DE69017405T2

DE69017405T2 - Hydraulisches Steuergerät für ein stufenloses Getriebe mit einem von der Fahrgeschwindigkeit abhängig arbeitenden Schaltventil.

Info

Publication number: DE69017405T2
Application number: DE69017405T
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Soga; Masami Sugaya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: EP0435558A3; US5119698A; EP0435558A2; JPH03199755A; JP2629389B2; DE69017405D1; EP0435558B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftübertragungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem stufenlosen Getriebe und einer hydraulischen Steuervorrichtung zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes.
Ein Beispiel einer gattungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung für ein stufenloses Getriebe für eine Kraftfahrzeug ist in der offenlegungsschrift Nr. JP-A 61- 197849 offengelegt (siehe ebenso EP-A-0289318). Diese hydraulische Steuervorrichtung verwendet ein Schaltventil mit einem Ventilkolben, der in einer Richtung vorbelastet ist, um durch eine der gegenwärtig geforderten Ausgangsleistung des Kraftfahrzeugmotors entsprechende Druckkraft das Getriebe herunterzuschalten, und in einer Richtung unter Vorbelastung steht, um durch eine der Geschwindigkeit der Eingangswelle des Getriebes entsprechende Druckkraft das Getriebe hochzuschalten. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes wird gemäß des Weges und der Richtung der Bewegung des Ventilkolbens aus der neutralen Position verändert.
Beim Schaltventil der vorstehenden hydraulischen Steuervorrichtung wirkt die Druckkraft gemäß der gegenwärtig geforderten Ausgangsleistung des Motors, die durch die Drosselventilöffnung dargestellt wird, auf den Ventilkolben über eine Feder ein. Die Konstante dieser Feder ändert sich in zwei Stufen, so daß der Ventilkolben mit einem besseren Ansprechverhalten auf eine Änderung der Eingangswellengeschwindigkeit bewegt werden kann, (die durch eine mittels einer Staudüse erzeugten Druck dargestellt ist,) wenn die Drosselventilöffnung relativ klein ist, als wenn sie relativ groß ist. Diese Anordnung ermöglicht es, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes schnell in die Herunter- Schaltrichtung zu verändern, wenn das Fahrzeug plötzlich abgebremst wird.
Während die vorstehende bekannte hydraulische Steuervorrichung dazu geeignet ist, das Schaltansprech- Verhalten des Getriebes durch Verändern der Federkonstante abhängig von der Drosselventilöffnung zu verbessern, wird das Schaltventil zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes übermäßig empfindlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist und wenn die Drosselventilöffnung relativ klein ist. Weiterhin wird während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs das Übersetzungsverhältnis auf den Minimalwert in der Hochschaltrichtung verringert, und das Schaltansprechverhalten steigt an, wenn sich das Übersetzungsverhältnis an den Minimalwert annähert. Die vorstehend beschriebenen Tendenzen sind für einen weichen Fahrbetrieb des Fahrzeugs nicht erstrebenswert. Da das stufenlose Getriebe eine Charakteristik hat, die mit der Drehgeschwindigkeit des Übertragungsriemens in Verbindung steht, so daß das Schaltansprechverhalten sich verringert und ansteigt, wenn sich das Übersetzungsverhältnis an den Maximal- bzw. Minimalweft annähert, wird das hydraulische Schaltansprechverhalten in erstrebenswerter Weise und mit Bestimmtheit verringert, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wobei das Übersetzungsverhältnis des Getriebes auf einen relativ kleinen Wert gesteuert wird.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Steuervorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Getriebes zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, ungeachtet der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs das Übersetzungsverhältnis des Getriebes mit einem gleichmäßig guten Ansprechverhalten auf die gegenwärtig geforderte Motorausgangsleistung zu verändern.
Die obige Aufgabe kann gemäß des Prinzips der vorliegenden Erfindung gelöst werden, die eine hydraulische Steuervorrichtng zum Steuern eines stufenlosen Getriebes für ein einen Motor aufweisendes Kraftfahrzeug zur Verfügung stellt, mit:
einer Schaltventileinrichtung mit einem Ventilkolben, der geeignet ist, eine einer gegenwärtig geforderten Motorausgangsleistung entsprechende erste Druckkraft derart aufzunehmen, daß der Ventilkolben durch die erste Druckkraft in eine Herunterschaltrichtung zum Herunterschalten des Getriebes vorbelastet wird, und der geeignet ist, eine einer Geschwindigkeit einer Eingangswelle des Getriebes entsprechende zweite Druckkraft derart aufzunehmen, daß der Ventilkolben durch die zweite Druckkraft in eine Hochschaltrichtung zum Hochschalten des Getriebes vorbelastet wird, wobei das Schaltventil ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes gemäß eines Weges der Bewegung des Ventilkolbens von seiner neutralen Position in entweder eine Herunterschalt- oder Hochschaltrichtung steuert, wobei die Vorrichtung umfaßt (a) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuerdrucks, der sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ändert; (b) eine Stellfaktoränderungsfeder, um den Weg der Bewegung des Ventilkolbens durch die erste und die zweite Druckkraft zu verändern; und (c) eine Stellfaktoränderungseinrichtung, die es einer Vorbelastungskraft der Stellfaktoränderugsfeder ermöglicht, basierend auf dem Steuerdruck, derart auf den Ventilkolben einzuwirken, daß der Weg der Bewegung des Ventilkolbens durch die erste und die zweite Druckkraft mit einem Ansteigen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sich verringert.
Bei der vorliegenden hydraulischen Steuervorrichtung wirkt die Vorbelastungskraft der Stellfaktoränderungsfeder auf den Ventilkolben abhängig vom Steuerdruck derart ein, daß der Weg des Kolbens durch die erste und zweite Druckkraft sich mit einem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. In diesem Zusammenhang soll angemerkt werden, daß ein stufenloses Getriebe dazu neigt, beruhend auf der Drehgeschwindigkeit des Übertragungsriemens, daß das Übersetzungsverhältnis zum Maximalwert ansteigt, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit verringert, und sich zum Minimalwert verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Diese Tendenz führt zu einem übermäßig hohen Schaltansprechverhalten des Getriebes, wenn das Übersetzungsverhältnis relativ niedrig ist. Daher ist der Weg des Ventilkolbens beruhend auf der ersten und zweiten Druckkraft verringert worden, um die Empfindlichkeit des Kolbens auf die Änderungen der Druckkräfte zu erniedrigen, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Diese Anordnung ermöglicht es dem Getriebe, ein gleichbleibend gutes Schaltansprechverhalten über den ganzen Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Verfügung zu stellen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der zur Zeit bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden, wobei:
Fig 1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftübertragungssystems eines Fahrzeugs mit einer hydraulischen Steuervorrichtung, die gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels aufgebaut ist;
Figuren 2a, 2b und 2c sind Detailansichten eines hydraulischen Steuerkreises, der in der hydraulischen Steuervorrichtung nach Figur 1 eingegliedert ist;
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die einen durch eine Staudüse erzeugten Druck der Eingangswellengeschwindigkeit zeigt, der sich mit der Eingangswellengeschwindigkeit eines stufenlosen Getriebes des Kraftübertragungssystems nach Fig. 1 ändert;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die eine durch eine andere Staudüse erzeugten Druck einer Ausgangswellengeschwindigkeit zeigt, der sich mit der Ausgangswellengeschwindigkeit des stufenlosen Getriebes ändert;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die einen Druck einer Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, die durch eine in Figur 2a dargestellte Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungspumpe erzeugt wird, wobei sich dieser Druck mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert;
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die einen ersten Drosseldruck zeigt, der durch ein erstes in Fig. 2b dargestelltes Drosselerfassungsventil erzeugt wird, wobei sich dieser Druck mit dem Öffnungsbetrag eines Drosselventils des Fahrzeugmotors ändert;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die einen zweiten Drosseldruck zeigt, der durch ein in Fig. 2b dargestelltes zweites Drosselerfassungsventil erzeugt wird, wobei sich dieser Druck mit dem Betrag der Drosselventilöffnung verändert;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die einen Übersetzungsverhältnisdruck zeigt, der durch ein in Fig. 2a dargestelltes Übersetzungsverhältniserfassungsventil und ein Begrenzungsventil erzeugt wird, wobei sich dieser Druck mit dem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes ändert;
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung, die einen zweiten Leitungsdruck darstellt, der durch ein in Fig. 2a dargestelltes zweites Druckregelventil erzeugt wird, wobei dieser Druck sich mit dem Getriebeübersetzungsverhältnis ändert;
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die einen dritten Leitungsdruck darstellt, der durch ein in Fig. 2b dargestelltes drittes Druckregelventil erzeugt wird, wobei dieser Druck sich mit dem Getriebeübersetzungsverhältnis ändert;
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die einen abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck zeigt, der durch ein in Fig. 2b dargestelltes Druckreduzierungsventil erzeugt wird, wobei dieser Druck sich mit dem Getriebeübersetzungsverhältnis ändert;
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck zeigt, der durch ein in Fig. 2c dargestelltes Begrenzungsventil abgewandelt wird, wobei dieser Druck sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert;
Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, die eine Eingangswellengeschwindigkeit des Getriebes zeigt, wie sie durch ein in Fig. 2b dargestelltes erstes Schaltventil im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Drosselöffnung gesteuert wird;
Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die die Eingangswellengeschwindigkeit des Getriebes zeigt, wie sie durch ein in Fig. 2b dargestelltes zweites Schaltventil im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselöffnung gesteuert wird;
Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die die Betriebscharakteristik des in Fig. 16 vergrößert dargestellten ersten Schaltventils zeigt;
Figuren 16 und 17 sind vergrößerte Querschnittsansichten des ersten bzw. zweiten Schaltventils;
Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht eines abgewandelten ersten Schaltventils, das in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 19 ist eine graphische Darstellung, die die Betriebscharakteristik des ersten Schaltventils nach Figur 18 zeigt;
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgewandelten ersten Schaltventil zeigt;
Fig. 21 ist eine graphische Darstellung, die den Betrieb eines Druckspeichers zum Verringern des zweiten Drosseldrucks darlegt, und
Fig. 22 ist eine graphische Darstellung, die den Betrieb eines in Figur 2b dargestellten ODER-Ventils darlegt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Gemäß Fig. 1 ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs dargestellt, mit dem Kraft von einem Motor 10 zu den Antriebsrädern 24, 24 über einen Kraftübertragungsstrang übertragen wird, der den Motor 10 und die Antriebsräder 24 miteinander verbindet. Das Kraftübertragungssystem hat: eine Fluidkupplung 12, die mit dem Motor 10 über eine Kurbelwelle 26 verbunden ist und mit einer Überbrückungskupplung 36 versehen ist; ein stufenloses Getriebe (nachfolgend abgekürzt als "CVT") 14, das mit der Fluidkupplung 12 verbunden ist; ein Umkehrungsgetriebe- Mechanismus in der Form einer Umkehrungseinrichtung 16, der mit der Ausgangsseite des CVT 14 verbunden ist, um einen Vorwärts- oder eine Rückwärtsfahrbetrieb des Fahrzeugs auszuwählen; eine Zwischengetriebeeinrichtung 18, die mit der Umkehrungseinrichtung 16 verbunden ist; eine Differenzialgetriebeeinrichtung 20, die mit der Zwischengetriebeeinrichtung 18 verbunden ist; und eine Antriebsachse 22, die mit der Differenzialgetriebeeinrichtung 20 und den Antriebsrädern 24, 24 verbunden ist.
