DE3872035T2

DE3872035T2 - Stufenlos verstellbares riemengetriebe fuer kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE3872035T2
Application number: DE8888106512T
Authority: DE
Inventors: Torao C O Kabushiki Ka Hattori
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-04-23
Also published as: EP0288080B1; EP0288080A1; US4881925A; CA1296548C; DE3872035D1

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit einem Riemen, das in einem Leistungsübertragungssystem eines Fahrzeugs, bspw. Motorräder und Automobile, eingebaut ist, und insbesondere ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit einem Riemen, umfassend eine von einem Motor angetriebene Eingangswelle, eine Ausgangswelle zum Antreiben eines Rades, eine auf der Eingangswelle angebrachte Antriebs-Keilriemenscheibe mit veränderbarem effektivem Radius, eine auf der Ausgangswelle angebrachte angetriebene Keilriemenscheibe mit veränderbarem effektivem Radius, einen um beide Riemenscheiben gespannten Keilriemen, ein Hydraulik-Stellglied zur Änderung des effektiven Radius jeder der Keilriemenscheiben und eine Hydraulikdruck-Steuereinheit zur Steuerung des dem Hydraulik-Stellglied zugeführten Hydraulikdrucks, wobei die Steuereinheit zwischen dem Hydraulik-Stellglied und einer Hydraulik-Pumpe vorgesehen ist, welche Hydraulik-Pumpe von dem Motor angetrieben wird, um dem Hydraulik-Stellglied einen Hydraulikdruck zuzuführen.
Bei einem derartigen stufenlos verstellbaren Getriebe des Typs mit einem Riemen hat ein an das Hydraulik-Stellglied konstant angelegter, hoher Hydraulikdruck nicht nur eine erhöhte Last auf die Hydraulik-Pumpe zur Folge, die einen Leistungsverlust des Motors mit sich bringt, sondern auch eine übermäßige, an den Keilriemen angelegte Spannung, durch welche dessen Lebensdauer herabgesetzt wird.
Ein bekanntes stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit einem Riemen (GB-A-2080892) verwendet ein Steuer-Schiebeventil, welchem von einer motorgetriebenen Hydraulik-Pumpe Druckfluid bei konstantem Druck zugeführt wird. Das Steuer- Schiebeventil verteilt das Druckfluid auf ein Stellglied- Teil, das an der Antriebs-Keilriemenscheibe vorgesehen ist, und auf ein Stellglied-Teil, das an der angetriebenen Keilriemenscheibe vorgesehen ist. Durch Verlagerung des Steuerkolbens des Schiebeventils steigt der Druckwert des einem der beiden Stellglied-Teile zugeführten Druckfluids an, während der Druckwert des dem anderen Stellglied-Teil zugeführten Druckfluids absinkt. Ein an der Antriebs-Keilriemenscheibe vorgesehener Drehmoment-Sensor steuert nur den Druckwert des Druckfluids, das dem an der angetriebenen Keilriemenscheibe vorgesehenen Stellglied-Teil zugeführt wird, so daß ein Drehmomentanstieg an der Antriebs-Keilriemenscheibe zu einer erhöhten, von der angetriebenen Keilriemenscheibe auf den Riemen ausgeübten Anpreßkraft führt und somit die Riemenspannung erhöht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein stufenlos verstellbares Getriebe des Typs mit einem Riemen für Fahrzeuge bereitzustellen, bei welchem der Betätigungs-Hydraulikdruck des Hydraulik-Stellglieds automatisch gemäß einem Lastzustand eines Keilriemens gesteuert werden kann, um den Leistungsverlust eines Motors zu verringern und eine hohe Übertragungseffizienz beizubehalten, während die Haltbarkeit des Keilriemens sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Mit der vorstehend genannten Konstruktion kann der Hydraulikdruck des Hydraulik-Stellglieds proportional zu dem Eingangsdrehmoment und dem Übersetzungsverhältnis gesteuert werden. Folglich ist es möglich, die Belastung der Hydraulik-Pumpe auf ein notwendiges Maß zu reduzieren, um den Leistungsverlust des Motors zu vermindern, und an den Keilriemen eine Spannung gemäß einer Last anzulegen, um dessen Lebensdauer und Übertragungseffizienz zu verbessern.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit einem Riemen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Ein derartiges Verfahren ist aus der GB-A-2080892, wie vorstehend beschrieben, bekannt. Beide Stellglied-Teile stehen über das Druckverteilungs-Steuerschiebeventil mit der motorgetriebenen Hydraulik-Pumpe in permanenter Verbindung. Um die Riemenspannung zu erhöhen, wird der Druck in einem der beiden Stellgliedteile erhöht, was sich auf das tatsächliche Übersetzungsverhältnis auswirkt.
Um ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, bereitzustellen, welches bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf einen gewünschten Wert ein Spannen des Riemens ermöglicht, werden die Schritte gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 vorgeschlagen. Zuerst wird das Hydraulik- Stellglied der einen der Riemenscheiben mit der Pumpe verbunden und somit sein innerer Hydraulikdruck auf den Leitungsdruck geändert, welcher von dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis und einem gemessenen Eingangsdrehmoment abhängen kann. Während der nachfolgenden Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf den gewünschten Wert wird die von diesem inneren Hydraulikdruck erzeugte Riemenspannung beibehalten.
Die vorstehend genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figur 1 ist ein schematisches Diagramm eines Leistungsübertragungssystems eines Automobils;
Figur 2 ist eine Längsschnittansicht, die im Detail einen Schnitt von einem Drehmomentwandler zu einem Differentialgetriebe des Kraftübertragungssystems darstellt;
Figur 3 ist eine vergrößerte Ansicht im Längsschnitt eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Typs mit einem Riemen in dem Kraftübertragungssystem;
Figur 4 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile IV-IV in Figur 3;
Figur 5 ist ein Diagramm eines Hydraulik-Kreises für den Drehmomentwandler und das stufenlos verstellbare Getriebe;
Figur 6 ist eine Längsschnittansicht einer Hydraulikdruck- Steuereinheit in dem Hydraulik-Kreis; und
Figur 7 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile VII-VII.
Die Erfindung wird nachfolgend an einer Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.
Zunächst mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 sind ein Drehmomentwandler T, ein primärer Untersetzungs-Getriebezug G1, eine erste Kupplung C1, ein stufenlos verstellbares Getriebe CVT des Typs mit einem Riemen, ein sekundärer Untersetzungs-Getriebezug G2 und ein Differentialgetriebe Df mit einer Kurbelwelle 1 eines Motors E verbunden. Ein Rückwärtsgang-Getriebezug Gr und eine zweite Kupplung C2 sind parallel zu der ersten Kupplung C1 und dem stufenlos verstellbaren Getriebe CVT zwischen den Drehmomentwandler T und den sekundären Untersetzungs-Getriebezug G2 eingesetzt und in einem Getriebegehäuse 2 untergebracht, welches mit einem Kurbelgehäuse des Motors E verbunden ist.
Der primäre Untersetzungs-Getriebezug G1 und der Rückwärtsgang-Getriebezug Gr weisen ein gemeinsames Antriebszahnrad 3 auf und der Rückwärtsgang-Getriebezug Gr weist in der Mitte ein Leerlaufzahnrad 5 auf.
Linke und rechte Antriebsräder Wl und Wr eines Automobils sind mit einem Paar Ausgangswellen des Differentialgetriebes Df verbunden.
