[go: up one dir, main page]

DE19920378A1 - Automatisch gesteuertes Getriebe - Google Patents

Automatisch gesteuertes Getriebe

Info

Publication number
DE19920378A1
DE19920378A1 DE19920378A DE19920378A DE19920378A1 DE 19920378 A1 DE19920378 A1 DE 19920378A1 DE 19920378 A DE19920378 A DE 19920378A DE 19920378 A DE19920378 A DE 19920378A DE 19920378 A1 DE19920378 A1 DE 19920378A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
brake
clutch
transmission according
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19920378A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19920378C2 (de
Inventor
Ralf Vorndran
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE19920378A priority Critical patent/DE19920378C2/de
Priority to US09/553,670 priority patent/US6524210B1/en
Publication of DE19920378A1 publication Critical patent/DE19920378A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19920378C2 publication Critical patent/DE19920378C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66254Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling
    • F16H61/66259Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F16D25/087Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation the clutch being actuated by the fluid-actuated member via a diaphragm spring or an equivalent array of levers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/10Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/021Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuously variable friction gearing
    • F16H37/022Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuously variable friction gearing the toothed gearing having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem automatisch gesteuerten Getriebe mit einem antriebsseitig angeordneten Anfahrelement (4), mit einem Wendesatz (46), mit einer ersten elektronischen Steuereinheit (65) und mit einer auf einer Primärwelle (18) festsitzenden Kegelscheibe (29) und einer zu dieser axial hydraulisch verstellbaren Kegelscheibe (30), die einen primären Variatorteil (19) bilden. Ferner bilden eine auf einer Sekundärwelle (21) festsitzende Kegelscheibe (31) und eine zu dieser axial hydraulisch verstellbare Kegelscheibe (32) einen sekundären Variatorteil (20), wobei ein Umschlingungsorgan (37) zwischen den Kegelscheiben (29, 30, 31, 32) den primären Variatorteil (19) mit dem sekundären (20) triebmäßig verbindet. Es wird vorgeschlagen, daß das Anfahrelement (4) eine trocken laufende Scheibenkupplung ist, deren Scheibe mit der Primärwelle (18) drehfest verbunden ist und in einem Kupplungsgehäuse (14) mit einer drehfest, aber axial verschiebbar angeordneten Druckplatte (7) zusammenwirkt, die über Axiallager (9) von einem nicht rotierenden Stellglied (10, 11) betätigt wird, wobei das Kupplungsgehäuse (14) drehfest mit einer Antriebswelle (2) einer Antriebsmaschine (1) verbunden ist. Es wird bezweckt, die rotierenden Massen zu verringern und die Verstellung des Variators (19, 20) zu verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisch gesteuertes Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das automatisch gesteuerte Getriebe besitzt eine stu­ fenlos veränderbare Übersetzungsstufe mit einem primären Variatorteil und einem sekundären Variatorteil, die durch ein Umschlingungsorgan in Form einer Kette oder Bands triebmäßig miteinander verbunden sind. Derartige sogenannte CVT-Getriebe, Continously Variable Transmission, sind be­ kannt, z. B. aus der ATZ Automobiltechnische Zeit­ schrift 96 (1994), Seiten 578 bis 587. Abgesehen vom Varia­ tor ist eingangsseitig des Getriebes ein Anfahrelement in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungskupplung vorgesehen. Ein Pumpenrad des hydro­ dynamischen Drehmomentwandlers wird von einer Hubkolben­ brennkraftmaschine als Antriebsmaschine angetrieben und ist drehfest mit einem Leistungsteil einer Hydraulikpumpe ver­ bunden, z. B. eine Radialkolbenpumpe.
Zwischen dem Variator und dem hydrodynamischen Drehmo­ mentwandler ist ein Wendesatz in Planetenbauweise angeord­ net, der eine Kupplung für die Vorwärtsfahrt und eine Brem­ se für die Rückwärtsfahrt besitzt. Zur Anpassung der Varia­ torspreizung an eine sinnvolle Getriebegesamtübersetzung ist dem Variator eine Zwischenstufe nachgeschaltet. Diese kann auch als Drehrichtungsanpassung dienen und sorgt fer­ ner für einen zur Eingangswelle koaxialen Abtrieb.
Der primäre und sekundäre Variatorteil haben jeweils eine fest mit der Primärwelle bzw. Sekundärwelle verbundene Kegelscheibe und eine drehfest, aber axial verschiebbare Kegelscheibe. Die verschiebbaren Kegelscheiben besitzen einen Kolbenraum für die hydraulische axiale Verstellung. Um das Übersetzungsverhältnis zu verändern, steuert eine elektronische Regeleinrichtung des Getriebes die Kolbenräu­ me der beweglichen Kegelscheiben an, wobei das Druckmedium über Kanäle in den Wellen zu den rotierenden Kolbenräumen gelangt.
Je nach Drehzahl unterliegt das Druckmedium unter­ schiedlichen Zentrifugalkräften, die die Steuerung überla­ gern und entsprechend berücksichtigt werden müssen. Ferner vergrößert das Druckmedium in den rotierenden Kolbenräumen die Massen der rotierenden Teile und damit das Massenträg­ heitsmoment, das sich negativ auf die Verstellgeschwindig­ keit, die erforderlichen Anpressdrücke und damit auf den Wirkungsgrad des Getriebes auswirkt. Einen ähnlich negati­ ven Einfluß übt der Drehmomentwandler in Bezug auf das Mas­ senträgheitsmoment des Getriebes aus, auch dann, wenn die Überbrückungskupplung geschlossen ist, um die hydrodynami­ schen Verluste im Wandler in einigen Betriebsbereichen ge­ ring zu halten. Grundsätzlich sind CVT-Getriebe für Klein­ wagen bekannt, die anstelle des hydrodynamischen Dreh­ momentenwandlers ein einfaches Anfahrelement in Form einer Magnetpulver- oder Mehrscheiben-Naßkupplung haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Massen­ trägheit der rotierenden Teile und den Volumenstrombedarf der hydraulischen Stellglieder zu verringern sowie das Be­ triebsverhalten zu verbessern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausge­ staltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung ist das Anfahrelement eine trockene Scheibenkupplung, deren Scheibe mit der Primärwelle dreh­ fest verbunden ist und in einem Kupplungsgehäuse mit einer drehfest, aber axial verschiebbar angeordneten Druckplatte zusammenwirkt. Ein nicht rotierendes Stellglied, das zweck­ mäßigerweise an einer Kupplungsglocke angeordnet ist, be­ tätigt über ein Axiallager die Druckplatte, die die Scheibe gegen eine Reibfläche im Kupplungsgehäuse drückt. Das Kupp­ lungsgehäuse selbst, das einen Teil einer Schwungmasse ei­ ner Antriebsmaschine bilden kann, ist drehfest mit der An­ triebswelle der Antriebsmaschine verbunden, z. B. einer Kurbelwelle oder einem damit verbundenen Schwungrad.
Die trockene Scheibenkupplung trennt im geöffneten Zustand die Antriebsmaschine eindeutig vom Getriebe, ohne daß Schleppmomente durch Flüssigkeitsreibung auf die Pri­ märwelle übertragen werden. Ferner wird vermieden, daß das Fahrzeug im Stillstand kriecht. Die rotierenden Massen der Scheibenkupplung, die mit dem Getriebe verbunden sind, sind sehr gering. Sie bestehen nur aus der mit der Primärwelle verbundenen Scheibe, während das Stellglied in der Kupp­ lungsglocke angeordnet ist und nicht rotiert.
