DE19534391A1 - Steueranordnung für ein Reibradgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für ein im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Reibradge­ triebe mit stufenlos änderbarem Drehzahl-Umsetzungsverhält­ nis, insbesondere für ein Reibradgetriebe mit wenigstens einem Paar ringförmig eine gemeinsame Drehachse umschließen­ der, als zur gemeinsamen Drehachse zentrische Kreistorus- Teilflächen ausgebildeter Reibflächen, die aufeinander zu kraftbelastet sind und sich relativ zueinander um die Drehachse drehbar über wenigstens ein Reibrad aneinander abstützen, das seinerseits um eine zumindest näherungsweise radial zu seiner Drehachse verlaufende Schwenkachse schwenk­ beweglich geführt ist.

Aus WO 90/02277 ist ein im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeugs angeordnetes Reibradgetriebe ("Torotrak-Reibradgetrie­ be") bekannt, dessen Drehzahlumsetzungsverhältnis sich stufenlos und selbsttätig auf einen Wert einstellen läßt, bei welchem das Reibradgetriebe den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs mit einem vorbestimmten Drehmoment belastet. Das Reibradgetriebe umfaßt zwei jeweils für sich um eine gemeinsame Drehachse drehbare Reibscheiben, die einander gegenüberliegende, als Kreistorus-Teilflächen ausgebildete Reibflächen haben und sich über mehrere, jeweils für sich frei drehbar gelagerte Reibräder reibschlüssig aneinander abstützen. Die Reibscheiben sind zur Erzeugung des Reib­ schlusses der Reibräder in Richtung der Drehachse durch ein erstes hydraulisches Stellgerät aufeinander zu belastet. Die Reibräder ihrerseits sind um eine zur Reibradachse jeweils radiale und angenähert in Richtung des Torusringumfangs verlaufende Schwenkachsen schwenkbeweglich geführt. In Richtung der Schwenkachsen wirksame hydraulische Stellgeräte können die Reibräder in Richtung ihrer Schwenkachsen bela­ sten, so daß sich diese entsprechend dem von diesen Stell­ geräten ausgeübten Stellkräfte schwenkbeweglich relativ zu den Reibflächen verstellen und dementsprechend das Drehzah­ lumsetzungsverhältnis ändern.

Dem bekannten Reibradgetriebe ist eine Steueranordnung zugeordnet, die für die Erzeugung der genannten Stellkräfte eine hydraulische Stellanlage wie auch eine mittels Sensoren auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit oder/und das von dem Verbrennungs­ motor erzeugte oder geforderte Drehmoment ansprechende, elektronische Getriebesteuerung umfaßt. Die hydraulische Stellanlage weist Hydraulikpumpen und Proportional-Steuerven­ tile auf, über die die Getriebesteuerung den Hydraulikdruck der Stellgeräte auf einem das Drehmoment und damit das Drehzahlumsetzungsverhältnis bestimmenden Wert stellt.

Das bekannte Reibradgetriebe fällt bei einem Defekt der hydraulischen Stellanlage oder der Getriebesteuerung voll­ ständig aus, so daß sich das Kraftfahrzeug aus eigener Kraft nicht mehr bewegen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steueranordnung für ein Reibradgetriebe der vorstehend erläuterten Art anzugeben, die auch einen Notbetrieb des Reibradgetriebes ermöglicht.

Die Erfindung geht aus von einer Steueranordnung, welche umfaßt:

• - Eine hydraulische Stellanlage mit einer Hydraulikpumpen­ anordnung, mit wenigstens einem hydraulischen Stellgerät zur Beeinflussung des Drehzahlumsetzungs-Verhältnisses, insbesondere zum Verstellen einer jedes Reibrad in Richtung seiner Schwenkachse belastenden Stellkraft oder/und einer die Reibflächen in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse aufeinander zu belastenden Stellkraft und wenigstens einem die Stellkraft des Stellgeräts steuernden Steuerventil und
• - eine mittels Sensoren auf Betriebsparameter des Kraft­ fahrzeugs, insbesondere auf Betriebsparameter, die allein oder in Kombination mit anderen Betriebsparame­ tern ein Maß für die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahr­ zeugs oder/und das von einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind, ansprechende, elektronische Getriebesteuerung zur Steuerung zumindest des Steuerventils und ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerventil ein Hilfssteuerven­ til zugeordnet ist, derart, daß die Stellkraft des Stellgeräts wechselweise durch das Steuerventil oder das Hilfsventil steuerbar ist, und daß das Hilfssteuerventil mittels einer von der Getriebesteuerung unabhängigen, gleichfalls mittels Sensoren auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs ansprechenden Hilfssteuerung steuerbar ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die hydrauli­ schen Komponenten der Steueranordnung im allgemeinen eine höhere Betriebssicherheit haben als die elektrischen Kom­ ponenten, wozu auch elektrische Antriebskomponenten, bei­ spielsweise der hydraulischen Stellgeräte gehören. Für den Notbetrieb des Reibradgetriebes sind diese Komponenten redundant vorhanden und zwar so, daß sie wechselweise das Reibradgetriebe steuern können. Auch im Notbetrieb kann damit das Drehzahl-Umsetzungsverhältnis des Reibradgetriebes entsprechend den Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs automatisch der Betriebssituation angepaßt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß auch während des Fahrbetriebs von der normalen Betriebsart auf Notbetrieb umgeschaltet werden kann, was nicht zuletzt dazu beiträgt, Gefahrensitua­ tionen im Fahrbetrieb zu vermeiden.

