DE19510179A1 - Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung - Google Patents
Stufenloses Getriebe, insbesondere mit LeistungsverzweigungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Getriebe, bevorzugt ein hydrostatisches
Leistungsverzweigungsgetriebe und dessen Steuer- und Regeleinrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1 und weiterer unabhängiger Ansprüche. Das Getriebe erlaubt
unterschiedliche Fahrstrategien bzw. Fahrprogramme, die bedienungsfreundlich
einstellbar bzw. abrufbar sind. Desweiteren ist eine Wandlerüberbrückung an mehreren
Übersetzungspunkten schaltbar und höchstmögliche Bremswirkung über den stufenlosen
hydrostatischen Wandler ausnutzbar und komfortabel steuerbar. Außerdem kann
Bremsenergie in einer weiteren Ausgestaltungsform über den hydrostatischen Wandler
rückgewonnen werden. Zur Schaltoptimierung der Bereichsschaltungen ist eine gezielte
Verstellkorrektur des stufenlosen Wandlers vorgesehen.
Ähnliche Teil-Einrichtungen sind bereits bekannt. Sie erfordern jedoch größeren Aufwand
an Kosten, Gewicht und Bauraum.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile, insbesondere bei stufenlosen Getrieben,
vor allem hydrostatisch-mechanischen leistungsverzweigten Getrieben, zu beseitigen.
Darüber hinaus sollen die Vorteile des stufenlosen Getriebes auch durch Verbesserung der
aus der EP-A-02 80 757 bekannten Einrichtungen besser ausnutzbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Hauptansprüchen aufgeführten
Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 Eine weitere Ausführung der Steuer- und
Regelungseinrichtung für ein Getriebe mit
mehreren Schaltbereichen,
Fig. 2 Getriebeaufbau mit Zugkraftverstärker,
Fig. 3 System-Darstellung des Summierungs-/Verzweigungsgetriebes,
Fig. 3a, 3b Steuereinrichtung/Drucklinien,
Fig. 4 bis 4c Getriebeaufbau mit hydrostatischer
Bremseinrichtung (Hydrostat-Retarder),
Fig. 4d hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe
nach Inline-Bauweise, das mit den Erfindungs
einrichtungen ausführbar ist,
Fig. 4e Geräuschgünstige Hydrostat-Lagerung,
Fig. 5 Getriebe mit Einrichtung zur Bremsenergie-
Rückgewinnung,
Fig. 6a und 6b Wählhebel mit Vorwahleinrichtung für Programm
vorwahl oder/und stufenloser Übersetzungs
einstellmöglichkeit,
Fig. 6c Alternative der Betätigungseinrichtung wie 6a
und 6b, jedoch am Lenkrad,
Fig. 6d und 6e Diagramme, die den Verlauf der Einstellung zur
Festlegung einer Konstantgeschwindigkeit bzw.
Konstantübersetzung in Abhängigkeit zur
Einstellzeit "t" bzw. zum Einstellweg "s"
aufzeigen,
Fig. 6f Verbrauchskennlinie,
Fig. 6g Diagramm Beschleunigungscharakteristik,
Fig. 6h Diagramm Bremsanteile,
Fig. 6i, 6k, 6m Diagramm Fahrregelung,
Fig. 6l Kick-down-Kennlinie,
Fig. 7 und 7a Verstell-, Drehzahl-, Drehmoment-, Druckverlauf
während eines Schaltablaufes,
Fig. 7b-7e Fahrregel-Einrichtungen,
Fig. 8 Schaltplan.
Wie aus der europäischen Patentanmeldung 0 280 757 bereits bekannt, ist eine
Fahrprogramm-Vorwahl - Overdrive-Bereich oder leistungsorientiertes Programm - über
das Fahrpedal oder Betätigungseinrichtungen im Bereich des Gaspedales für eine
Fußbetätigung möglich. Ähnlich obengenannter bekannter Steuer- und Regeleinrichtung
benutzt die Erfindung die Bewegungsgeschwindigkeit des Gaspedals 6 als Einflußgröße
oder Steuerimpuls für den Abruf eines oder mehrerer der einprogrammierten
Fahrprogramme. Ein kurzes, schnelles Antippen des Fahr- bzw. Gaspedals oder hohe
Fahrpedal-Dynamik gibt der Steuereinrichtung 5 den Befehl zum Abruf des
entsprechenden leistungsorientierten Programms, wodurch der Motor in seiner Drehzahl
angehoben wird, z. B. zur Vorbereitung auf einen Überholvorgang. Es können ein oder
mehrere Programme oder Kennlinien (A1; A2; A3; A4 - Fig. 6f) vorgesehen werden, um den
unterschiedlichen Fahrertypen bzw. den unterschiedlichen Fahreransprüchen gerecht zu
werden.
Die Erfindung sieht desweiteren eine stufenlose Verschiebung eines einprogrammierten
Fahrprogrammes bzw. einer Kennlinie A1 vor, die in Abhängigkeit zur Gaspedal-
Stellgeschwindigkeit sich innerhalb des Verbrauchs-Kennfeldes zwischen einer
verbrauchsoptimalen A1 und einer maximalen leistungs-orientierten Linie A4 stufenlos
oder in Stufensprüngen oder in mehreren Einzel-Kennlinien verschiebt (siehe Fig. 6f).
Durch die bevorzugt stufenlose Übersetzungsregelung ist hier eine nahezu optimale
Anpassung an die verschiedensten Fahrerforderungen erfüllbar. Das vorerwähnte
Fahrprogramm innerhalb einer unteren und einer oberen Grenze ist auch manuell
vorwählbar. Auch stufenweise programmierbare Einzelprogramme A2; A3; A4 sind sinnvoll
verwirklichbar.
Die Bedienungseinrichtung in diesen oben erwähnten Formen erlaubt eine weitgehende
individuelle Fahrweise. Der Fahrer kann hier auf einfache Weise entsprechend seinem
Wunsch bzw. entsprechend den gegebenen Fahrverhältnissen sehr schnell eine gewünschte
Getriebeübersetzung vorwählen, die, wie erwähnt, einer verbrauchs-orientierten Funktion
oder einer leistungsorientierten, sportlichen Funktion entspricht. Zum Beispiel für die
Vorbereitung auf einen Überholvorgang hat der Fahrer die weitere Möglichkeit, zunächst
den Overdrive-Bereich auszuschalten und gegebenenfalls mit derselben vorgenannten
Betätigungseinrichtung über Handbetätigung oder durch kurzzeitiges einmaliges oder
gegebenenfalls mehrmaliges Gaspedaldurchtreten bzw. -antippen - oder auch eine
Einrichtung für seitliche Fußbewegungsimpulse sind denkbar - auch noch eine weitere
Übersetzungsrückstellung (in Richtung größerer Übersetzung bzw. kleinerem Gang) zu
bewirken, indem die Motordrehzahl weiter angehoben wird, so daß zu Beginn des
Überholvorganges hohe bis höchstmögliche Motorleistung schnell zur Verfügung steht. Um
ein Übertouren des Motors bei obengenannter weiterer Übersetzungsrückstellung zu
verhindern, ist erfindungsgemäß eine automatische bzw. eine dem jeweiligen
Betriebszustand angepaßte Rückstellbegrenzung einprogrammiert. Bevorzugt ist hierbei
eine der Betriebssituation angepaßte optimale Grenzmotordrehzahl festgelegt. Die
Festlegung dieser Grenzdrehzahlpunkte kann eine Grenzdrehzahllinie darstellen, die aus
Aspekten des Motordrehzahlgeräusches oder/und der möglichen
Motorbeschleunigungsfähigkeit des jeweiligen Motors resultiert. Die Steuer- und
Regeleinrichtung für das Getriebe selbst ist hier zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß
nach Abschluß des Überholvorganges automatisch das verbrauchs-orientierte Programm
wirksam wird und der Motor wieder auf der verbrauchsgünstigen Linie fährt. Diese
Funktion kann dementsprechend, z. B. zeit- oder/und last- oder von der
Gaspedalstelldynamik abhängig vorprogrammiert werden. Wünscht der Fahrer ein
längeres Verharren im Sportprogramm, so ist es möglich, ein entsprechendes
Sportprogramm abzurufen durch eine separate oder gemeinsame Betätigungseinrichtung.
Die alternativ oder zusätzlich vorhandene Drucktaste "S" kann zu diesem Zweck mit zwei
Raststellungen versehen sein, wobei die eine Raststellung für einen einmaligen
Beschleunigungsvorgang und die zweite Raststellung für ein festes Sportprogramm
vorgesehen ist.
Die Erfindung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die automatisch wirksamen
Signale zur Erkennung von Bergfahrt, Talfahrt, Kurvenfahrt, Beschleunigungs-,
Verzögerungsfahrt und Winterbetrieb eine automatische, gezielt angepaßte stufenlose
Übersetzungs-Änderung oder/und Änderungsgeschwindigkeit bewirken.
Im Hinblick auf einen komfortablen kontinuierlichen Beschleunigung-Ablauf; sowohl
hinsichtlich der Beschleunigungs-Leistung als auch des Geräuschverhaltens, ist
erfindungsgemäß eine den unterschiedlichen Fahrertypen gerechtwerdende angepaßte
Rückstelldämpfung bzw. eine Verzögerungseinrichtung, ähnlich eines Kickdown-Effektes
Kd (s. Fig. 6l), für die Übersetzungsrückstellung im Beschleunigungsvorgang vorgesehen,
die in Abhängigkeit zur jeweiligen Motorbeschleunigung eine angepaßte
Getrieberückstellung zuläßt, so daß der Motor unter kontinuierlicher
Drehmomentbelastung hochdrehen kann. Dies kann zum einen über eine im Steuergerät
einprogrammierte, den verschiedenen Fahrpedal-Verstellcharakteristiken bzw. Fahrer-
Charakteristiken angepaßter Dämpfungseffekt, oder/und über ein über das
Hydrostatdrucksignal oder/und über ein, z. B. von der Motorlast abhängigen Signalgröße
einprogrammiertes Verzögerungssignal realisiert werden. In Fig. 6g ist die entsprechende
Verstellcharakteristik bzw. Übersetzungs-Änderung Ü1; Ü2 bei langsamer Gasbewegung
und Drosselklappenverstellung DW1 und schneller DW2 dargestellt.
Die Erfindung sieht also im einzelnen eine Steuer- und Regeleinrichtung vor, die eine
automatische stufenlose Übersetzungsanpassung an unterschiedlichste Fahr- und Betriebs
situationen ohne zusätzlichen Fahrereingriff ermöglicht, wobei Fahrkomfort,
Fahrsicherheit, Fahrleistung, Kraftstoffverbrauch im hohen Maße Berücksichtigung
finden. Hierzu ist insbesondere die richtige Übersetzungsanpassung und die
Änderungsgeschwindigkeit der stufenlosen Übersetzung bei den jeweiligen Fahr- und
Betriebszuständen von entscheidender Bedeutung. Die Steuer- und Regeleinrichtung wird
hierzu beeinflußt durch Verstellgeschwindigkeit des Gaspedals, durch Drehzahl-Differenz
werte der Hinter- und Vorderräder oder/und Signale aus dem Fliehkraftverhalten des
Fahrzeugs, z. B. bei Kurvenfahrt. Weitere Signale für die Beeinflussung der
Übersetzungsänderung können lastabhängige Signale, z. B. das Hydrostat-Drucksignal d
oder/und Gaspedal- oder Drosselklappen-Stellungssignal sein. Für Kurvenfahrt sieht die
Erfindung, je nach Größe der Querbeschleunigung, eine Übersetzungsfesthaltung oder eine
mehr oder weniger schnelle stufenlose Übersetzungsänderung bzw. -hochschaltung vor. Zu
schnelle Übersetzungsänderung nach oben wird unterbunden durch den Einfluß der aus
der Querbeschleunigung resultierenden Signale. Die betreffenden Signale können aus
Fahrgeschwindigkeit und Lenkeinschlag bzw. Lenkradius oder/und gegebenenfalls aus dem
ABS/ASR oder/und anderen Betriebswerten ermittelt werden.
Bei Bergfahrten wird unangenehmes Hoch- und Rückregeln durch Erkennen der
Bergauffahrt aus dem Lastsignal - Hydrostat-Drucksignal oder/und Gaspedalstellungs-
Signal und der Fahrgeschwindigkeit oder/und aus dem allgemeinen
Beschleunigungsverhalten.
Für Talfahrt ist eine Übersetzungsarretierung eingebaut, die in Abhängigkeit zum
Bremspedal oder/und aus der Erkennung des Schubbetriebes aktiviert wird. Sehr
vorteilhaft können für oben genannte Funktionen die Signale aus dem bekannten ABS
oder/und ASR (Antischlupf-Regelung) und anderen, ebenfalls bekannten, mit Brems- und
relativen Triebausgleichs-Systemen in Verbindung stehenden Einrichtungen genutzt
werden. Über das Bremspedal wird die gewünschte Geschwindigkeit eingestellt, die nach
Loslassen des Pedals aufrechterhalten bleibt und ähnlich einem Tempomat wirksam wird,
wobei vorrangig die Motorbremse bis zum Erreichen einer definierten Motordrehzahl
wirksam wird. Kann die nun vorgewählte Fahrgeschwindigkeit über die Motorbremse nicht
gehalten werden, was durch zu hohes Motorhochtouren signalisiert wird, so kann durch
Zuschalten der Betriebsbremse durch erneute Bremsbetätigung eine weitere stufenlose
Übersetzungs-Rückstellung und Senkung der Fahrgeschwindigkeit bewirkt werden. Beim
Gasgeben wird die Übersetzungssperre in Abhängigkeit zur Gaspedal-Stellgeschwindigkeit
kontinuierlich mehr oder weniger schnell in Richtung stufenloser
Übersetzungshochschaltung gelöst.
Die Steuerung kann desweiteren so ausgebildet werden, daß auch bei Talfahrt ohne
Betriebsbremsung, das heißt ohne Bremsabnützung gefahren werden kann und zwar über
reine Motorbremsung, wodurch eine automatische Geschwindigkeitsanpassung bzw.
Übersetzungs-Anpassung in Abhängigkeit zum Straßenprofil durch entsprechende
Regelung über das Motordrehzahl-Signal realisiert wird.
Für den Winterbetrieb sieht die Erfindung ein Fahrprogramm vor, das ein Durchrutschen
dadurch vermeidet, daß der Hydrostatdruck durch einen Druckregler, der bevorzugt als
Bypaßventil 114c; 216; 233; 204 ausgebildet ist, automatisch moduliert wird, wobei das
entsprechende Regelsignal 113; 217; 215 resultiert aus einem oder mehreren der Betriebs-
Signale wie einem Lastsignal, z. B. aus Hydrostatdruck oder/und Gaspedalstellung bzw.
Drosselklappenstellung, Drehzahlsignal b oder/und Getriebe-Übersetzungssignal oder/und
manuelles Betätigungssignal oder/und ein Differenzsignal aus Drehzahlsignal b und
Gaspedalsignal a oder/und Drosselklappen-Stellungssignal DW. Die Information für die
Steuerung wird aus dem Reifenschlupf-Verhalten oder/und unterschiedlichen
Raddrehzahlen und Drehzahldifferenzen ermittelt und signalisiert, wodurch automatisch
die Druckregelung zu einer angepaßten Druckmodulation wechselt. Hierzu können
vorteilhaft und kostengünstig die bereits im ABS-oder/und ASR-System vorhandenen
Signalgeber bevorzugt verwendet werden. Entsprechend dem Fahrwiderstand bzw. der
Bodenhaftung wird automatisch der Hydrostatdruck als Maß für die zulässige Triebkraft
moduliert. In einer alternativen oder kombinierten Ausführung kann auch durch ein Signal
aus der Gaspedalbewegung bzw. -stellung eine mehr oder weniger gezielte
Druckmodulation für den Hydrostatdruck erzeugt bzw. abgeleitet werden, derart, daß z. B.
das vorgenannte Druckregelventil oder Bypaßventil, das die beiden Arbeitsdruckleitungen -
Hochdruck, Niederdruck - miteinander unter angepaßtem Drosseleffekt kurzschließt und
über die Steuerleitung 217 durch die Gas- bzw. Fahrpedalbewegung den Arbeitsdruck bzw.
Differenzdruck und somit die Triebkraft moduliert.
Bei geschalteter Bypaß-Funktion, insbesondere im Bremsbetrieb und gleichzeitiger
Fahrzeugverzögerung, wird ein Mindest-Differenzdruck zwischen den beiden
Arbeitsdruckleitungen 206 und 207 aufrechterhalten, um eine sichere und gezielte
Übersetzungsanpassung zur Findung des Synchron-Punktes und somit ruckfreies Schalten
der entsprechenden Kupplung zu ermöglichen. Dies ist insbesondere für schnelle
Abbremsungen im unteren Geschwindigkeits-Bereich von Bedeutung.
Die Erfindung sieht zur feinfühligen, exakten Einstellbarkeit einer zu wählenden
Konstantgeschwindigkeit vor, daß die Einstellgeschwindigkeit bis zum Erreichen der
gewünschten Konstantgeschwindigkeit oder Konstantübersetzung im höheren
Geschwindigkeits- bzw. Übersetzungsbereich 1/i eine schnelle Verstelländerung und bei
niedriger Geschwindigkeit eine langsame Veränderung der Übersetzung bewirkt.
Insbesondere im unteren Geschwindigkeitsbereich ist eine Feineinstellung sehr wichtig,
um z. B. eine bestimmte Kriechgeschwindigkeit einhalten zu können, wie dies bei
Traktoren erforderlich ist. Wie in Fig. 6d aufgezeigt, ist in dem hohen
Geschwindigkeitsbereich eine schnelle, bevorzugt lineare Rückstellung bis Erreichen eines
Übersetzungspunkt "Ya" und ab dem Punkt "Ya" bis "Za" eine immer langsamer
werdendere Verstellung in bezug auf die Verstellzeit oder den Verstellweg gegeben.
Hierdurch ist gewährleistet, daß
kleinste Geschwindigkeiten bzw. Kriechgeschwindigkeiten feinfühlig und genau einstellbar
sind. Die Einstellung nach Fig. 6d entspricht hier einer kontinuierlich verlaufenden Linie
9a. Die Linie 9a; 5a entspricht bevorzugt einem logarithmischen Verlauf mit steigender
Limitierungs- bzw. Konstant-Geschwindigkeit. Nach Fig. 6e wird ein anderer Verlauf
über drei immer flacher werdenden Geraden 6a, 7a, 8a realisiert.
Diese Einstellcharakteristiken, wie in Fig. 6d und 6e aufgezeigt, können elektronisch oder
über mechanische Elemente, z. B. über Kurvenscheiben oder bekannte Hebel-/Wegeinrichtungen
realisiert werden. Der Einstellhebel kann ein separater Hebel oder
sinngemäß auch der Wählhebel 1a, 2a sein. Ein Einstellsymbol 5a gibt eine Orientierung
für die Einstellgröße. Zwischen-Einrastungen des Einstell- bzw. Wählhebels 1a, 2a können
in manchen Fällen für eine Groborientierung vorteilhaft sein. Vorteilhaft ist auch eine
digitale, über manuelle Betätigung einstellbare Anzeige auf der Instrumententafel.
Die Bedienungselemente - Taste 3a oder Einstellhebel - können an beliebiger Stelle im
Fahrzeug angeordnet werden. Zu bevorzugen ist hierbei die Anordnung der
Betätigungselemente, in bekannter Weise, am Wählhebel 1a, 2a, wie z. B. in Fig. 6a und 6b
dargestellt oder auf der Mittelkonsole. Auch die Anordnung der Bedienung am Lenkrad,
Fig. 6c, kann als bedienungsfreundlich angesehen werden.
Die Bedienungselemente sind in beliebiger Ausführungsform als Drucktasten oder
Wippschalter für die Vorwahl des Overdrive-Bereiches bzw. für den oberen
Übersetzungsbereich und für das Ausschalten des Overdrive-Bereiches und gleichzeitig für
die Einstellung einer Konstantgeschwindigkeit bzw. einer Konstantübersetzung
ausführbar.
Abhängig von der Art des Kraftfahrzeuges und seinen spezifischen Einsatzforderungen
sind verschiedene Fahrregelungen bzw. Fahrprogramme vorgesehen. Die Einsatzart von
Arbeitsmaschinen, z. B. des Traktors, fordert ein Programm zur verbrauchsorientierten
Regelung, das insbesondere für den Transportbetrieb oder alle Einsatzarten auf dem Feld
ohne Zapfwellenbetrieb mit Geschwindigkeitslimitierung sinnvoll ist. Durch die Vorwahl
dieses Programmes arbeitet der Motor vorwiegend auf der Verbrauchsbestlinie des Motors.
Für eine leistungsorientierte Regelung hingegen ist ein Programm vorgesehen, das in
erster Linie auf optimale Leistungsausnutzung des Antriebsmotors ausgerichtet ist.
Hierbei ist es möglich, das Fahrzeug mit einer zusätzlichen Einrichtung auszustatten, die
es erlaubt, eine vorwählbare Obergrenze der Motordrehzahl festzulegen, um z. B.
unangenehme Motordrehzahlgeräusche oder auch erhöhten Getriebemotorverschleiß zu
vermeiden. Diese Einrichtung ist auch geeignet für den Bremsbetrieb bei Befahren
längerer Gefällstrecken, wobei die optimale Bremsfähigkeit des Motors ausnutzbar ist.
Über das Motordrehzahlsignal wird hierbei zweckmäßigerweise die Getriebeübersetzung
entsprechend angepaßt, wie später genauer beschrieben.
Für den Zapfwellenbetrieb ist beim Traktor normalerweise eine bestimmte Konstant-
Motordrehzahl erforderlich. Bei Vorwahl dieses Zapfwellenbetriebes wird, gemäß der
Erfindung, automatisch mit der Betätigung der Zapfwellenkupplung bzw.
Zapfwellenschaltung auf Konstant-Motorregelung (RQV) geschaltet. Die
Fahrgeschwindigkeit kann entsprechend den Fahrwiderständen und im Rahmen des bei
dieser Motordrehzahl gegebenen Leistungsangebotes automatisch oder auch über eine
entsprechende Handverstellung angepaßt werden.
Für alle genannten Fahrprogramme - verbrauchsorientierte Regelung, leistungsorientierte
Regelung, Konstant-Motorregelung für Zapfwellenbetrieb - ist, wie erwähnt, eine separate
Betätigungseinrichtung, bevorzugt bei Traktoren eine Druckknopfschaltung vorgesehen.
Die entsprechenden Signale für die Erfüllung der erforderlichen Funktionen werden, wie
nachfolgend näher beschrieben, vorzugsweise in einem elektronischen Steuergerät auf
bekannte Weise verarbeitet. Der Motor besitzt hierbei vorzugsweise einen Regler, der
sowohl eine Leistungsregelung - RQ-Regelung - als auch eine Motordrehzahlregelung oder
Alldrehzahlregelung - RQV-Regelung - besitzt, wobei z. B. bei Vorwahl des
verbrauchsorientierten Betriebes bzw. Transportbetriebes der bekannte RQ-Regler und der
Vorwahl des Zapfwellenbetriebes der bekannte RQV-Regler anspricht. Eine derartige
Motorregelung wird in der Zeitschrift "Automobilindustrie" 5/86 Seite 653 unter dem Titel
"Elektronische Dieselregelung EDR für Nutzfahrzeugmotoren" näher beschrieben. Auch bei
Vorwahl der leistungsorientierten Regelung (RQV) ist innerhalb gewisser Grenzen der
Betrieb auf der Verbrauchsbestlinie möglich, wobei jedoch ein Betriebsprogramm
vorgesehen ist, das in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebszustände die Einhaltung der
Motordrehzahl in vorgegebenen Grenzen, wie später genauer beschrieben, vorschreibt.
Einzelheiten der Steuerung/Regelung sind nachfolgend näher beschrieben und führen
teilweise zu Verbesserungen der Einrichtungen gemäß der europäischen Patentanmeldung
0 280 757.
Für den Zapfwellenbetrieb des Traktors besteht die Forderung konstanter Motordrehzahl,
wie bereits erwähnt. Um dies zu ermöglichen, wird in der Regel ein Motor mit
Drehzahlregelung - RQV-Regler - verwendet. Bei Vorwahl einer bestimmten
Arbeitsgeschwindigkeit muß bei Überschreiten der Leistungsgrenze des Motors bei dieser
Geschwindigkeit eine Übersetzungsänderung möglich sein. Gemäß der Erfindung ist
hierbei in Kombination mit der RQV-Motorregelung eine zusätzliche Regeleinrichtung
vorgesehen, die die genannte Übersetzungsanpassung ermöglicht. Jeder Gaspedalstellung
ist eine bestimmte Motor-Drehzahlgröße zugeordnet. Hierzu ist, wie in Fig. 6i dargestellt,
ein vom Gaspedal bzw. Handgasstellung abhängiges Signal a gegeben, das z. B. parallel
zum Motordrehzahlsignal b verläuft und um eine Differenzgröße delta s kleiner ist als das
genannte Motordrehzahlsignal. Wenn nun bei einer vorgewählten Übersetzungseinstellung
eine lastabhängige Drückung der Motordrehzahl erfolgt, wird das Motordrehzahlsignal b
kleiner als das Gaspedalsignal a, wodurch automatisch ein Signal zur Vergrößerung der
Getriebeübersetzung ausgelöst wird, so daß die Motorbelastung und auch die
Fahrgeschwindigkeit entsprechend verringert wird. Über einen Vergleich des
Motordrehzahlsignals b und des Fahrpedalwegsignals a wird die Getriebeübersetzung
automatisch angepaßt. Das Gaspedalsignal ist also immer kleiner als das Motordrehzahl-
Signal. Wird nun, z. B. bei normalem Fahrbetrieb ohne fester Geschwindigkeits- und
Drehzahllimitierung durch Gasgeben das Motordrehzahl-Signal überschritten, so neigt das
Getriebe automatisch nach Art eines Kick-down-Effekts zu einer
Übersetzungsrückstellung, so daß der Motor möglichst rasch seine neue Drehzahl
einnehmen kann. Im Hinblick auf ein komfortables Fahrverhalten wird auch hier, ähnlich
wie bei der RQ-Regelung, das Gaspedal-Signal korrigiert und in verzögerter Form in das
Steuergerät eingegeben. Je nach der Dynamik der Gaspedalverstellung, ist der
Verzögerungseffekt in unterschiedlicher Größe programmiert, das heißt entsprechend
angepaßt. Für das Anfahrverhalten mit RQV-geregeltem Motor sieht die Erfindung
verschiedene Funktionen vor. Beim Anfahren wird zweckmäßigerweise, wie an sich bei
Automatgetrieben bekannt, die Fahrtrichtungsvorwahl über den Wählhebel 108; 1a bei
getretener Bremse 7 vorgenommen. Das Bremssignal f bewirkt eine Verringerung des für
den Anfahrbereich vergrößerten Motordrehzahl-Signals um einen Wert, der dem
Übersetzungszustand "unendlich" bzw. Fahrzeugstillstand entspricht. Bei Loslassen der
Bremse kommt das für den Anfahrzustand vergrößerte Motordrehzahl-Signal b zur
Wirkung, wodurch eine Übersetzungsveränderung für den Anfahrvorgang ausgelöst wird.
Eine weitere Möglichkeit für die Anfahrfunktion kann ein im Anfahrbereich wirkendes,
zwischen die beiden Arbeitsdruckleitungen geschaltetes Bypaßventil 144c, das auch für das
Winterprogramm dient, erfüllen, das über das Bremspedal und die entsprechende
Steuerleitung 113 geöffnet und bei Loslassen der Bremse allmählich geschlossen wird.
Auch über das Gaspedal ist es möglich, das Bypaßventil 114c anzusteuern, wodurch beim
Gasgeben die Bypaßfunktion kontinuierlich ausgeschaltet wird. Auch eine einstellbare oder
steuerbare Verstellsperre der Hydrostatverstellung kann bei Fahrzeugstillstand die
Übersetzungsendstellung fixieren. Im Hinblick auf ein sicheres Anfahrverhalten ist es
zweckdienlich, die Steuer- und Regeleinrichtung so zu programmieren, daß die Vorwahl der
Fahrtrichtung nur bei getretener Bremse möglich ist, das heißt, daß nur bei Wirkung des
entsprechenden Bremssignals f die erste Bereichskupplung schaltbar ist.
Diese Steuerungsart ist auch vorteilhaft für die normale Fahrregelung geeignet, wobei
weder Motordrehzahl noch Getriebeübersetzung vorgewählt sind. Jeder Gaspedalstellung
ist hierbei eine bestimmte Motordrehzahl und ein Motordrehmoment, entsprechend der
Vollast-Drehmomentkurve, zugeordnet. Die Vollast-Drehmomentkurve entspricht
gleichzeitig auch der Verbrauchsbestkurve des Motors, wodurch gleichzeitig ein
wirkungsgradgünstiger Gesamtbetrieb erzielt wird. Über das Gaspedal wird durch das
Motordrehzahl-Signal und das Gaspedal-Wegsignal automatisch über die Regeleinrichtung
die Getriebeübersetzung eingestellt, die der Vollast bei dieser Gaspedalstellung und der
durch die RQV-Regelung vorgegebenen Motordrehzahl entspricht. Gaspedal-Wegsignal und
Motordrehzahl-Signal halten sich hierbei die Waage über die automatische
Übersetzungsanpassung. Im Hinblick auf ein angenehmes Beschleunigungsverhalten ist zu
berücksichtigen, daß beim Gasgeben keine zu rasche Übersetzungsänderung in Richtung
größere Übersetzung erfolgt, um unangenehmes Motorhochtouren zu verhindern. Für
diesen Zweck ist entweder im Gaspedal-Wegsignal oder/und in der Getriebeverstell-
Einrichtung oder/und im Motordrehzahl-Signal eine entsprechende
Verzögerungseinrichtung einprogrammiert bzw. vorgesehen, die ein komfortables
Geräuschverhalten des Motors in der Beschleunigungsphase sicherstellt.