Zweckmäßigerweise besteht das Stellglied aus einem Hydraulikkolben, der als Ringkolben ausgebildet, in einem Ringzylinder der Kupplungsglocke geführt ist und von einer Getriebeölpumpe mit Hydrauliköl beaufschlagt wird, wobei die Ansteuerung über eine elektronische Drucksteuereinheit einer Steuereinheit des Getriebes erfolgt. Der Hydraulik­ kolben schließt die Kupplung, während eine Rückstellfeder die Scheibenkupplung öffnet. So ist gewährleistet, daß bei Ausfall des Hydrauliksystems die Kupplung in den sicheren geöffneten Zustand gebracht wird. Der Leistungsteil der Getriebeölpumpe ist drehfest mit der Druckplatte verbunden. Sie wird daher mit der Drehzahl der Antriebsmaschine ange­ trieben. Dadurch nimmt sie im Leerlauf und niedrigen Dreh­ zahlbereich nur eine sehr geringe Leistung auf, wodurch der Wirkungsgrad des Getriebes verbessert wird.
Um die Fahrbereitschaft des Fahrzeugs möglichst lange sicherzustellen, wirken nach einer Ausgestaltung der Er­ findung zwei redundante Hydraulikkolben über das Axiallager auf die Druckplatte. Dabei wird ein erster Hydraulikkolben mit Hilfe der Getriebeölpumpe im Normalbetrieb angesteuert, während eine zweite Steuereinheit den zweiten Hydraulikkol­ ben mit Hilfe einer von der Getriebeölpumpe unabhängigen Druckversorgung ansteuert, wenn die erste Steuereinheit und/oder das Hydrauliksystem des Getriebes ausfallen und/oder von einer Steuereinheit ein ABS-Betrieb erkannt wird. Unter ABS-Betrieb wird ein Betriebszustand verstan­ den, bei dem ein Antiblockiersystem anspricht.
Als unabhängige Druckversorgung kann die ABS-Hydraulik oder die Ölversorgung einer Lenkhilfspumpe dienen. Die zweite Steuereinheit kann in einem Motorsteuergerät oder in einem ABS-Steuergerät integriert sein. Wird von einem der Steuereinheiten ein ABS-Betrieb erkannt, so wird der zweite Hydraulikkolben mit Hilfe der zweiten Druckversorgung ange­ steuert, und zwar so, daß bei aktivem Antiblockiersystem die Triebstrangschleppverluste reduziert werden.
Zweckmäßigerweise sind die Hydraulikkolben als Ring­ kolben ausgebildet und in Reihe hintereinander geschaltet. Sie können ineinander geschachtelt sein, so daß ein Kolben ganz oder teilweise als Zylinder für den anderen Hydraulik­ kolben dient. Die Hydraulikkolben umgeben die Verlängerung der Primärwelle und die Mitnahme zwischen der Druckplatte und der Getriebeölpumpe. Die Mitnahme ist als Hohlwelle ausgebildet und auf der Verlängerung der Primärwelle gela­ gert. Dadurch ergibt sich ein geringes Bauvolumen und fer­ ner erreicht man durch die kurzen hydraulischen Verbindun­ gen ein gutes Ansprechverhalten der Kupplung.
Um die rotierenden Massen weiter zu reduzieren, sind gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung Zylinder-Kolbenein­ heiten, die die verschiebbaren Kegelscheiben des Variators verstellen, gehäusefest angeordnet. Dadurch erreicht man, daß das hydraulische Medium keinen Zentrifugalkräften aus­ gesetzt ist, die in der Steuerung berücksichtigt werden müßten. Die Kräfte, die durch die Zylinder-Kolbeneinheiten auf die Variatorteile ausgeübt werden, stützen sich über die Primärwelle bzw. Sekundärwelle und die zugehörigen Festlager im Getriebegehäuse ab. Zwischen den Zylinder- Kolbeneinheiten und den verstellbaren Kegelscheiben sind Axiallager vorgesehen, die die Reibung verringern. Auch in diesem Fall lassen sich gehäusefeste, relativ kurze Hydrau­ likkanäle mit einem großen Querschnitt ausführen, wodurch das Ansprechverhalten des Variators verbessert wird. Schließlich kann auf den sonst üblichen dynamischen Druck­ ausgleichsraum und aufwendige Dichtungen zwischen Bauteilen mit unterschiedlichen Drehzahlen verzichtet werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Wendesatz in Planetenbauweise auf der Sekundärwelle angeordnet. Er besitzt neben einem Sonnenrad und einem Hohlrad einen Doppelplaneten, so daß das Übersetzungsver­ hältnis des Wendesatzes in beiden Richtungen gleich ausge­ legt werden kann. Die Gesamtübersetzung des Getriebes sowie die fahrzeugspezifische Anpassung der Drehrichtung bei Vor­ wärtsfahrt kann durch eine nachgeordnete Zwischenstufe be­ stimmt werden. Das Sonnenrad des Wendesatzes ist drehfest mit der Sekundärwelle verbunden und über eine Kupplung im Vorwärtsfahrbereich mit einem Planetenträger koppelbar. Zur Rückwärtsfahrt wird die Kupplung geöffnet und das Hohlrad durch eine Bremse abgebremst. Für den Abtrieb ist ein Ab­ triebszahnrad drehfest mit dem Planetenträger verbunden.
Um ausreichend große Drehmomente bei der Vorwärtsfahrt übertragen zu können, ist es zweckmäßig, daß der Innenla­ mellenträger der als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupp­ lung mit dem Planetenträger und der Außenlamellenträger mit der Sekundärwelle bzw. dem Sonnenrad verbunden ist. So er­ gibt sich für die Reibflächen ein großer wirksamer Durch­ messer bezogen auf die Sekundärwelle.
Die Bremse wird zweckmäßigerweise als Einscheibenbrem­ se lagezentriert ausgeführt, wobei die am Hohlrad befestig­ te Bremsscheibe in einem Bremssattel zwischen zwei Kolben angeordnet ist, die über ein Bremsventil angesteuert wer­ den. Neben der geringen rotierenden Masse der Bremsscheibe ergibt sich der Vorteil, daß die zwei Bremskolben in der Doppelkolbenanordnung, wie sie sich für Fahrzeugbetriebs­ bremsen bewährt hat, die Bremsscheibe beim Druckabbau schnell freigeben, indem sie geringfügig zurücklaufen. Da­ durch werden Schleppverluste im Vorwärtsfahrbetrieb deut­ lich reduziert, bei dem der Wendesatz als Block umläuft.
Zweckmäßigerweise wird der Hydraulikkolben zum Betäti­ gen der Anfahrkupplung von der Getriebehydraulik über ein Drucksteuerventil von einer elektronischen Drucksteuerein­ heit angesteuert. Die Charakteristik der Drucksteuereinheit ist so ausgelegt, daß der zugehörige Zylinder des ersten Hydraulikkolbens entlüftet ist, wenn die erste Steuerein­ heit des Getriebes in den Notbetrieb übergeht. Die Anfahr­ kupplung öffnet und geht damit in den sicheren Zustand über.
Wenn die erste Steuereinheit, die für die Getriebere­ gelung zuständig ist, in den Störmodus geht, wird der zwei­ te Hydraulikkolben zweckmäßigerweise von einer im Getriebe angeordneten elektronischen Drucksteuereinheit direkt ange­ steuert. Dabei wird der zweite Kolben von einer unabhängi­ gen Druckversorgung, z. B. einer Lenkhilfpumpe oder einem Antiblockiersystem mit Energie versorgt. Die Ansteuerung des zweiten Hydraulikkolbens kann in einer elektronischen Motorsteuerung integriert sein oder durch ein in einem ABS- Block integrierten Drucksteuerventil erfolgen.