Die Steuerventile und die Hilfssteuerventile sind voneinander unabhängig betreibbar. Wenngleich sich die Anzahl dieser Ventile damit verdoppelt, so kann doch der Kostenaufwand gering gehalten werden, denn die Steuergenauigkeit der Hilfssteuerventile kann geringer gemessen werden als die der im Normalbetrieb aktiven Steuerventile.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Steuerventil und das zugeordnete Hilfssteuerventil als Proportionalventile ausgebildet sind und die Getriebesteue­ rung und die Hilfssteuerung die Proportionalventile abhängig von Betriebsparametern, die allein oder in Kombination mit anderen Betriebsparametern ein Maß für das von dem Ver­ brennungsmotor erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind, so steuert, daß sich das Reibradgetriebe auf ein den Verbren­ nungsmotor im wesentlichen diesem Drehmoment belastenden Wert des Drehzahlumsetzungsverhältnisses einstellt. Sowohl die Getriebesteuerung als auch die Hilfssteuerung bestimmen damit das Drehzahlumsetzungsverhältnis so, daß der Verbrennungs­ motor mit einem der Fahrsituation angepaßten Drehmoment belastet wird. Die Getriebesteuerung und gegebenenfalls die Hilfssteuerung gibt jedoch in der Regel nicht nur das an dem Getriebe einzustellende Motorbelastungsmoment vor, sondern kann auch Drehzahl- oder/und Drehmomentanforderungsbefehle an eine den Verbrennungsmotor hinsichtlich dieser Parameter steuernde Motorsteuerung (Motorkennfeldsteuerung) abgeben. Da sowohl die Getriebesteuerung als auch die Hilfssteuerung in dieser Weise tätig werden, läßt sich auch im Notbetrieb ein hohes Maß an Fahrkomfort erreichen.

Das Reibradgetriebe wird im Normalbetrieb durch die Getriebe­ steuerung gesteuert. Andererseits arbeitet die Hilfssteuerung parallel, ohne daß sie jedoch die Hilfssteuerventile akti­ viert. Die in der Hilfssteuerung verfügbaren Informationen werden in einer bevorzugten Ausführungsform zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Getriebesteuerung oder/und des Reibradgetriebes ausgenutzt. So kann vorgesehen sein, daß die Getriebesteuerung der Hilfssteuerung Informationen über Betriebsparameter des Reibradgetriebes, insbesondere den Hydraulikdruck oder/und die Getriebetemperatur oder/und die am Eingang oder/und am Ausgang des Reibradgetriebes auf­ tretenden Drehzahlen oder/und das Drehzahlumsetzungsverhält­ nis oder/und von der Getriebesteuerung errechnete Betriebs­ daten für den Verbrennungsmotor, insbesondere Drehzahlanfor­ derungsdaten oder/und Drehmomentanforderungsdaten zur Überprüfung liefert. Stellt die Hilfssteuerung Abweichungen dieser Informationen von Grenzwerten oder Toleranzbändern oder entsprechenden in der Hilfssteuerung errechneten oder verfügbaren Daten und Informationen fest, so inaktiviert sie die Getriebesteuerung und übernimmt in einem Notbetriebs­ programm die Steuerung der Hilfssteuerventile. Die Hilfs­ steuerung überprüft die von der Getriebesteuerung zur Einstellung des Drehzahlumsetzungsverhältnisses erzeugten Informationen insbesondere auch auf Plausibilität und inaktiviert die Getriebesteuerung im Fehlerfall.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Hilfssteuerung für in zeitlichen Abständen sich wiederholende Testbetriebsphasen eingerichtet ist, in welchen das Steuerventil inaktiviert und das zugeordnete Hilfssteuerventil aktiviert sind. In den Testbetriebsphasen übernimmt die Hilfssteuerung auch im Normalbetrieb die Steuerung der Hilfssteuerventile zu Testzwecken.