Wenn die zweite Kupplung C2 außer Eingriff ist und die erste Kupplung C1 in Eingriff ist, kann Leistung von dem Motor E aufeinanderfolgend durch den Drehmomentwandler T, den primären Untersetzungs-Getriebezug G1, die erste Kupplung C1, das stufenlos verstellbare Getriebe CVT, den sekundären Untersetzungs-Getriebezug G2 und das Differentialgetriebe Df auf die Antriebsräder Wl und Wr übertragen werden, um diese Räder in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Wenn andererseits die erste Kupplung C1 außer Eingriff ist und die zweite Kupplung C2 in Eingriff ist, kann Leistung von dem Motor E aufeinanderfolgend durch den Drehmomentwandler T, den Rückwärtsgang-Getriebezug Gr, den sekundären Untersetzungs-Getriebezug G2 und das Differentialgetriebe Df auf die Antriebsräder Wl und Wr übertragen werden, um diese in Rückwärtsrichtung anzutreiben.
Wie in Figur 2 deutlich dargestellt ist, besteht der Drehmomentwandler T aus einem mit der Kurbelwelle 1 verbundenen Pumpen-Impeller 6, einem mit einer Turbinenwelle 8 verbundenen Turbinen-lmpeller 7, einem durch eine unidirektionale Kupplung 10 mit einer stationären Statorwelle 9 verbundenen Stator-Impeller 11, wobei die stationäre Statorwelle 9 auf der Turbinenwelle 8 relativ-verdrehbar getragen ist. Ein von der Kurbelwelle 1 auf den Pumpen-Impeller 6 übertragenes Drehmoment wird hydrologisch auf den Turbinen-Impeller 7 übertragen und, wenn während dieser Zeit Drehmomentverstärkung bewirkt wird, bringt der Stator-Impeller 11 wie bekannt eine Reaktionskraft davon hervor.
Eine bekannte Sperrkupplung 12 des Rollen- bzw. Walzentyps ist zwischen dem Pumpen-Impeller 6 und dem Turbinen-Impeller 7 vorgesehen. Die Sperrkupplung 12 weist eine in dem Turbinen-Impeller 7 ausgebildete Hydraulikölkammer 13 auf, so daß die beiden Impeller 6 und 7 dann, wenn ein Hydraulikdruck in die Hydraulikölkammer 13 eingeführt wird, der größer als der Innendruck des Drehmomentwandlers T ist, mit einer Kopplungskraft gemäß einem derartigen Hydraulikdruck mechanisch miteinander gekoppelt werden können.
Das Antriebszahnrad 3 des primären Untersetzungs-Getriebezugs G1 ist mit der Turbinenwelle 8 gekoppelt und ein angetriebenes Zahnrad 4 des primären Untersetzungs-Getriebezugs G1 ist drehbar auf einer Eingangswelle 14 des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT gehalten.
Die erste Kupplung C1 umfaßt ein Innenglied 16, welches integral mit dem angetriebenen Zahnrad 4 ausgebildet ist, und ein Außenglied 17, welches mit der Eingangswelle 14 über Keile verbunden bzw. keilverzahnt (spline-connected) ist und das Innenglied 16 umgibt. Eine Mehrzahl treibender Reibplatten 18 und eine Mehrzahl angetriebener Reibplatten 19 sind alternierend ineinandergreifend zwischen die Innen- und Außenglieder 16 und 17 zwischengesetzt, wobei die treibenden Reibplatten 18 gleitverschieblich über Keile auf das Innenglied 16 gepaßt sind (spline-fitted) und die angetriebenen Reibplatten 19 gleitverschieblich über Keile auf das Außenglied 17 gepaßt sind. Ein Druckaufnahmering 20 zur Begrenzung der Auswärtsbewegung der äußersten angetriebenen Reibplatte 19 ist auf dem Außenglied 17 verrastet. In dem Außenglied 17 ist auf der dem Druckaufnahmering 20 gegenüberliegenden Seite ein Hydraulikzylinder 21 ausgebildet. In dem Hydraulikzylinder 21 ist ein Kolben 22 gleitverschieblich aufgenommen und liegt der innersten angetriebenen Reibplatte 19 mit einer zwischengelegten Pufferfeder gegenüber. Der Kolben 22 ist durch eine Rückholfeder 23, die in dem Innenglied 16 angeordnet ist, elastisch in eine Rückzugsrichtung vorgespannt, d.h. von den Reibplatten 18 und 19 weg.
Wenn dem Hydraulikzylinder 21 ein Hydraulikdruck zugeführt wird, wird der Kolben 22 unter einem derartigen Hydraulikdruck vorgeschoben, um den Reibeingriff zwischen den beiden Reibplatten 18 und 19 vorzusehen, so daß die erste Kupplung C1 in Eingriff gebracht wird. Dies ermöglicht es, ein Drehmoment des primären Untersetzungs-Getriebezugs G1 auf die Eingangswelle 14 zu übertragen. Wenn andererseits der Hydraulikdruck in dem Hydraulikzylinder 21 freigesetzt wird, wird der Kolben 22 durch eine elastische Kraft der Rückholfeder 23 zurückgezogen, so daß der Reibeingriff zwischen den beiden Reibplatten 18 und 19 aufgehoben wird und somit die erste Kupplung C1 außer Eingriff gebracht wird, um die Übertragung von Leistung auf die Eingangswelle 14 zu unterbrechen.
Die zweite Kupplung C2 umfaßt ein Innenglied 25, das drehbar auf einer Ausgangswelle 15 des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT getragen und einstückig mit einem angetriebenen Zahnrad 24 des Rückwärtsgang-Getriebezugs Gr ausgebildet ist, und ein Außenglied 26, das über Keile mit der Ausgangswelle 15 verbunden ist und das Innenglied 25 umgibt. Ein zwischen den Innen- und Außengliedern 25 und 26 vorgesehener Mechanismus ist ähnlich jenem der vorstehend beschriebenen ersten Kupplung C1. Daher sind einzelne Teile dieses Mechanismus in der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie bei der ersten Kupplung C1, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Die zweite Kupplung C2 wird in Eingriff und außer Eingriff gebracht, indem dem Hydraulikzylinder 21 ein Hydraulikdruck zugeführt und aus diesem abgelassen wird. In Eingriff ermöglicht die zweite Kupplung C2 eine Übertragung von Drehmoment von dem Rückwärtsgang-Getriebezug Gr auf die Ausgangswelle 15, während sie außer Eingriff die Übertragung von Leistung unterbricht.
Das stufenlos verstellbare Getriebe CVT umfaßt als hauptsächliche Elemente eine Antriebs-Keilriemenscheibe 30, die der rechten Seite der ersten Kupplung C1 benachbart angeordnet ist, eine angetriebene oder Folger-Keilriemenscheibe 31, die der rechten Seite der zweiten Kupplung C2 benachbart angeordnet ist, und einen Keilriemen 32, der um die beiden Keilriemenscheiben 30 und 31 gespannt ist.
Die vorstehend genannten Elemente werden im folgenden mit Bezug auf Figur 3 im einzelnen beschrieben werden. Die Keilriemenscheibe 30 besteht aus einer stationären Riemenscheibenhälfte 33, die fest auf der Eingangswelle 14 angebracht ist, und einer beweglichen Riemenscheibenhälfte 34, die gleitverschieblich mit der Eingangswelle 14 verbunden ist, wobei zwischen diesen Teilen Kugelkeile 35 (ball-keys) angeordnet sind. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 weist einen Hydraulikzylinder 36 auf, der integral auf ihrer Rückseite vorgesehen ist. In dem Hydraulikzylinder 36 ist ein stationärer Kolben 38 aufgenommen und auf der Eingangswelle 14 gegen axiale Bewegung getragen, um eine Hydraulikkammer 37 auszubilden. Wenn in die Hydraulikkammer 37 ein Hydraulikdruck eingeführt wird, kann somit der Hydraulikzylinder 36 und somit die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 unter dem Hydraulikdruck nach rechts in Richtung zur stationären Riemenscheibenhälfte 33 hin bewegt werden, um den effektiven Radius der Antriebs-Keilriemenscheibe 30 zu erhöhen, d.h. den Berührungsradius mit dem Keilriemen 32. Wenn andererseits der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 37 freigesetzt wird, kann die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 durch die Spannung des Keilriemens 32 nach links von der stationären Riemenscheibenhälfte 33 weg bewegt werden, um den effektiven Radius der Antriebs- Keilriemenscheibe 30 zu erniedrigen. Für eine solche Betätigung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 durch den Hydraulikdruck ist innerhalb der Eingangswelle 14 ein erstes Steuerventil 39&sub1; vorgesehen, das nachfolgend näher beschrieben werden wird.