Die erste elektronische Steuereinheit des Getriebes, die elektronische Steuereinheit des Antiblockiersystems und die elektronische Steuereinheit der Antriebsmaschine kommu­ nizieren zweckmäßigerweise über einen CAN-Bus (Controler Area Network) und tauschen so steuerungsrelevante Daten aus. Die Charakteristik der Ansteuerung des zweiten Hydrau­ likkolbens ist so ausgelegt, daß bei Stromausfall der zuge­ hörige Zylinder entlüftet und damit die Anfahrkupplung ge­ öffnet wird. Die Motorsteuerung kann damit bei Ausfall der Getriebesteuerung die Steuerlogik für die Anfahrkupplung übernehmen. Ferner kann die ABS-Steuereinheit ihrerseits beim ABS-Betrieb die Regelgüte und die Fahrstabilität ver­ bessern, indem sie im ABS-Betrieb über den zweiten Hydrau­ likkolben die Anfahrkupplung öffnet und somit das Trieb­ strangschleppmoment durch Abkoppeln der Antriebsmaschine deutlich reduziert.
Die Ansteuerung der verschiebbaren Kegelscheiben des Variators kann zweckmäßigerweise nach dem "Master-Slave- Prinzip" vorgenommen werden; d. h. der Druck in der Zylin­ der-Kolbeneinheit für den sekundären Variatorteil ent­ spricht dem zu übertragenden Sekundärdrehmoment und der Druck der Zylinder-Kolbeneinheit für den primären Variator­ teil wird entsprechend dem gewählten Zylinderflächenver­ hältnis durch einen Übersetzungsregler bestimmt. Die Zylin­ derflächen werden idealerweise so gewählt, daß der Anpreß­ kraftbedarf des sekundären Variatorteils unter Berücksich­ tigung des kleinsten möglichen Systemdrucks zur Aufrechter­ haltung der Vorsteuerdruckversorgung von ca. 6 bar nicht unterschritten wird. Ebenso muß der theoretische Mini­ maldruck für Konstantfahrt im gesamten Last- und Drehzahl­ bereich auf diesen Wert ausgelegt werden.
Die verschiebbaren Kegelscheiben des Variators können auch nach dem "Partner-Prinzip" angesteuert werden, d. h. es werden für die Zylinder-Kolbeneinheiten der Primärseite und Sekundärseite des Variators gleiche Flächen verwendet und die Übersetzungssteuerung erfolgt über einen Vierkan­ tenschieber.
Da in beiden Fällen die Zylinderkolbeneinheiten im Gehäuse feststehen und keinen Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, kann eine Ölzuführung für einen dynamischen Druckaus­ gleichsraum und dieser selbst entfallen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplung und Bremse des Wendesatzes so gewählt ist, daß der Druck am sekundären Variatorteil einschließlich dem erforderlichen Sicherheitsfaktor direkt als Funktionsdruck für die Kupp­ lung und Bremse verwendet wird. Dadurch ist es möglich, mit einer elektronischen Drucksteuereinheit den Anpreßdruck für die Kegelscheiben, den Kupplungsdruck und den Bremsdruck bereitzustellen.
Ferner ist es vorteilhaft, daß der Wendesatz nur bei geöffneter Anfahrkupplung geschaltet wird und der Schaltab­ lauf durch Druckrampen des Drucks am sekundären Variator­ teil gesteuert wird. Dabei ist es möglich, den Schaltablauf mit einem guten Schaltkomfort ohne einen Volumendämpfer für die Kupplung und/oder die Bremse zu realisieren.
Die Bremse des Wendesatzes wird über ein geschlossenes System durch ein vorgesteuertes Bremsventil betätigt. Der Arbeitskolben des Bremsventils wird durch die Stellung des Wählhebels in Rückwärtsfahrt über einen Wählschieber direkt mit dem Druck des sekundären Variatorteils verbunden und das Arbeitsvolumen des Arbeitskolbens legt die Kolben ent­ gegen der Kraft einer Feder an die Bremsscheibe an. In der neutralen Position des Wählhebels schiebt die Feder die Bremskolben und den Arbeitskolben in die Ausgangsstellung zurück. Dadurch kann die Bremsscheibe völlig frei laufen und verursacht weder in der Vorwärtsfahrt noch in der Neu­ tralposition Schleppverluste.
Da bei diesem System der Variator im Sinne einer Stillstandsverstellung nicht abgekoppelt werden kann, um ein Zurückkommen nach "low" zu unterstützen, wird ferner vorgeschlagen, daß zur Drucksteuerung in der Kupplung bzw. in der Bremse dem Wählschieber ein Druckregelventil vorge­ schaltet ist. Mit dem Druckregelventil läßt sich auch die Zuschaltung der Kupplung und Bremse getrennt vom Druckni­ veau des Variators steuern. Das Druckregelventil wird über eine elektronische Drucksteuereinheit der ersten Steuerein­ heit des Getriebes angesteuert und ermöglicht damit eine höhere Priorisierung als die Druckzuteilung über den Wähl­ schieber.
Schließlich ist es vorteilhaft, zur Steuerung des Funktionsablaufs, zur Regelung der Variatorübersetzung und Regelung der Scheibenkupplung an dem Kupplungsgehäuse die Drehzahl der Antriebsmaschine, an der Primärwelle die Dreh­ zahl des primären Variatorteils, an der Sekundärwelle die Drehzahl des sekundären Variatorteils und an einem Diffe­ rential die Ausgangsdrehzahl der Abtriebswelle über Hall­ sensoren zu messen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich­ nungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam­ menfassen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Getriebes im Längsschnitt,
Fig. 2 eine Einzelheit entsprechend der Linie II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Einzelheit entsprechend der Linie III in Fig. 1,
Fig. 4 ein Bremsventil und
Fig. 5 ein Schaltschema einer elektrohydraulischen Steuerung.
Eine Antriebsmaschine 1, in der Regel eine Hubkolben­ brennkraftmaschine, treibt über eine Antriebswelle 2, ihre Kurbelwelle, ein als Schwungrad ausgebildetes Kupplungsge­ häuse 3 eines Anfahrelements 4, an, im vorliegenden Fall eine trockene Anfahrkupplung. Diese besitzt eine Lamelle 5, die durch eine Druckplatte 7 an eine Reibfläche des Kupp­ lungsgehäuses 3 gepreßt wird. Die Antriebswelle 2 und das fest mit ihr verbundene Kupplungsgehäuse 3 sind über ein Lager 26 in einem nicht näher dargestellten Gehäuse der Antriebsmaschine 1 drehbar gelagert.
Ein Lamellenträger 6 der Lamelle 5 ist drehfest mit einer Primärwelle 18 eines primären Variatorteils 19 ver­ bunden, so daß bei geschlossener Anfahrkupplung 4 ein Drehmoment von der Antriebsmaschine 1 auf die Primärwel­ le 18 übertragen wird, die die Eingangswelle des Getriebes ist. Die Druckplatte 7, die mit dem Kupplungsgehäuse 3 um­ läuft, wird über ein Axiallager 9 von einem ersten Hydrau­ likkolben 10 betätigt, der als Ringkolben ausgebildet ist und in einem ringförmigen Zylinder geführt ist. Dieser Zy­ linder wird von einem zweiten Hydraulikkolben 11 gebildet, der seinerseits in einer mit einem Getriebegehäuse 16 fest verbundenen Kupplungsglocke 14 axial verschiebbar geführt ist. Die Hydraulikkolben 10 und 11 sind parallel geschaltet und wirken redundant auf die Anfahrkupplung 4.
Die Druckscheibe 7 besitzt radial nach innen gerichte­ te Arme 8, an die sich eine als Hohlwelle ausgebildete Mit­ nahme 13 für eine Getriebeölpumpe 12 anschließt. Die Mit­ nahme 13 verläuft radial innerhalb der Hydraulikkolben 10, 11 und ist über Lager 17 auf der Primärwelle 18 gelagert. Der Leistungsteil der Getriebeölpumpe 12 wird somit von der Antriebsmaschine 1 mit deren Drehzahl angetrieben, so daß bei geringen Drehzahlen der Antriebsmaschine 1 die Getrie­ beölpumpe 12 nur eine entsprechend geringe Leistung auf­ nimmt. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes verbessert.
