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Die
vorliegende Erfindu ng betrifft allgemein eine hydraulische
Steuer-/Regelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, welche eine Kupplung steuert/regelt, und insbesondere
eine hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung, welche für eine Fahrzeugstartkupplung
verwendet wird. Die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung stellt
die Bewegung des Fahrzeugs selbst während des Auftretens einer
Störung
in der Schaltung der Steuer-/Regelvorrichtung sicher.
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Eine
hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung dieser Art ist aus der BE-A-100
91 48 bekannt. In der bekannten hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung liefert
eine Pumpe Hydrauliköl
an zwei nacheinander folgende Ventile, welche einen definierten
Leitungsdruck setzen. Der Leitungsdruck wird zwei parallelen Magnetventilen
zugeführt,
welche entsprechend einem elektrischen Steuer-/Regelsignal einen
Ventilsteuer/regeldruck erzeugen. Von diesen zwei Magnetventilen
wird der Ventilsteuer/regeldruck einem weiteren Ventil, von dort
aus einem manuell betätigten
Ventil und von dort aus schließlich
einer hydraulischen Betätigungseinrichtung
der Kupplung zugeführt.
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Im
Falle einer Störung
des elektrischen Systems wird die Druckausgabe durch ein Verschiebungssteuer/regelventil
auf einen Maximalwert erhöht,
wodurch der Schieber des weiteren Ventils und der Schieber eines
Druckschaltventils verschoben werden. Durch das Verschieben des
Schiebers des Druckschaltventils wird der Druck eines Abschnitts der
Leitungen auf einen Druck gesetzt, welcher der Drehzahl der Brennkraftmaschine
entspricht. Durch Verschieben des Schiebers des weiteren Ventils
wird die hydraulische Betätigungseinrichtung
mit einem Druck verbunden, welcher aufgrund des Betriebs der Pumpe
stets in dem Leitungssystem vorhanden ist. Der der Drehzahl der
Brennkraftmaschine entsprechende Druck wird als ein Signaldruck
an ein Regulierventil zum Regulieren des stets vorhandenen Drucks
geschickt. Demzufolge wird auch der stets vorhandene Druck entsprechend
der Drehzahl der Brennkraftmaschine reguliert.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden einige Hintergrundinformationen
gegeben:
Allgemein umfasst ein Fahrzeuggetriebe einen Gangwechselmechanismus
und einen Kupplungsmechanismus (auch als „Startkupplung" bezeichnet). Der
Gangwechselmechanismus enthält
ein Eingabeelement, welches durch eine Maschine angetrieben ist,
sowie ein Ausgabeelement, welches mit Rädern eines Fahrzeugs verbunden
ist. Eine Startkupplung steuert/regelt die mechanische Kraftübertragung zum
Starten, Fahren und Anhalten des Fahrzeugs in Bezug auf das Einrücken und
Ausrücken
der Kupplung. Im Allgemeinen wird das Einrücken der Kupplung hydraulisch
gesteuert/geregelt und in den meisten Kupplungsmechanismen wird
die Hydrauliksteuerung/regelung für den Betrieb der Kupplung
beispielsweise in Relation zur Drehzahl der Maschine ausgeführt, welche
durch einen Sensor erfasst wird, und ein elektromagnetisches Ventil
wird nach Maßgabe
der erfassten Drehzahl betätigt.
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Um
einen Fehler in der Hydrauliksteuerung/regelung zu vermeiden, wenn
eine elektrische Störung
(z.B. eine Störung
des elektrischen Steuer-/Regelsystems) oder ein Offenbleiben (d.h.
der Zustand, in welchem der Schieber eines Ventils in seinem geöffneten
Zustand bleibt/festsitzt) auftritt, werden solche hydraulischen
Steuer-/Regeleinheiten oftmals mit einem Sicherungsmechanismus ausgestattet,
in welchem ein Signaldruck entsprechend der Drehzahl der Maschine
erzeugt wird und die Hydrauliksteuerung/regelung wird unter Verwendung
dieses Signaldrucks ausgeführt.
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Als
Sicherungsmechanismus ist ein Mechanismus, welcher ein Staurohr
verwendet, bekannt und als Beispiel des Standes der Technik in der
japanischen Patentanmeldung Nr. H10(1998)-57827 beschrieben, welche
durch den selben Anmelder angemeldet wurde wie diese Patentanmeldung. 5 zeigt
eine Startkupplungssteuer/regelvorrichtung des Standes der Technik,
welche ein Staurohr verwendet. In diesem Hydraulikkreislauf ist
ein Stauflansch 51 in einer direkten Verbindung mit der
Ausgangswelle der Maschine vorgesehen und ein Staurohr 53 ist
entgegen der Drehrichtung in dem Schmieröl vorgesehen, welches sich
in der Ölkammer
des Stauflansches 51 ansammelt. Das Staurohr 53 entnimmt
den dynamischen Druck des Schmieröls, welches sich in dem Stauflansch
entlang der Drehung der Maschine bewegt, als einen Signaldruck,
welcher der Drehzahl der Maschine entspricht. In dem folgenden Absatz wird
dieser zum Steuern/Regeln der Startkupplung verwendete Hydraulikkreislauf
im Detail beschrieben.