An einem offenen Ende des Hydraulikzylinders 36 ist eine Endplatte 40 befestigt und gleitverschieblich um einen Außenumfang eines Vorsprungs 38a des stationären Kolbens 38 gehalten, wodurch Haltestabilität der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 vorgesehen wird. Eine Auslaßnut 41 ist in eine Gleitfläche der Endplatte 40 gegen den Vorsprung 38a geschnitten, um eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite der Endplatte 40 zu ermöglichen.
Die Folger- oder angetriebene Keilriemenscheibe 31 besteht aus einer stationären Riemenscheibenhälfte 43, die einstükkig auf der Ausgangswelle 15 ausgebildet ist, und einer beweglichen Riemenscheibenhälfte 44, die mit der Ausgangswelle 15 über dazwischen eingesetzte Kugelkeile 45 (ball- keys) gleitverschieblich verbunden ist. Die stationäre Riemenscheibenhälfte 43 ist punktsymmetrisch zur stationären Riemenscheibenhälfte 33 der Antriebs-Keilriemenscheibe 30 angeordnet, während die bewegliche Keilriemenscheibenhälfte 44 punktsymmetrisch zur beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 angeordnet ist. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 umfaßt einen Hydraulikzylinder 46, der einstückig auf deren Rückseite vorgesehen ist. Ein an der Ausgangswelle 15 befestigter stationärer Kolben 48 ist in dem Hydraulikzylinder 46 aufgenommen, um eine Hydraulikkammer 47 auszubilden. Eine Feder 49 ist zwischen der Ausgangswelle 15 und der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 zusammengedrückt angebracht, um diese Hälfte 44 elastisch zur stationären Riemenscheibenhälfte 43 hin vorzuspannen, so daß eine elastische Kraft der Feder 49 auf den Keilriemen 32 eine Anfangsspannung ausübt.
Wenn ein Hydraulikdruck in die Hydraulikkammer 47 eingeführt wird, kann somit unter einem derartigen Hydraulikdruck der Hydraulikzylinder 46 und somit die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 nach links in Richtung zur stationären Riemenscheibenhälfte 43 hin bewegt werden, um den effektiven Radius der angetriebenen Keilriemenscheibe 31 zu erhöhen. Wenn andererseits der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 47 freigesetzt wird, kann die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 durch die Spannung des Keilriemens 32 nach rechts von der stationären Riemenscheibenhälfte 43 weg bewegt werden, um den effektiven Radius der angetriebenen Keilriemenscheibe 31 zu erniedrigen. Für einen derartigen Betrieb der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 durch den Hydraulikdruck ist ein zweites Steuerventil 39&sub2; in der Ausgangswelle 15 vorgesehen, dessen Einzelheiten nachfolgend beschrieben werden.
An einem offenen Ende des Hydraulikzylinders 46 ist eine Endplatte 50 befestigt und gleitverschieblich um einen Außenumfang eines Vorsprungs 48a des stationären Kolbens 48 gehalten, wodurch eine Haltestabilität der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 vorgesehen ist. Eine Auslaßnut 51 ist in eine Gleitfläche der Endplatte 50 gegen den Vorsprung 48a geschnitten, um eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite der Endplatte 50 zu ermöglichen.
Im folgenden werden mit Bezug auf Figur 3 die ersten und zweiten Steuerventile 39&sub1; und 39&sub2; und ein Hydraulik-Servomotor 52 zu deren Antrieb beschrieben werden.
Das erste Steuerventil 39&sub1; umfaßt einen zylindrischen Folgerventilkörper 56, der gleitverschieblich in einen hohlen Abschnitt der Eingangswelle 14 eingepaßt ist, und einen zylindrischen Hauptventilkörper 55, der gleitverschieblich in den Folgerventilkörper 56 eingepaßt ist. Eine Hydrauliköl-Einlaßleitung 57 ist in den Hauptventilkörper 55 eingesetzt. Die Hydrauliköl-Einlaßleitung 57 ist an ihrem Basisende an dem Getriebegehäuse 2 befestigt. Eine zylindrische Ölleitung 58 ist zwischen dem Hauptventilkörper 55 und der Hydrauliköl-Einlaßleitung 57 zur Verbindung mit dem Inneren der Hydrauliköl-Einlaßleitung 57 ausgebildet.
Der Hauptventilkörper 55 weist um seinen Außenumfang eine ringförmige Ölzufuhrnut 59 auf und eine ringförmige Ölauslaßnut 60, die an einem von der Ölzufuhrnut 59 in Richtung zur stationären Riemenscheibenhälfte 33 hin entfernten Ort angeordnet ist. Die Ölzufuhrnut 59 steht mit der zylindrischen Ölleitung 58 über eine Durchgangsbohrung 61 in Verbindung, während die Ölauslaßnut 60 durch eine Axialnut 62 zur Außenseite des Hauptventilkörpers 55 geöffnet ist.
Andererseits umfaßt der Folgerventilkörper 56 eine ringförmige Ölleitung 63, die zu seiner Außenumfangsfläche hin geöffnet ist, und eine Kontrollöffnung 64, die ausgebildet ist, um eine alternierende Verbindung der ringförmigen Ölleitung 63 mit der Ölzufuhrnur 59 und der Ölauslaßnut 60 zu ermöglichen. Die ringförmige Ölleitung 63 ist mit der Hydraulikkammer 37 über eine Durchgangsbohrung 65 verbunden. Weiter ist der Folgerventilkörper 56 mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 durch einen Verbindungszapfen 67 verbunden, der zur axialen Hin- und Herbewegung mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 in ein sich in Achsrichtung der Eingangswelle 14 längs erstreckendes Langloch 66 eingreift.
Wenn der Hauptventilkörper 55 nach rechts bewegt ist, wie aus Figur 3 zu ersehen ist, wird somit die Ölzufuhrnut 59 mit der Steueröffnung 64 in Verbindung gebracht, so daß der Hydraulikkammer 37 durch die Hydrauliköl-Einlaßleitung 57 Hydrauliköldruck zugeführt wird und die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 unter einem derartigen Hydraulikdruck mit dem Folgerventilkörper 56 nach rechts bewegt wird. Diese Bewegung des Folgerventilkörpers 56 nach rechts bewirkt das Schließen der Steueröffnung 64 durch den Hauptventilkörper 55 und, wenn diese geschlossen ist, wird die Zufuhr von Hydraulikdruck in die Hydraulikkammer 37 abgeschnitten und somit die Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 nach rechts angehalten. Wenn der Hauptventilkörper 55 im Gegensatz hierzu nach links bewegt wird, wird die Ölauslaßnut 60 mit der Steueröffnung 64 in Verbindung gebracht, so daß der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 37 durch die Axialnut 62 freigesetzt wird, um eine Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 zu ermöglichen. Dann, wenn die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 nach links bewegt wird, wird auch der Ventilkörper 56 zusammen mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 nach links bewegt. Wenn die Steueröffnung 64 somit durch den Hauptventilkörper 55 geschlossen wird, wird das Auslassen von Öl aus der Hydraulikölkammer 37 unterbrochen, um die Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 nach links anzuhalten. Auf diese Weise wird die bewegliche Riemenscheibenhälfte 34 in einer derartigen Bewegung mit dem Folgerventilkörper 56 betrieben, daß sie der Bewegung des Hauptventilkörpers 55 folgt.