Der primäre Variatorteil 19 und ein sekundärer Va­ riatorteil 20 sind über ein Umschlingungsorgan 37 in Form eines Schubgliederbands triebmäßig miteinander verbunden und bilden eine kontinuierliche veränderbare Übersetzungs­ stufe. Der primäre Variatorteil 19 besitzt eine mit der Primärwelle 18 fest verbundene Kegelscheibe 29 und eine auf Kugeln 34 in einer Längsführung 33 axial verschiebbare Ke­ gelscheibe 30. Entsprechend besitzt der sekundäre Variator­ teil 20 eine mit einer Sekundärwelle 21 fest verbundene Kegelscheibe 31 und eine drehfest mit der Sekundärwelle 21 verbundene, aber axial auf Kugeln 36 in einer Längsfüh­ rung 35 axial verschiebbare Kegelscheibe 32. Das Umschlin­ gungsorgan 37 läuft zwischen den Kegelscheiben 29, 30 bzw. 31, 32 auf einem wirksamen Kontaktdurchmesser, wobei das Verhältnis des Kontaktdurchmessers des primären Va­ riatorteils 19 zum Kontaktdurchmesser des sekundären Va­ riatorteils 20 das Übersetzungsverhältnis der stufenlos veränderbaren Übersetzungsstufe bestimmt.
Das Übersetzungsverhältnis kann durch die axiale Ver­ stellung der Kegelscheiben 30 und 32 verändert werden. Hierzu dient ein ringförmiger Kolben 39 auf der Primärseite und ein ringförmiger Kolben 41 auf der Sekundärseite. Die Kolben 39 und 41 sind in entsprechenden, gehäusefesten, ringförmigen Zylindern 38 bzw. 40 geführt und können vom Hydrauliksystem des Getriebes über eine elektronische Steu­ ereinheit 65 des Getriebes angesteuert werden. Die Kol­ ben 39 und 41 wirken zur Verminderung der Reibung über Axiallager 42, 43 auf die ihnen zugeordneten Kegelschei­ ben 30, 32. Da die Zylinder 38 und 40 sowie die Kolben 39 und 41 gehäusefest angeordnet sind, vergrößern ihre Massen nicht die rotierenden Massen des Getriebes. Ferner wirkt auf das Hydraulikmedium in den Zylindern 38 und 40 keine Fliehkraft, so daß keine fliehkraftbedingten Stellkräfte auf die Kegelscheiben 30 und 32 in der Steuerung berück­ sichtigt oder kompensiert zu werden brauchen.
Die Primärwelle 18 ist durch ein Loslager 23 im Ge­ triebegehäuse 16 durch ein Festlager 22 in einer Zwischen­ platte 15 gelagert, die am Getriebegehäuse 16 befestigt ist. Die axialen Stellkräfte des Kolbens 39 werden über das Axiallager 42, den primären Variatorteil 19, die Primärwel­ le 18 und über das Festlager 22 innerhalb der Kegelschei­ be 29 abgestützt. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Aus­ schnitt entsprechend der Linie II in Fig. 1, aus dem her­ vorgeht, daß ein innerer Lagerring des Festlagers 22 zwi­ schen einem Bund der Primärwelle 18 und einer Wellenmut­ ter 27 axial fixiert ist, während der äußere Lagerring des Festlagers 22 zwischen dem Zylinder 38 und der Zwischen­ platte 15 axial fixiert ist. Zur Abdichtung des Kolbens 39 im Zylinder 38 dient ein Dichtring 44.
Entsprechend ist die Sekundärwelle 21 im Gehäuse 16 gelagert. Auf der Seite der fest mit der Sekundärwelle 21 verbundenen Kegelscheibe 31 ist die Sekundärwelle 21 in einem Loslager 25 gelagert, während sie am anderen Ende in einem Festlager 24 gelagert ist. Der innere Lagerring des Festlagers 24 ist zwischen einem Wellenbund der Sekundär­ welle 21 und einer Wellenmutter 28 axial fixiert. Der äuße­ re Lagerring des Festlagers 24 ist axial zwischen dem Zy­ linder 40 und dem Gehäuse 16 gehalten. Ein Dichtring 45 dichtet den Arbeitsraum zwischen dem Kolben 41 dem Zylin­ der 40 ab. Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt ent­ sprechend der Linie III in Fig. 1. Die axialen Stellkräfte des Kolbens 41 werden über das Axiallager 43, über den se­ kundären Variatorteil 20, über die Sekundärwelle 21 und das Festlager 24 innerhalb der Sekundärwelle 21 abgestützt.
Auf der Verlängerung der Sekundärwelle 21 ist zwischen dem Loslager 25 und der fest mit der Sekundärwelle 21 ver­ bundenen Kegelscheibe 31 ein Wendesatz 46 in Planetenbau­ weise angeordnet. Der Wendesatz 46 besitzt ein Sonnen­ rad 47, einen Doppelplanetensatz mit zwei Planetenrädern 48 und 49 sowie ein Hohlrad 50. Das Sonnenrad 47 ist drehfest mit der Sekundärwelle 21 verbunden. Die Planetenräder 48, 49 sind auf einem Planetenträger 51 gelagert, der seiner­ seits auf der Verlängerung der Sekundärwelle 21 gelagert und mit einem Abtriebszahnrad 57 drehfest verbunden ist.
Um von einer Neutralstellung 81 des Wendesatzes 46, bei der das Hohlrad 50 und der Planetenträger 51 frei um­ laufen, in eine Vorwärtsfahrposition 79 zu schalten, wird der Planetenträger 51 über eine Kupplung 52 mit der Sekun­ därwelle 21 bzw. dem Sonnenrad 47 verbunden, so daß das Abtriebszahnrad 57 mit der Drehzahl der Sekundärwelle 21 angetrieben wird, wobei der Wendesatz 46 im Block umläuft. Zum Schalten in eine Rückwärtsfahrposition 80 wird die Kupplung 52 geöffnet und das Hohlrad 50 durch eine Brem­ se 53 im Gehäuse 16 festgehalten. Dadurch wird das Ab­ triebszahnrad 57 von dem Sonnenrad 47 über die Planetenrä­ der 48, 49 und den Planetenträger 51 in umgekehrter Dreh­ richtung angetrieben. Bei einem Übersetzungsverhältnis von eins des Wendesatzes 46 dreht auch das Abtriebszahnrad 57 mit der Drehzahl der Sekundärwelle 21, jedoch in umgekehr­ ter Drehrichtung. Der Wendesatz 46 wird zweckmäßigerweise nur bei geöffneter Anfahrkupplung 4 geschaltet.
Die Bremse 53 ist eine Festsattelbremse, die zwischen zwei Bremskolben 54 läuft. Diese sind in einem gehäusefe­ sten Bremssattel 56 angeordnet und werden über ein vorge­ steuertes Bremsventil 83 (Fig. 4) hydraulisch betätigt. Derartige Bremsen haben sich als Fahrzeugbetriebsbremsen bewährt und bieten den Vorteil, daß die Kolben 54 beim Druckabbau geringfügig zurücklaufen und die Bremsscheibe 55 völlig freigeben, so daß im Vorwärtsfahrbetrieb die Schleppverluste des als Block umlaufenden Wendesatzes 46 deutlich reduziert sind. Ferner werden durch die leichte Bremsscheibe 55 die rotierenden Massen kaum vergrößert.
Die Kupplung 52 ist als Lamellenkupplung ausgebildet, wobei ihr äußerer Lamellenträger mit der Sekundärwelle 21 und ihr innerer Lamellenträger mit dem Planetenträger 51 verbunden ist.
