnen hierfür
gelieferten begrenzten Öffnung
begrenzen. Das Ergebnis ist eine leichte Dämpfung der Kolbenbewegung,
die unter normalen Betriebsbedingungen mit der Bewegungsgeschwindigkeit
vereinbar ist, die von den Kolben benötigt wird. Dieser Dämpfeffekt
kann in einigen Schaltungen durch Einsetzen begrenzter "Dämpfungsöffnungen" in die beiden Flussleitungen verstärkt werden, wie
in Phantom bei 119, 219 in 2 angezeigt
ist. Während
normaler Beschleunigung, Bremsen, etc. kann die Hydraulikschaltung
die Menge von Fluidfluss zu/von den Betätigungselement-Arbeitskammern 104 bis 204 liefern,
die zum Ermöglichen
der erforderlichen Bewegungsgeschwindigkeit der Kolben 102 benötigt wird,
ungeachtet der Hydraulikdämpfung.
-
Wenn
jedoch ein Ereignis wie zum Beispiel schnelle Vollbremsung eine
Notwendigkeit einer sehr schnellen Änderung im Übersetzungsverhältnis des Verstellgetriebes
erzeugt, hat sich die bekannte Schaltung in einigen Fällen als
unfähig
herausgestellt, die benötigte
Fluidflussmenge bereitzustellen. Zum Beispiel beträgt in existierenden
Prototypgetrieben der maximalen Fluss aus der Pumpe 111 typischerweise
10 Liter/Sekunde, während
festgestellt wurde, dass schnelles Bremsen einen Fluss zur Niederdruckseite
der Betätigungselemente 100 so
groß wie
14 Liter/Sekunde erfordert. Auf der Hochdruckseite wird die Entleerung
von Fluid durch die Größe des Flusswegs
durch das relevante Drucksteuerventil (und die Dämpfungsöffnung, in bestimmten Ausführungsformen)
begrenzt.
-
Das
Problem wird in der dargestellten Schaltung mittels eines Ventils,
in dieser Ausführungsform eines
Flusssteuerventils 125 überwunden,
das zwischen der ersten und zweiten Flussleitung 106, 206 stromaufwärts der
Drucksteuerventile 116, 216 angeschlossen ist.
Tatsächlich
ist in der dargestellten Ausführungsform
das Flusssteuerventil 125 über den Ablassleitungen 114, 214 angeschlossen.
Das heißt, das
Ventil 125 befindet sich stromabwärts von den Betätigungselement-Arbeitskammern 104, 204.
Das Flusssteuerventil 125 ist normalerweise geschlossen und
beeinflusst unter normalen Betriebsbedingungen nicht bedeutend den
Betrieb der Hydraulikschaltung oder des Verstellgetriebes insgesamt.
Das Ventil wird durch die ECU gesteuert, sich zu öffnen, wenn,
wie bei einer schnellen Vollbremsung, eine Anforderung von besonders
schneller Verhältnisänderung
vorliegt. Wenn geöffnet,
liefert das Flusssteuerventil 125 eine Route fair Fluid
zum Fließen
aus einer Flussleitung 106, 206 zur anderen, wobei
die Drucksteuerventile 116, 216 umgangen werden.
Folglich wird eine größere Menge
von Fluidfluss aus der Hochdruckseite jedes Betätigungselements 100 heraus
ermöglicht, zusammen
mit einer größeren Flussmenge
in die Niederdruckseiten. Die Auswirkung besteht darin, dass, durch
umfassende Senkung der Dämpfungswirkung
von den Drucksteuerventilen 116, 216, das Verstellgetriebe
sehr schnell das Verhältnis ändern kann. Öffnen des
Ventils reduziert die Druckdifferenz über den beiden Flussleitungen 106, 206,
die schneller Verhältnisänderung
Widerstand entgegensetzt.
-
Die
Steuerung des Flusssteuerventils 125 soll nun unter Bezugnahme
auf 3 erklärt
werden.