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In
dieser Steuer-/Regelvorrichtung wird der Druck des von einem Tank
T durch eine Pumpe P zugeführten
Hydrauliköls
durch Regulierventile 71 und 72 auf einen Leitungsdruck
PL eingestellt und dieser Leitungsdruck PL wird einem Startkupplungssteuer/regelventil 81 zugeführt. In
dem Startkupplungssteuer/regelventil wird ein Steuer-/Regeldruck
entsprechend dem an dem linearen Elektromagnet 81a dieses
Ventils angelegten elektrischen Strom erzeugt. Dieser Steuer-/Regeldruck
wird durch einen Akkumulator 86 und ein Verschiebungsbeschränkungsventil 82 zugeführt, welche
an einer Leitung 92 zur Startkupplung 5 vorgesehen
sind, um das Einrücken
der Kupplung zu steuern/zu regeln.
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Andererseits
wird der Leitungsdruck PL auch durch eine andere Leitung 91c einem
Verschiebungssteuer/regelventil 85 zugeführt und
ein Verschiebungssteuer/regeldruck wird entsprechend dem an den Linearelektromagnet 85a dieses
Ventils angelegten elektrischen Strom erzeugt. Dieser Verschiebungssteuer/regeldruck
wird über
eine Leitung 94 einem Verschiebungsbeschränkungsventil 82 als
Signaldruck zugeführt.
Der Verschiebungssteuer/regeldruck wird als der Druck zur Hydrauliksteuerung/regelung
der Breiten der Antriebsriemenscheiben und angetriebenen Riemenscheiben
des stufenlosen Gangschaltmechanismus vom Riementyp verwendet, welcher
nicht in den Zeichnungen gezeigt ist.
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Wie
in 6 im Detail gezeigt ist, enthält das Verschiebungsbeschränkungsventil 82 einen
Schieber 82a, welcher durch eine Feder 82b nach
rechts vorgespannt ist, und der Verschiebungssteuer/regeldruck erzeugt
einen Schub, welcher den Schieber 82a nach links drückt. Die
Position des Schiebers 82a in dem Verschiebungsbeschränkungsventil 82 ist entsprechend
der Größe des Verschiebungssteuer/regeldrucks
steuer-/regelbar und somit ist dieser Druck in der Lage, das Schalten
der Schaltungen für die
Startkupplung, die Einstellung der Ventilöffnung, usw. zu steuern/zu
regeln.
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Diese
Steuer-/Regelvorrichtung ist derart konstruiert, dass dann, wenn
bestimmt wird, dass in den Schaltungen der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
eine Störung
vorliegt, beispielsweise das Startkupplungs-Steuer-/Regelventil 81 oder
die elektrische Schaltung ausfällt,
der an das Verschiebungssteuer/regelventil 85 angelegte
Strom abgeschaltet wird, um das Verschiebungssteuer/regelventil 85 in seinem
geöffneten
Zustand 85 festzuhalten. Im Ergebnis empfängt die
Leitung 94 den gleichen Leitungsdruck wie die Leitung 91. 6 zeigt
alle Ventile in ihrem Störungsmodus.
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In
diesem Modus ist der Schieber 82a des Verschiebungsbeschränkungsventils 82 durch
den über
die Leitung 94 angelegten Leitungsdruck gegen die Feder 82b nach
links gedrückt.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, sind die Leitung 92 und
die Leitung 93, welche in Fluidverbindung standen, nun voneinander
getrennt, während
die Leitung 91b und die Leitung 95 in Fluidverbindung
miteinander stehen. In diesem Zustand wirkt der Leitungsdruck in
der Leitung 91b über
eine Leitung 95 auf ein Stauregulierventil 83 und
ein Anteil des Hydrauliköls
wird durch eine Leitung 95b, welche von der Leitung 95 abgezweigt
ist, einer Ölzuführröhre 52 zugeführt, von
welcher aus das Öl
in die Ölkammer
des Stauflansches 51 ausgelassen wird.
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Das
Hydrauliköl 54,
welches sich in der Ölkammer
des Stauflansches 51 ansammelt, wird mit dem Stauflansch 51 entsprechend
seiner Viskosität gedreht,
da der Stauflansch 51 direkt mit der Ausgangswelle der
Maschine verbunden ist. Der Detektorabschnitt an der Spitze des
Staurohrs 53 ist in diesem Hydrauliköl in einer der Drehung des
Flansches entgegengesetzten Richtung angeordnet. Somit erfasst das
Staurohr 53 den dynamischen Druck, welcher proportional
zur Strömungsgeschwindigkeit
des sich drehenden Hydrauliköls
ist. Als Ergebnis wird der Druck (Signaldruck), welcher der Drehzahl
der Maschine entspricht, von dem Staurohr 53 aus durch eine
Leitung 96 dem Stauregulierventil 83 zugeführt.
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Das
Stauregulierventil 83 enthält einen Schieber 83a,
welcher durch eine Feder 83b in der Zeichnung nach links
vorgespannt ist, und der oben erwähnte Signaldruck (im Folgenden
auch als „der Staudruck" bezeichnet), welcher
der Drehzahl der Maschine entspricht, erzeugt einen Schub auf den Schieber
nach rechts. Somit wird die Position des Schiebers 83a entsprechend
der Drehzahl der Maschine gesteuert/geregelt. Daher reguliert das
Stauregulierventil 83 den Leitungsdruck in der Leitung 95 entsprechend
dem Staudruck, d.h. dem Signaldruck, und führt den der Drehzahl der Maschine
entsprechenden Druck durch die Leitungen 97 und 93 der Startkupplung 5 zu.