Das Abtriebszahnrad 57 treibt über eine Zwischenstu­ fe 58 und ein Differential 59 auf Abtriebswellen 60. Durch die Zwischenstufe 58 kann die generelle Drehrichtung des Getriebes und die Gesamtübersetzung den Fahrzeugerforder­ nissen angepaßt werden.
Zur Steuerung des Funktionsablaufs, zur Regelung der Variatorübersetzung und zur Regelung der Anfahrkupplung 4 werden an verschiedenen Bauteilen des Getriebes Drehzahlen mittels Drehzahlsensoren 61, 62, 63, 64 erfaßt, die zweck­ mäßigerweise Hallsensoren sind. Der Drehzahlsensor 61 ist am Umfang des Kupplungsgehäuses 3 bzw. des Schwungrads an­ geordnet und erfaßt somit die Drehzahl der Antriebsmaschi­ ne 1. Der Drehzahlsensor 62 ist am Umfang der fest mit der Primärwelle 18 verbundenen Kegelscheibe 29 angeordnet und erfaßt die Drehzahl des primären Variatorteils 19, während der Drehzahlsensor 63 am Umfang der Kegelscheibe 32 des sekundären Variatorteils 20 angeordnet ist und damit die Drehzahl des sekundären Variatorteils 20 erfaßt. Aus den erfaßten Drehzahlen der Drehzahlsensoren 62, 63 kann das Übersetzungsverhältnis des Variators 19, 20 berechnet wer­ den. Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes wird von dem Dreh­ zahlsensor 64 erfaßt, der am Umfang des Differentials 59 vorgesehen ist. Die Drehzahlsignale werden mit weiteren Fahrzeugparametern, Antriebsparametern und Fahrparametern in der ersten elektronischen Steuereinheit 65 zu Stellsig­ nalen für die Anfahrkupplung 4, für den primären und sekun­ dären Variatorteil 19, 20 und für die Kupplung 52 und die Bremse 53 des Wendesatzes 46 verarbeitet.
Die erste Steuereinheit 65 umfaßt elektronische Druck­ steuereinheiten 66, 67, 68, 69, 70, die über Drucksteuer­ ventile 73, 76, 77 und Druckregelventile 72, 75 den von der Getriebeölpumpe 12 erzeugten Druck für die jeweilige Anwen­ dung modifizieren (Fig. 5). Die Getriebeölpumpe 12 saugt aus einem Ölsumpf 82 Öl an und fördert es in das Hydraulik­ system, wobei über ein Druckbegrenzungsventil 71 das Druck­ niveau im sekundärseitigen Kolbenraum 20 bestimmt wird. So wird der erste Hydraulikkolben 10 über das Drucksteuerven­ til 73 von der elektronischen Drucksteuereinheit 68 der ersten Steuereinheit 65 direkt angesteuert. Die Charakteri­ stik der Drucksteuereinheit 68 ist so ausgelegt, daß der erste Hydraulikkolben 10 entlüftet und die Anfahrkupplung 4 geöffnet ist, wenn die dem Getriebe zugeordnete elektroni­ sche Steuereinheit 65 in Notlauf geht. Für diesen Fall ist der zweite Hydraulikkolben 11 vorgesehen, der über eine fahrzeugseitige Pumpe 93, z. B. eine Lenkhilfpumpe oder eine ABS-Druckölversorgung, mit Energie versorgt wird. Der zweite Hydraulikkolben 11 wird von einer im Getriebe sit­ zenden elektronischen Drucksteuereinheit 70 direkt ange­ steuert, z. B. für den Fall, daß die Pumpe 93 die Ölversor­ gung übernimmt. Sie kann aber auch direkt aus einem, in den ABS-Block 96 integrierten Drucksteuerventil 76 angesteuert werden. Auch in diesem Fall ist die Charakteristik der Drucksteuereinheit 76 so ausgelegt, daß der zweite Hydrau­ likkolben 11 bei Stromausfall entlüftet, d. h. die Anfahr­ kupplung 4 geöffnet wird.
Die Funktionslogik der Ansteuerung des zweiten Hydrau­ likkolbens 11 ist in einer zweiten elektronischen Steuer­ einheit 95 integriert, z. B. der Steuereinheit der An­ triebsmaschine 1 oder des Antiblockiersystems. Die zweite Steuereinheit 95 kommuniziert mit der ersten Steuerein­ heit 65 über einen CAN-Bus. Sie übernimmt bei Ausfall der ersten Steuereinheit 65 die Steuerlogik für die Anfahrkupp­ lung 4.
Die primärseitigen Kegelscheiben 30 bzw. die sekundär­ seitigen Kegelscheiben 32 können nach dem Master-Slave- Prinzip angesteuert werden, d. h. daß der von der Getriebe­ ölpumpe 12 erzeugte Druck dem zu übertragenden Moment an dem sekundären Variatorteil 20 entspricht und der durch das Druckregelventil 75 daraus abgeleitete Druck für die pri­ märseitige Kegelscheibe 30 entsprechend dem gewählten Zy­ linderflächenverhältnis der Zylinder 38, 40 durch den Über­ setzungsregler bestimmt wird. Bei einer Ansteuerung nach dem Partner-Prinzip sind auf der Primärseite und auf der Sekundärseite gleiche Flächen der Zylinder 38, 40 vorgese­ hen und die Übersetzungssteuerung erfolgt unter Verwendung eines Vierkantenschiebers. Da die Zylinder 38 und 40 gehäu­ sefest angeordnet sind, sind die Stellkräfte der Kolben 39, 41 unabhängig von Fliehkräften.
Die Zylinderflächen der Zylinder 38, 40 werden idea­ lerweise so gewählt, daß der Anpreßkraftbedarf sekundärsei­ tig sichergestellt ist, ohne daß der kleinste mögliche Sy­ stemdruck zur Aufrechterhaltung der Vorsteuerdruckversor­ gung von ca. sechs bar unterschritten wird. Ebenso muß der theoretische Minimaldruck für eine konstante Vorwärtsfahrt im gesamten Last- und Drehzahlbereich auf diesen Wert aus­ gelegt werden.
Zum Einlegen der Vorwärtsfahrposition 79 oder der Rückwärtsfahrposition 80 aus einer Neutralstellung 81 dient ein Wählhebel 78, der über einen Wählschieber 74 in der Vorwärtsfahrposition 79 die Kupplung 52 mit Druck beauf­ schlagt, während in der Rückwärtsfahrposition 80 die Brem­ se 53 über das vorgesteuerte Bremsventil 83 angesteuert wird (Fig. 4). Der Schaltvorgang zwischen der Neutralposi­ tion 81 der Vorwärtsfahrposition 79 und der Rückwärtsfahr­ position 80 erfolgt stets bei geöffneter Anfahrkupplung 4.
Der Schaltablauf und der Schaltkomfort wird durch Druckrampen des von der Getriebeölpumpe 12 erzeugten Drucks erzeugt. Dadurch sind Volumendämpfer für die Kupplung 52 und die Bremse 53 überflüssig. Die Bremse 53 wird über ein geschlossenes System durch das vorgesteuerte Bremsventil 83 betätigt. Dieses besitzt einen Arbeitskolben 85, der in einem Bremszylinder 84 axial verschiebbar geführt und an seinem Umfang gegenüber diesem durch eine Dichtung 86 abge­ dichtet ist. Der Arbeitskolben 85 bildet im Bremszylin­ der 84 einen Arbeitsraum 87, in dem eine Feder 88 angeord­ net ist, die den Arbeitskolben 85 in eine Ausgangsstellung drückt. In dieser Stellung liegt der Arbeitskolben 85 mit einem Anschlag 94 an einer Stirnwand des Bremszylinders 84 an und die Bremse 53 ist offen.
