DE102004040568A1

DE102004040568A1 - Vorrichtung mit einer Einheit, die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator eines Kraftfahrzeuggetriebes einzustellen

Info

Publication number: DE102004040568A1
Application number: DE200410040568
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Brandenburg; Karlheinz Dipl.-Ing. Braun
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Braun Karlheinz Dipl-Ing 73249 Wernau De
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2006-02-23
Also published as: WO2006021352A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Einheit (10), die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator (11) eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Umschlingungsband (12) sowie mit einem Primärscheibensatz (13) und einem Sekundärscheibensatz (14) zumindest in einem Betriebsmodus einzustellen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, zumindest ein Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft eines Scheibensatzes (13) vor einem Abschaltsignal (15), zur Sicherstellung einer Anfahrübersetzung (UD) nach dem Abschaltsignal (15), zu verändern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Einheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 103 43 513 A1 ist eine Vorrichtung mit einer Regeleinheit bekannt, die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Umschlingungsband sowie mit einem Primärscheibensatz und einem Sekundärscheibensatz zu regeln.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung konstruktiv einfach sicherzustellen, dass nach einem Abschaltsignal eine Anfahrübersetzung sicher gehalten wird.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Einheit, die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Umschlingungsband sowie mit einem Primärscheibensatz und einem Sekundärscheibensatz zumindest in einem Betriebsmodus einzustellen.

Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, zumindest ein Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft eines Scheibensatzes vor einem Abschaltsignal, zur Sicherstellung einer Anfahrübersetzung nach dem Abschaltsignal, zu verändern, wodurch kostengünstig und konstruktiv einfach eine Anfahrübersetzung nach einem Abschaltsignal gehalten und ein Bandrutschen bei einem folgenden Zündungslauf sicher vermieden werden kann. Unter einer „Einheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Steuereinheit, eine Regeleinheit und/oder eine Recheneinheit verstanden werden.

Die Einheit kann dazu vorgesehen sein, verschiedene Druckniveaus zu erhöhen und/oder abzusenken, beispielsweise kann die Einheit dazu vorgesehen sein, vor dem Abschaltsignal ein Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft im Sekundärscheibensatz zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist die Einheit jedoch dazu vorgesehen, das Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft im Primärscheibensatz abzusenken, was bei geringem konstruktiven Aufwand realisierbar ist.

Dabei wird das Druckniveau vorzugsweise unter 1 bar und besonders vorteilhaft unter 0,5 bar und am besten unter 0,2 bar abgesenkt, wobei grundsätzlich mit zunehmender Absenkung die Sicherheit erhöht werden kann, dass nach dem Abschaltsignal die Anfahrübersetzung gehalten werden kann.

Die Einheit kann dazu vorgesehen sein, bereits ab einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle das Druckniveau zu verändern. Besonders vorteilhaft ist die Einheit jedoch dazu vorgesehen, erst nach erkanntem Kraftfahrzeugstillstand das Druckniveau zu verändern, wodurch unerwünschte Einflüsse während der Fahrt und damit verbundene Komforteinbußen sicher vermieden werden können.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung wenigstens einen Druckreduzierer zumindest zur Dämpfung von Drucksprüngen im Primärscheibensatz nach dem Abschaltsignal aufweist, wodurch durch Drucksprünge bedingte unerwünschte Übersetzungsänderungen nach dem Abschaltsignal vermieden werden können. Ferner kann eine vorteilhafte Drosselung von Druckmittelströmungen erzielt werden, wie insbesondere einer Druckmittelströmung in den Primärscheibensatz.

Der Druckreduzierer kann dabei von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Bauteilen gebildet sein, beispielsweise von einem separaten Bauteil, wie beispielsweise einem separaten Ventil. Besonders vorteilhaft ist der Druckreduzierer jedoch zumindest teilweise oder vorteilhaft vollständig einstückig mit einem Drucksteuermittel des Variators ausgebildet, wie beispielsweise mit einem Primärdruckschieber des Primärscheibensatzes oder mit einem Drucksteuermittel des Sekundärscheibensatzes oder einem Hilfssteuermittel zur Sicherstellung von gewünschten Druckniveaus während der Steuerung des Variators, wodurch zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können. Der Druckreduzierer kann hierbei von einer Blende, einer Spaltdichtung usw. gebildet sein.