Die Fluidkupplung 12 hat: ein Pumpenflügelrad 28, das mit der Kurbelwelle 26 des Motors 10 verbunden ist; ein Turbinenflügelrad 32, das an einer Eingangswelle 30 des CVT 14 befestigt ist und mittels eines Betriebsfluids vom Pumpenflügelrad 28 gedreht wird; die oben erwähnte Überbrückungskupplung 36, die über einen Dämpfer 34 an der Eingangswelle 30 befestigt ist; und eine Einrichtung zum Abgrenzen einer Einrückkammer 33, die mit einer Einrückleitung 292 (, die noch beschrieben wird) in Verbindung steht, und eine Ausrückkammer 35, die mit einer Ausrückleitung 324 (, die noch beschrieben wird) in Verbindung steht. Die ständig mit Betriebsfluid gefüllte Fluidkupplung 12 wird betätigt, um den Eingriff der Überbrückungskupplung 36 zur direkten Verbindung der Kurbelwelle 26 mit der Eingangswelle 30 zu bewirken, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wie zum Beispiel, wenn eine Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet, oder wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Pumpen- und dem Turbinenflügelrad 28, 32 kleiner als ein vorbestimmter unterer Grenzwert wird. In diesem Fall wird das Fluid der Einrückkammer 33 zugeführt, während das Fluid aus der Ausrückkammer 35 abgeführt wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert fällt oder wenn der oben erwähnte Geschwindigkeitsunterschied einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet, wird die Überbrückungskupplung 36 derart gelöst bzw. ausgerückt, so daß das Fluid der Ausrückkammer 35 zugeführt wird und aus der Einrückkammer 33 abgeführt wird.
Die CVT 14 hat ein paar von im Durchmesser veränderbaren Riemenscheiben 40, 42, die den gleichen Durchmesser haben. Die Riemenscheiben 40, 42 sind auf der Eingangswelle 30 bzw. auf der Ausgangswelle 38 vorgesehen, und sie sind über einen Übertragungsriemen 44 verbunden. Die zwei Riemenscheiben 40, 42 haben jeweils stationäre Rotoren 46, 48, die an den jeweiligen Eingangs- und Ausgangswellen 30, 38 befestigt sind, und sie haben jeweils axial bewegliche Rotoren 50, 52, die auf den jeweiligen Wellen 30, 38 axial beweglich sind, und sich mit diesen Wellen drehen. Die beweglichen Rotoren 50,52 werden durch einen jeweiligen ersten und zweiten hydraulischen Stellantrieb in der Form eines ersten und eines zweiten hydraulischen Zylinders 54, 56 bewegt, so daß die effektive Breite der V Nuten der Riemenscheiben 40 und 42 oder die effektiven mit dem Riemen 44 in Eingriff stehenden Durchmesser verändert werden, um das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 zu verändern, wobei r = Nin/ Nout ist, dabei stellt Nin die Geschwindigkeit der Eingangswelle 30 dar, während Nout die Geschwindigkeit der Ausgangswelle 38 darstellt.
Bei den im Durchmesser veränderbaren den gleichen Durchmesser aufweisenden Riemenscheiben 40, 42, haben die entsprechenden ersten und zweiten Hydraulikzylinder 54, 56 die gleiche Druckaufnahmefläche. Üblicherweise wird die Spannung des Übertragungsriemens 44 in erster Linie durch den Druck in einem (nachfolgend als den "auf der angetriebenen Seite befindlichen Zylinder" bezeichnet) entweder dem ersten oder dem zweiten Hydraulikzylinder 40, 42 bestimmt, der der angetriebenen der Riemenscheiben 40, 42 entspricht (nachfolgend als die "auf der angetriebenen Seite befindliche Riemenscheibe" bezeichnet).
Die Umkehrungseinrichtung 16 ist ein sehr bekannter Planetengetriebe-Mechanismus nach der Doppelzahnradbauform, der umfaßt einen Träger 60, der an einer Ausgangswelle 58 befestigt ist; ein paar von Planetenrädern 62, 64, die auf dem Träger 60 drehbar gelagert sind und, die miteinander in Zahneingriff stehen; ein Sonnenrad 66, das an der Eingangswelle 38 befestigt ist (Ausgangswelle des CVT 14), und das in Zahneingriff mit dem inneren Planetenrad 62 ist; ein Ringzahnrad 68, das in Zahneingriff mit dem äußeren Planetenrad 64 ist; eine UMKEHRUNGSBREMSE 70 zum Festsetzen des Ringzahnrads 68 am Gehäuse des Getriebes; und eine VORWÄRTSKUPPLUNG 72 zum Verbinden des Trägers 60 mit der Eingangswelle 38.
Die UMKEHRUNGSBREMSE 70 und die VORWÄRTSKUPPLUNG 72 sind hydraulisch betätigte Reibkupplungseinrichtungen. Die Umkehrungseinrichtung 16 ist in ihrer neutralen Position, wenn sowohl die Bremse 70 als auch die Kupplung 72 in ihren gelösten oder ausgerückten Positionen sind. In diesem Zustand überträgt die Umkehrungseinrichtung 16 keine Kraft an die Zwischengetriebeeinrichtung 18. Wenn die VORWÄRTSKUPPLUNG 72 in Eingriff ist, sind die Eingangs- und die Ausgangswellen 38, 58 der Einrichtung 16 miteinander verbunden, wodurch Kraft von dem CVT 14 an die Zwischengetriebeeinrichtung 18 übertragen wird, so dar das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Andererseits, wenn die VORWÄRTSBREMSE 17 in Eingriff ist, wird die Drehrichtung der Ausgangswelle 58 mit Bezug zur Drehrichtung der Eingangswelle 38 umgekehrt, wodurch Kraft derart übertragen wird, daß das Fahrzeug in umgekehrter bzw. rückwärtiger Richtung angetrieben wird.
Da die Umkehrungseinrichtung 16 sich in der neutralen Position befindet, wenn der Schalthebel 252 (, der noch beschrieben wird,) sich in einer neutralen Position N befindet, kann diese Einrichtung 16 als eine in serieller Verbindung mit dem CVT 14 angeordnete Kupplung in einem Kraftübertragungsstrang zwischen dem Motor 10 und den Antriebsrädern 24, zum Unterbrechen des Kraftübertragungsstrangs fungieren, wenn der Schalthebel 252 in die neutrale Position geschaltet ist.
Die stationären Rotoren 46, 48 des CVT 14 haben jeweils an ihrem Umfang ringförmige Bauteile 78, 80, zum Abgrenzen von jeweiligen ringförmigen Nuten 74, 76, die nach innen in radialer Richtung geöffnet sind. Ein Schmieröl wird an einen unteren Abschnitt dieser Nuten 74, 76 zugeführt, so daß die Nuten mit dem Öl durch die Zentrifugalkraft während der Drehbewegung der Rotoren 46, 48 gefüllt sind. Um die Drehgeschwindigkeiten Nin und Nout der Eingangs- und Ausgangswellen 30, 38 zu ermitteln, sind Staudüsen 82,84 derart angeordnet, daß die Enden der Düsen innerhalb der ringförmigen Nuten 74, 76 angeordnet sind. Die Staudüsen 82, 84 erzeugen jeweils einen Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin, der die Geschwindigkeit Nin der Eingangswelle 30 anzeigt, bzw. einen Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout erzeugt, der die Geschwindigkeit Nout der Ausgangswelle 38 anzeigt. Es soll erwähnt werden, daß die Geschwindigkeit Nout die Geschwindigkeit der Eingangswelle 38 der Umkehrungseinrichtung 16 ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Beziehungen zwischen dem Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin und der Eingangswellengeschwindigkeit Nin, und zwischen dem Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout und der Ausgangswellengeschwindigkeit Nout. Wie in den graphischen Darstellungen der Figuren 3 und 4 dargestellt, erhöhen sich die Drücke Pnin und Pnout jeweils mit den Eingangs- und Ausgangswellengeschwindigkeiten Nin und Nout.
Um die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs zu ermitteln, ist eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungspumpe 86 mit der Welle der Zwischengetriebeeinrichtung 18 verbunden. Diese Pumpe 86 erzeugt einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv, der der Geschwindigkeit der Ausgangswelle 58 der Umkehrungskupplung 16 entspricht, und daher der Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht. Wie in Fig. 2a dargestellt ist, wird das von der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungspumpe 86 geförderte Fluid in seine Vorratsbehälter über die Stömungsbegrenzer 88, 90 zurückgeführt. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, die die Beziehung zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zeigt, erhöht sich der Druck Pv mit der Geschwindigkeit V.
Das wie vorstehend beschrieben aufgebaute Kraftübertragungssystem wird durch einen hydraulischen Steuerkreis 89 hydraulisch gesteuert, der im Detail in den Figuren 2a, 2b und 2c dargestellt ist.
Eine in der Figur 2a dargestellte Ölpumpe 92 dient als eine hydraulische Kraftversorgung des Hydrauliksystems, das einen Teil der hydraulischen Steuervorrichtung bildet, die gemäß des vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels aufgebaut ist. Die Ölpumpe 92 ist mit dem Pumpenflügelrad 28 der Fluidkupplung 12 derart verbunden, daß die Pumpe 92 immer mit der Kurbelwelle 26 des Motors 10 gedreht wird. Im Betrieb pumpt die Pumpe 92 ein Betriebsfluid über einen Ansaugkopf 94 aus einem Vorratsbehälter nach oben, wobei das Fluid in ihn zurückfließt. Die Pumpe 92 ist in Verbindung mit einer Rückflußleitung 96, so daß das durch die Rückflußleitung 96 zurückfließende Fluid von der Pumpe 92 eingesaugt wird. Das unter Druck gesetzte durch die Pumpe 92 bereitgestellte Fluid wird als ein erster Leitungsdruck Pl1 in eine erste Druckleitung 98 gefördert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der erste Leitungsdruck Pl1 mittels eines ersten Druckregelventils 158 nach der Überström- oder Überdruckbauart geregelt, über das das Fluid in die erste Druckleitung 98, in die Rückflußleitung 96 und in eine Überbrückungskupplungsleitung 100 gefördert wird. Die erste Druckleitung 98 ist mit einem Überdruckventil 99 zum Freigeben des Drucks in die Leitung 98 versehen, wenn der Förderdruck der Pumpe 92 einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Zunächst sollen verschiedene hydraulische Komponenten beschrieben werden, die die jeweiligen hydraulischen Signale erzeugen, d.h. erster Drosseldruck Pth1, zweiter Drosseldruck Pth2, Übersetzungsverhältnisdruck Pr und Kupplungsdruck Pcl.
Der ein Ausgangsdrehmoment des Motors 10 anzeigende erste Drosseldruck Pth1 wird mittels eines in Fig. 2b dargestellten ersten Drosselerfassungsventils 102 erzeugt. Das erste Drosselerfassungsventil 102 hat: eine Nocke 104, die gedreht wird, wenn das Drosselventil des Motors 10 betätigt wird; einen Kolben 106, der mit der Nockenfläche der Nocke 104 in Eingriff ist, und der durch einen einem Drehwinkel der Nocke 104 entsprechenden Weg axial bewegt wird; eine Feder 108; und einen Ventilkolben 112, auf dem eine Druckkraft durch die Feder 108 vom Kolben 106 einwirkt, und auf den eine Druckkraft, beruhend auf dem ersten Leitungsdruck Pl1 einwirkt. Diese zwei Druckkräfte wirken auf den Ventilkolben 112 in entgegengesetzter Richtung. Der Ventilkolben 112 wird in eine Gleichgewichtsposition der vorstehenden zwei Druckkräfte bewegt, wodurch der erste Leitungsdruck Pl1 sich verringert, um den ersten Drosseldruck Pth1 zu erzeugen, der dem Ausgangsdrehmoment des Motors 10 entspricht. Die Beziehung zwischen dem ersten Drosseldruck Pth1 und einer tatsächlichen Öffnung Θth des Drosselventils wird in Fig. 6 dargestellt. Die Kurve der Nockenfläche der Nocke 104 wird basierend auf der Ausgangscharakteristik des Motors 10 bestimmt, so daß der erste Drosseldruck Pth1 dem Ausgangsdrehmoment des Motors 10 entspricht oder ihn darstellt. Der erste Drosseldruck Pth1 wird über eine erste Drosseldruckleitung 113 gefördert.
Der zweite Drosseldruck Pth2 entspricht der oder stellt die tatsächliche Öffnung Θth des Drosselventils des Motors 10 oder der Betrag der Betätigung eines Fahrpedals bzw. Gaspedals dar, welches die geforderte Ausgangsleistung des Motors 10 oder den geforderten Beschleunigungswert des Fahrzeugs darstellt, der gegenwärtig erfordert oder durch den Fahrer oder Betreiber des Fahrzeugs angestrebt wird. Dieser Druck Pth2 wird durch ein zweites Drosseldruckerfassungsventil 114 erzeugt, welches umf aßt: eine Nocke 116, die gedreht wird, wenn das Drosselventil des Motors 10 betätigt wird; einen Kolben 118, der mit einer Nockenfläche der Nocke 116 in Eingriff steht, und der durch einen einem Drehwinkel der Nocke 116 entsprechenden Weg bewegt wird; Federn 120, 122; und einen Ventilkolben 124, auf den eine Druckkraft über die Feder 120 vom Kolben 118 einwirkt, und auf den eine Druckkraft einwirkt, die sich aus dem Rückführdruck in Form des zweiten Drosseldrucks Pth2 und einer Vorspannkraft der Feder 122 zusammensetzt. Diese zwei Druckkräfte wirken in entgegengesetzten Richtungen auf den Ventilkolben 124 ein. Der Ventilkolben 124 wird in eine Gleichgewichtsposition der beiden vorstehenden Druckkräfte bewegt, wodurch der erste Leitungsdruck Pl1 sich verringert, um den zweiten Drosseldruck Pth2 zu erzeugen, der der Drosselventilöffnung Θth entspricht. Die Beziehung zwischen dem zweiten Drosseldruck Pth2 und der tatsächllchen Drosselventilöffnung Θth wird in Fig. 7 dargestellt. Die Kurve der Nockenfläche der Nocke 116 ist derart bestimmt, so daß es durch den zweiten Drosseldruck Pth2 ermöglicht wird, das CVT 14 zu steuern, so daß eine hohe Brennstoffwirtschaftlichkeit und ein guter Antrieb des Fahrzeugs gewährleistet ist. Der zweite Drosseldruck Pth2 wird über eine zweite Drosseldruckleitung 126 gefördert.
