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Ausführungsformen dieser Erfindung beziehen sich auf eine hydraulische Druckzuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe.
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Eine bekannte Technologie betreffend eine hydraulische Druckzuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe ist beispielsweise in der
japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 2005-337502 beschrieben. Die in der Literaturstelle beschriebene Technologie bezieht sich auf eine hydraulische Druckzuführvorrichtung zur Abgabe von Hydrauliköl an ein Fahrzeug-Automatikgetriebe und ist, um genauer zu sein, konfiguriert, um zwei Hydraulikpumpen zu verwenden, um den dem Automatikgetriebe zugeführten Druck zwischen zwei Arten (hoch und niedrig) umzuschalten.
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Genauer gesagt ermöglicht das in der Literaturstelle beschriebene technische Konzept, eine an einen Getriebebedarf angepasste Hydraulikölabgabe durch eine Konfiguration zu realisieren, die einen Niederdruckkreis unter Verwendung einer ersten Pumpe zur Abgabe eines niedrigen Hydraulikdrucks P1 bei einer Volumendurchflussrate V1 und einen Hochdruckkreis unter Verwendung einer zweiten Pumpe zur Abgabe eines hohen hydraulischen Drucks P2 bei einer Volumendurchflussrate V2 umfasst, zwei Arten von Druck (hoch und niedrig) von diesen Kreisen liefert und erforderlichenfalls den Druck P1 des Niederdruckkreises auf den Druck P2 des Hochdruckkreises zur Lieferung der Strömungsrate V1 + V2 steigert.
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Von Interesse hier ist, dass einige Automatikgetriebe mit drei oder mehr Hydraulik-Aktoren ausgestattet sind, die im geforderten Hydraulikdruck voneinander verschieden sind, dass aber sogar in einem solchen Fall die in der Literaturstelle beschriebene Technologie die zwei Hydraulikpumpen verwendet, um die maximal geforderten Hydraulikdrücke P1, P2 bei den jeweiligen Strömungsraten V1, V2 zu erzeugen und sie an die Hydraulik-Aktoren entweder ohne Modifikation oder nach geeigneter Druckreduzierung und Strömungsratenreduzierung zu liefern.
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Da dies zu einem Nachteil führt, dass ein wesentlicher Teil der durch die Hydraulikpumpen erzeugten hydraulischen Energie als Wärme verschwendet wird, ist Platz zur Verbesserung unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz.
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Daher sind Ausführungsformen dieser Erfindung darauf gerichtet, das vorstehende Problem durch Bereitstellen einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe zu überwinden, die die Energieeffizienz durch Minimieren von verschwendeter hydraulischer Energie höchstmöglich sogar in dem Fall verbessert, in dem drei oder mehr Hydraulik-Aktoren installiert sind, die im geforderten Druck voneinander verschieden sind.
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Um das Ziel zu erreichen, stellen Ausführungsformen dieser Erfindung eine Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe bereit, die Hydraulikdruck-Zuführziele aufweist, umfassend zumindest drei Hydraulik-Aktoren, die im geforderten Hydraulikdruck voneinander verschieden sind, und ein Schmiersystem, umfassend: zumindest drei Hydraulikpumpen, die mit einer Antriebsmaschine bzw. einem Antriebsmotor verbunden und in Öldurchgängen installiert sind, welche die Hydraulik-Druckzuführziele und einen Vorratsbehälter verbinden, um Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter zu pumpen und es an die Öldurchgänge zu liefern, wenn durch den Antriebsmotor angetrieben wird; zumindest drei Regelventile, die in den Öldurchgängen installiert sind, um imstande zu sein, die von den Hydraulikpumpen gelieferten Hydraulikdrücke auf Werte zu regulieren, welche den jeweils geforderten Hydraulikdrücken entsprechen, und sie an die Hydraulik-Druckzuführziele zu liefern; Auswahlventile, die in den Öldurchgängen an Stellen zwischen den Hydraulikpumpen und den Regelventilen installiert sind; und eine Steuereinrichtung, die den Betrieb der Auswahlventile so steuert, um die Hydraulikpumpen mit den Regelventilen entsprechend den geforderten Strömungsraten der Hydraulik-Druckzuführziele zu verbinden.
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Die obigen und andere Aufgaben und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und Zeichnungen näher ersichtlich werden, in denen:
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1 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Gesamtansicht einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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2 ein schematische Diagramm ist, welches eine Gesamtansicht eines in 1 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt;
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3 ein erläuterndes Diagramm ist, welches Energieverlust-Charakteristiken des in 2 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt;
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4 ein schematisches Diagramm ist, welches die wesentlichen Elemente eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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5 eine erläuternde Ansicht ist, die Energieverlustcharakteristiken des in 4 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt;
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6 ein schematisches Diagramm ist, welches das Wesentliche eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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7 eine erläuternde Ansicht ist, die Energieverlustcharakteristiken des in 6 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt;
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8 ein erläuterndes Diagramm ist, welches die Arbeitsweise eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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9 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Gesamtansicht eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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10 ein erläuterndes Diagramm ist, welches Energieverlustcharakteristiken des in 9 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt;
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11 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Gesamtansicht eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
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12 ein erläuterndes Diagramm ist, welches Energieverlustcharakteristiken des in 11 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt; und
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13 eine Ansicht ähnlich der 3 ist, jedoch unter Veranschaulichung von Energieverlustcharakteristiken des Hydraulikdruck-Zuführmechanismus des Standes der Technik.
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1 ein schematische Diagramm ist, welches eine Gesamtansicht einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt; 2 ist ein schematische Diagramm, welches eine Gesamtansicht eines in 1 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt; und 3 ist ein erläuterndes Diagramm, welches Energieverlust-Charakteristiken des in 2 dargestellten Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt.
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Das Symbol 10 in 1 bezeichnet ein Triebwerk (Brennkraftmaschine (Antriebsmotor)), das eine Mehrzahl von Zylindern aufweist. Der Motor 10 ist in einem Fahrzeug 14 angebracht, welches mit Antriebsrädern 12 versehen ist (das Fahrzeug 14 ist teilweise durch den Motor 10, die Antriebsräder 12, etc.) angedeutet.
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Eine Drosselklappe (nicht dargestellt), die in einem Luftansaugsystem des Motors 10 installiert ist, ist von einem Gaspedal 16 mechanisch getrennt, welches am Boden am Fahrzeug-Fahrersitz installiert und durch einen DBW-(Antrieb-durch-Seil-)-Mechanismus 18 verbunden und geöffnet/geschlossen wird, umfassend einen Elektromotor oder anderen Aktor.
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Ansaugluft, die durch die Drosselklappe reguliert ist, strömt durch eine Einströmleitung, um mit Kraftstoff gemischt zu werden, der von Einspritzdüsen 20 eingespritzt wird, welche sich an Einspritzöffnungen der jeweiligen Zylinder befinden, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, welches in die Zylinderverbrennungskammern strömt, wenn die Einlassventile öffnen. In jeder Verbrennungskammer wird das Kraftstoffgemisch durch eine Zündkerze gezündet und verbrennt, wodurch ein Kolben angetrieben und eine Ausgangswelle 22 gedreht werden, die mit einer Kurbelwelle verbunden ist, woraufhin es aus dem Motor 10 als Abgas abgeführt wird.
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Die Drehung der Abtriebswelle 22 des Motors 10 wird über einen Drehmomentwandler 24 einem stufenlos veränderlichen bzw. stufenlosen Getriebe (Automatikgetriebe, hier nachstehend als ”CVT” bezeichnet) 26 eingangsseitig zugeführt. Genauer gesagt ist die Abtriebswelle 22 des Motors 10 mit einem Pumpenrad 24a des Drehmomentwandlers 24 verbunden, während ein Turbinenläufer 24b, der gegenüber dazu installiert ist, um ein Fluid (Hydrauliköl CVTF) aufzunehmen, mit einer Hauptwelle (Eingangswelle) MS verbunden ist. Der Drehmomentwandler 24 ist mit einer Überbrückungskupplung 24c ausgestattet, die einen Hydraulikmechanismus aufweist, der einen im Inneren eines Zylinders gleitbaren Kolben umfasst.