Diese vorbeschriebene Steuerungsart ermöglicht also auch bei RQV-Motorregelung eine
komfortable automatische Fahrregelung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Getriebeverstellung über ein aus zwei oder mehreren
Betriebssignalen, insbesondere Motordrehzahl-Signal b und Gaspedalsignal oder Motor-
Regelsignal a bzw. Drosselklappenwinkel DW resultierendes Signal c oder/und über
eine sogenannte EP-Verstellung, gemäß Fig. 8, mit zwei Eingangssignalen C1 und C2 zur
Verstellung des Hydrostatgetriebes möglich. C1 und C2 sind elektrische Größen, die auf
einer elektrischen Verstellung mit Proportionalmagnet wirken und in proportionaler
Abhängigkeit zur Verstellgröße des Hydrostaten stehen.
Das Gaspedalsignal a kann ein Drosselklappen-Verstellsignal sein oder auch als Motor-
Regelsignal k, das über das Steuergerät 5 mit dem Motor verbunden ist, dienen, wobei das
Signal k mit dem Gaspedalsignal identisch ist oder eine modulierte Größe, in Abhängigkeit
zu bestimmten Betriebsparametern, darstellt.
Die Erfindung betrifft desweiteren ein Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere mit
Leistungsverzweigung, das aus einem stufenlosen Wandler 4c, gemaß Fig. 2; 3; 4; 5,
bevorzugt einem hydrostatischen Wandler, der aus einer ersten und einer zweiten
Hydrostateinheit besteht, wobei beide Einheiten bevorzugt eine gemeinsame Baueinheit
bilden und Antrieb oder/und Abtrieb des stufenlosen Wandlers 4c, je nach
Ausführungsform, über Direktantrieb oder über zwischengeschaltete Triebräder erfolgt.
Die Leistung wird eingangsseitig aufgeteilt in zwei Leistungszweige, wobei ein
Leistungszweig über den stufenlosen Wandler fließt und vor dem Getriebeausgang wieder
gegebenenfalls in einem Summierungsgetriebe 5c mit dem anderen Leistungszweig
aufsummiert wird. Leistungsverzweigungsgetriebe bestehen aus einem oder mehreren
Schaltbereichen. Die Schaltung von einem in den anderen Bereich erfolgt vorzugsweise an
jeweils einem End-Verstellpunkt des Hydrostaten, wobei innerhalb der Schaltphase die
Verstellgröße, mit Ausnahme eventueller geringfügiger Verstellkorrekturen, unverändert
bleibt. So wird zum Beispiel bei einem 4-Bereichsgetriebe, wie in Fig. 3 dargestellt, der
Hydrostat über den gesamten Übersetzungsbereich viermal von einem Verstellmaximum
zum anderen Verstellmaximum durchfahren. Bei diesem Getriebe nach Fig. 3 ist im
Anfahrzustand bei geschlossenen Kupplungen K5 und KV und nach Schließen der
Kupplung 1 der Hydrostat auf seine maximale negative Verstellgröße eingestellt. Zum
Anfahren wird nun der Hydrostat zurückgeschwenkt auf "Null" und darüber hinaus bis zu
seinem anderen Verstellende, positives Verstellmaximum, wo am Ende des ersten und zu
Beginn des zweiten Schaltbereiches bei Synchronlauf aller Kupplungsglieder der zweite
Bereich durch Schließen der Kupplung K2 und Öffnen der Kupplung K1 der zweite Bereich
geschaltet ist. Nun wird der Hydrostat wieder zurückgeregelt innerhalb des zweiten
Schaltbereiches bis auf "Null" und darüber hinaus bis zu seinem negativen
Verstellmaximum, um den dritten Schaltbereich durch Schließen der Kupplung K3 und
Öffnen der Kupplung KV zu schalten. Der dritte Bereich wird nun wiederum durch
Rückregelung des Hydrostaten durch "Null" und weiter bis zu seinem positiven
Verstellmaximum, wo am Ende des dritten Schaltbereiches nun bei Synchronlauf die
Kupplung K4 und Öffnen der Kupplungen KV und K3 der vierte Bereich geschaltet wird.
Durch Rückregelung des Hydrostaten bis zum entgegengesetzten Verstellmaximum,
entsprechend negativem Verstellende, des Hydrostaten wird der Hydrostat zum letzten
mal voll durchfahren bis Erreichen des Übersetzungsendpunktes des Getriebes. Der
mechanische Leistungsanteil wird bei diesem Getriebe über Stirnradstufen 26c und der
hydrostatische Leistungsanteil über die Zahnradstufe 10b, den hydrostatischen Wandler 4c
und den Triebstrang 7c mit Zahnradstufe 228 auf das Summierungsgetriebe 5c geleitet.
Das Summierungsgetriebe ist hier als mehrwelliges Planetengetriebe P1 ausgebildet, in
dem die mechanische und hydraulische Leistung aufsummiert wird. Im ersten und im
zweiten Schaltbereich fließt die mechanische und hydraulische Leistung über den zweiten
Planetentrieb P2 bei geschlossener Kupplung KV. Für den Rückwärtsbereich wird der
erste und der zweite Schaltbereich durch Schließen der Kupplung KR ermöglicht, indem die
Drehrichtung im Planetentrieb P2 umgekehrt wird.
Das jeweils erwähnte Verstellmaximum des Hydrostaten definiert den Punkt, an dem die
Schaltung in den nächsten Fahrbereich erfolgt, der nicht unbedingt das Verstellende des
Hydrostaten sein muß, sondern auch etwas davor liegen kann, um zum Beispiel
lastabhängigen Schlupf des Hydrostatgetriebes ausgleichen zu können. Auch ist unter
Synchronlauf der zu schließenden Kupplungselemente nicht absoluter Synchronlauf
sondern der Synchronlaufbereich definiert, der auch gewollte oder nicht gewollte
Synchronlauffehler beinhalten kann, die durch die Schalt- bzw. Bereichskupplungen
überbrückt bzw. noch aufgenommen werden können.
Getriebe dieser Art sind nach DE 40 27 724, DE 41 06 746 und PCT/DE 89 00 586, die mit
Bestandteil dieser Erfindung sind, näher beschrieben. Die Erfindung stellt unter anderem
eine verbesserte Ausgestaltung dieser bekannten Getriebe dar.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades, des Geräuschverhaltens oder/und zur Schaffung
einer wirksamen integrierten Bremsanlage sieht die Erfindung unter anderem vor, einen
oder mehrere hydrostatisch-leistungslose Betriebspunkte, insbesondere
Übersetzungsfestpunkte, zu realisieren. Zu diesem Zweck wird der Hydrostat an einem
oder an mehreren Betriebspunkten, die insbesondere in Hauptbetriebsbereichen liegen,
durch entsprechend ausgebildete Einrichtungen abgeschaltet bzw. überbrückt, um diesen
in leistungslosen Zustand zu versetzen. Diese Abschalt- bzw. Überbrückungseinrichtung
wird in Form einer Hydrostat-Sperreinrichtung KH oder/und einer Bereichs
blockschaltung oder/und einer Stabilisierungseinrichtung KD mit oder ohne Direkt-
Durchtrieb ohne Hydrostatleistungsanteil realisiert.
Desweiteren ist das Getriebe mit einer Bremseinrichtung ausgestattet, die in
Wirkverbindung mit der Hydrostat-Überbrückungseinrichtung bzw. Übersetzungs-
Festpunktschaltung und dem stufenlosen Wandler 4c steht.
In Fig. 4 ist ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen Wandler 4c
und einem Summierungsgetriebe 5c dargestellt. Das Summierungsgetriebe 5c kann auch
die Funktion eines Verzweigungsgetriebes haben, weshalb nachfolgend auch die
Bezeichnung "Summierungs-/Verzweigungsgetriebe" verwendet wird. Der hydrostatische
Wandler besteht aus einer ersten Hydrostateinheit A verstellbaren Volumens und einer
zweiten Hydrostateinheit B vorzugsweise konstanten Volumens. Beide Hydrostateinheiten
A und B bilden vorzugsweise eine gemeinsame Baueinheit, die direkt oder über Triebräder
mit der Antriebswelle 1c und auf der gegenüberliegenden Seite direkt über weitere
Triebräder mit einem Summierungsgetriebe 5c in Triebverbindung steht. Das
Summierungsgetriebe ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildet, dem je nach
Ausführung ein weiteres Getriebe 5d, mit oder ohne Schalteinrichtungen, z. B. für
Bereichsschaltungen zum Schalten mehrerer Fahrbereiche, zugeordnet sein kann. Die
Leistung wird bei diesem Getriebe eingangsseitig aufgeteilt in einen hydrostatischen und
einen mechanischen Zweig. Der hydrostatische Leistungsanteil fließt über die Triebräder
und Zwischenglieder 227 über den stufenlosen Wandler 4c und die Triebräder auf das
Summierungsgetriebe 5c. Der mechanische Zweig wird direkt oder über Zwischenglieder in
das Summierungsgetriebe 5c geleitet, indem hydraulische und mechanische
Leistungsflüsse aufsummiert werden und gemeinsam auf die Abtriebswelle 2c gelangen.
Der stufenlose Wandler bzw. das Hydrostatgetriebe 4c ist hierbei mit einer Hydrostat-
Überbrückungseinrichtung als Hydrostat-Sperreinrichtung in Form einer Bremse bzw.
Kupplung KH ausgestattet, die dazu dient, die Triebwelle 7c der zweiten Hydrostateinheit
B festzuhalten bzw. mit dem Gehäuse 19c des stufenlosen Wandlers oder einem
feststehenden Getriebeteil zu koppeln, so daß die bei Leistungsverzweigungsgetrieben
bekannten Stützmomente über die genannte Kupplung bzw. Bremse bevorzugt am
Getriebe- oder Wandler-Gehäuse abgestützt werden, um das Hydrostatgetriebe zu
entlasten bzw. dieses drehmomentfrei und druckfrei zu halten. Es ist auch möglich, die
Hydrostatwelle 7c der Hydrostateinheit B durch eine weitere, nicht dargestellte Kupplung
ganz zu trennen.
Die Hydrostat-Sperreinrichtung KH hat die Aufgabe, den stufenlosen Wandler 4c bzw. das
Hydrostatgetriebe in den hydraulisch leistungslosen Betriebszuständen bei Hydrostat-
Verstellgröße "Null" drehmoment- bzw. belastungsfrei zu halten. Dies wird, derart gelöst,
daß die Drehmomentstützkraft aus dem Summierungs/Verzweigungsgetriebe 5c bei
Hydrostat-Nullstellung, die in der Regel in der Mitte eines jeden Schaltbereiches liegt,
nicht an den Hydrostatelementen sondern an einem entsprechenden zwischengeschalteten
Brems- bzw. Kupplungselement gegenüber einem feststehenden Gehäuseteil bzw.
Getriebeteil abgestützt wird. Bei Getrieben mit mehreren Schaltbereichen wird das
Hydrostatgetriebe mehrmals innerhalb seinem vollen Stellbereich durchfahren, wobei
innerhalb eines jeden Schaltbereiches der hydraulisch leistungslose Zustand bei
Neutralstellung, das heißt bei Verstellgröße "Null" des Hydrostatgetriebes, entsprechend
Hydrostat-Neutralstellung, vorkommt. Dieser Betriebspunkt liegt meistens in einem
wichtigen Betriebsbereich des Fahrzeuges, bei dem ein besonders guter Wirkungsgrad
gefordert wird.
In den eingangs erwähnten Leistungsverzweigungsgetrieben nach
DE-A-40 27 724, DE-A-41 06 746 und PCT/DE 89 00 586, die, wie bereits erwähnt,
Bestandteil dieser Erfindung sind, wird die Verstellcharakteristik des Hydrostatgetriebes
näher beschrieben.
Um hydrostatische Verspannungen in dieser Verstell-Neutrallage des Hydrostatgetriebes
zu verhindern, ist ein Bypaßventil 114c vorgesehen, das zwischen die beiden
Arbeitsdruckleitungen der beiden Hydrostateinheiten A und B geschaltet ist. Dieses
Bypaßventil ist automatisch oder auch manuell bei geschalteter Hydrostat-
Sperreinrichtung betätigbar, wodurch beide Arbeitsdruckleitungen drucklos bzw. ohne
Differenzdruck sind. Die Hydrostat-Sperreinrichtung bzw. die Kupplung/Bremse KH und
das Bypaßventil werden sinnvollerweise über den selben Steuerdruck angesteuert, wobei
das Bypaßventil jedoch erst nach geschlossener Kupplung/Bremse KH aktiviert wird,
derart, daß die Druckrückmeldung nach Schließen der Kupplung KH das Signal
bzw. den Steuerdruck zur Aktivierung des Bypaßventiles auslöst. Die Hydrostat-
Sperreinrichtung KH ist automatisch oder manuell schaltbar, z. B. in Abhängigkeit einer
definierten Verweildauer des Getriebes bei der Hydrostat-Neutralstellung oder in dessen
Nähe von z. B. maximal 8% der moment 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019510179 00004 99880anen Übersetzung, wobei eine vorprogrammierte
Zeitgröße für diese Verweildauer, von z. B. 2 Sekunden, das entsprechende Steuersignal für
die Hydrostat-Sperreinrichtung auslöst, derart, daß eine weitgehend nahtlose
kontinuierliche Anpassung der entsprechenden Übersetzung und der Motordrehzahl an die
gewünschte Geschwindigkeit erfolgt. Für manuelle Schaltung ist vorgesehen, bevorzugt
über ein optisches oder akustisches Signal dem Fahrer diesen Betriebszustand und die
Schaltmöglichkeit anzuzeigen. Das Lösen der Hydrostat-Sperre kann ebenfalls auf
verschiedene Art erfolgen, z. B. durch ein Fahr- bzw. Gaspedal-Signal, das heißt bei
Veränderung der Gaspedalstellung oder durch ein lastabhängiges Signal oder durch
verschiedene Signale, die durch veränderliche Betriebswerte bestimmt werden. Im Hinblick
auf Optimierung des Kraftstoffverbrauches kann z. B. die Fahrregelung so ausgelegt
werden, daß die Getriebe-Wirkungsgradlinie und die Verbrauchsbestlinie des Motors
eingespeichert und die Fahrzeugregelung in Abhängigkeit zur jeweiligen Betriebssituation
entscheidet, ob der nächstliegende Getriebeübersetzungspunkt mit Hydrostat-
Neutralstellung angesteuert werden soll oder nicht. Je nach Fahrzeugart kann ein weiterer
Parameter in Abhängigkeit zum Belastungs- bzw. Geräuschverhalten des Getriebes als
Entscheidungsfaktor mit eingespeichert bzw. einprogrammiert werden. Dies kann
beispielsweise bei Anwendung in einem PKW sinnvoll sein.
Die Erfindung sieht desweiteren vor, den hydraulischen Leistungszweig auch an den
Übersetzungspunkten der Bereichschaltstellen auszuschalten. Das bedeutet, daß am Ende
des alten Schaltbereiches und zu Beginn des neuen Schaltbereiches die Kupplungen KB
für beide Bereiche geschlossen bleiben und der Hydrostat in dieser Verstellgröße fixiert und
lastlos gesetzt wird, z. B. durch gleichzeitiges Betätigen des obengenannten Bypaßventiles
oder/und einer genauen Ausrichtung bzw. Korrektur der Hydrostatverstellung, derart, daß
die beiden hydrostatischen Arbeitsdruckleitungen drucklos bzw. ohne Differenzdruck sind.
Die Leistung wird in diesem Schaltzustand rein mechanisch übertragen und zwar über die
Kupplungen bzw. Kupplungseinrichtungen der beiden angrenzenden bzw. benachbarten
Schaltbereiche. Die Schaltsignale für diese Schaltung können mit gleichen Signalen, wie
für die Hydrostat-Sperreinrichtung KH beschrieben, verwirklicht werden. Bei einem
Getriebe, z. B. mit vier Vorwärtsfahrbereichen, wie in Fig. 3 dargestellt, sind auf diese Art
sieben Übersetzungs-Festpunkte bei lastlosem Hydrostat schaltbar.
Die Erfindung sieht, wie erwähnt, für Leistungsverzweigungsgetriebe eine
Stabilisierungseinrichtung KD bzw. Hydrostat-Überbrückungs-Einrichtung vor, die an
einer oder mehreren Übersetzungspunkten feste Übersetzungs-Einstellungen hält, an
denen der hydrostatische Leistungsfluß ausschaltbar ist zur weiteren Verbesserung des
Wirkungsgrades.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist z. B. die Abtriebswelle 2c über eine Zahnradstufe 10b mit der
Antriebswelle 1c über eine Zwischenwelle 227 durch Schließen einer Kupplung KD in
Triebverbindung, um nach Schließen dieser Kupplung das Hydrostatgetriebe lastlos zu
setzen. Für weitere wichtige Übersetzungspunkte, denen ein hoher Betriebsanteil
zukommt, können weitere, nicht dargestellte, Übersetzungsstufen mit entsprechend
zugeordneter Kupplung vorgesehen werden.
Eine Ausführung gemäß Fig. 3 zeigt z. B. eine Stabilisierungs- bzw. Hydrostat-
Überbrückungseinrichtung, bei der mittels einer Kupplung KD ein direkter Durchtrieb,
ohne Zahneingriff bzw. Zahn-Wälzleistung, zwischen Antriebswelle 1c und Abtriebswelle 2c
hergestellt und somit der Wandler 4c und das Summierungs-Verzweigungsgetriebe 5c in
lastlosen Zustand gesetzt wird.
Die Stabilisierungseinrichtung bzw. Hydrostat-Überbrückungs-Einrichtung KD ist auch
mit zwei oder mehreren Kupplungen ausführbar, (nicht dargestellt), um den stufenlosen
Wandler und das Summierungsverzweigungsgetriebe vollständig abzukoppeln. Bei
Kombination mit einem bereits beschriebenen Bypaßventil oder/und einer entsprechenden
Hydrostat-Verstelleinrichtung mit gezielter Verstellregelung kann auf die zweite Kupplung
verzichtet werden.
Bei Betriebszuständen, die konstante Übersetzungseinstellung bzw. Konstant-
Fahrgeschwindigkeiten fordern, sieht die Erfindung eine Verbesserung der Einrichtung
gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 04 167, Anspruch 17 vor. Um ein häufiges
Auf- und Abschalten im Schaltbereich zweier angrenzender Bereichsschaltungen zu
verhindern, dient die beschriebene Festpunkt-Schaltung KB durch Schließen beider
Bereichskupplungen, z. B. K1 und K2, wie in Fig. 7b entsprechend der Betriebsphase Ph2
dargestellt. Abhängig von einer oder mehreren Betriebsgrößen wird automatisch die
Festpunktschaltung KB ausgelöst, wobei die Betriebsgröße aus einem Differenzwert des
Hydrostat-Verstellvolumens ΔV oder ΔnHy oder/und ein Differenzwert für das Lastsignal
Δp oder/und ein vorprogrammiertes Zeit-Differenz-Signal oder andere Signale sein können.
Die entsprechenden vorgenannten Signalgrößen können vorprogrammiert und in
Abhängigkeit verschiedener Betriebswerte, wie Betriebstemperatur, Gaspedal-Signal oder
andere zusätzlich mit beeinflußt werden. Der Funktionsablauf ist derart, daß, wie in Fig.
7b dargestellt, in der Nähe des Übersetzungsfestpunktes KB bei gleichbleibender
Fahrgeschwindigkeit bzw. Abtriebsdrehzahl Nab eine automatische Anhebung der
Abtriebsdrehzahl nHy der zweiten Hydrostateinheit B bei gleichzeitiger entsprechender
Absenkung der Motordrehzahl nMot um den Differenzwert delta nMot erfolgt. Gemäß
Fig. 7b kann z. B. in der ersten Betriebsphase Ph1 die erste Bereichskupplung K1 und
bei Festpunktschaltung gemäß Betriebsphase Ph2 die Kupplung K1 und K2 geschlossen
sein und in der dritten Betriebsphase Ph3 ist wiederum die Kupplung K1 geschlossen und
die Kupplung K2 geöffnet. Die Differenzwerte delta nHy bzw. delta nMot für den
Antriebsmotor können in beliebiger Größe bzw. in beliebigem Verhältnis vorprogramiert
werden und je nach Fahrzeugart unterschiedliche Größen von z. B. 5% bis 10% der
jeweiligen Bezugsgröße betragen. Je nach Getriebeaufbau können die Drehzahlgrößen nHy
und nMot in unterschiedlicher Relation zueinander liegen, wobei, z. B. wie in Fig. 7b
dargestellt, die Motordrehzahlgröße nMot kleiner ist als die Hydrostat-Drehzahlgröße
nHy oder in nicht dargestellter Relation die Drehzahlen so zueinander liegen, daß in der
Phase der Festpunktschaltung Ph2 die Motordrehzahl nMot synchron mit der
Hydrostatdrehzahl nHy. . dreht, wie dies bei den betreffenden Planetengetriebegliedern
HMot und sHy des Getriebes nach Fig. 3 bei der Festpunktschaltung K1/K2 durch
Blockumlauf des Summierungsplanetengetriebes P1 der Fall wäre.
Die Schaltkupplung für die Hydrostat-Überbrückungseinrichtungen KH; KB; KD ist
verschiedenartig ausführbar und kann zum Beispiel für die Hydrostat-Sperreinrichtung
KH beliebig an einem der Zwischenglieder bzw. Triebelemente 7c zwischen der zweiten
Hydrostateinheit B und dem Summierungsgetriebe 5c angeordnet werden. Die Kupplungen
KH; KB; KD sind bevorzugt als formschlüssige Kupplung ausgebildet wie in der PCT-
Druckschrift DE-A- 87/00 324, DE-A-41 26 650 A1 und in der europäischen PCT-
Anmeldung DE 88/00 563, die Mitbestandteil dieser Erfindung sind, näher beschrieben.
Die Kupplung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß sie formschlüssig schaltbare
Kupplungselemente mit einer Kupplungsverzahnung mit oder ohne Abweisverzahnung
besitzt und daß mittels eines auf einem Kupplungsträger verschiebbar angeordneten
hydraulisch betätigbarer Kolbens die Schaltung bei Synchronlauf bzw. im
Synchronlaufbereich auch bei gewisser Relativ-Drehzahl möglich ist. Es ist auch möglich,
wie in vorgenannten bekannten Druckschriften beschrieben, zusätzliche
Synchronisiereinrichtungen vorzusehen. Diese vorgenannte formschlüssige Kupplung hat
den Vorteil, daß sie nahezu schleppverlustfrei ist, da keine Reibelemente vorhanden sind.
Es ist aber auch möglich, die Kupplung als Reibkupplung in Form einer Konuskupplung,
wie z. B. in der DE-A-41 26 650 dargestellt, zu verwenden. Auch diese Kupplung kann
weitgehend schleppverlustfrei sein, da durch den Konuseffekt die Reibfläche relativ gering
ist. Auch die Anwendung einer Lamellenkupplung in bekannter Bauweise kann unter
Umständen sinnvoll gestaltet werden. Eine weitere Art einer formschlüssigen Kupplung
mit mechanischen Schaltelementen, z. B. mittels Schaltklaue, Schaltmuffe oder/und mit
servoverstärkten Schaltelementen ist, je nach gewähltem Getriebeaufbau, sinnvoll
anwendbar. In nicht dargestellter Form ist alternativ die Kupplung KH für die Hydrostat-
Sperreinrichtung im Summierungsgetriebe 5c angeordnet. Bei Ausführung nach Fig. 2
empfiehlt es sich, die Kupplung KH auf einer mit einem Zugkraftverstärker 77c
verbundenen Welle 73c anzuordnen. Hierbei können Zugkraftverstärker 77c und Kupplung
KH zu einer gemeinsamen Baueinheit bauraum- und kostengünstig zusammengefaßt
werden.
Der Hydrostat ist bei allen bereits beschriebenen Einrichtungen zur Abschaltung des
Hydrostatbetriebes über das beschriebene Bypaßventil 114c; 216 oder/und durch eine
entsprechend ausgebildete Hydrostat-Verstellregelung lastlos zu setzen.
Durch alle vorgenannten Einrichtungen zur Ausschaltung des hydrostatischen
Leistungsflusses werden die Getriebeverlustleistungen verringert zur Verbesserung des
Wirkungsgrades.
Der hydrostatische Wandler 4c ist zur weiteren Wirkungsgradverbesserung bevorzugt so
ausgebildet, das er im ölleeren Gehäuse bei gleichzeitig geringen Speisedrücken
panschverlustfrei arbeiten kann.
Gemäß der Erfindung besitzt das Getriebe eine integrierte Bremsanlage, wozu der
hydrostatische Wandler 4c mit den vorbeschriebenen Wandler-
Überbrückungseinrichtungen bzw. schaltbaren Übersetzungs-Festpunkten in
Wirkverbindung steht (siehe Fig. 4). Das Hydrostat-Getriebe 4c wirkt hierbei als
hydrostatische Pumpe, wobei die Bremsenergie über Arbeitsdruckleitungen und
entsprechend zugeordnete Schalt- und Regelventile 203, 204 über einen Wärmetauscher
205 geleitet wird. Die von der jeweiligen Betriebssituation bestimmte Größe der
Bremsenergie wird über das genannte Druck-Regelventil bzw. Druckbegrenzungsventil
und die Hydrostat-Verstellung gesteuert. Die Bremsfunktion beruht darauf, daß im
Bremsvorgang zunächst über die Steuer- und Regeleinrichtung der nächstliegende bzw.
günstigste schaltbare Übersetzungs-Festpunkt gesucht und angesteuert wird und daß nach
geschaltetem Übersetzungs-Festpunkt durch Veränderung der Hydrostat-Verstellung ein
Drehmoment an einer oder an beiden Triebwellen der beiden Hydrostateinheiten A und B
erzeugt wird, welches über die entsprechenden Zwischenglieder 227, 228 das Motor-
Bremsmoment unterstützen. Die dabei erzeugte Pumpleistung des Hydrostat-Getriebes
stellt die Bremsenergie dar, die über den Wärmetauscher 205 abgeführt wird. Ein oder
auch beide der Hydrostateinheiten A und B können als Hydrostat-Pumpen wirksam
werden, je nach Betriebssituation, geforderter Bremsleistung oder/und der jeweils
geschalteten Art der Hydrostat-Überbrückungseinrichtung KH; KB; KD. Ist zum Beispiel
der Übersetzungs-Festpunkt über die Hydrostat-Sperreinrichtung KH geschaltet, ist die
Pumpleistung der ersten Hydrostateinheit A ausnutzbar. Bei Schaltung des Übersetzungs-
Festpunktes über die Bereichs-Blockschaltung KB können beide Hydrostateinheiten A und
B wirksam werden, wobei doppelte Bremsenergie aufnehmbar ist. Dies ist am Ende eines
jeden Schaltbereiches durch Schließen zweier Bereichskupplungen, wie erwähnt, und auch
am Ende des letzten Fahrbereiches durch Schließen einer Überbrückungs-Kupplung KD
ausnutzbar. Zum Beispiel bei einem Leistungs-Verzweigungsgetriebe mit vier
Vorwärtsfahrbereichen sind gemäß der Erfindung vier Übersetzungs-Festpunkte mit
vorgenannter doppelter Hydrostatleistung über die Hydrostateinheiten A und B und
weitere vier Übersetzungs-Festpunkte mit einer Bremsenergie-Leistung einer
Hydrostateinheit A möglich. Das über das Hydrostat-Getriebe 4c erzeugte Druckmedium
bzw. Ölstrom wird über jeweils eine Druckleitung 206 bzw. 207 geführt, wobei eine als
Hochdruckleitung und die andere als Niederdruckleitung für den Rückfluß dient. Eine nicht
dargestellte Speisepumpe sorgt für einen ständigen Ausgleich der Leckölverluste innerhalb
des Druck- bzw. Hydrostatsystems.