Der Übersetzungsverhältnisdruck Pr, der das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 anzeigt, wird durch ein in Fig. 2a dargestelltes Übersetzungsverhältniserfassungsventil 130 erzeugt. Das Ventil 130 umfaßt: einen Erfassungsstab 132, der in gleitendem Kontakt mit dem axial beweglichen Rotor 50 auf der Eingangswelle 30 des CVT 14 ist, und der durch einen Weg axial verschoben wird, der gleich dem Betrag der Axialbewegung des beweglichen Rotors 50 ist; eine Feder 134, deren Vorbelastungskraft sich ändert, wenn die axiale Position des Stabs 132 sich ändert; und ein Ventilkolben 136, auf den die Vorbelastungskraft der Feder 134 und der erste Leitungsdruck Pl1 einwirkt. Der Ventilkolben 136 wird in eine Gleichgewichtsposition zwischen der Vorbelastungskraft der Feder 134 und einer Druckkraft basierend auf dem ersten Lleitungsdruck Pl1 bewegt, wodurch der Betrag des Förderstroms des Fluids aus der ersten Druckleitung 98 in den Ablaß abhängig vom Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 eingestellt wird. Wenn beispielsweise der bewegliche Rotor 50 in Richtung des stationären Rotors 46 bewegt wird, um die wirksame Breite der V-Nut der Riemenscheibe 40 zu verringern und dadurch das Übersetzungsverhältnis "r" erhöhen, wird der Erfassungsstab 132 in eine Richtung bewegt, um die Feder 134 zusammenzudrücken, wodurch die Strömungsrate des Fluids reduziert wird, das von der ersten Druckleitung 98 über eine Öffnung 138 zugeführt und durch die resultierende Bewegung des Ventilkolbens 136 in den Ablaß abgeführt wird. Infolge dessen erhöht sich der Druck in einem Abschnitt der Leitung 98 stromab der Öffnung 138. Dieser Druck wird als der Übersetzungsverhältnisdruck Pr verwendet, der sich mit einer Verringerung des Übersetzungsverhältnisses des CVT 14 erhöht, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, d.h., er erhöht sich, wenn das CVT 14 hochgeschaltet wird. Der Übersetzungsverhältnisdruck Pr wird über eine Übersetzungsverhältnisdruckleitung 140 gefördert, die mit einem Begrenzungsventil 142 verbunden ist. Der Übersetzungsverhältnisdruck Pr wird abhängig vom ersten Drosseldruck Pth1 durch das Begrenzungsventil 142 begrenzt, so daß der zweite Leitungsdruck Pl2 gesteuert wird, um die Spannung des Riemens 44 auf einen optimalen Wert zu steuern. Das Begrenzungsventil 142 umfaßt: einen Kolben 144, auf den der erste Drosseldruck Pth1 wirkt; eine Feder 146; und einen Ventilkolben 148, auf den der erste Drosseldruck Pth1 über die Feder 146, und der Übersetzungsverhältnisdruck Pr einwirkt. Der Ventilkolben 148 wird in eine Gleichgewichtsposition zwischen der Druckkraft basierend auf dem ersten Drosseldruck Pth1 und der Feder 146, und der Druckkraft basierend auf dem Übersetzungsverhältnisdruck Pr bewegt. Wenn die letztere Druckkraft die erstere Druckkraft übersteigt, wird das Fluid aus der Übersetzungsverhältnisdruckleitung 140 in den Ablaß gefördert, um einen weiteren Anstieg des Übersetzungsverhältnisdrucks Pr zu verhindern. Die obere Grenze des Drucks Pr erhöht sich mit einem Anstieg des ersten Drosseldrucks Pth1.
Nachfolgend werden hydraulische Komponenten zum Regulieren des ersten Leitungsdrucks Pl1, des zweiten Leitungsdrucks Pl2, des dritten Leitungsdrucks Pl3 und des Kupplungsdrucks Pcl beschrieben.
Der erste Leitungsdruck Pl1 wird durch ein erstes Druckregelventil 158 geregelt. Dieses Ventil 158 hat einen Ventilkolben 160, einen Federsitz 162, eine Rückführfeder 164 und einen Kolben 166. Der Ventilkolben 160 wird betätigt, um eine wahlweise Verbindung und Unterbrechung der Öffnung 170a, die mit der ersten Druckleitung 98 in Verbindung steht, mit einer Ablaßöffnung 170b, oder einer Öffnung 170c, die in Verbindung mit der Überbrückungskupplungsleitung 100 steht, zu bewirken. Der Ventilkolben 160 hat an einem seiner axialen Enden entfernt vom Kolben 166 eine erste Erhöhung 172. Benachbart zu dieser ersten Erhöhung 172 des Ventilkolbens 160 ist eine Kammer 176 ausgebildet, auf die in Form eines Rückkopplungsdrucks der erste Leitungsdruck Pl1 über einen Strömungsbegrenzer 174 einwirkt. Der Ventilkolben 160 ist durch diesen ersten Leitungsdruck Pl 1 in Richtung zu seiner geöffneten Position vorbelastet. Der Koaxial zum Ventilkolben 160 angeordnete Kolben 166 hat eine erste Erhöhung 178 und eine zweite Erhöhung 180, die miteinander zusammenwirken, um eine Kammer 182 abzugrenzen, die wiederum geeignet ist, den ersten Drosseldruck Pth1 aufzunehmen. Benachbart zum Ende der ersten Erhöhung 178, entfernt von der zweiten Erhöhung 180, ist eine Kammer 184 ausgebildet, die geeignet ist, den zweiten Leitungsdruck Pl2 aufzunehmen. Die Vorbelastungskraft der Rückführfeder 164 wirkt auf den Ventilkolben 160 über den Ventilsitz 162, um den Ventilkolben 160 in Richtung zu seiner geschlossenen Position vorzubelasten. Der Ventilkolben 160 ist unter dem Gleichgewicht der Kräfte gemäß der folgenden Gleichung (1) positioniert:
Pl1 = [Pl2 * A3 + Pth1 (A4 - A3)+ W] / A1 ...... (1)
mit,
A1: Druckaufnahmefläche der ersten Erhöhung 172 des Ventilkolbens 160
A3: Querschnittsfläche der ersten Erhöhung 178 des Kolbens 166
A4: Querschnittsfläche der zweiten Erhöhung 180 des Kolbens 166
W: Vorbelastungskraft der Rückführfeder 164.
Damit wird der erste Leitungsdruck Pl1 durch das erste Druckregelventil 158 geregelt. Eine zwischen der ersten Erhebung 172 und der zweiten Erhebung 173 des Ventilkolbens 160 ausgebildete Kammer 186 ist mit dem Ablaß verbunden und der Atmosphäre ausgesetzt.
Wie aus der Gleichung (1) ersichtlich ist, wird der erste Leitungsdruck Pl1 abhängig vom zweiten Leitungsdruck Pl2 und dem ersten Drosseldruck Pth1 derart geregelt, daß der Druck Pl1 um einen geeigneten Betrag größer ist als der Druck Pl2, und daß er mit dem ersten Drosseldruck Pth1 ansteigt. Demgemäß kann das CVT 14, dessen erster und zweiter Hydraulikzylinder 54, 56 die gleiche Druckaufnahmefläche haben, mit einem Übersetzungsverhältnis "r" betrieben werden, das sich über einen hinreichend großen Bereich mit einem hinreichend hohen Ansprechverhalten verändert. Weiterhin wird der ersten Leitungsdruck Pl1 auf ein erforderliches Minimalniveau gesteuert, um den Leistungsverlust des Fahrzeugs zu minimieren. Es wird angemerkt, daß die Kammer 184 nicht dazu geeignet ist, den Druck Pin der Eingangsseite des Zylinders aufzunehmen, um ein Ansteigen des ersten Leitungsdrucks Pl1 auf das maximale Niveau in Folge schneller Beschleunigung des Fahrzeugs zu verhindern.
Nun wird ein zweites Druckregelventil 190 zum Erzeugen und Regeln des zweiten Leitungsdrucks Pl2 beschrieben. Dieses Ventil 190 hat einen Ventilkolben 194, um eine Verbindung und Unterbrechung der ersten Druckleitung 98 mit und von einer zweiten Druckleitung 192 zu bewirken, einen Federsitz 196, eine Rückführfeder 198 und einen Kolben 200. Der Ventilkolben 194 ist an einem seiner axialen Enden entfernt vom Kolben 200 mit einer ersten Erhebung 202, einer zweiten Erhebung 204 und einer dritten Erhebung 206 versehen, die verschiedene Durchmesser aufweisen. Die erste Erhebung 202 hat den kleinsten Durchmesser, und die zweite Erhebung 204 hat einen Durchmesser größer als den der ersten Erhebung 202, während die dritte Erhebung 206 den größten Durchmesser hat. Zwischen der zweiten und dritten Erhebung 204, 206 ist eine Kammer 212 ausgebildet, auf die in Form eines Rückkoppelungsdrucks der zweite Leitungsdruck Pl2 über einen Stömungsbegrenzer 210 einwirkt, so daß der Ventilkolben 194 durch den zweiten Leitungsdruck Pl2 in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet ist. Eine andere Kammer 216 ist benachbart zur ersten Erhebung 202 des Ventilkolbens 194 entfernt von der zweiten Erhebung 204 ausgebildet. Auf diese Kammer 216 wirkt über einen Stömungsbegrenzer 214 der Übersetzungsverhältnisdruck Pr ein, so daß der Ventilkolben 194 durch den Übersetzungsverhältnisdruck Pr in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet wird. Zwischen der ersten und der zweiten Erhebung 202, 204, ist eine Kammer 218 ausgebildet, die dazu geeignet ist, den Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout aufzunehmen, wie vorstehend beschrieben, so daß der Ventilkolben 194 durch den Druck Pnout in Richtung der geschlossenen Position vorbelastet wird. Die Rückführfeder 198 wirkt über den Federsitz 196 auf den Ventilkolben 194, um den Ventilkolben 194 in Richtung seiner offenen Position vorzubelasten. Benachbart zum Ende des Kolbens 200 entfernt vom Ventilkolben 194, ist eine Kammer 208 ausgebildet, die geeignet ist, den ersten Drosseldruck Pth1 aufzunehmen, so daß der Ventilkolben 194 durch den Druck Pth1 in Richtung seiner offenen Position vorbelastet wird.
Der Ventilkolben 194 wird unter dem Gleichgewicht der Kräfte gemäß der nachfolgenden Gleichung (2) positioniert:
Pl2 = [A8 * Pth1 + W - A5 * Pr - (A6 - A5) Pnout]/(A7 - A6) ......... (2)
mit,
A5: Druckaufnahmefläche der ersten Erhebung 202
A6: Querschnittsfläche der zweiten Erhebung 204
A7: Querschnittsfläche der dritten Erhebung 206
A8: Druckaufnahmefläche des Kolbens 200
W: Vorbelastungskraft der Rückführfeder 198
Beim Ventilkolben 194, der gemäß der Gleichung (2) bewegt wird, wird der ersten Leitungsdruck Pl1 erniedrigt, um einen zweiten Leitungsdruck Pl2 zu gewinnen. Da die zweite Druckleitung 192 ein vergleichsweise geschlossener Strömungsweg ist, ist das zweite Druckregelventil 190 dazu geeignet, den vergleichsweise hohen ersten Leitungsdruck Pl1 auf den vergleichsweise niedrigen zweiten Leitungsdruck Pl2 zu erniedrigen, wie in Fig. 9 dargestellt ist.
Aus der vorstehenden Gleichung (2) ist zu ersehen, daß der zweite Leitungsdruck Pl2 auf ein Niveau gesteuert ist, das geeignet ist, dem Übertragungsriemen 44 eine optimale Spannung zu geben, wobei der Übersetzungsverhältnisdruck Pr durch das Begrenzungsventil 142 begrenzt wird, und daß der Druck Pl2 sich mit dem ersten Drosseldruck Pth1 ändert. Es wird weiterhin angemerkt, daß der zweite Leitungsdruck Pl2 sich mit dem Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout derart ändert, daß der Druck Pl2 sich mit einem Anstieg des Ausgangswellengeschwindigkeitsdrucks Pnout verringert, um dadurch eine Kompensation für das Ansteigen der Spannung des Riemens 44 zu bewirken, die auf dem Ansteigen des Drucks im zweiten Hydraulikzylinders 56, wegen der Zentrifugalkraft während der Drehbewegung des Zylinders 56, beruht. Eine Leitung 322, die geeignet ist, das vom zweiten Druckregelventil 190 ausströmende Fluid aufzunehmen, ist mit der Eingangsseite eines Ölkühlers 134 (,der noch beschrieben wird,) verbunden. Das niedrigste mögliche Niveau des zweiten Leitungsdrucks Pl2 ist höher festgelegt als der Druck im Ölkühler 314, so daß durch das niedrigste Niveau des Drucks Pl2, der beruhend auf der Kompensation für den Druckanstieg im zweiten Zylinder 56 durch die vorstehend beschriebene Zentrifugalkraft erhalten wird, keine Luftkavitäten oder Blasen innerhalb des Zylinders 56 verursacht werden.
Ein drittes Druckregelventil 220 ist vorgesehen, den dritten Leitungsdruck Pl3 zu regeln, der zum Betätigen der UMKEHRUNGSBREMSE 70 und der VORWÄRTSKUPPLUNG 72 der Umkehrungseinrichtung 16 geeignet ist. Dieses Ventil 220 hat einen Ventilkolben 222 zum bewirken einer Verbindung und einer Unterbrechung zwischen der ersten Druckleitung 98 und einer dritten Druckleitung 221, einen Federsitz 224, eine Rückführfeder 226 und einen Kolben 228. Der Ventilkolben 222 hat eine erste Erhebung 230 und eine zweite Erhebung 232, die zusammenwirken um eine Kammer 236 auszubilden, die zur Aufnahme des dritten Leitungsdrucks Pl3 als einen Rückkoppelungsdruck über einen Stömungsbegrenzer 234 geeignet ist, so daß der Ventilkolben 222 durch den Druck Pl 3 in Richtung zu seiner geschlossenen Position vorbelastet wird. Benachbart zum Ende der ersten Erhebung 203 entfernt von der zweiten Erhebung 232 ist eine Kammer 240 ausgebildet, die geeignet ist, den Übersetzungsverhältnisdruck Pr über einen Stömungsbegrenzer 238 aufzunehmen, so daß der Ventilkolben 222 durch den Druck Pr in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet wird. Die Vorbelastungskraft der Rückführfeder 226 wirkt auf den Ventilkolben 222 über den Federsitz 224 ein, so daß der Ventilkolben 222 durch die Feder 226 in Richtung zu seiner offenen Position vorbelastet wird. Benachbart zum Ende des Kolbens 228 entfernt vom Ventilkolben 222 ist eine Kammer 242 ausgebildet, die geeignet ist, einen ersten Drosseldruck Pth1 aufzunehmen, so daß der Ventilkolben 222 durch den Druck Pth1 in Richtung zu seiner offenen Position vorbelastet wird. Der Kolben 228 hat eine erste Erhebung 244 und eine zweite Erhebung 246 mit einem größeren Durchmesser als die erste Erhebung 244. Zwischen diesen ersten und zweiten Erhebungen 244, 246, ist eine Kammer 248 ausgebildet, die dazu geeignet ist, einen R- Schaltdruck (= dritter Leitungsdruck Pl3) aufzunehmen, der durch eine handbetätigtes Ventil 250 erzeugt wird, wenn der Schalthebel 252 in eine UMKEHRUNGSPOSITION "R" betätigt wird. Durch das, wie vorstehend beschrieben aufgebaute dritte Druckregelventil 220 wird der dritte Leitungsdruck Pl3 auf ein optimales Niveau geregelt, basierend auf dem Übersetzungsverhältnis Pr und dem ersten Drosseldruck Pth1, wie in Figur 10 dargestellt ist, gemäß einer Gleichung, die ähnlich der vorstehenden Gleichung (1) für den ersten Leitungsdruck Pl1 ist. Das optimale Niveau des Drucks Pl3 ist das minimale Niveau, das erforderlich ist, um die VORWÄRTSKUPPLUNG 72 und die UMKEHRUNGSBREMSE 70 zu betätigen, um das Drehmoment ohne einen Schlupf zu übertragen. Wenn die Umkehrungseinrichtung 16 sich in der Umkehrungsposition befindet, wirkt der dritte Leitungsdruck Pl3 auf die Kammer 248 ein, um die Kraft zu erhöhen, die den Ventilkolben 222 in Richtung seiner offenen Position vorbelastet, wodurch zumindest der dritte Leitungsdruck Pl3 verdoppelt wird. In diesem Fall, werden die Linien in der graphischen Darstellung gemäß Figur 10, die den dritten Leitungsdruck Pl3 darstellen, in der graphischen Darstellung nach oben versetzt. Demgemäß wird die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Kupplung 72 und der Bremse 70, abhängig von der Richtung, in der das Drehmoment für das Vorwärts- oder das Rückwärts fahren des Fahrzeugs übertragen wird, eingestellt.