Das zweite Steuerventil 39&sub2; umfaßt einen zylindrischen Folgerventilkörper 76, der gleitverschieblich in einen hohlen Abschnitt der Ausgangswelle 15 eingepaßt ist, und einen zylindrischen Hauptventilkörper 75, der gleitverschieblich in den Folgerventilkörper 76 eingepaßt ist. Eine Hydrauliköl-Einlaßleitung 77 ist in den Hauptventilkörper 75 eingesetzt. Die Hydrauliköl-Einlaßleitung 77 ist an ihrem Basisende an dem Getriebegehäuse 2 befestigt. Eine zylindrische Ölleitung 78 ist zwischen dem Hauptventilkörper 75 und der Hydrauliköl-Einlaßleitung 77 zur Verbindung mit dem Inneren der Hydrauliköl-Einlaßleitung 77 ausgebildet. Der Hauptventilkörper 75 weist um seinen Außenumfang eine ringförmige Ölzufuhrnut 79 auf und eine ringförmige Ölauslaßnut 80, die an einem von der Ölzufuhrnut 79 in Richtung zur stationären Riemenscheibenhälfte 43 hin entfernten Ort angeordnet ist. Die Ölzufuhrnut 79 steht mit der zylindrischen Ölleitung 78 über eine Durchgangsbohrung 81 in Verbindung, während die Ölauslaßnut 80 zur Außenseite des Hauptventilkörpers 75 durch eine Axialnut 82 geöffnet ist.
Andererseits umfaßt der Folgerventilkörper 76 eine ringförmige Ölleitung 83, die zu seiner Außenumfangsfläche hin geöffnet ist, und eine Kontrollöffnung 84, die ausgebildet ist, um eine alternierende Verbindung der ringförmigen Ölleitung 83 mit der Ölzufuhrnut 79 und der Ölauslaßnut 80 zu ermöglichen. Die ringförmige Ölleitung 83 ist mit der Hydraulikkammer 57 über eine Durchgangsbohrung 85 verbunden. Weiter ist der Folgerventilkörper 76 mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 durch einen Verbindungszapfen 87 verbunden, der zur axialen Hin- und Herbewegung mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 in ein sich in Achsrichtung der Ausgangswelle 15 längs erstreckendes Langloch 86 eingreift.
Wenn somit der Hauptventilkörper 75, wie in Figur 3 dargestellt, nach rechts bewegt wird, wird die Ölauslaßnut 80 mit der Steueröffnung 84 in Verbindung gebracht, so daß ein Hydrauliköldruck in der Hydraulikölkammer 47 durch die Auslaßbohrung 82 freigesetzt wird, um eine Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 nach rechts zu ermöglichen. Dann, wenn die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 nach rechts bewegt wird, wird auch der Folgerventilkörper 76 nach rechts bewegt und bei dieser Bewegung wird die Steueröffnung 84 durch den Hauptventilkörper 75 geschlossen. Dies bewirkt, daß das Auslassen von Öl aus der Hydraulikölkammer 47 unterbrochen wird, und somit die Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 nach rechts angehalten wird. Wenn der Hauptventilkörper 75 im Gegensatz hierzu nach links bewegt wird, wird die Ölzufuhrnut 79 mit der Steueröffnung 84 in Verbindung gebracht, was eine Zufuhr von Hydraulikdruck in die Hydraulikölkammer 47 ermöglicht, so daß die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 unter einem derartigen Hydraulikdruck mit dem Folgerventilkörper 76 nach links bewegt wird. Dies bewirkt das Schließen der Steueröffnung 84 durch den Hauptventilkörper 75, was die Zufuhr von Hydraulikdruck in die Hydraulikölkammer 47 abschneidet, um die Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte nach links anzuhalten. Auf diese Weise wird die bewegliche Riemenscheibenhälfte 44 in einer derartigen Bewegung mit dem Folgerventilkörper 76 betrieben, daß sie der Bewegung des Hauptventilkörpers 75 folgt.
Der Servomotor 52 umfaßt einen Kolben 91, der parallel zu den Eingangs- und Ausgangswellen 14 und 15 angeordnet ist und an dem Getriebegehäuse 2 durch einen Bolzen 90 befestigt ist, einen Kraftzylinder 92, der gleitverschieblich auf dem Kolben 91 gehalten ist, und ein Steuerventil 95, das gleitverschieblich in Ventilbohrungen 93 und 94 eingepaßt ist, welche in Zentralabschnitten des Kolbens 91 bzw. des Kraftzylinders 92 ausgebildet sind.
Das Innere des Kraftzylinders 92 ist durch den Kolben 91 in eine linke, erste Betätigungskammer 96 und eine rechte, zweite Betätigungskammer 97 unterteilt, wobei eine Druckaufnahmefläche der zweiten Betätigungskammer 97 größer festgesetzt ist als jene der ersten Betätigungskammer 96. Die erste Betätigungskammer 96 steht mit einer Ausgangsölleitung 161 in Verbindung, die nachfolgend beschrieben werden wird, während die zweite Betätigungskammer 97 mit den beiden Ventilbohrungen 93 und 94 verbunden ist. Eine Hydrauliksteuerölkammer 98 ist in der Ventilbohrung 93 durch eine linke Endfläche des Steuerventils 95 ausgebildet, so daß der Hydrauliksteuerölkammer 98 ein zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionaler Hydrauliköldruck von einem auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Hydraulik-Fliehkraftregler 163 zugeführt werden kann, der nachfolgend beschrieben werden wird.
Eine Innenwandung der Ventilbohrung 94 in dem Kraftzylinder 92 ist mit einer ringförmigen Ölzufuhrnut 99 versehen und mit einer ringförmigen Ölauslaßnut 100, die eine Position rechts von dieser einnimmt. Die Ölzufuhrnut 99 steht über eine Durchgangsbohrung 101 mit der ersten Betätigungskammer 96 in Verbindung, während die Ölauslaßnut 100 über eine Durchgangsbohrung 102 mit der zweiten Betätigungskammer 97 in Verbindung steht.
Das Steuerventil 95 weist um seinen Außenumfang eine erste ringförmige Steuernut 103 auf, die zum Verbinden und Trennen der zweiten Betätigungskammer 97 und der Ölzufuhrnut 99 ausgebildet ist, und eine zweite ringförmige Steuernut 104, die zum Öffen und Schließen der Ölauslaßnut 100 ausgebildet ist. Die zweite Steuernut 104 ist zur Außenseite des Steuerventils 95 offen.
Ein Schwenkende eines Steuerhebels 105 stützt sich gegen eine rechte Endfläche des Steuerventils 95, um dieses in Richtung zur Hydrauliksteuerölkammer 98 zu drängen. Der Steuerhebel 105 ist durch einen Schwenkzapfen 106 (siehe Figur 2) mit einem Druckaufnahmehebel 107 verbunden, der an dem Getriebegehäuse 2 gehalten ist, und eine Schraubenfeder 110 ist zwischen den Druckaufnahmehebel 107 und einen betriebsmäßig mit einem Gaspedal 108 verbundenen Anpreßhebel 109 eingesetzt. Das Gaspedal 108 wird betätigt, um eine Drosselklappe (nicht dargestellt) des Motors E zu öffnen und zu schließen, so daß die Kompressionslast der Schraubenfeder 110 proportional zum Niederdrücken des Pedals 108, d.h. zu einer Erhöhung des Öffnungsgrads der Drosselklappe, erhöht werden kann.
Die Schraubenfeder 110 ist mit ihrem einen Ende durch ein Außenrohr 112 mit einem vorderen Ende des Druckaufnahmehebels 107 verbunden, wobei das Außenrohr 112 in einem Führungsloch 111 des Getriebegehäuses 2 verschoben werden kann, und mit dem anderen Ende durch ein Innenrohr 113 mit dem Anpreßhebel 109, wobei das Innenrohr 113 in dem Außenrohr 112 verschoben werden kann und das Außenrohr 112 und das Innenrohr 113 verhindern, daß die Schraubenfeder 110 knickt.
Auf diese Weise wird von der Hydrauliksteuerölkammer 98 eine nach rechts gerichtete, zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Steuerkraft an das Steuerventil 95 angelegt und von dem Steuerhebel 105 wird eine nach links gerichtete, zum Öffnungsgrad der Drosselklappe des Motors E proportionale Steuerkraft an das Steuerventil 95 angelegt, so daß das Steuerventil 95 nach links oder nach rechts bewegt werden kann, je nachdem welche dieser Steuerkräfte größer bzw. kleiner ist.