Ist der Druckreduzierer von einer Druckquelle in Strömungsrichtung zum Primärscheibensatz vor wenigstens einem Drucksteuermittel des Primärscheibensatzes angeordnet, kann eine Druckreduzierung mittels mehrerer Mittel erreicht und die Sicherheit, dass die Anfahrübersetzung nach dem Abschaltsignal gehalten wird, kann weiter erhöht werden.

Mittels des Druckreduzierers können grundsätzlich verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Druckreduzierungen realisiert sein, die größer 0% und kleiner/gleich 100% sein können. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine Druckreduzierung zwischen 40% und 70% erwiesen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, bei der der Primärscheibensatz ausschließlich zur hydraulischen Verstellung vorgesehen, d.h. insbesondere ohne ein eine Verstellbewegung erzeugendes Federelement ausgebildet ist, wodurch zusätzliche Bauteile, Gewicht, Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel 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 zusammenfassen.

Dabei zeigen:

1 einen Ausschnitt eines schematisch dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes,

2 ein Zündungssignal über der Zeit bei einem Abschaltvorgang,

3 eine Motordrehzahl und eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit über der Zeit beim Abschaltvorgang,

4 elektrische Ströme vom Drucksteuermittel über der Zeit beim Abschaltvorgang,

5 Drücke eines Variators über der Zeit beim Abschaltvorgang und

6 eine Übersetzung des Variators über der Zeit beim Abschaltvorgang.