-
Die
ECU empfängt
Signale, die mehrere Größen bezüglich des
Betriebs des Getriebes und des Fahrzeugs insgesamt darstellen. Diese
umfassen zum Beispiel Positionen von Bremse und Gaspedal, Motorgeschwindigkeit, Übersetzungsgeschwindigkeit
und dergleichen.
-
Als
Reaktion steuert die ECU unter anderem die Drucksteuerventile 116, 216 und
das Flusssteuerventil 125. Der Öffnungsgrad des Flusssteuerventils 125 wird
durch einen an dieses angelegten Steuerstrom bestimmt, und die Größe dieses
Stroms wird durch die ECU unter Bezugnahme auf eine Nachschlagtabelle
eingestellt, die graphisch in 3 dargestellt
ist. In dieser besonderen Ausführungsform wird
der Steuerstrom abhängig
von zwei Variablen eingestellt:
- i. das Übersetzungsverhältnis, das
durch die ECU basierend auf der Motorgeschwindigkeit und der Getriebeausgangsgeschwindigkeit
berechnet wird; und
- ii. die Rate der Fahrzeugbeschleunigung, berechnet als das erste
Differential der Getriebeausgangsgeschwindigkeit.
-
Es
muss zum Verstehen von 3 erkannt werden, dass das Flusssteuerventil 125 der
vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung von dem Typ ist, der vollständig offen ist, wenn der Steuerstrom null
ist, und der einen Strom benötigt – in diesem
Fall zwei Ampere – um
vollständig
geschlossen zu werden. Dies bedeutet, dass ein Strom konstant während Normalbetrieb
des Getriebes an das Ventil angelegt werden muss. In Herstellungsversionen
des Getriebes ist es der Energiewirksamkeit zuliebe wahrscheinlich,
dass ein im entgegengesetzten Sinne arbeitendes Ventil zu verwenden
ist, – d.
h. ein Ventil, das geschlossen ist, wenn der Steuerstrom null ist.
-
Es
wird dem Schaubild zu entnehmen sein, dass das Verhältnis der
betrachteten Übersetzung null
erreichen kann. Dies erfolgt ohne Verwendung einer Kupplung oder
eines Drehmomentwandlers zum Lösen
des Motors von dem Getriebeausgang. Solcher Betrieb "Geared Neutral" ist den Fachleuten in
diesem Gebiet gut bekannt und soll hier nicht detailliert erklärt werden.
Ein bekanntes Getriebe, dass ein Planetenmischgetriebe zum Erreichen
von Geared Neutral verwendet, ist zum Beispiel in GB8429823 offenbart.
-
Es
sollte auch verstanden werden, dass das betrachtete Getriebe mindestens
zwei "Betriebsbedingungen
oder Betriebszustände" – hoher Betriebszustand und
niedriger Betriebszustand – aufweist, wobei
die Beziehung zwischen dem durch das Verstellgetriebe gelieferten
Verhältnis
und dem durch das Getriebe als ganzes gelieferten Verhältnis in
den beiden Betriebszuständen
unterschiedlich ist. Erneut sind Getriebe mit mehreren Betriebszuständen in technischen
Gebiet gut bekannt und die benötigten Getriebeanordnungen
sollen hier nicht detailliert beschrieben werden. Niedriger Betriebszustand
liefert einen niedrigen Bereich von Verhältnissen einschließlich Geared
Neutral. Hoher Betriebszustand liefert einen höheren Bereich von Verhältnissen.
Ein Übergang
von einem Betriebszustand zum anderen erfolgt durch Verschieben
von Betriebszustandskupplungen bei einem vorbestimmten "synchronen" Verhältnis, bei
dem entgegengesetzte Seiten der Kupplungen bei identischen Geschwindigkeiten
rotieren.
-
Nun übergehend
zu 3, ist zu sehen, dass Fahrzeugbeschleunigungsgeschwindigkeiten unter
einem gewählten
Schwellenwert – in
dem bei 300 angezeigt Bereich – keine Öffnung des Flusssteuerventils 125 erzeugen.
