DE69211030T2

DE69211030T2 - Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE69211030T2
Application number: DE69211030T
Authority: DE
Inventors: Seiji Esaki; Osamu Sado; Seiji Terauchi; Kazuhiko Ueda
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2012-02-27
Also published as: EP0501457B2; US5238460A; EP0501457A2; DE69211030T3; EP0501457A3; DE69211030D1; EP0501457B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und genauer auf ein Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug, welches einen ersten Kraftübertragungsweg, in welchem die Motorleistung auf die Antriebsräder über ein Zwischenvorgelege übertragen wird, und einen zweiten Kraftübertragungsweg aufweist, in welchem die Motorleistung auf die Antriebsräder durch ein stufenloses Getriebe übertragen wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Wie in den nicht-geprüften japanischen Patentveräffentlichungen Nr.63(1988)- 176862 und 2(1990)-24444 geoffenbart, war ein Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug bekannt, welches einen ersten Kraftübertragungsweg mit einem Zwischenvorgelege bzw. Untersetzungsgetriebe und einen zweiten Kraftübertragungsweg mit einem stufenlosen Getriebe des V-Riemen-Typs umfaßte und in welchem einer der ersten oder zweiten Kraftübertragungswege gemäß den Fahrbedingungen des Fahrzeuges gewählt wurde.
Beispielsweise kann, wenn der erste Kraftübertragungsweg gewählt wird, das Anfahrbeschleunigungsverhalten aufgrund der drehmomenterhöhenden Funktion des Drehmomentwandlers verbessert werden, und wenn der zweite Kraftübertragungsweg gewählt wird, ein geeignetes Übertragungsverhältnis gemäß der Fahrbedingung, ohne eine Umschaltunregelmäßigkeit zu bewirken, aufgrund des stufenlosen Getriebes erhalten.
In jedem der in den obengenannten Patentveräffentlichungen geoffenbarten Kraftübertragungssystemen wird ein stufenloses Getriebe vom V-Riemen-Typ als stufenloses Getriebe verwendet und es wird ein Zwischenvorgelege, umfassend Stimräder, als das Zwischenvorgelege verwendet.
Das stufenlose Getriebe vom V-Riemen-Typ umfaßt eine Antriebsscheibe, welche an einer Antriebswelle angeordnet ist, ein angetriebenes Rad, welches an einer Abtriebswelle angeordnet ist, und einen V-Riemen, welcher um die Antriebsscheibe und die angetriebene Scheibe geführt ist, und in dem stufenlosen Getriebe vom V-Riemen-Typ wird das Übertragungsverhältnis durch Änderung der Breiten der Umfangsnuten der Scheiben mit Hilfe von hydraulischen Betätigungseinrichtungen verändert. Wenn ein derartiges stufenloses Getriebe vom V- Riemen-Typ verwendet wird, so wird die Durchmesserabmessung des Kraftübertragungssystems inhärent vergrößert, da die Antriebswelle und die Abtriebswelle des stufenlosen Getriebes des V-Riemen-Typs parallel zueinander angeordnet sind. Wenn weiters das Zwischenvorgelege Stimräder umfaßt, so vergrößert sich die Durchmesserabmessung des Kraftübertragungssystems, wenn sich das Untersetzungsverhältnis vergrößert.
Das Problem ist gravierender in einem frontangetriebenen Fahrzeug mit Frontmotor, da ein Tunnelbereich, welcher in einer Bodenplatte des Passagierraumes ausgebildet ist und durch welchen sich das Kraftübertragungssystem nach hinten erstreckt, einen großen Durchmesser aufweisen muß.
Ein Kraftübertragungssystem der durch den Oberbegriff des Anspruches 1 definierten Art ist aus der WO-A 90/04121 bekannt.
In diesem bekannten Kraftübertragungssystem sind die wesentlichen Elemente nicht getrennt in einem der ersten oder zweiten Kraftübertragungswege angeordnet. Weiters weist dieses bekannte Kraftübertragungssystem einen Bypasszug für eine direkte Übertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle auf. Dieses bekannte Kraftübertragungssystem weist auch eine relativ große Abmessung in einer Durchmesserrichtung auf, da die wesentlichen Elemente desselben entlang unterschiedlicher Achsen angeordnet sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kraftübertragungssystem der im Oberbegriff des Anspruches 1 definierten Art zur Verfügung zu stellen, welches eine bessere Steuerung von jedem der wesentlichen Elemente desselben ermöglicht und eine kleine Gesamtgräße aufweist.
Dieses Ziel wird durch ein Kraftübertragungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 erhalten.
Genauer ermöglicht Teil a) des Anspruches 1 eine optimierte Steuerbarkeit der wesentlichen Elemente des Kraftübertragungssystems.
Teil b) trägt zu einer geringen Gesamtgröße des Kraftübertragungssystems bei.
Gemäß Teil c) sind die wesentlichen Elemente des Kraftübertragungssystems entlang derselben Achse angeordnet, wobei dies in einer minimalen Größe des Kraftübertragungssystems resultiert.
Da der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus nicht über ein Paar von Wellen verfügt, welche parallel zueinander angeordnet sind und somit ungleich dem stufenlosen Getriebe vom V-Riemen-Typ und daher kleiner in seiner Durchmesserabmessung ist als das stufenlose Getriebe vom V-Riemen-Typ, kann das Kraftübertragungssystem der vorliegenden Erfindung klein in seiner Durchmesserabmessung verglichen mit den bekannten Kraftübertragungssystemen sein, bei welchen das stufenlose Getriebe vom V-Riemen-Typ verwendet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kraftübertragungssystem weiters mit einem Drehmomentwandler ausgebildet, welcher zwischen der Wegumschalteinrichtung und der Abtriebswelle des Motors angeordnet ist und es umfaßt das Zwischenvorgeege einen Planetengetriebemechanismus, wobei der Planetengetriebemechanismus und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus koaxial mit dem Drehmomentwandler angeordnet sind.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kraftübertragungssystem weiters mit einem Drehmomentwandler versehen, welcher in dem ersten Kraftübertragungsweg vor dem Zwischenvorgelege angeordnet ist, und das Zwischenvorgelege umfaßt einen Planetengetriebemechanismus, wobei der Planetengetriebemechanismus und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus koaxial mit dem Drehmomentwandler angeordnet sind.
Wenn der Planetengetriebemechanismus als Zwischenvorgelege bzw. Untersetzungsgetriebe verwendet wird, kann ein größeres Untersetzungsverhältnis erhalten werden, ohne die Durchmesserabmessung beträchtlich zu vergrößern.
Wenn weiters der Planetengetriebemechanismus und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus fluchtend mit der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers angeordnet sind, kann daher die Durchmessergröße des Kraftübertragungssystems im Vergleich mit einem Fall, in welchem diese Elemente parallel zueinander angeordnet sind, klein sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Kraftübertragungssystem in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch die Kraftübertragungswege in der ersten Ausführungsform zeigt,
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, welche ein Steuersystem der Kupplungen in der ersten Ausführungsform zeigt,
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Illustration des Betriebes der in Fig. 3 gezeigten Steuereinheit,
Fig. 5 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche jedoch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 6 ist eine zu Fig. 2 ähnliche Ansicht, welche die Kraftübertragungswege in der zweiten Ausführungsform zeigt,
Fig. 7 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche jedoch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch die Kraftübertragungswege in einem Kraftübertragungssystem in Übereinstimmung mit einer vierten, in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 9 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche jedoch die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
Fig. 10 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche jedoch eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor 2, welcher vier Zylinder 2a aufweist, am vorderen Bereich eines Fahrzeug körpers befestigt, wobei seine Abtriebswelle 2b in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers orientiert ist und die Leistung des Motors 2 auf die Hinterräder über ein Kraftübertragungssystem 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übertragen wird.
D.h., das mit dem Kraftübertragungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug ist ein hinterradgetriebenes Fahrzeug mit Frontmotor.
Das Kraftübertragungssystem 1 umfaßt einen Drehmomentwandler 3 (siehe auch Fig. 2) mit einer Sperrkupplung und erste und zweite Kraftübertragungswege 4 und 5, welche nach dem Drehmomentwandler 3 angeordnet sind. Der erste Kraftübertragungsweg 4 umfaßt einen Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 6 zum Umschalten zwischen einer Vorwärtsfahrt- und eine Rückwärtsbewegung und ein Zwischenvorgelege 7. Der zweite Kraftübertragungsweg 5 umfaßt eine Wegumschaltkupplung 8 zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Kraftübertragungsweg 4 und 5 und ein stufenloses Getriebe 9.
Wenn die Wegumschaltkupplung 8 in Eingriff ist, so wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 5, umfassend das stufenlose Getriebe 9, übertragen, und wenn die Wegumschaltkupplung 8 außer Eingriff ist, so wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4, umfassend das Zwischenvorgeege 7, übertragen.