1 zeigt einen Ausschnitt eines schematisch dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes mit einer Vorrichtung, die eine von einer Regeleinheit gebildete Einheit 10 aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator 11 des Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Umschlingungsband 12 sowie mit einem Primärscheibensatz 13 und einem Sekundärscheibensatz 14 einzustellen. Der Sekundärscheibensatz 14 weist eine feststehende Kegelscheibe 25 und eine verstellbare Kegelscheibe 24 auf, die über eine Druckfeder 23 mit einer Federkraft beaufschlagt und über einen Öldruck in einem Druckraum des Sekundärscheibensatzes 14 beaufschlagbar ist. Der Primärscheibensatz 13 weist eine feststehende Kegelscheibe 26 und eine verstellbare Kegelscheibe 27 auf, die ausschließlich über Öldruck in einem Druckraum des Primärscheibensatzes 13 beaufschlagbar ist. Der Primärscheibensatz 13 ist ausschließlich zur hydraulischen Verstellung, d.h. ohne eine auf die verstellbare Kegelscheibe 27 wirkende Druckfeder, ausgeführt. Der Primärscheibensatz 13 weist in seinem Druckraum eine auf die verstellbare Kegelscheibe 27 wirkende größere Druckfläche auf als der Sekundärscheibensatz 14, so dass sich bei gleichem Öldruck in den Druckräumen im Primärscheibensatz 13 eine größere Anpresskraft ergibt.
Der Druckraum des Sekundärscheibensatzes 14 ist direkt mit einer Druckquelle 19 verbunden, über die neben dem Variator 11 noch weitere Verbraucher 16, 16a mit Druckmittel im Betrieb versorgt werden. Ein Sekundärdruck p₂ im Sekundärscheibensatz 14 könnte anstatt einer direkten Speisung über die Druckquelle 19 auch über einen eigenen Regelkreis erreicht sein.
Der Druckraum des Primärscheibensatzes 13 ist über ein von einem Druckschieber gebildetes erstes Drucksteuermittel 18 und über ein von einem Primärdruckschieber gebildetes zweites Drucksteuermittel 20 mit der Druckquelle 19 verbunden. Das erste Drucksteuermittel 18 dient als Sicherheitsdruckschieber, mittels dessen eine Verbindung zwischen dem Primärscheibensatz 13 und der Druckquelle 19 vollständig unterbrochen werden kann. Das zweite Drucksteuermittel 20 dient zur Steuerung bzw. zur Regelung eines Primärdrucks p₁ im Druckraum des Primärscheibensatzes 13 (1 bis 6). Über den Primärdruck p₁ wird ein Kräfteverhältnis zwischen der Anpresskraft im Primärscheibensatz 13 und einer Anpresskraft im Sekundärscheibensatz 14 eingestellt.
Mittels der Einheit 10 sind über einen ersten Elektromagneten 21 das erste Drucksteuermittel 18 und über einen zweiten Elektromagneten 22 das ausgehend von der Druckquelle 19 dem ersten Drucksteuermittel 18 nachgeschaltete zweite Drucksteuermittel 20 ansteuerbar. Der Primärdruck p₁ im Primärscheibensatz 13 ist von einem an den Elektromagneten 22 angelegten elektrischen Strom Cur₁ bzw. von einer Stromstärke des elektrischen Stroms Cur₁ abhängig, wobei mit zunehmender elektrischer Stromstärke der Primärdruck p₁ abnimmt, und zwar gemäß einem festgelegten Kennfeld. Zur Regelung des Variators 11 werden der Einheit 10 über eine Datenleitung 30 interne Getriebedaten und Umgebungsdaten zugeführt, wie eine Kenngröße für eine Primärdrehzahl, eine Sekundärdrehzahl, eine Getriebeöltemperatur, eine Umgebungstemperatur, ein Fahrerwunsch, eine Antriebsdrehzahl, eine Wählhebelposition des Kraftfahrzeuggetriebes, eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit v_F usw.
Die Einheit 10 ist dazu vorgesehen, nach erkanntem Kraftfahrzeugstillstand bzw. nachdem eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit v_F in einem Zeitpunkt t₀ auf 0 abgesunken ist und eine Parkstellung P oder eine Neutralstellung N des Kraftfahrzeuggetriebes vorliegt, ein Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft des Primärscheibensatzes 13 auf das Umschlingungsband 12, und zwar den Primärdruck p₁ im Druckraum des Primärscheibensatzes 13, vor einem Abschaltsignal 15 in einem Zeitpunkt t₂, in dem ein Zündsignal Z auf 0 absinkt, zur Sicherung einer Anfahrübersetzung UD nach dem Abschaltsignal 15, auf ca. 0 bar abzusenken (2 bis 6). Zusätzlich oder alternativ könnte die Einheit 10 auch dazu vorgesehen sein, ab einer Geschwindigkeitsschwelle 29 ein Druckniveau zu verändern.
In einem Zeitpunkt t₁ erhöht die Einheit 10 einen am Elektromagneten 22 anliegenden elektrischen Strom Cur₁ bzw. dessen Stärke um ca. 50% und senkt damit den Primärdruck p₁ auf ca. 0 bar ab. Zur Erzielung einer ausreichenden Reaktionskraft bei 0 bar im Druckraum des Primärscheibensatzes 13 weist der Primärscheibensatz 13 einen nicht näher dargestellten Anschlag auf, an den die verstellbare Kegelscheibe 27 des Primärscheibensatzes 13 bei 0 bar im Druckraum anläuft.
Ferner senkt die Einheit 10 im Zeitpunkt t₁ einen am Elektromagnet 21 anliegenden elektrischen Strom Cur₂ auf 0 ab, wodurch ein von einer Drosselstelle gebildeter, mit dem Drucksteuermittel 18 einstückig ausgebildeter Druckreduzierer 17 zur Dämpfung von Drucksprüngen im Primärscheibensatz 13 nach dem Abschaltsignal 15 zwischen die Druckquelle 19 und den Primärscheibensatz 13 geschaltet wird. Der Druckreduzierer 17 bewirkt eine Druckreduzierung um ca. 50%, so dass sich nach dem Drucksteuermittel 18 ein Hilfsdruck p_H einstellt, der ca. halb so groß ist wie der Sekundärdruck p₂ (5). Alternativ oder zusätzlich zu dem Druckreduzierer 17 könnte auch vor diesen eine entsprechende Mimik 28 geschaltet sein, wie dies in 1 angedeutet ist. Insbesondere kann durch diese dem Druckreduzierer 17 vorgeschaltete Mimik 28 der Zu- und Ablauf des Primärscheibensatzes 13 über das Drucksteuermittel 20 und den Druckreduzierer 17 unterbrochen werden, wodurch verhindert wird, dass eine für eine Verstellung in Richtung Overdrive OD benötigte Ölmenge in den Primärscheibensatz 13 gelangt. Ferner könnte alternativ oder zusätzlich auch ein Druckreduzierer einstückig mit dem von dem Primärdruckschieber gebildeten Drucksteuermittel 20 ausgebildet sein.
Im Zeitpunkt t₂ des Abschaltsignals 15 wird von einem Kraftfahrzeugfahrer eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine und damit deren Zündung abgeschaltet. Nach dem Abschaltsignal 15 läuft die Brennkraftmaschine mit einer abnehmenden Motordrehzahl n nach (3). Eine Stromversorgung der Elektromagneten 21, 22 bricht ab, und die elektrischen Ströme Cur₁ und Cur₂ fallen auf 0 ab.
Nach dem Abschaltsignal 15 auftretende Drucksprünge des Primärdrucks p₁ sind durch die erfindungsgemäße Lösung im Vergleich zu Drucksprüngen eines Primärdrucks p₁* ohne Reduzierung des Druckniveaus vor dem Abschaltsignal 15 und ohne Druckreduzierer 17 wesentlich kleiner. Der Primärdruck p₁ kann stets sicher mit ausreichendem Abstand unterhalb dem Sekundärdruck p₂ gehalten werden, wodurch stets eine Übersetzung i nach dem Abschaltsignal 15 auf einer Anfahrübersetzung UD gehalten werden kann. Eine Verstellung der Übersetzung i in Richtung eines Overdrives OD, wie dies bei einem bisher bekannten Kraftfahrzeuggetriebe möglich ist (6, Übersetzung i*), wird sicher vermieden.

