DE68906756T2

DE68906756T2 - Druckregelung fuer ein stufenlos verstellbares getriebe.

Info

Publication number: DE68906756T2
Application number: DE8989310704T
Authority: DE
Inventors: Motohisa C O Fuji Juk Miyazaki
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-10-19
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: EP0365302A1; JP2781902B2; DE68906756D1; JPH02113157A; EP0365302B1; US5012696A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein stufenlos verstellbares automatisches Riemengetriebe eines Kraftfahrzeuges, und insbesondere ein System zum Verhindern des Schlupfens eines Riemens auf Riemenscheiben des Riemengetriebes.
Ein bekanntes Steuersystem für ein mit einer elektromagnetischen Kupplung verbundenes, stufenlos verstellbares Riemengetriebe, das in der JP-A-54-157 930 offenbart ist, enthält einen endlosen, über eine Antriebs- und eine Abtriebsriemenscheibe laufenden Riemen. Jede Riemenscheibe besteht aus einer beweglichen konischen Scheibe, die durch eine hydraulisch betriebene Servoeinrichtung axial bewegt wird, um so den Laufdurchmesser des Riemens auf den Riemenscheiben in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen zu verändern. Das System ist mit einem Hydraulikkreislauf einschließlich einer Pumpe zum Versorgen der Servoeinrichtungen mit Öl, einem Leitungsdrucksteuerventil und einem Übersetzungsverhältnissteuerventil versehen. Jedes Ventil besitzt einen Steuerkolben zum Steuern des den Servoeinrichtungen zugeführten Öles.
Das Übersetzungsverhältnissteuerventil ist wirksam, um das Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad einer Drosselklappe eines Motors und der Drehzahl des Motors zu bestimmen.
Das Leitungsdrucksteuerventil ist funktionell mit einem Sensorgleitschuh durch einen Hebel und eine Feder verbunden. Der Sensorgleitschuh wird in Übereinstimmung mit dem Übersetzungsverhältnis verschoben, wodurch sich die Spannkräfte der Feder ändern. Auf diese Weise ist das Leitungsdrucksteuerventil angepaßt, um den Leitungsdruck entsprechend dem Übersetzungsverhältnis und der Motordrehzahl zu steuern, das heißt, den Pitot-Druck. Der Leitungsdruck wird gesteuert, um das Schlupfen des Riemens auf den Riemenscheiben zu verhindern und die Ausgangsleistung des Motors zu übertragen.
Beim Anfahren des Fahrzeuges ist die Übersetzung auf einem Maximalwert festgesetzt. Wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert übersteigt, rückt die elektromagnetische Kupplung ein, so daß das Fahrzeug anfährt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl gesetzte Werte unter einer Fahrbedingung überschreiten, beginnt die Übersetzung zu wechseln (hochzuschalten). Das Übersetzungsverhältnis wird automatisch und stufenlos reduziert, selbst dann, wenn die Motordrehzahl konstant gehalten wird. Auf diese Weise wächst die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses.
Der Leitungsdruck wird jedoch entsprechend dem Übersetzungsverhältnis und der Motordrehzahl und nicht in Abhängigkeit von Änderungen anderer Fahrbedingungen gesteuert.
Zum Beispiel können die Fahrzeugräder durchdrehen, wenn ein Gaspedal eines Fahrzeuges beim Fahren auf einer Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten schnell niedergedrückt wird. Wenn die Räder durchdrehen, steigt auch die Motordrehzahl und daher die Raddrehzahl Vw, die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt kaum, wie es in Fig. 6a gezeigt ist. Das Ansteigen der Motordrehzahl Ne bewirkt das Ansteigen des Pitot-Druckes, so daß das Übersetzungsverhältnis kleiner wird (hochschalten), wodurch der Leitungsdruck PL absinkt (Fig. 6b). Wenn der Fahrer, der das Durchdrehen der Räder bemerkt, das Gaspedal losläßt (Fig. 6c), sinken die Motordrehzahl Ne und die Raddrehzahl Vw schnell. Als Folge davon greifen die Räder auf der Straße. Das Getriebe wird wegen der Reduzierung der Motordrehzahl Ne auf ein minimal kleines Übersetzungsverhältnis hochgeschaltet. Folglich wird der Leitungsdruck PL ein Minimum, so daß sich die Riemenspannkraft der Riemenscheiben reduziert. Auf der anderen Seite verkleinert sich die Drehzahl der Abtriebsriemenscheibe wegen des Kraftschlusses der Räder zur Straße schnell. Solch eine plötzliche Änderung der Drehgeschwindigkeit der Riemenscheiben bewirkt das Schlupfen des Riemens auf den Riemenscheiben.
Der gattungsgleiche Stand der Technik ist die GB-A-2 197 397, unter deren Berücksichtigung der Anspruch 1 im Oberbegriff charakterisiert wurde. Insbesondere offenbart die GB-A-2 197 397 ein System mit einem Raddrehzahlsensor, einem Gaspedalsensor und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit umfaßt einen Radbeschleunigungs-Rechner, einen Radschlupfanzeiger, der das Durchdrehen der Räder anzeigt, wenn die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert übersteigt, und einen Leitungsregler.