In der Nähe der Stirnwand befindet sich ein Druckan­ schluß 89, über den in der Rückfahrtposition 80 des Wählhe­ bels 78 über den Wählschieber 74 Druck zugeführt wird, der den Arbeitskolben 85 entgegen der Kraft der Feder 88 ver­ schiebt. Dabei überfährt ein Steuerbund 92 einen Druckan­ schluß 90 für einen Vorsteuerdruck und schließt den Druck­ anschluß 90 zum Arbeitsraum 87. Das im Arbeitsraum 87 ein­ geschlossene hydraulische Medium wird über einen Auslaß 91 den Bremskolben 54 der Bremse 53 zugeführt. Bei Druckabfall am Druckanschluß 89 schiebt die Feder 88 den Arbeitskol­ ben 85 in die Ausgangslage zurück, wobei die Bremse 53 ge­ lüftet wird. Dadurch wird erreicht, daß die Bremsscheibe 55 in Neutralstellung 81 und in Vorwärtsfahrbetrieb 79 völlig frei läuft, und keine Schleppverluste an der Bremse 53 ent­ stehen.
Wenn der Wählschieber 74 unmittelbar mit dem von der Getriebeölpumpe 12 erzeugten Druck beaufschlagt wird und die Kupplung 52 und die Bremse 53 so ausgelegt sind, daß sie bei diesem Druck und entsprechenden Sicherheitswerten eine dem Sekundärmoment entsprechendes Moment übertragen können, ist es zwar möglich, eine elektronische Drucksteu­ ereinrichtung einzusparen, aber es ist nicht möglich, den Variator abzukoppeln, um eine Stillstandsverstellung zu unterstützen. Deshalb ist es zweckmäßig, dem Wählschie­ ber 74 ein Druckregelventil 72 vorzuschalten, das von einer elektronischen Drucksteuereinheit 67 angesteuert wird. Da­ durch kann der sekundäre Variatorteil 20 über den Wende­ satz 46 zur Stillstandsverstellung vom Abtrieb 60 abgekop­ pelt werden. Mit dem Druckregelventil 72 läßt sich die Kupplung 52 und die Bremse 53 getrennt vom Druckniveau der Getriebeölpumpe 12 steuern. Die Ansteuerung durch die elek­ tronische Drucksteuereinheit 67 ermöglicht über die erste Steuereinheit 65 eine höhere Priorisierung als die Druckzu­ teilung über den Wählschieber 74.
Bezugszeichen
1
Antriebsmaschine
2
Antriebswelle
3
Kupplungsgehäuse
4
Anfahrelement, Kupplung
5
Lamelle
6
Lamellenträger
7
Druckplatte
8
Arme
9
Axiallager
10
Hydraulikkolben
11
Hydraulikkolben
12
Getriebeölpumpe
13
Mitnahme
14
Kupplungsglocke
15
Zwischenplatte
16
Getriebegehäuse
17
Lager
18
Primärwelle
19
Variatorteil (primär)
20
Variatorteil (sekundär)
21
Sekundärwelle
22
Festlager
23
Loslager
24
Festlager
25
Loslager
26
Lager
27
Wellenmutter
28
Wellenmutter
29
Kegelscheibe (f, primär)
30
Kegelscheibe (v, prim.)
31
Kegelscheibe (f, s.)
32
Kegelscheibe (v, s.)
33
Längsführung
34
Kugel
35
Längsführung
36
Kugel
37
Umschlingungsorgan
38
Zylinder
39
Kolben
40
Zylinder
41
Kolben
42
Axiallager
43
Axiallager
44
Dichtring
45
Dichtring
46
Wendesatz
47
Sonnenrad
48
Planetenrad
49
Planetenrad
50
Hohlrad
51
Planetenträger
52
Kupplung
53
Bremse
54
Bremskolben
55
Bremsscheibe
56
Bremssattel
57
Abtriebszahnrad
58
Zwischenstufe
59
Differential
60
Abtriebswelle
61
Drehzahlsensor
62
Drehzahlsensor
63
Drehzahlsensor
64
Drehzahlsensor
65
erste Steuereinheit
66
elektron. Drucksteuereinheit
67
elektron. Drucksteuereinheit
68
elektron. Drucksteuereinheit
69
elektron. Drucksteuereinheit
70
elektron. Drucksteuereinheit
71
Druckbegrenzungsventil
72
Druckregelventil
73
Drucksteuerventil
74
Wählschieber
75
Druckregelventil
76
Drucksteuerventil
77
Drucksteuerventil
78
Wählhebel
79
Vorwärtsfahrt
80
Rückwärtsfahrt
81
Neutral
82
Ölsumpf
83
vorgesteuertes Bremsventil
84
Bremszylinder
85
Arbeitskolben
86
Dichtung
87
Arbeitsraum
88
Feder
89
Druckanschluß
90
Druckanschluß Vorsteuer
91
Auslaß
92
Steuerbund
93
zweite Pumpe
94
Anschlag
95
zweite Steuereinheit
96
ABS-Block

Claims (22)

1. Automatisch gesteuertes Getriebe mit einem an­ triebsseitig angeordneten Anfahrelement (4), mit einem Wen­ desatz (46), mit einer ersten elektronischen Steuerein­ heit (65) und mit einer auf einer Primärwelle (18) festsit­ zenden Kegelscheibe (29) und einer zu dieser axial hydrau­ lisch verstellbaren Kegelscheibe (30), die einen primären Variatorteil (19) bilden, ferner mit einer auf einer Sekun­ därwelle (21) festsitzenden Kegelscheibe (31) und einer zu dieser axial hydraulisch verstellbaren Kegelscheibe (32), die einen sekundären Variatorteil (20) bilden, wobei ein Umschlingungsorgan (37) zwischen den Kegelscheiben (29, 30, 31, 32) den primären Variatorteil (19) mit dem sekundä­ ren (20) triebmäßig verbindet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anfahrelement (4) eine trocken laufende Scheibenkupplung ist, deren Scheibe mit der Pri­ märwelle (18) drehfest verbunden ist und in einem Kupp­ lungsgehäuse (14) mit einer drehfest, aber axial verschieb­ bar angeordneten Druckplatte (7) zusammenwirkt, die über Axiallager (9) von einem nicht rotierenden Stellglied (10, 11) betätigt wird, wobei das Kupplungsgehäuse (14) drehfest mit einer Antriebswelle (2) einer Antriebsmaschine (1) ver­ bunden ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckplatte (7) über eine Mit­ nahme (13) mit einem Leistungsteil einer Getriebeölpum­ pe (12) verbunden ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei redundante Hydraulik­ kolben (10, 11) als Stellglieder über ein Axiallager (9) auf die Druckplatte (7) wirken, wobei die erste Steuerein­ heit (65) den einen Hydraulikkolben (10) mit Hilfe der Ge­ triebeölpumpe (12) im Normalbetrieb ansteuert, während eine zweite Steuereinheit (95) den anderen Hydraulikkolben (11) mit Hilfe einer unabhängigen Druckversorgung (93) ansteu­ ert, wenn die Steuereinheit (65) und/oder das Hydrauliksy­ stem des Getriebes ausfallen und/oder von einer Steuerein­ heit (65, 95) ein ABS-Betrieb erkannt wird.