Der Funktionsablauf stellt sich wie folgt dar:
Bei Bremsbetätigung wird nach erfolgter Getriebe-Rückregelung, wie bereits beschrieben, der nächstliegende bzw. günstigste Übersetzungs-Festpunkt eingeregelt und geschaltet, wobei das Hydrostat-Getriebe zunächst in lastlosen Zustand sich befindet. Zum Beispiel bei Übersetzungs-Festpunkt über die Bereichs-Blockschaltung KB ist in diesem Zustand die Hydrostateinheit A in der Regel voll ausgeschwenkt, wodurch beide Hydrostateinheiten bei gleicher Drehzahl die dementsprechende Ölmenge ohne Differenzdruck innerhalb des Wandlergetriebes in Umlauf halten. Erst nach Verstellung der Hydrostateinheit A auf kleineres Volumen wird die Differenz-Ölmenge in den Bremsdruckkreis 206 bzw. 207 geführt. Ist die Verstell-Einheit A auf Verstellgröße "Null" geregelt, so wird die gesamte Pumpleistung der zweiten Hydrostateinheit B, die in der Regel als Konstant-Einheit ausgebildet ist, in den Brems-Arbeitsdruckkreis 206; 207 geführt. Bei Weiterführung der Hydrostatverstellung durch "Null" und darüberhinaus arbeitet die Verstell-Einheit A auch als Pumpe, wobei sie am Ende ihrer Verstellgröße, das heißt bei vollem Verstell-Volumen, gleiche Pumpenleistung wie die Konstant-Einheit B liefert. In diesem Zustand ist die höchste Bremsenergie bei doppelter Pumpenleistung übertragbar, wobei beide Einheiten A und B über ihre Triebwellen 7c und 6c und dazugehörigen Triebstränge 227, 228 über das Bremsmoment angetrieben werden. Beide Hydrostateinheiten A und B können auch in unterschiedlicher Größe ausgebildet werden, wobei die jeweiligen Bremsleistungen entsprechend ihrer Größe und ihrer dazugeordneten Drehzahl unterschiedlich sind. Ist die zweite Hydrostateinheit B ebenfalls als Verstell-Einheit ausgebildet, so sind weitere Variationen möglich, z. B. derart, daß beide Einheiten gleichzeitig verstellt oder zuerst die Einheit B und dann die Einheit A, je nach den Betriebssituationen, sinnvoll in ihren Verstellgrößen regelbar sind. Bei den eingangs erwähnten bekannten Getriebeausführungen ist es sinnvoll, die zweite Hydrostateinheit B als Konstant-Einheit auszubilden. Für den Betriebszustand, bei dem der Übersetzungs-Festpunkt durch die Hydrostat-Sperreinrichtung und Schließen der Kupplung KH fixiert wird, ist eine Bremsenergie-Übertragung nur über die erste Hydrostateinheit A möglich, die über den entsprechenden Triebstrang 227 angetrieben wird. In den meisten Betriebssituationen ist dies ausreichend. Für den Fall einer höheren Bremsenergie-Forderung kann diese Kupplung KH geöffnet und sehr schnell durch automatisches Zusammenspiel der Regelungs-Einrichtung ein anderer Übersetzungs-Festpunkt angesteuert werden. Die Erfindung sieht hierfür zur Erzielung eines kontinuierlichen Bremsüberganges ein automatisches kurzzeitiges Zuschalten der Betriebsbremse vor, so daß ein weiches ruckfreies Bremsverhalten über den gesamten Übersetzungsbereich gewährleistet ist. Wird zum Beispiel ein Wechsel von einem Übersetzungs-Festpunkt KH zum Übersetzungs- Festpunkt KB innerhalb der Bremsphase vollzogen, so wird zunächst über die automatische Bremsregelung die Betriebsbremse dazugeschaltet, so daß ein weitgehend lastloser Zustand im Hydrostatgetriebe bei gleichzeitiger automatischer Rückstellung der Hydrostateinheit A vollzogen wird. Entsprechend der automatischen Bremsenergie- Abnahme über das Hydrostatgetriebe nimmt kontinuierlich die Bremswirkung der Betriebsbremse zu. Zur Findung des vorgenannten Übersetzungs-Festpunktes KB durch Ansteuerung der entsprechenden Bereichs-Blockschaltung wird nun das Hydrostatgetriebe in die entsprechende Endstellung bzw. Endverstellgröße gebracht, wonach sofort nach Abschluß der Schaltung des genannten Übersetzungs-Festpunktes die Betriebsbremse bei gleichzeitiger Nachregelung des Hydrostatgetriebes und Übernahme der hydrostatischen Bremsleistung die Betriebsbremse kontinuierlich gelöst wird. Dieser Funktionsablauf kann über entsprechend abgestimmte Signalgrößen aus mehreren Betriebsgrößen wie Bremsdrucksignal, Hydrostat-Drucksignal, Verstellsignal des Hydrostatgetriebes oder/und Motordrehzahlsignal oder/und weiteren Signalen verwirklicht werden.
Bei Bremsbetätigung wird nach erfolgter Getriebe-Rückregelung, wie bereits beschrieben, der nächstliegende bzw. günstigste Übersetzungs-Festpunkt eingeregelt und geschaltet, wobei das Hydrostat-Getriebe zunächst in lastlosen Zustand sich befindet. Zum Beispiel bei Übersetzungs-Festpunkt über die Bereichs-Blockschaltung KB ist in diesem Zustand die Hydrostateinheit A in der Regel voll ausgeschwenkt, wodurch beide Hydrostateinheiten bei gleicher Drehzahl die dementsprechende Ölmenge ohne Differenzdruck innerhalb des Wandlergetriebes in Umlauf halten. Erst nach Verstellung der Hydrostateinheit A auf kleineres Volumen wird die Differenz-Ölmenge in den Bremsdruckkreis 206 bzw. 207 geführt. Ist die Verstell-Einheit A auf Verstellgröße "Null" geregelt, so wird die gesamte Pumpleistung der zweiten Hydrostateinheit B, die in der Regel als Konstant-Einheit ausgebildet ist, in den Brems-Arbeitsdruckkreis 206; 207 geführt. Bei Weiterführung der Hydrostatverstellung durch "Null" und darüberhinaus arbeitet die Verstell-Einheit A auch als Pumpe, wobei sie am Ende ihrer Verstellgröße, das heißt bei vollem Verstell-Volumen, gleiche Pumpenleistung wie die Konstant-Einheit B liefert. In diesem Zustand ist die höchste Bremsenergie bei doppelter Pumpenleistung übertragbar, wobei beide Einheiten A und B über ihre Triebwellen 7c und 6c und dazugehörigen Triebstränge 227, 228 über das Bremsmoment angetrieben werden. Beide Hydrostateinheiten A und B können auch in unterschiedlicher Größe ausgebildet werden, wobei die jeweiligen Bremsleistungen entsprechend ihrer Größe und ihrer dazugeordneten Drehzahl unterschiedlich sind. Ist die zweite Hydrostateinheit B ebenfalls als Verstell-Einheit ausgebildet, so sind weitere Variationen möglich, z. B. derart, daß beide Einheiten gleichzeitig verstellt oder zuerst die Einheit B und dann die Einheit A, je nach den Betriebssituationen, sinnvoll in ihren Verstellgrößen regelbar sind. Bei den eingangs erwähnten bekannten Getriebeausführungen ist es sinnvoll, die zweite Hydrostateinheit B als Konstant-Einheit auszubilden. Für den Betriebszustand, bei dem der Übersetzungs-Festpunkt durch die Hydrostat-Sperreinrichtung und Schließen der Kupplung KH fixiert wird, ist eine Bremsenergie-Übertragung nur über die erste Hydrostateinheit A möglich, die über den entsprechenden Triebstrang 227 angetrieben wird. In den meisten Betriebssituationen ist dies ausreichend. Für den Fall einer höheren Bremsenergie-Forderung kann diese Kupplung KH geöffnet und sehr schnell durch automatisches Zusammenspiel der Regelungs-Einrichtung ein anderer Übersetzungs-Festpunkt angesteuert werden. Die Erfindung sieht hierfür zur Erzielung eines kontinuierlichen Bremsüberganges ein automatisches kurzzeitiges Zuschalten der Betriebsbremse vor, so daß ein weiches ruckfreies Bremsverhalten über den gesamten Übersetzungsbereich gewährleistet ist. Wird zum Beispiel ein Wechsel von einem Übersetzungs-Festpunkt KH zum Übersetzungs- Festpunkt KB innerhalb der Bremsphase vollzogen, so wird zunächst über die automatische Bremsregelung die Betriebsbremse dazugeschaltet, so daß ein weitgehend lastloser Zustand im Hydrostatgetriebe bei gleichzeitiger automatischer Rückstellung der Hydrostateinheit A vollzogen wird. Entsprechend der automatischen Bremsenergie- Abnahme über das Hydrostatgetriebe nimmt kontinuierlich die Bremswirkung der Betriebsbremse zu. Zur Findung des vorgenannten Übersetzungs-Festpunktes KB durch Ansteuerung der entsprechenden Bereichs-Blockschaltung wird nun das Hydrostatgetriebe in die entsprechende Endstellung bzw. Endverstellgröße gebracht, wonach sofort nach Abschluß der Schaltung des genannten Übersetzungs-Festpunktes die Betriebsbremse bei gleichzeitiger Nachregelung des Hydrostatgetriebes und Übernahme der hydrostatischen Bremsleistung die Betriebsbremse kontinuierlich gelöst wird. Dieser Funktionsablauf kann über entsprechend abgestimmte Signalgrößen aus mehreren Betriebsgrößen wie Bremsdrucksignal, Hydrostat-Drucksignal, Verstellsignal des Hydrostatgetriebes oder/und Motordrehzahlsignal oder/und weiteren Signalen verwirklicht werden.
Die hydrostatische Bremseinrichtung besteht neben dem hydrostatischen Wandler 4c aus
einem ersten Rückschlag-Ventil 209, über welches der Ölstrom der jeweiligen
Hochdruckleitung 206 bzw. 207 auf ein erstes Schaltventil 203 und ein nachgeordnetes
Druck-Regelventil 204 geleitet wird. Das Schaltventil 203 wird über ein Öffnungssignal
214 zur Freigabe der hydrostatischen Bremsfunktion geschaltet. Das Druckregel-Ventil
204 wird über ein variables Regelsignal 215 angesteuert, das in Abhängigkeit zur Größe
der Bremskraft steht und den Hydrostat-Druck bestimmt. Der Wärmetauscher 205 ist dem
Druckregelventil 204 nachgeordnet, der über eine entsprechende Leitung 217 das aus dem
Druckregelventil fließende erwärmte Öl aufnimmt und die gekühlte Flüssigkeit über eine
weitere Leitung 213 und ein entsprechendes Rückschlagventil 210 wieder in den
Arbeitsdruck-Kreislauf der Bremsanlage einführt.
Die Erfindung sieht desweiteren gemäß Fig. 5 eine Bremseinrichtung mit einem Energie-
Speicher 220 vor. Diese Energie-Speichereinrichtung kann als Zusatzeinrichtung zur
vorbeschriebenen hydrostatischen Bremseinrichtung sein. Zu diesem Zweck besitzt die
Einrichtung zusätzlich den genannten Speicher 220, ein Speicher-Schaltventil 221, ein
Speicher-Entleerungsventil 222 mit einem entsprechenden Ansteuersignal 223. Durch eine
Leitung 224 erfolgt der Zufluß und über eine Leitung 225 der Abfluß vom Speicher 220. Als
Energie-Speicher wird vorteilhaft ein Hydro-Speicher bzw. Druck-Speicher verwendet.
Bei Kombination der Speicheranlage mit der vorbeschriebenen hydrostatischen
Bremseinrichtung wird vorteilhafterweise zuerst der Energie-Speicher mit der
Bremsenergie und darauf folgend, ausgelöst durch ein entsprechendes Drucksignal, die
Bremsenergie über das Regelgerät 204 bzw. Druck-Regelventil über den Wärmetauscher
205 zurückgeführt. Es ist auch möglich, eine gemischte Funktion zu steuern, wobei zum
Beispiel bei spontanen bzw. oder/und sehr hohem Bremsenergie-Anfall die Speicher-
Einrichtung und die Einrichtung über das Kühlsystem bzw. den Wärmetauscher 205
gleichzeitig ansprechen. Über das Druck-Regelventil 204, dessen Regelsignal 215 des
Kühlsystems und dem Speicher-Füll- bzw. Regel-Ventil 221 und 222 ist eine entsprechend
abgestimmte Bremsfunktion zur Schaltung durch ein variables Signal 223 möglich.
Die Bremsregelung ist gemäß der Erfindung so ausgelegt, daß in Abhängigkeit zur
Betätigungskraft und der Bremskraft oder/und der Größe der Bremsenergie eine
entsprechende Motordrehzahl zugeordnet ist. Dies bedeutet, daß bei niedriger Bremskraft
die Motordrehzahl nur geringfügig und bei hoher Bremskraft die Motordrehzahl
entsprechend stärker angehoben wird. Dies ist insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen
sinnvoll in Bezug auf das Geräuschverhalten. In diesem Zusammenhang sei auch auf die
europäische Patentanmeldung 0 280 757 A1 und die deutsche Patentanmeldung P 43 15 369.0,
die Mitbestandteile dieser Erfindung sind, hingewiesen.
Die Bremsregelung wird erfindungsgemäß aus Informationen des ABS-Bremssystem
(Antiblockier-System) bzw. aus einem oder mehreren daraus erhältlichen Signalen
beeinflußt, so daß eine spontan wirksame automatische stufenlose
Übersetzungsanpassung für eine gezielte Anpassung der Drehmomente bzw. der
Antriebsleistung an die jeweilige Fahrsituation garantiert wird zur weiteren Steigerung
der Fahrsicherheit und des Fahrkomforts. Die Ansteuerung des Getriebes durch das
Bremspedal kann direkt über das hydraulische Bremssystem oder/und auf elektrischem
Wege, z. B. über ein Potentiometer in das elektronische Steuergerät 5 übertragen werden.
Die Brems-Steuerventileinheit 201 kann als gemeinsame Baueinheit oder in Form von
Einzelbausteinen aufgeteilt sein, wobei zumindest eines der Ventile 203; 204; 209; 210
direkt am Hydrostatgetriebe 4c angeordnet ist, so daß das Geräuschverhalten insbesondere
durch die geräusch- und schwingungsmindernde Hydrostat-Lagereinrichtung gemäß der
Erfindung optimierbar ist. Das Hydrostatgetriebe 4c ist hierbei als Kompaktgetriebe mit
Verstellpumpe und vorzugsweise Konstantmotor ausgebildet und verdrehbar durch
entsprechende Lagereinrichtung 4d im Getriebegehäuse 3 gelagert, wobei das Reaktions-
bzw. Drehmoment des Hydrostaten durch eine elastische Drehmomentstütze 4e abgestützt
wird, wie in der noch nicht veröffentlichten DE-A-44 01 509.7 näher beschrieben und
dargestellt. Die Verbindungsleitungen zum Wärmetauscher 205 oder/und zum
Energiespeicher 220 werden vorteilhaft, zumindest teilweise, innerhalb des
Getriebegehäuses 3 als bewegliche oder elastische Zwischenglieder (z. B. Schläuche,
Steckbuchsen) gebildet, um die elastische, geräusch- und schwingungsmindernde
Hydrostat-Lagereinrichtung nicht zu behindern. Die Geräuschentwicklung der
Bremsventile bzw. der hydrostatischen Bremseinrichtung 201 wird somit nach außen
wirksam abgedämpft. Insbesondere das Haupt-Druck-Ventil bzw. Brems-Regelventil 204
ist hier vorteilhaft fest mit dem Hydrostatgetriebe 4c verbunden bzw. integriert. Im
Hydrostat-Zwischengehäuse 216 kann zumindest eines dieser Ventile 204; 203; 209; 210
oder die gesamte Brems-Ventil-Steuerung 201 bauraum- und kostengünstig untergebracht
bzw. integriert werden. Auch ein äußerer Anbau der Bremsventile am Hydrostat nach
modularer Bauweise kann sinnvoll sein, insbesondere für wahlweise
Ausrüstungsmöglichkeiten. Die elektrischen Ansteuerventile für das Brems-
Druckregelventil 204 oder/und das Ventil 203 mit ihren Ansteuerleitungen 215 und 214
können sinnvoll als getrennte Baueinheiten, z. B. in einem zentralen Steuerblock,
angeordnet sein, wobei diese zweckmäßigerweise als Vorsteuer-Ventile ausgebildet sind
und über elastische bzw. bewegungsunabhängige Steuerleitungen mit dem entsprechenden
Ventil 204 bzw. 203 verbunden sind.
In der Getriebeausführung nach Fig. 2 ist ein Bremselement, bevorzugt als
hydrodynamischer Retarder 77c, vorgesehen, der als Zugkraftverstärker dient und zwar in
der Form, daß das als Stützmoment wirkende Drehmoment der zweiten Hydrostateinheit B
für den Anfahrbereich verstärkt wird und das Hydrostatgetriebe bzw. die zweite
Hydrostateinheit B entsprechend entlastet wird. Die Einrichtung ist anwendbar für
Leistungsverzweigungssysteme, bei denen auch der erste Fahrbereich mit
Leistungsverzweigung arbeitet und wie erwähnt die Anfahrzugkraft von der Größe des
Stützmomentes gegen die zweite Hydrostateinheit B abhängig ist. Dies trifft z. B. für die
eingangs erwähnten bekannten Getriebe-Systeme und das System nach Fig. 3 zu.
Das Brems- bzw. Retarderelement 77c, 82c für die Zugkraftverstärkung ist mit der
Zwischenwelle 73c verbunden. Es kann sehr vorteilhaft als alternative Baueinheit im
Frontdeckel 61c bauraumsparend und fertigungstechnisch günstig herstellbar,
vorzugsweise als gemeinsame Baueinheit mit dem Frontdeckel 61c gebildet werden. Der
Retarder 77c ist beliebig an jedem Glied des Triebstranges 7c, 73c der zweiten
Hydrostateinheit B anschließbar (nicht dargestellt).
Das Brems- bzw. Retarderelement 77c dient, wie erwähnt, als Zugkraftverstärker im
Anfahrbereich, wobei die Ansteuerung des Retarders über eine Druckflüssigkeit erfolgt, die
in Abhängigkeit zum Hydrostatdruck modulierbar ist. Hierbei ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß ab einem bestimmten Hydrostatdruck über das entsprechende
Drucksignal die Retarder-Befüllung automatisch ausgelöst wird. Ein zusätzliches Signal
kann ein Drehzahl-Signal bilden, das aus der Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 1c bzw.
des Antriebsmotors oder/und aus der Drehzahl der zweiten Hydrostateinheit B resultiert.
Hydrostatdrucksignal und Drehzahl-Signal können ein gemeinsames Steuersignal für den
Retarder 77c bilden. Ein weiteres anwendbares Signal kann auch ein Verstell-Signal der
ersten Hydrostateinheit A sein, das zusätzlich oder anstelle des Drehzahlsignals der
zweiten Hydrostateinheit B dient. Das genannte Verstellsignal stellt in Verbindung mit
dem Antriebsdrehzahlsignal des Motors auch eine Größe für das Drehzahl-Signal der
zweiten Hydrostateinheit B dar. Die Funktionsvorwahl wird automatisch mit dem Schalten
des ersten Vorwärts- bzw. des ersten Rückwärtsbereiches festgelegt. Es ist auch möglich,
diese Funktion nur wahlweise dazuzuschalten, z. B. wenn ein entsprechendes Signal,
ausgehend von der Hydrostatbelastung bzw. dem Hydrostatdruck die Notwendigkeit über
ein Licht- oder akustisches Signal dem Fahrer angezeigt wird.
Ziel des Zugkraftverstärkers ist es auch, den hydrostatischen Wandler 4c kleiner
dimensionieren zu können, indem die dimensions-bestimmenden Anfahrbelastungen für
den Hydrostaten wesentlich verringert werden.
Anstelle des hydro-dynamischen Retarders 77c ist auch eine Reibbremseinrichtung zum
Beispiel als Lamellenkupplung, wie bereits für die Hydrostat-Sperrkupplung KH
beschrieben, anwendbar. Voraussetzung hierbei ist jedoch, daß der Betriebspunkt mit sehr
hoher Zugkraft nur selten vorkommt oder/und daß die Bremse bzw. Kupplung KH sehr
schnell voll geschlossen werden kann, um das Verschleiß-Verhalten zu minimieren. Bei
einem Leistungs-Verzweigungsgetriebe mit z. B. vier Vorwärtsfahrbereichen liegt der
Betriebspunkt, bei dem die Hydrostatwelle der Einheit B festgehalten werden kann, bei
einer sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeit, bei der die Höchstzugkräfte des Fahrzeugs
fahrbar sind. Aus diesem Grund ist es durchaus möglich, diesen Getriebe-
Übersetzungspunkt, der als erster Übersetzungs-Festpunkt schaltbar ist, auch sehr
sinnvoll mit einer Reibkupplung zu betreiben. Auch eine formschlüssige Kupplung, wie
eingangs beschrieben, bevorzugt mit Abweisverzahnung ist sinnvoll anwendbar, wobei die
Schaltung jedoch erst bei Stillstand der entsprechenden Hydrostatwelle geschaltet werden
kann. Im Anfahrbereich wird hierbei bis zu diesem Übersetzungs-Festpunkt die Zugkraft
über das Hydrostatgetriebe mit entsprechendem Hydrostatdruck erzeugt, der dann nach
Schließen der genannten Kupplung KH entlastet werden kann. Auch eine Kombinations-
Schaltung des hydro-dynamischen Retarders 77c mit der Hydrostat-
Überbrückungskupplung KH ist sinnvoll anwendbar, insbesondere bei Fahrzeugen, die
sehr hohen Betrieb im unteren Geschwindigkeitsbereich bei hoher Zugkraft haben. Der
hydro-dynamische Retarder 77c wird hierbei vorteilhafterweise zuerst angesteuert und die
Reibkupplung KH im Folgevorgang dazugeschaltet.
Die Bremssteuerung ist erfindungsgemäß so ausgelegt, daß eine vorgegebene
Bremscharakteristik zur Wirkung kommt, derart, daß bei Bremsbetätigung zunächst ein
definiertes Motordrehmoment durch Übersetzungsrückstellung des Getriebes und
entsprechende Anhebung der Motordrehzahl erzeugt wird. Erst nach definierter Erhöhung
der Motordrehzahl beginnt die Betriebsbremse dazuzuschalten, z. B. in Abhängigkeit eines
entsprechenden Motordrehzahl-Signals. Gleichzeitig oder nach Einsatz der Betriebsbremse
kann bedarfsweise die beschriebene Hydrostatbremse durch den hydrostatischen Wandler
4c einsetzen, so daß ein kontinuierlicher Bremsbetrieb gegeben ist ohne die Betriebsbremse
zu überfordern. Die Hydrostatbremseinrichtung, die vorwiegend als Dauerbremse
vorgesehen ist, kann hierbei sinngemäß für kurzzeitige Betriebsbremsungen ebenfalls
mitbenutzt werden zur Schonung der Bremsbeläge der Betriebsbremsanlage. Im Hinblick
auf einen akustisch akzeptablen Bremsbetrieb kann der Motorbremsanteil
erfindungsgemäß relativ niedrig gehalten werden durch Mitbenutzung des hydrostatischen
Wandlers 4c als Bremsanlage, wobei, wie bereits beschrieben, an jedem
Übersetzungsfestpunkt die Hydrostat-Bremse einsetzen oder mit dazugeschaltet werden
kann.
Das Brems-Druckventil 203, 204 ist vorteilhaft direkt am hydrostatischen Wandler 4c, der
vorzugsweise elastisch und geräusch- und schwingungsdämmend im Getriebe gelagert ist,
angebaut. Die Bremsventil-Geräusche werden auf diese Weise wirkungsvoll nach außen
abisoliert. Der hydrostatische Wandler 4c besitzt hier vorteilhafterweise eine Dreipunkt-
Lagerung mit schwingungsdämmenden, teilweise elastischen Lagerstellen wie in der DE-A-
42 35 728 näher beschrieben. Diese Patentanmeldung ist Mitbestandteil dieser Erfindung.
Die Hydrostat-Bremsanlage über dem hydrostatischen Wandler 4c besitzt
erfindungsgemäß alternativ eine Warn-Signalanlage in Form eines Licht- oder akustischen
Signals, um für die nicht- bzw. teilautomatisierte Ausführung anzuzeigen, daß die
Betriebsbremse manuell zu betätigen ist, damit die Motordrehzahl gesenkt und die
Getriebe-Rückstellung zum Schalten in den nächstkleineren Betriebsbereich bzw.
nächstliegenden Übersetzungs-Festpunkt ermöglicht wird.
Die Steuer- und Regeleinrichtung kann, wie nachfolgend oder teilweise in der europäischen
Patentanmeldung 0 280 757 näher beschrieben, ausgebildet sein. Die Steuer- und
Regeleinrichtung besitzt zum Erreichen eines kontinuierlichen und optimalen
Beschleunigungsverhaltens und zur allgemeinen Steigerung der Fahrleistungen eine
Einrichtung, die die Verstellgeschwindigkeit im wesentlichen lastabhängig dosiert, indem
die Verstelleistung der Fahrsituation und dem Fahrerwunsch entsprechend im Rahmen der
Maximalleistung des Antriebsmotors angepaßt ist.
Die Erfindung stellt desweiteren die Verbesserung der Schaltqualität des Getriebes bzw.
dessen Einrichtungen gemäß DE 41 26 650 dar.
Ein bekanntes Getriebe dieser Art nach DE 38 38 767 berücksichtigt zur Verbesserung der
Schaltqualität ebenfalls eine Volumenkorrektur beim Schaltablauf. Die Korrekturgrößenver
hältnisse sind bei diesem bekannten Getriebe bei allen Bereichsschaltungen gleich groß.
Beim Erfindungsgegenstand hingegen ist eine den unterschiedlichen mechanischen
Übersetzungsverhältnissen bzw. den unterschiedlichen Bereichsgrößen angepaßte
Volumenkorrektur vorgesehen.
Bei stufenlosen hydrostatisch-mechanischen Verzweigungsgetrieben ist es charakteristisch,
daß nach jedem Bereichswechsel bzw. nach jeder Bereichsschaltung sich die
Hydrostateinheiten A und B in ihrer Funktion als Pumpe und Motor vertauschen. Der
lastabhängige Drehzahlschlupf des Hydrostatgetriebes bzw. der mit der Hydrostateinheit B
verbundenen Welle 5 hat nach jeder Bereichsschaltung umgekehrte Auswirkung, die durch
die Verstelleinrichtung innerhalb der Schaltphase korrigiert werden muß, um eine
ruckfreie Schaltung zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung, bevorzugt für automatisch schaltbare
Getriebe, insbesondere für stufenlose Verzweigungsgetriebe oben genannter Art mit
formschlüssigen Kupplungen mit oder ohne Abweisverzahnung oder Reibkupplungen mit
Konus-Reibflächen, wie aus DE 41 62 650 bekannt, oder auch mit bekannten
Lamellenkupplungen zu schaffen, die hohe Schaltqualität ohne Lastunterbrechung
gewährleistet.
Die Leckölverluste des Hydrostatgetriebes bewirken, wie eingangs erwähnt, einen
zwangsläufigen Drehzahlschlupf einer Hydrostatwelle 7c. Dieser Drehzahlschlupf wirkt
sich in Verbindung mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe mit mehreren
Fahrbereichen innerhalb der Bereichsschaltung, wie in Fig. 7 dargestellt, so aus, daß zum
Beispiel bei Zugbetrieb zum Erreichen des Synchronzustandes der zu schaltenden
Kupplungsglieder die Verstellgröße V alt um das Maß X am Schaltpunkt größer sein muß
als der theoretische Wert, um am Schaltpunkt S den Synchronpunkt der zu schaltenden
Kupplungsglieder zu erreichen. Die Verstellgröße bzw. das maximale Verstellvolumen ist
bei der Getriebeauslegung entsprechend groß zu dimensionieren. Aufgrund der erwähnten
Funktionsumkehrung von Pumpe zu Motor und umgekehrt nach erfolgter Schaltung in den
nächsten Schaltbereich, wirkt sich der Drehzahlschlupf ebenfalls umgekehrt aus, was einer
Verstellkorrekturgröße um das Maß Y und damit der Verstellgröße V neu entspricht. In
der Regel haben die Korrekturgrößen X und Y unterschiedliche Größen, bedingt durch die
jeweilige Getriebeauslegung und Bereichsgrößen entsprechend den unterschiedlichen
Größen der Hydrostatdrücke Δp1 und Δp2 bzw. Δp alt und Δp neu am Ende des alten
und Beginn des neuen Schaltbereiches. Innerhalb der Schaltphase ist das
Hydrostatgetriebe in seiner Verstellung in Abhängigkeit zum Lastzustand um das
Korrekturmaß X + Y = Z zu korrigieren. Nach einem, wie in Fig. 7 dargestellten
Schaltbeispiel, wobei B1 Bereich 1 und B2 Bereich 2 bedeutet, ist der Funktionsablauf
wie folgt:
Bei einer Hochschaltung unter Last von B1 in B2 wird das Schaltsignal zum Schließen der neuen bzw. zweiten Bereichskupplung ausgelöst sobald das mit der zweiten Hydrostateinheit B in Triebverbindung stehende Kupplungsglied mit den zu schaltenden Kupplungsgliedern am Schaltpunkt S Synchronlauf erreicht hat. Die Hydrostat- Verstellgröße "V alt" ist hierbei um das Maß X größer als der theoretische Wert V th. Nun erfolgt die Schaltung in den neuen bzw. zweiten Bereich bzw. das Schließen der zweiten Bereichskupplung nach erfolgtem Synchronimpuls, wobei die alte bzw. erste Bereichskupplung geschlossen bleibt. Die Hydrostatverstellung wird nun um das Maß Z zurückgeregelt innerhalb beider geschlossener Kupplungen bis der Stellpunkt SK1 erreicht ist, wonach das Signal zum Öffnen der alten bzw. ersten Bereichskupplung erfolgt. Erst danach wird die Getriebeübersetzung bei weiterer Hydrostatverstellung weiter verändert, um den neuen bzw. zweiten Bereich zu durchfahren.