Das in der GB-2 197 397 beschriebene System ist für mindestens einige der im vorangegangenen Text erwähnten technischen Probleme anfällig und um diese Probleme abzuschwächen, wird vorgeschlagen, ein Leitungsdrucksteuersystem für ein stufenlos verstellbares Kraftfahrzeugriemengetriebe zu schaffen, das einen Raddrehzahlsensor, ein Gaspedalstellungssensor und eine Steuereinheit aufweist, die einen Radbeschleunigungs-Rechner zum Berechnen der Radbeschleunigung entsprechend den Änderungen der Raddrehzahl, einen Radschlupfanzeiger zum Anzeigen des Auftretens von Radschlupf, wenn die Beschleunigung einen vorbestimmten Wert überschreitet, und einen Leitungsdruckregler zum Steuern des Leitungsdruckes in einein Hydraulikkreislauf besitzt. Gemäß der Erfindung ist das System dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsdruckregler zum Erhöhen des Leitungsdruckes, um das Schlupfen des Antriebsriemens des Getriebes zu verhindern, anspricht bei Koinzidenz von:
(a) Ermitteln durch den Gaspedalstellungssensor, daß das Gaspedal niedergedrückt ist; und
(b) Anzeigen von Radschlupf durch den Radschlupfanzeiger.
Andere Ziele und Ausführungsformen dieser Erfindung werden durch die folgende Beschreibung eines Leitungsdrucksteuersystems, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, verständlich.
Fig. 1a und 1b zeigen eine Schnittansicht eines stufenlos verstellbaren Riemengetriebes, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;
Fig. 2a und 2b zeigen einen erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerkreislauf;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit zum Steuern des Leitungsdruckes;
Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis und dem Leitungsdruck;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems zeigt; und
Fig. 6a bis 6c sind Diagramme, die die Kennlinien der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Raddrehzahl und der Motordrehzahl bzw. der Übersetzung und des Leitungsdruckes bzw. des Drosselklappenöffnungsgrades zeigen.
Die Fig. 1a und 1b zeigen ein Kraftübertragungssystem mit einem stufenlos verstellbaren automatischen Riemengetriebe für ein Kraftfahrzeug, für das die vorliegende Erfindung verwendet wird. Ein Motor E ist quer in einem Vorderteil eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Das Kraftübertragungssystem besteht aus einer Elektromagnetpulverkupplung 1, einer Gangwählvorrichtung 2, einem stufenlos verstellbaren Riemengetriebe 3 und einer Enduntersetzungsvorrichtung 4 für die Vorderräder. Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Gehäuse 6 vorgesehen. Die Wählvorrichtung 2, das Getriebe 3 und die Enduntersetzungsvorrichtung 4 sind in einem Hauptgehäuse 7 und einem Seitengehäuse 8 vorgesehen. Eine Kurbelwelle 10 des Motors E ist mit einem ringförmigen Antriebsglied 12 durch eine Antriebsplatte 11 der Elektromagnetpulverkupplung 1 verbunden. Die Elektromagnetpulverkupplung 1 besteht aus einem Abtriebsglied 14 und einer in dem Abtriebsglied 14 vorgesehenen Magnetisierungsspule 15. Die äußere Fläche des Abtriebsgliedes 14 ist von der inneren Fläche des Antriebsgliedes 12 durch einen Spalt 16 getrennt. In der Spalte 16 ist Magnetpulver vorgesehen. Das Abtriebsglied 14 ist an einer Antriebswelle 13 des Rieinengetriebes 3 befestigt. Die Spule 15 wird durch Bürsten und Schleifringe mit Strom von einem Steuerkreislauf für die Elektromagnetpulverkupplung 1 versorgt.
Wenn die Magnetisierungsspule 15 durch den Kupplungsstrom erregt wird, ist das Abtriebsglied 14 magnetisiert, um einen durch das Antriebsglied 12 führenden Magnetfluß zu erzeugen. Das Magnetpulver wird durch den Magnetfluß in dem Spalt 16 zusammengedrängt und das Abtriebsglied 14 mit dem Antriebsglied 12 durch das Pulver in Eingriff gebracht. Andererseits sind das Antriebsund Abtriebsglied 12 und 14 voneinander getrennt, wenn der Kupplungsstrom unterbrochen ist.
Die Gangwähleinrichtung 2 ist zwischen der Antriebswelle 13 und einer Getriebehauptwelle 20 vorgesehen. Die Getriebehauptwelle 20 ist zylindrisch und koaxial zu der Antriebswelle 13 angeordnet. Die Gangwähleinrichtung 2 besteht aus einem mit der Antriebswelle 13 integrierten Antriebsrad 21, einem drehbar an der Getriebehauptwelle 20 befestigten Rücklaufabtriebsrad 22 und einer an der Getriebehauptwelle 20 befestigten Synchrongetriebeeinrichtung 27. Das Antriebsrad 21 greift mit einem der an einer Welle 23 drehbar befestigten Vorgelege 24 ineinander. Ein anderes Zahnrad der Vorgelege 24 greift mit einem drehbar an einer Welle 25 befestigten Zwischenrad 26 ineinander, das beim Drehen mit dem Abtriebsrad 22 in Eingriff kommt.
Die Synchrongetriebeeinrichtung 27 besteht aus einer an der Getriebehauptwelle 20 befestigten Nabe 28, einer Synchronhülse 29, die mit der Nabe 28 mit Gleitfedern verschiebbar ineinandergreift, und Synchronringen 30 und 31. Die Synchronhülse 29 ist angepaßt, um mit den Paßfedern des Antriebsrades 21 oder den Paßfedern des Abtriebsrades 22 mittels der Ringe 30 oder 31 ineinanderzugreifen.