Die Hilfssteuerung ist funktionell unabhängig von der Getriebesteuerung. Wenngleich zur Erhöhung der Fehlersicher­ heit die der Hilfssteuerung zur Erfassung der Betriebs­ parameter zugeordneten Sensoren zusätzlich zu den Sensoren der Getriebesteuerung vorhanden sein können, so versteht sich doch, daß zumindest ein Teil der Sensoren beiden Steuerungen gemeinsam sein kann.

Bevorzugt ist die Hilfssteuerung zugleich funktioneller Bestandteil einer das vom Antriebsstrang übertragene Drehmo­ ment beeinflussenden Steuerung, insbesondere einer elek­ trischen Drosselklappen- oder Einspritzpumpensteuerung. Derartige auch als elektronische Motorlaststeuerung oder "elektronisches Gaspedal" bekannte Steuerungen liefern in der Regel bereits drehmomentbestimmende Ausgangssignale, die sich analog zum Betrieb der Getriebesteuerung zur drehmoment­ abhängigen Steuerung des Getriebes mit ausnutzen lassen. Der Gesamtaufwand läßt sich auf diese Weise verringern. Gegebe­ nenfalls müssen die vorhandenen Steuerungen durch Ausgangs­ stufen für die Steuerung der Hilfssteuerventil ergänzt werden.

Die Hilfssteuerung ist bevorzugt als von der Getriebesteue­ rung funktionell gesonderte Schaltung ausgebildet und umfaßt zumindest eine von der Getriebesteuerung gesonderte Rechen und Steuereinheit. Bevorzugt sind auch die für die Stromzu­ führung aus dem Bordnetz erforderlichen Schaltungskomponenten gesondert und gegebenenfalls sind auch die. Schnittstellen gesondert, mit welchen die Getriebesteuerung und die Hilfs­ steuerung zur Steuersignal- oder/und Informationssignalzufüh­ rung oder -abgabe an die jeweils andere Steuerung miteinander verbunden oder an einen diese Steuerungen miteinander verbindenden Datenbus angeschlossen sind. Die Hilfssteuerung und die Getriebesteuerung können hierbei zu einer mechani­ schen Baueinheit vereinigt sein, insbesondere dann, wenn auch das Steuerventil und das Hilfssteuerventil mechanisch zu einer Baueinheit vereinigt sind.

Das Steuerventil und das Hilfsventil sind zweckmäßigerweise als elektrisch steuerbare Proportionalventile ausgebildet. Um einen wechselweisen Betrieb der Proportionalventile zu ermöglichen, können diese hydraulisch einander parallel geschaltet sein. Die Konstruktion wird jedoch besonders betriebssicher und kostengünstig, wenn die Proportionalven­ tile im elektrisch stromlosen Zustand federnd in eine Öffnungsstellung vorgespannt sind und hydraulisch zueinander in Serie angeordnet sind. Ist eines dieser Ventile defekt, so wird es in die vollständig geöffnete Stellung gestellt, und das Drehzahlumsetzungsverhältnis wird durch das jeweils andere Proportionalventil gesteuert.

Dem Reibradgetriebe kann ein zusätzliches mechanisches Getriebe, beispielsweise in Form eines Schaltgetriebes, im Antriebsstrang beigeordnet sein, um für Rückwärtsfahrten die Antriebsrichtung umkehren zu können und gegebenenfalls den Drehzahlvariationsbereich vergrößern zu können. Zur Steuerung eines solchen gleichfalls im Antriebsstrang angeordneten Stufenschaltgetriebes kann die hydraulische Stellanlage wenigstens ein elektrisch steuerbares Schaltventil umfassen, das gleichfalls durch die Getriebesteuerung gesteuert wird. Um auch dieses Schaltventil in den Notbetrieb einbeziehen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, daß es nicht nur elektrisch sondern auch hydraulisch steuerbar ist und daß die Hilfs­ steuerung ein elektrisches Hilfsschaltventil steuert, welches seinerseits das Schaltventil hydraulisch steuert. Eine solche Anordnung läßt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer hydraulischen Stell­ anlage für ein in dem Antriebsstrang der Fig. 1 angeordnetes Reibradgetriebe;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer elektronischen, unter anderem die hydraulische Stellanlage nach Fig. 2 steuernden Steuerung und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Variante der elektroni­ schen Steuerung.