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Das CVT 26 umfasst eine Antriebs-(DR-)-Riemenscheibe 26a, die an der Hauptwelle MS befestigt ist, genauer gesagt an einer äußeren Welle, die koaxial durch Feder und Nut an der Hauptwelle MS befestigt ist, eine angetriebene (DN) Riemenscheibe 26b, die an einer Gegenwelle (Abtriebswelle) CS befestigt ist, welche parallel zu der Hauptwelle MS verläuft und mit den Antriebsrädern 12 verbunden ist, genauer gesagt an einer äußeren Welle, die koaxial durch eine Feder und Nut an der Gegenwelle CS befestigt ist, und ein endloses Übertragungselement, welches um die antreibenden und angetriebenen Riemenscheiben gewickelt ist, beispielsweise ein Metallband 26c.
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Die Antriebsriemenscheibe 26a umfasst eine festliegende Riemenscheibenhälfte 26a1, die an der äußeren Welle der Hauptwelle MS angebracht ist, um für eine relative Drehung und eine Bewegung in axialer Richtung außerstande zu sein, eine bewegbare Riemenscheibenhälfte 26a2, die für eine Drehung relativ zu der äußeren Welle der Hauptwelle MS außerstande ist und die für eine relative Bewegung in Bezug auf die festliegende Riemenscheibenhälfte 26a1 in der axialen Richtung der Welle imstande ist, und einen Hydraulikmechanismus 26a3, der einen Kolben, einen Zylinder und eine Feder umfasst und der auf einer Seite der bewegbaren Riemenscheibenhälfte 26a2 installiert ist, um die bewegbare Riemenscheibenhälfte 26a2 zu der festliegenden Riemenscheibenhälfte 26a1 zu drücken, wenn Hydraulikdruck (Hydrauliköl-(CVTF)-Druck) zugeführt wird.
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Die angetriebene Riemenscheibenhälfte 26b umfasst eine festliegende Riemenscheibenhälfte 26b1, die an der äußeren Welle der Gegenwelle CS befestigt ist, um für eine relative Drehung und eine Bewegung in axialer Richtung außerstande zu sein, eine bewegbare Riemenscheibenhälfte 26b2, die für eine Drehung relativ zu der Gegenwelle CS außerstande ist und die für eine relative Bewegung in Bezug auf die festliegende Riemenscheibenhälfte 26b1 in der axialen Richtung der Welle imstande ist, und einen Hydraulikmechanismus 26b3, der einen Kolben, einen Zylinder und eine Feder umfasst und der auf einer Seite der bewegbaren Riemenscheibenhälfte 26b2 installiert ist, um die bewegbare Riemenscheibenhälfte 26b2 zu der festliegenden Riemenscheibenhälfte 26b1 zu drücken, wenn ihm Hydraulikdruck (Öl) zugeführt wird.
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Das CVT 26 ist mit dem Motor 10 durch einen Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 verbunden. Der Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 umfasst eine Vorwärts-Kupplung 28a, die dem Fahrzeug 14 ermöglicht, vorwärts zu fahren, eine Rückwärts-Bremskupplung 28b, die ein Rückwärtsfahren ermöglicht, und einen Planetengetriebemechanismus 28c, der zwischen den beiden Kupplungen liegt. Das CVT 26 ist mit dem Motor 10 durch die Vorwärts-Kupplung 28a verbunden. Die Vorwärts-Kupplung 28a und die Rückwärts-Bremskupplung 28b sind jeweils mit einem Druckmechanismus ausgestattet, der einen innerhalb eines Zylinders gleitbaren Kolben umfasst.
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In dem Planetengetriebemechanismus 28c ist ein Sonnenrad 28c1 an der Hauptwelle MS befestigt, und ein Ringzahnrad 28c2 ist an der festliegenden Riemenscheibenhälfte 26a1 der Antriebsriemenscheibe 26a durch die Vorwärts-Kupplung 28a befestigt. Zwischen dem Sonnenrad 28c1 und dem Ringzahnrad 28c2 ist ein Ritzel 28c3 installiert. Das Ritzel 28c3 ist durch einen Träger 28c4 mit dem Sonnenrad bzw. Sonnenzahnrad 28c1 verbunden. Wenn die Rückwärts-Bremskupplung 28b betätigt ist, liegt der Träger 28c4 als Ergebnis fest (verriegelt).
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Die Drehung der Gegenwelle CS wird von einer sekundären Welle (Zwischenwelle) SS durch Zahnräder auf die Antriebsräder 12 übertragen. Genauer gesagt wird die Drehung der Gegenwelle CS durch Zahnräder 30a, 30b auf die sekundäre Welle SS übertragen, und die Drehung der sekundären Welle SS wird durch ein Zahnrad 30c und auf die linken und rechten Antriebsräder (lediglich das rechte Rad ist dargestellt) 12 von einem Differential 32 durch eine Antriebswelle 34 übertragen.
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Somit ist das CVT 26 einerseits mit dem Motor 10 durch den Drehmomentwandler 24 verbunden und andererseits durch den Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 mit den Antriebsrädern 12 verbunden. Die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b des CVT 26, die Überbrückungskupplung 24c des Drehmomentwandlers 24 und die Vorwärts-Kupplung 28a (und die Rückwärts-Bremskupplung 28b) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 sind, wie oben angedeutet, mit den Hydraulik-Mechanismen 26a3, 26b3 und dergleichen ausgestattet, und daher werden die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b des CVT 26, die Überbrückungskupplung 24c des Drehmomentwandlers 24 und die Vorwärts-Kupplung 28a (und die Rückwärts-Bremskupplung 28b) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 hier nachstehend als Hydraulik-Aktoren bezeichnet.
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Die Bedienperson schaltet zwischen der Vorwärts-Kupplung 28a und der Rückwärts-Bremskupplung 28b in dem Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 durch Betätigen eines Bereichswählers 36, der nahe des Fahrzeug-Bedienersitzes vorgesehen ist, um beispielsweise aus P, R, N und D einen Bereich auszuwählen. Die Bereichsauswahl durch die Bedienerbetätigung des Bereichswählers 36 wird auf ein manuelles Ventil eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus 40 übertragen.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Hydraulikdruck-Zuführmechanismus 40 zumindest drei, bei diesem Ausführungsbeispiel fünf Hydraulikpumpen 42, zumindest drei, bei diesem Ausführungsbeispiel fünf Regelventile 44 und fünf Auswahlventile 46, die zwischen den Hydraulikpumpen 42 und den Regelventilen 44 installiert sind. Die fünf Regelventile 44 sind in der Figur als ”Regler” mit angehängten Nummern 1 bis 5 veranschaulicht.
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Die fünf Hydraulikpumpen 42 sind eine erste Hydraulikpumpe (Q1) 42a, eine zweite Hydraulikpumpe (Q2) 42b, eine dritte Hydraulikpumpe (Q3) 42c, eine vierte Hydraulikpumpe (Q4) 42d und eine fünfte Hydraulikpumpe (Q5) 42e.
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Die fünf Hydraulikpumpen 42 sind mit Öldurchgängen 52 verbunden, die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele und einen Vorratsbehälter 50 verbinden, und sie sind gestaltet, um Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter 50 zu pumpen und es an die Öldurchgänge 52 abzugeben, wenn sie durch den Motor 10 angetrieben werden. Die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele umfassen die Hydraulik-Aktoren des CVT 26, das sind die Hydraulik-Aktoren, die durch die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b der Vorwärts-Kupplung 28a (und der Rückwärts-Bremskupplung 28b) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 gebildet sind, und der Überbrückungskupplung 24c des Drehmomentwandlers 24 und ein Schmiersystem 48 des CVT 26. Wenn das CVT 26 in einem Getriebegehäuse aufgenommen ist, welches in dem Fahrzeug 14 angebracht ist, dient eine Ölwanne, die unter dem Getriebegehäuse in der Schwerpunktsrichtung gebildet ist, als der Vorratsbehälter 50.