In einer Leerlaufstellung (N-Bereich) oder einer Parkstellung (P-Bereich) eines Wählhebels 117 (Fig. 2b), greift die Hülse 29 mit keinem Rad ineinander, so daß die Getriebehauptwelle 20 von der Antriebswelle 13 abgetrennt ist. Wenn die Hülse 29 mit dein Zahnrad 21 ineinandergreift, ist die Antriebswelle 13 mit der Getriebehauptwelle 20 durch das Zahnrad 21 und die Synchrongetriebeeinrichtung 27 verbunden, um eine Fahrbereichsposition (D, Ds-Bereiche) vorzusehen. Wenn die Hülse 29 mit dem Zahnrad 22 ineinandergreift, ist die Antriebswelle 13 mit der Getriebehauptwelle 20 durch die Zahnräder 21, 24, 26 und 22 verbunden, um eine Rückwärtsfahrposition (R-Bereich) vorzusehen.
Die Getriebehauptwelle 20 hat einen axialen Durchgang, in dem eine mit der Kurbelwelle 10 verbundene Ölpumpenantriebswelle 42 angeordnet ist. In dem Getriebe 3 ist parallel zu der Getriebehauptwelle 20 eine Abtriebswelle 35 vorgesehen. An den Wellen 20 und 35 sind eine Antriebsriemenscheibe 36 und eine Abtriebsriemenscheibe 37 angeordnet. Eine feststehende konische Scheibe 36a der Antriebsriemenscheibe 36 ist mit der Getriebehauptwelle integriert und eine axial bewegliche konische Scheibe 36b ist axial verschiebbar auf der Getriebehauptwelle 20 angeordnet. Die bewegliche konische Scheibe 36b gleitet außerdem in einem Zylinder 38a, der an der Getriebehauptwelle 20 befestigt ist, um eine Servoeinrichtung 38 mit einer Kammer 38b zu bilden.
Eine feststehende konische Scheibe 37a der Abtriebsriemenscheibe 37 ist gegenüber der beweglichen Scheibe 36b an der Abtriebswelle 35 ausgebildet und eine bewegliche konische Scheibe 37b ist auf der Abtriebswelle 35 gegenüber der Scheibe 36a verschiebbar angeordnet. Die bewegliche konische Scheibe 37b gleitet außerdem in einem Zylinder 39a, der an der Abtriebswelle 35 befestigt ist, um eine Servoeinrichtung 39 zu bilden. Eine Kammer 39b der Servoeinrichtung 39 ist durch einen Kanal 71b mit einer Ölpumpe 41 verbunden. Eine Feder 40 ist vorgesehen, uin die bewegliche konische Scheibe 37b an die feststehende konische Scheibe 37a zu drängen. Ein Antriebsriemen 34 greift mit der Antriebsrieinenscheibe 36 und der Abtriebsriemenscheibe 37 ineinander. Die bewegliche Scheibe 36b hat einen dem Leitungsdruck ausgesetzten Bereich, der größer ist als der entsprechende Bereich der beweglichen Scheibe 37b.
An der Abtriebswelle 35 ist ein Antriebszahnrad 43a befestigt, das mit einem Zwischenreduzierrad 43a an einer Zwischenwelle 44 ineinandergreift. Ein Zwischenzahnrad 45 an der Zwischenwelle 44 greift mit einem Ausgangszahnrad 46 ineinander. Die Rotation des Ausgangszahnrades 46 wird auf die Achsen 48a und 48b der Frontantriebsräder durch ein Differential 47 übertragen.
Die Fig. 2a und 2b zeigen einen erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerkreislauf. Der Kreislauf ist mit einem Druckregelventil 90 und einem Übersetzungsverhältnissteuerventil 100 versehen.
Das Druckregelventil 90 besteht aus einem Ventilkörper 91, einem Steuerkolben 92 und einer zwischen einer Federhalterung 93 und einem Ende des Steuerkolbens 92 vorgesehenen Feder 94 zum Verschieben des Steuerkolbens nach links.
Das Übersetzungsverhältnissteuerventil 100 besteht aus einem Ventilkörper 101, einem Steuerkolben 102, einem Arbeitskolben 107 und einer Steuereinrichtung 120 zum Steuern des auf den Steuerkolben 92 aufgebrachten Drukkes.
Öl aus einem Ölvorratsbehälter 70 wird einer Öffnung 91c des Druckregelventils 90 mittels der Pumpe 41 durch einen Kanal 71a zugeführt. Ein mit dem Kanal 71a verbundener Ölkanal 71b ist mit der Servokammer 39b der Abtriebsriemenscheibe verbunden. Außerdem ist ein Ölkanal 71c mit der Servokammer 38b der Antriebsriemenscheibe durch die Öffnungen 101d und 101b des Übersetzungsverhältnissteuerventils 100 und einem Kanal 71 verbunden. Das Öl fließt von einer Öffnung 9le des Regelventils 90 durch einen Abflußkanal 75a und ein Entlastungsventil 76 zurück zum Einlaß der Pumpe 41. Eine Entleerungsöffnung 101c des Übersetzungsverhältnissteuerventils 100 ist mit dem Ölvorratsbehälter 70 durch einen Abflußkanal 82 und ein Rückschlagventil 83, das einen Verriegelungsmechanismus hat, verbunden.
Ein Antriebsriemenscheibenzylinder 38a hat eine ringförmige innere Nut 38c, in der ein Umlaufgeschwindigkeitssensor 73 in der Form eines Pitot-Rohres vorgesehen ist, um die Geschwindigkeit des Öles in der Nut 38c zu messen, das ist die Drehzahl der Getriebehauptwelle 20, die proportional zur Motordrehzahl ist. Der durch den Umlaufgeschwindigkeitssensor 73 erzeugte Pitot-Druck wird einer Endkammer 91a des Ventils 90 durch den Kanal 74 zugeführt. Der Pitot-Druck wird außerdem einer Endkammer 101a des Ventils 100 durch ein Rückschlagventil 103 oder eine kleine Öffnung 104 zugeführt.