Der Drehmomentwandler 3 weist eine Antriebswelle 3a und eine Abtriebswelle (Turbinenwelle) 3b auf, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Die Antriebswelle 3a ist mit der Abtriebswelle 2b des Motors 2 verbunden und die Turbinenwelle 3b ist mit dem Zwischenvorgelege 7 verbunden.
Eine Pumpenhülle 30 ist integral mit der Antriebswelle 3a des Drehmomentwand lers 3 ausgebildet und ein hydraulisches Öl füllt das Innere der Pumpenhülle 30. Ein Pumpenflügelrad 31, eine Turbinenauskleidung 32, ein Stator 33 und eine Sperrkupplung 34 sind innerhalb der Pumpenhülle 30 ange ordnet.
Das Pumpenflügelrad 31 ist integral mit der Pumpenhülle 30 ausgebildet und der Turbinenauskleidung 32 gegenüberliegend angeordnet, wobei der Stator 33 dazwischen angeordnet ist. Die Turbinenwelle 3b ist mit der Turbinenauskleidung 32 verbunden. Wenn die Sperrkupplung 34 in Eingriff ist, so sind die Antriebswelle 3a und die Turbinenwelle 3b direkt miteinander verbunden.
Der Stator 33 ist mit einer ersten Hohlwelle 35 über eine Einwegkupplung 36 verbunden. Die erste Hohlwelle 35 ist integral mit einem Gehäuse 10 ausgebildet und ist koaxial mit der Turbinenwelle 3b angeordnet.
Eine Ölpumpe 11 ist an dem hinteren Ende einer zweiten Hohlwelle 37 angeordnet, welche koaxial mit der Turbinenwelle 3b angeordnet ist. Der vordere Endbereich der zweiten Hohlwelle 37 ist integral mit dem Pumpenflügelrad 31 ausgebildet. D.h., die Ölpumpe 11 ist fest mit der Motorabtriebswelle 2b über die Pumpenhülle 30, das Pumpenflügelrad 31 und die zweite Hohlwelle 37 verbunden.
Das Zwischenvorgeege 7 umfaßt ein Paar von Planetengetriebemechanismen 70 und 72, welche koaxial mit der Turbinenwelle 3b angeordnet sind, wobei der Planetengetriebemechanismus 70 vor dem Planetengetriebemechanismus 72 angeordnet ist. Der Planetengetriebemechanismus 70 ist für eine Rückwärtsfahrt und der Planetengetriebemechanismus 72 ist für eine Vorwärtsfahrt vorgesehen.
Der Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 ist vom Typ mit einem Ritzel und umfaßt ein Sonnenrad 700, welches mit der Turbinenwelle 3b verbunden ist, ein Ritzel 701, einen Träger 702, welcher das Ritzel 701 abstützt und an dem Gehäuse 10 befestigt ist, und ein Hohlrad 703, welches mit einer Abtriebswelle 7a über eine Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 verbunden ist. Die Abtriebswelle 7a ist koaxial mit der Turbinenwelle 3b angeordnet.
Der Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 72 ist vom Typ mit zwei Ritzel und umfaßt ein inneres Ritzel 721, welches integral mit dem Ritzel 701 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 ausgebildet ist, und ein äußeres Ritzel 722. Das Sonnenrad 700 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 dient gleichzeitig als das Sonnenrad für den Vorwärtsfahrt- Planetengetriebemechanismus 72. Das innere Ritzel 721 und das äußere Ritzel 722 sind an einem Träger 723 befestigt, welcher integral mit dem Träger 702 des Rückwärts-Planetengetriebemechanismus 70 ausgebildet ist und an dem Gehäuse 10 befestigt ist.
Der Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 72 umfaßt weiters ein Hohlrad 724, welches mit der Abtriebswelle 7a über eine Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 und eine Einwegkupplung 726 verbunden ist. Die Funktion der Einwegkupplung 726 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 und die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 bilden den Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmech anismus 6 und wenn die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 in Eingriff steht, wird die Motorleistung von der Turbinenwelle 3b auf die Abtriebswelle 7a durch den Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 übertragen und die Hinterräder werden in der Rückwärtsfahrrichtung angetrieben, während, wenn die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 in Eingriff steht, die von der Turbinenwelle 3b übertragene Motorleistung auf die Abtriebswelle 7a über den Vorwärts-Planetengetriebemechanismus 72 übertragen wird und die Hinterräder in der Vorwärtsfahrtrichtung gedreht werden.
Das stufenlose Getriebe 9 ist an der Rückseite des Zwischenvorgeleges 7 angeordnet. Das stufenlose Getriebe 9 umfaßt ein Paar von toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 90 und 91, welche an der Achse der Abtriebswelle 7a angeordnet sind, wobei ein toroidaler Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 vor dem anderen angeordnet ist.
Die toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 90 und 91 sind sowohl in der Struktur als auch in der Leistung zueinander gleich und es wird daher nur der toroidale Vorwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 nachfolgend beschrieben. In Fig. 1 wurden denselben Elementen des toroidalen Vorwärtsfahrt- und Rückwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 und 91 dieselben Bezugszeichen gegeben, wobei Bezugszeichen, welche die Elemente des toroidalen Vorwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 bezeichnen, ein "F" hinzugefügt wurde und den Bezugszeichen, welche die Elemente des toroidalen Rückwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 91 bezeichnen, ein "R" hinzugefügt wurde.
Wie dies gut bekannt ist, umfaßt der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 ein Paar von Scheiben 900 und 901, welche in Abstand voneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, und Rollen 902, welche in Kontakt mit den Scheiben 900 und 901 stehen. Die Scheibe 900 ist an der Abtriebswelle 7a befestigt und die Scheibe 901 ist relativ zu der Abtriebswelle 7a drehbar und in der axialen Richtung relativ zu der Abtriebswelle 7a gleitbar. Die Motorleistung wird von der bewegbaren Scheibe 901 eingebracht. Die Scheibe 900 wird als "Abtriebsscheibe 900" bezeichnet und die Scheibe 901 wird als "Antriebsscheibe 901" nachfolgend bezeichnet.
Das Übertragungsverhältnis des toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 wird durch Änderung des Neigungswinkels Q der Rollen 902 durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) gendert. D.h., wenn der Neigungswinkel Q der Rollen 902 geändert wird, so ändert sich der Radius Rin, bei welchem die Rollen 902 in Kontakt mit der Antriebsscheibe 901 stehen, und der Radius R out, bei welchem die Rollen 902 in Kontakt mit der Abtriebsscheibe 900 stehen, und das Verhältnis des Radius Rin zu dem Radius Rout, welches das Übertragungsverhältnis bestimmt, ändert sich ebenfalls.
Der toroidale Vorwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 90 und der toroidale Rückwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 91 sind so positioniert, daß die Antriebsscheiben 901F und 901R nach innen angeordnet sind und die Abtriebsscheiben 900F und 900R nach außen angeordnet sind.
Eine Zwischenscheibe 903 ist zwischen den Antriebsscheiben 901F und 901R angeordnet, um relativ zu den Antriebsscheiben drehbar zu sein. Nocken 904F und 904R sind jeweils zwischen der Zwischenscheibe 903 und der Antriebsscheibe 901F und zwischen der Zwischenscheibe 903 und der Antriebsscheibe 901R angeordnet und wenn das Antriebsdrehmoment ansteigt, so werden die Antriebsscheiben 901F und 901R mit größerer Kraft angetrieben.
Die Motorleistung wird auf die Antriebsscheiben 901F und 901R durch eine Bypasswelle 12 übertragen, welche parallel zum ersten Kraftübertragungsweg 4 angeordnet ist.
D.h., die Bypasswelle 12 ist parallel zur Turbinenwelle 3b und der Abtriebswelle 7a des Zwischenvorgeleges angeordnet und ist mit einem ersten Zahnrad 13 an seinem Vorderende (das linke Ende in Fig. 1) versehen. Das erste Zahnrad 13 ist mit einem zweiten Zahnrad 15 verbunden, wobei ein freilaufendes Zahnrad dazwischen angeordnet ist. Das zweite Zahnrad 15 ist mit der Turbinenwelle 3b über die Wegumschaltkupplung 8 verbunden.
Ein drittes Zahnrad 16 ist am hinteren Ende der Bypasswelle 12 integral mit dieser ausgebildet und kämmt mit einem vierten Zahnrad 17, welches integral mit der Zwischenscheibe 903 ausgebildet ist.
Die Kupplungen 8, 34, 61 und 62 werden durch einen Hydraulikkreislauf 20, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, in Eingriff und außer Eingriff gebracht. D.h., der Hydraulikkreislauf 20 weist eine Mehrzahl von elektromagnetischen Ventilen (nicht dargestellt) zum Umschalten von Leitungen auf und die elektromagnetischen Ventile werden ein- und ausgeschaltet auf der Basis der Signale einer Steuereinheit 21, um die Kupplungen in Eingriff und außer Eingriff zu bringen.
Die Steuereinheit 21 kann einen Mikrocomputer umfassen und Signale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22, einem Gaspedal-Positionssensor 23, welcher das Ausmaß des Nieder drückens des Gaspedals detektiert, und einem Umschaltungs-Positionssensor 24, welcher die Position eines Handschalthebels (nicht dargestellt) detektiert, welcher in eine Position F (vorwärts), R (rückwärts) oder N (neutral) gebracht werden kann.
Die Betriebsweise der Steuereinheit 21 mit Ausnahme jener betreffend die Sperrkupplung 34 ist wie folgt.