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In
diesem Kupplungssteuer/regelkreislauf schließt das Stausteuer/regelventil 83 im
Wesentlichen die Fluidverbindung zwischen den Leitungen 95 und 97, wenn
die Drehzahl der Maschine relativ gering ist, wenn sich das Fahrzeug
beispielsweise im Leerlaufzustand befindet. In diesem Zustand befindet sich
die Kupplung im ausgerückten
Zustand, so dass das Fahrzeug nicht anfährt. Wenn die Drehzahl der Maschine
ein wenig erhöht
wird, d.h. das Beschleunigungspedal ein wenig niedergetreten wird,
so öffnet sich
dieses Ventil teilweise, so dass das Fahrzeug allmählich anfährt. Wenn
das Beschleunigungspedal weiter niedergetreten wird, um die Drehzahl
der Maschine zu erhöhen,
so wird die Kupplung vollständig eingerückt, und
das Fahrzeug ist in der Lage, kontinuierlich zu fahren.
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Durch
die Bereitstellung eines solchen Sicherungsmechanismus kann das
Fahrzeug allmählich
losfahren und anhalten, selbst wenn in der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
für die
Kupplung ein Fehler, beispielsweise aufgrund einer Störung in
dem Hydraulikkreislauf oder der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung,
einschließlich
der Startkupplung, oder eine Störung
in dem elektrischen Steuer-/Regelsystem vorliegt.
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Bei
diesem Typ eines Sicherungsmechanismus schließt die Verstärkungseinstellung
des Kupplungssteuer/regeldrucks (d.h. die Einstellung des Kupplungssteuer/regeldrucks
gegen den Signaldruck) jedoch nicht nur die Einstellung des Schiebers des
Startkupplungssteuer/regelventils 81, sondern auch die
des Verschiebungsbeschränkungsventils 82 ein.
Außerdem
benötigt
die Verstärkungseinstellung des
Kupplungsdrucks für
den unnormalen Zustand die Einstellung der zwei Schieber, welche
sich in dem Verschiebungsbeschränkungsventil 82 und
dem Stauregulierventil 83 befinden. Es muss somit eine Anzahl
von Arbeitsstunden zum Einstellen und Setzen des Sicherungsmechanismus
aufgewendet werden, um eine angemessene Balance in diesen Ventilen
sowohl für
den normalen Betriebszustand als auch für den unnormalen Zustand zu
halten.
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Zusätzlich muss
in diesem Hydraulikkreislauf der Kupplungssteuer/regeldruck, welcher
bereits zum Steuern/Regeln der Kupplung eingestellt worden ist,
ein zusätzliches
Ventil passieren (z.B. das Verschiebungsbeschränkungsventil 82 in
der Zeichnung), und zwar sowohl im normalen als auch im unnormalen
Zustand. Es bestehen somit Bedenken, dass das Vorhandensein eines
solchen Ventils die Wahrscheinlichkeit eines Öllecks und eines resultierenden
Druckverlustes speziell in der Umgebung dieses Ventils und der mit
ihm verbundenen Ölkanäle (z.B.
der Leitungen 92, 95 und 97) erhöht.
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Ferner
ist der Hydraulikkreislauf des Standes der Technik derart konstruiert,
dass der Kupplungssteuer/regeldruck, welcher die Startkupplung betätigt, das
Startkupplungssteuer/regelventil 81 (im normalen Zustand)
und das Stauregulierventil 83 (im unnormalen Zustand) passiert.
Im Ergebnis müssen beispielsweise
dann, wenn die Maschine durch eine andere ersetzt wird, welche eine
größere Ausgangsleistung
aufweist, und daher die Kapazität
der Kupplung vergrößert werden
muss, diese Werte ebenfalls ersetzt werden, um die Kapazitäten sowie
auch die Kapazität
des Linearelektromagnetventils 81a zu vergrößern. Dies
ist ein weiterer Nachteil.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine hydraulische Kupplungssteuer/regelvorrichtung
gelöst,
welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die Funktion eines
großen
Teils dieser Merkmale wird nachfolgend erläutert:
Das Regulierventilmittel
stellt einen Leitungsdruck (PL), welcher der für eine Steuerung/Regelung verwendete
Originaldruck ist, ein und setzt diesen und das elektrisch gesteuerte/geregelte
Ventil erzeugt einen Ventilsteuer/regeldruck in Reaktion auf ein
elektrisches Steuer-/Regelsignal. Das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel
erzeugt mechanisch einen Entsprechungsdruck, welcher der Drehzahl
der Maschine entspricht, und das Kupplungsdrucksteuer/regelventil
stellt den Leitungsdruck durch Verwendung des Ventilsteuer/regeldrucks
oder des Entsprechungsdrucks ein und führt diesen eingestellten Leitungsdruck
einer hydraulischen Betätigungseinrichtung
zu, welche die Kupplung betätigt.
Das Fehlerbestimmungsmittel bestimmt, ob in der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
ein Fehler vorliegt. Solange die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung
normal arbeitet, wird der Leitungsdruck durch den Ventilsteuer/regeldruck
eingestellt, um den Kupplungssteuer/regeldruck zu setzen. Wenn jedoch
das Bestimmungsmittel bestimmt, dass in der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
eine Störung
vorliegt, so wird der Leitungsdruck durch den oben erwähnten Entsprechungsdruck
anstelle des Ventilsteuer/regeldrucks eingestellt, um den Kupplungssteuer/regeldruck
zu setzen. Dieser Kupplungssteuer/regeldruck wird dann der hydraulischen
Betätigungseinrichtung in
der Kupplung zugeführt
(z.B. der Zylinderkammer 4 der Kupplung 5).
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Diese
hydraulische Kupplungssteuer/regelvorrichtung steuert/regelt das
Kupplungsdrucksteuer/regelventil durch den Ventilsteuer/regeldruck,
welcher von dem elektrisch gesteuerten/geregelten Ventil im normalen
Betriebszustand zugeführt
wird (dieser „normale
Betriebszustand" schließt nicht
den Zustand ein, in welchem die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung
einer Störung
unterliegt. Dieser Ausdruck wird in den folgenden Abschnitten dazu
verwendet, dieselbe hier definierte Bedeutung anzugeben) und stellt
den Leitungsdruck ein und setzt diesen durch das Kupplungsdrucksteuer/regelventil,
um die hydraulische Betätigungseinrichtung
der Kupplung zu betätigen.