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In 2 und 3 sind die von den antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b benötigten Hydraulikdrücke als DR, DN jene, die von der Vorwärts-Kupplung 28a (und der Rückwärts-Bremskupplung 28b) benötigt werden, als CL, jene, die von der Überbrückungskupplung 24c benötigt werden, als LC und jene, die von dem Schmiersystem 48 benötigt werden, als LU bezeichnet. Das Schmiersystem 48 bezieht sich kollektiv auf Teile oder Komponenten der antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, der Zahnräder 30a, 30b und so weiter, die Schmierung erfordern.
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3 zeigt die Hydraulikdrücke [MPa] und Strömungsraten [l/min], die zur Abgabe an die vier Hydraulik-Aktoren erzeugt werden, wenn das CVT 26 sich in einem bestimmten Betriebszustand befindet (beispielsweise im Dauerbetriebszustand), und zeigt außerdem die zu dieser Zeit abgeführten verschwendeten (Abführöl) Energien (Funktionen des Hydraulikdrucks und der Strömungsrate).
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Wie veranschaulicht, sind im Dauerbetriebszustand die höchsten erforderlichen Drücke DR, DN der antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, gefolgt in abnehmender Reihenfolge von CL der Vorwärts-Kupplung 28a (und der Rückwärts-Bremskupplung 28b), LC der Überbrückungskupplung 24c und LU des Schmiersystems 48.
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Im Gegensatz dazu sind die niedrigsten erforderlichen Strömungsraten jene der antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, während jene der Vorwärts-Kupplung 28a (und der Rückwärts-Bremskupplung 28b) und der Überbrückungskupplung 24c im Wesentlichen gleich oder höher sind als jene der antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, und jene des Schmiersystems 48 ist noch höher. Da die Größe dieser Strömungsraten in Abhängigkeit vom Design und Betriebszustand des CVT 26 differiert, repräsentiert 3 lediglich ein Beispiel.
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Die fünf Hydraulikpumpen 42 umfassen alle eingetragenen Zahnradpumpen, die innere Rotoren und äußere Rotoren aufweisen und die individuell und koaxial mit der Abtriebswelle 22 des Motors (E) 10 durch Riemen-Riemenscheiben oder andere geeignete Geschwindigkeitsänderungseinrichtungen verbunden sind.
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Die bemessenen Abgabedrücke [MPa] der fünf Hydraulikpumpen 42 sind alle identisch auf den Wert DR der Antriebs-Riemenscheibe 26a für den höchsten Druck festgelegt, und die Abgaberaten [l/min] sind festgelegt, um graduell von der ersten Hydraulikpumpe (Q1) 42a zu der fünften Hydraulikpumpe (Q5) 42e zuzunehmen (um voneinander verschieden zu sein). In Abhängigkeit von dem Verhältnis können die Hydraulikdrücke der antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b sich umkehren, um DN den höheren Druck zu machen. So ist der veranschaulichte Fall nur ein Beispiel.
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Genauer gesagt sind die Abführraten der Hydraulikpumpen 42 festgelegt, um die Beziehung festzulegen: erste Hydraulikpumpe (Q1) 42a < zweite Hydraulikpumpe (Q2) 42b < dritte Hydraulikpumpe (Q3) 42c < vierte Hydraulikpumpe (Q4) 42d < fünfte Hydraulikpumpe (Q5) 42e.
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Die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele, die durch die vier Hydraulik-Aktoren gebildet sind, nämlich die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, die Vorwärts-Kupplung 28a (und die Rückwärts-Bremskupplung 28b) und die Überbrückungskupplung 24c und das Schmiersystem 48 sind in Gruppe 1 bis Gruppe 5 gruppiert, und die fünf Regelventile 44, nämlich die ersten bis fünften Regelventile 44a, 44b, 44c, 44d, 44e sind den jeweiligen Gruppen zugeordnet.
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Sämtliche der Regelventile 44 umfassen Spulen aufweisende elektromagnetische Magnetventile, die durch Stößel der elektromagnetischen Magnetspulen verschiebbar und eingestellt sind, um die Stößel auf die Menge bzw. Größe eines Stromdurchgangs hin zu verschieben, um Werte entsprechend den Hydraulikdrücken zu realisieren, die an die angeschlossenen Hydraulikdruck-Zuführziele zu liefern sind.
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Ferner umfassen die fünf Auswahlventile 46 ein erstes Auswahlventil 46a bis fünftes Auswahlventil 46e, und wie die Regelventile 44 sind alle aus Spulen aufweisenden elektromagnetischen Magnetventilen hergestellt, die durch Stößel der elektromagnetischen Magnetspulen verschiebbar sind.
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Die Auswahlventile 46 sind zwischen den fünf Hydraulikpumpen 42 und fünf Regelventilen 44 angeordnet oder eingesetzt und konfiguriert, um die Stößel auf die Größe des zugeführten Stromes hin zu verschieben, um die Abgaben der Hydraulikpumpen 42, die durch die Öldurchgänge 52 geführt werden, den fünf Hydraulikdruck-Zuführzielen zu vermitteln, deren Drücke durch die Regelventile 44 reguliert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Hydraulikpumpen 42 dieselbe wie die Anzahl der Regelventile 44; die Anzahl der Hydraulikpumpen 42 kann jedoch größer sein.
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Das erste Auswahlventil 46a bis fünfte Auswahlventil 46e weisen jeweils sechs Abgabeanschlüsse auf, von denen fünf mit den ersten bis fünf Regelventilen (Gruppe 1 bis Gruppe 5) 44a bis 44e verbunden sind und von denen einer mit dem Vorratsbehälter 50 als ein Ölablassanschluss verbunden ist.
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Der Hydraulikdruck-Zuführmechanismus 40 liefert Hydraulikdruck an die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, speziell an deren Hydraulikmechanismen 26a3, 26b3 des CVT 26, um die bewegbaren Riemenscheibenhälften 26a2, 26b2 in der axialen Richtung zu bewegen, um dadurch die Riemenscheibenbreiten über die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b so zu ändern, um die Wickelradien des Bandes 26c zu ändern und um somit die Antriebskraft des Motors 10 auf die Antriebsräder 12 bei einem stufenlos veränderlichen Getriebeverhältnis zu übertragen.
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Obwohl in den Zeichnungen weggelassen, ist der Hydraulikdruck-Zuführmechanismus 40 mit verschiedenen Steuerventilen und elektromagnetischen Ventilen ausgestattet, die in Öldurchgängen installiert sind, welche die Regelventile 44 und die Hydraulik-Aktoren verbinden, wodurch ein Hydraulikdruck an die Überbrückungskupplung 24c (genauer gesagt an deren Hydraulikdruckmechanismus) des Drehmomentwandlers 24 entsprechend dem Betriebszustand und dem Einrücken/Ausrücken der Überbrückungskupplung 24c geliefert wird, und Hydraulikdruck wird durch ein manuelles Ventil auf die Stellung des Bereichswählers 36 hin, die durch die Bedienperson ausgewählt ist, geliefert und bei der Vorwärts-Kupplung 28a oder der Rückwärts-Bremskupplung 28b (genauer gesagt bei deren Hydraulikmechanismus) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 angewandt, um dadurch dem Fahrzeug 14 zu ermöglichen, vorwärts oder rückwärts zu fahren.
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Zurückkommend zur Erläuterung von 1 gibt ein Kurbelwinkelsensor 60, der an einer geeigneten Stelle vorgesehen ist, wie nahe einer Nockenwelle (nicht dargestellt) des Motors 10, ein Signal, welches kennzeichnend ist für die Motordrehzahl NE, einmal je bestimmter Kolben-Kurbelwinkelposition ab. Ein Ansaugrohr-Absolutdrucksensor 62, der in dem Luftansaugsystem an einer geeigneten Stelle stromabwärts von der Drosselklappe vorgesehen ist, gibt ein Signal ab, welches dem Ansaugrohr-Absolutdruck (Motoraufladung) PBA innerhalb des Luftansaugrohres proportional ist.