Der auf diese Weise geregelte dritte Leitungsdruck Pl3 wird dem handbetätigten Ventil 250 zugeführt, das in Figur 2c dargestellt ist. Dieses Ventil 250 hat einen Ventilkolben 254, der in Abhängigkeit der Betätigung des Schalthebels 252 bewegt wird, der fünf Betriebspositionen hat, d.h. NEUTRAL "N", PARKING "P", LOW "L", DRIVE "D" UND REVERSE "R". Die Positionen "L" und "R" sind einer "Niedrig-Gang-Position" oder im Bedarfsfall einer "Motor-Brems-Position" zugeordnet. Wenn sich der Schalthebel 252 in der LOW oder DRIVE Position "L", "D" befindet, gibt das handbetätigte Ventil 250 einen zum dritten Leitungsdruck Pl3 gleichen D/L-Schaltdruck von einer Ausgangsöffnung 253 an die VORWÄRTSKUPPLUNG 72 aus, während es dem Fluid ermöglicht wird, aus der UMKEHRUNGSBREMSE 70 auszutreten. Wenn sich der Schalthebel 252 in der REVERSE-Position "R" befindet, gibt das handbetätigte Ventil 250 einen R-Schaltdruck, der ebenso gleich dem dritten Leitungsdruck Pl3 ist, von einer Ausgangsöffnung 258 an die UMKEHRUNGS Bremse 70 aus, während es dem Fluid ermöglicht wird, aus der VORWÄRTSkupplung 72 auszutreten. Wenn sich der Schalthebel 252 in der NEUTRAL- Position "N" befindet, ermöglicht das handbetätigte Ventil 252 das Austreten des Fluids sowohl aus der Bremse 70 als auch aus der Kupplung 72. Das handbetätigte Ventil 250 hat weiterhin eine Auslaßöffnung 260, von der ein P/R/L- Schaltdruck ausgegeben wird, wenn sich der Schalthebel 252 in einer der folgenden Positionen befindet, LOW, REVERSE oder PARKING "L", "R" oder "P". Die Druckspeicher 262, 264 sind jeweils mit der Kupplung 72 und der Bremse 72 verbunden, um sanft und Nach und nach den Druck zu erhöhen, der auf die Kupplung und auf die Bremse 73, 70 einwirkt, so daß ein sanfter Reibungseingriff der Kupplung und der Bremse 72, 70 sichergestellt ist.
Ein in Figur 2c dargestelltes Schaltzeitpunktsventil 266 ist mit einer Leitung verbunden, die wiederum mit der Kupplung 72 und dem Druckspeicher 262 verbunden ist. Anfänglich befindet sich das Schaltzeitpunktsventil 266 in einer Position, wie sie in der rechten Hälfte der Figur 2c dargestellt ist, in der ein Stömungsbegrenzer 268 geöffnet ist, so daß es dem Fluid möglich ist, in die Kupplung 72 mit einer verhältnismäßig hohen Rate zu strömen. Anschließend wird das Ventil 266 in eine in der rechten Hälfte in Figur 2c dargestellten Position betätigt, in der der Stömungsbegrenzer 268 geschlossen ist, um die Fluidströmung in die Kupplung 72 zu begrenzen.
Der von der Öffnung 170a des ersten Druckregelventils 158 ausgegebene Druck des Fluids wird durch ein in Figur 2a dargestelltes Überbrückungsdruckregelventil 270 auf einen Überbrückungskupplungsdruck Pcl geregelt, der geeignet ist, die Überbrückungskupplung 36 der Fluidkupplung 12 zu betätigen. Das Regelventil 270 für den Überbrückungskupplungsdruck hat eine Ventilkolben 272, auf den in Form eines Rückkoppelungsdrucks der Überbrückungskupplungsdruck Pcl einwirkt, so daß der Ventilkolben 272 durch den Druck Pcl in Richtung zu seiner geschlossenen Position vorbelastet wird. Das Ventil 270 hat weiterhin eine Feder 274, die den Ventilkolben 272 in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet, eine Kammer 276 zum Aufnehmen des ersten Drosseldrucks Pth1, und einen Kolben 278, der den in der Kammer 276 vorherrschenden ersten Drosseldruck Pth1 aufnimmt, um den Ventiikolben 272 in Richtung der geschlossenen Position vorzubelasten. Der Ventilkolben 272 ist durch das Gleichgewicht zwischen der auf dem Rückkoppelungsdruck Pcl basierenden Druckkraft und der Druckkraft positioniert, die auf der Vorbelastungskraft der Feder 247 und dem ersten Drosseldruck Pth basiert. Infolge davon wird der in der Überbrückungskupplungsleitung 100 befindliche Druck über das Ventil 270 und einen Stömungsbegrenzer 280 freigegeben, um dadurch den Überbrückungskupplungsdruck Pcl zu regeln. Das über das Ventil 270 aus der Leitung 100 ausströmende Fluid wird teilweise als Schmiermittel für das CVT 14, die Umkehrungseinrichtung 16 und andere Bauteile des Kraftübertragungssystems verwendet, und fließt über die Rückflußleitung 96 an die Pumpe 92 zurück.
Der auf diese Weise durch das Ventil 270 geregelte Überbrückungskupplungsdruck Pcl wird an ein Überbrückungskupplungsventil 290 angelegt, so daß der Druck Pcl wahlweise entweder der Einrückleitung 292 oder der Ausrückleitung 294 zugeführt wird, welche mit der Einrück- bzw. Ausrückkammer 31, 35 der Fluidkupplung 12 zum Einrücken und Ausrücken der Überbrückungskupplung 36 verbunden sind.
Das Überbrückungskupplungsventil 290 hat einen Ventilkolben 296 zum wahlweisen Verbinden der Überbrückungskupplungsleitung 100 mit entweder der Einrück- oder Ausrückleitung 292, 294, eine Feder 298 zum Vorbelasten des Ventilkolbens 296 in Richtung seiner ausgerückten Position, und eine Kammer 300, zur Aufnahme des P/R/L- Schaltdrucks (dritter Leitungsdruck Pl3) von der Ausgangsöffnung 260 des handbetätigten Ventils 250, wenn sich der Schalthebel 250 in einer der Positionen PARKING, RESERVE oder LOW "P", "R" oder "L" befindet. Die Kammer 300 ist mit der Ablaßleitung verbunden, wenn sich der Schalthebel 252 in den anderen Positionen befindet. Das Überbrückungskupplungsventil 290 hat ebenso einen Kolben 302 zur Aufnahme des in der Kammer 300 vorherrschenden P/R/L- Schaltdrucks, um den Ventilkolben 296 in Richtung der ausgerückten Position vorzubelasten, eine zwischen dem Ventilkolben 296 und dem Kolben 302 ausgebildete Kammer 304 zur Aufnahme des ersten Signaldrucks Psol1, und eine Kammer 306 zur Aufnahme eines D/L-Schaltdrucks, um den Ventilkolben 296 in Richtung seiner Einrückposition vorzubelasten. Der erste Signaldruck Psoll wird erzeugt, wenn der Druck zwischen dem Stömungsbegrenzer 310 und dem Ventil 290 gleich dem D/L- Schaltdruck (dritter Leitungsdruck Pl3) ist, während ein normalerweise geschlossenes erstes Magnetventil 308 sich in der Aus- bzw. der entregten Position befindet. Während das erste Magnetventil 308 sich in der Ein- bzw. erregten Position befindet, ist der Druck stromab des Begrenzers 310 über das Ventil 308 an die Ablaßleitung freigegeben, und der erste Signaldruck Psol1 wird nicht erzeugt.
Während der D/L-Schaltdruck anliegt, wird der erste Signaldruck Psol1 nicht erzeugt, wenn das erste Magnetventil 308 eingeschaltet ist. Daher wird unter diesen Bedingungen der Ventilkolben 296 in die Einrückposition bewegt, wodurch der Überbrückungskupplungsdruck Pcl der Einrückkammer 33 über das Überbrückungskupplungsventil 290 und der Einrückleitung 292 zugeführt wird, während gleichzeitig das in der Ausrückkammer 35 befindliche Fluid über die Ausrückleitung 294 und das Ventil 290 abfließt. Wenn andererseits das erste Magnetventil 308 ausgeschaltet ist, wird der erste Signaldruck Psol1 erzeugt, und der Ventilkolben 296 wird daher in die Ausrückposition bewegt. Infolge dessen wird der Überbrückungskupplungsdruck Pcl über das Überbrückungskupplungsventil 290 und die Ausrückleitung 294 der Ausrückkammer 35 zugeführt, während gleichzeitig das in der Einrückkammer 33 befindliche Fluid über die Einrückleitung 292, das Ventil 290, den Stömungsbegrenzer 312 und den Ölkühler 314 der Ablaßleitung zugeführt wird.
Während der P/R/L-Schaltdruck anliegt ist, wird der Ventilkolben 296 in die Ausrückposition zum Ausrücken der Überbrückungskupplung 36 bewegt. Auch wenn der Ventilkörper des ersten Magnetventils 308 festsitzt, oder beruhend auf elektrischen Fehlern in der eingeschalteten Position gehalten wird, wird die Überbrückungskupplung 36 in Folge der Betätigung des Schalthebels 252 in die LOW-Position "L" ausgerückt.
Zwischen dem Stömungsbegrenzer 312 und dem Ölkühler 314 ist ein Kühlerdrucksteuerventil 316 zum Aufrechterhalten des Eingangsdrucks des Ölkühlers 314 vorgesehen. Das Steuerventil 316 hat einen Ventilkolben 318, der geeignet ist, den Druck des Ölkühlers 314 auf zunehmen und durch diesen Druck in Richtung seiner offenen Position vorbelastet zu werden, und eine Feder 320, die den Ventilkolben 318 in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet. Wenn die auf dem Ölkühlerdruck basierende Druckkraft die auf der Feder 320 basierende Druckkraft übersteigt, wird der Ventilkolben 318 in seine geöffnete Position bewegt, wodurch das Fluid in der mit dem Ölkühler 314 verbundenen Leitung über das Ventil 316 in die Ablaßleitung abfließt.
Die Fluidströmungen in und aus dem ersten bzw. dem zweiten Hydraulikzylinder 54, 56 werden durch ein Verteilerventil 328 (in Figur 2c dargestellt), ein erstes Schaltventil 330 (Figur 2b), ein zweites Schaltventil 332 (Figur 2b) und die mit den Ventilen 328, 330, 332 in Verbindung stehenden Ventilen gesteuert.
Das Verteilerventil 328 hat einen Ventilkolben 342, der zwischen einer Antriebsposition und einer neutralen Position bewegliche ist. In der Antriebsposition ist eine erste Zylinderleitung 334 und eine zweite Zylinderleitung 336, die mit den Ausgangsöffnungen des ersten Schaltventils 330 verbunden sind, mit dem ersten bzw. dem zweiten Hydraulikzylinder 54, 56 des CVT 14 verbunden. In der neutralen Position ist eine dritte Zylinderleitung 338 und eine vierte Zylinderleitung 340, die mit den Auslaßöffnungen des zweiten Schaltventils 332 verbunden sind, mit den ersten bzw. zweiten Hydraulikzylinder 54, 56 verbunden. Somit verteilt das Verteilerventil 328 einen ausgewählten Ausgang des ersten oder des zweiten Schaltventils 330, 332 an den hydraulischen Stellantrieb 54, 56 des CVT 14. Das Verteilerventil 328 hat weiterhin eine Feder 344 zum Vorbelasten des Ventilkolbens 342 in Richtung der neutralen Position, und einen Kolben 346 zum Aufnehmen des D/L- Schaltdrucks, um den Ventilkolben 342 in Richtung der Fahrposition vorzubelasten. Zwischen dem Kolben 346 und dem Ventilkolben 342 ist eine Kammer 348 zur Aufnahme des R- Schaltdrucks ausgebildet, um den Ventilkolben 342 in Richtung der Fahrposition vorzubelasten. Wenn sich der Schalthebel 252 in einer der DRIVE, LOW oder REVERSE-Positionen "D", "L", "R" befindet, ist das erste Schaltventil 330 eingeschaltet oder befindet sich in der Betriebsposition. Wenn sich der Schalthebel 252 in der Neutral-Position "N" befindet ist das zweite Schaltventil 332 eingeschaltet oder befindet sich in der Betriebsposition. Die neutrale Position des Ventilkolbens 342 wird durch die linke Hälfte in Fig. 2c angezeigt, und die Fahrposition (für die DRIVE oder LOW-Position "D", "L") wird durch die rechte Hälfte in der gleichen Figur angezeigt.
Wie in Fig. 16 detailliert dargestellt ist, hat das erste Schaltventil 330 einen Ventilkörper 350, der zwischen einer Herunterschaltposition zum Verbinden der ersten Zylinderleitung 334 mit der Ablaßleitung 335 und zum Verbinden der zweiten Zylinderleitung 336 mit der ersten Druckleitung 98, und einer Hochschaltposition zum Verbinden der ersten Zylinderleitung 334 mit der ersten Druckleitung 98 und zum Verbinden der zweiten Zylinderleitung 336 mit der zweiten Druckleitung 192, beweglich ist. Das Ventil 330 hat weiterhin ein obere Neutralfeder 352, die den Ventilkolben 350 in Richtung zur Hochschaltposition (untere Position in Fig. 16) vorbelastet, eine untere Neutralfeder 354, die den Ventilkolben 350 in Richtung der Herunterschaltposition vorbelastet, eine Rückführfeder 358, eine Stellfaktoränderungsfeder 360, und einen Kolben 362 mit einem Federsitz 356, auf den ein Ende der Stellfaktoränderungsfeder 360 gelagert ist. Der Kolben 362 kann den ersten Signaldruck Psol1 aufnehmen und wird durch diesen Druck gegen eine Vorbelastungswirkung der Rückführfeder 358 in eine Richtung weg vom Ventilkolben 350 bewegt. Wenn der erste Signaldruck Psol1 nicht anliegt, wird der Kolben 362 in Richtung zum Ventilkolben 350 durch die Vorbelastungskraft der Rückführfeder 358 bewegt, um dadurch die zwischen dem Ventilkolben 350 und den Federsitz 356 befindliche Stellfaktoränderungsfeder 360 zusammenzudrücken, damit die Funktion der Feder 360 ermöglicht wird. Das erste Schaltventil 330 hat eine Kammer 364, die auf der Seite der unteren Neutralfeder 354 benachbart zum Ende des Ventilkolbens 350 ausgebildet ist. Die Kammer 364 kann einen höheren als den zweiten Drosseldruck Pth2 und einen abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck Pr' aufnehmen. Das Ventil 330 hat weiterhin eine Kammer 366, die auf der Seite der oberen Neutralfeder 352 benachbart zum Ende des Ventilkolbens 350 ausgebildet ist, und die den Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin aufnehmen kann, und eine Kammer 368, die zwischen einem Abschnitt mit großem Durchmesser und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Ventilkolbens 350 ausgebildet ist. Die Kammer 368 kann den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim aufnehmen. Der Ventilkolben 350 in seiner hochgeschalteten Position ist links von der Mittellinie in Fig. 16 dargestellt, während der Ventilkolben 350 in seiner heruntergeschalteten Position rechts der Mittellinie der gleichen Figur dargestellt ist. Jede der Erhebungen des Ventilkolbens 350 hat eine V-förmige Kerbe 369, um den Strömungsguerschnitt durch das Ventil 330 nach und nach zu ändern, wenn der Ventilkolben 350 bewegt wird.