Wenn das Steuerventil 95 nach rechts bewegt wird, wird somit die Ölauslaßnut 100 geschlossen und die zweite Betätigungskammer 97 und die Ölzufuhrnut 99 werden miteinander in Verbindung gebracht, so daß auch der zweiten Betätigungskammer 97 ein Hydraulikdruck zugeführt wird, wie auch der ersten Betätigungskammer 96, wodurch der Kraftzylinder 92 mit einer Kraft nach rechts bewegt wird, die durch Vervielfachung einer Differenz zwischen den Druckaufnahmeflächen der Betätigungskammern 96 und 97 durch einen derartigen Hydraulikdruck bereitgestellt wird. Bei geschlossener Ölauslaßnut 100 wird, falls die Ölzufuhrnut 99 ebenfalls mit dieser Bewegung nach rechts geschlossen wird, die Zufuhr von Hydraulikdruck in die zweite Betätigungskammer 97 abgeschnitten, um die Bewegung des Kraftzylinders 92 nach rechts anzuhalten. Dann, wenn das Steuerventil 95 nach links bewegt wird, wird die Ölauslaßnut 100 geöffnet, um das Freisetzen des Hydraulikdrucks in der zweiten Betätigungskammer 97 durch die zweite Steuernut 104 zu ermöglichen, so daß der Kraftzylinder 92 durch den Hydraulikdruck in der ersten Betätigungskammer 96 nach links bewegt wird. Mit dieser Bewegung nach links wird die Ölauslaßnut 100 geschlossen, um die Bewegung des Kraftzylinders 92 nach links anzuhalten. Auf diese Weise wird der Kraftzylinder 92 in einer Weise kraftbetätigt, daß er Bewegungen des Steuerventils 95 nach links und nach rechts folgt.
Die Hauptventilkörper 55 und 75 des ersten und zweiten Steuerventils 39&sub1; und 39&sub2; sind mit dem Kraftzylinder 92 durch erste und zweite Riegelplatten 115 bzw. 116 (siehe Figur 4) verbunden. Insbesondere ist die erste Riegelplatte 115 an ihrem einen Ende mit der rechten Endfläche des Kraftzylinders 92 durch einen Bolzen 118 mit einer dazwischengelegten Beilagscheibe 117 verbunden und ihr anderes Ende ist über ein Gewinde mit einem Einstellbolzen 119 mit einem äußeren Ende des Hauptventilkörpers 55 verbunden. Die Einstell-Stellung des Einstellbolzens 119 wird durch eine Kontermutter 120 festgelegt. Andererseits ist die zweite Riegelplatte 116 mit ihrem einen Ende mit der rechten Endfläche des Kraftzylinders 92 mit einer dazwischengelegten Beilagscheibe 121 verbunden und ihr anderes Ende mit dem Außenende des Hauptventilkörpers 75.
Entsprechend ermöglicht es die Betätigung des Kraftzylinders 92, beide Hauptventilkörper 55 und 75 durch die beiden Riegelplatten 115 und 116 gleichzeitig anzutreiben.
In diesem Fall wird die Relativstellung der beiden Hauptventilkörper 55 und 75, d.h. das Timing zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Steueröffnungen 64 und 84 in den Steuerventilen 39&sub1; und 39&sub2;, in der folgenden Weise durch Auswahl einer Breite der Beilagscheiben 117 und 121 und durch Einstellung der Gewinde-Verbindungsstellung des Einstellbolzens 119 erzielt.
(a) Bei der Bewegung des Kraftzylinders 92 nach rechts wird zuerst die Steueröffnung 84 im zweiten Steuerventil 39&sub2; geschlossen, während die Steueröffnung 64 im ersten Steuerventil 39&sub1; mit der Ölzufuhrnut 59 in Verbindung gesetzt wird. Dann wird, in einem Zustand, in dem die Steueröffnung 64 und die Ölzufuhrnut 59 miteinander in Verbindung sind, die Steueröffnung 84 im zweiten Steuerventil 39&sub2; mit der Ölauslaßnut 80 in Verbindung gebracht.
Wenn man dies tut, kann im Anfangsstadium der Bewegung des Kraftzylinders 92 nach rechts durch eine nach rechts gerichtete Bewegungskraft der beweglichen Riemenscheibenhälfte 34 eine Spannung an den Keilriemen 32 angelegt werden, welche Kraft von dem durch die Ölzufuhrnut 59 in die Hydraulikölkammer 37 in der Antriebs-Keilriemenscheibe 30 zugeführten Hydraulikdruck bereitgestellt wird. Dann können beide Riemenscheibenhälften 34 und 44 nach rechts bewegt werden, während eine derartige Spannung aufrechterhalten wird, da das Öl aus der Hydraulikölkammer 47 in der angetriebenen Keilriemenscheibe 31 in die Ölauslaßnut 80 gedrängt wird.
(b) Bei der Bewegung des Kraftzylinders 92 nach links wird zuerst die Steueröffnung 84 im zweiten Steuerventil 39&sub2; geschlossen und dann die Steueröffnung 64 im ersten Steuerventil 39&sub1; geschlossen, während die Steueröffnung 84 im zweiten Steuerventil 39&sub2; mit der Ölzufuhrnut 79 in Verbindung gesetzt wird. Hierauf wird, in einem Zustand, in dem sich die Steueröffnung 84 und die Ölzufuhrnut 79 in Verbindung miteinander befinden, die Steueröffnung 64 im ersten Steuerventil 39&sub1; in Verbindung mit der Ölauslaßnut 60 gebracht.
Wenn man dies tut, so kann während der Bewegung des Kraftzylinders 92 nach links durch eine nach links gerichtete Bewegungskraft der beweglichen Riemenscheibenhälfte 44 eine Spannung an den Keilriemen 32 angelegt werden, welche Kraft durch den durch die Ölzufuhrnut 79 in die Hydraulikölkammer 47 in der angetriebenen Keilriemenscheibe 31 zugeführten Hydraulikdruck bereitgestellt wird. Dann können die beiden Riemenscheibenhälften 34 und 44 nach links bewegt werden, während eine derartige Spannung aufrechterhalten wird, da das Öl aus der Hydraulikölkammer 37 in der angetriebenen Keilriemenscheibe 31 in die Ölauslaßnut 60 gedrängt wird.
Ist die nach rechts gerichtete Steuerkraft größer als die nach links gerichtete Steuerkraft auf das Steuerventil 95, wird letzteres nach rechts bewegt, um den Kraftzylinder 92 zu bewegen und hierdurch die ersten und zweiten Steuerventile 39&sub1; und 39&sub2; derart zu betreiben, daß die beiden beweglichen Riemenscheibenhälften 34 und 44 nach rechts bewegen werden, und somit ein Drehzahländerungsverhältnis (Untersetzungsverhältnis) zwischen den beiden Keilriemenscheiben 30 und 31 zu vermindern. Ist andererseits die nach links gerichtete Steuerkraft größer als die nach rechts gerichtete Steuerkraft, so wird das Steuerventil 95 nach links bewegt, um den Kraftzylinder 92 nach links zu bewegen und hierdurch die beiden Steuerventile 39&sub1; und 39&sub2; derart zu betreiben, daß die beiden beweglichen Riemenscheibenhälften 34 und 44 nach links bewegt werden, und somit das Drehzahländerungsverhältnis zu erhöhen.
Mit Bezug auf Figur 5 wird im folgenden ein Hyraulikkreis zum Zuführen von Hydraulikdruck zu den verschiedenen, vorstehend beschriebenen und hydraulisch betätigten Teilen beschrieben werden.
Eine Hydraulik-Pumpe 126 zum Anziehen von Öl aus einem am Boden des Getriebegehäuses 2 ausgebildeten Ölvorrats 125 wird durch den Pumpen-Impeller 6 des Drehmomentwandlers T (siehe Figur 1) angetrieben. Eine Betriebsölleitung 127, die sich von einer Auslaßöffnung der Hydraulik-Pumpe 126 her erstreckt, ist durch ein Handventil 128 sowohl mit den ersten und zweiten Kupplungen C1 und C2 als auch mit den Hydrauliköl-Einlaßleitungen 57 und 77 verbunden.
Das Handventil 128 wird durch einen Fahrer oder Bediener in eine neutrale Stellung N, eine Antriebsstellung D und eine Rückwärtsgang-Stellung R betätigt. Wenn das Handventil 128 sich in der neutralen Stellung N befindet, wird die Zufuhr von Öl durch die Betriebsölleitung zu den ersten und zweiten Kupplungen C1 und C2 abgeschnitten und deren Hydraulikzylinder 21 werden zum Ölreservoir 125 hin geöffnet (eine Markierung X in der Figur bezeichnet, daß sie zu dem Ölreservoir 125 führen), während den Hydrauliköl-Einlaßleitungen 57 und 77 durch die Betriebsölleitung 127 Öl zugeführt wird. Wenn sich das Handventil 128 in der Antriebsstellung D befindet, wird das Öl der ersten Kupplung C1 und den beiden Hydrauliköl-Einlaßleitungen 57 und 77 zugeführt, jedoch bleibt die Zufuhr von Öl zur zweiten Kupplung C2 weiterhin abgeschnitten. Wenn sich das Handventil 128 in der Rückwärtsgang-Stellung R befindet, wird die Ölzufuhr zur ersten Kupplung C1 abgeschnitten, während das Öl der zweiten Kupplung C2 und den beiden Hydrauliköl-Einlaßleitungen 57 und 77 zugeführt wird.
Zum Zweck der Steuerung des Hydraulikdrucks (der nachfolgend als Leitungsdruck bezeichnet werden wird) in der Betriebsölleitung 127 ist eine Hydraulikdruck-Steuereinheit, d.h. ein Regelventil 130, zwischen eine abgezweigte Ölleitung 127a der Betriebsölleitung 127 und eine Überlaufölleitung 129 eingesetzt.