Bei einer Hochschaltung unter Last von B1 in B2 wird das Schaltsignal zum Schließen der neuen bzw. zweiten Bereichskupplung ausgelöst sobald das mit der zweiten Hydrostateinheit B in Triebverbindung stehende Kupplungsglied mit den zu schaltenden Kupplungsgliedern am Schaltpunkt S Synchronlauf erreicht hat. Die Hydrostat- Verstellgröße "V alt" ist hierbei um das Maß X größer als der theoretische Wert V th. Nun erfolgt die Schaltung in den neuen bzw. zweiten Bereich bzw. das Schließen der zweiten Bereichskupplung nach erfolgtem Synchronimpuls, wobei die alte bzw. erste Bereichskupplung geschlossen bleibt. Die Hydrostatverstellung wird nun um das Maß Z zurückgeregelt innerhalb beider geschlossener Kupplungen bis der Stellpunkt SK1 erreicht ist, wonach das Signal zum Öffnen der alten bzw. ersten Bereichskupplung erfolgt. Erst danach wird die Getriebeübersetzung bei weiterer Hydrostatverstellung weiter verändert, um den neuen bzw. zweiten Bereich zu durchfahren.
Um den unterschiedlichen Drehzahlschlupf-Größen des Hydrostatgetriebes am Ende des
alten und zu Beginn des neuen Schaltbereiches mit den entsprechend unterschiedlichen
Einzel-Verstellkorrekturgrößen X und Y zur Schaltoptimierung Rechnung zu tragen, sieht
die Erfindung eine, den jeweiligen Auslegungsverhältnissen angepaßte Verstellregelung
vor, wonach für die Verstellgröße bzw. das Verdrängungsvolumen V neu der verstellbaren
Hydrostateinheit A eine Verstell- bzw. Volumenkorrektur bewirkt wird und zwar
größenmäßig nach der Beziehung
Der Korrekturfaktor fz stellt einen Vergrößerungsfaktor in Bezug auf die
Einzelkorrekturgröße X bzw. Y des alten Schaltbereiches dar, woraus sich die
Gesamtkorrekturgröße Z errechnet. Der Korrekturfaktor fz ist ein fester Wert, der durch
die jeweilige mechanische Getriebeübersetzung bestimmt wird und für jeden der
Übersetzungsfestpunkte der einzelnen Bereichsschaltungen unterschiedliche Größe haben
kann. Das heißt, daß z. B. bei einem Vierbereichs-Getriebe, wie in Fig. 3 schematisch
dargestellt, mit einer bestimmten Gang- bzw. Bereichsabstufung, für eine Hochschaltung
von Bereich 1 in Bereich 2 (Bereichsschaltung 1/2) der Korrekturfaktor fz = 1,85, für die
Schaltung 2/3 = 3,04 und für die Schaltung 3/4 = 2,75 betragen kann. "fz" wird also durch
das jeweils festgelegte Größenverhältnis der einzelnen Schaltbereiche zueinander bzw., wie
bereits erwähnt, durch die festgelegten mechanischen Übersetzungen bestimmt, wodurch
die unterschiedlichen Druckverhältnisse des Hydrostatgetriebes am Ende des alten und zu
Beginn des neuen Schaltbereiches bei gleichbleibendem Lastzustand definiert sind. Oben
genannte Beziehung 1) ist gültig für alle Schaltzustände, ob Zug- oder Schubschaltung oder
Hoch- und Rückschaltung, wobei jedoch bei Rückschaltungen sich die
Gesamtkorrekturgröße Z nicht aus X sondern aus Y errechnet was die Formel 2) deutlich
macht. Für die Rückschaltungen besitzt z. B. das oben erwähnte Vierbereichs-Getriebe nach
Fig. 8 bei gleicher vorerwähnter Übersetzungsauslegung feste Korrekturfaktoren fz
beispielsweise für die Bereichsschaltung 2/1 = 2,17, für die Bereichsschaltung 3/2 = 1,49
und für die Bereichsschaltung 4/3 = 1,57.
Nachdem die Korrekturfaktoren fz sowohl für die Hochschaltung als auch für die
Rückschaltungen jeweils eine feste Verhältniszahl darstellen, können diese in das
Steuergerät bzw. den Prozessor als konstante Faktoren einprogrammiert werden, wobei
auf die zusätzlichen kostenaufwendigen Einrichtungen für die Drucksignale für Δp alt und
Δp neu für den Rechenprozeß verzichtet werden kann. Werden zur Ermittlung des
Korrekturfaktors fz die Hydrostatdrücke Δp alt und Δp neu benutzt, so können diese mit
ausreichender Genauigkeit sowohl aus den Differenz-Drücken als auch aus den absoluten
Hydrostat-Drücken errechnet werden. Die oben erwähnte Beziehung für die
Schaltkorrektur geht von der ausreichenden Genauigkeit aus, daß der Drehzahlschlupf des
Hydrostatgetriebes sich annähernd proportional zum Hydrostatdruck verhält. Sollten hier
jedoch nennenswerte, nichtproportionale Unterschiede vorliegen, so kann dies
entsprechend berücksichtigt werden, z. B. durch eine weitere Anpassung des Faktors fz
oder einer Anpassung in einem weiteren, später beschriebenen Faktor fk.
Unter Berücksichtigung verschiedener Betriebsverhältnisse sieht die Erfindung
desweiteren einen Korrekturfaktor fk vor, der verschiedene Einflußgrößen wie Art der
Kupplung, Lamellen-, Konus-, Zahnkupplung oder allgemein Reibkupplungen oder/und
Öltemperatur oder/und Verstellgeschwindigkeit oder/und weitere Betriebseinflüsse
berücksichtigt. Die Volumen- bzw. Verstellkorrektur wird hier nach folgender Beziehung
ermittelt:
V neu = V alt - (V alt - V theor.) · fz · fk
Die Gesamtkorrekturgröße Z wird hierbei um einen festgelegten konstanten oder variablen
Faktor fk entsprechend den vorgenannten Einflußgrößen verkleinert. Dies bedeutet z. B.,
daß das Öffnungssignal für die alte Kupplung abhängig von der Art der Kupplung früher
oder später ausgelöst wird.
Als weitere Variante zur Verstellkorrektur ist vorgesehen, daß der Hydrostatdruck Δp alt
zur Ermittlung der neuen Verstellgröße benutzt wird, wobei die neue Verstellgröße V neu
durch ein Drucksignal Δp neu begrenzt wird nach der Beziehung
Δp neu = Δp alt · fzp · fk oder als Annäherungswert
p neu = p alt · fzp · fk
p neu = p alt · fzp · fk
wobei fzp einen konstanten, in der Getriebeauslegung festgelegten Faktor darstellt, der
sich größenmäßig verhält nach der Beziehung
fzp = Δp neu/Δp alt
Die Verstellgröße des Hydrostatgetriebes wird durch eine elektrische Größe, z. B. als
Stromgröße des Proportionalventils der Hydrostatverstellung oder/und eine direkte
Stromgröße, die aus einem mit der Hydrostatverstellung verbundenen Potentiometer
signalisiert wird. Im Hinblick auf besonders genaue Verstellwerte für die
Bereichsschaltung zur Erzielung bestmöglicher Schaltqualität ist es sinnvoll, neben dem
für die Hydrostatverstellung erforderlichen elektrischen Stromes des Proportional-Ventiles
oder auch der rein-hydraulischen Steuerung für die Verstellung ist es sinnvoll, die direkte
Hydrostatverstellgröße durch einen Potentiometer zu ermöglichen, wobei das Stromsignal
aus dem Potentiometer die genauen Meß- und Schaltsignale für die Hydrostat-
Verstelleinrichtung bietet. Eine Direktübertragung der Verstellgröße bzw. des Hydrostat-
Verstellwinkels ist auch durch bekannte mechanische oder/und hydraulische oder
elektrische Mittel möglich, wodurch die erfindungsgemäße Schaltkorrektur realisierbar ist.
Die beschriebene Schaltkorrektur eignet sich besonders für stufenlose
Leistungsverzweigungsgetriebe, wie z. B. in den europäischen Patentschriften 0 222 108
oder 0 386 214 oder 0 238 521, deren Inhalt Mitbestandteil dieser Erfindung sind, näher
beschrieben.
Zur Verbesserung der bekannten Schalt-Korrektur-Einrichtung gem. DE 41 04 167 A1
sieht diese Erfindung weitere Einzelheiten vor, derart, daß Betriebsveränderungen
innerhalb der Schaltphase, z. B. Veränderung des Fahr- bzw. Gaspedals,
Lastveränderungen u. a., mit berücksichtigt werden. Z.B. wird bei einem Loslassen des
Gaspedals ein sofortiges Öffnungs-Signal für die betreffende Kupplung erwirkt, wobei das
Öffnungs-Signal sowohl die alte als auch die bereits geschlossenen neue Kupplung
betreffen kann. Hierbei wird z. B. eine evtl. zuvor gespeicherte Information vor Schließen
der neuen Kupplung zur Bestimmung der Größe der Schalt-Korrektur X; Y bzw. Z ignoriert
bzw. entsprechend angepaßt, um neue, z. B. plötzlich auftretende Betriebsveränderungen
innerhalb der Schaltphase, berücksichtigen zu können. Die Information für die Größe der
Schalt-Korrektur kann, wie in der bekannten oben genannten DE beschrieben, ein
Lastsignal, Zeitsignal und andere Größen sein. Es ist dadurch möglich, daß beispielsweise
bei bereits eingeleitetem Schaltvorgang die alte Kupplung geschlossen bleibt und die
bereits geschlossenen neue Kupplung wieder öffnet. Diese Einrichtung ist auch sehr
vorteilhaft für die beschriebene "Festpunkt-Schaltung KB", insbesondere bei Konstant-
Fahrteinstellung oder/und Konstant-Übersetzungseinstellung. Ein anderer Betriebszustand
hingegen wird dadurch optimiert, daß während der Schaltphase auftretender
Lastrückgang, z. B. durch Rücknahme des Fahr- bzw. Gaspedals oder plötzliche
Veränderungen des Fahrprofils die vor Beginn der Schaltphase gegebenen Information für
die Schaltkorrektur-Größe ignoriert wird, um ein sofortiges Öffnen der alten Kupplung zu
ermöglichen. Auf diese Weise wird unabhängig von unterschiedlichen
Betriebsveränderungen innerhalb der Schaltphase eine weitgehende nahtlose
Bereichsschaltung erzielt.
Der Schaltplan gemäß Fig. 8 und das Getriebeschema Fig. 3 zeigen den schematischen
Aufbau eines stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes mit dem hydrostatischen
Wandler 4c sowie eine Darstellung der Steuerung/Regelung mit den Ansteuerventilen für
die Bereichskupplungen. Das Getriebe besitzt hierbei vier hydrostatisch-mechanische
Vorwärts- und zwei hydrostatisch-mechanische Rückwärtsbereiche. Das Getriebe besitzt
zusätzlich eine Arretiereinrichtung FH in Form einer Brems- oder formschlüssigen
Einrichtung, um Schaltglieder des Getriebes bereits vor Starten des Motors bzw. vor
Ansteuerung einer Kupplung bei Fahrzeugstillstand vor unkontrolliertem Rotieren zu
schützen. In diesem Fall wird z. B. ein Hohlrad eines Planetengetriebes festgehalten, z. B.
durch ein federbelastetes Getriebeglied, das nach Einlegen eines Schaltbereiches bzw. nach
Vorwahl über die Wähleinrichtung 108 automatisch über einen Öldruck gegen den Druck
der Feder ausgeschaltet wird sobald der erste Vorwärts- bzw. Rückwärtsbereich bzw. die
entsprechende Fahrtrichtung vorgewählt ist. Nach Starten des Motors und bei
Neutralstellung der Wähleinrichtung wird gemäß der Erfindung eine der für die
Bereichsschaltungen dienende Kupplung, vorzugsweise die Kupplung KV oder Kupplung
KR geschlossen, zum sicheren Stillstand der abtriebsseitigen Getriebeglieder. Als
zusätzliche Einrichtung dient eine sogenannte Parksperre, in bekannter Form, oder
entsprechende Bremseinrichtung als Arretiereinrichtung, die bei Fahrzeugstillstand die
Abtriebswelle gegenüber dem Getriebegehäuse arretiert.
Für die Hydrostat-Bremseinrichtung bzw. den Hydrostat-Retarder nach Fig. 4 bzw.
Energie-Speichereinrichtung nach Fig. 5 sieht die Erfindung desweiteren zur
Verbesserung des Geräuschverhaltens eine Einrichtung zur Senkung des
Geräuschverhaltens des Hydrostaten 4c vor, indem eine oder beide der Steuerscheiben
oder Steuerspiegel des Hydrostatgetriebes 4c abhängig zu verschiedenen
Betriebsparametern um einen bestimmten Winkel β verdreht wird/werden, wie in Fig.
7 der bekannten Druckschrift DE 39 01 064 bereits dargestellt. Das Verdreh-Signal kann
vorzugsweise bei Schubbetrieb oder Bremsbetrieb automatisch ausgelöst werden nach
Verdreh-Funktion, z. B. wie in vorgenannter bekannter Druckschrift beschrieben.
Die Erfindung sieht desweiteren eine Einrichtung zur Verbesserung des
Getriebewirkungsgrades und auch zur Verbesserung der Schadstoff-Emissionswerte vor,
indem in der Elektronik bzw. dem Steuergerät 5 die Wirkungsgradkennwerte des Motors
und des Getriebes (Motorkennfeld, Getriebewirkungsgradkennfeld) eingespeichert sind
und als Informationsquelle für die Getrieberegelung dienen. Die Steuer- und
Regeleinrichtung 5 bzw. die Elektronik ermittelt für jeden Betriebszustand die jeweils
günstigste Motordrehzahl unter Berücksichtigung des jeweils günstigsten
Wirkungsgradpunktes des Motors und des Wirkungsgradpunktes des Getriebes, woraus der
Prozessor 5 aus einer entsprechenden Vergleichsrechnung die günstigste Motordrehzahl
bzw. die günstigste Getriebeübersetzung ermittelt und einstellt.
Die Erfindung besitzt außerdem Einrichtungen zur Verbesserung der
Schadstoffemissionen, wobei zusätzliche Betriebsparameter, wie Lufttemperatur,
Luftdruck, durch entsprechende Sensoren und entsprechende Informationen berücksichtigt
werden. Hierzu wird die Motordrehzahl in Abhängigkeit zu den betreffenden Betriebs- und
Umweltparametern entsprechend angepaßt, wobei die Parameter zur Ermittlung der
Verbrauchsbestwerte und die Parameter zur Optimierung der Schadstoffemission in die
Gesamtermittlung bzw. Gesamtberechnung miteinbezogen werden, woraus die günstigste
Motordrehzahl bzw. die günstigste stufenlose Übersetzung festgelegt und über das Steuer-
und Regelgerät automatisch eingestellt wird. Da der Verbrauchsbestpunkt nicht immer
dem schadstoffärmsten Betriebszustand entspricht, ist es gemäß der Erfindung möglich,
eine entsprechende Kompromißlinie festzulegen und einzuprogrammieren, auch unter
Berücksichtigung von Parametern hinsichtlich der Fahrleistungen, insbesondere unter den
Aspekten der Sicherheit, z. B. zur Realisierung eines guten Beschleunigungsverhaltens für
schnelle Überholvorgänge
oder zur Realisierung allgemein sportlicher Fahrweise und der
Ausnutzbarkeit optimaler Fahrleistung.
Für das Starten des Motors, insbesondere im Kaltzustand bei einer Antriebskombination
mit einem stufenlosen hydrostatischen Leistungsverzweigungsgetriebe, z. B. bei einer
Getriebe-Ausführung wie in Fig. 3 dargestellt, bei dem im Anfahrzustand der Hydrostat
auf Fördervolumen eingestellt ist, besitzt die Erfindung eine Einrichtung, nach der das
Fahrzeug in optimal kurzer Zeit in Betriebsbereitschaft bzw. auf Betriebstemperatur
gebracht werden kann. Beim Starten des Motors ist hierbei das Hydrostatgetriebe 4c in
seinem Verstellvolumen auf Null oder auf eine kleine Verstellgröße eingestellt, so daß kein
oder nur wenig Öl gefördert werden kann, um das Antriebsdrehmoment des Hydrostaten
gering zu halten. Die Bereichskupplungen K1; K2; K3; K4 sind hierbei geöffnet. Um die
Hydrostatverstelleinrichtung nun schnellstmöglichst in Anfahrstellung bringen zu können,
bei der die entsprechende Bereichskupplung, bevorzugt im Synchronzustand, schließbar ist,
wird der Hydrostat in Abhängigkeit zur Motordrehzahl bzw. zur günstigsten Motor-
Leerlaufdrehzahl ausgeschwenkt, wobei die Verstellgeschwindigkeit abhängig ist von der
Erwärmungsgeschwindigkeit des Öls, das das Antriebsdrehmoment des leerlaufenden
Hydrostatgetriebes und das Motordrehmoment in diesem Betriebszustand bestimmt. Eine
entsprechend vorbestimmte Motordrehzahl, insbesondere Leerlaufdrehzahl, bestimmt
durch seine Signalgröße die Verstellgeschwindigkeit des Hydrostaten bis Erreichen der
Anfahrstellung vor Schließen der entsprechenden Bereichskupplung. Eine zu schnelle
Hydrostatverstellung würde eine zu starke Motordrückung aufgrund des zu großen von der
Öltemperatur abhängigen Hydrostat-Antriebsmomentes bewirken, was durch das
genannte Motordrehzahl-Signal verhindert wird. Die betreffende Bereichskupplung wird
hierbei zweckmäßigerweise erst nach Vorwahl des Fahrers geschlossen. Eine noch
schnellere Betriebsbereitschaft ist durch zusätzliches manuelles oder automatisches
Gasgeben, z. B. durch entsprechendes Start-Programm erzielbar. Im Startprogramm kann
in Abhängigkeit zur Temperatur eine unterschiedlich große bzw. angepaßte
Leerlaufdrehzahl einprogrammiert werden, wobei hohe Leerlaufdrehzahl niedriger
Temperatur, bevorzugt Öltemperatur, zugeordnet ist. Die Betriebsbereitschaft, bei der das
Hydrostatgetriebe in Anfahrstellung ausgeschwenkt ist, kann durch ein akustisches oder
optisches Signal angezeigt werden, wobei die Anzeige innerhalb des nichtbetriebsbereiten
Zustandes oder durch ein kurzzeitiges, nach Betriebsbereitschaft ansprechendes Signal
wirksam ist. Die Anfahrstellung des Hydrostaten kann, je nach Getriebeauslegung, bei
einer bestimmten Verstellgröße, bevorzugt am Endpunkt der Verstellung, festgelegt sein.
Das Signal zur Ausstellung des Hydrostatgetriebes auf Anfahrstellung nach Starten des
Motors kann auch in Abhängigkeit der Öltemperatur oder/und in Abhängigkeit zur
Motordrehzahl oder/und in Abhängigkeit zum Hydrostatdruck bzw. Differenzdruck oder
weiteren Betriebseinflüssen automatisch ausgelöst werden. Die Hydrostatverstellung bei
Null oder kleinerem Verstellwinkel beim Motor-Starten wird vorteilhaft durch eine, an sich
bekannte Feder-Arretierung fixiert.
Im Hinblick auf eine optimal kurze Schaltzeit für die Bereichsschaltungen wird die
Hydrostatverstelleinrichtung unmittelbar nach geschlossener neuer Bereichskupplung in
die Gegenrichtung umgesteuert. Diese, wie alle bereits genannten, auf
Schaltzeitverkürzung bezogenen Funktionen können auf elektronischem Weg in der
Steuerlogik auf bekannte Weise einprogrammiert werden. Die vorgenannte
Hydrostatumsteuerung kann auch durch ein entsprechendes, nicht dargestelltes
Wechselventil, das zum Beispiel in Abhängigkeit des Steuerdruckes pK2 für die zweite
Bereichskupplung umgesteuert wird, realisiert werden (siehe Fig. 7a).
Die Bereichskupplung K1 bis K4 und KV, KR sind bevorzugt als formschlüssige
Kupplungen mit oder ohne Abweisverzahnung, wie aus der DE-A-39 03 010 und der DE-A-
41 04 167 bekannt, ausgebildet.
Gemäß Darstellung in Fig. 6k kann sowohl für die RQV- als auch für die RQ-Regelung
die Summe der Signal-Größen a + b zur Bildung eines Steuersignals c dienen, wobei c
auch als Differenz-Signal für die Getriebeverstellung bezeichnet wird. Mit steigendem
Gaspedalweg fällt das Gaspedalsignal a ab, das heißt, daß bei Verbindung des Gaspedal
mit einem Potentiometer mit zunehmendem Gaspedalweg der Steuerstrom für das Signal
a abnimmt. Das Differenzsignal "c-soll" bildet vorzugsweise eine konstante Größe über
den gesamten Motordrehzahlbereich. Jede Abweichung vom Steuersignal "c-soll" führt zu
einer automatischen Übersetzungsänderung, wobei eine Abweichung in Richtung + eine
stufenlose Übersetzungshochschaltung und bei "-" eine Übersetzungsrückstellung
bewirkt. Im Anfahrzustand wird durch den zusätzlichen Einfluß des Bremspedal-Signals
f das Differenzsignal c nach unten (-) gedrückt, um den Fahrzeugstillstand
sicherzustellen, wobei bei Loslassen der Bremse und Rücknahme des Bremssignals f der
Anfahrvorgang eingeleitet wird. Diese Steuerungsart hat den Vorteil, daß die
Hydrostatverstellung kostengünstig aufführbar ist und z. B. mit nur einem Magnetventil
oder Proportional-Ventil oder Schaltmagnet mit Proportionalverstärker ansteuerbar ist.
Die Fahrregelung ist prinzipiell so ausgelegt, daß Motordrehzahl-Signal b und Motorregel-
Signal a Gleichgewicht anstreben. Das heißt, jede Abweichung führt zu einer
Gleichgewichtsstörung, wodurch eine entsprechende Übersetzungsänderung ausgelöst
wird, bis die beiden Signale a und b bzw. k und b wieder im Gleichgewicht sind. Signal a
bzw. k bildet somit den Soll-Wert und b den für die Fahrregelung wirksamen Ist-Wert. Das
vom Fahrpedal abhängige Signal a kann hierbei ein direktes Signal oder ein entsprechend
der verbrauchs-orientierten Kennlinie des Motors moduliertes Signal sein, wobei bevorzugt
die Motorregelung direkt über die Fahrregelung bzw. eine gemeinsame Regeleinrichtung
für Motor und Getriebe, z. B. durch ein Steuer- oder Motorregel-Signal k, in Verbindung
steht (s. Fig. 6i bzw. 6m).
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß nach Starten des Motors vor
Betätigen des Vorwähl- bzw. Fahrhebels 108 die Bremse betätigt werden muß, wobei über
das Bremssignal bzw. Brems-Betätigungssignal f der Sychronzustand vor Schalten der
ersten Bereichskupplung K1 hergestellt wird, daß heißt, daß die Funktion des Wählhebels
108 erst nach betätigter Bremse wirksam wird. Im Zusammenwirken von Motor-Drehzahl-
Signal b, Motorregel-Signal a und dem Bremssignal f wird eine Stillstandsregelung
aktiviert, wobei nach Loslassen der Bremse und Verminderung des Bremssignals f der
Anfahrvorgang eingeleitet wird. Die Signalgröße für das Bremssignal f ist vorzugsweise
abhängig von der Größe der Bremsbetätigungskraft oder/und dem Betätigungsweg. Das
Bremssignal f nimmt auf den Anfahrvorgang derart Einfluß, daß bei Verringerung bzw.
bei Veränderung dieses Signals eine Übersetzungsänderung zum Anfahren erfolgt, wobei
bei losgelassener Bremse bzw. bei Verminderung des Bremssignals f auf Null sich eine
Fahrgeschwindigkeit einstellt, die so groß ist als es die Leerlaufleistung des Motors bei
jeweils gegebenem Fahrwiderstand zuläßt oder daß durch ein zusätzliches Signal, was
auch ein Leerlauf-Drehzahlsignal sein kann, diese "Leerlauf-Geschwindigkeit" auf eine
gewisse Mindestgeschwindigkeit begrenzt wird. Für Rangiervorgänge bzw. für INCH-
Betrieb ist es möglich, eine zusätzliche, vorzugsweise vorwählbare Motorregelfunktion
einzuprogrammieren, die gegebenenfalls eine automatische Anhebung der Motordrehzahl
bewirkt, für den Fall, daß höhere Zugkräfte bzw. höhere Motorleistung gefordert wird ohne
das Gaspedal betätigen zu müssen. Diese Einrichtung erspart ein zusätzliches INCH-
Pedal. Auch ist es möglich, zum "Inchen" oder für Reversierbetrieb die Motordrehzahl, z. B.
durch den Handgas-Hebel HG, zu variieren oder eine höhere Motordrehzahl über das
Handgas vorzuwählen. Als weitere Variante ist vorteilhaft auch der Wählhebel 108 für den
INCH- oder/und Reversierbetrieb betätigbar.
Das für die Übersetzungs-Rückregelung wirksame Bremssignal f kann in Abhängigkeit
zur Bremsbetätigungskraft oder/und in mehr oder weniger großer Abhängigkeit zur
Motordrehzahl stehen, wobei vorzugsweise im unteren Geschwindigkeitsbereich und
Anfahrbereich, z. B. beim Loslassen der Bremse der Bremsanteil über die Betriebsbremse
sehr gering oder nahezu Null sein kann. Das Bremssignal f kann also je nach Art des
Fahrzeuges entsprechend einer bestimmten Bremskennlinie eine feste oder variabel zu
verschiedenen Betriebsparametern sich veränderbare Kennlinie darstellen.
Auch die Bremssignale 113; 217; 215 der Brems-, Steuer- und Regeleinrichtung für die
Retarder-Bremsanlage, bevorzugt Hydrostat-Retarder, nach Fig. 2; 4; 4a; 5; 6, oder einen
Retarder bekannter Art, können vorteilhaft mittelbar oder unmittelbar mit dem
Bremssignal f in Wirkverbindung gebracht werden oder als Bremssignal f wirksam sein.
Die Erfindung sieht desweiteren vor, den bereits eingangs beschriebenen Kick-down-Effekt
kd für Beschleunigungsvorgänge in Abhängigkeit zu verschiedenen Betriebsparametern
unterschiedlich, bevorzugt nach einer konstanten oder variablen Kick-down-Kennlinie kd,
zu gestalten, wie in Fig. 6l dargestellt. Die genannten Betriebsparameter können sein:
Ausgangsgeschwindigkeit, Gas- bzw. Fahrpedalweg, Veränderungsgeschwindigkeit des
Gas- bzw. Fahrpedals, Lastzustände, Ausgangsübersetzung, fahrzeugspezifische
Forderungen u. a. Bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit oder im Anfahrbereich ist kein
Kick-down-Effekt gegebenen, vielmehr ist hier mit der Gaspedalstellung und
Motordrehzahlerhöhung eine Übersetzungsveränderung nach oben vorgesehen, so daß ein
hohes bzw. optimales Beschleunigungsverhalten aus dem Start möglich ist. Beim Starten
nach losgelassener Bremse bzw. im Anfahrvorgang wird in Abhängigkeit des
Motordrehzahl-Signals b eine spontane kontinuierliche Übersetzungshochschaltung
ausgelöst, die in ihrer Verstellgeschwindigkeit so bemessen ist, daß je nach
fahrzeugspezifischen Forderungen, z. B. in Abhängigkeit zur Gaspedalverstell
geschwindigkeit oder/und -weg und je nach Wunsch des Fahrers ein akustisch angenehmes
Drehzahlverhalten des Motors gegeben ist, wobei im Rahmen der gegebenen Motorleistung
bereits im Anfahrzustand bzw. unteren Geschwindigkeitsbereich maximale Beschleunigung
ausnutzbar ist.
Bei Fahrzeugen, insbesondere mit drehzahlgeregelten Verbrennungsmotoren nach Art
einer RQV-Regelung (mit RQV-regelung auch alle RQV-ähnlichen Motorregelungen
eingeschlossen) bildet das Differenz-Signal delta s (siehe Fig. 6i) eine Auslegungsgröße
bezogen auf den lastlos betriebenen Motor, die unterschiedliche Größe über die
Motordrehzahl haben kann. Delta s bzw. die Soll-Kennlinie für das Fahrpedal-Signal a
bzw. Motor-Regelsignal k ist vorzugsweise so ausgelegt, daß im Normal-Betrieb immer
möglichst der Verbrauchsbestzustand oder/und die Vollastlinie oder/und vorbestimmte
Betriebslinie durch entsprechende Übersetzungsanpassung angesteuert wird. Die
Signalgrößen a; k und b sind hierbei deckungsgleich bzw. suchen durch entsprechende
Übersetzungsanpassung das Gleichgewicht. Hiermit ist auch bei RQV-Motorregelung ein
weitgehend verbrauchsorientierter Betrieb möglich. Das Differenzsignal delta s ist
vorteilhafterweise im unteren Geschwindigkeits- bzw. Übersetzungsbereich relativ klein,
da die für die Fahrregelung erforderliche Motordrückung hier nicht oder kaum wirksam ist.
Hier kann ein im Anfahrbereich wirksames zusätzliches Signal als Begrenzungssignal auf
eine Mindest-Anfahrgeschwindigkeit dienen.