Die Öffnung 9le des Druckregelventils 90 ist durch einen Kanal 75a und einen Kanal 75b, der eine kleine Öffnung 86a besitzt, mit einem stromaufwärts vom Entlastungsventil 76 gelegenen Auswahlpositionsanzeigeventil 130 verbunden und außerdem durch einen Kanal 85 mit einem Stellgliedelement 140 für das Übersetzungsverhältnissteuerventil 100.
Ein Sensorgleitschuh 95 zum Erfassen der aktuellen Übersetzung ist verschiebbar an einem parallel zur Achse des Steuerkolbens 92 verlaufenden Schmierölrohr 96 angeordnet. Eine an einem Ende des Sensorgleitschuhs befestigte Schraube 95a berührt ein Ende einer an der Federhalterung 93 befestigten Schraube 93a und das andere Ende des Sensorgleitschuhs 95 berührt eine Außenseite 36d der beweglichen Scheibe 36b. Auf diese Weise wird die Position der beweglichen Scheibe 36b, die das Übersetzungsverhältnis während des Betriebes anzeigt, durch die Feder 94 auf den Steuerkolben 92 übertragen. Am Ende des Ventilkörpers 91 gegenüber der Feder 94 wird der Pitot- Druck auf die Endkammer 91a und der Leitungsdruck im Kanal 71a auf die Öffnung 91c aufgebracht. Eine zwischen der Kammer 91a und der Öffnung 91c vorgesehene Öffnung 91b zum Verhindern des Ölleckens in Abhängigkeit vom Leitungsdruck ist durch einen Abflußkanal mit dem Ölvorratsbehälter 70 verbunden. Eine Öffnung 91d ist mit der Öffnung 91e durch eine an einer hervorstehenden Fläche 92b des Steuerkolbens 92 ausgebildeten Fase 92a verbunden, wenn der Steuerkolben 92 nach rechts geschoben wird, so daß der Leitungsdruck reguliert werden kann. Eine nahe der Öffnung 91e vorgesehene Öffnung 91f zum Ändern des Leitungsdruckniveaus ist durch einen Kanal 98 und ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 97 mit dem Kanal 71c verbunden. Das elektromagnetisch betriebene Ventil 97 ist ein Drei-Wege-Ventil, das vorgesehen ist, um wahlweise den Kanal 71c mit der Öffnung 91f zu verbinden, wenn ein Schaltmagnet erregt ist, oder mit einer Entleerungsöffnung, wenn der Schaltmagnet energielos ist.
Auf diese Weise wird der Steuerkolben 92 mit dem Pitot- Druck und dem Leitungsdruck beaufschlagt, um so in die Richtung zum Öffnen der Öffnung 91e bewegt zu werden, während die Spannkraft der Feder 94 entsprechend dem durch den Sensorgleitschuh 95 ermittelten Übersetzungsverhältnis den Steuerkolben 92 in die Richtung zum Schließen der Öffnung 91e schiebt.
Bezeichnet man die Differenz zwischen den Druckaufnahineflächen des Steuerkolbens 92 und der Öffnung 91c als AL und die Differenz zwischen den Druckaufnahmebereichen an der Öffnung 91f als AC, ist die Beziehung zwischen dem Leitungsdruck PL und der durch die Feder 94 ausgeübten Kraft F, wenn das elektromagnetisch betriebenen Ventil 97 nicht erregt ist, um das Öl an der Öffnung 91f zu entleeren, wie folgt ausgedrückt:
AL x PL = F
Damit wird der Leitungsdruck in Übereinstimmung mit der Gleichung PL = F/AL auf einen höheren Wert eingestellt. Wenn der Schaltmagnet des elektromagnetisch betriebenen Ventils 97 erregt ist, um die Öffnung 91f mit Öl zu versorgen, ist die Beziehung ausgedrückt als
(AL + AC) x PL = F
Damit wird der Leitungsdruck PL auf einen niedrigeren Wert in Übereinstimung mit PL = F/(AL + AC) eingestellt. In Fig. 2b ist der Sensorgleitschuh 95 nach rechts bewegt, da das Übersetzungsverhältnis ansteigt, wobei es die Kraft der Feder 94 reduziert, um den Leitungsdruck herabzusetzen. Der Leitungsdruck wirkt in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis mit angemessener Kraft auf den Riemen 34, um den Riemen nicht zum Schlupfen auf den Riemenscheiben zu veranlassen.
Eine nahe einer inneren Fläche des Riemens 34 vorgesehene Düse 77 wird mit Öl durch einen Kanal 75d versorgt, der eine kleine Öffnung 86b besitzt, um das Öl zum Schmieren des Riemens hinauszudrücken. Der Kanal 75d ist durch das Schmierölrohr 96 mit dem Kanal 75a verbunden. Der Kanal 75a ist durch ein Rückschlagventil 79 und einen Ölkühler 80 mit einem Kanal 75e und mit dem Ölvorratsbehälter 70 und außerdem mit einer Düse 78 verbunden, die in der Nut 38c des Antriebsriemenscheibenzylinders 38a vorgesehen ist, um das Öl der Nut 38c zuzuführen. Die Abtriebsriemenscheibe 37 hat eine nahe der Ölkammer 39b gegenüber der Scheibe 37b ausgebildete Ausgleichskammer 39b, die durch einen stromabwärts des Ölkühlers 80 verbundenen Kanal 81 mit Öl versorgt wird, wodurch ein Zentrifugalöldruck in der Ölkammer 39b kompensiert wird.