Das Regelventil 130 umfaßt eine Ventilkammer 131, die fest an dem Getriebegehäuse 2 angebracht ist, und ein Ventilkörper 132, der in der Ventilkammer 131 verschoben werden kann, so daß, wenn der Ventilkörper 132 nach rechts bewegt wird, wie aus Figur 5 zu ersehen ist, die abgezweigte Ölleitung 127a mit der Überlaufölleitung 129 in Verbindung gesetzt werden kann, um den Leitungsdruck zu vermindern, wohingegen, wenn der Ventilkörper 132 nach links bewegt wird, beide Ölleitungen 127a und 129 voneinander getrennt werden können, um den Leitungsdruck zu erhöhen. Das in die Überlaufölleitung 129 überfließende Öl wird durch ein Überdruckventil 133 den verschiedenen, zu schmierenden Teilen 134 zugeführt.
Eine Druckaufnahmekammer 135, die von einem linken Ende des Ventilkörpers 132 begrenzt wird, ist in der Ventilkammer 131 vorgesehen und steht mit der abgezweigten Ölleitung 127a in Verbindung.
Andererseits sind erste und zweite Steuerhebel 138 und 139 an einem rechten Ende des Ventilkörpers 132 mit dazwischengesetzten ersten und zweiten Drucksteuerfedern 137 bzw. 136 angebracht, um den Ventilkörper 132 nach links (siehe Figur 7) zu drängen. Die Hebel 138 und 139 sind mittels Zapfen an dem Getriebegehäuse angebracht. Die erste Drucksteuerfeder 137 umgibt einen zylindrischen Abschnitt 132a, der am rechten Ende des Ventilkörper 132 angeordnet ist, während die zweite Drucksteuerfeder 136 in dem zylindrischen Abschnitt 132a aufgenommen ist. Auf diese Weise sind die beiden Drucksteuerfedern 136 und 137 konzentrisch angeordnet. Somit nimmt die erste Drucksteuerfeder 137 von dem ersten Steuerhebel 138 durch einen topfförmigen ersten Schieber 140 eine Vorspannlast auf, welcher Schieber zur Führung in der Ventilkammer 131 ausgebildet ist, während die zweite Drucksteuerfeder 136 von dem zweiten Steuerhebel 139 durch einen zweiten Schieber 141 eine Vorspannlast aufnimmt, welcher Schieber zur Führung in dem zylindrischen Abschnitt 132a ausgebildet ist. Ein Abschnitt des ersten Steuerhebels 138, der sich gegen den ersten Schieber 140 anlegt, ist gabelförmig ausgebildet, um den zylindrischen Abschnitt 132a zu umgreifen.
Ein Eingangsdrehmoment-Sensor 145 zur Erfassung eines in das stufenlos verstellbare Getriebe CVT eingegebenen Drehmoments ist mit dem ersten Steuerhebel 138 verbunden und ein Drehzahländerungsverhältnis- oder Übersetzungsverhältnis-Sensor 146 zur Erfassung eines Drehzahländerungsverhältnisses des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT ist mit dem zweiten Steuerhebel 139 verbunden, so daß die Vorspannlast auf die erste Drucksteuerfeder 137 gemäß einem Anstieg des Eingangsdrehmoments und die Vorspannlast auf die zweite Drucksteuerfeder 136 entsprechend einem Anstieg des Drehzahländerungsverhältnisses erhöht werden können.
Entsprechend kann der Ventilkörper 132 nach links oder nach rechts bewegt werden in Abhängigkeit davon, ob die nach links gerichtete Steuerkraft durch die von den ersten und zweiten Drucksteuerfedern 137 und 136 angelegte Vorspannlast oder die nach rechts gerichtete Steuerkraft durch den durch die abgezweigte Ölleitung 127 in die Druckaufnahmekammer 135 eingeführten Leitungsdruck größer oder kleiner ist, so daß der Leitungsdruck proportional zum Eingangsdrehmoment und Drehzahländerungsverhältnis gesteuert werden kann.
Wenn der Leitungsdruck auf diese Weise gesteuert wird, wird das übertragene Drehmoment auf jedes der Teile, erste Kupplung C1, Antriebs-Keilriemenscheibe 30 und angetriebene Keilriemenscheibe 31, die durch den Leitungsdruck betätigt werden, proportional zum Eingangsdrehmoment und Drehzahländerungsverhältnis gesteuert werden. Als Folge hiervon kann eine hocheffiziente Leistungsübertragung erzielt werden, während die Belastung auf die Hydraulik-Pumpe 126 auf ein notwendiges Minimum reduziert wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung des Regelventils 130 reicht der einzige Ventilkörper 132 aus, um mit zwei Parametern, nämlich Eingangsdrehmoment und Drehzahländerungsverhältnis, umzugehen, und es wird eine Vereinfachung des Aufbaus der Hydraulikdrucksteuereinheit erzielt.
Eine zweite Betriebsölleitung 150 ist mit dem Regelventil 130 verbunden. Die Ölleitung 150 ist derart ausgebildet, daß ihre Verbindung zur Betriebsölleitung 127 getrennt werden kann, wenn der Ventilkörper 132 bei einer Begrenzung der Bewegung nach links angeordnet ist, und sie mit der Betriebsölleitung 127 in Verbindung gesetzt werden kann, wenn sich der Ventilkörper 132 nur leicht nach rechts bewegt hat. Somit wird das Innere der zweiten Betriebsölleitung 150 stets auf Leitungsdruck gehalten, wann immer die Hydraulik-Pumpe in Betrieb ist.
Die zweite Betriebsölleitung 150 ist mit einer Einlaßleitung 152 des Drehmomentwandlers T durch eine Öffnung 151 verbunden und im Gegenzug ist eine Auslaßleitung 153 des Drehmomentwandlers T mit dem Ölvorrat 125 durch ein Absperrventil 154 und einen Ölkühler 155 verbunden.
Zusätzlich ist die Ausgangsölleitung 161 mit der zweiten Betriebsölleitung 150 durch ein Modulatorventil 160 verbunden und mit der Hydraulikölkammer 13 in der Sperrkupplung 12 durch ein Ein/Aus-Ventil 162. Weiterhin ist die Ausgangsölleitung 161 auch mit der ersten Betätigungskammer 96 in dem Hydraulik-Servomotor 52 und mit einem Einlaß 164 des Hydraulik-Fliehkraftreglers 163 verbunden.
Der Hydraulik-Fliehkraftregler 163 ist von einem bekannten, auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Typ, der von der Ausgangswelle 15 drehbar angetrieben ist und zur Erzeugung eines zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Hydraulikdrucks an einem Auslaß 165 aus einem in den Einlaß 164 eingeführten Hydraulikdruck ausgebildet ist. Der Auslaß 165 ist mit der Hydrauliksteuerölkammer 98 in dem Servomotor 52 verbunden. Entsprechend wird der der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Hydraulikdruck wie bekannt auf die Hydrauliksteuerölkammer 98 einwirken.
Das Modulatorventil 160 umfaßt eine Ventilkammer 167 und einen Ventilkörper 168, der in der Ventilkammer 167 nach links und nach rechts verschiebbar ist, so daß eine Bewegung des Ventilkörpers 168 nach links bewirkt, daß die zweite Betriebsölleitung 150 und die Ausgangsölleitung 161 miteinander in Verbindung gebracht werden, und eine Bewegung des Körpers 168 nach rechts bewirkt, daß diese Teile voneinander getrennt werden. In der Ventilkammer 167 sind eine rechte Druckaufnahmekammer 169 und eine linke Druckaufnahmekammer 170 vorgesehen, die jeweils von rechten und linken Enden des Ventilkörpers 168 begrenzt werden. Die rechte Druckaufnahmekammer 169 enthält eine Drucksteuerfeder 171, um den Ventilkörper 168 mit einer gegebenen Last nach links vorzuspannen, und ist mit dem Auslaß 165 des Hydraulik-Fliehkraftreglers 163 verbunden. Die linke Druckaufnahmekammer 170 ist mit der Ausgangsölleitung 161 verbunden. Somit ist es dem Modulatorventil 160 möglich, den Hydraulikdruck darin von der zweiten Betriebsölleitung 150 aufzunehmen und einen der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Hydraulikdruck an die Ausgangsölleitung 161 zu liefern, wobei ein der Last der Drucksteuerfeder entsprechender Hydraulikdruck einen Minimalwert darstellt.