Rückwärtsfahren

Die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 ist in Eingriff und die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 und die Wegumschaltkupplung 8 sind im Zustand außer Eingriff. D.h., wenn das Fahrzeug nach rückwärts verfahren werden soll, wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4 übertragen.

Neutral

Die Kupplungen 8, 61 und 62 sind alle außer Eingriff.

Vorwärtsfahren

(1) Vom Start bis zu einer Bewegung niedriger Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 ist in Eingriff und die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 ist außer Eingriff und zur selben Zeit ist die Wegumschaltkupplung 8 im Eingriff. In diesem Zustand kann die Motorleistung auf die Hinterräder entweder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4 oder den zweiten Kraftübertragungsweg 5 übertragen werden.
Die Einwegkupplung 726 ist angeordnet, um zu verriegeln, wenn die Umdrehungszahl auf der Motorseite höher ist als jene auf der Hinterradseite und demgemäß wird, wenn die Umdrehungszahl auf der Motorseite höher ist als auf der Hinterradseite während des Startens, die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4 übertragen.
Die Wegumschaltkupplung 8 ist in Eingriff, während sich das Gaspedal in gelöstem Zustand befindet.

(2) Von einer Bewegung bei mittlerer Geschwindigkeit zu einer Bewegung bei hoher Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 ist in Eingriff und die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 ist außer Eingriff und zur selben Zeit ist auch die Wegumschaltkupplung 8 in Eingriff. Wenn das Fahrzeug zu in diesem Zustand zum Fahren mit Reisegeschwindigkeit gelangt, so wird die Einwegkupplung 726 gelöst und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 5, enthaltend das stufenlose Getriebe 9, übertragen. Wenn das Fahrzeug in diesem Bereich beschleunigt werden soll, so verriegelt die Einwegkupplung 726 und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4 übertragen.
Diese obengenannten Zustände sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Rückwärts Vorwärts Gaspedal Vorwärts Rückwärts T/C-Bereich Vorwärts T/C-Bereich IVM Bereich Rückw.fahrt-Kupplung 61 Vor.fahrt-Kupplung 62 EIN AUS gesperrt frei O: gesperrt (): Einweg-Kupplung ¥: frei IVM: stufenlos verstellbarer Geschwindigkeitswechselmechanismus
Die Sperrkupplung 34 wird auffolgende Art und Weise gesteuert. D.h., wenn das Fahrzeug rückwärts fährt oder das Fahrzeug zum Vorwärtsfahren gestartet wird oder nach vorwärts bei einer geringen Geschwindigkeit angetrieben ist, so ist die Sperrkupplung 34 außer Eingriff und es wird die drehmomenterhöhende Funktion des Drehmomentwandlers verwendet.
Wenn das Fahrzeug bei einer mittleren bis hohen Geschwindigkeit fährt, so ist die Sperrkupplung 34 grundsätzlich in Eingriff. Wenn jedoch ein Zustand, in welchem ein Drehmomentsprung auftreten kann, existiert, d.h. wenn das Fahrzeug beschleunigt wird und das Motorausgangsdrehmoment sich rasch ändert, so gelangt die Sperrkupplung 34 außer Eingriff, um den Drehmomentsprung zu absorbieren.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, gemäß welchem die Steuereinheit 21 die oben beschriebene Kontrolle durchführt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, liest die Steuereinheit 21 zuerst die Position des Handschalthebeis in Schritt S1 und bestimmt dann in Schritt S2, ob sich der Handschalthebel in R befindet. Wenn in Schritt S2 bestimmt wird, daß sich der Handschalthebel in R befindet, so bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 in Eingriff gelangt, die Vorwärtsfahrt-Kupplung außer Eingriff gelangt, die Wegumschaltkupplung 8 außer Eingriff gelangt und die Sperr kupplung 34 außer Eingriff gelangt (Schritte S3 bis S6). Derartig wird, wenn sich der Handschalthebel in R befindet, die Motorleistung auf die Hinterräder durch den Drehmomentwandler 3 und den ersten Kraftübertragungsweg 4 übertragen.
Wenn in Schritt S2 bestimmt wird, daß der Handschalthebel sich nicht in R befindet, so bestimmt die Steuereinheit 21 in Schritt S7, ob sich der Handschalthebel in F befindet. Wenn bestimmt wird, daß der Handschalthebel sich nicht in F befindet, d.h. wenn der Handschalthebel sich in N befindet, so bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61, die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62, die Wegumschaltkupplung 8 und die Sperrkupplung 34 außer Eingriff gelangen (Schritte S8 bis S11). Wenn in Schritt S7 bestimmt wird, daß sich der Handschalthebel in F befindet, so liest die Steuereinheit 21 die Fahrzeuggeschwindigkeit V in Schritt S12. Dann bestimmt die Steuereinheit 21 in Schritt S13, ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht geringer ist als ein vorgegebener Wert Vo.
Wenn in Schritt S13 bestimmt wird, daß die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als der vorbestimmte Wert Vo, d.h. wenn das Fahrzeug startet oder mit einer geringen Geschwindigkeit fährt, so bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 in Eingriff und die Rückwärtsfahrt- Kupplung 61 und die Sperrkupplung 34 außer Eingriff gelangen (Schritte S14 bis S16).
Derart wird, wenn das Fahrzeug startet oder mit einer geringen Geschwindigkeit fährt, die Motorleistung auf die Hinterräder durch den Drehmomentwandler 3 übertragen.
Dann liest die Steuereinheit 21 das Ausmaß des Niederdrückens a des Gaspedals (Schritt S17). Danach bestimmt die Steuereinheit 21 in Schritt S18, ob das Ausmaß des Niederdrückens a des Gaspedals null ist, d.h. ob das Gaspedal losgelassen wurde. Wenn bestimmt wurde, daß das Ausmaß des Niederdrückens a des Gaspedals null ist, so bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Wegumschaltkupplung 8 in Eingriff gelangt (Schritt S19). Andernfalls bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Wegumschaltkupplung 8 außer Eingriff gelangt (Schritt S20).
Wenn in Schritt S13 bestimmt wird, daß die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht geringer ist als der vorgegebene Wert Vo, bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 in Eingriff, die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 außer Eingriff und die Wegumschaltkupplung 8 in Einriff gelangt (Schritte S21 bis S23).
Derart wird, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren bis hohen Geschwindigkeit fährt, die Motorleistung auf die Hinterräder durch das stufenlose Getriebe 9 übertragen.
Dann berechnet die Steuereinheit 21 die Änderung im Ausmaß des Niederdrückens a des Gaspedals (Schritt S24) und bestimmt in Schritt S25, ob die Änderung im Ausmaß des Niederdrückens a des Gaspedals geringer ist als ein vorbestimmter Wert aR. Wenn festgestellt wurde, daß der erstere Wert kleiner ist als der letztere, so bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Sperrkupplung 34 in Eingriff gelangt (Schritt S26). Andernfalls bewirkt die Steuereinheit 21, daß die Sperrkupplung 34 außer Eingriff gelangt, da dies anzeigt, daß die Motorleistung sich rasch ändern kann (Schritt S27).