Dies entspricht normalem Fahren bei mäßigen Raten von Verhältnisänderung,
wobei die in der Verstellgetriebeschaltung erzeugten Flüsse durch
die Drucksteuerventile 116, 216 angepasst werden.
Auch bei hohen Übersetzungsverhältnissen
im Bereich 302 wird das Flusssteuerventil 125 nicht
geöffnet.
Bei diesen hohen Verhältnissen
ist der von den Verstellgetrieberollen erforderliche Ratenmesswert
sogar bei schneller Fahrzeugbeschleunigung relativ niedrig. Folglich
stellt das Plateau 300, 302 hoher Höhe "normalen" Betrieb dar, wobei
ein Strom von zwei Ampere an das Flusssteuerventil 125 zum
Halten desselben in seiner geschlossenen Konfiguration angelegt
wird. Dies ist immer der Fall unter einer bestimmten Fahrzeugbeschleunigung
von ungefähr
15 km/h/s und auch über einem
bestimmten Übersetzungsverhältnis von
etwa 1. Der Rest des Schaubilds entspricht Betriebsbedingungen,
in denen das Flusssteuerventil 125 zumindest teilweise
als Reaktion auf schnelle Änderung
in der Fahrzeuggeschwindigkeit bei relativ niedrigem Übersetzungsverhältnis geöffnet wird.
-
Unter
solchen Bedingungen müssen
zwei im Gegensatz stehende Anforderungen in Einklang gebracht werden.
Zum Erreichen von schneller Verhältnisänderung
ist eine niedrige Höhe
von Hydraulikdämpfung
der Kolbenbewegung erforderlich. Wie oben erklärt wurde, erreicht Öffnung des
Flusssteuerventils 125 dies, wobei die Drucksteuerventile 116, 216 umgangen
werden. Es bleibt jedoch die Anforderung bestehen, dass Schwingbewegung
der Kolben 102 (und folglich der Verstellgetrieberollen)
innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten werden muss.
-
Zum
Anerkennen, wie diese Anforderungen beide erfüllt werden, soll erwogen werden,
was geschieht, wenn eine Vollbremsung an einem schnell fahrenden
Fahrzeug erfolgt. Das Übersetzungsverhältnis ist
zuerst hoch, muss jedoch auf null abfallen. Zuerst wird das Flusssteuerventil
geschlossen, aber wenn das Übersetzungsverhältnis unter
etwa 1 fällt, zeigt
die ansteigende Oberfläche 304 an,
dass das Ventil zunehmend geöffnet
wird. Betriebszustandsänderung
von hoch auf niedrig während
Bremsen erfolgt bei einem Verhältnis
von etwa 0,6, bei niedrigem Betriebszustand müssen sich die Verstellgetrieberollen
schneller bewegen, fair eine gegebene Fahrzeugverlangsamungsrate,
als bei hohem Betriebszustand. Folglich ist das Ventil 125 in
einem Bereich 306 vollständig offen. Die Verstellgetrieberollen
und Kolben 102 müssen
sich schnell in dieser Phase bewegen, aber die nichtgedämpfte schnelle
Bewegung ist notwendigerweise kurz. Wenn sich das Fahrzeug Stillstand
annähert
(Übersetzungsverhältnis null), ändern sich
die Anforderungen. Stabiler Verstellgetriebebetrieb in dieser Endphase
erfordert Hydraulikdämpfung,
und die Mengen von Fluss und Druck in der Hydraulikschaltung werden
reduziert (zum Verstehen des Grundes hierfür, ist zu berücksichtigen, dass
sich das Getriebe dem Zustand Geared Neutral annähert, in dem kein Drehmoment übertragen
wird, entsprechend null angelegter Kraft von den Hydraulikbetätigungselementen).
Folglich wird das Flusssteuerventil 125, wenn sich das
Fahrzeug Stillstand annähert,
schnell geschlossen, wie durch eine nach oben gedreht Lippe 308 angezeigt
ist.