Die Verwendung des in dieser Weise gesteuerten Hydraulikdrucks als Betriebsöl für den Servomotor 52 braucht keinen übermäßigen Hydraulikdruck auf den Servomotor 52 auszuüben und ist äußerst effektiv bei einer gleichmäßigen, glatten Betätigung des Kraftzylinders 92.
Das Ein/Aus-Ventil 162 umfaßt eine Ventilkammer 173 und einen Ventilkörper 174, der in der Ventilkammer 173 nach links und nach rechts verschiebbar ist. Wenn der Ventilkörper 174 sich in einer nach rechts bewegten Stellung befindet, d.h. in einer Schließstellung, blockiert das Ein/Aus-Ventil 162 die Verbindung zwischen der Ausgangsölleitung 161 und der Hydraulikölkammer 13 der Sperrkupplung 12, wohingegen, wenn sich der Ventilkörper 174 in einer nach links bewegten Stellung befindet, d.h. in einer Öffnungsstellung, das Ventil 162 die Verbindung zwischen der Ausgangsölleitung 161 und der Hydraulikölkammer 13 ermöglicht. In der Ventilkammer 173 sind eine linke Druckaufnahmekammer 175 und eine rechte Druckaufnahmekammer 176 vorgesehen, welche durch die linken bzw. rechten Enden des Ventilkörpers 174 begrenzt sind. Die linke Druckaufnahmekammer 175 enthält eine Schließfeder 177, um den Ventilkörper 174 nach rechts vorzuspannen, und die rechte Druckaufnahmekammer 176 ist mit dem Auslaß 165 des Hydraulik-Fliehkraftreglers 163 verbunden. Entsprechend wird der der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Hydraulikdruck auch der rechten Druckaufnahmekammer 176 zugeführt und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein festgesetzter Wert ist, bleibt der Ventilkörper 174 daher durch die Schließfeder 177 in der Schließstellung gehalten, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den festgesetzten Wert überschritten hat, wird der Ventilkörper 174 durch den Hydraulikdruck in der rechten Druckaufnahmekammer 176 in die Öffnungsstellung übergeführt, so daß die Sperrkupplung 12 durch den Ausgangshydraulikdruck von dem Modulatorventil 160 betätigt werden kann. Darüber hinaus ist der Ausgangshydraulikdruck von dem Modulator 160 proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den festgesetzten Wert überschritten hat, wie vorstehen beschrieben wurde. Daher wird auch die Eingriffskraft der Sperrkupplung 12 proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert, wodurch der einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs entsprechende, direkt gekoppelte Zustand des Drehmomentwandlers T bereitgestellt wird.
Der Eingangsdrehmoment-Sensor 145 wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 2, 6 und 7 beschrieben werden.
Das Eingangsdrehmoment des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT wird als ein von dem primären Untersetzungs-Getriebezug G1 übertragenes Drehmoment erfaßt. Zu diesem Zweck ist dieser Getriebezug G1 in der folgenden Weise aufgebaut.
Das Antriebszahnrad 3 ist mit der Turbinenwelle 8 durch Kugelkeile 180 (ball-keys) gekoppelt, während das angetriebene Zahnrad auf der Eingangswelle 14 gegen axiale Bewegung gehalten ist. Beide Zahnräder 3 und 4 sind als Schraubenzahnräder ausgebildet, so daß während einem Vorwärtsbetrieb, bei dem das erstere 3 das letztere 4 antreibt, eine in einem kämmenden Abschnitt der Zahnräder 3 und 4 erzeugte Schubkraft auf das erstere 3 als nach rechts gerichtete Kraft in Ansicht gemäß den Figuren 2 und 6 wirkt.
Auf der rechten Seite des ersteren, d.h. des Antriebszahnrads 3, ist eine Halteplatte 181 mit einem zentralen kurzen Schaft 181a angeordnet, der relativ-verdrehbar in die Turbinenwelle 8 eingepaßt ist. Die Halteplatte 181 ist an dem Getriebegehäuse 2 am Ort befestigt. Zwischen der Halteplatte 181 und dem Antriebszahnrad 3 ist eine Schubplatte 183 angebracht, die sich gegen die rechte Seite des Antriebszahnrads 3 mit einem dazwischen angeordneten Axiallager abstützt und ferner eine Belleville- bzw. Teller-Feder 184, um die Schubplatte 183 in Richtung zum Antriebszahnrad 3 hin elastisch vorzuspannen. Die Schubplatte 183 ist mit dem ersten Steuerhebel 138 durch eine Zugstange 185 verbunden. Der erste Steuerhebel 138 besteht aus einem kürzeren Arm 138a, der mit der Zugstange 185 verbunden ist, und einem längeren Arm 138b, der sich in zu dem kürzeren Arm 138a entgegengesetzter Richtung erstreckt und mit dem ersten Schieber 140 verbunden ist und die Bewegung der Zugstange 185 verstärken kann, um diese auf den ersten Schieber 140 zu übertragen.
Somit wird, wenn das von dem primären Untersetzungs-Getriebezug G1 übertragene Drehmoment, d.h. das Eingangsdrehmoment des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT, im Vorwärtsbetrieb erhöht wird, die an dem kämmenden Abschnitt der treibenden und getriebenen Zahnräder 3 und 4 erzeugte Schubkraft ebenfalls mit einer solchen Erhöhung erhöht. Wenn die Schubkraft die festgesetzte Last überschritten hat, beginnt das Antriebszahnrad 3, sich in der Ansicht gemäß Figur 6 zusammen mit der Schubplatte 183 nach rechts zu bewegen, wobei eine derartige Verlagerung proportional zum Eingangsdrehmoment ist. Das heißt, die Größe des Eingangsdrehmoments wird als ein Betrag aufgegriffen, um den die Schubplatte 183 verlagert wurde. Dann wird die Bewegung der Schubplatte 183 nach rechts von der Zugstange 185 durch den ersten Steuerhebel 138 auf den ersten Schieber 140 und dann auf die erste Drucksteuerfeder 137 übertragen und daher die dem Eingangsdrehmoment proportionale Vorspannlast an die erste Drucksteuerfeder 137 angelegt. Darüber hinaus wird die Verlagerung der Schubplatte 183 durch den ersten Steuerhebel 138 verstärkt und auf die erste Drucksteuerfeder 137 übertragen und daher kann selbst bei einer relativ kleinen Verlagerung des Antriebszahnrads 3 eine ausreichende Last auf die erste Drucksteuerfeder 137 ausgeübt werden.
Als nächstes wird nachfolgend der Drehzahländerungsverhältnis-Sensor 146 beschrieben werden. Wie in den Figuren 4, 6 und 7 dargestellt ist, besteht der Sensor 146 aus einer Verbindungsstange 186, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit der ersten Riegelplatte 115 und dem zweiten Steuerhebel 139 verbunden ist. Während der zweite Schieber 141 gegen einen zentralen Abschnitt des zweiten Steuerhebels 139 anliegt, liegt die Verbindungsstange 186 gegen ein vorderes Ende des zweiten Steuerhebels 139 an. Entsprechend kann die Verlagerung der Verbindungsstange 186 durch den zweiten Steuerhebel 139 vermindert und auf den zweiten Schieber 141 übertragen werden.
Wenn das Drehzahländerungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Getriebes CVT erhöht wird, wird die erste Riegelplatte 115, wie in Figur 3 dargestellt, nach links bewegt und, wenn das Drehzahländerungsverhältnis erniedrigt wird, wird die erste Riegelplatte 115 nach rechts bewegt, so daß die Stellung der Riegelplatte 115 von der Verbindungsstange 186 als ein Drehzahländerungsverhältnis erfaßt wird. Dieses Drehzahländerungsverhältnis wird durch den zweiten Steuerhebel 139 und den zweiten Schieber 141 auf die zweite Drucksteuerfeder 136 übertragen. Daher wird die dem Drehzahländerungsverhältnis proportionale Vorspannlast auf die zweite Drucksteuerfeder 136 ausgeübt. Darüber hinaus kann keine übermäßige Last auf die zweite Drucksteuerfeder 136 ausgeübt werden, weil die Bewegung der Verbindungsstange 186 selbst dann mittels des zweiten Steuerhebels 139 vermindert und auf die zweite Feder 136 übertragen wird, wenn die Verlagerung der ersten Riegelplatte 115 relativ groß ist.