Die Fig. 5 bis 7 zeigen andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung dieser Ausführungsformen wurden Elemente, welche ähnlich zu denjenigen in der obenbeschriebenen Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht beschrieben und es wird nachfolgend nur der Unterschied zu der obenbeschriebenen Ausführungsform beschrieben werden.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Kraftübertragungssystem in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform ist der Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 6 zwischen dem Drehmomentwandler 3 und dem Zwischenvorgelege 7 angeordnet und eine zweite Vorwärtsfahrt-Kupplung 63 ist an der Rückseite des Zwischenvorgeleges 7 angeordnet.
Wie dies im Detail in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 von der Type mit einem doppelten Ritzel in dieser Ausführungsform und ein Träger 702, an welchem innere und äußere Ritzel 705 und 706 festgelegt sind, ist mit der Turbinenwelle 3b verbunden. Eine erste Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 ist zwischen dem Träger 702 und einem Hohlrad 703 angeordnet, und eine Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 ist zwischen dem Hohlrad 703 und dem Gehäuse 10 angeordnet. Weiters weist der Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 eine Abtriebswelle 70a auf, welche mit einem Sonnenrad 700 verbunden ist.
Wenn die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 in Eingriff ist und die erste Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 außer Eingriff, so wird das Hohlrad 703 stationär gehalten und die Motorleistung wird von dem Träger 702 eingebracht und von dem Sonnenrad 700 ausgebracht. D.h., wenn die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 in Eingriff ist und die erste Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 außer Eingriff, bewegen sich die Ritzel 705 und 706 um das Sonnenrad 700, während sie um ihre Wellen rotieren und demgemäß drehen sich der Träger 702 und das Sonnenrad 700 in entgegengesetzten Richtungen (rückwärts).
Andererseits werden, wenn die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 außer Eingriff ist und die erste Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 in Eingriff ist, das Hohlrad 703 und der Träger 702 relativ zueinander stationär gehalten und die Rotation der Ritzel 705 und 706 an ihren Wellen wird verhindert, wodurch der Träger 702 und das Sonnenrad 700 in derselben Richtung rotieren.
Die Abtriebswelle 70a des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 70 ist mit dem Sonnenrad 725 des Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 72 verbunden. Das zweite Zahnrad 15 und die Wegumschaltkupplung 8 sind an einem mittleren Abschnitt der Abtriebswelle 70a angeordnet.
Die zweite Vorwärtsfahrt-Kupplung 63 ist zwischen dem Hohlrad 724 des Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 72 und der Abtriebswelle 7a (Abtriebsscheibe 900F des toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus) angeordnet und es ist keine Einwegkupplung zwischen der zweiten Vorwärtsfahrt-Kupplung 63 und der Abtriebsscheibe 900F vorgesehen.
In dieser Ausführungsform sind, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, die Wegumschaltkupplung 8 und die erste Vorwärtsfahrt-Kupplung 62 außer Eingriff und die Rückwärtsfahrt-Kupplung 61 und die zweite Vorwärtsfahrt- Kupplung 63 sind in Eingriff.
Während sich der Handschalthebel in F befindet, wo sich die Rückwärtsfahrt- Kupplung 61 außer Eingriff befindet, so ist die Wegumschaltkupplung 8 außer Eingriff und die ersten und zweiten Vorwärtsfahrt-Kupplungen 62 und 63 sind in Eingriff, wenn das Fahrzeug startet oder mit einer niedrigen Geschwindigkeit läuft, und die Wegumschaltkupplung 8 und die erste Vorwärtsfahrt- Kupplung 62 sind in Eingriff und die zweite Vorwärtsfahrt-Kupplung 63 ist außer Eingriff.
Die dritte Ausführungsform, welche in Fig. 7 gezeigt ist, ist in der Struktur im wesentlichen die gleiche wie die erste, in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform mit der Ausnahme, daß der Drehmomentwandler 3 nicht mit einer Sperrkupplung versehen ist.
In dieser Ausführungsform ist in einem Bewegungszustand, in welchem die drehmomenterhöhende Funktion des Drehmomentwandlers 3 nicht verwendet wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit Reisegeschwindigkeit fährt, die Wegumschaltkupplung 8 in Eingriff und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 5, umfassend das stufenlose Getriebe 9, übertragen. in einem Bewegungszustand, in welchem die drehmomenterhöhende Funktion des Drehmomentwandlers 3 verwendet wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug gestartet wird, ist die Wegumschaltkupplung 8 außer Eingriff und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 4, umfassend das Zwischenvorgelege 7, übertragen.
Da der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus nicht ein Paar von Wellen aufweist, welche parallel zueinander angeordnet sind, ähnlich dem stufenlosen Getriebe vom V-Riemen-Typ, und in der Durchmessergröße kleiner ist als stufenlose Getriebe vom V-Riemen-Typ, können Kraftübertragungssysteme der oben beschriebenen Art in ihrer Durchmessergröße klein im Vergleich zu bekannten Kraftübertragungssystemen sein, bei welchen ein stufenloses Getriebe vom V-Riemen-Typ verwendet wird.
Weiters kann in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein größeres Untersetzungsverhältnis erhalten werden, ohne wesentlich die Durchmessergröße zu erhöhen, da der Planetengetriebemechanismus als das Zwischenvorgelege verwendet wird.
Weiters sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Planetengetriebemechanismus und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus fluchtend mit der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers angeordnet und demgemäß kann die Durchmesserabmessung des Kraftübertragungssystems klein im Vergleich zu einem Fall sein, in welchem diese Elemente parallel zueinander angeordnet sind.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben.
Das Kraftübertragungssystem 1001 dieser Ausführungsform weist erste und zweite Kraftübertragungswege 1003 und 1004 auf. Der erste Kraftübertragungsweg 1003 beinhaltet einen Drehmomentwandler 1005, einen Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 1006 zum Umschalten zwischen einer Vorwärtsfahrt- und einer Rückwärtsfahrtbewegung und ein Zwischenvorgelege 1007. Der zweite Kraftübertragungsweg 1004 beinhaltet eine Wegumschaltkupplung 1009 zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Kraftübertragungsweg 1003 und 1004 und ein stufenloses Getriebe 1008.
Wenn die Wegumschaltkupplung 1009 in Eingriff ist, so wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 1004, umfassend das stufenlose Getriebe 1008, übertragen und wenn die Wegumschaltkupplung 1009 außer Eingriff ist, so wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003, umfassend den Drehmomentwandler 1005 und das Untersetzungsgetriebe bzw. Zwischenvorgelege 1007, übertragen.
Wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, sind im ersten Kraftübertragungsweg 1003 der Drehmomentwandler 1005 und das Untersetzungsgetriebe 1007 in Serie von der Motorseite zur Hinterradseite angeordnet.
Der Drehmomentwandler 1005 weist eine Antriebswelle 1005a und eine Abtriebswelle (Turbinenwelle) 1005b auf, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Die Antriebswelle 1005a ist mit der Abtriebswelle 2b des Motors 2 verbunden und die Turbinenwelle 1005b ist mit dem Zwischenvorgelege 1007 verbunden.