Wird jedoch bestimmt, dass die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung
einer Störung unterliegt
(ein Fehlerereignis), so wird anstelle des Ventilsteuer/regeldrucks
von dem elektrisch gesteuerten/geregelten Ventil der Entsprechungsdruck
dem Kupplungsdrucksteuer/regelventil zugeführt, welcher durch das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel
erzeugt wird und welcher der Drehzahl der Maschine entspricht. Das
Kupplungsdrucksteuer/regelventil wird nun durch diesen Druck gesteuert/geregelt,
welcher als ein Signaldruck wirkt, und der Leitungsdruck wird auf
geeignete Weise eingestellt und gesetzt und der hydraulischen Betätigungseinrichtung
der Kupplung zugeführt.
Entweder im normalen Betriebszustand oder im Falle eines Fehlers
wird der Druck auf die Kupplung durch Einstellen und Setzen des
Leitungsdrucks mit dem Kupplungsdrucksteuer/regelventil erzielt.
Somit ist im Grunde für
die oben erwähnte
Verstärkungseinstellung
der Kupplung lediglich die Einstellung des Schiebers dieses Kupplungsdrucksteuer/regelventils
notwendig. Keine anderen Einstellungen an den anderen Ventilen sind
notwendig.
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Der
durch dieses Kupplungsdrucksteuer/regelventil gesteuerte/geregelte
Kupplungssteuer/regeldruck wird der hydraulischen Betätigungseinrichtung
der Kupplung direkt zugeführt,
so dass es keine redundanten Ölzuführkanäle gibt,
welche für
diesen Zweck zu anderen Ventilen führen. Mit relativ wenig Ventilen
und Ölkanälen führt diese
hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung die hydraulische Steuerung/Regelung
mit hoher Genauigkeit und mit einer relativ geringen Wahrscheinlichkeit
eines Öllecks
und eines Druckverlusts aus.
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Ferner
ist der Hydraulikkreislauf der hydraulischen Kupplungssteuerung/regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung derart aufgebaut, dass das elektrisch gesteuerte/geregelte
Ventil und das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel jeweils dafür vorgesehen
sind, einen Signaldruck bereitzustellen, welcher die Ventilöffnung des
Kupplungsdrucksteuer/regelventils steuert/regelt und dass jeder Signaldruck
nicht direkt als der Kupplungssteuer/regeldruck der Kupplung zugeführt wird.
Diese Konstruktion der hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung ist
beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Kapazität der Kupplung
aufgrund eines Maschinenaustausches zu Steigerung der Ausgangsleistung
erhöht werden
muss. In dieser hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung sollte einfach
die Kapazität
des Kupplungsdrucksteuer/regelventils, welches den Leitungsdruck
einstellt, erhöht
werden. Es besteht keine Notwendigkeit, die Kapazitäten der
elektrisch gesteuerten/geregelten Ventile und des Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittels
zu erhöhen
und es ist nicht notwendig, den Linearelektromagnet für einen
mit höherer
Leistung zu ersetzen.
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Ein
weiterer Bereich der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird
aus der im Folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Es sollte jedoch selbstverständlich
sein, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele,
welche bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen, lediglich zur Illustration gegeben sind, da
verschiedene Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Sinns und Inhalts der Erfindung
für den
Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verständlich aus
der hier nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung und
den beigefügten Zeichnungen,
welche lediglich zu Illustrationszwecken gegeben sind und somit
die vorliegende Erfindung nicht beschränken, wobei:
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1 eine
Querschnittsansicht ist, welche ein stufenlos veränderliches
Getriebe zeigt, das mit einer hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist;
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2 eine
schematische Darstellung ist, welche die Konstruktion der Mechanismen
zur Kraftübertragung
des Getriebes zeigt;
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3 eine
Darstellung des Hydraulikkreislaufs ist, welche den Aufbau einer
Ausführungsform einer
hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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4 eine
Illustration ist, welche die Betätigung
jeweiliger Ventile zeigt, wenn ein die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung
bildender Haupthydraulikkreislauf einer Störung unterliegt;
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5 eine
Darstellung eines Hydraulikkreislaufs ist, welche ein Beispiel einer
hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung des Standes der Technik zeigt,
und
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6 eine
Illustration ist, welche die Betätigung
jeweiliger Ventile zeigt, wenn ein die hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung
des Standes der Technik bildender Haupthydraulikkreislauf einer
Störung
unterliegt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 und 2 zeigen
die Konstruktion eines stufenlos veränderlichen Getriebes CVT, welches
mit einer hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist. Dieses stufenlos veränderliche Getriebe CVT ist ein
stufenlos veränderliches
Getriebe vom Riementyp, welches einen Metall-V-Riemen verwendet,
und es umfasst einen Metall-V-Riemenmechanismus 10, welcher
zwischen der Eingangswelle 1 und der Gegenwelle 2 des
Getriebes angeordnet ist, einen Vorwärts-Rückwärts-Wahlmechanismus 20 vom
Planetengetriebetyp, welcher zwischen der Eingangswelle 1 und
der Antriebsriemenscheibe 11 des Metall-V-Riemenmechanismus 10 angeordnet
ist, sowie eine Startkupplung 5, welche zwischen der Gegenwelle 2 und
dem Ausgangselement (einschließlich
einem Differentialmechanismus 8) des Getriebes angeordnet
ist. Dieses stufenlos veränderliche
Getriebe CVT wird an einem Fahrzeug verwendet. Somit ist die Eingangswelle 1 über einen
Kopplungsmechanismus CP mit der Ausgangswelle der Maschine ENG verbunden
und die an den Differentialmechanismus 8 übertragene
Kraft wird zum Antreiben rechter und linker Räder des Fahrzeugs verwendet.