Die Soll-Kennlinie a; k ist eine vorprogrammierte Kennlinie, die jeder Fahrpedalstellung
bzw. jeder Motor-Regelsignal-Größe eine bestimmte Motordrehzahl und somit
Leistungsgröße zuordnet. Je nach den Forderungen kann diese Kennlinie einer
Verbrauchs-bestlinie oder einer leistungsorientierten Linie, entsprechend einem
Sportprogramm oder einer oder mehreren dazwischenliegenden Kennlinien entsprechen.
Die Kennlinien a; k entsprechen den in Fig. 6f dargestellten Kennlinien A1, A2, A3, A4.
Wie bereits beschrieben und auch später noch erläutert, ist je nach Fahrzeugart und den
spezifischen Fahrzeugforderungen die Regelung so auslegbar, daß zwischen den beiden
Grenzlinien A1 und A4 eine stufenlose oder stufenweise Verschiebung in Abhängigkeit zu
verschiedenen Betriebsparametern oder/und in Abhängigkeit zur Fahrer-Charakteristik
gebracht werden.
Für die Geschwindigkeitslimitierung sieht die Erfindung vor, bei RQV- bzw. RQV-ähnlicher
Motorregelung bei vorgewählter Konstant-Motordrehzahl die betreffende Grenz-
Geschwindigkeit durch ein entsprechendes Signal, z. B. Übersetzungs- oder
Abtriebsdrehzahl-Signal d zu begrenzen. Bei Erreichen der Vollast wird automatisch
infolge der Motordrückung und damit verbundenem Unterschreiten des Motordrehzahl-
Signals b gegenüber des mit dem Fahrpedal vorgegebenen Fahrpedal-Signals a bzw.
Motorregel-Signals k die Übersetzung zurückgeregelt, so daß sich automatisch innerhalb
der vorgewählten Grenzgeschwindigkeit die Geschwindigkeit einstellt, die der
vorgewählten Vollastleistung entspricht. Die Motordrehzahl bleibt hierbei entsprechend
den Forderungen für PDO- oder Zapfwellenbetrieb eines Schleppers konstant.
Für Anwendungen ohne die Forderung konstanter Motordrehzahl, z. B. für Pflug- oder
Transportbetrieb, sieht die Erfindung desweiteren eine Einrichtung vor, die nach Erreichen
der vorgewählten Grenzgeschwindigkeit eine verbrauchs-orientierte Absenkung der
Motordrehzahl bewirkt. Wie in Fig. 6m dargestellt, dient hierfür eine Regel-Linie br, die
dem Fahrpedal-Signal a bzw. Motor-Regelsignal k zugeordnet ist. Das Signal br entspricht
einer oberen Motordrehzahl, die die Drehzahl-Obergrenze und somit den Regelbereich Δsr
bestimmt. Die Motor-Regelfunktion beruht darauf, daß bei Erreichen bzw. Überschreiten
der Drehzahl-Obergrenze aufgrund abfallenden Fahrwiderstandes eine
Übersetzungshochschaltung ausgelöst wird, so daß die Motordrehzahl, auf der verbrauchs
orientierten Soll-Kennlinie abgesenkt werden kann. Das Fahrpedal-Signal a wird hierbei
ersetzt durch das in der Steuer-Einrichtung bzw. der elektronischen Regelung gebildete
Motor-Regelsignal k (sogenanntes elektronisches Gaspedal). Das Motor-Regelsignal k hat
hierbei deckungsgleichen Verlauf mit dem Motordrehzahl-Signal br. Bei
Betriebszuständen, bei denen der Fahrwiderstand, der durch die
Geschwindigkeitslimitierung vorgegebene Motorleistung übersteigt, wird automatisch bei
dieser Fahrregelung, gemäß Fig. 6m, durch die zwangsläufig wirksame Motordrückung
eine Übersetzungsrückregelung bewirkt, derart, daß das Motordrehzahl-Signal br das
Fahrpedal-Signal a bzw. Motor-Regelsignal k unterschreitet und dadurch das
Übersetzungsrückstell-Signal auslöst oder daß in entgegengesetzter Folge im Rahmen der
zur Verfügung stehenden Motorleistung das Motor-Regelsignal k und somit die
Motorleistung entsprechend ansteigt. Die Motorleistungs-Erhöhung kann auch manuell
durch entsprechende Veränderung des Gaspedals bzw. der Wähleinrichtung oder Handgas
angepaßt werden.
Bei Normalbetrieb ohne PDO- bzw. Zapfwellen-Schaltung, bei der also keine Konstant-
Motordrehzahl-Forderung besteht, kann bei einer Kombination sowohl mit RQ- als auch
RQV-geregeltem Motor am Geschwindigkeits-Limitierungspunkt bei Teil-Leistungsbetrieb
verbrauchsorientierter Betrieb gefahren werden. Die Geschwindigkeits-Limitierung erfolgt
hierbei durch die Regelung über das Abtriebs-Drehzahl-Signal d. Wie bereits beschrieben,
ist auch hier jeder Motorleistung eine verbrauchsgünstige Motordrehzahl zugeordnet, d. h.
daß an der Grenzgeschwindigkeit des Limitierungspunktes eine automatische Drehzahl-
Absenkung im Teillastbereich ausgelöst wird durch entsprechende automatische
Übersetzungs-Änderung bzw. Übersetzungs-Hochschaltung. Die entsprechende Regelung
erfolgt über den Soll-/Ist-Wert-Vergleich des Drehzahl-Signals b bzw. br und dem Motor-
Regelsignal k, wobei das entsprechende Motor-Regelsignal k im Steuergerät bzw. im
elektronischen Prozessor gebildet und als Ausgabe-Signal dem Verbrennungsmotor M
zugeleitet wird. Diese Regelung ist sowohl für RQ- als auch RQV-Motor-Regelung geeignet.
Die Regel-Kennlinie k entspricht, wie erwähnt, der verbrauchsorientierten oder auch einer
leistungsorientierten oder einer dazwischenliegenden automatisch veränderbaren
Kennlinie A1; A2; A3; A4 gemäß Fig. 6f in Abhängigkeit zu verschiedenen
Betriebsparametern, je nach Fahrzeugart oder/und Fahrer-Charakteristik. Auch über die
Regelfunktion, wie in Fig. 6k dargestellt, ist diese Regelungsart möglich, wobei das
Differenz-Signal c aus der Summe der Regelsignale k; a plus b, d. h. Motor-Regelsignal plus
Motor-Drehzahl-Signal gebildet wird.
Bei beiden Regelungsarten gemäß Fig. 6i oder Fig. 6k sind RQ- und RQV-ähnliche
Motorregelungen anwendbar.
Die Geschwindigkeits-Limitierungsfunktion kann gespeichert oder/und nach Belieben
unterbrochen oder/und aufgehoben werden durch Betätigung des Bremspedals oder
Gaspedals oder einer sonstigen Betätigungseinrichtung und beliebig wieder abgerufen
werden.
Die Regel-Charakteristik gemäß Fig. 6m kann sowohl für RQV- als auch für RQ-, d. h.
leistungsgeregelte Motoren Anwendung finden, wobei bevorzugt eine gemeinsame für
Motor und Getriebe wirksame Steuer- und Regeleinrichtung eingesetzt wird.
Die Wähleinrichtung ist so ausgebildet, daß wahlweise eine Geschwindigkeits-Limitierung
mit Konstant-Motorregelung für PDO- bzw. Zapfwellenbetrieb oder die Geschwindigkeits-
Limitierung für verbrauchsorientierten Betrieb bzw. Normalbetrieb schaltbar ist, z. B.
durch ein gemeinsames oder getrenntes Betätigungsorgan, z. B. mit der
Zapfwellenschaltung wird gleichzeitig Konstant-drehzahl-Funktion vorgewählt.
Zur Wirkungsgradverbesserung werden die Hydrostat-Komponenten A und B in ölleerem
Gehäuse betrieben. Desweiteren ist eine drehzahl- oder/und lastabhängige, insbesondere
vom Hydrostatdruck abhängige Druckmodulation des Speise- und Versorgungsdruckes des
Getriebes vorgesehen, wobei bevorzugt die Stabilisierungskräfte für den Hydrostat-
Zylinderblock der Verstelleinheit A und der Konstanteinheit B über den modulierten
hydraulischen Druck, das heißt mit drehzahlabhängigem Druck an die Ventilplatte bzw.
dem Steuerspiegel angedrückt werden. Darüberhinaus ist eine formschlüssige
Niederhalterung der Kolben-Gleitschuhe eingebaut, um federkraftabhängige und
reibverlust-bedingte Wirkungsgradverschlechterungen zu vermeiden. Ähnliche
Einrichtungen sind aus der DE-A-39 01 064 bekannt.
Die hydrostatische Bremsanlage ist in einer weiteren Ausführungsform so ausgebildet, daß
das Druckbegrenzungsventil für den Hydrostatdruck zwischen den beiden
Hochdruckleitungen 206 und 207 als Hochdruckregler 217 bzw. Arbeitsdruckregler und
somit als regelbares Druckventil ausgebildet ist. Im Bremsbetrieb wird die über das
Hydrostatgetriebe 4c fließende Bremsleistung in Form von Druckflüssigkeit über dieses
Druckregelventil 217 und gegebenenfalls eine entsprechend ausgebildete Ventilanlage 218
bzw. 218a auf die Niederdruckseite des Hydrostatgetriebes mit oder ohne
zwischengeschaltetem Ölkühler 205 geleitet. Im Hinblick darauf, daß die Öltemperatur in
akzeptablem Rahmen gehalten wird, wird die Bremsleistung auf eine entsprechend große
Ölmenge verteilt, das heißt, daß das Druckregelventil 217 gegebenenfalls in Abhängigkeit
zu einem Temperatur-Signal oder/und einem Drucksignal oder/und anderem Lastsignal
oder entsprechenden dafür nutzbaren Betriebssignalen ansteuerbar ist, wobei gleichzeitig
die betreffende Ölmenge bzw. Bremsölmenge, die über das Druckventil bzw.
Druckregelventil 217 geführt wird, durch entsprechende Verstellgröße des hydrostatischen
Wandlers 4c angepaßt wird. Dies bedeutet, daß die Hydrostatverstellung und die
Hochdruckregelung den Öldruck und die Ölmenge bestimmen. Das Temperatursignal
resultiert aus dem höhererwärmten Öl nach dem Druckregler 217 bzw. 215.
Ein Speise-Druckventil 233 sorgt für die Aufrechterhaltung des Speisedruckes. Dieses
Ventil ist hierbei vorteilhaft als Druckregelventil ausgebildet, um einen variablen
unterschiedlichen Betriebssituationen anpaßbaren Speisedruck zu ermöglichen,
insbesondere im Hinblick auf Wirkungsgradverbesserung. Bei Teillastbetrieb kann zum
Beispiel die Druckregelung über ein Drehzahl-Signal oder/und weiteren lastabhängigen
Signalen beeinflußt werden, um diesen Speisedruck auf einem niedrigst möglichen Niveau
zu halten, um die Verlustleistungen zu minimieren. Auch das Druckregelventil 235 gemäß
Fig. 4c erfüllt die Aufgabe des regelbaren Druckventiles 233, wobei der Speisedruck
gleichzeitig als Steuerdruck, z. B. für Schaltkupplungen dient. Im niedrigen Lastzustand
wird hierbei der Versorgungsdruck entsprechend abgesenkt zugunsten des
Wirkungsgrades.
Zur Erzielung eines möglichst optimalen Spül- und Kühleffektes wird das über die
Speisepumpe 231 in das Hydrostat-System geführte Speiseöl über eine Einspeise-
Einrichtung 216 realisiert, die es ermöglicht, daß die volle eingespeiste Ölmenge in das
Hydrostat-System und den Hydrostat-Kreislauf eingebracht wird. Zu diesem Zweck sind
Ein- und Ausspeise-Öffnungen möglichst weit, bzw. so voneinander entfernt, daß dieser
Effekt erzielt wird. Wie in Fig. 4b dargestellt, folgt die Ein- und Ausspeisung in die
nierenförmig ausgebildeten Ölführungsöffnungen 229 des Hydrostatgetriebes 4c derart,
daß z. B. die Einspeisung an einem Ende und die Ausspeisung am anderen Ende der
nierenförmigen Durchbrücke 229 erfolgt. Ein entsprechendes Ventil 218a ist für diesen
Zweck als Wechsel-Ventil ausgebildet, das über den jeweiligen Hochdruck in den
Arbeitsdruckleitungen 206 bzw. 207 angesteuert wird. Das Ausspeiseöl bzw. das aus dem
Hydrostat-System zurückfließende Öl über die Ölleitung 237 kann für die Versorgung der
sonstigen Getriebe-Elemente wie Schaltkupplungen und Schmierung dienen, wobei über
das Druckventil oder auch Druckregelventil 235 der Versorgungsdruck für das Getriebe
und der Speisedruck bestimmt wird. Auch die Schmierung der Getriebe-Elemente erfolgt
vorteilhaft aus diesem Ölstrom, der z. B. über eine Drossel bzw. ein Mengenventil 238 und
dessen Druck über ein Schmierdruckventil 236 bestimmt wird. Der Ölkühler 205 ist, z. B.
wie in Fig. 4c dargestellt, auf zweckmäßige Weise dem Schmierdruck-Begrenzungsventil
236 nachgeordnet. Über den Kühler 205 wird bei diesem Schaltplan zwangsweise die volle
Speiseölmenge abzüglich des Leckölverlustes und der relativ kleinen Schmierölmenge
geführt, wodurch ein entsprechend großer und gezielter Kühleffekt realisierbar ist.
Ein Schmierdruckventil 236 sorgt für die Aufrechterhaltung des Schmierdruckes. Ein
Sicherheitsventil 234 dient zur Absicherung eines maximal zulässigen Öldruckes im
Speisedrucksystem und den entsprechenden Leitungen 239. Dieses Ventil 234 kann auch
wirkungsgradorientiert verstellbare Druckfunktionen haben innerhalb eines begrenzten
Druckbereiches, wobei der Öldruck in Abhängigkeit zum Druckregelventil 235 um einen
Differenzdruck höher als der im Druckregelventil 235 erzeugte Versorgungsdruck in den
Leitungen 237, 241 ist.
Das Getriebe zeichnet sich desweiteren dadurch aus, daß das Hydrostatgetriebe im ölleeren
Gehäuse arbeiten kann, wodurch Panschölverluste vermieden werden. Die
Stabilisierungskräfte der Hydrostat-Elemente bzw. der beiden Zylinderblöcke für die
Hydrostateinheiten A und B werden, wie bereits erwähnt, in Abhängigkeit zu einem
Drehzahldruck (Drehzahlsignal) oder/und einem lastabhängigen Signal (z. B.
Hydrostatdruck, Gaspedal-Stellung, Drosselklappenstellung, Füllungsgrad oder andere
Betriebssignale) automatisch angepaßt, um unnötige Reibverluste an den Gleitflächen der
Hydrostat-Elemente, wie Gleitschuhe und Steuerspiegel, zu verhindern.
Die Steuer- und Regeleinrichtung des Fahrzeuges oder/und des Getriebes gemäß der
Erfindung besitzt eine Einrichtung, die zur Fahrertyp-Erkennung neben den bereits
erwähnten Einrichtungen alternativ oder zusätzlich so gestaltet ist, daß ein auf den
Fahrertyp zugeschnittenes Individual-Programm (I-Programm) manuell oder automatisch
vorwählbar ist. Dieses Programm beinhaltet bevorzugt eine Einrichtung mit einem oder
mehreren unterschiedlichen Fahrprogrammen, die zwischen einem extrem ekonomischen
(Eco-Programm) und einem extrem sportlichen Programm (S-Programm) eine Vielfalt von
Programm-Möglichkeiten realisierbar macht. Je nach Fahrertyp bzw. charakteristischem
Fahrverhalten des Fahrers ist dieses Individual-Programm abrufbar bzw. vorwählbar, z. B.
durch eine manuelle Einstellung, etwa in der Form, daß ein mit einer Namens-
Kennzeichnung gekennzeichnete Drucktaste betätigbar ist oder eine automatische
Einstellung dieses Individual-Programms, z. B. durch die automatische Sitzeinstellung
oder/und Einstellung des Lenkrades oder sonstige, auf den betreffenden Fahrer
zugeordnete Einstellungen in Verbindung steht.
Das Fahrprogramm sieht desweiteren neben guter Beschleunigungsfähigkeit in
verschiedenen Betriebssituationen auch die Nutzbarmachung der Verbrauchsorientierung
vor, derart daß z. B. bei einem bestimmten Fahrertyp das verbrauchsorientierte (Eco-
Programm) bzw. extrem verbrauchsorientierte Programm automatisch angesteuert wird in
Abhängigkeit zu einem zeitlichen Verhalten eines Beharrungszustandes in einem
bestimmten Betriebszustand, z. B. bei einer Konstant-Geschwindigkeits-Fahrt, woraus die
Fahrregelung bzw. Steuerlogik schließt, daß dieser Zustand länger aufrechterhalten
bleiben soll und entsprechend die Motordrehzahl auf die Verbrauchsbestlinie bzw.
möglichst nah an die Verbrauchsbestlinie führt. Zur Vorbereitung, z. B. für einen
Überholvorgang wird kurzzeitig dieses "Eco-Programm" verlassen bzw. kurzzeitig davon
mehr oder weniger stark abgewichen durch manuelle Betätigung, z. B. durch schnelles
Gasgeben (Gaspedal-Signal) über Gaspedal-Verstellgeschwindigkeit oder andere, früher
bereits erwähnte manuelle Betätigung oder durch eine beliebige Hochführung der
Motordrehzahl bei nahezu gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit, z. B. durch eine
Betätigungstaste oder einen -hebel am Lenkrad oder an einer anderen Stelle, wie z. B. in
Fig. 6a bis 6c dargestellt.
Das "Eco-Programm" ist in Abhängigkeit zu gewissen Beharrungszuständen schnell oder
allmählich einschaltbar, wobei auch hier eine individuelle fahrertyp-abhängige
Vorprogrammierung möglich ist, etwa derart, daß z. B. die Einschaltung des "Eco-
Programms in Form eines allmählichen Überganges von "Sport- auf Eco-Zustand" erfolgt.
Die Veränderungsgeschwindigkeit richtet sich nach der Größe der Beharrungszeiten in
gleichbleibender Geschwindigkeit oder nach Veränderungsgeschwindigkeiten, die
abhängig sein können von Straßen- oder/und Lastprofil.
Das stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe gemäß der Erfindung sieht desweiteren vor,
daß zur Verbesserung der Bereichsschaltungen, insbesondere im unteren
Geschwindigkeitsbereich, bevorzugt im Brems- oder/und Schubbetrieb, innerhalb der
Bereichsschaltung vom höheren Schaltbereich zum nächstniedrigeren Schaltbereich ein
zwischen die beiden Arbeitsdruckleitungen 206 und 207 des hydrostatischen Wandlers 4c
geschaltetes Bypaßventil 216; 214; 215 anspricht bzw. angesteuert wird, um ein eventuell
unharmonisches Zusammenwirken der Betriebsbremse gegen das Getriebe innerhalb der
Schaltphase zu verhindern. Die Bypaß-Funktion kann auch innerhalb eines größeren
Geschwindigkeits-bereiches auch außerhalb einer Bereichsschaltung bereits ansprechen,
um bei Fahrzeugabbremsung über die Betriebsbremse eine eventuell mögliche
Gegenwirkung durch den Triebstrang - Motor, Getriebe - zu verhindern. Hierbei wird also
automatisch eine volle oder teilweise Triebabschaltung durch die erwähnte Bypaßfunktion
bewirkt. Das erwähnte Bypaßventil kann als nichtregelbares oder regelbares Ventil bzw.
Druckventil ausgebildet sein. Bei Ausbildung in Form eines Regelventiles besteht die
Möglichkeit, eine mehr oder weniger gezielte Teilabschaltung des Triebstranges - Motor
und Triebräder - zu bewirken, wobei vorzugsweise ein Differenzdruck zwischen den beiden
Arbeitsdruckleitungen 206 und 207 aufrechterhalten bzw. eingestellt wird. Die Größe des
vorgenannten Differenzdruckes und dessen Druckverlauf bestimmt den noch verbleibenden
Triebanteil über das Getriebe. Im Hinblick auf hohe Schaltqualität im Bremsbetrieb sorgt
die Regelung dieses Bypaß-Druckventils 216; 214; 215 für einen angepaßten
kontinuierlichen Druckverlauf. Eine nachträgliche, gezielte Übersetzungsanpassung,
insbesondere nach Abschluß des Bremsbetriebes oder/und Schubbetriebes wird
vorzugsweise über die Drehzahl-Vergleichseinrichtung, wie früher bereits erwähnt, erzielt,
indem nach erreichter Übereinstimmung der Fahrgeschwindigkeit mit der
Getriebeübersetzung die Bypaßfunktion durch das bzw. die entsprechenden Steuer- bzw.
Regel-Signale, bevorzugt mit kontinuierlichem Druckverlauf, ausgeschaltet wird. Der
genannte kontinuierliche Druckverlauf kann auch als Steuer-/Regelsignal für die
entsprechende Übersetzungsanpassung genutzt werden. Als Regel-Signal bzw.
zusätzliches Regel-Signal zur Ansteuerung des Bypaßventils kann auch ein Bremssignal,
das bevorzugt über das Bremspedal ausgelöst wird, dienen.
Auf diese Weise ist es möglich, eine in bestimmten Betriebssituationen schwierige, gezielte
Nachführung der Getriebe-Übersetzung auszugleichen. Auch eine unnötig hohe Belastung
der Kupplungsglieder infolge Gegeneinanderwirkens von Getriebe und Bremse wird hierbei
vermieden bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen komfortablen und
schaltstoßfreien Verzögerungsverhaltens des Fahrzeugs. Diese vorerwähnten
Bypaßfunktionen können abhängig von der Fahrzeugart, insbesondere bei starken
Abbremsvorgängen, vor allem bei Vollbremsungen vorteilhaft sein.
Eine weitere oder zusätzliche Bremseinrichtung sieht vor, daß abhängig zur Größe der
geforderten Fahrzeug-Verzögerung bzw. der Bremsstärke bei zu starkem
Gegeneinanderwirken von Getriebe und Bremse die betreffende Bereichskupplung öffnet,
um den getriebeseitigen Durchtrieb während der Bremsphase oder bis zum
Fahrzeugstillstand abzuschalten. Dies kann insbesondere bei einer Vollbremsung
notwendig sein.
Das vorbeschriebene Bypaßventil 216; 114c; 217; 233; 214; 215 kann gleichzeitig als
Bremsventil für den hydrostatischen Retarderbetrieb und als Druckbegrenzungsventil des
Hydrostaten 4c dienen. Das beschriebene Bypaßventil ist bevorzugt als Druckventil oder
Druckregelventil gestaltet, das nicht unbedingt als Bypaßventil sondern auch als
Druckventil so ausgebildet ist, daß das überströmende Öl für den Fall, daß nur geringe
Ölmengen bzw. Differenzölmengen auftreten, direkt in den Ölsumpf mit oder ohne
zwischengeschaltetem Ölkühler geleitet werden kann.
Eine weitere Verbesserung der Bereichsschaltung innerhalb des Brems- oder/und
Schubbetriebes wird erzielt durch die Kombination der getriebeseitigen Abbremsung über
den Einfluß des Bremssignals auf die Getriebeübersetzung und das Zusammenwirken mit
dem beschriebenen Bypaßventil. Durch den Einfluß des Bremssignals wird die
Motordrehzahl angehoben aufgrund der entsprechenden Übersetzungsänderung des
Getriebes, wodurch gleichzeitig die Spontanität der Schaltabläufe und der
Verstellgeschwindigkeiten positiv beeinflußt wird, da durch höhere Drehzahl Steuerdrücke
und Steuerölmenge, sowohl für die Hydrostatverstellung als auch für die Kupplungs-
Schaltelemente verbessert wird. Durch das Zusammenwirken von Bremssignal,
Übersetzungssignal oder/und Motordrehzahlsignal oder/und gegebenenfalls einem
automatischen Füllungs- bzw. Drosselklappen-Stellungssignal und gegebenenfalls weiteren
Betriebssignalen wird eine harmonische komfortable Bereichsschaltung, auch in extremen
Brems- und Schubsituationen erzielt. Hierzu werden die Bremsanteile automatisch über
die normale Betriebsbremsanlage und die Getriebebremse derart dosiert, daß ein
Gegeneinanderwirken von Getriebe- und Betriebs-bremse verhindert wird, indem eine
entsprechend angepaßte Dosierung von Betriebsbremse und Getriebe- bzw. Retarder-
Bremsanlage durch Wirkverbindungen vorgenannter Signale erzielt wird. Der
Motorbremsanteil wird hierbei so dosiert, daß das Motorgeräusch in akzeptablem Rahmen
gehalten bleibt. Zum Beispiel bei sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten kann die
Motorbremsleistung trotz relativ hoher Bremskraft sehr niedrig sein, wobei sinnvollerweise
eine entsprechende Motordrehzahlführung in Abhängigkeit auch zur Fahrgeschwindigkeit
oder/und der Getriebeübersetzung oder/und der Bremsgröße vorprogrammiert werden
kann. Dies ist schon deshalb vorteilhaft, da bei niedriger Geschwindigkeit der vom Motor
abzustützende Getriebe-Bremsanteil auch bei niedriger Motordrehzahl relativ groß ist
aufgrund der entsprechend großen Getriebeübersetzung. Die Erfindung sieht dafür vor,
eine Motor-Drehzahl-Absenkung mit bevorzugt kontinuierlichem Verlauf mit der
Fahrzeugverzögerung bzw. mit fallender Fahrgeschwindigkeit innerhalb des
Bremsbetriebes vorzuprogrammieren.
Im Hinblick auf ein komfortables und sicheres Bremsverhalten, insbesondere im untersten
Geschwindigkeitsbereich oder bei sehr schnellen Verzögerungsvorgängen, ist es sinnvoll,
die Funktion des Bypaßventils 216; 114c; 217; 216; 233; 204; 214; 215 zwischen den
Arbeitsdruckleitungen 206 und 207 zu nutzen und dieses so zu gestalten, daß nach oder bei
Bremsbetätigung ein Mindest-Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen
206 und 207 aufrechterhalten bleibt, um eine Übersetzungsnachführung über die
stufenlose Regelung innerhalb der Bremsphase zu ermöglichen, derart, daß nach oder bei
Bremsbetätigung nach Ansprechen des Bypaßventils bzw. Druckventils ein Mindest-
Bremsanteil über das Getriebe wirksam bleibt. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn
die Getriebe-Regelung eine Schaltphase von einem höheren in einen niedrigeren
Schaltbereich durchfahren muß, wodurch die kontinuierliche Übersetzungsveränderung
kurzzeitig unterbrochen wird bzw. keine genaue Übersetzungsanpassung möglich oder
erschwert ist. Der oben genannte Mindest-Differenzdruck zwischen den beiden
Arbeitsdruckleitungen 206 und 204 kann als konstante Druckgröße vorgegeben oder zur
Erzielung eines komfortablen und sicheren Fahr- und Bremsverhaltens entsprechend
moduliert werden, z. B. über Regeleinrichtung 5 und die entsprechenden Steuer-Signale
113; 215; 217. Je nach Art und Größe des Bremsbetriebes kann die Bypaß-Funktion so
lange aufrechterhalten werden, bis die Übersetzungsanpassung erfolgt ist. Die Bypaß-
Funktion kann insbesondere bei sehr starken Abbremsungen bevorzugt dazu dienen, daß
innerhalb einer Schaltphase beim Rückschalt-Vorgang die alte Kupplung vor Schließen der
bzw. einer neuen Kupplung öffnet, wobei das Fahrzeug bei geöffnetem mechanischem
Triebstrang, wobei alle Bereichs-Kupplungen je nach Getriebe-Struktur geöffnet sein
können, bis Fahrgeschwindigkeit Null abgebremst werden kann oder daß nach Öffnen
der alten Kupplung über die Regeleinrichtung automatisch der Synchronzustand der neuen
Kupplung durch Drehzahlvergleich der entsprechenden Getriebeglieder oder/und Messung
der Verstellgröße des Hydrostaten im fahrenden Zustand gesucht und darauf folgend das
Signal zum Schließen der neuen Kupplung erteilt wird. Der über das genannte Bypaß-
Ventil aufrechterhaltene Differenzdruck innerhalb der Bypaß-Funktion sorgt für eine
gezielte Übersetzungsanpassung über die entsprechende Hydrostat-Verstelleinrichtung
und der Drehzahlnachführung der zweiten Hydrostateinheit B.
Bei einer Getriebestruktur nach Fig. 3 würde bei einer Vollbremsung, z. B. aus Bereich 4
bei noch geschlossener Kupplung K4 und K2 eine Rückschaltung auf Bereich 3 durch
Schließen der Kupplung K3 und Öffnen der Kupplung K4 erfolgen und danach bei
erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder für KV an der Schaltstelle 3/2 diese
Kupplung KV schließen und danach nötigenfalls abhängig von der Verzögerungsgröße die
Kupplung K2 öffnen. Innerhalb des Übersetzungsbereiches entsprechend Bereich 1 und 2
kann bei einem extremen Bremsvorgang der Triebstrang bei geöffneter Kupplung K1 und
K2 völlig offen sein und am Ende der Bremsung oder veränderter Bremsstärke bei noch
rollendem Fahrzeug die Triebverbindung wieder einsetzen durch Schließen der
entsprechenden Bereichskupplung K2 bzw. K1, wobei vor Schließen der betreffenden
Kupplung K2 bzw. K1 der Synchronzustand durch Drehzahlvergleich oder/und Anpassung
der entsprechenden Verstellgröße des Hydrostaten in der Fahrregel-Einrichtung 5 gesucht
wird. Das beschriebenen Bypaß-Ventil 216; 114c; 217; 216; 233; 204; 214; 215 kann
hierbei, je nach Größe der Fahrzeugverzögerung oder/und der möglichen Verstell-
Geschwindigkeit der Übersetzung, sofort nach Einsetzen der Bremsbetätigung oder in einer
späteren Phase innerhalb des Bremsvorganges zur Wirkung kommen.