Eine Pumpenhülle 1050 ist integral mit der Antriebswelle 1005A des Drehmomentwandlers 1005 ausgebildet und hydraulisches Öl füllt den Innenraum der Pumpenhülle 1050. Ein Pumpenflügelrad 1051, eine Turbinenauskleidung 1052 und ein Stator 1053 sind in der Pumpenhülle 1050 angeordnet.
Das Pumpenflügelrad 1051 ist integral mit der Pumpenhülle 1050 ausgebildet und liegt der Turbinenauskleidung 1052 gegenüber, wobei der Stator 1053 dazwischen liegt. Die Turbinenwelle 1005 ist mit der Turbinenauskleidung 1052 verbunden.
Der Stator 1053 ist mit einer ersten Hohlwelle 1054 über eine Einwegkupplung 1055 verbunden. Die erste Hohlwelle 1054 ist integral mit einem Gehäuse 1010 ausgebildet und ist koaxial zu der Turbinenwelle 1005b angeordnet.
Eine Ölpumpe 1011 ist an dem hinteren Ende einer zweiten Hohlwelle 1056 angeordnet, welche koaxial mit der Turbinenwelle 1005b angeordnet ist. Der vordere End bereich der zweiten Hohlwelle 1056 ist integral mit dem Pumpenflügelrad 1051 ausgebildet. Dies bedeutet, daß die Ölpumpe 1011 fest mit der Motorabtriebswelle 2b über die Pumpenhülle 1050, das Pumpenflügelrad 1051 und die zweite Hohlwelle 1056 verbunden ist.
Das Zwischenvorgelege 1007 umfaßt ein Paar von Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072, welche koaxial mit der Turbinenwelle 1005b angeordnet sind, wobei der Planetengetriebemechanismus 1071 vor dem Planetengetriebemechanismus 1072 angeordnet ist. Der Planetengetriebemechanismus 1071 ist für eine Rückwärtsfahrt und der Planetengetriebemechanismus 1072 ist für eine Vorwärtsfahrt bestimmt.
Der Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 ist vom Typ mit einem Ritzel und umfaßt ein Sonnenrad 1710, welches mit der Turbinenwelle 1005b verbunden ist, ein Ritzel 1711, einen Träger 1712, welcher das Ritzel 1711 trägt und an dem Gehäuse 1010 befestigt ist, und ein Hohlrad 1713, welches mit einer Abtriebswelle 1007a über eine Rückwärtsfahrt-Kupplung 1061 verbunden ist. Die Abtriebswelle 1007a ist koaxial mit der Turbinenwelle 1005b angeordnet.
Der Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1072 ist vom Typ mit zwei Ritzel und umfaßt ein inneres Ritzel 1721, welches integral mit dem Ritzel 1711 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 ausgebildet ist, und ein äußeres Ritzel 1722. Das Sonnenrad 1711 des Rückwärtsfahrt- Planetengetriebemechanismus 1071 dient darüberhinaus auch als Sonnenrad für den Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1072. Das innere Ritzel 1721 und das äußere Ritzel 1722 sind an einem Träger 1723 befestigt, welcher integral mit dem Träger 1712 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 ausgebildet ist und am Gehäuse 1010 mit Hilfe der zweiten Hohlwelle 1054 befestigt ist.
Der Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1072 umfaßt weiters ein Hohlrad 1724, welches mit der Abtriebswelle 1007a mit Hilfe einer Vorwärtsfahrt-Kupplung 1062 und einer Einwegkupplung 1726 verbunden ist. Die Funktion der Einwegkupplung 1726 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Die Rückwärtsfahrt-Kupplung 1061 und die Vorwärtsfahrt-Kupplung 1062 bilden den Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 1006 und wenn die Rückwärtsfahrt-Kupplung 1061 in Eingriff ist, so wird die von der Turbinenwelle 1005b übertragene Motorleistung auf die Abtriebswelle 1007 durch den Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 übertragen und es werden die Hinterräder in der Rückwärtsfahrrichtung gedreht, während, wenn die Vorwärtsfahrt-Kupplung 1062 in Eingriff ist, die von der Turbinenwelle 1005b übertragene Motorleistung auf die Abtriebswelle 1007a durch den Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1072 übertragen wird und die Hinterräder werden in der Vorwärtsfahrrichtung gedreht.
In dem zweiten Kraftübertragungsweg 1004 ist das stufenlose Getriebe 1008 an der hinteren Seite des Zwischenvorgelege 1007 angeordnet. Das stufenlose Getriebe 1008 umfaßt ein Paar von toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R, welche an der Achse der Abtriebswelle 1007a angeordnet sind, wobei der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080F vor dem anderen angeordnet ist.
Die toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R sind sowohl in der Struktur als auch in der Leistung gleich zueinander ausgebildet und es wird daher nachfolgend nur der toroidale Vorwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080F beschrieben. In Fig. 9 sind gleichen Elemente der toroidalen Vorwärtsfahrt- und Rückwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R dieselben Bezugszeichen gegeben.
Wie dies gut bekannt ist, umfaßt der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080F ein Paar von Scheiben 1800 und 1801, welche in der axialen Richtung voneinander in Abstand angeordnet sind, und Rollen 1802, welche in Kontakt mit den Scheiben 1800 und 1801 stehen. Die Scheibe 1800 ist an der Abtriebswelle 1007a befestigt und die Scheibe 1801 ist relativ zu der Abtriebswelle 1007a drehbar und in der axialen Richtung relativ zu der Abtriebswelle 1007a verschiebbar. Die Motorleistung wird von der bewegbaren Scheibe 1801 eingebracht. Die Scheibe 1800 wird nachfolgend als "Abtriebsscheibe 1800" und die Scheibe 1801 wird als "Antriebsscheibe 1801" bezeichnet.
Das Übertragungsverhältnis des toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080F wird durch Änderung des Neigungswinkels Q der Rollen 1802 durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) wie in der ersten Ausführungsform geändert.
Der toroidale Vorwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080F und der toroidale Rückwärtsfahrt-Geschwindigkeitswechselmechanismus 1080R sind so positioniert, daß die Antriebsscheiben 1801 nach innen angeordnet sind und die Abtriebsscheiben 1800 nach außen angeordnet sind.
Eine Zwischenscheibe 1081 ist zwischen den Antriebsscheiben 1801 angeordnet, um relativ zu den Antriebsscheiben drehbar zu sein. Nocken 1804 sind jeweils zwischen der Zwischenscheibe 1081 und der Antriebsscheibe 1801 angeordnet und wenn das Antriebsdrehmoment ansteigt, werden die Antriebsscheiben 1801 mit größerer Kraft angetrieben.
Die Motorleistung wird auf die Antriebsscheiben 1801 über eine Bypasswelle 1012 übertragen, welche parallel zu dem ersten Kraftübertragungsweg 1003 angeordnet ist.
D.h. die Bypasswelle 1012 ist parallel zu der Turbinenwelle 1005b und zu der Abtriebswelle 1007a des Zwischenvorgeleges 1007 angeordnet und ist mit einem ersten Zahnrad 1013 an seinem Vorderende (das linke Ende in Fig. 9) versehen. Das erste Zahnrad 1013 ist mit einem zweiten Zahnrad 1015 verbunden, wobei ein freilaufendes Zahnrad 1014 dazwischen angeordnet ist. Das zweite Zahnrad 1015 ist mit der zweiten Hohlwelle 1056 über eine Wegumschaltkupplung 1009 verbunden. D.h. das Vorderende der Bypasswelle 1012 ist mit dem Pumpenflügelrad 1051 verbunden, welches das Antriebselement des Drehmomentwandlers 1005 ist.
Ein drittes Zahnrad 1016 ist an dem hinteren Ende der Bypasswelle 1012 integral mit dieser ausgebildet und kämmt mit einem vierten Zahnrad 1017, welches integral mit der Zwischenscheibe 1081 ausgebildet ist.
Die Kupplungen 1009, 1061 und 1062 werden durch einen nicht dargestellten Hydraulikkreislauf in Eingriff und außer Eingriff gebracht. Der Zusammenhang zwischen der Position der Kupplungen 1009, 1061 und 1062 und den Fahrbedingungen des Fahrzeuges wird nachfolgend beschrieben.