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Der
Metall-V-Riemenmechanismus 10 umfasst die Antriebsriemenscheibe 11,
welche auf der Eingangswelle 1 angeordnet ist, eine angetriebene Riemenscheibe 16,
welche an der Gegenwelle 2 angeordnet ist, sowie den Metall-V-Riemen 15,
welcher um diese Riemenscheiben 11 und 16 verläuft.
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Die
Antriebsriemenscheibe 11 umfasst eine stationäre Riemenscheibenhälfte 12,
welche drehbar auf der Eingangswelle 1 angeordnet ist,
sowie eine bewegliche Riemenscheibenhälfte 13, welche in
Bezug auf die stationäre
Riemenscheibenhälfte 12 in der
axialen Richtung der Riemenscheibe 11 beweglich ist. An
der Außenseite
der beweglichen Riemenscheibenhälfte 13 ist
eine antriebsseitige Zylinderkammer 14 durch eine an der
stationären
Riemenscheibe 12 befestigte Zylinderwand 12a definiert.
Der in die Zylinderkammer 14 eingeleitete Druck erzeugt einen
Schub, welcher die bewegliche Riemenscheibenhälfte 13 in axialer
Richtung der Antriebsriemenscheibe verschiebt.
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Die
angetriebene Riemenscheibe 16 umfasst eine stationäre Riemenscheibenhälfte 17,
welche an der Gegenwelle 2 befestigt ist, sowie eine bewegliche
Riemenscheibenhälfte 18,
welche in Bezug auf die stationäre
Riemenscheibenhälfte 17 in
axialer Richtung der Riemenscheibe beweglich ist. An der Außenseite
der beweglichen Riemenscheibenhälfte 18 ist
eine Zylinderkammer 19 der angetriebenen Seite durch eine
an der stationären
Riemenscheibenhälfte 17 befestigte
Zylinderwand 17a definiert. Der in die Zylinderkammer 19 eingeleitete
Druck erzeugt einen Schub, welcher die bewegliche Riemenscheibenhälfte 18 in
axialer Richtung der angetriebenen Riemenscheibe verschiebt.
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Der
in diese Zylinderkammern 14 und 19 eingeleitete
hydraulische Druck wird gesteuert/geregelt, um angemessene laterale
Schübe
in diesen beiden Riemenscheiben zu erzeugen, wobei diese Schübe die Breiten
der V-Nuten der Antriebsriemenscheibe und der angetriebenen Riemenscheibe 11 und 16 ohne
Schlupf des Riemens 15 verändern und dadurch die Teilungsradien
der jeweiligen Riemenscheiben für
den V-Riemen 15 ändern,
um das Schaltverhältnis
des Getriebes stufenlos zu verändern.
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Der
Vorwärts-Rückwärts-Wählmechanismus 20 vom
Planetenradtyp umfasst einen Doppelritzel-Planetengetrieberadsatz.
Dieser Planetengetrieberadsatz umfasst ein Sonnenrad 21,
welches mit der Eingangswelle 1 verbunden ist, einen Träger 22, welcher
mit der stationären
Riemenscheibenhälfte 12 der
Antriebsriemenscheibe 11 verbunden ist, sowie ein Ringrad 23,
welches durch eine Rückwärtsbremse 27 drehfest
gehalten werden kann. Der Planetengetrieberadsatz umfasst außerdem eine
Vorwärtskupplung 25,
welche das Sonnenrad 21 und das Ringrad 23 verbinden
kann. Wenn diese Vorwärtskupplung 25 eingerückt ist,
so drehen sich alle Räder 21, 22 und 23 gemeinsam
mit der Eingangswelle 1 als ein Körper und die Antriebsriemenscheibe 11 wird
in die gleiche Richtung angetrieben wie die Eingangswelle 1 (d.h.
die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs). Wird dagegen die Rückwärtsbremse 27 eingerückt, so
wird das Ringrad 23 festgehalten, so dass sich der Träger 22 in
der dem Sonnenrad 21 entgegengesetzten Richtung dreht,
und die Antriebsriemenscheibe 11 wird in der der Eingangswelle 1 entgegengesetzten
Richtung angetrieben (d.h. die Rückwärtsrichtung).
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Die
Startkupplung 5 ist eine Kupplung, welche die Kraftübertragung
zwischen der Gegenwelle 2 und den Ausgangselementen des
Getriebes steuert/regelt. Ist die Startkupplung 5 eingerückt, so
ist es möglich,
zwischen diesen eine Kraft zu übertragen. Der
der Startkupplung 5 zugeführte Druck (Kupplungssteuer/regeldruck)
wird gesteuert/geregelt, um die hydraulische Eingriffskraft der
Kupplung einzustellen, so dass die Drehmomentübertragungskapazität (Drehmomentkapazität) zwischen
der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Kupplung steuerbar/regelbar
ist. Wenn daher die Startkupplung 5 eingerückt ist,
so wird die Ausgabe der Maschine, nach dem Durchlaufen der Drehzahländerung
durch den Metall-V-Riemenmechanismus 10, über die
Räder 6a, 6b, 7a und 7b auf
den Differentialmechanismus 8 übertragen und dann durch den
Differentialmechanismus 8 auf die rechten und linken Räder (nicht
gezeigt) aufgeteilt und übertragen.