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Ein Drosselklappenöffnungssensor 64 ist an dem Aktor des DBW-Mechanismus 18 vorgesehen, um ein Signal abzugeben, welches der Drosselklappenöffnung TH durch die Größe der Aktordrehung proportional ist, und ein Beschleunigungs-Positionssensor 66 ist nahe des Gaspedals 16 vorgesehen, um ein Signal abzugeben, welches der Gashebelposition AP entsprechend der Größe des Herabdrückens des Gaspedals 16 (Größe der Gaspedalbetätigung) durch die Bedienperson proportional ist.
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Die Ausgangssignale des Kurbelwinkelsensors 60 und der anderen Sensoren werden an eine Motor-Steuereinrichtung 70 übertragen. Die Motor-Steuereinrichtung 70, die mit einem Mikrocomputer ausgestattet ist, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine I/O und dergleichen umfasst, steuert den Betrieb des DBW-Mechanismus 18 entsprechend den Ausgangssignalen dieser Sensoren, und er steuert die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzdüsen 20 und den Zündzeitpunkt durch die Zündvorrichtung.
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Ein NT-Sensor (Drehzahlsensor) 72, der an der Hauptwelle MS vorgesehen ist, gibt ein Impulssignal ab, welches kennzeichnend ist für die Drehzahl NT der Hauptwelle MS (Drehmomentwandler-Turbinendrehzahl entsprechend der Übertragungs-Eingangswellen-Drehzahl), und ein NDR-Sensor (Drehzahlsensor) 74, der an einer geeigneten Stelle nahe der Antriebs-Riemenscheibe 26a des CVT 26 vorgesehen ist, gibt ein Impulssignal entsprechend der Drehzahl NDR der Antriebs-Riemenscheibe 26a ab.
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Ferner gibt ein NDN-Sensor (Drehzahlsensor) 76, der an einer geeigneten Stelle nahe der angetriebenen Riemenscheibe 26b vorgesehen ist, ein Impulssignal ab, welches kennzeichnend ist für die Drehzahl NDN der angetriebenen Riemenscheibe 26b (Übertragungs-Abgabewellendrehzahl), und ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor (Drehzahlsensor) 80, der nahe des Zahnrades 30b der sekundären Welle SS vorgesehen ist, gibt ein Impulssignal ab, welches kennzeichnend ist für die Drehzahl und die Drehrichtung der sekundären Welle SS (speziell ein Impulssignal, welches kennzeichnend ist für die Fahrzeuggeschwindigkeit V).
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Außerdem gibt ein Bereichs-Auswahlschalter 82, der nahe des Bereichswählers 36 vorgesehen ist, ein Signal ab, welches kennzeichnend ist für den P-, R-, N-, D- oder anderen Bereich, der von der Bedienperson ausgewählt ist.
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Die Ausgangssignale des NT-Sensors 72 und der anderen oben erwähnten Sensoren werden zu einer Umschalt-Steuereinrichtung 90 übertragen. Die Umschalt-Steuereinrichtung 90 ist ebenfalls mit einem Mikrocomputer ausgestattet, umfassend eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine I/O und dergleichen, und er ist konfiguriert, um mit der Motor-Steuereinrichtung 70 zu kommunizieren.
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Auf der Grundlage der erfassten Werte wirkt die Umschalt-Steuereinrichtung 90 als die zuvor erwähnte Steuereinrichtung, um den Betrieb der Auswahlventile 46 so zu steuern, um die Hydraulikpumpen 42 mit den Regelventilen 44 entsprechend den Strömungsraten zu verbinden, die von den fünf Hydraulikdruck-Zuführzielen gefordert sind, wodurch, wie in 2 und 3 gezeigt, die Regelventile 44 eine Steuerung zur Lieferung der geforderten Hydraulikdrücke und Strömungsraten an die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele bewirken, umfassend die Hydraulik-Aktoren und das Schmiersystem 48.
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Die Hydraulikdruckzufuhr beim Stand der Technik, einschließlich der zuvor genannten Literaturstelle, wird hier unter Bezugnahme auf 13 erläutert, die ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Hydraulikdrucks und der Strömungsrate ist, die von dem CVT 26 gefordert sind, während das Fahrzeug 14 angetrieben bzw. gefahren wird.
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Wo der Hydraulikdruck P und die Strömungsrate Q, die im wesentlichen gefordert sind, als PDR und QDR für die Antriebs-Riemenscheibe 26a, PDN und QDN für die angetriebene Riemenscheibe 26b, PCL und QCL für die Vorwärts-Kupplung 28a, PLC und QLC für die Überbrückungskupplung 24c des Drehmomentwandlers 24 und PLU und QLU für das Schmiersystem 48 festgelegt sind, ist die Gesamtarbeit pro Einheitszeit, die durch die Hydraulikpumpen auszuführen ist, im Wesentlichen lediglich PDR × QDR + PDN × QDN + PCL × QCL + PLC × QLC + PLU × QLU.
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Wenn die Anzahl der Hydraulikpumpen lediglich eins oder zwei ist, und sogar dann, wenn sie Abgabepumpen mit veränderlichem Förderstrom bzw. veränderlicher Abgabe sind, wird jedoch insofern, als im Druck reduziertes Hydrauliköl in der Strömungsrate nicht gesteigert und verwendet werden kann, die Energie, die einmal erzeugt werden muss, zu PDR (höchster geforderter Druck) × (QDR + QDN + QCL + QLC + QLU).
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In diesem Fall wird daher die Energie, wie unten gezeigt, durch die Regelventile und dergleichen in Wärme umzuwandeln sein und nutzlos abgeführt, ohne für Arbeit verwendet zu werden. Abgeführte Energie = (PDR – PDN) × QDN + (PDR – PCL) × QCL + (PDR – PLC) × QLC + (PDR – PLU) × QLU.
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Diese Erfindung wurde auf der Grundlage der vorstehenden Kenntnis erzielt, und sie nimmt, wie in 2 und 3 gezeigt, eine Konfiguration an, die die zumindest drei, bei diesem Ausführungsbeispiel fünf Hydraulikpumpen 42, die zumindest drei, bei diesem Ausführungsbeispiel fünf Regelventile 44, welche imstande sind, von den Hydraulikpumpen gelieferte Hydraulikdrücke auf Werte entsprechend den jeweils geforderten Drücken zu regulieren, die an die Hydraulikdruck-Zuführziele zu liefern sind, und die Auswahlventile 46 umfasst, welche zwischen den Hydraulikpumpen 42 und den Regelventilen 44 installiert sind, worin bzw. wobei die Arbeitsweise der Auswahlventile 46 gesteuert wird, um die Hydraulikpumpen 42 mit den Regelventilen 44 entsprechend den Strömungsraten zu verbinden, die von den Hydraulikdruck-Zuführzielen gefordert sind, umfassend die Hydraulik-Aktoren und das Schmiersystem 48.
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Die Verbindung der Hydraulikpumpen 42 und der Regelventile 44 durch die Auswahlventile 46 wird beispielsweise, wie in 2 durch gestrichelte Linien angedeutet, ausgeführt.
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Genauer gesagt wird die Verbindung der Hydraulikpumpen 42 und der Regelventile 44 wie folgt ausgeführt. Es wird nämlich die Hydraulikpumpe 42, um dem Hydraulikdruck-Zuführziel zugeordnet zu werden, welches die höchste Strömungsrate erfordert, zuerst bestimmt (Schritt 1). Als Nächstes wird die Hydraulikpumpe 42, um dem Hydraulikdruck-Zuführziel zugeordnet zu werden, welches die zweithöchste Strömungsrate erfordert, aus den Hydraulikpumpen 42 ausgewählt, die nicht im bzw. beim Schritt 1 verwendet sind (Schritt 2).