Fig. 1 zeigt, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, schematisch ein Reibradgetriebe bekannter Art, wie es in ähnlicher Form beispielsweise in WO 90/02277 beschrieben ist. In diesem Antriebsstrang treibt ein Verbrennungsmotor 1 zwei drehfest auf einer Eingangswelle 3 eines allgemein mit 5 bezeichneten Reibradgetriebes angeordnete Reibscheiben 7, 9, von denen eine, hier die Reibscheibe 7, axial fest auf der Eingangswelle 3 sitzt, während die Reibscheibe 9 drehfest, aber axial beweglich auf der Eingangswelle 3 geführt ist und den Kolben eines bezogen auf die Eingangswelle 3 axial festen, insbesondere jedoch auch drehfesten Hydraulikzylin­ ders 11 bildet. Durch Druckerhöhung in einem hydraulischen Druckraum 13 des Zylinders 11 wird auf das Reibrad 9 eine zum Reibrad 7 hin wirkende Stellkraft ausgeübt. Zwischen den die Eingangskomponenten des Reibradgetriebes 5 bildenden Reib­ scheiben 7, 9 ist als Ausgangskomponente eine weitere Reibscheibe 15 relativ zu den Reibscheiben 7, 9 um die Eingangswelle 3 drehbar angeordnet. Die Reibscheiben 7, 9 einerseits und die Reibscheibe 15 andererseits haben als Kreistorus-Teilflächen ausgebildete, paarweise einander in Richtung der Drehachse der Eingangswelle 3 sich gegenüber­ liegende Reibflächen 17, an welchen jeweils mehrere Reibräder 19 jeweils in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt abrol­ len. Fig. 1 zeigt für jedes Reibflächenpaar lediglich eines der Reibräder 19. Jedes Reibrad 19 ist um seine Radachse 21 drehbar an einer Deichsel 23 gelagert, die, wie am besten Fig. 2 zeigt, um eine radial zur Raddrehachse 21 und angenä­ hert in Torusumfangsrichtung sich erstreckende Schwenkachse 25 schwenkbar geführt ist. An der Deichsel 23 greift in Richtung der Schwenkachse 25 ein in beiden Richtungen wirkendes hydraulisches Stellgerät, hier in Form eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders 27, an, der abhängig von der Hydraulikdruckdifferenz in seinen beiden Druckräumen 29, 31 eine näherungsweise in Richtung der Torus- Ringachse verlaufende Stellkraft auf das einzelne, ihm gesondert zugeordnete Reibrad 29 ausübt.

Wie im einzelnen beispielsweise in WO 90/02227 erläutert wird, erzeugt der Hydraulikdruck im Druckraum 13 des Zylin­ ders 11 einen Anpreßdruck, der für nicht gleitendes Abrollen sämtlicher Reibräder 19 an den zugeordneten Reibflächen 17 sorgt. Im Betrieb erzeugen die den einzelnen Reibrädern 19 zugeordneten Zylinder 27 Reaktionskräfte, die die Schwenk­ stellung der Reibräder 19 abhängig von dem Lastdrehmoment des Reibradgetriebes 5 im Gleichgewicht zu halten versuchen. Die Schwenklage der Reibräder 19 und damit das Drehzahlumset­ zungsverhältnis des Reibradgetriebes 5 stellt sich abhängig von der mittels des Zylinders 27 erzeugten Reaktionskraft und abhängig von der Drehmomentbelastung des Getriebes selbst­ tätig ein. Die Reaktionskraft des Zylinders 27 wird durch die Druckdifferenz in den beiden Druckräumen 29, 31 bestimmt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Größe der Druckdifferenz dem Belastungsdrehmoment direkt proportional ist.

Um auf eine Anfahrkupplung im Antriebsstrang verzichten zu können und ferner die Abtriebsdrehrichtung bei vergrößertem Drehzahländerungsbereich umkehren zu können, wirkt das Reibradgetriebe 5 nicht direkt auf eine Ausgangswelle 33, sondern über ein durch steuerbare Kupplungen 35, 37 schalt­ bares Planetengetriebe 39 (Fig. 1) . Das Planetengetriebe 39 umfaßt ein zur Ausgangswelle 33 gleichachsig drehbares Sonnenrad 41, das über eine Antriebsverbindung 43, beispiels­ weise einen Riementrieb oder ein Zahnradgetriebe oder dergleichen mit der ausgangsseitigen Reibscheibe 15 in Drehverbindung steht und über die Kupplung 37 mit der Ausgangswelle 33 kuppelbar ist, sowie ein mit der Ausgangs­ welle 33 fest verbundenes Hohlrad 45. Mit dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 45 kämmen Planetenräder 47, deren Planeten­ radträger 49 über die Kupplung 35 und eine weitere Antriebs­ verbindung 51, beispielsweise eine Zahnradverbindung oder eine Riemen- oder Kettenverbindung mit der Eingangswelle 3 des Reibradgetriebes 5 in Antriebsverbindung steht.