Der zweite Drosseldruck Pth2 wird der Kammer 364 des ersten Schaltventils 330 über einen Stömungsbegrenzer 370 zugeführt. Ein Druckspeicher 372 ist mit einer zwischen dem Stömungsbegrenzer 370 und der Kammer 346 angeordneten Leitung verbunden, damit der Druckspeicher 372 derart funktioniert, daß ein allmählicher anfänglicher Anstieg des Drucks Pth2, wie er der Kammer 364 zugeführt wird, erreicht wird. Der Druckspeicher 372 hat einen Stufenkolben 371 mit einem Abschnitt mit großem Durchmesser und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser. Benachbart zum Ende des Abschnitts mit großem Durchmesser des Stufenkolbens 371 ist eine Speicherkammer 373 ausgebildet, die mit der Leitung zwischen dem Stömungsbegrenzer 370 und dem Ventil 330 verbunden ist. Um den Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Stufenkolbens 371 ist eine Rückdruckkammer 375 ausgebildet, die mit der Leitung zwischen dem Stömungsbegrenzer 317 und dem zweiten Drosselerfassungsventil 114 verbunden ist. Der Druckspeicher 372 hat weiterhin eine Feder 377, die den Stufenkolben 317 in Richtung zur Speicherkammer 373 vorbelastet. Da der zweite Drosseldruck Pth2 der Rückdruckkammer 375 zugeführt wird, ohne durch den Stömungsbegrenzer 370 zu strömen, steigt der zweite Drosseldruck Pth2, wie er der Kammer 364 zugeführt wird, auf ein vorbestimmtes Niveau infolge des Beginns der Zuführung des Drucks Pth2 plötzlich an, und die Anstiegsrate des Drucks Pth2 von diesem Niveau auf das Nominalniveau, wie es durch das Ventil 114 erzeugt wird, wird erniedrigt, wie durch die schrägen durchgezogenen Linien in Fig. 21 dargestellt ist. Die obere durchgezogene Linie in Fig. 21 zeigt einen Fall, bei dem der Anstiegsbetrag des Drucks Pth2 relativ groß ist, wenn das Fahrpedal über einen relativ großen Betrag durchgedrückt wird, während die untere durchgezogenen Linie in Fig. 21 einen Fall zeigt, in dem der Anstiegsbetrag des Drucks Pth2 relativ klein ist, wenn das Fahrpedal über einen relativ kleinen Betrag durchgedrückt wird. Durch das Vorhandensein des Druckspeichers 372 wird der zweite Drosseldruck Pth2 allmählich oder langsam erhöht, um ein langsames Ändern des Übersetzungsverhältnisses "r" des CVT 14 auch dann sicherzustellen, wenn das Fahrzeug schnell beschleunigt wird. Diese Anordnung stellt sicher, daß ein relativ kleiner Betrag des Motordrehmoments zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Motors 10 per se verbraucht wird, und daß eine relativ großer Betrag des Motordrehmoments als Kraft zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird, wodurch die Fahr- oder Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert wird.
Der vorstehend beschriebene abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' wird durch ein in Fig. 2b dargestelltes Druckreduzierventil 374 erzeugt, welches den P/R/L-Schaltdruck aufnimmt. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, steigt der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' mit einem Ansteigen des Übersetzungsverhältnisdrucks Pr an, wobei das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 größer ist als ein vorbestimmter Wert "ro", und er wird auf seinem Maximalwert gehalten, wobei das Übersetzungsverhältnis "r" kleiner als der vorbestimmte Wert "ro" ist. Das Druckreduzierventil 374 hat: einen Ventilkolben 376, der den abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck Pr' in Form eines Rückkoppelungsdrucks derart aufnehmen kann, daß der Ventilkolben 373 durch diesen Druck Pr' in Richtung seiner geschlossenen Position vorbelastet wird; eine Feder 378, die den Ventilkolben 376 in Richtung seiner geöffneten Position vorbelastet; und einen Kolben 380, der derart angeordnet ist, daß die Feder 378 zwischen dem Kolben 380 und dem Ventilkolben 376 angeordnet ist. Der Kolben 380 drückt die Feder 378 zusammen, um dadurch die Vorbelastungskraft der Feder 378 zu erhöhen, wenn sich der Übersetzungsverhältnisdruck Pr' erhöht. Die Bewegung des Kolbens 380 in Richtung zum Ventilkolben 376 ist ein Anschlagen des Kolbens 387 gegen den Ventilkörper begrenzt, wodurch die maximale Vorbelastungskraft der Feder 378 begrenzt wird. Nämlich die durchgezogene Linie parallel zur Abszisse der graphischen Darstellung nach Fig. 11 stellt den maximalen abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck Pr' dar, der aufgebaut wird, wenn die Bewegung des Kolbens 380 durch sein Anschlagen gegen den Ventilkörper gestoppt wird. Das Übersetzungsverhältnis "r" in Folge des Anschlagens des Kolbens 380 gegen den Ventilkörper stellt den vorstehend beschriebenen vorbestimmten Wert "ro" dar.
Der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr ' wird einem in Fig. 2b dargestelltem ODER-Ventil 382 zugeführt. Das ODER- Ventil 382 hat eine Kugel 384, die durch einen Unterschied zwischen dem zweiten Drosseldruck Pth2 und dem Druck Pr' bewegt wird, üm eine der zwei Öffnungen, denen der niedrigere der Drücke Pth2 oder Pr' zugeführt wird, so daß der höhere der beiden Drücke Pth2 oder Pr' der Kammer 364 des ersten Schaltventils 330 zugeführt wird. Im einzelnen ändert sich der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' mit dem Übersetzungsverhältnis "r", während sich der zweite Drosseldruck Pth2 mit der Drosselventilöffnung Θth ändert. Wenn demzufolge der zweite Drosseldruck Pth2 niedriger als der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' ist, wird der Druck Pr', der in der Fig. 22 oberhalb der Kurve Pth2 dargestellt ist, anstelle des Drucks Pth2 dem ersten Schaltventil 330 zugeführt. Das ODER-Ventil 382 funktioniert somit als Einrichtung zum Auswählen des höheren der beiden Drücke Pth2 oder Pr' als den Druck, der dem ersten Schaltventil 330 zugeführt wird.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim wird über den Stömungsbegrenzer 386 dem ersten Schaltventil zugeführt. Weiterhin ist das Maximalniveau dieses Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks Pvlim durch das in Fig. 2c dargestellte Begrenzungsventil 388 begrenzt. Das Begrenzungsventil 388 hat: einen Ventilkoiben 390, der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim in Richtung seiner geöffneten Position vorbelastet wird; eine Feder 392, die den Ventilkolben 390 in Richtung der geschlossenen Position vorbelastet; und einen Kolben 394 zum Aufnehmen des zweiten Drosseldrucks Pth2, um den Ventilkolben 390 in Richtung der geschlossenen Position vorzubelasten. Wenn die Druckkraft basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim die Druckkraft basierend auf der Vorbelastungskraft der Feder 392 und des zweiten Drosseldrucks Pth2 übersteigt, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv an einem Punkt stromab des Stömungsbegrenzers 386 in die Ablaßleitung abgeleitet. Somit wird das Maximalniveau des Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks Pv auf ein Niveau Pvlim begrenzt, das von der Drosselventilöffnung Θth abhängt. Die den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv erzeugende Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungspumpe 68, das Begrenzungsventil 388 und der Stömungsbegrenzer 386 bilden eine Einrichtung zum Erzeugen des Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks Pv dessen oberer Grenzwert durch die Drosselventilöffnung Θth begrenzt wird, und so eine Einrichtung zum Erzeugen des Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks Pvlim bilden.
Gemäß des ersten Schaltventils 330, wenn sich der zweite Drosseldruck Pth2 mit dem gedrückten Fahrpedal erhöht, während das Fahrzeug mit dem Schalthebel 252 in der Position DRIVE, LOW oder REVERSE "D", "L", "R" betrieben wird, erhöht sich die Druckkraft zum Bewegen des Ventilkolbens 350 in Richtung der Herunterschaltposition, wodurch sich die Geschwindigkeiten des Motors 10 und der Eingangswelle 30 des CVT 14, und der Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin erhöhen. Der zweite Drosseldruck Pth2 erhöht sich mit gedrücktem Fahrpedal, während das Fahrzeug mit dem Schalthebel 252 in der Position DRIVE, LOW oder REVERSE "D", "L", "R" betrieben wird bzw. fährt. Da sich somit der Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin erhöht, erhöht sich die Druckkraft zum Bewegen des Ventilkolbens 350 in Richtung der Hochschaltposition. Wenn das Fahrpedal gedrückt wird und das Ausgangsdrehmoment des Motors 10 sich erhöht, erhöht sich die Fahrzeuggeschwindigkeit - mit dem Motorausgangsdrehmoment, wodurch sich die Druckkraft zum Bewegen des Ventilkolbens 350 in Richtung der Herunterschaltposition erhöht. Der Ventilkolben 350 positioniert sich unter dem Gleichgewicht zwischen den Druckkräften, die auf ihn in entgegengesetzte Richtungen in die Herunterschalt- und die Hochschaltposition einwirken, so daß das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 durch die Gleichgewichtsposition des Ventilkolbens 350 bestimmt ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist, wird die Geschwindigkeit Nin der Eingangswelle 30 allmählich erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, wie dies in der Nähe der Linie "rmax" in der graphischen Darstellung nach Fig. 13 dargestellt ist. Wenn sich der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim auf den oberen Grenzwert erhöht, der dem zweiten Drosseldruck Pth2 entspricht (der die Drosselventilöffnung Θth darstellt, d.h. die gegenwärtig erforderliche Ausgangsleistung des Motors 10), wie in Figur 12 dargestellt ist, wird eine weitere Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V die Druckkraft zum Bewegen des Ventilkolbens 250 in die Hochschaltposition erhöhen. Infolge dessen wird das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 derart gesteuert, daß der Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin auf einem gleichbleibenden Niveau gehalten wird, wie dies durch die durchgezogenen Linien parallel zur Abszisse der graphischen Darstellung nach Fig. 13 dargestellt ist. Somit wird das erste Schaltventil 330 derart betätigt, daß die Geschwindigkeit Nin der Eingangswelle 30 des CVT 14 gemäß einem optimalen Verhältnis von Eingangswellengeschwindigkeit Nin, Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselventilöffnung Θth gesteuert wird, um einen optimalen Kompromiß zwischen der Brennstoffwirtschaftlichkeit und der Fahreigenschaften des Fahrzeugs erhalten wird. D.h., das erste Schaltventil 330 ist grundsätzlich in der Lage, das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 derart in einer rückgekoppelten Weise zu regeln, daß die tatsächliche durch den Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin repräsentierte Eingangswellengeschwindigkeit Nin mit dem Zielwert Nin* übereinstimmt (einem optimalen Wert, der durch die Bedingungen der Brennstoffwirtschaftlichkeit und der Fahreigenschaften des Fahrzeugs bestimmt ist), der durch den zweiten Drosseldruck Pth2 und den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim bestimmt ist.
Wie jedoch vorstehend beschrieben erhöht sich die Geschwindigkeit Nin der Eingangswelle 30 bei einer vorgegebenen Drosselventilöffnung eth mit einem Ansteigen des Fahrzeuggeschwindigkeitdrucks Pvlim., d.h., mit einem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Übersetzungsverhältnis "r" in die Nähe des Maximalwerts "rmax" erhöht, der durch die Linie "rmax" in Fig. 13 dargestellt ist. Somit ist das Übersetzungsverhältnis "r" nicht derart durch das erste Schaltventil 330 gesteuert, daß die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Eingangswellengeschwindigkeit Nin über den gesamten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit V konstant ist. Diese Anordnung stellt eine niedrige Geschwindigkeit des Motors 10 sicher und verringert entsprechend den Betriebslärm des Motors 10 bei einer relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit V, und erlaubt die Erhöhung der Motorgeschwindigkeit zum Beschleunigen des Fahrzeugs, während die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht. Somit ist die Steuercharakteristik des ersten in Fig. 13 dargestellten Schaltventils 330 gegenüber der herkömmlichen Anordnung vorteilhaft, wobei die Beziehung zwischen der Eingangswellengeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit über den gesamten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
Wenn der Schalthebel 252 in der LOW oder REVERSE-Position "L", "R" positioniert ist, d.h., ein kleiner Gang oder eine Motorbremsposition, wird der P/R/L-Schaltdruck - dem Druckreduzierungsventil 374 zugeführt, und der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' wird durch das Druckreduzierungsventil 74 erzeugt, so daß der höhere von den beiden Drücken entweder Pr' oder der zweiten Drosseldruck Pth2 der Kammer 364 des ersten Schaltventils 330 zugeführt wird. Der abgewandelte Übersetzungsverhältnisdruck Pr' wird nämlich der Kammer 346 zugeführt, während die Drosselventilöffnung eth relativ klein ist, mit der Ausnahme, daß das Übersetzungsverhältnis "r" sehr nahe am Maximalwert "rmax" ist. Diese Anordnung stellt eine hinreichende Motorbremswirkung während der Fahrt des Fahrzeugs in einer niedrigen Gangposition "L", "R" sicher, in der die Drosselventilöffnung Θth klein ist, während das Übersetzungsverhältnis "r" sehr nahe am Maximalwert "rmax" ist, wie dies in der Fig. 14 durch die Linien "rmax", "ro" und "Θth = 0 70%".