Das Übersetzungsverhältnissteuerventil 100 hat eine an dem Steuerkolben 102 ausgebildete ringförmige Nut 102a, um die Öffnung 101b mit der Öffnung 101c oder der Öffnung 101d zu verbinden und damit der Servokammer 38b der Antriebsriemenscheibe in Abhängigkeit von der Position des Steuerkolbens 102 Öl zuzuführen oder sie vom Öl zu entleeren. Der Ventilkolben 107 ist im Ventilkörper 101 verschiebbar angeordnet und hat einen axialen Hohlraum 107c. Eine Stange 108 ist im Ventilkörper 101 axial verschiebbar angeordnet und ein Flansch 108d der Stange 108 ist mit der Wand des Hohlraums 107c verschiebbar verbunden. Die Feder 109 ist zwischen dem Flansch 108d und dem Ventilkolben 107 vorgesehen. Beide Endkammern des Übersetzungsverhältnissteuerventils 100 werden mit dem Pitot-Druck beaufschlagt. Eine an einem Ende der Stange 108 vorgesehene Rolle 108a berührt einen Nocken 110, der funktionell mit einem Gaspedal (nicht dargestellt) des Fahrzeugs verbunden ist, damit er in Abhängigkeit vom Niederdrücken des Gaspedals in Drehung versetzt wird.
Die Steuereinrichtung 120 hat einen zwischen dem Ventilkolben 107 und dein Steuerkolben 102 des Übersetzungsverhältnissteuerventils vorgesehenen Druckregler 121 und eine Verbindungsanordnung 122, die an einem Ende mit dem Sensorgleitschuh 95 und an dem anderen Ende mit dem Regler 121 verbunden ist. Der Regler 121 hat ein Führungsteil 111 und einen in dem Führungsteil vorgesehenen Kolben 112. Zwischen dem Steuerkolben 102 und dem Führungsteil 111 ist eine Feder 105 angeordnet und zwischen dem Steuerkolben 102 und dem Kolben 112 ist eine Feder 106 vorgesehen.
Entsprechend Fig. 2b besteht ein Auswahlpositionsanzeigeventil 130 aus einem Ventilkörper 131, einem verschiebbar in dem Ventilkörper 131 angeordneten Absperrorgan 133 mit einer Entleerungsöffnung 132, einer Feder 134, um das Absperrorgan 133 an einen Nocken 135, der sich entsprechend der Position des Wählhebels 136 dreht, zu drängen. Der Nocken 135 hat eine Nase 135a, die den D-, N- und R-Bereichpositionen entspricht, und an beiden Seiten der Nase 135a ausgebildete Nasen 135b, die den P- und Ds-Bereichpositionen entsprechen. In den D-, N- und R-Bereichpositionen drückt die Nase 135a das Absperrorgan 133 in die Richtung zum Schließen der Entleerungsöffnung 132, so daß der Stellöldruck aufgebaut wird. In den P- und Ds-Bereichpositionen bewegt sich das Absperrorgan 133 nach außen, um die Entleerungsöffnung 132 freizugeben und das Öl daraus abzulassen, so daß der Öldruck in den Kanälen 75b und 75c reduziert wird. Zu dieser Zeit nimmt der Öldruck in dem Ölkanal 75b aufgrund einer in dem Ölkanal 75b vorgesehenen kleinen Öffnung 86a allmählich ab. Der Öldruck wird auf ein Betätigungselement 140 aufgebracht.
Das Betätigungseleinent 140 besteht aus einem Zylinder 141, einem verschiebbar im Zylinder 141 angeordneten Kolben 142 und einer Feder 143, um den Kolben 142 zu einer Kolbenkammer 144 zu drängen, auf die der Stellöldruck durch einen Kanal 75c ausgeübt wird. Zwischen dem Sensorgleitschuh 95 und dem Betätigungselement 140 ist ein durch einen Drehzapfen 146a drehbar gelagerter Ausgleichshebel 146 vorgesehen. Der Hebel 146 hat einen Finger 146b, der mit einem Haken 142a an einem äußeren Ende einer Stange des Kolbens 142 in Eingriff bringbar ist und eine Nase 146c, die mit einem Stift 108b an der Stange 108 des Übersetzungsverhältnissteuerventils 100 in Eingriff bringbar ist. Im P- oder Ds-Bereich, wenn kein Stellöldruck in der Kolbenkammer 144 besteht, drückt der Kolben 142 auf den Finger l46b, um den Hebel 146 um den Drehzapfen 146a zu drehen.
Infolgedessen kommt die Nase 146c mit dem Stift 108b in Eingriff, um die Stange 108 um einen vorbestimmten Hub nach links in Fig. 2b zu verschieben und dadurch den Übertragungsbereich auf die Seite einer hohen Motordrehzahl umzuschalten. Damit bewirkt das Loslassen des Gaspedals im Ds-Bereich das Herunterschalten des Getriebes, so daß die Motorbremsung wirksam ist. Unter solch einer Bedingung, wenn das Getriebe heruntergeschaltet wird, um die Scheibe 36b nach links zu verschieben, berührt der Sensorgleitschuh 95 das Ende des Hebels 146, um ihn zu drehen. Auf diese Weise werden die Stange 108 und der Kolben 142 nach rechts bewegt, da das Übersetzungsverhältnis ansteigt, und beim maximalen Übersetzungsverhältnis wird der Kolben 142 in die rechte Endposition zurückgeführt.