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Als Nächstes wird die Hydraulikpumpe 42, die dem Hydraulikdruck-Zuführziel zuzuordnen ist, welches die dritthöchste Strömungsrate erfordert, aus den Hydraulikpumpen 42 ausgewählt, die nicht bei den Schritten 1, 2 verwendet sind (Schritt 3).
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Als Nächstes wird die Hydraulikpumpe 42, die dem Hydraulikdruck-Zuführziel zuzuordnen ist, welches die vierthöchste Strömungsrate erfordert, aus den Hydraulikpumpen 42 ausgewählt, die nicht in bzw. bei den Schritten 1, 2, 3 verwendet sind (Schritt 4).
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Letztlich wird die Hydraulikpumpe 42, die nicht in bzw. bei den Schritten 1, 2, 3, 4 verwendet ist, als die Hydraulikpumpe 42 ausgewählt, die dem Hydraulikdruck-Zuführziel zuzuordnen ist, welches die fünfthöchste Strömungsrate erfordert (Schritt 5).
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Anstatt des Vorstehenden können die Hydraulikpumpen 42 vorzugsweise von dem Zuführziel ausgehend zugeordnet werden, welches den höchsten Hydraulikdruck erfordert. In jedem Fall wird es bevorzugt, den Hydraulikdruck und die Strömungsrate zu ermitteln, die von dem jeweiligen Zuführziel gefordert sind, und eine Kombination auszuwählen, die das Produkt davon minimiert.
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Aufgrund der vorstehenden Konfiguration ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel, dass die individuell erforderlichen Hydraulikdrücke durch die jeweiligen Regelventile 44 unabhängig zu regulieren sind, so dass hydraulische Energie, die auftritt, um verschwendet zu werden, in höchstem Maße minimiert werden kann, um eine gesteigerte Energieeffizienz sogar in dem Fall zu realisieren, in dem vier Hydraulik-Aktoren installiert sind, die im erforderlichen Hydraulikdruck verschieden sind.
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Ungleich dem Stand der Technik, einschließlich der in der zuvor genannten Literaturstelle beschriebenen Technologie verwendet dieses Ausführungsbeispiel nämlich nicht eine Hydraulikpumpe, um einmal den größten erforderlichen hydraulischen Druck und eine Strömungsrate zu erzeugen, die gleich oder größer ist als die erforderliche Gesamtströmungsrate, und dann eine Druckreduzierung auszuführen, um die gewünschten Hydraulikdrücke/Strömungsraten zu erzielen; mit anderen Worten verliert sie keine Energie durch Verwendung einer Hydraulikpumpe, um zuerst einen übermäßigen Hydraulikdruck und eine Strömungsrate zu erzeugen und dann deren Energie als Wärme zu verschwenden, so dass sie eine Energieeffizienz-Steigerung durch optimale Minimierung der Hydraulikenergieverschwendung ermöglicht.
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Genauer gesagt kann die Strömungsrate, die von jedem Hydraulik-Aktor gefordert ist, durch die Gesamt-Zuführkapazität der fünf Hydraulikpumpen 42 gesteuert werden, die entsprechend den Zuständen der Auswahlventile 46 miteinander verbunden sind, so dass die fünf Hydraulikpumpen 42 gesteuert werden können, um lediglich die Hydraulikdrücke und Strömungsraten zu erzeugen, die von den Hydraulik-Aktoren des CVT 26 von Augenblick zu Augenblick erforderlich sind, was somit eine Quantensteigerung in der Energieeffizienz ermöglicht.
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Mit anderen Worten kann, wie in 3 gezeigt, verschwendete Energie beträchtlich reduziert werden im Vergleich zu der beim Stand der Technik, wie in 13 gezeigt, so dass die Menge an verschwenderisch verbrauchter Energie (Wärme) merklich reduziert werden kann.
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Da Wärme, die pro Einheitszeit während des Betriebs des CVT 26 unter bestimmten Bedingungen erzeugt wird, ferner reduziert werden kann und ein Verlust an Verschleißeigenschaft zwischen Metallkomponenten des CVT 26 auf Grund einer Hydrauliköl-Verschlechterung durch Temperaturanstieg verhindert werden kann, ist somit ferner eine Steigerung der Haltbarkeit/Zuverlässigkeit des CVT 26 und eine Vermeidung von Zunahmen an Gewicht und Kosten aufgrund der Installation eines Ölkühlers und anderer Einrichtung zur Steigerung der Hydrauliköl-Kühlfähigkeit ermöglicht.
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Außerdem sind die fünf Hydraulikpumpen 42 alle Pumpen mit festliegendem Förderstrom, und sämtliche der Regelventile 44 stehen mit den Hydraulikpumpen 42 durch die Auswahlventile 46 in Verbindung, um gemeinsam verschiedene Kapazitäten festzulegen, was eine Konfiguration ist, die den fünf Hydraulikpumpen 42 ermöglicht, mit geeigneten Regelventilen 44 in geeigneten Zahlen verbunden zu werden, die zu betätigen sind, wenn die erforderlichen Strömungsraten für die jeweiligen Hydraulikdrücke bestimmt worden sind; dadurch ist die Energieeffizienz weiter verbessert. Zusammen damit können der Energieverlust, der der Rezirkulation zu den Einlässen der Hydraulikpumpe 42 zuschreibbar ist, und eine Druckreduzierung/ein Druckabfall bei den Regelventilen 44 auf dem Minimum gehalten werden.
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Da die Konfiguration die Anzahl an Hydraulikpumpen 42 als fünf festlegt und somit dieselbe (und nicht weniger als) die Anzahl von Regelventilen 44 (also fünf) ist, erzeugen die Hydraulikpumpen 42 überdies lediglich die minimal erforderlichen Strömungsraten in Bezug auf die Hydraulikdruck-Zuführziele, das heißt sie werden betrieben, um lediglich minimale Arbeit zu leisten.
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Ferner ist das Automatikgetriebe mit dem Motor 10 durch den Drehmomentwandler 24 einerseits verbunden und umfasst das CVT 26, welches mit den Antriebsrädern 12 durch den Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 verbunden ist, während die Hydraulikdruck-Zuführziele durch zumindest die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b des CVT 26, die Vorwärts-Kupplung 28a des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28, die Überbrückungskupplung 24c des Drehmomentwandlers 24 und das Schmiersystem 48 gebildet sind, und Dank dieser Konfiguration ist es sogar in dem Fall, in dem das Automatikgetriebe den Drehmomentwandler 24 und den Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 enthält und hydraulische Strömungsraten für zumindest fünf Systeme sicherstellen muss, die zumindest die Überbrückungskupplung 24c, die Vorwärts-Kupplung 28a, die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b und das Schmiersystem 48 enthalten, möglich, durch Regeln der Hydraulikdrücke und der Strömungsraten der einzelnen Systeme, um unnötige Arbeit der Hydraulikpumpen 42 zu verringern und dadurch die Energieeffizienz weiter zu verbessern.
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4 ist ein schematisches Diagramm, welches das Wesentliche eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 5 ist eine erläuternde Ansicht, die Energieverlustcharakteristiken des Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt.
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Unter Fokussierung der Erläuterung auf die Unterscheidungspunkte von dem ersten Ausführungsbeispiel ist das zweite Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass sämtliche der fünf Hydraulikpumpen 42 Pumpen mit veränderlicher Abgabe sind, die mit 42a1, 42b1, 42c1, 42d1 und 42e1 bezeichnet sind.
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Genauer gesagt ist eine Hydraulikpumpe 42 vom Typ veränderlicher Abgabe mit jedem der Regelventile 44a, 44b, 44c, 44d, 44e für jeden erforderlichen Hydraulikdruck, der benötigt wird, verbunden, und die verbundene Hydraulikpumpe 42 liefert Hydrauliköl mit der geforderten Strömungsrate. Vom Prinzip her kann diese Konfiguration einen Null-Verbrauch an verschwendeter Energie erzielen, die durch die Hydraulikpumpen 42 erzeugt wird.