Wenn der erste Signaldruck Psol1 zum Ausrücken der Überbrückungskupplung 36 dem ersten Schaltventil 330 zugeführt wird, wird der Kolben 362 gegen die Vorbelastungswirkung der Feder 358 in die Richtung weg von der Stellfaktoränderungsfeder 360 bewegt, wodurch sich die Feder 360 in der unwirksamen Position befindet, in der sie nicht auf den Ventilkolben 350 einwirkt. Unter diesen Bedingungen wir der Ventilkolben 350 derart bewegt, wie es durch die durchgezogenen Linien in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn der erste Signaldruck Psol1 nicht dem Ventil 330 zugeführt wird, wird der Kolben 362 durch die Vorbelastungskraft der Feder 358 in Richtung zur Stellfaktoränderungsfeder 360 bewegt, wodurch die Feder 360 in ihre wirksame Position gebracht wird. Die Feder 360 wird nur zusammengedrückt während sich der Ventilkolben 350 auf einer der beiden Seiten entweder der neutralen Position oder der Herunterschaltposition befindet. Demgemäß wird der Ventilkolben 350 durch die zusammengedrückte Stellfaktoränderungsfeder 360 in Richtung zur Hochschaltposition bewegt, wie dies in der strichpunktierten Linie gemäß Fig. 15 dargestellt ist, während sich der Ventilkolben 350 auf der Seite der Herunterschaltposition befindet. In diesem Zusammenhang wird erwähnt, daß das CVT 14 im allgemeinen die Tendenz aufweist, daß sich die Ansprechzeit mit einem Verringern der Umfangsgeschwindigkeit des Übertragungsriemens 44 (d.h., der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Eingangswellengeschwindigkeit Nin) erhöht, und daß sich die Schaltzeit mit einem Ansteigen des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses "r" erhöht. Im einzelnen ist das Schaltansprechverhalten des CVT 14 unerwünschterweise niedrig, wenn die Geschwindigkeit des Riemens 44 beträchtlich niedrig ist. Um einen niedrigeren Grenzwert der Geschwindigkeit des Riemens 44 zu ermitteln, unter dem das Ansprechverhalten des CVT 14 signifikant niedrig ist, verwendet das erste Schaltventil 330 den ersten Signaldruck Psol1, um die Überbrückungskupplung 36 auszurücken, während die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist, als ein vorgegebenes Niveau, d.h., ungefähr 30 km/ h. Das heißt der Ventilkolben 350 wird so betätigt, wie durch die durchgezogenen Linie in Fig. 15 dargestellt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V (Geschwindigkeit des Riemens 44) niedrig ist, wobei sich die Überbrückungskuppplung 36 in der ausgerückten Position befindet. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, wobei die Überbrückungskupplung 36 sich in der ausgerückten Position befindet, wird der Ventilkolben 350 so betätigt, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 15 dargestellt ist, wodurch sich der Schaltsteuerungsstellfaktor des Ventiles 330 verringert. Somit wird während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei relativ niedriger Geschwindigkeit ein hinreichend hoher Schaltsteuerungsstellfaktor erhalten, während der andererseits übermäßig hohe Schaltsteuerungsstellfaktor während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei relativ hoher Geschwindigkeit verringert wird, so daß es durch das erste Schaltventil 330 des CVT 14 möglich ist, ein exzellentes Schaltansprechverhalten über den gesamten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit zu haben. Beim vorliegenden Beispiel gemäß Fig. 15 wird während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs bei relativ hoher Geschwindigkeit der Schaltsteuerungsstellfaktor nur dann verringert, wenn der Ventilkolben 350 sich auf der Seite der Herunterschaltposition befindet, da das Schaltansprechverhalten des CVT 14 schon an sich niedrig ist, während die CVT 14 heruntergeschaltet wird, wobei das Übersetzungsverhältnis verringert wird.
In der Ablaßleitung 335 des ersten Schaltventils 330 ist ein Ablaßsperrventil 400 vorgesehen, das mittels einem zweiten Signaldruck Psol2 gesteuert wird, welcher durch ein zweites elektromagnetisch betätigtes Ventil 410 erzeugt wird. Das Ablaßsperrventil 400 ist vorgesehen, um eine übermäßig hohe Geschwindigkeit des Motors 10 und eine übermäßig hohe Motorbremswirkung zu verhindern, während eines ungesperrten bzw. nicht blockierenden Bremsens des Fahrzeugs, und es ist vorgesehen die Entleerung des ersten Hydraulikzylinders 54 zu verhindern, wenn das Fahrzeug angehalten wird, bevor das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 den Minimalwert erreicht hat. Das Ablaßsperrventil 400 hat: einen Ventilkolben 402, um den Ablaß mit der Ablaßieitung 335 zu verbinden und von ihr zu lösen; eine Feder 404, die den Ventilkolben 402 in Richtung der geöffneten Position vorbelastet; eine Kammer 406, zum Aufnehmen des dritten Leitungsdrucks Pl3, um den Ventilkolben 402 in Richtung der geschlossenen Position vorzubelasten; und eine Kammer 408 zum Aufnehmen des zweiten Signaldrucks Psol2, um den Ventilkörper 402 in Richtung der geöffneten Position vorzubelasten. Das zweite elektromagnetisch betätigte Ventil ist mit einer Leitung zwischen der Kammer 408 und der stromabwärtigen Seite des Stömungsbegrenzers 412 verbunden, dessen stromaufwärtige Seite mit der dritten Druckleitung 221 verbunden ist. Wenn sich das Ventil 410 in der eingeschalteten oder geöffneten Position befindet, wird der zweite Signaldruck Psol2 nicht erzeugt, wobei die stromabwärtige Seite des Stömungsbegrenzers 412 zum Ablaß hin geöffnet ist. Wenn das Ventil 410 ausgeschaltet oder geschlossen ist, wird der zweite Signaldruck Psol2, der gleich dem dritten Leitungsdruck Pl3 ist, der Kammer 408 zugeführt, um den Ventilkolben 402 in die geöffnete Position zu bewegen.
Wie detailliert in Fig. 17 dargestellt ist, hat das zweite Schaltventil 332 einen Ventilkolben 420, der zwischen einer Herunterschaltposition zum Verbinden der dritten Zylinderleitung 338 mit der Ablaßöffnung 418 und zum gleichzeitigen Verbinden der vierten Zylinderleitung 340 mit der ersten Druckleitung 98, und einer Hochschaltposition zum Verbinden der dritten Zylinderleitung 338 mit der ersten Druckleitung 98 und zum gleichzeitigen Verbinden der vierten Zylinderleitung 340 mit der zweiten Druckleitung 192. Das Ventil 332 hat weiterhin eine obere Neutralfeder 422, die den Ventilkolben 420 in Richtung der Hochschaltposition (in Richtung nach untern, wie in Fig. 17 zu erkennen ist) vorzubelasten, eine untere Neutralfeder 424 die den Ventilkolben 420 in die Herunterschaltposition (in Richtung nach oben, wie in Fig. 17 zu erkennen ist) vorbelastet, und einen Kolben 426, der zwischen der oberen Neutralfeder 422 und dem Ventilkolben 420 angeordnet ist. Benachbart zum Ende des Ventilkolbens 420 auf der Seite der unteren Neutralfeder 424 ist eine Kammer 428 ausgebildet, die geeignet ist, den Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout aufzunehmen. Benachbart zum Ende des Kolbens 426 auf der Seite der oberen Neutralfeder 422 ist eine Kammer 430 ausgebildet, die geeignet ist den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv aufzunehmen. Zwischen einem Abschnitt mit großem Durchmesser (auf der Seite des Ventilkolben 420) und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser (auf der Seite der oberen Neutralfeder 422) des Kolbens 426 ist eine Kammer 432 ausgebildet, die geeignet ist, den D/L-Schaltdruck aufzunehmen. Jede Erhebung des Ventilkolbens 420 hat eine V-förmige Kerbe 434 um den Bereich der Fluidströmung durch das Ventil 332 allmählich zu ändern, wenn der Ventilkolben 420 bewegt wird.
Wenn sich die Umkehrungsvorrichtung 16 in der neutralen Position befindet (in der keine Kraft übertragen wird), wobei sich der Schalthebel 252 in der NEUTRAL-Position "N" befindet, wie bei einer Freilauf- oder Trägheitsfahrt des Fahrzeugs, ist der Ventilkolben 420 des zweiten Schaltventils 332 unter dem Gleichgewicht der Kräfte zwischen der Druckkraft basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv, der den Ventilkolben 420 in Richtung zur Hochschaltposition vorbelastet, und der Druckkraft positioniert, die auf dem Ausgangswellengeschwindigkeitsdruck Pnout basiert, die den Ventilkolben 420 in Richtung der Herunterschaltposition vorbelastet, so daß das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 derart gesteuert wird, daß der Unterschied zwischen der Eingangswelle 38 der Umkehrungseinrichtung 16 (Ausgangswelle des CVT 14) und der Ausgangswelle 85 auf 0 gesetzt wird. Wenn sich der Schalthebel 252 in der DRIVE oder LOW Position "D", "L" befindet, wird der D/L-Schaltdruck der Kammer 432 zugeführt, um den Kolben 426 und den Ventilkolben 420 in der Hochschaltposition zu halten, ungeachtet des Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks Pv und des Ausgangswellengeschwindigkeitsdrucks Pnout. Diese Anordnung eliminiert unnötige Bewegungen des Ventilkolbens 420 und den sich ergebenden Verschleiß des Ventils 332 und das auf Verschleiß beruhende Eindringen von Metallpartikeln in das Betriebsfluid, und vermeidet dadurch das Festgehen des Ventilkolbens 420 in seiner Herunterschaltposition, das das Durchgehen des Motors 10 infolge des Betätigens des Schalthebels 252 in die DRIVE oder LOW Position "D", "L" verursachen kann, wobei sich der Ventilkolben 420 in der Herunterschaltposition befindet.
Der zweite Hydraulikzylinder 56 ist mit der zweiten Druckleitung 192 über eine Umgehungsleitung 440 verbunden, die ein Rückschlagventil 436 und einen Stömungsbegrenzer 438 aufweist, der parallel zum Ventil 436 geschaltet ist. Das Rückschlagventil ermöglicht die Strömung des Fluids in Richtung von der zweiten Druckleitung 192 zum zweiten Hydraulikzylinder 56, aber verhindert die Strömung des Fluids in die entgegengesetzte Richtung.
Gemäß Fig. 1 ist der Motor 10 mit einem Motorgeschwindigkeitsfühler 444 ausgestattet, um die Geschwindigkeit Ne des Motors zu ermitteln, und mit einem Drosselfühler 446, um die Drosselventilöffnung Θth zu ermitteln. Die Ausgangssignale dieser Fühler 444, 446 werden einer elektrischen Steuereinrichtung 450 zugeführt. Die Differenzialgetriebeeinrichtung 20 ist mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 448 ausgestattet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V zu ermitteln. Der Ausgang des Sensors 448 wird ebenso der elektrischen Steuereinrichtung 450 zugeführt. Diese Steuereinrichtung 450 besteht aus einem sogenannten Mikrocomputer, in den eine CPU (central processing unit) 452, eine ROM (read-only memory) 454, eine RAM (random-access memory) 456 und ein Interface Schaltkreis eingegliedert ist. Die CPU 452 verarbeitet die Eingangssignale, um Ausgangssignale zum Steuern der ersten und der zweiten elektromagnetisch betätigten Ventile 308, 410 anhand von im ROM 454 gespeicherten Steuerprogrammen zu erzeugen, während eine temporäre Datenspeicherfunktion des RAM 456 verwendet wird.
Beispielsweise bewirkt die CPU 452 die Durchführung der Überbrückungskupplungs-Steuerroutine, die gemäß einem in dem ROM 454 gespeicherten Steuerprogramm, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselventilöffnung Θth, die Einrückung oder die Ausrückung der Überbrückungskupplung 36 bestimmt. Wenn die CPU 452 bestimmt, daß die Überbrückungskupplung 36 eingerückt werden soll, erzeugt die CPU 452 ein Signal zum Betätigen des ersten elektromagnetisch betätigten Ventils 308. Wenn die CPU 452 bestimmt, daß die Überbrückungskupplung 36 ausgerückt werden soll, erzeugt die CPU 452 ein Signal zum Lösen des Ventils 308. Die CPU 452 ist weiterhin in der Lage, eine Routine durchzuführen, die einen schnellen Herunterschaltvorgang des CVT 14 verhindert. In dieser Routine entscheidet die CPU 452, ob die gegenwärtig ermittelte Motorgeschwindigkeit Ne einen vorbestimmten in der ROM 454 gespeicherten oberen Grenzwert überschreitet. Wenn diese Entscheidung bejaht wird, erzeugt die CPU 452 ein Signal zum Betätigen des zweiten elektromagnetisch betätigten Ventils 410, so daß die Ablaßleitung 335 geschlossen wird, wodurch ein übermässiger Anstieg der Motorgeschwindigkeit Ne verhindert wird. Die CPU 452 wirkt weiterhin, um zu entscheiden, ob das Übersetzungsverhältnis "r" des CVT 14 den Maximalwert "rmax" erreicht hat, wenn die Antriebsräder 24 angehalten werden, d.h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V Null wird. Wenn diese Entscheidung negativ ist, erzeugt die CPU 452 ein Signal zum Betätigen des zweiten elektromagnetisch betätigten Ventils 410, um die Ablaßleitung 335 zu schließen, um dadurch zu verhindern, daß der erste Hydraulikzylinder 54 über das Schaltventil 328, das erste Schaltventil 330 und die Ablaßleitung 335 entleert wird, wenn das Fahrzeug schnell oder plötzlich angehalten wird. Wenn das Fahrzeug mit einem Antiblockierbremssystem ausgestattet ist, bewirkt die CPU 452, daß das Fahrzeug während eines Bremsvorgang des Fahrzeugs in der Antiblockierbetriebsart, die eine relativ lange Zeit erfordert, um die Antriebsräder 24 wieder in Gang zu setzen, nicht einer übermässigen Motorbremswirkung ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck entscheidet die CPU 452, ob sich das Fahrzeug in einer Antiblockierbremsbetriebsart befindet oder nicht. Wenn diese Entscheidung bejaht wird, erzeugt die CPU 452 ein Signal zum Betätigen des zweiten elektromagnetisch betätigten Ventils 410, um einen weiteren Herunterschaltvorgang des CVT 14 zu unterbinden.