Wird die Startkupplung 5 gelöst, so wird diese Kraftübertragung
nicht durchgeführt
und das Getriebe befindet sich in dem Neutralzustand.
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Eine
hydraulische Steuer-/Regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
dient der Steuerung/Regelung des Eingriffs der Startkupplung 5 mittels
eines Kupplungsdrucksteuer/regelventils im normalen Betriebszustand
sowie auch im Falle eines Fehlers. Die Konstruktion dieser hydraulischen
Steuer-/Regelvorrichtung (auch als „die hydraulische Kupplungssteuer/regelvorrichtung" bezeichnet) wird unter
Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. 3 zeigt
die Gesamtheit der Schaltung der hydraulischen Kupplungssteuer/regelvorrichtung,
wobei sich die jeweiligen Ventile im normalen Betriebszustand befinden,
während 4 nur
den Zustand von Hauptventilen der hydraulischen Kupplungssteuer/regelvorrichtung
zeigt, während
die Steuer-/Regelvorrichtung einer Störung unterliegt. Jede Markierung „X" in den Zeichnungen
repräsentiert
eine Verbindung zur Ableitung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wird in dieser hydraulischen Steuer-/Regelvorrichtung
das aus einem Tank T durch eine Pumpe P gesaugte Hydrauliköl Regulierventilen 31 und 32 (Regulierventilmittel)
zugeführt,
welche den Druck des Öls
auf einen Leitungsdruck PL einstellen und diesen Druck den nachfolgenden
Leitungen 61 (61a, 61b und 61c)
zuführen. Dieser
Leitungsdruck ist der Original-Steuer-/Regeldruck.
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Der
Leitungsdruck PL wird über
die Leitung 61a einem Startkupplungssteuer/regelventil 41 zugeführt, welches
wiederum einen gewünschten
Ventilsteuer/regeldruck in Antwort auf den an den Linearelektromagneten 41a dieses
Ventils 41 angelegten elektrischen Strom (gesteuert/geregelt
durch ein elektrisches Steuer-/Regelsignal) erzeugt. Dieser Ventilsteuer/regeldruck
wird durch eine Leitung 62a einem Kupplungsdrucksteuer/regelventil 42 zugeführt.
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Das
Kupplungsdrucksteuer/regelventil 42 enthält einen
Schieber 42a, welcher durch eine Feder 42b nach
rechts vorgespannt wird, und der Ventilsteuer/regeldruck wirkt auf
den Schieber 62a zur Erzeugung eines nach links gerichteten
Schubs. Im Ergebnis ist die Position des Schiebers 42a entsprechend
der Größe des Ventilsteuer/regeldrucks
steuerbar/regelbar, welcher durch das Startkupplungssteuer/regelventil 41 gesetzt
wird. In diesem Zustand ist die Ventilöffnung der Leitung 61b so
steuerbar/regelbar, wie es für
den Betrieb des Getriebes gewünscht
ist, und der Leitungsdruck PL wird eingestellt und dann über eine
Leitung 63 der Kupplung 5 zur Eingriffssteuerung/regelung
der Kupplung zugeführt.
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Das
Startkupplungssteuer/regelventil 41 ist durch ein elektrisches
Steuer-/Regelsignal gesteuert/geregelt, welches in Antwort auf die
durch einen Drehzahldetektor (nicht gezeigt), der die Drehzahl der
Eingangswelle 1 des Getriebes erfasst, bereitgestellte
Information ausgegeben wird. Daher wird die Eingriffssteuerung/regelung
der Startkupplung auf geeignete Weise nach Maßgabe der Drehzahl der Eingangswelle
des Getriebes, d.h. der Drehzahl der Maschine, ausgeführt.
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Der
Ventilsteuer/regeldruck wird auch über die Leitung 62b einem
Verschiebungsbeschränkungsventil 43 zugeführt. Das
Verschiebungsbeschränkungsventil 43 umfasst
einen Schieber 43a, welcher durch eine Feder 43b nach
rechts vorgespannt wird, sowie eine Ölkammer 43c, welche
die Feder 43b aufnimmt und einen nach rechts gerichteten
Schub auf den Schieber erzeugt, wenn sie den oben erwähnten Ventilsteuer/regeldruck über die
Leitung 62b als einen Steuer-/Regelgegendruck empfängt.
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Mit
dem Verschiebungsbeschränkungsventil 43 ist
der Ausgang des Verschiebungssteuer/regelventils 45 über eine
Leitung 64 verbunden. Das Verschiebungssteuer/regelventil 45 leitet
einen gewünschten
Steuer-/Regeldruck in die Leitung 64 ein, wenn der an den
Linearelektromagneten 45a dieses Ventils angelegte elektrische
Strom geeignet gesteuert/geregelt wird. Dieser Steuer-/Regeldruck
wird über
eine Leitung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) einem Verschiebungsventil
als Signaldruck zugeführt,
welches die in die Zylinderkammern der Antriebsriemenscheibe und
der angetriebenen Riemenscheibe 11 bzw. 16 eingeleiteten
Drücke
zur Steuerung/Regelung des Drehzahländerungsverhältnisses im
normalen Betriebszustand steuert/regelt. Das Verschiebungsbeschränkungsventil 43 ist
derart konstruiert, dass sich der Schieber 43a niemals
nach links verschiebt, so lange er einen Bereich eines durch die
Leitung 64 zugeführten
Drucks im normalen Betriebszustand empfängt. Mit anderen Worten bleibt
der Schieber 43a des Verschiebungsbeschränkungsventils 43 auf
der rechten Seite, da der nach rechts gerichtete Schub, welcher
durch die Feder 43b und durch den auf den Schieber wirkenden
Ventilsteuer/regeldruck in der Ölkammer 43c erzeugt wird,
den nach links gerichteten Schub, welcher durch den über die
Leitung 64 zugeführten
Druck erzeugt wird, im normalen Betriebszustand überwiegt.