10: Einheit
11: Variator
12: Umschlingungsband
13: Primärscheibensatz
14: Sekundärscheibensatz
15: Abschaltsignal
16: Verbraucher
17: Druckreduzierer
18: Drucksteuermittel
19: Druckquelle
20: Drucksteuermittel
21: Elektromagnet
22: Elektromagnet
23: Druckfeder
24: Kegelscheibe
25: Kegelscheibe
26: Kegelscheibe
27: Kegelscheibe
28: Mimik
29: Geschwindigkeitsschwelle
30: Datenleitung
p₁: Primärdruck
p₂: Sekundärdruck
p_H: Hilfsdruck
UD: Anfahrübersetzung
OD: Overdrive
Cur₁: Strom
Cur₂: Strom
n: Motordrehzahl
t0: Zeitpunkt
t1: Zeitpunkt
t2: Zeitpunkt
Z: Zündsignal
i: Übersetzung
v_F: Kraftfahrzeuggeschwind
: igkeit

Claims

Vorrichtung mit einer Einheit (10), die dazu vorgesehen ist, einen stufenlos einstellbaren Variator (11) eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem Umschlingungsband (12) sowie mit einem Primärscheibensatz (13) und einem Sekundärscheibensatz (14) zumindest in einem Betriebsmodus einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, zumindest ein Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft eines Scheibensatzes (13) vor einem Abschaltsignal (15), zur Sicherstellung einer Anfahrübersetzung (UD) nach dem Abschaltsignal (15), zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, das Druckniveau zur Erzeugung einer Anpresskraft im Primärscheibensatz (13) abzusenken.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, das Druckniveau unter 1 bar abzusenken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) dazu vorgesehen ist, erst nach erkanntem Kraftfahrzeugstillstand das Druckniveau zu verändern.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Druckreduzierer (17) zumindest zur Dämpfung von Drucksprüngen im Primärscheibensatz (13) nach dem Abschaltsignal (15).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckreduzierer (17) zumindest teilweise einstückig mit einem Drucksteuermittel (18) des Variators (11) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Mimik (28) ein Abfluss und/oder Zufluss über den Druckreduzierer (17) versperrt werden kann und/oder drucklos geschaltet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckreduzierer (17) von einer Druckquelle (19) in Strömungsrichtung zum Primärscheibensatz (13) vor wenigstens einem Drucksteuermittel (20) des Primärscheibensatzes (13) angeordnet ist.
Vorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckreduzierer (17) zur Druckreduzierung um 40% bis 70% vorgesehen ist.
Kraftfahrzeuggetriebe mit einem stufenlos einstellbaren Variator (11), der ein Umschlingungsband (12), einen Primärscheibensatz (13) und einen Sekundärscheibensatz (14) umfasst, und mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärscheibensatz (13) ausschließlich zur hydraulischen Verstellung vorgesehen ist.
Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.