Bei geöffneten Kupplungen 35 und 37 ist die Ausgangswelle 33 von der Eingangswelle 3 abgekuppelt; das Getriebe befindet sich in neutraler Stellung. Das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 39 bei Antrieb vom Planetenradträger 49 her, d. h. bei geschlossener Kupplung 35 und geöffneter Kupplung 37, ist so bemessen, daß bei in einer Mittelstellung stehenden Reibrädern 19 die Drehbewegung des Planetenrad­ trägers 49 durch die Drehbewegung dem Sonnenrads 41 kom­ pensiert wird und das Getriebe sich insgesamt in einer Stellung befindet, in der die Ausgangswelle 33 trotz ge­ schlossener Kupplung 35 in Ruhe ist und aus der durch Ver­ ändern der Schwenkstellung der Reibräder 19 entweder in Rückwärtsrichtung oder in Vorwärtsrichtung angefahren werden kann. Wird in Vorwärtsrichtung angefahren, so kann in der Schwenk-Endstellung der Reibräder 19 durch Umschalten der Kupplungen 35, 37, d. h. durch Öffnen der Kupplung 35 und Schließen der Kupplung 37 das Planetengetriebe 39 abgeschal­ tet werden. Das Reibradgetriebe 5 treibt nunmehr die Aus­ gangswelle 33 direkt an, wobei durch Verstellen des Reibrad­ getriebes 5 die Ausgangsdrehzahl über den gesamten Verstell­ bereich des Reibradgetriebes 5 weiter erhöht werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer sowohl den Zylinder 11 als auch die den einzelnen Reibrädern 19 zugeordneten Zylinder 27 steuernden, hydraulischen Stellanlage, die auch nicht näher dargestellte hydraulische Stellanordnungen der Kupplungen 35, 37 steuert. Die Stellanlage umfaßt zwei durch Druckbegrenzungsventile 53 geschützte Pumpen 55, 57, gegebe­ nenfalls in Form einer einzigen zweikammrigen Pumpe, die aus einem gemeinsamen Pumpensumpf 59 ansaugen. Die Pumpe 55 ist ausgangsseitig mit dem Druckraum 29 jedes der Zylinder 27 verbunden und ist ferner über die Serienschaltung eines Steuerventils 61 und eines Hilfssteuerventils 63 an eine zum Pumpensumpf 59 zurückführende, ein federbelastetes Rück­ schlagventil 65 enthaltende Rückführleitung angeschlossen. In entsprechender Weise sind mit dem Ausgang der Pumpe 57 die Druckräume 31 sämtlicher Zylinder 27 sowie die Serienschal­ tung eines weiteren Steuerventils 69 und eines weiteren Hilfssteuerventils 71 verbunden, wobei die Serienschaltung des Steuerventils 69 und des Hilfssteuerventils 71 wiederum zu der Rückführleitung 67 führt. Bei den Steuerventilen 61, 69 und den Hilfssteuerventilen 63, 71 handelt es sich um elektrisch steuerbare Proportionalventile, die im stromlosen Zustand federbelastet in ihre Öffnungsstellungen gestellt sind. Die Größe der den Proportionalventilen zugeführten elektrischen Steuersignale bestimmt die Größe des Drucks in den Druckkammern 29, 31 sämtlicher Zylinder 27 und damit, wie vorstehend erläutert, das von dem Reibradgetriebe 5 auf den Verbrennungsmotor 1 ausgeübte Lastmoment.

Der Druckraum 11 ist über eine Ventilanordnung 73, beispiels­ weise zwei gegensinnig öffnende Rückschlagventile, mit beiden Pumpen 55, 57 verbunden, so daß er jeweils an die ausgangs­ seitig den höheren Druck führende Pumpe angeschlossen ist.

Die Kupplungen 35, 37 sind über Umschaltventile 75 bzw. 77 wechselweise mit einer Druckleitung 79 und einer Druck­ entlastungsleitung 81 verbindbar. Die Druckleitung 79 ist über eine der Ventilanordnung 73 entsprechende Ventilanord­ nung 83 mit der jeweils den größeren Ausgangsdruck liefernden Pumpe 55 oder 57 verbunden, während die Druckentlastungs­ leitung 81 zur Rückführleitung 67 führt. Bei den Umschaltven­ tilen 75, 77 kann es sich um 2/3-Schaltventile handeln. In jedem Fall sind sie jedoch sowohl elektrisch als auch hydraulisch steuerbar. Für die hydraulische Steuerung der Umschaltventile 75, 77 sind elektrisch steuerbare Hilfs­ schaltventile 85, 87 vorgesehen, die den Hydrauliksteuer­ eingang der Umschaltventile 75, 77 wechselweise mit der Druckleitung 79 oder der Druckentlastungsleitung 81 verbinden können.