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Wenn
in diesem hydraulischen Steuer-/Regelkreis ein Bestimmungsmittel
ECU bestimmt, dass ein Fehler vorliegt, so schaltet sie die an das
Startkupplungssteuer/regelventil 41 und das Verschiebungssteuer/regelventil 45 angelegten
elektrischen Ströme
ab. Diese Fehlerbestimmung wird für eine Störung in dem elektrischen Steuer-/Regelsystem ausgeführt. Beispielsweise
wird eine Störung
der elektrischen Energieversorgung der Elektromagnetventile als
Fehler bestimmt. Wenn sich ferner das reale Drehzahländerungsverhältnis, welches
aus den Drehzahlen der Antriebsriemenscheibe und der angetriebenen
Riemenscheibe bestimmt wird, nicht innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs des Werts des Anweisungssignals befindet, welches bei der Übersetzungsänderungssteuerung/regelung
dem Getriebe gesendet wurde, so wird dieser Zustand als Fehler bestimmt.
Ferner bewertet das Bestimmungsmittel ECU, welches einen am Fahrzeug
angebrachten Computer umfasst, in der Fehlerbestimmung Signale,
wie sie durch einen Druckdetektor, welcher den Druck jeder Leitung
erfasst, und durch einen Schieberpositionsdetektor, welcher die
Position des Schiebers in jedem Linearelektromagnetventil erfasst,
bereitgestellt werden.
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Es
wird nun die Betätigung
jedes Ventils im Falle einer solchen Störung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Wenn der elektrische Strom zu dem Startkupplungssteuer/regelventil 41 abgeschaltet
wird, so wird der Schieber dieses Ventils durch eine in dem Ventil
vorgesehene Feder 41c zur rechten Seite hin geschoben.
In diesem Fall wird die Leitung 61a geschlossen und der
in der Leitung 62 verbleibende Druck wird zur Ableitung
X abgelassen. Wenn andererseits der elektrische Strom zu dem Verschiebungssteuer/regelventil 55 abgeschaltet wird,
so wird der Schieber 45b dieses Ventils durch eine in dem
Ventil vorgesehene Feder 45c zur linken Seite hin geschoben.
In diesem Zustand wird die Ventilöffnung zwischen den Leitungen 61d und 64 maximal
und der Leitungsdruck PL in der Leitung 61d wird durch
die Leitung 64 einem Seitenanschluss des Verschiebungsbeschränkungsventils 43 zugeführt.
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In
Bezug auf das Verschiebungsbeschränkungsventil 43 wird
der Druck aus der Leitung 62b abgelassen, während die
Leitung 64 den Leitungsdruck PL empfängt. Im Ergebnis wird der Schieber 43a des
Verschiebungsbeschränkungsventils 43 zur linken
Seite hin geschoben und der Schieber nimmt in dem Ventil die in 4 gezeigte
Position an.
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Da
das Ventil zwischen der Leitung 65 und der Leitung 61c,
welche unter dem Leitungsdruck PL stehen, geöffnet ist, wird der Leitungsdruck
PL, wie in der Zeichnung gezeigt ist, einem Mechanismus zugeführt, der
ein Staurohr umfasst. In dieser Ausführungsform wird das Hydrauliköl durch
die Leitung 65 einer Ölzuleitungsröhre 52 und
dann einem Stauflansch 51 zugeführt. Da der Stauflansch 51 direkt
mit der Ausgangswelle der Maschine verbunden ist, wird das sich
in der Ölkammer
des Flansches ansammelnde Hydrauliköl 54 mit dem sich
mit der Maschine drehenden Stauflansch 51 aufgrund der
Viskosität des Öls mitgezogen
und gedreht. Da der Detektorabschnitt an der Spitze des Staurohrs 53 in
dem Hydrauliköl
entgegen der Drehrichtung des Flansches angeordnet ist, erfasst
das Staurohr 53 den dynamischen Druck, welcher der Strömungsgeschwindigkeit des
rotierenden Öls
entspricht.
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Auf
diese Weise wird dann, wenn in dem hydraulischen Steuer-/Regelkreislauf
eine Störung
auftritt, ein Entsprechungsdruck PD, welcher der Drehzahl der Maschine
entspricht, von dem Staurohr 53 aus durch eine Leitung 66 an
das Verschiebungsbeschränkungsventil 43 gesandt,
und zwar nicht durch ein elektrisches Mittel, sondern durch dieses
mechanische Mittel, welches den dynamischen Druck des Fluids ausnutzt.
Dieser Druck PD wird dann als Signaldruck durch eine Leitung 67 dem
Kupplungsdrucksteuer/regelventil 42 zugeführt.
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Das
Kupplungsdrucksteuer/regelventil 42 enthält den Schieber 42a,
welcher durch die Feder 42b wie oben erwähnt nach
rechts vorgespannt ist. Die Position des Schiebers 42a wird
in dem normalen Betriebszustand durch den Ventilsteuer/regeldruck gesteuert/geregelt,
welcher durch die Leitung 62a zugeführt wird. Tritt jedoch eine
Störung
auf, so wird die Position des Schiebers 42a, da von der
Leitung 62a kein Ventilsteuer/regeldruck zugeführt wird,
nun durch den Entsprechungsdruck PD gesteuert/geregelt, welcher
in die Ölkammer 42c dieses
Ventils eingeleitet wird. Auf diese Weise wird die Ventilöffnung zwischen
der Leitung 61b und der Leitung 63 entsprechend
dem Entsprechungsdruck PD gesteuert/geregelt, um den Leitungsdruck
PL zum Setzen des Kupplungssteuer/regeldrucks einzustellen, welcher
durch die Leitung 63 der Kupplung 5 zugeführt wird.