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Das zweite Ausführungsbeispiel kann außerdem konfiguriert sein, um eine Vielzahl der Hydraulikpumpen 42 mit einem bestimmten Regelventil 44 durch die Auswahlventile 46 zu verbinden. In diesem Fall kann beispielsweise die Vielzahl der Pumpen 42 mit veränderlicher Abgabe derselben Kapazität in Bezug auf ein einzelnes Hydraulikdruck-Zuführziel installiert sein, so dass die Gesamtzahl an Pumpen zuweilen größer sein kann als dann, wenn eine einzelne Pumpe mit veränderlicher Abgabe in Bezug auf jedes Hydraulikdruck-Zuführziel installiert ist; die Gesamtkosten können jedoch reduziert sein, da identische Abgaberaten der Hydraulikpumpen 42 auf jeden Fall erzielt werden können.
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Aufgrund der zuvor genannten Konfiguration der Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können die fünf Hydraulikpumpen 42a1 bis 42e1 passender betrieben werden, um die minimal erforderlichen Strömungsraten in Bezug auf das jeweilige Hydraulikdruck-Zuführziel zu erzeugen, wodurch eine noch weitere Verbesserung der Energieeffizienz ermöglicht ist. Andere Aspekte der Konfiguration und die Effekte sind nicht von jenen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden.
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6 ist ein schematisches Diagramm, welches das Wesentliche eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 7 ist eine erläuternde Ansicht, welche Energieverlustcharakteristiken des Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt.
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Unter Fokussierung der Erläuterung auf die Unterschiedspunkte von dem ersten Ausführungsbeispiel ist das dritte Ausführungsbeispiel konfiguriert, um als die Hydraulikpumpen 42 dieselben fünf Hydraulikpumpen 42a, 42b, 42c, 42d und 42e mit fester Abgabe aufzuweisen wie das erste Ausführungsbeispiel, jedoch um die Anzahl der Regelventile 44 von fünf auf drei zu verringern, nämlich das Regelventil (P1) 44f, das Regelventil (P2) 44g und das Regelventil (P3) 44h.
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Die fünf erforderlichen Hydraulikdrücke DR, DN, CL, LC, LU der Hydraulikdruck-Zuführziele sind nämlich in drei Gruppen gruppiert, und das Ausführungsbeispiel ist mit drei Regelventilen 44 und fünf Hydraulikpumpen 42 konfiguriert.
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Genauer gesagt bringt die Konfiguration, wie in 6 gezeigt, DR und DN in Gruppe 1 unter, und Hydrauliköl, welches durch das Gruppe-1-Regelventil (P1) 44f reguliert ist, wird durch die Auswahlventile 46 aufgeteilt an Öldurchgänge, die es durchlassen, wie es ist, und an Öldurchgänge geliefert, die dessen Druck verringern.
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Ferner sind CL und LC in Gruppe 2 untergebracht, und Hydrauliköl, welches durch das Gruppe-2-Regelventil (P2) 44g reguliert ist, wird durch die Auswahlventile 46 aufgeteilt an Öldurchgänge, die es durchlassen, wie es ist, und an Öldurchgänge geliefert, die dessen Druck verringern, während LU des übrigen Schmiersystems 48 als Gruppe 3 festgelegt ist und mit Hydraulikdruck beliefert wird, welches durch das Gruppe-3-Regelventil (P3) 44h reguliert ist.
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Obwohl, wie in 7 gezeigt, die zuvor genannte Konfiguration der Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu mehr Verlustenergie führt als bei dem ersten in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, ermöglicht es eine Vereinfachung des Steuerungsalgorithmus, da die Pegel der erforderlichen Hydraulikdrücke zur Zeit der Auswahl der Hydraulikpumpen 42 von fünf Typen auf drei Typen verringert sind.
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Darüber hinaus teilt die Konfiguration die Hydraulikdruck-Zuführziele grob in zumindest Gruppe 1, umfassend die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b des CVT 26, Gruppe 2, umfassend die Vorwärts-Kupplung 28a des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 und die Überbrückungs-Kupplung 24c des Drehmomentwandlers 24, und Gruppe 3 auf, umfassend das Schmiersystem 48 des CVT 26, wodurch die Hydraulikdrücke grob in drei aufgeteilten Systemen reguliert werden können, nämlich, wie oben ausgeführt, zumindest einem Kupplungssystem-Mitteldrucksystem, welches die Überbrückungskupplung 24c/Vorwärts-Kupplung 28a abdeckt, einem Hochdrucksystem, welches die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b abdeckt, und einem Niederdrucksystem, welches das Schmiersystem 48 abdeckt, was somit eine weitere Energieeffizienzverbesserung durch Verringern von nutzloser Arbeit der Hydraulikpumpen 42 sowie eine Optimierung der Anzahl von Komponenten ermöglicht.
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Ferner ermöglicht die Verringerung der Anzahl der Pegel der erforderlichen Hydraulikdrücke zur Zeit der Auswahl der Hydraulikpumpen 42 von fünf Typen auf drei Typen, sowohl den Steuerungsalgorithmus zu vereinfachen als auch die Anzahl erforderlicher Hydraulikdrucktypen zu verringern. Andere Aspekte der Konfiguration und die Effekte sind nicht von jenen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden.
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8 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Arbeitsweise eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt.
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Das vierte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels; es unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass es so konfiguriert ist, dass die Abgabekapazitäten der Hydraulikpumpen 42 durch Multiplizieren einer bestimmten Einheit (beispielsweise l (Liter)) mit einer aus einer Primzahl bestehenden ganzen Zahl gebildet werden. Mit anderen Worten ist die Konfiguration so, dass in dem Fall, dass die geforderte Pumpenabgabekapazität in 6 gegeben ist mit 18[l], die ganzen Zahlen für die fünf Hydraulikpumpen 42 gegeben sind mit 1[l] für die erste Hydraulikpumpe (Q1) 42a2, 2[l] für die zweite Hydraulikpumpe (Q2) 42b2, 3[l] für die dritte Hydraulikpumpe (Q3) 42c2, 5[l] für die vierte Hydraulikpumpe (Q4) 42d2 und 7[l] für die fünfte Hydraulikpumpe (Q5) 42e2.
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Wie in 8 bezüglich der Auswahl der Hydraulikpumpen 42 gezeigt, wo beispielsweise eine Abgabekapazität von 18[l] erforderlich ist, werden sämtliche der Hydraulikpumpen 42 betrieben, wonach die Anzahl und Kombination der ausgewählten Hydraulikpumpen 42 entsprechend unterschiedlich ist, wenn die geforderte Abgabekapazität abnimmt. Wie aus 8 ersehen werden kann, können diese fünf numerischen Werte selektiv kombiniert werden, um sämtlichen Werten 1–18[l] (Gesamtabgabekapazität der fünf Hydraulikpumpen 42) durch Kombinieren der Abgabekapazitäten der fünf Hydraulikpumpen zu genügen.
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Bei dem vierten Ausführungsbeispiel verbinden die Auswahlventile 46 die Hydraulikpumpen 42 und die Regelventile 44, wie beispielsweise durch gestrichelte Linien in 2 angedeutet. Speziell ist die erste Hydraulikpumpe 42a2 mit dem Regelventil (P1) 44f verbunden, die zweiten und dritten Hydraulikpumpen 42b2, 42c2 mit dem Regelventil (P2) 44g, und die vierte Hydraulikpumpe 42d2 mit dem Regelventil (P3) 44h und die fünfte Hydraulikpumpe 42e2 ist mit einem Abflussanschluss verbunden.
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Aufgrund der zuvor genannten Konfiguration kann die Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Energieeffizienz durch Minimieren der Anzahl der Hydraulikpumpen 42 steigern, die betrieben werden müssen, sobald die erforderliche Strömungsrate beim jeweils geforderten Hydraulikdruck bestimmt ist. Andere Aspekte der Konfiguration und die Effekte sind nicht von jenen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden.
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9 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Gesamtansicht eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 10 ist ein erläuterndes Diagramm, welches Energieverlustcharakteristiken des Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt.