Die vorstehend erläuterte hydraulische Stellanlage erlaubt die Steuerung des Reibradgetriebes 5 und der Kupplungen 35, 37 sowohl in einer Normalbetriebsart als auch in einer Notbetriebsart. In der Normalbetriebsart sind die Hilfs­ steuerventile 63, 71 geöffnet und die Hilfsschaltventile 85, 87 geschlossen. Die Steuerventile 61, 69 und die Umschaltven­ tile 75, 77 können, wie in Fig. 3 angedeutet ist, zu einem Hauptventilblock 89 zusammengefaßt sein und werden von einer elektronischen Getriebesteuerung 91 im Normalbetrieb gesteu­ ert. Die Hilfssteuerventile 63, 71 sowie gegebenenfalls die Hilfsschaltventile 85, 87 sind gleichfalls zu einem Ventil­ block 93 zusammengefaßt, der zweckmäßigerweise mit dem Ventilblock 89 zu einer Baueinheit vereinigt ist. Die Ventile des Ventilblocks 93 werden von einer elektronischen Hilfs­ steuerung 95 gesteuert. Sowohl die Getriebesteuerung 91 als auch die Hilfssteuerung 95 erhalten über einen Datenbus 97 Informationen über Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, die von bei 99 angedeuteten Sensoren oder anderen Steuer- oder Regeleinrichtungen des Kraftfahrzeugs erzeugt und an den Datenbus 97 abgegeben werden. Beispielsweise können an den Datenbus 97 ein Antiblockiersystem 101 (ABS) oder eine Antriebsschlupfregelung 103 oder dergleichen angeschlossen sein. Im einzelnen liefern diese Komponenten über den Datenbus 97 insbesondere Daten über die momentane Einstellung einer Drosselklappe oder einer Einspritzpumpe, über die momentane Stellung eines nicht näher dargestellten Fahrpedals des Kraftfahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 und der Drehzahl der angetriebenen Räder. Auch können über den Datenbus 97 Informationen geliefert werden, ob die Antriebsschlupfregelung 103 aktiv ist. Soweit diese Daten und Informationen nicht über die Systemkomponenten geliefert werden, werden sie von den Sensoren 99 bereitgestellt. Aus weiteren Sensoren 105 erhält die Getriebesteuerung 105 ferner Daten über die Temperatur oder/und den Hydraulikdruck des Reibradgetriebes 5.

Die Getriebesteuerung 91 errechnet aus den ihr über den Datenbus 97 zugeführten Informationen und Steuersignalen eines Gangwählhebels 107, an welchem die Getriebeanordnung zwischen neutraler Stellung, Parkstellung, Vorwärtsfahr­ stellung und Rückwärtsfahrstellung umgeschaltet werden kann, Vorgabedaten für eine der Fahrsituation angepaßte Drossel­ klappen- bzw. Einspritzpumpenstellung, d. h. das Motordrehmo­ ment, sowie Vorgabedaten für die Motordrehzahl und liefert diese Vorgabedaten zusammen mit Daten über den Getriebebet­ riebszustand, wie zum Beispiel Temperatur, das gewählte Betriebsprogramm des Getriebes, den Hydraulikdruck und das an dem Getriebe eingestellte Drehzahlumsetzungsverhältnis. Die Hilfssteuerung 95 übernimmt diese Daten und Informationen aus dem Datenbus 97 und überprüft die Daten auf Plausibilität oder/und Einhalten vorbestimmter Toleranzgrenzen. Stellt die Hilfssteuerung 95 einen Fehler fest, so inaktiviert sie die Getriebesteuerung 91 über eine Leitung 109 oder gegebenen­ falls den Datenbus 97 und übernimmt über die Ventile des Hilfsventilblocks 93 in einem Notfahrprogramm die Steuerung des Getriebes. Auch die Getriebesteuerung 91 überprüft die ihr zur Verfügung stehenden Daten auf Plausibilität oder Einhaltung vorbestimmter Toleranzgrenzen. Im Fehlerfall liefert die Getriebesteuerung 91 ein Inaktivierungssignal über eine Leitung 111 bzw. den Datenbus 97 an die Hilfss­ teuerung 95, die daraufhin gleichfalls über den Hilfsventil­ block 93 die Steuerung des Getriebes übernimmt. In einem Display 113 wird angezeigt, daß das Getriebe in der Notbe­ triebsart betrieben wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Getriebesteuerung 91 einkanalig aufgebaut. Als Hilfssteuerung 95 wird eine üblicherweise zweikanalig aufgebaute elektronische Motorlast­ steuerung des Verbrennungsmotors 1 ausgenutzt, was den Vorzug hat, daß der größte Teil der Komponenten dieser die Drossel­ klappe bzw. die Einspritzpumpe des Verbrennungsmotors 1 in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung nach Art eines "elektronischen Gaspedals" steuernden Einrichtung mehrfach ausgenutzt werden können. Die elektronische Motorlaststeue­ rung ermittelt ohnehin die für den Betrieb des Reibradgetrie­ bes erforderlichen Daten und wird für die Steuerung des Hilfsventilsblocks 93 mit zusätzlichen Ausgangstreibern 115 ausgerüstet. Zusätzlich wird der elektronischen Motorlast­ steuerung das Signal des Gangwählhebels 107 zugeführt. Wesentlich ist, daß die Getriebesteuerung 91 nicht in die sicherheitsrelevanten Steuermechanismen der elektronischen Motorlaststeuerung eingreift.