Der Schließvorgang des Bypaß-Ventils hat vorzugsweise gedämpften bzw. kontinuierlichen
Druckverlauf, bevorzugt nach einer entsprechend vorgegebenen Schließ-Charakteristik, um
stoßartigen Übergang zu vermeiden. Es ist auch möglich, die Schließfunktion über die
Größe der Bypaß-Ölmenge oder/und nach entsprechendem Abfall des Bypaß-
Differenzdruckes auszulösen oder als Teilfunktion zu nutzen. Der beschriebene
Differenzdruck des Bypaß-Ventils zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen kann ein von
einem oder mehreren Betriebsparametern oder/und Zeitparametern abhängig geregelter
Druck sein. Geeignete Betriebsparameter sind ein oder mehrere Drehzahl-Signale,
Kupplungs-Schließsignal, Synchron-Signal und andere.
Die Erfindung sieht desweiteren eine Einrichtung vor, die hohe Traktions-Kontinuität,
insbesondere im unteren Geschwindigkeitsbereich und Anfahrbereich, ermöglicht.
Aufgrund der sehr hohen Übersetzung in diesem Fahrbereich ist in Verbindung mit einem
hydrostatischen Antrieb mit oder ohne Leistungsverzweigung in der Regel ein weiches und
komfortables Fahrverhalten nicht erzielbar. Bei Anwendung in hydrostatischen
Arbeitsgeräten wie Traktoren oder Radlader besteht der Nachteil zu großen
Reifenschlupfes und damit verbundener überhöhter Reifenabnützung. Um diese Nachteile
zu beseitigen, verfügt die Erfindung über eine Einrichtung, insbesondere als Druckregel-
Einrichtung, die ruckartige kurzzeitige Druckveränderungen, insbesondere
Drucksteigerungen oder stoßartige Druckspitzen 254, wie in Fig. 3b dargestellt,
verhindert. Zu diesem Zweck dient eine, in Fig. 3a dargestellte Druckregel-Einrichtung
250, die derart ausgebildet ist, daß dem jeweiligen Arbeitsdruck pA des
Hydrostatgetriebes ein zulässiger Limitierungs- bzw. Überdruck pÜ als Druck-Obergrenze
zugeordnet ist, um kurzzeitige, unangenehme Druckspitzen abzuschneiden. Die hierfür
vorgesehene Einrichtung kann verschiedenartig ausgebildet werden. Bei Ausführungsform
nach Fig. 3a ist z. B. ein Druckventil 249 vorgesehen, das für die Druckregelung bzw.
Druckbegrenzung den Arbeitshochdruck 245 als Druckbasis benutzt und für den
Überdruck pÜ eine Differenz-Druckfeder 151 besitzt, die den zulässigen
Differenzdruckbereich delta pR bestimmt. Zur Glättung der Druckspitzen dient ein aus
dem Arbeitsdruck pA modulierter Regeldruck pR. Der Regeldruck pR wird durch den
Druckregler 252 bestimmt, derart, daß der Arbeitsdruck pA in zeitlicher Verzögerung als
Regeldruck pR das Druckventil 249 beeinflußt. Durch diese zeitliche kontinuierliche
Druckveränderung zwischen pA und pR wird eine kurzzeitige Bypaß-Funktion zwischen
den beiden Arbeitsdruckleitungen 206 und 207 hergestellt, in dem z. B. über ein
Wechselventil 247 Druckflüssigkeit von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite
geführt wird. Der Druckregler 252 kann hierbei so aufgebaut werden, daß eine
kontinuierliche fest vorgegebene Druckveränderung nach einer gewissen Charakteristik
möglich ist oder daß in Abhängigkeit zu verschiedenen Betriebsparametern
unterschiedliche Druckveränderungs-Charakteristiken realisierbar sind. Die genannten
Betriebsparameter können in Abhängigkeit zu einem oder mehreren Signalen 248 z. B. zur
jeweiligen Fahrgeschwindigkeit, d. h. zu einem Drehzahl-Signal d oder/und einem
Übersetzungs-Signal oder/und einem Betätigungs-Signal, z. B. Fahrpedal-Signal a oder/und
Bremspedal-Signal f oder/und anderen konstanten oder veränderlichen Signalen stehen.
Auf diese Weise ist es möglich, unerwünschte ruckartige Zugkraftveränderungen zu
unterbinden und statt dessen ein weiches kontinuierliches Traktionsverhalten, vor allem im
unteren Geschwindigkeitsbereich, zu erzielen. Dieser Effekt ist je nach Fahrzeugart oder je
nach Art der Fahrregelung auf elektronischem oder hydraulisch-mechanischem oder
elektrischem Weg realisierbar, indem z. B. das Regel-Signal 113; 217; 223; 215 in
Abhängigkeit zu den vorgenannten Betriebs-Signalen gebildet wird.
Die Differenz-Druckfeder 151 gemäß Ausführung Fig. 3a ist bestimmend bzw.
mitbestimmend für die Größe des Druckregel-Bereiches bzw. für die Größe des Überdruckes
pÜ. Anstelle dieser Feder 151 kann auch ein Druck-Signal, z. B. der Speisedruck des
Hydrostatgetriebes oder andere konstante oder veränderbare Betriebsgrößen dienen, die
geeignet sind, eine gewünschte Limitierungs- bzw. Überdruck-Charakteristik 256 zu
erzeugen. Der Differenzdruck delta pR stellt die Differenz zwischen dem Arbeitsdruck pA
und dem Regeldruck pR dar. Dieser Differenzdruck delta pR kann eine konstante Größe,
wie z. B. durch die genannte Druckfeder 151 oder eine veränderbare Größe sein, die z. B. in
größenmäßiger Abhängigkeit zum Arbeitsdruck delta pA oder/und in Abhängigkeit zur
Getriebeübersetzung oder anderer Betriebsgrößen oder Funktionen stehen kann. Das
Druckregel-Ventil 249 kann alternativ mit einem Differenz-Druckkolben ausgestattet sein,
der beidseitig mit dem Arbeitsdruck pA beaufschlagt ist, wobei die Differenzkolbenfläche
den Differenzdruck delta pR bestimmt oder mitbestimmt und über die
Differenzkolbenfläche mit einer Verzögerungseinrichtung in Wirkverbindung steht, so daß
der dem momentanen Arbeitsdruck pA zugeordnete Überdruck pÜ gebildet werden
kann. Die Verzögerungseinrichtung kann z. B. über eine Drosseleinrichtung gestaltet
werden.
Anstelle der Druckmodulations-Einrichtung 250, Fig. 3a ist es desweiteren möglich, einen
entsprechend dimensionierten Druckspeicher, bevorzugt in Form eines Hydro-Speichers
mit Gasblase, zu verwenden, der in Wirkverbindung mit dem Arbeitsdruck pA steht. Die
möglichen Druckspitzen p werden hierbei bis zu einem gewissen Maß geglättet durch
Druckausgleich im Hydrospeicher. Da die aus dem Hochdruck-Kreis ausfließende Ölmenge
in den Hydrospeicher gelangt, muß bei dieser Ausführungsform eine entsprechend groß
dimensionierte Speisepumpe bzw. Einspeise-Einrichtung vorgesehen werden.
Wie in Fig. 8 dargestellt, besitzt die Steuer- und Regeleinrichtung Wechselventile 240,
241, 242, die dazu dienen, die Kosten für die Sensoren zu verringern, indem zwei
Kupplungs-Signale jeweils über eine Rückmelde-Leitung geführt werden. Die Kosten für
die Signal-Rückmeldung werden auf diese Weise annähernd halbiert.
Zur Optimierung des Fahrverhaltens hinsichtlich Beschleunigung und/oder akustischen
Verhaltens des Antriebsmotors sieht die Erfindung desweiteren eine Einrichtung in der
Fahrregelung vor, die in Abhängigkeit zur Verstellgeschwindigkeit des Fahrpedals
oder/und der Verstellgröße des Fahrpedals eine vorprogrammierte zeitabhängige
Motordrehzahl-Veränderung durch entsprechend angepaßte Übersetzungsänderung des
Getriebes bewirkt. Die vorgenannte Drehzahlveränderungs-Charakteristik ist bevorzugt
unabhängig vom Straßenprofil bzw. Antriebs-Drehmoment-Profil, das heißt, daß zum
Beispiel bei gleicher Fahrpedalbewegung, -bewegungsgeschwindigkeit bei Bergauffahrt
ÜB eine sehr schnelle Übersetzungsrückregelung und bei Talfahrt ÜT eine langsamere,
weniger starke oder sogar keine Übersetzungsrückregelung erfolgt (siehe dazu Fig. 6ga).
Bei beiden Betriebssituationen, ob Tal- oder Bergfahrt, kann bei gleicher
Gaspedalbewegung gleiche zeitliche Motordrehzahl-Veränderung bei gleichem
Leistungsverhalten erfolgen, wobei jedoch die Beschleunigungsverhältnisse entsprechend
dem Straßenprofil unterschiedlich sind.
Die Erfindung sieht desweiteren eine Einrichtung vor, die eine hohe Anfahrbeschleunigung
und darüberhinaus für den Einsatz von Arbeitsmaschinen einen sehr spontan wirksamen
Wendebetrieb, z. B. beim Traktor im Frontladereinsatz oder Radlader ermöglicht. Zu
diesem Zweck ist, wie in Fig. 7c dargestellt, im Hinblick auf einen weitgehend
kontinuierlichen Abtriebsdrehzahlverlauf die Fahrregelung so ausgelegt, daß bei
vorgewählter Fahrtrichtung bevorzugt die Betriebsbremse über das Bremspedal 7,
ähnlich wie bei Wandlerautomatgetrieben, getreten ist und bei Loslassen der Bremse das
Fahrzeug anfährt, wobei bei Loslassen der Bremse bereits eine sehr schnelle
Getriebeverstellung bzw. Übersetzungsänderung 1/i stattfindet, ohne das Gaspedal
betätigen zu müssen. Die Übersetzungsänderung erfolgt hier im wesentlichen über die
Funktion des Bremspedal-Signals f, wie bereits mehrfach beschrieben und in den Fig.
6i und 6k dargestellt. Die Betätigung des Bremspedals kann hierbei je nach
Betätigungskraft oder Betätigungsart mit oder ohne Aktivierung der Betriebsbremse über
die Funktion des Bremspedal-Signals f ablaufen. Je nach Betriebseinsatz können
verschiedene Fahrprogramme vorprogrammiert werden. So ist es z. B. bei Wendebetrieb-
Einsatz - Frontladerbetrieb beim Traktor - vorteilhaft, ein Programm vorzuwählen, das
eine automatische Motordrehzahl-Charakteristik gemäß nMot II ermöglicht. Für den
Normalbetrieb kann es sinnvoll sein, eine Motordrehzahl-Charakteristik gemäß der
Kennlinie nMot I als Konstantprogramm einzuprogrammieren, wonach bei Loslassen der
Bremse keine oder nur geringe Motordrehzahldrückung erfolgt. Mit Rücksicht auf die
verschiedenen dynamischen Fahrverhältnisse kann in Abhängigkeit zu den verschiedenen
Betriebssituationen und Belastungsverhältnissen ein variables Programm realisiert
werden, wonach die Motordrehzahl z. B. innerhalb beider Grenzen nMot I und nMot II in
Abhängigkeit zu den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen innerhalb beider Kennlinien
nMot I und nMot II variiert. So kann z. B. bei Fahrbeginn und Loslassen der Bremse bei
niedriger Anfahrzugkraft ein leichter Motordrehzahlabfall gemäß nMot I und bei hoher
Anfahrzugkraft ein Motordrehzahlanstieg gemäß nMot II oder auch umgekehrt, je nach
Art des Fahrzeuges, verwirklicht und vorprogrammiert werden.
Zur Erzielung einer hohen Anfahrbeschleunigung ist es erforderlich, daß im Anfahrzustand
innerhalb der Phase 1V bzw. 1R, die dem ersten Fahrbereich entspricht, eine sehr
schnelle Hydrostatverstellung bzw. Übersetzungsänderung 1/i und innerhalb der
Betriebsphase 2V bzw. 1R, die der ersten Bereichs-Schaltphase entspricht, ein sehr
schneller Schaltablauf möglich ist. Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß
gemäß Fig. 7d die Hydrostatverstellung 261 und 268 mit Verstellregler VR mit hohem
Verstelldruck versorgt wird, wozu der Hochdruck-Kreislauf 206, 207 des
Hydrostatgetriebes benutzt werden kann. Hierzu dient ein spezielles Ventil 263, das eine
Umschaltung von Speisedruck SP auf Hochdruck HD erlaubt, wozu ein entsprechendes
Ansteuer-Signal 259 aktiviert wird. Zur Begrenzung des Verstelldruckes dient ein
zusätzliches Druckbegrenzungs-Ventil 264, das eine Druckbegrenzung z. B. bei maximal 50
bar sicherstellt. Dieses Druckbegrenzungs-Ventil 264 kann eine konstante
Druckbegrenzung oder auch variable Druckbegrenzung in Abhängigkeit zu verschiedenen
Betriebsgrößen darstellen. Alternativ zur vorbeschriebenen Hochdruck-Verstelleinrichtung
mit den Ventilen 263, 264 kann auch eine Druckbegrenzungs-Einrichtung 270, 266, gemäß
Fig. 7e, dienen, wonach der Speisedruck SP abhängig von verschiedenen
Betriebsparametern unterschiedliche Verstelldrücke ermöglicht. Über ein entsprechendes
Signal 267 wird das betreffende Druckbegrenzungsventil 266 angesteuert, derart, daß der
Verstelldruck zwei oder mehrere Einzeldruckstufen oder auch einen stufenlosen
Druckverlauf in Abhängigkeit zu verschiedenen Betriebswerten bzw. Betriebszuständen
ermöglicht. Z.B. kann innerhalb der Schaltphase von einem in den anderen Schaltbereich
eine automatische Druckanhebung über die Signale 267 bzw. 271 oder/und 259 ausgelöst
werden, um einen schnellen Schaltablauf zu bewirken. Die Einrichtungen 269 bzw. 270 zur
Steuerdruckerhöhung können sowohl für den Verstelldruck des Hydrostatgetriebes als
auch für die Bereichsschaltungen für einen kurzzeitigen Druckanstieg zur Beschleunigung
des Schaltablaufes dienen. Der Einleitungsvorgang einer Bereichsschaltung kann hierbei
durch das Ansteuer-Signal für die Druckverstärkung ausgelöst werden. Innerhalb der
Schaltphase 2V bzw. 2R wird eine kontinuierliche Fortsetzung der Beschleunigung durch
gleichzeitige Steigerung der Motordrehzahl nMot bewirkt. Zur Optimierung dieses
Funktionsablaufes ist eine entsprechende automatische Beeinf 03077 00070 552 001000280000000200012000285910296600040 0002019510179 00004 02958lussung der Motorregelung
vorgesehen.
Besonders vorteilhaft ist diese Druckverstärkung, gem. Fig. 7d und 7e, für den
Bremsbetrieb, um die Rückstellgeschwindigkeit der Getriebe-Übersetzung und die
Bereichsschaltungen zu beschleunigen und eine gezielte Anpassung an unterschiedliche
Betriebssituation zu ermöglichen.
Für den Wendebetrieb ist eine sehr schnelle Umschaltung von vorwärts auf rückwärts von
großer Bedeutung. Um einen nahtlosen Übergang von vorwärts auf rückwärts zu erzielen,
dienen für einen schnellen Kupplungswechsel ebenfalls die vorbeschriebenen
Einrichtungen zur Steuerdruckverstärkung gemäß Fig. 7d und 7e. Für den Wendebetrieb
kann gemäß der Erfindung die Leerlauf-Motordrehzahl bzw. die Drehzahl bei
Fahrzeugstillstand gemäß der Betriebsphase 0 auf einen höheren Wert vorprogrammiert
werden, um beim Loslassen der Bremse nach oben genannter Funktion in diesem Zustand
von vornherein eine höhere Anfahrleistung zur Verfügung zu haben. Nachdem über das
Bremspedal, wie beschrieben, die Anfahrfunktion abläuft, wonach eine sehr schnelle
Übersetzungsänderung erfolgt bzw. erfolgen soll, ist vorgesehen, daß bei einem
leistungsverzweigten hydrostatischen Getriebe mit mehreren Schaltbereichen eine
möglichst spontane Schaltung vom 1. in den 2. Fahrbereich erfolgt, das bedeutet, daß noch
während des Loslassens der Bremse eine sehr rasche Umschaltung vom 1. in den 2.
Schaltbereich und gegebenenfalls auch in den 3. Schaltbereich erfolgen kann, ohne daß das
Gaspedal betätigen zu müssen. Durch die gezielte automatische Beeinflussung der
Motorregelung durch Loslassen des Bremspedals wird eine sehr komfortable und einfache
Bedienung, insbesondere für den anspruchsvollen Wendebetriebe bei Frontlader-Einsatz
oder Baumaschinen-Einsatz erzielt. Auch für den feinfühligen Fahrbetrieb "Inch-Betrieb"
oder "Rangierbetrieb" ist diese Einrichtung vorzüglich geeignet, da ein zusätzliches Inch-
Pedal entfallen kann. Anstelle der automatischen Motorregelung (über das sogenannte
E-Gas), kann auch eine weniger komfortable manuelle Gasbetätigung, z. B. über das
Handgas, gewählt werden.
Die automatische Motorregelung bzw. Ansteuerung der Motorregelung erfolgt vorzugsweise
in allen vorbeschriebenen Funktionsabläufen über die zentrale Regeleinrichtung 5
(Prozessor), die sowohl die Getrieberegelung als auch die Motorregelung beinhaltet bzw.
teilweise beinhalten kann. Die Ansteuerung der Motorregelung erfolgt, wie beschrieben,
über jeweilige Betätigungs- und Betriebs-Signale bzw. Betriebsgrößen, wobei bevorzugt das
Motordrehzahl-Signal die bestimmende Regelgröße bildet. Jede Abweichung von einer
vorgegebenen Motordrehzahllinie bewirkt eine entsprechende Veränderung der
Motorregelung bzw. der Drosselklappen-Stellung oder/und der Getriebeübersetzung 1/i,
um die vorgegebenen Sollwerte möglichst exakt in allen Betriebssituationen nachzufahren.
Claims (89)
1. Stufenloses Getriebe, insbesondere als hydrostatisch-mechanisches Leistungs-
Verzweigungsgetriebe mit vorzugsweise mehreren Schaltbereichen bestehend aus einem
stufenlosen, insbesondere hydrostatischen Wandler (4c) mit einer ersten Regeleinheit,
insbesondere als Hydrostateinheit (A) verstellbaren Volumens und einer zweiten Einheit,
insbesondere als Hydrostateinheit (B) vorzugsweise konstanten Volumens und
gegebenenfalls einer Leistungsverzweigungs-Einrichtung, bei dem die Antriebsleistung
aufgeteilt wird in einen hydraulischen und einen mechanischen Zweig, die vor dem
Getriebeausgang wieder aufsummiert wird, wobei der stufenlose Wandler von der
Antriebswelle direkt oder über Zwischenglieder bzw. Zwischen-Zahnradstufen angetrieben
wird und mit einem Verzweigungs-/Summierungsgetriebe (5c) in Triebverbindung steht
dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Hydrostat-
Überbrückungseinrichtungen vorgesehen sind, derart, daß ein oder mehrere Übersetzungs-
Festpunkte schaltbar sind und daß die Überbrückungs-Einrichtung in Form einer
Hydrostat-Sperreinrichtung (KH) für die zweite Hydrostateinheit (B) oder/und in Form
einer Bereichsblockschaltung (KB) oder/und in Form einer Stabilisierungseinrichtung (KD)
mit rein mechanischem Durchtrieb gestaltet ist und daß der bzw. die Übersetzungs-
Festpunkte manuell oder automatisch schaltbar sind.
2. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Hydrostat-
Überbrückungseinrichtungen vorgesehen sind, derart, daß ein oder mehrere Übersetzungs-
Festpunkte schaltbar sind und daß die Überbrückungs-Einrichtung in Form einer
Hydrostat-Sperreinrichtung (KH) für die zweite Hydrostateinheit (B) oder/und in Form
einer Bereichsblockschaltung (KB) oder/und in Form einer Stabilisierungseinrichtung (KD)
mit rein mechanischem Durchtrieb gestaltet ist und daß der bzw. die Übersetzungs-
Festpunkte manuell oder automatisch schaltbar sind und daß der hydrostatische Wandler
(4c) bei einem geschalteten Übersetzungs-Festpunkt als hydrostatischer Brems-Retarder
wirksam und steuerbar ist.
3. Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere schaltbare Übersetzungs-
Festpunkte und eine Energie-Speicheranlage vorgesehen ist, wobei der hydrostatische
Wandler (4c) bei einem geschalteten Übersetzungs-Festpunkt (KH; KB; KD) so steuerbar
ist, daß Bremsenergie in einen entsprechend ausgebildeten Speicher (220) rückgewonnen
werden kann, wobei die Energie-Speicheranlage einen Speicher als Hydrospeicher bzw.
Druckspeicher (220) oder als Schwungradspeicher oder als elektrischer Speicher besitzt, in
dem Bremsenergie, Schubenergie oder auch Antriebsenergie speicherbar ist.
4. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die automatisch wirksamen Signale zur
Erkennung von Bergfahrt, Talfahrt, Kurvenfahrt, Beschleunigungs-, Verzögerungsfahrt
und des Winterbetriebes eine automatische, gezielt angepaßte stufenlose Übersetzungs-
Änderung oder/und Änderungsgeschwindigkeit bewirken.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrostatische
Leistungsverzweigungsgetriebe so ausgebildet ist, daß innerhalb eines Schaltbereiches der
Hydrostat von einer negativen Endstellung auf eine positive Endstellung in im nächsten
daran anschließenden Schaltbereich von seiner positiven auf die negative Endstellung oder
umgekehrt gebracht wird, wobei innerhalb der Schaltphase von geschlossener neuer und
geschlossener alter Kupplung die Hydrostatverstellung mit Ausnahme eventueller
Verstellkorrekturen unverändert bleibt, das heißt, daß das Hydrostatgetriebe nach
geschlossener neuer Bereichskupplung im neuen Schaltbereich in die Gegenrichtung
umgesteuert wird.
6. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage mit oder ohne Energiespeicher
(220) ausgerüstet ist, wobei bei Ausrüstung mit dem Energiespeicher die Bremsregelung so
ausgebildet ist, daß die Bremsenergie wahlweise über den Wärmetauscher (205) fließt oder
dem Energiespeicher (220) zugeführt wird, oder daß in einer vorausfestgelegten bzw.
programmierten Charakteristik erst der Energiespeicher aufgefüllt und bevorzugt danach,
abhängig von einem bestimmten Füllungsgrad, weitere Bremsenergie über den
Wärmetauscher (205) abgeführt wird.
7. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatische Bremsanlage (201; 201A)
mit einer Regeleinrichtung (214, 215, 203, 204) ausgerüstet ist, die bei geschaltetem
Übersetzungs-Festpunkt über entsprechende Steuersignale (214, 215) eine kontinuierliche
Verstellung des Hydrostatgetriebes bzw. des stufenlosen Wandlers (4c) bewirkt, derart, daß
über den mit der Hydrostateinheit (A) verbundenen Triebstrang (227) oder/und über den
mit der zweiten Hydrostateinheit (B) verbundenen Triebstrang (10b) ein das
Motorbremsmoment unterstützendes Drehmoment auf die Eingangswelle (1c) des
Getriebes bewirkt wird und daß über eine oder beide der genannten Triebstränge (227,
228) Bremsenergie auf den stufenlosen Wandler übertragen und über den Wärmetauscher
(205) oder/und zum Energiespeicher (220) geleitet wird.
8. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsregelung bevorzugt über eine
elektronische Regeleinrichtung nach Bremsbetätigung über Hand- oder Fußbetätigung
über verschiedene Betriebssignale, wie lastabhängiges Signal (e), Motordrehzahlsignal (b)
oder/und Füllungssignal bzw. Drosselklappen-Stellungssignal (DW) oder/und Verstellsignal
des Wandlers (4c) oder/und Übersetzungssignal des Getriebes oder/und Brems-Drucksignal
der Betriebsbremse (f), beeinflußbar bzw. regelbar ist.
9. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bremsfunktionen in bevorzugt
nachfolgender Reihenfolge wirksam sind:
- a) Bremssignal (f) bewirkt Getriebe-Übersetzungsrückstellung, so daß vorbestimmtes definiertes Motorbremsmoment oder/und Motordrehzahl aufgebaut wird;
- b) Regeleinrichtung steuert nächstliegenden bzw. günstigsten Übersetzungs-Festpunkt (KH; KB; KD) an;
- c) nach geschaltetem Übersetzungs-Festpunkt erfolgt Hydrostat verstellung zur Unterstützung des Motorbremsmomentes;
- d) gegebenenfalls Zuschaltung der Betriebsbremse bzw. Verstärkung des Betriebsbremsanteiles oder/und
- e) falls erforderlich weitere Rückregelung auf kleinere Fahrzeuggeschwindigkeit je nach Fahrerwunsch bzw. der Bremsbetätigung.
10. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuerprogramm für den Bremsbetrieb vorgesehen ist, das die Änderung der Getriebe-Übersetzung von Motor-Bremsmoment bzw. einer definierten Motor-Drehzahl und Schubgeschwindigkeit abhängig macht, derart, daß das Motordrehzahlsignal (b) den Bremsanteil des Retarders (201) oder/und der Betriebsbremse oder/und der E-Speichereinrichtung (201A) bestimmt,
daß im Bremsvorgang während einer Schaltänderung von einem in den anderen Übersetzungs-Festpunkt die Betriebsbremse, automatisch oder manuell betätigt, den Bremsbetrieb ganz oder teilweise in der Übergangsphase übernimmt und daß bei manueller Schaltung ein akustisches oder optisches Signal den Umschaltzeitpunkt dem Fahrer signalisiert
daß bei Dauer-Bremsbetrieb eine konstante oder variable Schubgeschwindigkeit oder/und Bremsleistung mit oder ohne automatischer Geschwindigkeitsanpassung einstellbar ist,
und daß jeder Motordrehzahl bei Schubbetrieb ein bestimmtes Bremsleistungsverhältnis aus Motorbremse, gegebenenfalls Retarder oder/und E-Speicher und nötigenfalls Betriebsbremse zugeordnet ist.
daß ein Steuerprogramm für den Bremsbetrieb vorgesehen ist, das die Änderung der Getriebe-Übersetzung von Motor-Bremsmoment bzw. einer definierten Motor-Drehzahl und Schubgeschwindigkeit abhängig macht, derart, daß das Motordrehzahlsignal (b) den Bremsanteil des Retarders (201) oder/und der Betriebsbremse oder/und der E-Speichereinrichtung (201A) bestimmt,
daß im Bremsvorgang während einer Schaltänderung von einem in den anderen Übersetzungs-Festpunkt die Betriebsbremse, automatisch oder manuell betätigt, den Bremsbetrieb ganz oder teilweise in der Übergangsphase übernimmt und daß bei manueller Schaltung ein akustisches oder optisches Signal den Umschaltzeitpunkt dem Fahrer signalisiert
daß bei Dauer-Bremsbetrieb eine konstante oder variable Schubgeschwindigkeit oder/und Bremsleistung mit oder ohne automatischer Geschwindigkeitsanpassung einstellbar ist,
und daß jeder Motordrehzahl bei Schubbetrieb ein bestimmtes Bremsleistungsverhältnis aus Motorbremse, gegebenenfalls Retarder oder/und E-Speicher und nötigenfalls Betriebsbremse zugeordnet ist.
11. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Bergabfahrt eine eingestellte Dauerbrems-
Geschwindigkeit ohne Bremsbetätigung haltbar ist und daß für langsamere
Geschwindigkeit das Bremspedal erneut betätigt wird und bei gewünschter
Geschwindigkeitserhöhung über das Gaspedal ein kontinuierliches Lösen der Bremsanlage
mit gleichzeitiger kontinuierlicher stufenloser Veränderung der Getriebeübersetzung
verbunden ist, wobei insbesondere bei integriertem Hydrostat-Retarder vorrangig die
Motordrehzahl bzw. das Motordrehmoment abgesenkt und ohne Hydrostat-Retarder
vorrangig der Betriebsbremsanteil sich verringert.
12. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsbetrieb eine Übersetzungs-
Sperreinrichtung in Richtung höherer Geschwindigkeit wirksam wird mit oder ohne
Abhängigkeit zu einer bestimmten Motordrehzahl bzw. zu einem bestimmten
Motorbremsmoment, wobei bei Betätigen des Gaspedals zur nachfolgenden
Geschwindigkeitserhöhung die Übersetzungs-Sperreinrichtung in Abhängigkeit zur
Gaspedalstell-Geschwindigkeit oder/und der Gaspedalstellung sich entsprechend schnell
löst bzw. die Übersetzung sich der Gaspedalbewegung entsprechend in Richtung höherer
Geschwindigkeit verändert.
13. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Hydrostat-Überbrückungseinrichtung bzw. Festpunktschaltung in Form einer Bereichsblockschaltung (KB) vorgesehen ist, derart, daß innerhalb einer Bereichsschaltphase am Ende und zu Beginn zweier benachbarter Schaltbereiche beide Bereichskupplungen für den alten und den neuen Schaltbereich geschlossen bleiben oder/und daß eine weitere Hydrostat-Überbrückungseinrichtung als Stabilisierungseinrichtung (KD) in Form eines Direkt-Durchtriebes vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß der hydrostatische Wandler (4c) und das Summierungs-/Verzweigungsgetriebe (5c) überbrückt und drehmomentfrei gesetzt werden, die in einem oder in mehreren Getriebe-Übersetzungspunkten durch Schließen von wenigstens einer Kupplung (KD) einen Übersetzungspunkt stabil hält solange keine Übersetzungsänderung gefordert wird,
daß der hydrostatische Wandler (4c) für die Hydrostat-Sperreinrichtung (KH) oder/und Bereichs-Blockschalteinrichtung (KB) oder/und Stabilisier-Einrichtung (KD) mit einem Bypaßventil (114c) ausgestattet ist, das zwischen die Arbeitsdruckleitungen der beiden Hydrostateinheiten A/B geschaltet ist und nach Schließen einer der Kupplungen (KH; KB; KD) automatisch schaltbar ist und beide Druckleitungen kurzschließt.
daß eine Hydrostat-Überbrückungseinrichtung bzw. Festpunktschaltung in Form einer Bereichsblockschaltung (KB) vorgesehen ist, derart, daß innerhalb einer Bereichsschaltphase am Ende und zu Beginn zweier benachbarter Schaltbereiche beide Bereichskupplungen für den alten und den neuen Schaltbereich geschlossen bleiben oder/und daß eine weitere Hydrostat-Überbrückungseinrichtung als Stabilisierungseinrichtung (KD) in Form eines Direkt-Durchtriebes vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß der hydrostatische Wandler (4c) und das Summierungs-/Verzweigungsgetriebe (5c) überbrückt und drehmomentfrei gesetzt werden, die in einem oder in mehreren Getriebe-Übersetzungspunkten durch Schließen von wenigstens einer Kupplung (KD) einen Übersetzungspunkt stabil hält solange keine Übersetzungsänderung gefordert wird,
daß der hydrostatische Wandler (4c) für die Hydrostat-Sperreinrichtung (KH) oder/und Bereichs-Blockschalteinrichtung (KB) oder/und Stabilisier-Einrichtung (KD) mit einem Bypaßventil (114c) ausgestattet ist, das zwischen die Arbeitsdruckleitungen der beiden Hydrostateinheiten A/B geschaltet ist und nach Schließen einer der Kupplungen (KH; KB; KD) automatisch schaltbar ist und beide Druckleitungen kurzschließt.
14. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung für die Übersetzungs-
Festpunktschaltung (KH; KB; KD) als Reibkupplung, z. B. als Lamellen- oder
Konuskupplung oder als formschlüssige Kupplung mit oder ohne Abweisverzahnung
ausgebildet ist, die manuell oder automatisch bei Drehzahl "Null" bzw. im
Synchronzustand oder bei geringen Differenzdrehzahlen schaltbar ist, wobei bevorzugt die
Hydrostat-Überbrückungseinrichtung (KH; KB; KD) mit einer formschlüssig schaltbaren
Kupplung ausgestattet ist, die mittels eines auf einem Kupplungsträger drehfest
angeordneten hydraulisch betätigbaren Kolben schaltbar ist, wobei das Kupplungsprofil
bevorzugt als Abweisverzahnung ausgebildet ist.
15. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrostat-Sperreinrichtung (KH) oder/und
Bereichs-Blockschalteinrichtung (KB) oder/und Stabilisiereinrichtung (KD) automatisch
schaltbar ist, wobei das Schaltsignal in Abhängigkeit eines oder mehrerer Betriebs-Signale
- Übersetzungs-Signal, Lastsignal, Motor oder Hydrostat, Übersetzungs-
Änderungsgeschwindigkeit u. a. - automatisch ausgelöst wird und daß die automatische
Ansteuerung eines Übersetzungsfestpunktes (KH; KB; KD) so programmiert ist, daß sie
nach einer definierten Verweildauer, z. B. von 0,5 bis 1,5 Sekunden, der
Hydrostateinstellung in der Nähe bzw. im Bereich einer dieser Schaltpunkte bzw.
Übersetzungsfestpunkte automatisch ausgelöst wird.
16. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ansteuersignal zum Betätigen des Bypaßventils aus dem Schließvorgang der entsprechenden Bereichskupplung bzw. aus dem Schließvorgang der entsprechenden Hydrostat-Überbrückungseinrichtung resultiert und eine Folgefunktion aus diesen genannten Schaltvorgängen darstellt,
daß die Übersetzungs-Festpunkt-Schaltung (KH; KB; KD) automatisch gelöst wird durch ein oder mehrere Betriebssignale, wie z. B. Gaspedalsignal, Lastsignal, Hydrostatdrucksignal, Geschwindigkeitsänderungssignal, Bremssignal, Motordrehzahlsignal.
daß das Ansteuersignal zum Betätigen des Bypaßventils aus dem Schließvorgang der entsprechenden Bereichskupplung bzw. aus dem Schließvorgang der entsprechenden Hydrostat-Überbrückungseinrichtung resultiert und eine Folgefunktion aus diesen genannten Schaltvorgängen darstellt,
daß die Übersetzungs-Festpunkt-Schaltung (KH; KB; KD) automatisch gelöst wird durch ein oder mehrere Betriebssignale, wie z. B. Gaspedalsignal, Lastsignal, Hydrostatdrucksignal, Geschwindigkeitsänderungssignal, Bremssignal, Motordrehzahlsignal.
17. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Stabilisierungs-Einrichtung durch
Schließen einer Kupplung (KD) einen direkten Durchtrieb zwischen Antriebswelle (1c) und
Abtriebswelle (2c) herstellt, oder daß die Getriebeantriebswelle (1c) und
Getriebeabtriebswelle (2c) koaxial zueinander angeordnet sind und über eine
Stabiliesierungs-Einrichtung bei Schließen einer Kupplung (KD; 110) ein rein
mechanischer Leistungsfluß über Zahnradstufen (10b) und eine Zwischenwelle (227)
erfolgt.
18. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zugkraftverstärker in Form eines Bremselementes (Retarder 77c; Hydrostat-Sperreinrichtung (KH)) vorgesehen ist, der mit der Triebwelle (7c) der zweiten Hydrostateinheit (B) direkt oder über Zwischenglieder (73c) in Triebverbindung steht und zur Verstärkung des Stützmomentes auf die zweite Hydrostateinheit (B) im Anfahrbereich des Fahrzeuges dient, wobei der Zugkraftverstärker (77c; KH) manuell oder automatisch bevorzugt über ein Drucksignal des Hydrostatgetriebes oder/und ein Drehzahlsignal oder/und ein Verstellsignal ansteuerbar ist und
daß der Zugkraft-Verstärker als Bremselement in Form eines hydrodynamischen Retarders oder elektrischen Retarders oder/und als Reibbremse (77c) ausgebildet ist.
daß ein Zugkraftverstärker in Form eines Bremselementes (Retarder 77c; Hydrostat-Sperreinrichtung (KH)) vorgesehen ist, der mit der Triebwelle (7c) der zweiten Hydrostateinheit (B) direkt oder über Zwischenglieder (73c) in Triebverbindung steht und zur Verstärkung des Stützmomentes auf die zweite Hydrostateinheit (B) im Anfahrbereich des Fahrzeuges dient, wobei der Zugkraftverstärker (77c; KH) manuell oder automatisch bevorzugt über ein Drucksignal des Hydrostatgetriebes oder/und ein Drehzahlsignal oder/und ein Verstellsignal ansteuerbar ist und
daß der Zugkraft-Verstärker als Bremselement in Form eines hydrodynamischen Retarders oder elektrischen Retarders oder/und als Reibbremse (77c) ausgebildet ist.
19. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wähleinrichtung vorgesehen ist, die durch
Vorwahl ein automatisches Schalten der Hydrostat-Überbrückungseinrichtungen (KH; KB;
KD) nach einer festgelegten Charakteristik ermöglicht oder daß durch Einzelwahl die
jeweils entsprechende Hydrostat-Überbrückungs-Einrichtung am betreffenden
Betriebspunkt bzw. Übersetzungspunkt manuell ansteuerbar ist, wobei die Ausschaltung
bevorzugt automatisch in Abhängigkeit eines oder mehrerer Betriebsparameter bzw.
-signale wie Motordrehzahlsignal (b), Lastsignal von Motor oder Hydrostat, Gaspedalsignal
(a), Bremssignal (f) erfolgt.
20. Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge mit zwei oder mehreren Schaltbereichen mit einer ersten Hydrostateinheit
(A) verstellbaren Volumens und einer zweiten Hydrostateinheit (B), vorzugsweise
konstanten Volumens, mit einem Summierungs-planentengetriebe zum Aufsummieren der
hydraulischen und mechanischen Leistung und zwei oder mehrere Schaltkupplungen zum
Schalten ohne Lastunterbrechung der oben genannten Schaltbereiche, wobei der
Bereichswechsel bei Synchrondrehzahl der zu schaltenden Kupplungsglieder erfolgt und die
Hydrostateinheiten (A und B) bei jedem Bereichswechsel ihre Funktionen als Pumpe und
Motor vertauschen und wobei innerhalb der Schaltphase eine Verstellkorrektur des
Hydrostatgetriebes erfolgt
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellkorrektur eine Funktion der
Hydrostatbelastung am Ende des alten und zu Beginn des neuen Schaltbereiches darstellt
und sich größenmäßig verhält nach der Beziehung
V neu = V alt - (V alt - V theor.) · fzwobei fz ein fester Korrekturfaktor ist und sich größenmäßig verhält nach der Beziehung
daß die Größe der Verstellkorrektur bevorzugt zusätzlich durch einen Faktor fk
veränderbar ist in Abhängigkeit verschiedener Einflußfaktoren wie Öffnungszeitraum der
Schaltkupplung oder/und Öltemperatur oder/und Verstellgeschwindigkeit oder/und weitere
Betriebsfaktoren, wobei folgende Beziehung Gültigkeit hatV neu = V alt - (V alt - V theor.) · fz · fk,daß bevorzugt die Verstellkorrektur eine Funktion der Hydrostatbelastung bzw. dem
Verhältnis der Hydrostatbelastung am Ende des alten und zu Beginn des neuen
Schaltbereiches darstellt und durch ein Drucksignal Δp alt des Hydrostatgetriebes (4c)
bestimmt wird, wobei die neue Verstellgröße V neu durch ein errechnetes Drucksignal p
neu ermittelt wird nach der Beziehungp neu = p alt · fzp · fk als Annäherungswertoder genau nach der BeziehungΔp neu = Δp alt · fzp · fkwobei fzp einen konstanten in der Getriebeauslegung festgelegten Faktor darstellt, der
sich größenmäßig verhält nach der Beziehung
21. Getriebe nach einem der Oberbegriffe, insbesondere des Oberbegriffes des
Anspruches 20 dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstell-
Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die bei einer Schaltung von einem in den anderen
Schaltbereich die Größe der Schaltkorrektur bei Veränderung der Betriebswerte während
der Schaltphase berücksichtigt, derart, daß bei Lastveränderung oder/und Änderung der
Fahr- bzw. Gaspedal-Stellung und anderes, eine evtl. vorgegebene Informationen für die
Bestimmung der Korrekturgröße (X, Y bzw. Z) ignoriert bzw. entsprechend anpaßt,
oder daß bei bereits ausgelöstem Schaltimpuls die Regeleinrichtung bei bereits
geschlossener neuer Kupplung noch entscheiden kann, welche der beiden Kupplungen (alte
oder neue Kupplung) geöffnet wird.
22. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Einstellung einer gewünschten Konstantgeschwindigkeit
oder Konstantübersetzung die Verstellgeschwindigkeit des Getriebes in bezug auf die
Einstellzeit (t) bzw. den Einstellweg (s) bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. bei
größerem Übersetzungs-wert 1/i größer und bei kleiner Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. bei
kleinerem Übersetzungswert 1/i kleiner ist (Fig. 6d, 6e).
23. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festpunkt-Schaltung (KB) in der Nähe der
Bereichsschaltung ausgelöst wird, wobei das Auslöse-Signal zum Schließen der Kupplung
für den angrenzenden Bereich aus einer vorgegebenen Betriebsgröße, insbesondere einem
Differenz-Verstellvolumen ΔV oder einem Differenzdrehzahl-Signal ΔnHy der zweiten
Hydrostateinheit B oder/und einen Betriebswert resultiert, der im Zusammenhang mit dem
Getriebe-Wirkungsgrad und dem Motor-Wirkungsgrad hinsichtlich Verbrauchsoptimierung
oder/und in Abhängigkeit zur Betriebstemperatur und anderen Betriebsgrößen steht, wobei
Motordrehzahl nMot und Hydrostatdrehzahl nHy in der Funktionsphase der
Festpunktschaltung KH eine automatische, bevorzugt kontinuierlich verlaufende
Drehzahlanpassung erfahren (Fig. 7b).
24. Getriebe nach einem der Ansprüche, insbesondere Anspruch 23
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer konstanten Übersetzungs- oder
Geschwindigkeitseinstellung im Schaltpunktbereich oder innerhalb längerer Verweildauer
in diesem Übersetzungsbereich KB beide Kupplungen (alte und neue Kupplung, z. B. K1
und K2) geschlossen sind, wobei das Aktivieren der Festpunktschaltung innerhalb einer
Differenzgröße des Verstellvolumens ΔV bzw. Δ Winkel α bzw. ΔnHy gegenüber dem
Sollwert ΔV soll ausgelöst wird, wobei die Differenzgröße V, ΔnHy; Δ Winkel α
gegenüber der Sollgröße Vsoll; nHy soll; Winkel α z. B. 10% betragen kann, die eine
feste, vorprogrammierte Größe oder eine von verschiedenen Betriebsparametern abhängige
veränderliche Größe (z. B. Δp; Gaspedalstellung; Temperatur) sein kann.
25. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigungseinrichtung vorgesehen
ist, die einen Anfahrvorgang über das Bremspedal (Signal f) bewirkt, wobei bei Loslassen
der Bremse automatisch der Anfahrvorgang ausgelöst wird durch entsprechende
Übersetzungsänderung (1/i), wobei gleichzeitig eine automatische Ansteuerung der
Motorregelung bewirkt wird in der Form, daß abhängig vom Lastzustand oder/und von
anderen Betriebsgrößen oder einer vorgegebenen Motordrehzahl-Charakteristik (nMot I;
nMot II) die Drosselklappenstellung bzw. der Motorregler angesteuert wird (Fig. 7c).
26. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß für den Wende- bzw. Reversierbetrieb
bevorzugt eine Betriebs-Charakteristik vorwählbar ist, derart daß eine automatische oder
manuelle Motordrehzahl-Anhebung im Leerlaufbereich oder/und Anfahrbereich wirksam
wird.
27. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine
automatische Anhebung der Steuerdrucke für die Hydrostatverstellung oder/und für die
Kupplungsschaltung der Bereichskupplungen bewirkt, dadurch, daß in Abhängigkeit
verschiedener Betriebsparameter das Druckventil (266) über ein entsprechendes Signal
(267) angesteuert wird, wobei das Ansteuer-Signal (267) resultiert aus einem
Bereichsschalt-Signal (z. B. Synchron-Signal zum Schließen der neuen Kupplung) oder/und
einem Lastsignal (Hydrostatdruck) oder/und dem Bremspedal-Signal f, oder/und
Veränderungsgeschwindigkeits-Signal des Bremspedal-Signals f oder/und anderen
Betriebs-Signalen.
28. Getriebe nach einem der Ansprüche, insbesondere Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (269 gem. Fig. 7d) zur
Anhebung des Steuerdruckes ein Ventil (263) vorsieht, das eine Umschaltung des
Speisedruckes SP auf Hochdruck HD ermöglicht, derart, daß über ein Steuer-Signal
(259) der Arbeitsdruck HD als Steuerdruck für die Hydrostatverstellung oder/und für eine
oder mehrere der Bereichsschaltungen des Getriebes wirksam wird, wobei vorzugsweise ein
zusätzliches Druckbegrenzungsventil (264) eine Maximal-Druckbegrenzung ermöglicht,
wobei diese Druckbegrenzung ein Konstantdruck oder ein über ein Signal (271) wirksamer,
variabler Druck sein kann, der von verschiedenen Betriebsgrößen beeinflußbar sein
kann.
29. Geriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungseinrichtung so ausgebildet ist,
daß wahlweise ein Overdrive-Bereich bzw. verbrauchsorientiertes Programm ein- und
ausschaltbar ist und nach Ausschalten des Overdrive-Bereiches durch weitere Betätigung
eine weitere stufenlose Übersetzungsrückstellung stufenlos erfolgt zur weiteren Anhebung
der Motordrehzahl, wobei eine automatisch oder durch Bremsbetätigung wirksame Motor-
Drehzahl-Limitiereinrichtung den Motor vor unerwünscht hoher Drehzahl oder
Übertouren schützt durch manuelle oder automatische Ein- oder Zuschaltung der
Bremseinrichtung, z. B. des Hydrostat-Retarders (201) oder/und der Energie-
Speichereinrichtung (201A) oder/und der Betriebsbremse (26A), wobei z. B. über das
Motordrehzahlsignal (b) oder/und das Bremsbetätigungssignal (f) vorgenannte
Bremsfunktionen ausgelöst werden.
30. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Bedienungseinrichtung vorgesehen ist,
bei der wahlweise die RQV-Regelung, z. B. für Arbeiten mit zugeschaltetem Nebenabtrieb
bzw. die Zapfwelle beim Traktor oder die RQ-Regelung für ein verbrauchsorientiertes
Programm schaltbar bzw. vorwahlbar ist.
31. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein für verschiedene Fahrsituationen
vorgesehenes Fahrprogramm vorgesehen ist, das auf einer Kennlinie beruht, die sich
innerhalb einer verbrauchsoptimalen Grenze (A1) und einer leistungs-optimalen Grenze
(A4) stufenlos verschieben läßt, wobei die stufenlose Verschiebung abhängig ist von der
Gaspedal-Stellgeschwindigkeit bzw. von der Fahrerdynamik und wobei bei hoher
Verstellgeschwindigkeit des Gaspedals die Kennlinie so verschoben ist, daß sich ein
höheres Motordrehzahlniveau zugunsten eines höheren Drehmomentüberschusses, das
heißt zugunsten höherer Fahrleistung verschiebt im Sinne eines sehr sportlichen,
dynamischen Fahrverhaltens und bei langsamer Gaspedalverstellung sich die genannte
Kennlinie in Richtung verbrauchsgünstigen Betriebes verschiebt und daß in Abhängigkeit
zur Gaspedal-Dynamik ein entsprechend angepaßter mehr oder weniger großer
Verzögerungseffekt für eines oder mehrere der Betriebssignale - Motordrehzahlsignal
oder/und Rückstell-geschwindigkeit-Übersetzung - zur Wirkung kommt, so daß ein
komfortables Beschleunigungsverhalten, insbesondere hinsichtlich Motorgeräusch,
sichergestellt ist,
oder daß anstelle der automatischen Kennlinien-Verschiebung alternativ eine manuell betätigbare stufenlose Programmeinstellung, z. B. über Drucktasten oder Wipptasten (3a) oder durch spezielle Gaspedal-Bewegung einstellbar bzw. vorwählbar ist.
oder daß anstelle der automatischen Kennlinien-Verschiebung alternativ eine manuell betätigbare stufenlose Programmeinstellung, z. B. über Drucktasten oder Wipptasten (3a) oder durch spezielle Gaspedal-Bewegung einstellbar bzw. vorwählbar ist.
32. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Aus-Funktion für den Overdrive bzw.
das verbrauchsorientierte Programm durch kurzzeitiges Antippen der entsprechenden
Betätigungstaste (3a) ausgelöst wird und daß die gewünschte Übersetzungsgröße durch
Dauerbetätigung bis zum Erreichen des gewünschten Konstantwertes stufenlos einstellbar
ist.
33. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 32, insbesondere nach einem der
Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 25,
dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Berg-Abfahrt nach Betätigen der
Bremse wirksame Übersetzungs-Sperreinrichtung vorgesehen ist, wobei die
Getriebeübersetzung im Bremsvorgang derart geändert wird, daß eine Motorbremsung zur
Wirkung kommt und daß nach Loslassen des Bremspedals (7) eine Übersetzungssperre in
Richtung kleinerer Übersetzung aktiviert und erst nach Betätigen des Fahrpedals (6) die
Übersetzungssperre kontinuierlich nach einer vorprogrammierten Charakteristik oder/und
zur Betätigungsgeschwindigkeit oder/und zum Betätigungsweg des Fahr- bzw. Gaspedals
gelöst wird.
34. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremssteuerung so ausgelegt ist, daß der
Bremsbetätigungskraft oder/und dem Betätigungsweg eine definierte Motordrehzahl bzw.
ein definiertes Motorbremsmoment zugeordnet ist und daß eine Bremskraft-Aufteilung auf
Motorbremse, Betriebsbremse oder/und Retarderbremse nach einem vorbestimmten
Programm festgelegt ist (Fig. 6h).
35. Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge mit zwei oder mehreren Schaltbereichen mit einer ersten Hydrostateinheit
(A) verstellbaren Volumens und einer zweiten Hydrostateinheit (B) vorzugsweise
konstanten Volumens mit einem Summierungsplaneten-getriebe zum Aufsummieren der
hydraulischen und mechanischen Leistung mit einer Steuer- und Regeleinrichtung, wobei
die Steuerung/Regelung vorzugsweise über einen elektronischen Prozessor arbeitet,
gekennzeichnet durch folgenden Merkmale:
- a) Motordrehzahl-Signal (b), Fahrpedal-Signal bzw. Motor- Regelsignal (a; k) und gegebenenfalls Brems-Signal bzw. Brems-Betätigungssignal (f) bestimmen die Getriebe übersetzung.
- b) Fahrtrichtungsvorwahl oder Fahr-Vorwahl erfolgt über Wähleinrichtung oder Fahrhebel (8; 108) bei betätigter Bremse unter Einfluß des Brems-Signals (f), wodurch oder wonach Synchronzustand für die erste Bereichskupplung und der Schaltimpuls zum Schließen dieser Kupplung (K1) ausgelöst wird.
- c) Anfahren durch Loslassen der Bremse und damit verbundener Veränderung der Größe des Bremssignals (f), wobei die Anfahrregelung durch Zusammenwirken von Motordrehzahl-Signal (b), Fahrpedal- bzw. Motor-Regelsignal (a; k) und Bremssignal (f) aktiviert wird.
36. Getriebe nach Anspruch 35 dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bremssignal (f) ein Regelsignal darstellt, daß in Abhängigkeit zur
Bremsbetätigung oder getrennter Hand- oder Fußbetätigung eine Übersetzungsrück-
Regelung bzw. Rückschaltung ausgelöst wird, wobei vorzugsweise eine oder beide der
Signal-Größen bzw. Signal-Linien von Motordrehzahl und Gas-, Fahrpedal- bzw.
Motorregel-Signal (a; k) übersteuert bzw. verschoben werden und daß das Regelsignal (f)
eine abhängige Größe zur Brems-Betätigungskraft aber unabhängige oder abhängige
Größe zur Bremskraft oder Betriebsbremse haben kann oder daß das Regel-Signal (f) ein
Hilfs-Signal darstellt, das unabhängig von der Bremsbetätigung durch eine separate
Betätigungs-Einrichtung wirksam werden kann oder/und daß das Signal (f) mittelbar oder
unmittelbar in Wirkverbindung mit einem Bypaßventil (114c; 216; 233; 204) das zwischen
die beiden Arbeitsdruckleitungen (206, 207) des Hydrostatgetriebes (4c) angeordnet ist und
über entsprechendes Regel- bzw. Steuer-Signal (113; 217; 215) steht.
37. Getriebe nach einem der vorgenannten Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 35,
dadurch gekenn
zeichnet, daß über das Fahrpedal (F) ohne Einfluß des Signals (f) die
Fahrgeschwindigkeit nach Fahrerwunsch erhöht wird, wobei Fahrpedal-Signal bzw. Motor-
Regelsignal (a; k) und Motordrehzahl-Signal (b) in Abhängigkeit zum Fahrwiderstand die
Getriebeübersetzung automatisch auf eine Übersetzungsgröße einstellen, die einer durch
das Fahrpedal (F) oder den Gashebel (HG) vorgegebenen, konstanten Motorleistung
entspricht, wobei die Übersetzungsänderung durch das Motordrehzahl-Signal (b) bestimmt
wird.
38. Getriebe nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Übersetzungsänderung zur Veränderung der Anfahr- oder Inch-Geschwindigkeit so weit
erfolgt als es die Motorleistung bei Leerlaufdrehzahl zuläßt oder daß eine entsprechende
Anfahr-/Inch-Charakteristik vorprogrammiert ist, so daß eine automatische
Motorleistungs- oder/und Drehzahl-Erhöhung innerhalb einer vorgegebenen evtl.
vorwählbaren Grenze, zum Beispiel zum Inchen des Fahrzeugs bzw. für feinfühlige
Rangierarbeiten ohne notwendige Betätigung des Fahrpedals (F) wirksam wird, wobei
vorzugsweise eine Motordrückung durch automatisch wirksamen Einfluß auf die
Motorregelung verhindert bzw. begrenzt oder automatisch die Drehzahl angehoben wird.
39. Getriebe nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß ein Kick-down-Effekt vorgesehen ist, der bei Betätigung des
Fahrpedals (F) eine stufenlose Übersetzungsrückregelung bewirkt, wobei der
Rückregelungs- bzw. Kick-down-Effekt nach einer vorprogrammierten Charakteristik (kd;
Fig. 6l) wirksam ist, wobei der Rückregel- bzw. Kick-down-Effekt (kd) sich mit steigender
Fahrgeschwindigkeit vergrößert und im untersten Geschwindigkeitsbereich gering oder
unwirksam ist oder daß im Anfahr- und unteren Geschwindigkeitsbereich (von v = 0 bis
PK) der Kick-down-Effekt (kd) umgekehrte Wirkung hat und mit zunehmendem
Gaspedalweg bzw. Fahrpedalstellgröße eine Übersetzungs-Hochregelung oder
-hochschaltung ausgelöst wird.
40. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kick-down- bzw. Rückregel-Effekt durch
einen vorprogrammierten Verzögerungseffekt, bevorzugt nach einer Kick-down-Kennlinie
(kd) beeinflußt wird, so daß eine zu schnelle Getrieberückregelung verhindert wird, so daß
ein den jeweiligen Betriebszuständen angepaßter kontinuierlicher Zugkraftverlauf
innerhalb der Beschleunigungsphase aufrecht erhalten bleibt, wobei die Größe des
Verzögerungseffektes durch ein oder mehrere Betriebsgrößen (z. B. Ausgangs-
Fahrgeschwindigkeit, Lastsignal, Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals,
Motordrehzahl, Drosselklappen-Stellungssignal, Übersetzungs-Signal, Schub- oder
Zugbetrieb u. a.) beeinflußbar ist.
41. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 40,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kick-down-Effekt (kd) nach einer
vorprogrammierten kontinuierlich verlaufenden Wirkungslinie in Abhängigkeit zur
Fahrgeschwindigkeit bzw. jeweiliger Ausgangs-Geschwindigkeit verläuft, wobei diese Linie
bevorzugt in Abhängigkeit zu einem oder mehreren Betriebsparametern automatisch oder
manuell veränderbar oder vorwählbar ist (Fig. 6l).
42. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fahrregelung durch das Bremssignal (f) beeinflußt wird, derart, daß
bei Bremsbetätigung die Betriebsbremse oder/und die Motorbremse oder/und der Retarder
nicht oder teilweise wirksam wird, wobei die Obergrenze der Motor-Bremsdrehzahl den
Anteil der Betriebsbremse bestimmt und diese Obergrenze nach einer vorprogrammierten
Charakteristik verläuft, die in Abhängigkeit zu einem oder mehreren Betriebsparametern,
wie Geschwindigkeit, Bremskraft, Betätigungskraft u. a., variables Verhalten aufweist.
43. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, daß das Differenz-Signal (delta s) eine Regelgröße
darstellt, die als Auslegungsgröße bzw. bei RQV-geregeltem Motor eine dem lastlosen
Motorbetrieb zugeordnete Größe ist, wobei das Differenz-Signal (delta s) so bemessen ist,
daß bei Vollast des Motors Motordrehzahl-Signal (b) und Fahrpedal- bzw. Motor-
Regelsignal (a; k) deckungsgleich, d. h. im Gleichgewicht sind oder/und daß das Differenz-
Signal (delta s) bzw. die Signalgrößen (a und b bzw. a; k und b) so bemessen ist/sind, daß
jeder Fahrpedal-Stellung eine bestimmte Motorleistung bei einer bestimmten
Motordrehzahl, bevorzugt günstigen Kraftstoff-Verbrauchs, zugeordnet ist.
44. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 43,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Geschwindigkeits-Limitiereinrichtung mit
vorgewählter bzw. vorwählbarer Konstant-Motordrehzahl schaltbar ist, mit bevorzugt
drehzahlgeregeltem Motor, insbesondere mit RQV-Regelung, wobei in der Fahrregel-
Einrichtung bei Überschreiten der Vollastgrenze des Motors ein Soll-Ist-Wert-Vergleich
zwischen einem Fahrpedal-Signal (a) bzw. Motorregel-Signal (k) und einem Motordrehzahl-
Signal (b) stattfindet, wobei bei vorgewählter konstanter Motordrehzahl bzw. Soll-Drehzahl
und lastabhängiger Motordrehzahldrückung unterhalb der vorgegebenen Soll-
Motordrehzahl eine Übersetzungsrückregelung und damit verbundener entsprechender
Verringerung der Fahrgeschwindigkeit ausgelöst wird.
45. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Geschwindigkeitslimitierung schaltbar ist, die über ein
Geschwindigkeits- bzw. Abtriebsdrehzahl-Signal (d) geregelt wird, derart, daß bei
Überschreiten der vorgegebenen Vollast-Leistung am Limitierungspunkt durch Soll-/Ist-
Wert-Vergleich der Signalgrößen (a und b bzw. k und b) eine automatische Übersetzungs-
Rückschaltung und damit verbundener Geschwindigkeits-Verlangsamung bewirkt wird
und daß im Teil-Leistungsbetrieb am Geschwindigkeits-Limitierungspunkt eine
Motordrehzahl-Absenkung auf verbrauchsgünstige Kennwerte und entsprechender
Übersetzungs-Hochschaltung dadurch ausgelöst wird, daß automatisch das Motor-
Regelsignal (k) sich entsprechend ändert durch damit verbundene Änderung des Motor-
Drehzahl-Signals (b bzw. br), wobei
- a) in Verbindung mit einem drehzahlgeregelten bzw. RQV- ähnlichen Motor bevorzugt eine Zwischenregel- oder eine Ersatzregel-Linie (br) als Regel-Kennlinie günstigen Kraftstoffverbrauchs programmiert ist, die für den Soll- Wert-Vergleich mit dem Motor-Regelsignal (k) dient und wonach das Motor-Regelsignal (k) die entsprechende Regelgröße zwischen Regelgerät (5) und dem Antriebsmotor (M) bildet, oder
- b) in Verbindung mit einem drehzahlgeregelten (RQV) oder leistungsgeregelten (RQ) Motor jeder Leistungsgröße eine Motordrehzahl günstigen Verbrauchs zugeordnet ist und die Übersetzungsregelung durch Soll-/Ist-Wert-Vergleich zwischen Motordrehzahl-Signal (b) und Motor-Regelsignal (k) aktiviert wird, wobei das Motor-Regelsignal (k) eine automatische Ausgabe-Größe des elektronischen Regelgerätes (5) für den Antriebsmotor (M) darstellt.
46. Getriebe nach einem der Ansprüche 44 oder 45,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wähleinrichtung vorgesehen ist, bei der
wahlweise PDO- bzw. Zapfwellen-Betrieb mit geforderter Konstant-Motordrehzahl oder
verbrauchsorientierter Betrieb (E-Betrieb) vorwählbar ist, wobei eine Geschwindigkeits-
Limitierung bei PDO-Betrieb eine vorgewählte Konstant-Motordrehzahl innerhalb eines
gewissen Regelbereiches (delta s; delta sr) bei Vollast und Teillast aufrechterhält und bei
Normal- bzw. ekonomischen Betrieb bzw. E-Schaltung die Motordrehzahl am
Fahrgeschwindigkeits-Limitierungspunkt bei Teillast variabel und an eine bevorzugt
verbrauchsgünstige Kennlinie bzw. Kennwerte anpaßbar ist.
47. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 46,
dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeits-Limitierungsfunktionen
durch Betätigen des Bremspedals unterbrochen bzw. übersteuert werden oder aufgehoben
werden oder daß diese Funktionen durch entsprechende Vorwahl gespeichert und
gegebenenfalls wieder abrufbar sind.
48. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 47,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regel-Kennlinie (a; k) eine konstante oder
eine von verschiedenen Betriebs- oder/und von Fahrer-Charakteristik abhängige variable
Kennlinie sein kann, wobei diese Linie an verbrauchs-orientierten Betriebswerten oder
leistungs-orientierten Betriebswerten oder eine variable oder stufenweise vorwählbare oder
automatisch einstellbare (A1, A2, A3, A4) zwischen einer oberen (A1) und einer unteren
Kennlinie (A4) wirksam sein kann, wobei die entsprechenden Einstellungs-Signale beliebig
vorwählbar oder automatisch in Abhängigkeit zu verschiedenen Betriebs-Signalen oder
Betätigungs-Signalen abhängig sein können.
49. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 48,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Motorregelung vorgesehen ist, die
wahlweise eine Leistungsregelung oder Drehzahlregelung erlaubt, wobei vorzugsweise bei
Vorwahl einer verbrauchsorientierten Regelung die Leistungsregelung (RQ) und bei
Vorwahl eines Konstant-Drehzahl-Betriebes, wie z. B. Zapfwellenbetrieb bei einem Traktor,
Drehzahlregelung (RQV) aktiviert wird.
50. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet,
daß die Steuer- und Regeleinrichtung so ausgebildet ist, daß die
Motorregelung nach Art einer RQV-Regelung bzw. Konstant-Drehzahlregelung funktioniert,
wobei jeder Gaspedalstellung (Gaspedalsignal a) bzw. fester Gaseinstellung (z. B.
Handgas) eine bestimmte Motordrehzahl (Motordrehzahl-Signal b) zugeordnet ist, wobei
eine automatische Fahr- bzw. Geschwindigkeitsregelung derart wirksam wird, daß z. B. bei
fester Gaseinstellung bei lastabhängiger Drehzahldrückung um eine vorbestimmte
Differenz-Größe (Δs) automatisch eine Übersetzungsrückstellung, das heißt eine
Übersetzungsänderung in Richtung kleinerer Geschwindigkeit bewirkt wird, wobei
vorzugsweise ein Verzögerungs-Signal zur Vermeidung unerwünschten Motor
hochtourens wirksam ist,
oder daß ohne fester Gaseinstellung für normalen Fahrbetrieb Gaspedalsignal und Motordrehzahlsignal miteinander verglichen werden, wobei nach Überschreiten des Motordrehzahl-Signals (b) durch das Gaspedalsignal (a) eine Übersetzungs-Rückstellung ausgelöst wird, wobei Verzögerungs-Signale unerwünschtes Motorhochtouren verhindern (Fig. 6i).
oder daß ohne fester Gaseinstellung für normalen Fahrbetrieb Gaspedalsignal und Motordrehzahlsignal miteinander verglichen werden, wobei nach Überschreiten des Motordrehzahl-Signals (b) durch das Gaspedalsignal (a) eine Übersetzungs-Rückstellung ausgelöst wird, wobei Verzögerungs-Signale unerwünschtes Motorhochtouren verhindern (Fig. 6i).
51. Getriebe nach Anspruch 50,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur stufenlosen Einstellung
einer Konstant-Motordrehzahl und einer stufenlosen Einstellung einer Konstant-
Geschwindigkeit vorgesehen ist, wobei bei Erreichen der Leistungsgrenze des Motors bei
dieser eingestellten Motordrehzahl eine automatische, angepaßte Geschwindigkeits
reduzierung entsprechend dem Vollastzustand bei der vorgewählten Gaseinstellung erfolgt
und über die Motordrehzahldrückung ein Signal zur entsprechenden
Übersetzungsrückstellung ausgelöst wird.
52. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 50 und 51,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bremssignal (f) durch Betätigen des Bremspedals (7) eine Übersetzungs-Rückstellung des Getriebes bewirkt und daß die Anfahrregelung so ausgebildet ist, daß nur bei niedergetretenem Bremspedal (7) die erste Bereichskupplung bzw. Anfahrkupplung nach entsprechender Vorwahl über den Wählhebel (108) schaltbar ist und daß nach Loslassen der Bremse der Anfahrvorgang eingeleitet wird durch Wegnahme des auf das Motordrehzahlsignal (b) in Wirkverbindung stehende Bremssignal (f) (Fig. 6i),
oder daß für die Anfahreinrichtung ein Bypaßventil (114c) angesteuert wird, das die beiden Arbeitsdruckleitungen der Hydrostateinheiten (A, B) miteinander verbindet und nach Loslassen der Bremse über eine Steuerleitung (113) die Bypaßfunktion ausschaltet.
daß das Bremssignal (f) durch Betätigen des Bremspedals (7) eine Übersetzungs-Rückstellung des Getriebes bewirkt und daß die Anfahrregelung so ausgebildet ist, daß nur bei niedergetretenem Bremspedal (7) die erste Bereichskupplung bzw. Anfahrkupplung nach entsprechender Vorwahl über den Wählhebel (108) schaltbar ist und daß nach Loslassen der Bremse der Anfahrvorgang eingeleitet wird durch Wegnahme des auf das Motordrehzahlsignal (b) in Wirkverbindung stehende Bremssignal (f) (Fig. 6i),
oder daß für die Anfahreinrichtung ein Bypaßventil (114c) angesteuert wird, das die beiden Arbeitsdruckleitungen der Hydrostateinheiten (A, B) miteinander verbindet und nach Loslassen der Bremse über eine Steuerleitung (113) die Bypaßfunktion ausschaltet.
53. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche dadurch gekenn
zeichnet, daß die Regeleinrichtung so ausgelegt ist, daß nach manuellem oder
automatischem Ausschalten des verbrauchsorientierten Programmes und nach erfolgter
Beschleunigungsphase, z. B. bei einem Überholvorgang, automatisch auf das
verbrauchsorientierte Fahrprogramm umgeschaltet wird, wobei die genannte Umschaltung
mit oder ohne einer zeitlichen Verzögerung erfolgt.
54. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die stufenlose Regeleinrichtung beeinflußt
wird durch die Verstellgeschwindigkeit des Gaspedals, durch Drehzahl-Differenzwerte,
Vorder- und/oder Hinterräder oder/und aus einem Signal des Fliehkraft-Verhaltens des
Fahrzeugs, zum Beispiel bei Kurvenfahrt, wobei die Verstellgeschwindigkeit der
stufenlosen Übersetzungs-Änderung durch vorgenannte Einflußgrößen in angepaßtem
Maße hinsichtlich Fahrkomfort, Fahrsicherheit, Fahrleistung und/oder Kraftstoffverbrauch
entsprechend angepaßt bzw. beschleunigt oder verzögert wird.
55. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 54,
dadurch gekennzeichnet, daß die stufenlose Getrieberegelung aus
Informationen bzw. einem oder mehreren der Signale aus dem ABS-Bremssystem
beeinflußt wird, so daß je nach Betriebssituation eine gezielte stufenlose Absenkung der
Antriebskräfte bzw. der Antriebsleistung zur Steigerung der Fahrsicherheit und auch zur
Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wird.
56. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Overdrive-Bereich in
Einzelbereiche aufgeteilt ist oder stufenlose einstellbar ist, wobei für Normalbetrieb ein
kleiner Overdrive-Bereich eingeschaltet und bei Sonderbetrieb der große Overdrive-Bereich
manuell oder autoatisch in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalen, z. B. einem
Zeitsignal oder/und Geschwindigkeits-Signal oder durch Erkennung aus Dauerbetriebs-
Verhalten schaltbar ist.
57. Getriebe nach einem der Oberbegriffe vorgenannter Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen
ist, die für Winterbetrieb ein weiches Fahrverhalten im unteren Geschwindigkeitsbereich
erlaubt, derart daß der Arbeitsdruck des Hydrostatgetriebes (4c) durch einen Druckregler
oder ein Bypaßventil (114c; 216) automatisch oder manuell modulierbar ist, wobei das
entsprechende Regelsignal (113) resultiert aus einem oder mehreren der Betriebssignale,
Drehzahl-Signal (b) oder/und Getriebe-Übersetzungssignal oder/und manuelles
Betätigungs-Signal oder/und ein Differenz-Signal aus Drehzahlsignal (b) und
Gaspedalsignal (a) oder/und Drosselklappenstellung oder/und aus einer oder mehreren
Informationen des ABS-Systems bzw. Elementen des ABS-Systems.
58. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuer- und Regeleinrichtung bzw. der
Elektronik (5) die Verbrauchs- und Wirkungsgrad-Charakteritik des Motors
(Motorkennfeld) und Getriebewirkungsgrad-Charakteristik (Wirkungsgradkennfeld)
eingespeichert sind und die Elektronik daraus den verbrauchsgünstigsten oder/und
schadstoffärmsten Betriebszustand ermittelt und in der Folge die entsprechende
Getriebeübersetzung bzw. Motordrehzahl festlegt und automatisch einstellt.
59. Getriebe nach Anspruch 58,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sind, die
eine Information liefern, wonach die Steuer- und Regeleinrichtung eine Korrektur der
Getriebeübersetzung oder/und der Motordrehzahl derart bewirkt, daß eine Verringerung
des Schadstoff-Ausstoßes erzielt wird, wobei als entscheidende Parameter die
Verbrauchskennwerte des Motors in Abhängigkeit zu den Parametern - Gaspedalstellung,
Motordrehzahl, Lufttemperatur, Luftdruck und weitere dafür geeignete Faktoren in ihrer
Kombination als Ausgangsmaß für das zu bildende Steuersignal dienen.
60. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer Antriebskombination mit einem stufenlosen
hydrostatischen Leistungsverzweigungsgetriebe (z. B. wie in Ausführung gemäß Fig. 3
dargestellt), bei dem im Anfahrzustand bei Fahrgeschwindigkeit Null der Hydrostat (4c)
auf Fördervolumen eingestellt ist, die je nach Getriebeauslegung dem Endpunkt der
Hydrostatverstellung entsprechen kann, beim Starten des Motors, insbesondere im
Kaltzustand bei geöffneter bzw. geöffneten Bereichskupplungen (K1; K2; K3; K4) der
Hydrostat auf Null oder auf kleines, zwischen Null und maximalem Fördervolumen
eingestellt ist, daß vor Fahrbeginn der Hydrostat (4c) vor Schließen der betreffenden
Bereichskupplung (K1) nach einem Signal auf Anfahrstellung ausgestellt wird, und daß
das genannte Signal zur Ausstellung des Hydrostatgetriebes auf Anfahrstellung in
Abhängigkeit der Öltemperatur oder/und in Abhängigkeit zur Motor- bzw. Leerlauf-
Drehzahl oder/und in Abhängigkeit zum Hydrostatdruck oder weiteren Betriebseinflüssen
automatisch ausgelöst wird, wonach der Hydrostat (4c) auf Anfahrstellung ausgestellt
wird.
61. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer Antriebskombination mit einem stufenlosen
hydrostatischen Leistungsverzweigungsgetriebe (z. B. einem Getriebe nach Ausführung
gemäß Fig. 3), bei dem im Anfahrzustand bei Fahrgeschwindigkeit Null der Hydrostat
(4c) auf Fördervolumen ausgestellt ist, beim Starten des Motors, insbesondere im
Kaltzustand bei geöffneter bzw. geöffneten Bereichskupplungen (K1; K2; K3; K4) der
Hydrostat auf Null oder auf kleines, zwischen Null und maximalem Fördervolumen
eingestellt ist, wobei vor Schließen der betreffenden Bereichskupplung (K1) der Hydrostat
(4c) in Abhängigkeit zu einem vorbestimmten Motordrehzahlsignal auf Anfahrstellung
ausgestellt wird, wobei die Hydrostat-Verstellgeschwindigkeit über das
Motordrehzahlsignal reguliert wird.
62. Getriebe nach einem der Ansprüche 60 und 61,
dadurch gekennzeichnet, daß eine für die Bereichsschaltungen dienende
Kupplung (KV; KR) oder/und eine Arretiereinrichtung (FH) zur Verhinderung
unkontrollierter Rotationsbewegungen von Getriebegliedern vor Schließen der
entsprechenden Bereichskupplung (K1) vor Fahrbeginn geschlossen ist.
63. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 60 bis 62,
dadurch gekennzeichnet, daß ein akustisches oder/und optisches Signal
vorgesehen ist, das nach Starten des Motors die Betriebsbereitschaft nach ausreichender
Öltemperatur signalisiert, bevorzugt derart, daß das genannte Anzeige-Signal bis
Erreichen der Öltemperatur oder/und der Anfahrstellung des Hydrostaten wirksam ist.
64. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 63,
dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatische Bremsanlage (201) so
ausgebildet ist, daß zumindest eines der Bremsventile, bevorzugt das Druck-Regelventil
(Brems-Regelventil 204) am oder im Hydrostatgetriebe (4c) angeordnet oder integriert ist,
wobei vorzugsweise das Hydrostatgetriebe (4c) geräusch- und schwingungsgedämpft ist,
z. B. über eine Dreipunktlagerung mit elastischer Drehmomentstütze.
65. Getriebe nach Anspruch 64,
dadurch gekennzeichnet, daß elastische oder bewegliche Ölführungsglieder
zwischen Hydrostatgetriebe (4c) und dem Getriebegehäuse (3) als Ölführung innerhalb des
Getriebes für das zum Wärmetauscher (205) oder/und gegebenenfalls zum Energiespeicher
(220) geleitete Öl dienen.
66. Getriebe nach einem oder mehreren der Oberbegriffe der Ansprüche dadurch ge
kennzeichnet, daß die hydrostatische Bremsanlage so ausgebildet ist, daß das
Hochdruck-Begrenzungsventil des hydrostatischen Wandlers (4c) als regelbares
Druckventil (217) gestaltet und bevorzugt zwischen beiden Arbeitsdruckleitungen
geschaltet ist, wobei die Druckregelung in Abhängigkeit zur Öltemperatur bzw. zu einem
Drucksignal oder/und Temperatur-Signal oder/und einem Hydrostat-Verstellsignal
oder/und einem lastabhängigen Signal beeinflußt wird.
67. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 66,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsregelung so ausgebildet ist, daß die
Bremsölmenge bzw. Verstellgröße des hydrotatischen Wandlers (4c) über die Öltemperatur
bzw. ein Temperatur-Signal geregelt wird.
68. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 67,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspeise- und Spüleinrichtung (218) für
den hydrostatischen Wandler (4c) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß die volle
Einspeise-Ölmenge in den Hydrostat-Ölkreislauf eingeführt werden kann und der
Speisedruck durch ein regelbares Druckbegrenzungsventil (235; 233) bestimmt wird und
daß vorzugsweise das Ausspeiseöl für den Steuerdruck der Schaltkupplungen oder/und
weiteren Verbrauchern des Kraftfahrzeuges verwendet wird.
69. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 68,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeise- und Spül-Einrichtung (218) so
ausgebildet ist, daß Einspeise- und Ausspeiseöffnungen an verschiedenen, vorzugsweise
außerhalb der selben Flußlinie liegenden Stellen des hydrostatischen Arbeits-Kreislaufes,
insbesondere der nierenförmigen Ausnehmung (229) des hydrostatischen Wandlers (4c)
angeordnet sind, um möglichst den vollen Einlauf der Speiseölmenge in den
Hydrostatkreislauf zu erzwingen.
70. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 69,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regeleinrichtung des
Getriebes so ausgebildet ist, daß ein vom Fahrertyp abhängiges Individual-Programm
automatisch programmierbar ist, wobei dieses Programm manuell vorwählbar ist, z. B.
durch Betätigung einer mit Namenszeichen gekennzeichneten Drucktaste oder
kombiniert ist mit einer, der bestimmten Person zugeordneten automatischen
Sitzeinstellung oder/und Lenkradeinstellung oder anderen personenbezogenen
Einstellungen.
71. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 70,
dadurch gekennzeichnet, daß ein verbrauchs- oder/und schadstoffgünstiges
Programm automatisch oder wahlweise abrufbar ist, oder daß sich ein Eco-Programm
automatisch einstellt in zeitabhängigem Verhalten der Gas-Pedal-
Bewegungsgeschwindigkeit oder/und der Gaspedal-Bewegungscharakteristik oder/und in
Abhängigkeit zu einem Geschwindigkeitsprofil oder/und Straßen- oder/und Lastprofil.
72. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 71,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Schaltqualität für die
Bereichsschaltungen der hydrostatische Wandler mit einem automatisch steuerbaren
oder/und regelbaren zwischen Hoch- und Niederdruckleitung des hydrostatischen Wandlers
angeordneten Bypaßventil (114c; 216; 214; 215; 218; 233) versehen ist, welches bei
Rückschaltung von einem in den anderen Schaltbereich, insbesondere bei Brems- oder/und
Schubbetrieb automatisch anspricht, wobei vorzugsweise bei Einschalten der
Bypaßfunktion ein definierter, von einem oder mehreren Betriebs-Signalen abhängiger
Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen (206 und 207) wirksam wird.
73. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 72,
dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den beiden
Arbeitsdruckleitungen (206 und 207) des hydrostatischen Wandlers (4c) geschaltete Druck-
bzw. Bypaßventil (214; 215; 233; 217) gleichzeitig als Bremsregelventil für die Hydrostat-
Retarder-Funktion dient.
74. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 73,
dadurch gekennzeichnet, daß eine manuell betätigbare Einrichtung
vorgesehen ist, die eine stufenlose Änderung der Getriebeübersetzung bei gleichzeitiger
Änderung der Motordrehzahl ermöglicht, z. B. für die Vorbereitung von Motor und Getriebe
für einen Überholvorgang, wobei die Betätigungseinrichtung beliebig, z. B. in Form einer
Drucktaste am Lenkrad oder an anderer Stelle, gestaltet ist oder über ein Gaspedal-Signal,
z. B. durch einmaliges oder gegebenenfalls mehrmaliges kurzzeitiges Antippen bis
Erreichen der gewünschten Drehzahl.
75. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bewirkt,
daß bei Bremsbetätigung bzw. in der Bremsphase eine Übersetzungsanpassung an die
Geschwindigkeitsveränderung unter lastlosem oder Niedrig-Last-Zustand des Getriebes
erfolgt.
76. Getriebe nach Anspruch 75,
dadurch gekennzeichnet, daß für den Bremsbetrieb ein Druck- oder
Bypaßventil (216; 214c; 217; 233; 204; 214; 215) vorgesehen ist, daß nach oder bei
Bremsbetätigung wirksam ist und zwar so lange bis die Übersetzungsanpassung erfolgt ist.
77. Getriebe nach Anspruch 75,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckventil oder Bypaßventil (216; 214c;
217; 233; 204; 214; 215) vorgesehen ist, das in der Bremsphase die beiden
Arbeitsdruckleitungen (206 und 207) miteinander verbindet, und zwar solange, bis die
Übersetzungsanpassung erfolgt ist.
78. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 77,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Bremsbetrieb, insbesondere bei starken
Abbremsungen und zu starkem Gegeneinanderwirken von Getriebe und Bremse, durch ein
entsprechendes Signal, z. B. Drucksignal im Hydrostat-System oder/und Motordrehzahl-
Signal, die betreffende Bereichskupplung öffnet.
79. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 78,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsbetrieb das Druckventil bzw. Bypaß-
Druckventil (114c; 214; 215; 233; 216) in Wirkverbindung mit dem Bremssignal (f)
oder/und einem Drehzahl-Signal des Motors oder/und einem Drosselklappen-
Stellungssignal bzw. Füllungssignal des Motors oder/und einem Getriebeüber
setzungssignal oder/und einem Synchronsignal oder/und einem Last- oder Drucksignal oder
anderen Betriebssignalen steht.
80. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 79,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsbetrieb das Druckventil bzw. Bypaß-
Druckventil (114c; 214; 215; 233; 216) durch ein entsprechendes Signal zur Wirkung
kommt, wobei ein Mindest-Differenzdruck zwischen den beiden Arbeits-Druckleitungen
(206 und 207) aufrechterhalten bleibt, insbesondere für den Zweck, daß über die
Übersetzungsregelung eine Übersetzungsanpassung innerhalb der Bremsphase erfolgen
kann.
81. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 80,
dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsbremse und Getriebebremse oder/und
Hydrostat-Retarder-Bremsanlage derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein
Gegeneinanderwirken der Betriebsbremse und Hydrostatbremse dadurch vermieden wird,
daß über eine Bypaßfunktion über das Bypaß-Druckventil (114c; 214; 215; 233; 216) eine
Aufteilung der jeweiligen Bremsanteile über Betriebs- und Getriebebremse entsprechend
unterschiedlich dosiert werden, wobei verschiedene Betriebs-Signale, wie Bremspedal-
Signal, Drehzahl-Signale, Druck-Signale, Schalt- oder/und Synchron-Signale in
entsprechende Wirkverbindung gebracht werden.
82. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 81,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsbetrieb der getriebeseitige
Bremsanteil derart bemessen ist, daß mit abfallender Fahrgeschwindigkeit bzw.
Fahrzeugverzögerung die Motordrehzahl eine Drehzahlabsenkung, bevorzugt mit
kontinuierlichem Verlauf, erfährt.
83. Getriebe nach einem der Oberbegriffe der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (250) vorgesehen ist, die eine
Traktionskontinuität, insbesondere im unteren Geschwindigkeitsbereich, dadurch bewirkt,
daß stoßartige bzw. kurzzeitige Änderungen des Arbeitsdruckes (pA) entschärft bzw.
geglättet werden, derart, daß dem jeweiligen momentanen Arbeitsdruck (pA) ein um eine
bestimmte Differenzgröße höherer Limitierungs-Druck oder zulässiger Überdruck (pÜ)
zugeordnet ist, der den momentanen zulässigen Arbeitsdruck zeitlich begrenzt, bevorzugt
nach vorgegebener Charakteristik.
84. Getriebe nach Anspruch 83,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck-Regler (252) vorgesehen ist, der ein
Regel-Signal (253) für ein Druckventil (249) bildet, wobei das Druckregel-Signal (253) ein
über einen bestimmten Zeitfaktor oder nach einer vorbestimmten Zeit-Charakteristik sich
veränderndes, bevorzugt in Abhängigkeit zum momentanen Arbeitsdruck (pA) oder/und
verschiedenen Betriebs- oder Funktions-Signalen stehendes Druck-Signal zur Ansteuerung
des Druckventils (249) darstellt.
85. Getriebe nach Anspruch 83 und 84,
dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck (delta pR) zur Bestimmung
des jeweiligen Überdruckes (pÜ) durch eine Druckfeder (151) oder/und durch das
Speisedruck-Signal des Hydrostatkreislaufes oder/und andere Betriebs- oder Funktions-
Signale bestimmt wird.
86. Getriebe nach Anspruch 83 bis 85,
dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck (pÜ) nach einer konstanten
oder veränderlichen Charakteristik, z. B. in Abhängigkeit zum Abtriebsdrehzahl-Signal
oder/und Übersetzungs-Signal oder/und einem Betätigungs-Signal oder/und anderen
Signalen beeinflußt wird.
87. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 86,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsbetrieb bei geöffnetem Bypaßventil
die Übersetzungsanpassung durch Drehzahlvergleichs-Signale oder/und Verstellung des
stufenlosen Wandlers (4c) oder/und aus der über das Bypaßventil fließende Differenz-
Ölmenge zwischen Hoch- und Niederdruck resultiert, wobei die Bypaßfunktion bevorzugt
nach erreichter Differenz-Ölmenge NULL oder/und daß die Bypaßfunktion in Abhängigkeit
zu einem vorbestimmten Differenzdruck zwischen Hoch- und Niederdruckseite aufgehoben
wird.
88. Getriebe nach Anspruch 83 bis 85,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regel-Druck (pR) nach einer konstanten
oder veränderlichen Charakteristik, in Abhängigkeit eines oder mehrerer Signale (248), wie
z. B. Abtriebsdrehzahl-Signal (d) oder/und Übersetzungs-Signal oder/und einem
Betätigungs-Signal oder/und anderen Signalen beeinflußt wird, und daß dieser Regel-
Druck (pR) in Wirkverbindung mit einem Druckventil (249) steht, das den Überdruck
zulässigen (pÜ) bestimmt, und daß dem Druckventil (249) ein Wechselventil (247)
zugeordnet ist, das über eine Ölleitung (248) nach Ansprechen des Überdruckventiles die
überströmende Ölmenge auf die Niederdruckseite (206 bzw. 207) des Hydrostat-Kreislaufes
leitet.
89. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 88,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrregelung eine Regel-Charakteristik
besitzt nach der jeder Fahrpedalbewegung bzw. Veränderung des Drosselklappen-Winkels
(DW) eine bestimmte Motordrehzahl-Charakteristik zugeordnet ist, wobei die
Veränderung der Getriebe-Übersetzung (ÜT; ÜB) sich in Abhängigkeit zum jeweiligen
Fahrprofil bzw. Straßenprofil bzw. Lastprofil unterschiedlich anpaßt (Fig. 6ga).
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19510179A DE19510179A1 (de) | 1994-03-21 | 1995-03-21 | Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung |
DE19535093A DE19535093A1 (de) | 1994-11-18 | 1995-09-21 | Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung |
Applications Claiming Priority (4)
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DE4409574 | 1994-03-21 | ||
DE4424807 | 1994-07-14 | ||
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DE19510179A DE19510179A1 (de) | 1994-03-21 | 1995-03-21 | Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung |
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Family Applications (1)
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DE19510179A Withdrawn DE19510179A1 (de) | 1994-03-21 | 1995-03-21 | Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung |
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