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Entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ist das fünfte Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele in drei Gruppen zu gruppieren, nämlich Gruppe 1 bis Gruppe 3, die Anzahl der Regelventile 44 auf drei, nämlich auf ein Regelventil (P1) 44f, ein Regelventil (P2) 44g und ein Regelventil (P3) 44h zu verringern und außerdem die Anzahl der Hydraulikpumpen 42 auf drei zu verringern, nämlich eine erste Hydraulikpumpe 42f, eine zweite Hydraulikpumpe 42g und eine dritte Hydraulikpumpe 42h, die alle Pumpen veränderlicher Abgabe sind.
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Darüber hinaus sind die Gruppen 1 und 2, welche das Regelventil (P1) 44f und das Regelventil (P2) 44g umfassen, beide konfiguriert, um ein (zweites) Sub-Regelventil 440 und ein (zweites) Sub-Auswahlventil 460 zu umfassen.
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Die Sub-Regelventile 440 verringern ferner den Teil des Hydraulikdrucks, der von den Regelventilen 44 her ankommt, und jedes der Sub-Auswahlventile 460 liefert die reduzierten Hydraulikdrücke an einen der Hydraulik-Aktoren, das heißt an die Antriebs-Riemenscheibe 26a oder die angetriebene Riemenscheibe 26b und an die Vorwärts-Kupplung 28a oder die Überbrückungskupplung 24c.
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Obwohl, wie in 10 gezeigt, die zuvor genannte Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels zu mehr Verlustenergie führt als bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, ermöglicht sie eine Vereinfachung des Steuerungsalgorithmus, da sie mit nur drei Regelventilen 44 auskommen kann und daher die Anzahl erforderlicher Hydraulikdruckpegel zur Zeit der Auswahl der Hydraulikpumpen 42 verringert. Darüber hinaus können Strömungsraten erzeugt werden, die im Wesentlichen gleich den insgesamt erforderlichen Strömungsraten der jeweiligen Gruppen sind, so dass Verlustenergie verringert werden kann.
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Ferner stellt die Konfiguration für einige der Gruppen 1 bis 3, speziell für die Gruppen 1 und 2 die (zweiten) Sub-Regelventile 440 und die (zweiten) Sub-Auswahlventile 460 bereit, so dass zusätzlich zur Realisierung der zuvor genannten Effekte die Energieeffizienz durch individuelles Neu-Regeln der Hydraulikdrücke und Strömungsraten der Gruppen 1 bis 3 gesteigert werden kann. Andere Aspekte der Konfiguration und die Effekte sind von jenen des ersten Ausführungsbeispiels nicht verschieden.
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11 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Gesamtansicht eines Hydraulikdruck-Zuführmechanismus einer Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, und 12 ist ein erläuterndes Diagramm, welches Energieverlustcharakteristiken des Hydraulikdruck-Zuführmechanismus zeigt.
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Entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ist das sechste Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die fünf Hydraulikdruck-Zuführziele in drei Gruppen zu gruppieren, nämlich Gruppe 1 bis Gruppe 3, um die Anzahl der Regelventile 44 auf drei zu verringern und um als die Hydraulikpumpen 42 zwei Pumpen 42i, 42j mit fester Abgabe und zwei Pumpen 42k, 42l veränderlicher Abgabe zu umfassen. Ferner legt die Konfiguration die Anzahl der Auswahlventile 46 auf vier fest, nämlich auf erste bis vierte Auswahlventile 46i, 46j, 46k, 46l.
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Wie in 12 gezeigt, ist die Verlustenergie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel geringer als bei dem dritten Ausführungsbeispiel und die Verlustenergie ist merklich verringert, da die zwei Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe genügen und Strömungsraten erzeugt werden können, die im Wesentlichen gleich den insgesamt erforderlichen Strömungsraten der Gruppen 2 und 3 sogar dann sind, wenn die Pumpen 42i, 42j mit fester Abgabe mehr als erforderliche Strömungsraten an Gruppe 1 abgeben.
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Darüber hinaus können die Standhaltedrücke der Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe im Falle gesonderter Nutzung der Pumpen 42i, 42j mit fester Abgabe für die Gruppe 1, die einen hohen Druck benötigt, und der Abgabepumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe für die Gruppen 2 und 3 gesenkt werden, die lediglich mittlere und niedrige Drücke erfordern, und da dies seinerseits es ermöglicht, den Pass-Toleranzbereich zu erweitern, können die Kosten der Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe durch Beschränkung der Hydraulikpumpen 42, die von Gruppe zu Gruppe verwendet werden, verringert werden. Andere Aspekte der Konfiguration und der Effekte sind von jenen des ersten Ausführungsbeispiels nicht verschieden.
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Wie im Vorstehenden ausgeführt, sind die ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele konfiguriert, um eine Hydraulikdruck-Zuführvorrichtung für ein Automatikgetriebe (CVT 26) aufzuweisen, welches Hydraulikdruck-Zuführziele aufweist, umfassend zumindest drei Hydraulik-Aktoren (bei den Ausführungsbeispielen vier Hydraulik-Aktoren (nämlich die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b, die Vorwärts-Kupplung 28a (und die Rückwärts-Bremskupplung 28b) und die Überbrückungskupplung 24c), die im erforderlichen Hydraulikdruck (DR, DN, CL, LC) voneinander verschieden sind, und ein Schmiersystem (48: LU), umfassend zumindest drei Hydraulikpumpen (42, 42a, 42a1, 42a2, 42b, 42b1, 42b2, 42c, 42c1, 42c2, 42d, 42d1, 42d2, 42e, 42e1, 42e2, 42f, 42g, 42h, 42i, 42j, 42k, 42l), die mit einer Antriebsmaschine (Motor 10) verbunden und in Öldurchgängen installiert sind, welche die Hydraulikdruck-Zuführziele, nämlich die vier Hydraulik-Aktoren des Automatikgetriebes und das Schmiersystem (48), und einen Vorratsbehälter (50) verbinden, um Hydrauliköl aus dem Vorratsbehälter (50) zu pumpen und es an die Öldurchgänge abzugeben, wenn durch die Antriebsmaschine (10) angetrieben wird; zumindest drei Regelventile (Regler 44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e, 44f, 44g, 44h), die in den Öldurchgängen installiert sind, um imstande zu sein, die von den Hydraulikpumpen gelieferten Hydraulikdrücke auf Werte zu regulieren, die den jeweils geforderten Hydraulikdrücken entsprechen, und sie an die Hydraulikdruck-Zuführziele abzugeben; Auswahlventile (46, 46a, 46a1, 46b, 46b1, 46c, 46c1, 46d, 46d1, 46e, 46e1, 46f, 46g, 46h, 46i, 46j, 46k, 46l), die in den Öldurchgängen an Stellen zwischen den Hydraulikpumpen und den Regelventilen installiert sind; und eine Steuereinrichtung (Verschiebe-Steuereinrichtung 90), welche die Arbeitsweise der Auswahlventile so steuert, um die Hydraulikpumpen mit den Regelventilen entsprechend den geforderten Strömungsraten der Hydraulikdruck-Zuführziele zu verbinden.
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Diese Konfiguration ermöglicht, dass die geforderten Hydraulikdrücke unabhängig durch die zugehörigen Regelventile 44 zu regulieren sind, wodurch verschwendete Hydraulikdrückenergie auf das äußerste minimiert werden kann, um eine gesteigerte Energieeffizienz sogar in dem Fall zu realisieren, in dem die zumindest drei Hydraulik-Aktoren installiert sind, die im geforderten Hydraulikdruck voneinander verschieden sind.
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In der Vorrichtung steuert speziell die Steuereinrichtung (Verschiebe-Steuereinrichtung 90) die Arbeitsweise der Auswahlventile (46) so, um die Hydraulikpumpen (42) mit den Regelventilen (44) durch Bestimmen der Pumpe, die dem Ziel zuzuordnen ist, welches die höchste Strömungsrate erfordert, und sodann durch Bestimmen der Pumpen zu verbinden, die den Zielen zuzuordnen sind, welche aufeinanderfolgend eine nächsthöchste Strömungsrate erfordern.