Während das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der hydraulischen Steuervorrichtung der erste Signaldruck Psol1 als ein Steuerdruck erzeugt, der auf den Kolben 362 gegen die Vorbelastungswirkung der Feder 358 wirkt, um die Stellfaktoränderungsfeder 360 davon abzuhalten, auf den Ventilkolben 350 zu drücken, wodurch das hydraulische Ansprechverhalten des CVT 14 verbessert wird. Während das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeit fährt, wird andererseits der erste Signaldruck Psol nicht erzeugt, und der Kolben 362 wird durch die Vorbelastungskraft der Feder 358 in Richtung zur Stellfaktoränderungsfeder 360 bewegt, wodurch die Vorbelastungskraft der Feder 360 auf den Ventilkolben 350 einwirkt, um das Schaltansprechverhalten zu verringern. In diesem Zusammenhang wird erwähnt, daß beruhend auf der Drehgeschwindigkeit des Übertragungsriemens 44, das CVT 14 eine eigentümliche Charakteristik hat, nämlich, daß das Schaltansprechverhalten sich verringert, wenn sich das Übersetzungsverhältnis "r" dem Maximalwert "rmax" nähert und sich erhöht, wenn das Übersetzungsverhältnis sich dem Miminalwert "rmin" nähert. Das bedeutet ein übermässig hohes Ansprechverhalten der CVT 14 während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wobei sich das CVT- Übersetzungsverhältnis nahe dem Minimalwert ist. Daher wird die Empfindlichkeit des Ventilkolbens 350 verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist, so daß im wesentlichen das gleiche bzw. das gleichwertige Schaltansprechverhalten des CVT 14 über den gesamten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreiben. Die gleichen wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen werden verwendet, um die korrespondierenden Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels zu kennzeichnen. Eine überflüssige Beschreibung dieser Elemente ist nicht vorgesehen.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Schaltventil 460, wie in Fig. 18 dargestellt, anstelle des im vorhergehenden Ausführungsbeispiel verwendeten Ventils 330 eingesetzt. Das Ventil 460 hat: eine bewegliche Hülse 464, die gleitend bewegliche in einer Zylinderbohrung 462 aufgenommen ist; eine Feder 466, die die bewegliche Hülse 464 in eine Axialrichtung vorbelastet (in der nach unten gerichteten Richtung, wie in Fig. 18 zu erkennen ist); eine obere Neutralfeder 468; eine untere Neutralfeder 470; einen Ventilkolben 472, der gleitend beweglich in der beweglichen Hülse 464 aufgenommen und zwischen der oberen und der unteren Neutralfeder 468, 470 eingesetzt ist. Das erste Schaltventil 460 hat: eine Kammer 474, die den höheren von entweder dem zweiten Drosseldruck Pth2 oder den abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck Pr' aufnehmen kann, um den Ventilkolben 472 in Richtung der Herunterschaltposition vorzubelasten; eine Kammer 476, die den Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin aufnehmen kann, um den Ventilkolben 472 in Richtung der Hochschaltposition vorzubelasten; und eine Kammer 478, die den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim aufnehmen kann, um den Ventilkolben 472 in Richtung der Herunterschaltposition vorzubelasten und die bewegliche Hülse 464 gegen die Vorbelastungskraft der Feder 466 vorzubelasten. Das Ventil 460 hat weiterhin einen Anschlag 480, um den Weg der Bewegung der beweglichen Hülse 464 bezüglich des Ventilkolbens 472 zu begrenzen, und es hat weiterhin eine Stellfaktoränderungsfeder 482, die in der Kammer 476 untergebracht ist, um den Ventilkolben 472 vorzubelasten, um den Schaltsteuerungsstellfaktor des Ventilkolbens zu ändern, wenn der Ventilkolben 472 sich in Richtung zur Herunterschaltposition um mehr als einen vorbestimmten Weg bewegt hat.
Das vorliegende erste Schaltventil 460 arbeitet ähnlich, wie das Ventil 330 nach Fig. 16. Der Ventilkolben 472 wird nämlich im Prinzip betätigt, wie es durch die durchgezogene Linie in Fig. 19 gezeigt wird. Wenn jedoch die bewegliche Hülse 464 gegen die Vorbelastungskraft der Feder 466 bei einem Ansteigen des Fahrzeuggeschwindigkeitdrucks Pvlim bewegt wird, wird die Neutralposition des Ventilkolben 472 in die Herunterschaltrichtung geschaltet, so daß der Weg der Bewegung des Ventilkolbens 472, der zum Anlagekontakt mit der Stellfaktoränderungsfeder 482 notwendig ist, sich mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert. Wenn demzufolge die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist, ist der Schaltsteuerungsstellfaktor durch die Stellfaktoränderungsfeder 482 nur dann verringert, nachdem der Ventilkolben 472 um einen beachtenswert langen Weg in die Herunterschaltrichtung bewegt wird, wie dies in der obersten gestrichelten Linie in Fig. 19 dargestellt ist. Bei einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit, wird der Schaltsteuerungsstellfaktor durch die Feder 482 verringert, nachdem der Ventilkolben 472 die neutrale Position während seiner Bewegung in der Richtung zur Herunterschaltposition erreicht hat, nämlich über den gesamten Bereich des Herunterschalthubes, wie dies in der mittleren gestrichelten Linie in Fig. 19 dargestellt ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist, verringert die Feder 482 den Schaltsteuerungsstellfaktor sogar über einen bestimmten Abschnitt des Hochschalthubes des Ventilkolbens 472 in der Nähe der neutralen Position, wie auch über den gesamten Bereich des Herunterschalthubes. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim als Steuerdruck zum Ändern des Stellfaktors des ersten Schaltventils 460.
Ein weiteres abgewandeltes erstes Schaltventil 490, als Alternative zum Ventil 330 nach Fig. 16, ist in Fig. 20 dargestellt. Das erste Schaltventil 490 hat die Funktion, Bewegungen des Ventilkolbens 492 unter bestimmten Bedingungen zu unterbinden, und es wird betätigt in Verbindung mit einem Signalsteuerventil 494. Der Ventilkolben 492 hat eine Herunterschaltposition zum Verbinden der ersten Zylinderleitung 334 mit der Ablaßleitung 335 und zum gleichzeitigen Verbinden der zweiten Zylinderleitung 336 mit der ersten Druckleitung 98, und er hat eine Hochschaltposition zum Verbinden der ersten Zylinderleitung 334 mit der ersten Druckleitung 98 und zum gleichzeitigen Verbinden der zweiten Zylinderleitung 336 mit der zweiten Druckleitung 192. Das Ventil 490 hat weiterhin: eine obere Neutralfeder 496, die den Ventilkolben 492 in Richtung zur Hochschaltposition vorbelastet (in die nach unten zeigende Richtung, wie in Fig. 20 dargestellt ist); eine untere Neutralfeder 498, die den Ventilkörper 492 in Richtung der Herunterschaltposition vorbelastet; eine Kammer 500, die benachbart zum Ende des Ventilkolbens 492 an der Seite der unteren Neutralfeder 498 ausgebildet ist, und den höheren von entweder dem zweiten Drosseldruck Pth2 oder dem abgewandelten Übersetzungsverhältnisdruck Pr' aufnehmen kann; eine Kammer 520, die benachbart zum anderen Ende des Ventilkolbens 492 auf der Seite der unteren Neutralfeder 496 ausgebildet ist, und den Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin aufnehmen kann; eine Kammer 508, die den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim aufnehmen kann; und eine Kammer 512, die den N/P- Schaltdruck aufnehmen kann. Die Kammer 508 ist zwischen einem Abschnitt 504 mit großem Durchmesser des Ventilkolbens 492 und einem Ventilkolbenabschnitt 506 des Ventilkolbens 492 ausgebildet, der einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt 504 mit großem Durchmesser hat. Die Kammer 512 ist zwischen dem Abschnitt 504 mit großem Durchmesser und einem Endabschnitt 510 mit kleinem Durchmesser ausgebildet, der am Ende des Ventilkolbens 492 auf der Seite der unteren Neutralfeder 496 ausgebildet ist, und der einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt 504 mit großem Durchmesser hat.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das handbetätigte Ventil nicht dazu geeignet, den N/P-Schaltdruck zu erzeugen, der anzeigt, daß der Schalthebel 252 sich in der NEUTRAL oder PARKING Position "N", "P" befindet. Stattdessen ist das Signalsteuerventil 494 dafür vorgesehen, den N/P-Schaltdruck vom R-Schaltdruck und dem D/L-Schaltdruck zu erzeugen. Das Signalsteuerventil 494 hat: einen Ventilkolben 516 mit einer Position zum Verbinden der Kammer 512 des Ventils 490 mit der dritten Druckleitung 221 und mit einer Position zum Verbinden der Kammer 512 mit der Ablaßöffnung 514; eine Feder 518, die den Ventilkolben 516 in Richtung zur geöffneten Position vorbelastet; eine Kammer 522, die benachbart zu einem Ende einer ersten mit einem relativ kleinen Durchmesser versehenen Erhebung 520 des Ventilkolbens 516 ausgebildet ist, und die den R-Schaltdruck aufnehmen kann; und eine Kammer 526, die zwischen der ersten Erhebung 520 und einer zweiten Erhebung 524 des Ventilkolbens 516 ausgebildet ist, und die den D/L- Schaltdruck aufnehmen kann. Wenn wenigstens einer entweder der R-Schalt oder der D/L-Schaltdruck auf das Signalsteuerventil 94 einwirkt, ist der Ventilkolben 516 in einer Position nach Fig. 20 angeordnet, in der die Kammer 512 des Ventils 490 in Verbindung mit der Atmosphäre ist, wodurch es dem Ventil 490 ermöglicht wird in Betrieb zu gehen. Wenn weder der R-Schaltdruck noch der D/L-Schaltdruck auf das Ventil 494 einwirkt, wird der dritte Leitungsdruck Pl3 als ein N/P-Schaltdruck dem Ventil 494 zugeführt, wodurch der Ventilkolben 492 des ersten Schaltventils 490 in der Hochschaltposition gehalten wird, um den Schaltbetrieb des Ventils 490 zu unterbinden.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 20 wird nicht nur das zweite Schaltventil 332 sondern auch das erste Schaltventil 490 vor unnötigem Betrieb abgehalten, so daß die Ventile gegen einen frühen Verschleiß, beruhend auf unnötigen Gleitbewegungen des Ventilkolbens, geschützt werden, wodurch die Betriebszuverlässigkeit der Ventile verbessert wird.
Während die vorliegende Erfindung durch ihre vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es klar, daß die Erfindung auch in anderer Weise ausgeführt werden kann.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Fahrzeuggeschwindigkeiterfassungspumpe 86 dazu verwendet, den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv zu erzeugen, der die Fahrzeuggeschwindigkeit angibt. Jedoch kann ein sehr bekanntes Reglerventil verwendet werden, um den Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pv zu erzeugen, der die Geschwindigkeit der Ausgangswelle 38 des CVT 14 angibt.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen werden der erste und der zweite Drosseldruck Pth1 und Pth2 jeweils durch das erste und das zweite Drosselerfassungsventil 102, 114 erzeugt, die die jeweiligen Nocken 104, 116 aufweisen, die gedreht werden, wenn das Drosselventil betätigt wird. Die Nocken 104, 116 können jedoch mit dein Fahrpedal wirkverbunden sein, so daß die Nocken gedreht werden, wenn das Pedal gedrückt wird. Weiterhin können die Drosseldrücke Pth1, Pth2 durch irgendwelche Hydrauliksignale ersetzt werden, die einen Parameter oder mehrere Parameter angeben, die die Ausgangsleistung des Motors 10 wiedergeben, die vom Fahrer des Fahrzeugs gegenwärtig gefordert oder angestrebt wird.
Während das Schaltventil 328 dafür vorgesehen ist, eines, entweder das erste oder das zweite Schaltventil 330, 332 steuerungsfähig zu machen, kann das Ventil 328 durch ein Ventil ersetzt werden, das Kammern und einen Kolben aufweist, die den Ventilkolben 420 des zweiten Schaltventils 332 in der neutralen Position sperren können, um seinen Betrieb zu unterbinden, der auf dem D/L-Schaltdruck basiert, während es dem ersten Schaltventil 330 ermöglicht wird, in Betrieb zu gehen, und den Ventilkolben 350 des ersten Schaltventils 330 in der neutralen Position zu sperren, um seinen Betrieb zu verhindern, der auf dem N-Schaltdruck basiert, während es dem zweiten Schaltventil 332 ermöglicht wird, in Betrieb zu gehen.
In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 16 und 18 ist der Stellfaktor des ersten Schaltventils 330, 460, basierend auf dem ersten Signaldruck Psol1 oder dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim, verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist. Es kann jedoch der erste Signaldruck Psol1 oder der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim durch den Eingangswellengeschwindigkeitsdruck Pnin ersetzt werden, der dazu verwendet werden kann, den Stellfaktor des Ventils 330, 460 zu ändern, da sich der Druck Pnin mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verändert, während die Drosselventilöffnung Θth relativ klein ist.
Obwohl die dargestellten Ausführungsbeispiele derart vorbereitet sind, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck Pvlim auf einen vorbestimmten oberen Grenzwert begrenzt wird, der mit einem Ansteigen der Drosselventilöffnung Θth wächst, ist es möglich, daß eine Anstiegsrate im Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck begrenzt wird, nachdem der Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck sich auf einen vorbestimmten oberen Grenzwert erhöht hat, der mit einem Ansteigen der Drosselventilöffnung oder der Motorausgangsleistung wächst, die gegenwärtig vom Fahrer des Fahrzeugs gefordert wird. Die vorliegende Beschreibung schließt den Gegenstand ein, der in der EP-A-0435559 beansprucht wird.