Betrachtet man nun Fig. 3, ist eine Steuereinheit 160 vorgesehen, um das elektromagnetisch betriebene Ventil 97 zu steuern. Der Steuereinheit 160 werden Signale zugeführt von einem Drucksensor 150 zum Bestimmen des Druckes in einem Einlaßkanal, einem Motordrehzahlsensor 151, einem Zündschalter 152, einem Raddrehzahlsensor 153, einem Gaspedalschalter 154, einem Sperrschalter 155 und einem Bremsschalter 156. Die Steuereinheit hat eine Motordrehmomentverweistabelle 161, von der ein Motordrehmoment in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen des Drucksensors 150 und des Motordrehzahlsensors 151 abgeleitet wird. Signale vom Zündschalter 152, Gaspedalschalter 154 und Raddrehzahlsensor 153 werden einer Fahrzeuganfahrermittlungseinheit 163 zugeführt, um das Fahren des Fahrzeugs unter einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit festzustellen. Das Ausgangssignal des Raddrehzahlsensors 153 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
In eine Einheit 164 zum Feststellen des Ds/R-Bereiches werden die Ausgangssignale des Gaspedalschalters 154 und des Sperrschalters 155 eingegeben, um die Ds- bzw. R- Bereiche zu bestimmen. Die Steuereinheit 160 hat außerdem eine Schnellbremsermittlungseinheit 165, in die die Fahrzeuggeschwindigkeit Vw und ein Ausgangssignal des Bremsschalters 156 eingegeben werden, um ein plötzliches Bremsen, das zu einer größeren Geschwindigkeitsabnahme als ein vorbestimmter Wert führt, festzustellen.
Ausgangssignale der Tabelle 161 und der Bestimmungseinheiten 163 bis 165 werden einer Betriebszustandsentscheidungseinheit 162 zugeführt. Wenn der Motor in einem stationären Zustand ist, nämlich, wenn das Motordrehmoment kleiner als ein vorbestimmtes Bezugsdrehmoment ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, ist das Fahrzeug im D- Bereich und wenn das Bremspedal nicht schnell gedrückt wird, führt die Entscheidungseinheit 162 ein Signal an eine Einheit 166 zum Bereitstellen eines niedrigen Leitungsdruckes. Die Bereitstellungseinheit 166 gibt nacheinander durch eine Ausgabeeinheit 167 ein Signal an das elektromagnetisch betätigte Ventil 97. Dadurch wird der Schaltmagnet des Ventils 97 angeregt, so daß der Leitungsdruck PL auf einem niedrigen Leitungsdruckniveau PL1 eingestellt wird.
Andererseits, falls der Motor in einem Übergangszustand ist, das heißt, der Betriebszustand des Motors so ist, daß das Motordrehmoment größer als der Bezugswert und die Fahrzeuggeschwindigkeit noch nicht höher als die Bezugsgeschwindigkeit nach dem Anfahren des Fahrzeuges ist, und das Fahrzeug im Ds- oder R-Bereich ist oder daß das Fahrzeug schnell abgebremst wird, gibt die Betriebszustandsentscheidungseinheit 162 ein Signal an die Einheit 168 zum Bereitstellen eines hohen Leitungsdruckes. Folglich wird das elektromagnetisch betriebene Ventil 97 außer Betrieb gesetzt, wodurch das Öl abgelassen wird. Dementsprechend steigt der Leitungsdruck PL höher auf ein hohes Leitungsdruckniveau PLh an.
Die Steuereinheit 160 ist außerdem mit einem Beschleunigungs-Rechner 170 versehen, in dem eine Beschleunigung dVw/dt auf der Grundlage der Raddrehzahl Vw berechnet wird. Die Beschleunigung dVw/dt wird einer Radschlupffeststelleinheit 171 zugeführt, in der die Beschleunigung dVw/dt mit einer vorbestimmten Bezugsbeschleunigung G, bei der das Durchdrehen der Räder auf einer trockenen Straße nicht auftritt, verglichen wird. Wenn die Beschleunigung dVw/dt größer ist als G (dVw/dt≥G), wird festgestellt, daß die Räder durchdrehen. Die Ausgangssignale der Radschlupffeststelleinheit 171, des Gaspedalschalters 154 und eines Zeitgebers 172 werden einem Leitungshochdruckregler 173 zugeführt, der ein Signal an die Betriebszustandsentscheidungseinheit 162 gibt. Das Signal vom Regler 173 dauert über eine Zeit T an, ermittelt vom Zeitgeber 172 nach dem Loslassen des Gaspedals.
Die Arbeitsweise des Systems wird im folgenden beschrieben. Während das Fahrzeug im Stillstand ist, wird die Servokammer 39b der Abtriebsrieinenscheibe durch die Kanäle 71a und 71b mit dem durch das Druckregelventil 90 eingestellten Leitungsdruck versorgt und die Servokammer 38b der Antriebsriemenscheibe wird entleert, bis der Steuerkolben 102 durch die Federn an der linken Endposition ist. Dadurch greift der Riemen 34 mit der Abtriebsriemenscheibe 37 bei einem maximalen Laufdurchmesser ineinander, um das größte Übersetzungsverhältnis iL (niedriger Drehzahlbereich) vorzusehen. Auf der anderen Seite ist der Wählhebel 136 in der N-Bereich-Position, um den N-Bereich auszuwählen, so daß die Entleerungsöffnung 132 von dem Auswahlpositionsbestimmungsventil 130 geschlossen wird. Wenn der D-Bereich ausgewählt ist, sind die Antriebswelle 13 und die Getriebehauptwelle 20 in der Gangwählvorrichtung 2 durch den Wählhebel 136 miteinander verbunden. Zu dieser Zeit ist der Nocken 110 in einer im wesentlichen vertikalen Position, wenn das Gaspedal losgelassen ist. Außerdem ragt die Stange 108 aus dem Ventilkörper 101 heraus, so daß eine minimale Belastung auf die Feder 105 ausgeübt wird.
Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, wird die Elektromagnetpulverkupplung 1 durch einen Kupplungsstrom angeregt, wobei sie die Motorleistung auf die Antriebsriemenscheibe 36 überträgt. Die Ausgangsleistung des Motors wird bei dem größten Übersetzungsverhältnis durch den Antriebsriemen 34 und die Abtriebsriemenscheibe 37 auf die Abtriebswelle 35 und weiter auf die Achsen der Antriebsräder übertragen. Auf diese Weise wird das Fahrzeug angefahren.
Wenn das Gaspedal über einen vorbestimmten Grad hinaus niedergedrückt wird, wird der Nocken 110 gedreht und drückt dabei die Stange 108 nach links. Dadurch wird auf die Feder 105 des Übersetzungsverhältnissteuerventils 100 eine größere Belastung ausgeübt.
Bei dem größten Übersetzungsverhältnis befindet sich der Sensorgleitschuh 95 an der linken Endposition. Dadurch ist der Druckregler 121 so positioniert, um den Kolben 112 in dem Führungsteil 111 zurückzuziehen, getrennt von der Feder 106. Deshalb wird der Steuerkolben 102 durch eine kleine Kraft der Feder 105 nur so weit geschoben, daß er von einem relativ kleinen, auf die Kammer 101a aufgebrachten Pitot-Druck entlastet wird. Infolgedessen beginnt das Getriebe bei einer niedrigen Motordrehzahl heraufzuschalten.
Wenn das Getriebe heraufgeschaltet ist, gleitet der Sensorgleitschuh 95 nach rechts, wodurch er den Druckregler 121 im Gegenzeigersinn in Fig. 2b dreht. Demzufolge wird der Kolben 112 nach links bewegt. Bis der Kolben 112 mit der Feder 106 verbunden ist, ändert sich das Übersetzungsverhältnis, wobei die Motordrehzahl konstant gehalten wird. Nachdem der Kolben 112 mit der Feder 106 in Eingriff gekommen ist, wird der Steuerkolben 102 durch die Federn 105 und 106 nach links gedrängt. Demzufolge wird das Getriebe mit Erhöhen der Motordrehzahl heraufgeschaltet.
Wenn das Gaspedal freigegeben wird, dreht sich der Umschaltnocken 110 in die anfängliche vertikale Position, so daß die Belastung auf die Federn 105 und 106 schnell verringert wird. Demzufolge wird der Steuerkolben 102 nach rechts verschoben, um die Öffnung 101b mit der Öffnung 101d zu verbinden und dadurch der Kammer 38b Öl zuzuführen. Auf diese Weise beginnt das Getriebe zu dem kleinsten Übersetzungsverhältnis iH herauf zuschalten.
Im folgenden wird die Arbeitsweise zum Steuern des Leitungsdruckes beschrieben.
Wenn das Fahrzeug im D-Bereich in einem stationären Zustand gefahren wird, wird der Einheit 166 zum Bereitstellen eines niedrigen Leitungsdruckes von der Betriebszustandsentscheidungseinheit 162 ein Leitungsniederdrucksignal zugeführt. Folglich wird der Schaltmagnet des elektromagnetisch betriebenen Ventils 97 angeregt, um den Kanal 71c mit dem Kanal 98 zu verbinden, so daß der Öffnung 91f des Druckregelventils 90 Öl zugeführt wird. Infolgedessen wird die Spannkraft der Feder 94 verkleinert, so daß der Leitungsdruck PLI, der in Abhängigkeit vom Übersetzungsverhältnis reguliert wird, niedrig wird (Fig. 4). Wenn das Übersetzungsverhältnis im niedrigen Motordrehzahlbereich groß ist, weil die durch die Feder 94 aufgebrachte Federkraft auf den Steuerkolben 92 groß ist, ist die Öffnung 91e durch die Fase 92a des Steuerkolbens 92 geschlossen, um die Menge des Ablaufs zu verringern. Als ein Ergebnis wird der Leitungsdruck erhöht. Beim Heraufschalten des Getriebes durch Gleiten des Sensorgleitschuhs 95 nach rechts verkleinert sich die Federkraft und entleert dabei das Öl durch die Öffnung 91e, um den Leitungsdruck PLI zu verringern, wie in Fig. 4 gezeigt.
Wenn das Fahrzeug in einem Hochlastbereich bei einem Motordrehmoment, das größer ist als ein vorbestimmtes Drehmoment, gefahren wird, oder in einem hohen Drehzahlbereich des Ds-Bereichs, oder wenn das Fahrzeug plötzlich abgebremst wird, gibt die Betriebszustandsentscheidungseinheit 162 ein Leitungshochdrucksignal an die Einheit 168 zum Bereitstellen eines hohen Leitungsdruckes. Dadurch wird der Schaltmagnet des elektromagnetisch betriebenen Ventils 97 energielos und dadurch der Kanal 98 mit der Entleerungsöffnung des Ventils 97 verbunden. Als eine Folge davon wird der Steuerkolben 92 des Druckregelventils 90 nach links gedrängt, um das hohe Leitungsdruckniveau PLh zur Verfügung zu stellen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Das Verhältnis zwischen den Leitungsdrücken PLI und PLh ist bei jedem Übersetzungsverhältnis konstant.
Auf diese Weise wird der dem Motordrehmoment entsprechende niedrige Leitungsdruck PL1 auf die Riemenscheiben aufgebracht, wenn das Fahrzeug in einem stationären Fahrzustand in schwachen und mittleren Motorlastbereichen ist. Auf der anderen Seite wird in einem hohen Motordrehmomentbereich oder in einem Ds-Bereich ein hoher Leitungsdruck aufgebracht, so daß das Schlupfen des Riemens auf den Riemenscheiben beim schnellen Abbremsen verhindert wird. Da die jeweiligen Positionen der Riemenscheiben 36 und 37 und des Riemens 34 beim Starten des Motors nicht immer passend sein können, wird außerdem das hohe Leitungsdruckniveau PLh zeitweilig geliefert, um so die Positionen der Riemenscheiben einzustellen und den Riemen zu spannen.