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Ferner umfassen die Hydraulikpumpen (42) in der Vorrichtung Pumpen (42, 42a, 42a2, 42b, 42b2, 42c, 42c2, 42d, 42d2, 42e, 42e2, 42i, 42j) mit fester Abgabe, die in der Abgabekapazität voneinander verschieden sind, wodurch die Energieeffizienz durch geeignetes Betreiben der Vielzahl von Hydraulikpumpen 42 und durch geeignetes Bestimmen der Anzahl von Hydraulikpumpen 42 für die Hydraulik-Aktoren weiter verbessert werden kann, deren geforderte Strömungsraten für die jeweiligen Hydraulikdrücke zuvor bestimmt sind. Gleichzeitig können der Energieverlust, der der Rezirkulation zu den Einlässen der Hydraulikpumpen 42 zuzuschreiben ist, und eine Druckverringerung/ein Druckabfall in den Regelventilen 44 auf das Minimum gehalten werden.
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Genauer gesagt sind in der Vorrichtung die Pumpen (42) mit fester Abgabe mit sämtlichen der Regelventile (44) durch die Auswahlventile (46) verbunden, um gegenseitig bzw. voneinander verschiedene Kapazitäten festzulegen, wodurch den fünf Hydraulikpumpen 42 ermöglicht ist, mit passenden Regelventilen 44 in geeigneten Zahlen verbunden zu werden, die zu betätigen sind, wenn die geforderten Strömungsraten für die jeweiligen Hydraulikdrücke bestimmt sind, was die Energieeffizienz weiter verbessert. Zugleich können der Energieverlust, der der Rezirkulation zu den Einlässen der Hydraulikpumpen 42 zuzuschreiben ist, und eine Druckverringerung/ein Druckabfall bei den Regelventilen 44 auf dem Minimum gehalten werden.
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Darüber hinaus sind die Abgabekapazitäten der Hydraulikpumpen (42a2, 42b2, 42c2, 42d2, 42e2) in der Vorrichtung durch Multiplizieren einer bestimmten Einheit mit einer eine Primzahl umfassenden ganzen Zahl gebildet. Dadurch kann zusätzlich zur Realisierung der zuvor genannten Effekte die Energieeffizienz weiter verbessert werden, da die Anzahl der Hydraulikpumpen 42 für die Hydraulik-Aktoren, deren erforderliche Strömungsraten für die jeweiligen Hydraulikdrücke zuvor bestimmt sind, auf das notwendige Minimum verringert werden kann.
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Ferner umfassen die Hydraulikpumpen (42) in der Vorrichtung Pumpen (42a1, 42b1, 42c1, 42d1, 42e1, 42f, 42g, 42h, 42k, 42l) mit veränderlicher Abgabe, wodurch die Vielzahl der Hydraulikpumpen 42 noch geeigneter betätigt werden kann, um die minimal erforderlichen Strömungsraten in Bezug auf die jeweils erforderlichen Hydraulikdrücke zu erzeugen, um dadurch eine weitere Verbesserung der Energieeffizienz zu ermöglichen.
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Ferner enthält die Vorrichtung: Sub-Regelventile (440), die in den Öldurchgängen an Stellen in stromabwärts von den Regelventilen (44) installiert sind, um imstande zu sein, zusätzlich die an die Hydraulikdruck-Zuführziele abzugebenden Hydraulikdrücke zu regulieren, so dass zusätzlich zur Realisierung der zuvor genannten Effekte die Energieeffizienz durch individuelles Neuregeln der Hydraulikdrücke und der Strömungsraten der Gruppen 1 bis 3 gesteigert werden kann.
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Ferner ist in der Vorrichtung eine Anzahl der Hydraulikpumpen (42) dieselbe wie die Anzahl der Regelventile (44), so dass die Hydraulikpumpen 42 lediglich die minimal erforderlichen Strömungsraten in Bezug auf die Hydraulikdruck-Zuführziele erzeugen, das heißt sie können betätigt werden, um lediglich minimale Arbeit zu leisten, und eine Gewichts- und Kostenreduzierung kann durch Verringern der Anzahl der Hydraulikpumpen 42 erreicht werden.
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Ferner umfassen die Hydraulikpumpen (42) in der Vorrichtung Pumpen (42i, 42j) mit fester Abgabe und Pumpen (42k, 42l) mit veränderlicher Abgabe. Dadurch können die Standhaltedrücke der Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe im Falle gesonderter Nutzung der Pumpen 42i, 42j mit fester Abgabe für die Gruppe 1, die einen hohen Druck erfordert, und der Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe für die Gruppen 2 und 3 gesenkt werden, die lediglich mittlere und niedrige Drücke erfordern, und da es dies seinerseits ermöglicht, den Passtoleranzbereich zu erweitern, können die Kosten der Pumpen 42k, 42l mit veränderlicher Abgabe durch Beschränkung der Hydraulikpumpen 42 verringert werden, die von Gruppe zu Gruppe verwendet werden.
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Darüber hinaus umfasst das Automatikgetriebe in der Vorrichtung ein stufenlosen Getriebe (CVT 26), welches mit der Antriebsmaschine (Motor 10) durch einen Drehmomentwandler (24) verbunden ist und welches durch einen Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus (28) mit Antriebsrädern (12) verbunden ist, während die Hydraulikdruck-Zuführziele durch zumindest antreibende/angetriebene Riemenscheiben (26a, 26b) des stufenlosen Getriebes (26), die Vorwärts-Kupplung (28a) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus (28), die Überbrückungs-Kupplung (24c) des Drehmomentwandlers (24) und das Schmiersystem (48) gebildet sind, wodurch es sogar in dem Fall, in dem das Automatikgetriebe den Drehmomentwandler 24 und den Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 28 enthält und hydraulische Strömungsraten für zumindest fünf Systeme sicherstellen muss, die zumindest die Überbrückungskupplung 24c, die Vorwärts-Kupplung 28a, die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben 26a, 26b und das Schmiersystem 48 enthalten, trotzdem möglich ist, durch Regeln der Hydraulikdrücke und der Strömungsraten der einzelnen Systeme unnötige Arbeit der Hydraulikpumpen 42 zu verringern und dadurch die Energieeffizienz zu steigern.
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Ferner sind die Hydraulikdruck-Zuführziele in der Vorrichtung in zumindest drei Gruppen aufgeteilt, die durch eine erste Gruppe (Gruppe 1), umfassend die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben (26a, 26b) des stufenlosen Getriebes (26) umfassen, eine zweite Gruppe (Gruppe 2), welche die Vorwärts-Kupplung (28a) des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus (28) und die Überbrückungskupplung (24c) des Drehmomentwandlers (24) umfasst, und eine dritte Gruppe (Gruppe 3) gebildet sind, umfassend das Schmiersystem (48), wodurch die hydraulischen Drücke in drei breit aufgeteilten Systemen reguliert werden können, nämlich, wie oben ausgeführt, zumindest einem Kupplungssystem-Mitteldrucksystem, das die Überbrückungskupplung/Vorwärts-Kupplung abdeckt, ein Hochdrucksystem, welches die antreibenden/angetriebenen Riemenscheiben abdeckt, und ein Niederdrucksystem, welches das Schmiersystem abdeckt, womit eine weitere Energieeffizienzverbesserung durch Verringern von nutzloser Arbeit der Hydraulikpumpen 42 sowie eine Optimierung der Anzahl von Komponenten ermöglicht ist.
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Obwohl im Vorstehenden verschiedenen Konfigurationen offenbart worden sind, die von den ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen reichen, können diese natürlich verschiedentlich modifiziert werden, beispielsweise durch Hinzufügen oder Weglassen von Bestandteilen. So kann beispielsweise die in 8 gezeigte Konfiguration des vierten Ausführungsbeispiels dadurch modifiziert werden, dass das Sub-Regelventil 440 und das Sub-Auswahlventil 460 einbezogen werden, die Teile der in 10 gezeigten Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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