Rückwärtsfahren

Die Rückwärtsfahrt-Kupplung 1061 ist in Eingriff und die Vorwärtsfahrt- Kupplung 1062 und die Wegumschaltkupplung 1009 sind außer Eingriff. D.h., wenn das Fahrzeug zurückgefahren werden soll, wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen. In diesem Zustand wird daher, da der Träger 1712 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 festgehalten wird, die Motorleistung von dem Sonnenrad 1710 eingebracht und durch das Hohlrad 1713 als untersetzte Rückwärtsdrehbewegung ausgebracht.

Neutral

Die Kupplung 1009, 1061 und 1062 sind alle in einem Zustand außer Eingriff.

Vorwärtsbewegung

(1) Vom Start bis zu einem Fahren mit niedriger Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Kupplung 1062 ist in Eingriff und die Rückwärtsfahrt-Kupplung 1061 ist außer Eingriff und zur selben Zeit ist die Wegumschaltkupplung 1009 außer Eingriff. In diesem Zustand kann die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen werden. In diesem Zustand wird die Motorleistung von dem Sonnenrad 1710 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1071 eingebracht und durch das Hohlrad 1724 des Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1072 als untersetzte, reguläre Drehbewegung ausgebracht.
Die Einwegkupplung 1726 zwischen dem Hohlrad 1726 und der Abtriebswelle 1007a ist derart angeordnet, um zu verriegeln, wenn die Drehzahl auf der Motorseite höher ist als jene auf der Hinterradseite und demgemäß wird, wenn die Drehzahl auf der Motorseite höher ist als jene auf der Hinterradseite, beispielsweise während des Startens, die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen. D.h. während des Startvorganges wird die drehmomenterhöhende Funktion des Drehmomentwandlers 1005 verwendet.
Wenn die Wegumschaltkupplung 1009 in Eingriff ist, während das Gaspedal sich in gelöstem Zustand befindet, so kann ein Motorbremseffekt erhalten werden.