Die Hilfssteuerung 95 ist in zeitlichen Abständen, beispiels­ weise in periodisch sich wiederholenden zeitlichen Abständen in eine Testbetriebsart umschaltbar, in der sie zur Über­ prüfung der Funktionsweise der Ventile des Hilfsventilblocks 93 die Getriebesteuerung 91 inaktiviert und das Getriebe für eine kurze Zeitspanne über den Hilfsventilblock 93 betreibt.

Fig. 4 zeigt eine Variante der elektronischen Getriebesteue­ rung nach Fig. 3. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 3 bezeichnet und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 3 Bezug genommen.

In der Steuerung nach Fig. 4 sind die Getriebesteuerung 91a und die Hilfssteuerung 95a wiederum voneinander funktionell getrennte Baueinheiten, die die Ventile des Ventilblocks 89a bzw. des Hilfsventilblocks 93a jeweils steuern. Die Hilfs­ steuerung 95a ist als eigenständige Schaltung aufgebaut, d. h. gesondert von einer eventuell zusätzlich vorgesehenen elektronischen Motorlaststeuerung 117 und umfaßt in nicht näher dargestellter Weise eine eigene Recheneinheit, eigene Signalankopplungsstufen bzw. Schnittstellen und gesonderte Ausgangsstufen zur Steuerung des Hilfsventilblocks 93a. Auch die Betriebsspannungs-Aufbereitungsstufen, mit welchen die Getriebesteuerung 91a und die Hilfssteuerung 95a an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs, wie bei 119 bzw. 121 angedeutet, angeschlossen sind, sind voneinander unabhängig aufgebaut. Bei der Hilfssteuerung 95a kann es sich um ein von der Getriebesteuerung 91a um ein auch baulich gesondertes Gerät handeln; zweckmäßigerweise sind jedoch die Getriebesteuerung 91a und die Hilfssteuerung 95a, wie bei 123 angedeutet, mechanisch zu einer Baueinheit vereinigt.

Claims (13)

1. Steueranordnung für ein im Antriebsstrang eines Kraft­ fahrzeugs angeordnetes Reibradgetriebe (5) mit stufenlos änderbarem Drehzahlumsetzungsverhältnis, insbesondere für ein Reibradgetriebe (5) mit wenigstens einem Paar ringförmig eine gemeinsame Drehachse umschließender, als zur gemeinsamen Drehachse zentrische Kreistorus-Teil­ flächen ausgebildeter Reibflächen (17), die aufeinander zu kraftbelastet sind und sich relativ zueinander um die Drehachse drehbar über wenigstens ein Reibrad (19) aneinander abstützen, das seinerseits um eine zumindest näherungsweise radial zu seiner Raddrehachse verlaufende Schwenkachse (25) schwenkbeweglich geführt ist, um­ fassend

• - eine hydraulische Stellanlage mit einer Hydraulik­ pumpenanordnung (55, 57), mit wenigstens einem hydraulischen Stellgerät (13, 27) zur Beeinflus­ sung des Drehzahlumsetzungsverhältnisses, ins­ besondere zum Verstellen einer das Reibrad (19) in Richtung seiner Schwenkachse (25) belastenden Stellkraft oder/und einer die Reibflächen (17) in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse aufeinander zu belastenden Stellkraft und mit wenigstens einem die Stellkraft des Stellgeräts (13, 27) steuernden Steuerventil (61, 69) und
• - eine mittels Sensoren (99, 105) auf Betriebspara­ meter des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf Be­ triebsparameter, die allein oder in Kombination mit anderen Betriebsparametern ein Maß für die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder/und das von einem Verbrennungsmotor (1) des Kraftfahr­ zeugs erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind, ansprechende, elektronische Getriebesteuerung (91) zur Steuerung zumindest des Steuerventils (61, 69),

dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerventil (61, 69) ein Hilfssteuerventil (63, 71) zugeordnet ist, derart, daß die Stellkraft des Stellgeräts (13, 27) wechselweise durch das Steuerventil (61, 69) oder das Hilfssteuerven­ til (63, 71) steuerbar ist,
und daß das Hilfssteuerventil (63, 71) mittels einer von der Getriebesteuerung (91) unabhängigen, gleichfalls mittels Sensoren (99, 105) auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs ansprechenden Hilfssteuerung (95) steuerbar ist.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (61, 69) und das zugeordnete Hilfssteuerventil (63, 71) als Proportionalventile ausgebildet sind und die Getriebesteuerung (91) und die Hilfssteuerung (95) die Proportionalventile abhängig von Betriebsparametern, die allein oder in Kombination mit anderen Betriebsparametern ein Maß für das von dem Verbrennungsmotor (1) erzeugte oder angeforderte Drehmoment sind, so steuert, daß sich das Reibradge­ triebe (5) auf ein den Verbrennungsmotor (1) im wesent­ lichen mit diesem Drehmoment belastenden Wert des Drehzahlumsetzungsverhältnisses einstellt.

3. Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfssteuerung (95) von der Getriebe­ steuerung (91) zur Einstellung des Drehzahlumsetzungs­ verhältnisses erzeugte Informationen an Hand von auf Seite der Hilfssteuerung (95) erzeugten oder verfügbaren Information überprüft, insbesondere auf Plausibilität überprüft, und die Getriebesteuerung (91) im Fehlerfall inaktiviert sowie ihrerseits die Hilfssteuerventile (63, 71) für die Beeinflussung des Drehzahlumsetzungsverhält­ nisses steuert.

4. Steueranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (91) der Hilfssteuerung (95) Informationen über Betriebsparameter des Reibradgetrie­ bes (5), insbesondere den Hydraulikdruck oder/und die Getriebetemperatur oder/und die am Eingang oder/und am Ausgang des Reibradgetriebes (15) auftretenden Drehzah­ len oder/und das Drehzahlumsetzungsverhältnis oder/und von der Getriebesteuerung (91) errechnete Betriebsdaten für den Verbrennungsmotor (1), insbesondere Drehzahlan­ forderungsdaten oder/und Drehmomentanforderungsdaten zur Überprüfung liefert.

5. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerung (95) für in zeitlichen Abständen sich wiederholende Testbe­ triebsphasen eingerichtet ist, in welchen das Steuerven­ til (61, 69) inaktiviert und das zugeordnete Hilfs­ steuerventil (63, 71) aktiviert sind.

6. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerung (95) zugleich funktioneller Bestandteil einer das vom Antriebsstrang übertragene Drehmoment beeinflussenden Steuerung, insbesondere einer elektronischen Drossel­ klappen- oder Einspritzpumpensteuerung ist.

7. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerung (95; 95a) als von der Getriebesteuerung (91; 91a) funktionell gesonderte Schaltung, insbesondere auch von weiteren, den Verbrennungsmotor (1) steuernden Steuerschaltungen (117) funktionell gesondere Schaltung (95a) ausgebildet ist und eine von der Getriebesteuerung (91; 91a) gesonderte Rechen- und Steuereinheit umfaßt.

8. Steueranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerung (95a) und die Getriebesteuerung (91a) mechanisch zu einer Baueinheit (123) vereinigt ist.

9. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (61, 69) und das Hilfssteuerventil (63, 71) als elektrisch steuerbare Proportionalventile ausgebildet sind, die im elektrisch stromlosen Zustand federnd in eine Öffnungs­ stellung vorgespannt sind und hydraulisch zueinander in Serie angeordnet sind.

10. Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerventil (63, 71) für eine geringere Stellgenauigkeit bemessen ist als das Steuerventil (61, 69).

11. Steueranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (61, 69) und das Hilfssteuerventil (63, 71) mechanisch zu einer Bau­ einheit vereinigt sind.

12. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (91) zusätzlich wenigstens ein elektrisch steuerbares Schaltventil (75, 77) der hydraulischen Stellanlage, insbesondere ein Schaltventil eines gleichfalls im Antriebsstrang angeordneten Stufenschaltgetriebes (39) steuert,
daß wenigstens dieses Schaltventil (75, 77) auch hydraulisch steuerbar ist und daß die Hilfssteuerung (95) ein elektrisches Hilfsschaltventil (85, 87) steuert, welches seinerseits das Schaltventil (75, 77) hydraulisch steuert.