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Mit
anderen Worten erzeugt das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel mechanisch
den Druck (Entsprechungsdruck), welcher der Drehzahl der Maschine
entspricht. Wenn in dem elektrischen Steuer-/Regelsystem oder dem
hydraulischen Steuer-/Regelkreislauf eine Störung auftritt, so wird dieser Entsprechungsdruck
als Signaldruck dem Kupplungsdrucksteuer/regelventil 42 zugeführt, so
dass der Leitungsdruck zum Setzen des Kupplungssteuer/regeldrucks
entsprechend der Drehzahl der Maschine eingestellt werden kann.
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Wenn
in diesem hydraulischen Steuer-/Regelkreislauf, welcher in der oben
beschriebenen Weise zur Steuerung/Regelung der Kupplung konstruiert ist,
eine Störung
auftritt, so wird die Kupplungseingriffssteuerung/regelung noch
immer in der folgenden Weise durchgeführt. Wenn die Drehzahl der
Maschine relativ niedrig ist, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise
im Leerlauf befindet, so ist der erzeugte Entsprechungsdruck (Staudruck)
relativ gering. In diesem Fall ist die Ventilöffnung zwischen der Leitung 61b und
der Leitung 63 relativ klein, so dass die Kupplung in dem
ausgerückten
Zustand bleibt und das Fahrzeug nicht losfahren wird. Wird das Beschleunigungspedal
ein wenig niedergetreten, um die Drehzahl der Maschine ein wenig
zu erhöhen,
so vergrößert sich
die Ventilöffnung
dementsprechend und die Kupplung wird zur Hälfte eingerückt, so dass das Fahrzeug allmählich losfährt. Wenn
ferner das Beschleunigungspedal tief durchgetreten wird, um die
Drehzahl der Maschine weiter zu erhöhen, so steigt der Entsprechungsdruck
(Staudruck) dementsprechend an und die oben erwähnte Ventilöffnung vergrößert sich
ebenfalls. In diesem Zustand ist die Kupplung vollständig eingerückt, so
dass sich das Fahrzeug im normalen Fahrzustand befindet.
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In
der oben genannten Ausführungsform
umfasst das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel, welches
dem Kupplungsdrucksteuer/regelventil den Entsprechungsdruck zuführt, der
der Drehzahl der Maschine entspricht, wenn eine Störung vorliegt,
ein Staurohr. Dies ist lediglich ein Beispiel und die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise
kann eine Drossel in dem Auslassölkanal
des Regulators vorgesehen sein, welche den Leitungsdruck durch Einstellen
des Auslassdrucks der Ölpumpe
erzeugt, wie in der in der japanischen Patentanmeldung Nr. H10(1998)-57827 beschriebenen
Erfindung, welche durch denselben Anmelder angemeldet wurde wie
diese Patentanmeldung. Mit dieser Drossel wird der stromaufwärts gerichtete
Druck, welcher der Drehzahl der Maschine entspricht, im normalen
Betriebszustand umgeleitet und wenn eine Störung auftritt, so kann dieser
Druck durch Schließen
des Umleitungsölkanals
abgezogen und verwendet werden. Auf diese Weise kann das Entsprechungsdruck-Erzeugungsmittel
ebenfalls realisiert werden.
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Es
wird selbstverständlich
sein, dass die so beschriebene Erfindung auf eine Vielzahl von Arten abgeändert werden
kann. Solche Variationen werden nicht als Abweichung vom Inhalt
der Erfindung angesehen und alle solche Modifikationen, welche für einen
Fachmann offensichtlich sind, sollen im Inhalt der folgenden Ansprüche eingeschlossen
sein.
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Ein
Leitungsdruck wird durch ein Ventil eingestellt, um den Druck zum
Steuern/Regeln des Eingriffs einer Kupplung in einem normalen und
einem unnormalen Betriebszustand zuzuführen. Im normalen Betriebszustand
wird der durch ein Startkupplungssteuer/regelventil 41 gesteuerte/geregelte
Ventilsteuer/regeldruck für
die Steuerung/Regelung des Kupplungsdrucksteuer/regelventils 42 verwendet,
so dass der Leitungsdruck von einer Leitung 61b eingestellt
wird, um den Eingriff der Startkupplung 5 zu steuern/zu
regeln. Tritt eine Störung
auf, so werden zwei elektrisch gesteuerte/geregelte Ventile 41 und 45 ausgeschaltet
und der Leitungsdruck wird durch eine andere Leitung 64 angelegt.
Im Ergebnis wird der Schieber eines Verschiebungsbeschränkungsventils 43 nach
links geschoben, so dass das Hydrauliköl einem Stauflansch 51 zugeführt wird.
In diesem Zustand wird der Druck (Entsprechungsdruck), welcher der
Drehzahl der Maschine entspricht, als Signaldruck von einer Stauröhre 53 über Leitungen 66 und 67 einem
Verschiebungsbeschränkungsventil 43 zugeführt. Diese
hydraulische Steuer-/Regeleinrichtung stellt den Leitungsdruck in
der Leitung 61b durch Verwendung dieses Entsprechungsdrucks zum
Steuern/Regeln des Eingriffs der Startkupplung 5 ein.