(2) Von einem Fahren bei mittlerer Geschwindigkeit bis zu einem Fahren bei hoher Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Kupplung 1062 ist in Eingriff und die Rückwärtsfahrt- Kupplung 1061 ist außer Eingriff und zur selben Zeit ist auch die Wegumschaltkupplung 1009 in Eingriff. Wenn das Fahrzeug in diesem Zustand zu einem Fahren mit Reisegeschwindigkeit gelangt, so wird die Einwegkupplung 1726 gelöst und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 1004, umfassend das stufenlose Getriebe 1008, übertragen. Wenn das Fahrzeug von einem Zustand aus beschleunigt wird, in welchem das Gaspedal losgelassen ist, so verriegelt die Einwegkupplung 1726 als Antwort auf das Lösen der Wegumschaltkupplung 1009 und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen, wobei die drehmomenterhöhende Funktion des Drehmomentwandlers 1005 verwendet wird.
Diese obengenannten Zustände sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Rückwärts Vorwärts Gaspedal Vorwärts Rückwärts T/C-Bereich Vorwärts T/C-Bereich IVM Bereich Rückw.fahrt-Kupplung 1061 Vor.fahrt-Kupplung 1062 EIN AUS gesperrt frei O: gesperrt (): Einweg-Kupplung ¥: frei IVM: stufenlos verstellbarer Geschwindigkeitswechselmechanismus
Das Kraftübertragungssystem dieser Ausführungsform kann auch klein in der Durchmesserabmessung im Vergleich zu bekannten Kraftübertragungssystemen sein, in welchen ein stufenloses Getriebe vom V-Riemen-Typ verwendet wird.
Weiters kann bei dieser Ausführungsform ein größeres Untersetzungsverhältnis ohne wesentliche Vergrößerung der Durchmesserabmessung erzielt werden, da der Planetengetriebemechanismus als das Zwischenvorgelege verwendet wird.
Weiters sind auch in dieser Ausführungsform der Planetengetriebemechanismus und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus fluchtend mit der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers angeordnet und demgemäß kann die Durchmesserabmessung des Kraftübertragungssystems klein sein im Vergleich zu einem Fall, in welchem diese Elemente parallel zueinander angeordnet sind.
Da weiters in dieser Ausführungsform die Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 und die toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R in dieser Reihenfolge von der Motorseite weg angeordnet sind und demgemäß der Abtrieb von den Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 unter Verwendung der Abtriebswelle der toroidalen Ge schwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R ausgegeben werden. D.h., da die Abtriebsscheiben 1800 der toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R an der Abtriebswelle 1007a der Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 festgelegt werden können, kann der Abtrieb der Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 leicht abgenommen werden.
Da weiters die Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 und die toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R nebeneinanderliegend angeordnet sind, kann die Vorwärtsfahrt-Kupplung 1061 und die Rückwärtsfahrt-Kupplung 1062 direkt mit den Abtriebsscheiben 1800 der toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R verbunden werden und es muß kein getrennter Mechanismus vorgesehen sein, um den Abtrieb der Planetengetriebemechanismen 1071 und 1072 abzunehmen.
Da weiters in dieser Ausführungsform das stufenlose Getriebe 1008 von einem Paar von toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen 1080F und 1080R gebildet ist, welche parallel zueinander angeordnet sind, kann jeder toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus eine kleine Leistung aufweisen und das Kraftübertragungssystem kann klein in der Durchmesserabmessung im Vergleich mit einem Fall sein, in welchem das stufenlose Getriebe von einem einzelnen toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus gebildet ist.
Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen gleich wie die vierte Ausführungsform, mit der Ausnahme der Struktur des Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 1006 und des Zwischenvorgeleges 1007.
In dieser Ausführungsform umfaßt das Zwischenvorgelege 1007 ein Paar von Planetengetriebemechanismen 1073 und 1074, welche koaxial mit der Turbinenwelle 1005b angeordnet sind, wobei der Planetengetriebemechanismus 1074 vor dem Planetengetriebemechanismus 1073 angeordnet ist. Der Planetengetriebemechanismus 1073 ist für ein Rückwärtsfahren und der Planetengetriebemechanismus 1074 ist für ein Vorwärtsfahren bestimmt.
Der Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1073 ist von der Type mit doppeltem Ritzel und umfaßt ein Sonnenrad 1 730, welches mit der Turbinenwelle 1005b verbunden ist, Ritzel 1731 und 1732, einen Träger 1733, welcher die Ritzel 1731 und 1732 abstützt und an der Abtriebswelle 1007a befestigt ist, und ein Hohlrad 1734, welches mit dem Gehäuse 1010 mit Hilfe einer Rückwärtsfahrt-Bremse 1063 verbunden ist.
Der Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1074 ist auch von einem Typ mit doppeltem Ritzel und umfaßt ein Sonnenrad 1740, welches mit der Turbinenwelle 1005b verbunden ist, Ritzel 1741 und 1742, einen Träger 1743, welcher die Ritzel 1731 und 1732 abstützt und mit dem Gehäuse 1010 über eine Vorwärtsfahrt-Bremse 1064 verbunden ist, und ein Hohlrad 1744, welches mit der Abtriebswelle 1007a über eine Einwegkupplung 1745 und den Träger 1733 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1073 verbunden ist.
Die Bremsen 1063 und 1064 werden angezogen und gelöst und die Wegumschaltkupplung 1009 wird in Eingriff und außer Eingriff durch einen Hydraulikkreislauf gebracht, welcher nicht dargestellt ist. Der Zusammenhang zwischen der Position der Bremsen 1063 und 1064 und der Wegumschaltkupplung 1009 und den Fahrbedingungen des Fahrzeuges wird nachfolgend beschrieben.

Rückwärtsfahren

Die Rückwärtsfahrt-Bremse 1063 ist in angezogenem Zustand und die Vorwärtsfahrt-Bremse 1064 und die Wegumschaltkupplung 1009 sind in gelöstem Zustand. D.h., wenn das Fahrzeug zurückgefahren werden soll, so wird die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen. In diesem Zustand wird daher, da das Hohlrad 1734 des Rückwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1073 statisch gehalten wird, die Motorleistung von dem Sonnenrad 1730 eingebracht und durch den Träger 1733 als untersetzte Rückwärtsdrehbewegung ausgebracht.

Neutral

Die Kupplung 1009 und die Bremsen 1063 und 1064 sind alle in gelöstem Zustand.