Der Steuervorgang während des Radschlupfes wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 dargestellte Flußdiagramm beschrieben.
Die Raddrehzahl Vw wird in regelmäßigen Abständen gemessen und die Beschleunigung dVw/dt bei den Schritten S101 und S102 berechnet. Wenn bei einem Schritt S103 ermittelt wird, daß die Beschleunigung dVw/dt kleiner als ein Bezugswert G ist, geht das Programm zu einem Schritt S104, um die oben beschriebene Arbeitsweise für die normale Leitungsdrucksteuerung auszuführen.
Wenn die Beschleunigung dVw/dt den Wert G während der Beschleunigung auf einer Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten überschreitet, wird bestimmt, daß mindestens eines der Räder durchdreht. In einem Schritt S105 wird festgestellt, ob abhängig von dein Ausgangssignal des Gaspedalschalters 154 das Gaspedal niedergedrückt ist. Wenn das Gaspedal niedergedrückt ist, rückt das Programm zu einem Schritt S107 vor, um den Schaltmagneten des elektromagnetisch betriebenen Ventils 97 energielos zu machen. Folglich wird der Leitungsdruck, wie in Fig. 6b dargestellt, auf ein hohes Niveau eingestellt. Wenn der Fahrer das Schlupfen bemerkt und das Gaspedal losläßt, geht das Programm zu einem Schritt S106, um festzustellen, ob die Zeit T vergangen ist. Dadurch wird der Leitungsdruck mit hohem Niveau PLh für die Zeit T nach dem Loslassen des Gaspedals verwendet. Das Getriebe wird heraufgeschaltet, so daß der Leitungsdruck mit hohem Niveau PLh verringert wird, wie es in Fig. 6b durch die Vollinie dargestellt ist. Obwohl sich der auf den Zylinder 39a der Antriebsriemenscheibe 37 ausgeübte Leitungsdruck verringert, wird der Druck auf einem vergleichsweise hohen Niveau gehalten. Deshalb wird der Riemen von der Antriebs- und Abtriebsriemenscheibe fest gespannt. Infolgedessen wird der Riemen ohne Schlupfen gedreht, obgleich sich die Umdrehungsgeschwindigkeit der Riemenscheiben schnell verringert, wenn das Gaspedal losgelassen wird.
Wenn das Gaspedal nach der vorbestimmten Zeit T losgelassen wird, geht das Programm zu dem Schritt S104, um den Leitungsdruck mit niedrigem Niveau PL zu Verfügung zu stellen.
Falls in einem elektrischen System eine Störung auftritt, wird der Schaltmagnet des Ventils 97 energielos gemacht, um einen Leitungsdruck mit hohem Niveau bereitzustellen. Auf diese Weise wird eine ausfallsichere Arbeitsweise zum Verhindern des Schlupfes der Riemenscheiben ausgeführt.
Erfindungsgemäß wird der Leitungsdruck auf einem hohen Niveau gehalten, wenn die Fahrzeugräder durchdrehen, selbst nach dem Loslassen des Gaspedals, so daß das durch plötzliche Änderungen der Drehzahl verursachte Schlupfen der Riemenscheiben verhindert wird. Außerdem wird der Leitungsdruck durch die Anwendung des elektromagnetisch betriebenen Ventils einfach gesteuert.

Claims

1. Leitungsdrucksteuersystem für ein stufenlos verstellbares automatisches Riemengetriebe, mit einem Raddrehzahlsensor (153);

einem Gaspedalstellungssensor (154); und

einer Steuereinheit mit einem Radbeschleunigungs-Rechner (170) zum Berechnen der Radbeschleunigung in Übereinstimmung mit Änderungen der Raddrehzahl, einem Radschlupfanzeiger (171) zum Anzeigen des Auftretens von Radschlupf, wenn die Beschleunigung einen vorbestimmten Wert überschreitet, und einem Leitungsdruckregler (172, 173) zum Steuern des Leitungsdruckes in einem Hydraulikkreislauf,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Leitungsdruckregler (172, 173) zum Erhöhen des Leitungsdruckes, um das Schlupfen des Antriebsriemens des Getriebes zu verhindern, anspricht bei Koinzidenz von:

(a) Ermitteln durch den Gaspedalstellungssensor (154), daß das Gaspedal niedergedrückt ist; und

(b) Anzeigen von Radschlupf durch den Radschlupfanzeiger (171).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber (172) den erhöhten Leitungsdruck für einen Zeitraum nach dem Anheben des Gaspedals aufrechterhält und der Leitungsdruck dann auf einen normalen Leitungsdruck abgesenkt wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsdruckregler (172, 173) eine Leitungsdruckniveauänderungseinheit steuert, die aus einer an einem Druckregelventil (90) vorgesehenen Druckniveauänderungsöffnung (91f) zum Verändern des Leitungsdruckes zwischen einem hohen und einem niedrigen Niveau entsprechend dem darauf ausgeübten Druck, und einem elektromagnetisch betriebenen Ventil (97) besteht, das vorgesehen ist, um in einem ersten Zustand der Druckniveauänderungsöffnung (91f) den Leitungsdruck zuzuführen und in einem zweiten Zustand das Öl an der Öffnung (91f) abzulassen.