Claims

1. Stufenlos verstellbares Getriebe (CVT) des Riementyps, umfassend:

- eine von einem Motor (E) angetriebene Eingangswelle (14),

- eine Ausgangswelle (15) zum Antreiben eines Rades (Wl,Wr),

- eine auf der Eingangswelle (14) angebrachte Antriebs-Keilriemenscheibe (30) mit veränderbarem effektivem Radius,

- eine auf der Ausgangswelle (15) angebrachte angetriebene Keilriemenscheibe (31) mit veränderbarem effektivem Radius,

- einen um beide Riemenscheiben (30,31) gespannten Keilriemen (32),

- ein Hydraulik-Stellglied (36-38,46-48) zur Änderung des effektiven Radius jeder der Keilriemenscheiben (30,31), wobei die von dem Stellglied zur Erhöhung des effektiven Radius jeder der Keilriemenscheiben ausgeübte Wirkkraft von dem tatsächlichen Hydraulik- Druck eines dem Hydraulik-Stellglied von einer motor-getriebenen Hydraulik-Pumpe (126) zugeführten Druckfluids abhängt,

- eine Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) zur Steuerung des Hydraulik-Drucks,

- einen Eingangsdrehmoment-Sensor (145) und einen Übersetzungsverhältnis-Sensor (145), die mit der Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) derart verbunden sind, daß der Hydraulik-Druck mit steigendem Eingangsdrehmoment und auch mit steigenden Übersetzungsverhältnis ansteigt.

2. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach Anspruch 1, bei welchem das Hydraulik-Stellglied (36-38) eine Kammer (37) umfaßt, die das Hydraulikfluid aufnimmt und zur Betätigung eines bewegbaren konischen Elements (34) der Antriebs-Keilriemenscheibe ausgebildet ist.

3. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach Anspruch 1, bei welchem die Hydraulik-Stellglieder (36-38,46-48) Kammern (37,47) umfassen, die das Hydraulikfluid aufnehmen und zur Betätigung bewegbarer konischer Elemente (34,44) der jeweiligen Keilriemenscheiben ausgebildet sind.

4. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend ein einer Ventileinrichtung (91,92,95) zugeordnetes Drehzahländerungs-Stellglied (52), welche Ventileinrichtung zur Steuerung einer Verbindung zwischen dem Hydraulik- Stellglied (36-38,46-48) und der Hydraulik-Pumpe (126) ausgebildet ist, wobei das Drehzahländerungs-Stellglied einen ein Steuerventil (95) aufweisenden Servomotor (52) umfaßt, welches Steuerventil durch eine zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit angenähert proportionale erste Steuerkraft und eine zu einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe des Motors angenähert proportionale zweite Steuerkraft betätigt wird.

5. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) mechanische Vorrichtungen (138,139) umfaßt, die in Antwort auf den Eingangsdrehmoment-Sensor (145) und den Übersetzungsverhältnis- Sensor (146) betätigbar sind, um eine Bewegung der mechanischen Vorrichtungen entsprechend einer Summe von sowohl zum Eingangsdrehmoment als auch zum Übersetzungsverhältnis proportionalen Beträgen zu bewirken.

6. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach Anspruch 5, bei welchem die Hydraulikdruck-Steuereinheit ein Regulierventil (130) umfaßt zur Herstellung und Unterbrechung einer Verbindung eines die Hydraulik-Pumpe und das Hydraulik-Stellglied (36-38,46-48) verbindenden Durchgangs (127a) mit einem Abfluß-Durchgang (129), wobei das Regulierventil (130) einen einzelnen Ventilkörper (132) und erste und zweite Steuerfedern (137,136) zum Vorspannen des Ventilkörpers in eine Schließrichtung aufweist, wobei der Eingangsdrehmoment-Sensor (145) mit der ersten Steuerfeder (137) verbunden ist, um auf diese eine dem Eingangsdrehmoment annähernd proportionale Vorspannlast auszuüben, und der Übersetzungsverhältnis-Sensor (146) mit der zweiten Steuerfeder (136) verbunden ist, um auf diese eine dem Übersetzungsverhältnis annähernd proportionale Vorspannlast auszuüben.

7. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Eingangsdrehmoment-Sensor (145) ein Paar Schrägzahnräder (3,4) umfaßt, die zwischen dem Motor und der Eingangswelle angeordnet sind, um Leistung vom Motor zur Eingangswelle zu übertragen, wobei wenigstens eines der Schrägzahnräder (3) axial bewegbar ist, eine Feder (184) umfaßt, um das axial bewegbare Schrägzahnrad (3) elastisch gegen eine während der Leistungsübertragung an dem Schrägzahnrad (3) erzeugte Schubkraft vorzuspannen, und eine Erfassungseinrichtung (138,183,185) umfaßt zur Erfassung der axialen Verlagerung des Schrägzahnrads (3).

8. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Übersetzungsverhältnis-Sensor (146) eine Stange (186) umfaßt, die in Antwort auf eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses eine Verlagerung durchführt.

9. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen hydraulischen Fliehkraftregler (163) erfaßt ist.

10. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach Anspruch 9, bei welchem der hydraulische Fliehkraftregler mit dem Geschwindigkeitsänderungs-Stellglied (52) in Fluid-Verbindung ist.

11. Stufenlos verstellbares Getriebe des Riementyps nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Hydraulik-Pumpe (126) und ein Hydraulik-Stellglied (36-38 oder 46-48) einer Keilriemenscheibe, die Hydraulik- Pumpe und das andere Hydraulik-Stellglied (46-48 oder 36-38) der anderen Keilriemenscheibe miteinander mittels erster bzw. zweiter Steuerventile (39&sub1;,39&sub2;) in Verbindung stehen, die durch das Geschwindigkeitsänderungs-Stellglied (52) gleichsinnig betätigbar sind und jeweils Ölzufuhr-Nuten (59,79) und Ölablauf-Nuten (60,80) aufweisen, welche Nuten relativ zueinander versetzt sind.

12. Verfahren zur Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Riementyps, das Getriebe umfassend:

- eine Eingangswelle (14), auf der eine Antriebs- Keilriemenscheibe (30) mit einem stationären konischen Element (33) und einem bewegbaren konischen Element (34) angebracht ist,

- eine Ausgangswelle (15) , auf der eine angetriebene Keilriemenscheibe (31) mit einem stationären konischen Element (43) und einem bewegbaren konischen Element (44) angebracht ist,

- einen um beide Keilriemenscheiben gezogenen Keilriemen (32),

- erste und zweite Hydraulik-Stellglieder (36-38, 46-48), um die bewegbaren konischen Elemente zur Änderung des effektiven Radius jeder der Keilriemenscheiben zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses axial zu bewegen,

- eine motor-getriebene Hydraulik-Pumpe (126), die den Hydraulik-Stellgliedern Druck zuführt,

- eine Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) zur Steuerung des Hydraulik-Drucks,

- einen Eingangsdrehmoment-Sensor (145) und einen Übersetzungsverhältnis-Sensor (146), die beide mit der Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Verbinden der Hydraulik-Stellglieder (36-38 oder 46-48) einer Keilriemenscheibe, deren effektiver Radius zu diesem Zeitpunkt größer werden soll, mit der Pumpe,

- Ablassen des Druckfluids aus dem Hydraulik-Stellglied (46-48 oder 36-38) der anderen Keilriemenscheibe, deren effektiver Radius kleiner werden soll, zeitlich nach Errichten der Verbindung des Hydraulik-Stellglieds der einen Riemenscheibe mit der Pumpe, und

- Beenden des Verbindens und Ablassens, wenn die bewegbaren konischen Elemente ihre jeweiligen gewünschten Stellungen erreicht haben, wobei die Sensoren mit der Hydraulikdruck-Steuereinheit (130) derart verbunden sind, daß der Hydraulikdruck mit steigendem Eingangsdrehmoment und auch mit steigendem Übersetzungsverhältnis ansteigt.