Vorwärtsfahren

(1) Vom Start bis zu einem Fahren mit niedriger Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Bremse 1064 ist in angezogenem Zustand und die Rückwärtsfahrt-Bremse 1063 und die Wegumschaltkupplung 1009 sind in gelöstem Zustand. In diesem Zustand kann die Motorleistung auf die Hinterräder durch den ersten Kraftübertragungsweg 1003 übertragen werden und der Träger 1743 des Vorwärtsfahrt-Planetengetriebemechanismus 1074 wird stationär gehalten, wodurch die Motorleistung von dem Sonnenrad 1740 eingebracht und durch das Hohlrad 1744 als untersetzte, reguläre Drehbewegung ausgebracht wird.
Die Einwegkupplung 1745 zwischen dem Hohlrad 1744 und der Abtriebswelle 1007a ist angeordnet, um zu verriegeln, wenn die Drehzahl auf der Motorseite höher ist als jene auf der Hinterradseite, sodaß das Hohlrad 1744 an der Abtriebswelle 1007a mit Hilfe des Trägers 1733 des Rückwärtsfahrt- Planetengetriebemechanismus 1073 befestigt ist und die Motorleistung auf die Hinterräder übertragen wird.
Obwohl die Einwegkupplung 1745 zwischen dem Hohlrad 1744 und dem Träger 1733 in dieser Ausführungsform angeordnet ist, kann sie an jedem anderen geeigneten Platz angeordnet sein.

(2) Von einem Fahren mit mittlerer Geschwindigkeit bis zu einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit

Die Vorwärtsfahrt-Bremse 1064 ist in angezogenem Zustand und die Rückwärtsfahrt-Bremse 1063 ist in gelösten Zustand und zur selben Zeit ist die Wegumschaltkupplung 1009 in Eingriff. Wenn das Fahrzeug in diesem Zustand zu einem Fahren mit Reisegeschwindigkeit gelangt, wird die Einwegkupplung 1745 gelöst und die Motorleistung wird auf die Hinterräder durch den zweiten Kraftübertragungsweg 1004, umfassend das stufenlose Getriebe 1008, übertragen.
In dieser Ausführungsform ist der Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus 1006 durch die Bremsen 1063 und 1064 gebildet, welche an dem Gehäuse 1010 an jeweils einem ihrer Enden befestigt sind und dementsprechend können die Hydraulikkreislauf zur Betätigung der Bremsen 1063 und 1064 an dem Gehäuse 1010 befestigt werden, wodurch der hydraulische Kreislauf vereinfacht werden kann, die Anzahl der Teile reduziert werden kann und die Bremsen genau gesteuert werden können.

Claims

1. Kraftübertragungssystem (1; 1001) für ein Fahrzeug zur Übertragung der Motorleistung auf Antriebsräder des Fahrzeuges, umfassend einen ersten Kraftübertragungsweg (4; 1003), einen zweiten Kraftübertragungsweg (5; 1004), eine Wegumschalteinrichtung (8; 1009) zum Umschalten der Motorleistung zwischen den ersten und zweiten Übertragungswegen (4, 5; 1003, 1004) gemäß der Fahrbedingung des Fahrzeugs, und eine Abtriebswelle (7a; 1007a), welche Kraft von entweder dem ersten oder zweiten Kraftübertragungsweg empfängt, worin die ersten und zweiten Kraftübertragungswege (4, 5; 1003, 1004) einen Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus (6; 1006), ein Zwischenvorgelege (7; 1007) und ein stufenloses Getriebe (9; 1008), wobei das stufenlose Getriebe (9; 1008) in einem der Kraftübertragungswege angeordnet ist und von einem toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) gebildet ist, umfassend eine Abtriebsscheibe (900; 1800), eine Antriebsscheibe (901; 1801) und eine Rolle (902; 1802), welche sowohl mit der Antriebs- als auch mit der Abtriebsscheibe in Kontakt steht, um sich um eine Achse in Abhängigkeit von einer Rotation der Antriebsscheibe (901; 1801) zu drehen und um die Rotation der Antriebsscheibe (901) auf die Abtriebsscheibe (900; 1800) zu übertragen, wobei das Übertragungsverhältnis des toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) durch Änderung der Neigung (Q) der Achse, um welche die Rolle (902; 1802) rotiert, verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus (6; 1006) und das Zwischenvorgelege (7; 1007) Teile des ersten Kraftübertragungsweges (4; 1003) bilden, während das stufenlose Getriebe (9; 1008) Teil des zweiten Kraftübertragungsweges (5; 1004) ist, die Abtriebsscheibe (900; 1800) des toroidalen Geschwindigkeits wechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) an der Abtriebswelle (7a; 1007a) des Kraftübertragungssystems befestigt ist, während die Antriebsscheibe (901; 1801) in der axialen Richtung der Abtriebswelle (7a; 1007a) verschoben werden kann, und der Vorwärtsfahrt-Rückwärtsfahrt-Umschaltmechanismus (6; 1006), das Zwischenvorgelege (7; 1007) und das stufenlose Getriebe (9; 1008) entlang derselben Achse angeordnet sind.

2. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, welches weiters einen Drehmomentwandler (3) umfaßt, welcher zwischen der Wegumschalteinrich tung (8) und der Abtriebswelle (2b) des Motors (2) angeordnet ist.

3. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, in welchem das Zwischenvorgelege (7; 1007) einen Planetengetriebemechanismus (70, 72; 1071, 1072) umfaßt.

4. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 3, in welchem der Planetengetriebemechanismus (70, 72; 1071, 1072) und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) koaxial mit dem Drehmomentwandler (3; 1005) angeordnet sind.

5. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 2, in welchem der Drehmomentwandler (3) eine Sperrkupplung (34) aufweist.

6. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, in welchem ein Drehmomentwandler (1005) in dem ersten Kraftübertragungsweg (1003) vor dem Zwischenvorgelege (1007) angeordnet ist.

7. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 4, in welchem die Abtriebswelle von sowohl dem Planetengetriebemechanismus (70, 72) als auch dem toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91) als die Abtriebswelle des jeweils anderen wirkt.

8. Kraftübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem das stufenlose Getriebe ein Paar von toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismen (90, 91; 1080F, 1080R) umfaßt, welche nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind.

9. Kraftübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der Planetengetriebemechanismus (70, 72; 1071, 1072) und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) in dieser Reihenfolge von der Motorseite zu den Antriebsrädern angeordnet sind.

10. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 9, in welchem sich eine Bypasswelle (12; 1012) parallel zur Achse des Planetengetriebemechanismus (70, 72; 1071, 1072) erstreckt, wobei ein Ende der Bypasswelle (12; 1012) mit einem Antriebs- oder Abtriebselement des Drehmomentwandlers (3) durch ein erstes Räderwerk (13 - 15; 1013 - 1015) und das andere Ende der Bypasswelle (12; 1012) mit der Antriebsscheibe (901; 1801) des toroidalen Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) mit Hilfe eines zweiten Räderwerks (16, 17; 1016 - 1017) verbunden ist.

11. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 9, in welchem der Planetengetriebemechanismus (70, 72; 1071, 1072) und der toroidale Geschwindigkeitswechselmechanismus (90, 91; 1080F, 1080R) nebeneinanderlie gend angeordnet sind.