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrau­ likkolben (10, 11) als Ringkolben ausgebildet, in Reihe angeordnet sind und eine Verlängerung der Primärwelle (18) umgeben und daß die Mitnahme (13) zwischen der Druckplat­ te (7) und der Getriebeölpumpe (12) als Hohlwelle ausgebil­ det ist, die durch die Kolben (10, 11) geführt und auf der Verlängerung der Primärwelle (18) mittels eines Lagers (17) gelagert ist.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär­ welle (18) und/oder die Sekundärwelle (21) jeweils auf der Seite der festen Kegelscheibe (29, 31) in einem Lager (23, 25) gelagert sind, das einen Längenausgleich zuläßt, und auf der Seite der beweglichen Kegelscheibe (30, 32) durch ein Festlager (22) in einer Zwischenplatte (15), die mit einem Getriebegehäuse (16) fest verbunden ist, bzw. im Ge­ triebegehäuse (16) selbst axial fixiert sind, wobei auf die axial verschiebbare Kegelscheibe (30, 32) des primären Va­ riatorteils (19) und/oder des sekundären Variatorteils (20) mit dem Getriebegehäuse (16) fest verbundene Zylinder- Kolbeneinheiten (38, 39; 40, 42) über Axiallager (42, 43) wirken.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Se­ kundärwelle (21) der Wendesatz (46) in Planetenbauweise mit einem Doppelplaneten (48, 49), einem Sonnenrad (47) und einem Hohlrad (50) vorgesehen ist, wobei das Sonnenrad (47) mit der Sekundärwelle (21) drehfest verbunden und über eine Kupplung (52) mit einem Planetenträger (51) koppelbar ist, der mit einem Abtriebszahnrad (57) drehfest verbunden ist und eine Bremse (53) an Hohlrad (50) angeordnet ist.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Planetenträger (51) mit dem Innenlamellenträger der als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupplung (52) und der Außenlamellenträger mit der Sekundär­ welle (21) verbunden ist.
8. Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Wendesatzes (46) in beiden Richtungen gleich, vorzugs­ weise eins ist.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (53) als Einscheibenbremse lagezentriert ausgeführt ist, wobei die am Hohlrad (50) befestigte Bremsscheibe (55) in einem Bremssattel (56) zwischen zwei Kolben (54) angeordnet ist, die über ein Bremsventil (83) angesteuert werden.
10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hydraulikkolben (10) der Anfahrkupplung (4) mittels der Getriebehydraulik über ein Drucksteuerventil (73) von einer elektronischen Drucksteuereinheit (68) angesteuert wird, deren Charakteristik so ausgelegt ist, daß der zugehörige Zylinder des Hydraulikkolbens (10) entlüftet ist und damit die Anfahrkupplung (4) öffnet, wenn die erste Steuerein­ heit (65) des Getriebes in den Notbetrieb übergeht.
11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hydraulikkolben (11) von einer im Getriebe angeordneten elektronischen Drucksteuereinheit (70) angesteuert wird, wenn die unabhängige Druckversorgung (93) aktiviert ist oder direkt aus einem in einem ABS-Block (96) integrierten Drucksteuerventil (76) angesteuert wird, wobei die Charak­ teristik so ausgelegt ist, daß bei Stromausfall der zugehö­ rige Zylinder des zweiten Hydraulikkolbens (11) entlüftet und damit die Anfahrkupplung (4) geöffnet wird.
12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuerung für den zweiten Hydraulikkolben (11) in einer elektronischen Motorsteuerung integriert ist, die über einen CAN-Bus mit der zweiten Steuereinheit (95) und der ersten Steuereinheit (65) kommu­ niziert.
13. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Kegelscheiben (30, 32) nach dem Master- Slave-Prinzip angesteuert werden.
14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die axial ver­ schiebbaren Kegelscheiben (30, 32) nach dem Partner- Prinzip angesteuert werden.
15. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querschnittflächen der Zylinder so gewählt werden, daß der Anpreßkraftbedarf sekundärseitig unter Berücksichtigung des kleinsten möglichen Systemdrucks zur Aufrechterhaltung der Vorsteuerdruckversorgung der elektronischen Drucksteuereinheiten (66, 67, 68, 69, 70) nicht unterschritten wird und der theoretische Minimaldruck für Konstantfahrt in Vorwärtsfahrt im gesamten Lastbereich und Drehzahlbereich auf diesen Wert ausgelegt werden.
16. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Ansteuerung des primä­ ren (19) und sekundären Variatorteils (20) jeweils getrenn­ te elektronische Drucksteuereinheiten mit einem Druckbe­ grenzungsventil (66, 69) bzw. einem Druckregelventil (75) vorgesehen sind.
17. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Vierkantenschieber als Nachfol­ geschieber und Druckbegrenzungsventil (71) vorgesehen sind.
18. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupp­ lung (52) und Bremse (53) des Wendesatzes (46) so gewählt ist, daß der Druck am sekundären Variatorteil (20) ein­ schließlich dem erforderlichen Sicherheitsfaktor direkt als Funktionsdruck für die Kupplung (52) und Bremse (53) ver­ wendet wird.
19. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wende­ satz (46) nur bei geöffneter Anfahrkupplung (4) geschaltet wird und durch Druckrampen des Drucks am sekundären Va­ riatorteil (20) der Schaltablauf gesteuert wird.
20. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brem­ se (53) des Wendesatzes (46) über ein geschlossenes System durch ein vorgesteuertes Bremsventil (83) betätigt wird, wobei der Arbeitskolben (85) durch die Stellung des Wählhe­ bels (78) in Rückwärtsfahrt (80) über einen Wählschie­ ber (74) direkt mit dem Druck des sekundären Variator­ teils (20) verbunden ist und das Arbeitsvolumen die Brems­ kolben (54) entgegen der Kraft einer Feder (88) an die Bremsscheibe (55) anlegt.
21. Getriebe nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Drucksteuerung in der Kupp­ lung (52) bzw. in der Bremse (53) dem Wählschieber (74) ein Druckregelventil (72) vorgeschaltet ist.
22. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Funktionsablaufs, zur Regelung der Variatorübersetzung und Regelung der Scheibenkupplung (4) an einem Kupplungsge­ häuse (3) die Drehzahl der Antriebsmaschine (1), an der Primärwelle (18) die Drehzahl des primären Variator­ teils (19), an der Sekundärwelle (21) die Drehzahl des se­ kundären Variatorteils (20) und an einem Differential (59) die Ausgangsdrehzahl der Abtriebswelle (60) über Hallsenso­ ren (61, 62, 63, 64) erfaßt werden.