Claims

1. Hydraulische Steuervorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Getriebes (14) für ein einen Motor (10) aufweisendes Kraftfahrzeug mit:

einer Schaltventileinrichtung (330, 460) mit einem Ventilkolben (250, 472), der geeignet ist, eine einer gegenwärtig geforderten Motorausgangsleistung entsprechende erste Druckkraft derart aufzunehmen, daß der Ventilkolben durch die erste Druckkraft in eine Herunterschaltrichtung zum Herunterschalten des Getriebes vorbelastet wird, und der geeignet ist, eine einer Geschwindigkeit einer Eingangswelle (30) des Getriebes entsprechende zweite Druckkraft derart aufzunehmen, daß der Ventilkolben durch die zweite Druckkraft in eine Hochschaltrichtung zum Hochschalten des Getriebes vorbelastet wird, wobei das Schaltventil ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes gemäß eines Weges der Bewegung des Ventilkolbens von seiner neutralen Position in entweder eine Herunterschalt- oder Hochschaltrichtung steuert, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

eine Einrichtung (86, 308, 310, 386, 388) zum Erzeugen eines Steuerdrucks, der sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ändert;

eine Stellfaktoränderungsfeder (360, 482), um den Weg der Bewegung des Ventilkolbens durch die erste und die zweite Druckkraft zu verändern; und

eine Stellfaktoränderungseinrichtung (358, 362, 464, 466), die es einer Vorbelastungskraft der Stellfaktoränderugsfeder ermöglicht, basierend auf dem Steuerdruck, derart auf den Ventilkolben einzuwirken, daß der Weg der Bewegung des Ventilkolbens durch die erste und die zweite Druckkraft mit einem Ansteigen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sich verringert.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug eine Fluidkupplung (12) hat, die eine mit dem stufenlosen Getriebe (14) verbundene Überbrückungskupplung (36) aufweist, und daß die Einrichtung (86, 308, 310) zum Erzeugen eines Steuerdrucks als den Steuerdruck einen Überbrückungskupplungsdruck erzeugt, um die Überbrückungskupplung einzurücken.

3. Hydraulisches Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug einen Schalthebel (250) mit einer Vorwärtsposition zum Fahren des Fahrzeugs in eine Vorwärtsrichtung hat, und wobei die hydraulische Steuervorrichtung weiterhin ein handbetätigtes Ventil (259) zum Erzeugen eines Vorwärtsschaltdrucks hat, wenn der Schalthebel in die Vorwärtsposition geschaltet ist, und ein Überbrückungskupplungsventil (290) hat, das die Überbrückungskupplung (36) basierend auf dem Vorwärtsschaltdruck steuert, und daß

die Einrichtung (86, 308, 310) zum Erzeugen eines Steuerdrucks einen Stömungsbegrenzer (310) hat, über den der Vorwärtsschaltdruck an das Überbrückungskupplungssteuerventil (290) angelegt wird, und ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (308) zum Ablassen des Vorwärtsschaltdrucks an eine Ablaßleitung an einer Stelle stromab des Stömungsbegrenzers hat, um den Steuerdruck stromab des Strömungsbegrenzers zu erzeugen.

4. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (86, 386, 388) zum Erzeugen des Steuerdrucks als den Steuerdruck einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck erzeugt, der sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ändert.

5. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (86, 386, 388) zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitdrucks eine Pumpe (86) hat, die durch die Drehbewegung eines Antriebsrads (24) des Fahrzeugs betätigt wird.

6. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellfaktoränderungseinrichtung (358, 362) einen Kolben (362) hat, der mit einer Federaufnahme (356) versehen ist, um ein Ende der Stellfaktoränderungsfeder (360) zu lagern, wobei der Kolben zwischen einer ersten Position, in der die Stellfaktorsänderungsfeder den Ventilkolben (350) der Schaltsteuerventileinrichtung (330) mit ihrem anderen Ende in Anlagekontakt mit dem Ventilkolben vorbelastet, und einer zweiten Position, in der die Stellfaktoränderungsfeder nicht in Anlagekontakt mit dem Ventilkolben ist, beweglich ist, wobei die Stellfaktoränderungseinrichtung weiterhin eine Vorbelastungsfeder (358) zum Vorbelasten des Kolbens in Richtung der ersten Position hat, so daß die Stellfaktoränderungsfeder zwischen der Federaufnahme und dem Ventiikolben zusammengedrückt wird, wobei die Stellfaktoränderungseinrichtung eine Kammer (362) hat, die in der Lage ist den Steuerdruck zum Bewegen des Kolbens in Richtung der zweiten Position gegen die Vorbelastungskraft der Vorbelastungsfeder (358) aufzunehmen, so daß die Vorbelastungskraft der Stellfaktoränderungseinrichtung verändert wird, um dadurch einen Steuerungsstellfaktor des Ventilkolbens der Schaltventileinrichtung (330) mit dem Ändern des Steuerdrucks zu verändern.

7. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellfaktoränderungsfeder (482) von dem Ventilkolben (472) der Schaltventileinrichtung (460) beabstandet ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und daß die Stellfaktoränderungseinrichtung (464, 466) umfaßt: eine bewegliche Hülse (464), die den Ventilkolben (474) gleitend aufnimmt, eine Vorbeiastungsfeder (466) zum Vorbelasten der beweglichen Hülse in einer Richtung weg von der Stellfaktoränderungsfeder (482), und eine Kammer (478), die in der Lage ist, den Steuerdruck zum Bewegen der beweglichen Hülse in Richtung zu der Stellfaktoränderungsfeder (472) gegen eine Vorbeiastungskraft der Vorbelastungsfeder aufzunehmen, um die neutrale Position des Ventilkoibens zu schalten, so daß die Stellfaktoränderungsfeder zusammengedrückt wird, wodurch eine Vorbelastungskraft der Stellfaktoränderungseinrichtung verändert wird, um einen Steuerungsstellfaktor des Ventilkolbens mit einer Änderung des Steuerdrucks zu verändern.

8. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung (86, 386, 388) zum Erzeugen eines einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsdrucks, wobei die Schaltventiieinrichtung (330) umfasst: eine Kammer(366), die in der Lage ist, einen Eingangsweilengeschwindigkeitsdruck aufzunehmen, der der Geschwindigkeit der Eingangswelle (30) des Getriebes (14) entspricht, um die zweite Druckkraft am Ventilkolben (350) anzulegen, so daß der Ventiikolben in die Hochschaltrichtung vorbelastet wird, eine Kammer (368), die in der Lage ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdruck aufzunehmen, der der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in der Hochschaltrichtung entspricht, eine Kammer (364), die in der Lage ist, einen Motorausgangsleistungsdruck aufzunehmen, der der gegenwärtig erforderten Ausgangsleistung des Motors (10) entspricht, um die erste Druckkraft am Schaltventil anzulegen, so daß der Ventilkolben in die Herunterschaltrichtung vorbelastet wird, und ein Paar von Neutralfedern (352, 354), die den Ventilkolben jeweils in die Hochschalt- bzw. Herunterschaltrichtung vorbelasten.

9. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das stufenlose Getriebe (14) aus einem stufenlosen Getriebe nach der Riemen- und Riemenscheibenbauart besteht, das eine erste und eine zweite im Durchmesser veränderbare Riemenscheibe (40, 42), einen ersten und einen zweiten Hydraulikzylinder (54, 56) zum Ändern der wirksamen Durchmesser der ersten bzw. der zweiten Riemenscheibe, und einen die erste und die zweite Riemenscheibe verbindenden Übertragungsriemen (44) hat.