DE19920378A 1999-05-04 1999-05-04 Automatisch gesteuertes Getriebe Expired - Fee Related DE19920378C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19920378A DE19920378C2 (de) 1999-05-04 1999-05-04 Automatisch gesteuertes Getriebe
US09/553,670 US6524210B1 (en) 1999-05-04 2000-04-20 Automatic transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19920378A DE19920378C2 (de) 1999-05-04 1999-05-04 Automatisch gesteuertes Getriebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19920378A1 true DE19920378A1 (de) 2000-11-30
DE19920378C2 DE19920378C2 (de) 2002-11-07

Family

ID=7906860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19920378A Expired - Fee Related DE19920378C2 (de) 1999-05-04 1999-05-04 Automatisch gesteuertes Getriebe

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6524210B1 (de)
DE (1) DE19920378C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10111830A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-26 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren und Einrichtung zum Steuern eines Antriebsstranges mit einem Stufenlos-Automatgetriebe
US7435918B2 (en) 2005-07-15 2008-10-14 C. Rob. Hammerstein Gmbh & Co. Kg Underframe of a motor vehicle seat with weight sensors

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295613A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Honda Motor Co Ltd ベルト式無段変速機
AU2003263149A1 (en) * 2002-09-04 2004-04-30 Luk Lamellen Und Kuppllungsbau Beteiligungs Kg Drive train and method for controlling and/or regulating a drive train
JP2006046468A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Aisin Aw Co Ltd 無段変速機
DE102006023552A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes und Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung
JP2008291933A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Jtekt Corp 車両用オイル供給システム
GB2478120B (en) * 2010-02-24 2013-03-13 Torotrak Dev Ltd Fluid supply for continuously variable transmission
JP5852554B2 (ja) * 2012-12-21 2016-02-03 本田技研工業株式会社 自動変速機の油圧供給装置
JP6805657B2 (ja) * 2016-09-08 2020-12-23 日産自動車株式会社 無段変速機及び無段変速機の制御方法
DE102020128353A1 (de) * 2020-05-26 2021-12-02 Aktiebolaget Skf Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung
DE102020128355A1 (de) 2020-05-26 2021-12-02 Aktiebolaget Skf Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107193A2 (de) * 1982-10-22 1984-05-02 Nissan Motor Co., Ltd. Automatische Kupplungssteueranlage
EP0200829A1 (de) * 1984-07-16 1986-11-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Hydraulische Anlasskupplung
US4653621A (en) * 1984-05-07 1987-03-31 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for automatic clutch
DE3703245A1 (de) * 1986-02-21 1987-08-27 Volkswagen Ag Getriebeanordnung fuer fahrzeuge, insbesondere personenkraftfahrzeuge
EP0306351A1 (de) * 1987-09-04 1989-03-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Antriebsstrang eines Radfahrzeuges und Regelmethode dafür
EP0324928A2 (de) * 1988-01-22 1989-07-26 Ford-Werke Aktiengesellschaft Getriebesteuerung für ein stufenlos arbeitendes Getriebe
EP0412758A2 (de) * 1989-08-09 1991-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydraulisches Steuerungssystem eines stufenlosen Keilriemengetriebes mit einer ausfallsicheren Schutzanordnung
US5024310A (en) * 1988-11-30 1991-06-18 Suzuki Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Clutch pressure control device for continuously variable transmission
EP0498210A1 (de) * 1991-01-22 1992-08-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos regelbares Getriebe
US5170868A (en) * 1990-10-31 1992-12-15 Suzuki Motor Corporation Automatic starting clutch control method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847258A (en) * 1972-05-09 1974-11-12 Skf Ind Trading & Dev Clutch release mechanism
US3901362A (en) * 1974-01-17 1975-08-26 Int Harvester Co Curved thrust plate on clutch throwout bearing
US4313644A (en) * 1980-01-03 1982-02-02 Aetna Bearing Company Thrust bearing assembly
DE3202692C2 (de) * 1982-01-28 1986-03-27 Ford-Werke AG, 5000 Köln Stufenlos regelbares Getriebeaggregat für Kraftfahrzeuge
JPS59121250A (ja) * 1982-12-28 1984-07-13 Aisin Warner Ltd 車両用無段変速機
JPS59175666A (ja) * 1983-03-22 1984-10-04 Aisin Warner Ltd Vベルト式無段変速機
JPS6098261A (ja) * 1983-11-01 1985-06-01 Mazda Motor Corp ベルト式無段変速機
NL9000860A (nl) * 1990-04-12 1991-11-01 Doornes Transmissie Bv Elektronisch geregelde continu variabele transmissie.
JP2626257B2 (ja) * 1990-12-28 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 車両用ベルト式無段変速機の油圧制御装置
US5885186A (en) * 1993-08-17 1999-03-23 Van Doorne's Transmissie B.V. Continuously variable transmission
DE4411628A1 (de) * 1994-04-02 1995-10-05 Bosch Gmbh Robert Schlupfregler für stufenloses Getriebe
DE19708050C2 (de) * 1997-02-28 1998-11-19 Mansurow Rafik Dipl Ing Fh Mehrstufenreibkupplung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107193A2 (de) * 1982-10-22 1984-05-02 Nissan Motor Co., Ltd. Automatische Kupplungssteueranlage
US4653621A (en) * 1984-05-07 1987-03-31 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for automatic clutch
EP0200829A1 (de) * 1984-07-16 1986-11-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Hydraulische Anlasskupplung
DE3703245A1 (de) * 1986-02-21 1987-08-27 Volkswagen Ag Getriebeanordnung fuer fahrzeuge, insbesondere personenkraftfahrzeuge
EP0306351A1 (de) * 1987-09-04 1989-03-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Antriebsstrang eines Radfahrzeuges und Regelmethode dafür
EP0324928A2 (de) * 1988-01-22 1989-07-26 Ford-Werke Aktiengesellschaft Getriebesteuerung für ein stufenlos arbeitendes Getriebe
US5024310A (en) * 1988-11-30 1991-06-18 Suzuki Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Clutch pressure control device for continuously variable transmission
EP0412758A2 (de) * 1989-08-09 1991-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydraulisches Steuerungssystem eines stufenlosen Keilriemengetriebes mit einer ausfallsicheren Schutzanordnung
US5170868A (en) * 1990-10-31 1992-12-15 Suzuki Motor Corporation Automatic starting clutch control method
EP0498210A1 (de) * 1991-01-22 1992-08-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Steuerungsvorrichtung für ein stufenlos regelbares Getriebe

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10111830A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-26 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren und Einrichtung zum Steuern eines Antriebsstranges mit einem Stufenlos-Automatgetriebe
US6688999B2 (en) 2001-03-13 2004-02-10 Zf Transmission Technologies, L.L.C. Method and device for controlling a drive-line including a CVT
US7435918B2 (en) 2005-07-15 2008-10-14 C. Rob. Hammerstein Gmbh & Co. Kg Underframe of a motor vehicle seat with weight sensors

Also Published As

Publication number Publication date
DE19920378C2 (de) 2002-11-07
US6524210B1 (en) 2003-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3204891C2 (de)
DE2923983C2 (de) Hydraulische Steuereinrichtung für eine Überbrückungskupplung eines hydrokinetischen Drehmomentwandlers in einem automatischen Fahrzeuggetriebe
DE4041159A1 (de) Druckmittelbetaetigte reibungskupplung mit ausschliesslich axial bewegbaren reibscheiben
DE19920378C2 (de) Automatisch gesteuertes Getriebe
DE102006059155B4 (de) Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Differentialmechanismus, der von einer nach Bedarf schaltbaren Kupplung gesteuert wird
DE19826747A1 (de) Getriebe
DE3782731T2 (de) Steuersystem fuer die vorwaerts- und rueckwaertskupplungen eines stufenlosen riemengetriebes.
DE112011104317B4 (de) Getriebeanordnung mit einer Kupplung mit variabler Kraft
DE2509878A1 (de) Getriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, zur verwendung mit einem triebwerk hoher leerlaufdrehzahl bei lastfreiem betrieb
DE2518186B1 (de) Hydrodynamisch-mechanischer fahrzeugantrieb
EP0659250B1 (de) Lastschaltbares getriebe, insbesondere zweigang-planetengetriebe
WO2002090800A1 (de) Schaltbares getriebe
DE1215530B (de) Hydraulische Steuervorrichtung fuer Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
EP0745199A1 (de) Lastschaltbares getriebe, insbesondere zweigang-planetengetriebe
DE3931137A1 (de) Sperrkupplungs-steuervorrichtung fuer einen drehmomentwandler
DE69405429T2 (de) Schaltsteuerventil für ein stufenlos verstellbares Getriebe
DE1755141A1 (de) Automatisches Mehrganggetriebe
DE1431968B2 (de) Antriebsvorrichtung fuer winden und dergleichen lasthebemaschinen
DE2935139A1 (de) Hydraulische steuerung fuer die uebertragungseinrichtung einer automatischen kraftuebertragung eines kraftfahrzeuges
DE1935860U (de) Steuerventilanordnung, insbesondere zur verwendung in einem automatischen getriebe fuer kraftfahrzeuge.
DE102004017123A1 (de) Verrastbares Schaltelement in einem Automatgetriebe
DE10104346A1 (de) Hydrodynamischer Drehmomentwandler
DE1945333A1 (de) Hydraulische Steueranlage fuer Stufenwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen
DE69405430T2 (de) Steuerungsventil für die Steuerung eines stufenlosen Getriebes
DE19505987A1 (de) Schalt/Regelventil zum Steuern von hydrodynamischen Drehmomentwandlern automatischer Schaltgetriebe

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee