WO1996012126A1 - Einrichtung zum steuern eines cvt - Google Patents

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WO1996012126A1
WO1996012126A1 PCT/EP1995/003977 EP9503977W WO9612126A1 WO 1996012126 A1 WO1996012126 A1 WO 1996012126A1 EP 9503977 W EP9503977 W EP 9503977W WO 9612126 A1 WO9612126 A1 WO 9612126A1
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WO
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valve
primary
line
pressure
emergency
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PCT/EP1995/003977
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Hubert KÖNIG
Hans Peter Stoll
Ralf Vorndran
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
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    • F16H61/66259—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
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    • F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
    • F16H2061/126—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is the controller
    • F16H2061/1268—Electric parts of the controller, e.g. a defect solenoid, wiring or microprocessor

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling a CVT driven by a drive unit according to the preamble of claim 1.
  • Continuously variable transmissions hereinafter referred to as CVT, have a first pair of conical disks on a drive shaft and a second pair of conical disks on an output shaft.
  • Each pair of conical disks consists of a first axially fixed disk and an axially displaceable second conical disk, hereinafter primary disks or Called secondary disc.
  • a wrap-around element for example a thrust link belt, runs between the conical disk pairs.
  • the primary or secondary disc is adjusted by a pressure medium.
  • an electronic control unit controls the pressure level of the storage spaces of the primary disk and the secondary disk via electromagnetic actuators and hydraulic valves.
  • a device for controlling the pressure of the primary disk is known from DE-OS 42 34 103.
  • the device comprises an electromagnetically controlled primary valve and a hydraulic secondary valve.
  • the primary valve is controlled by an electronic control unit. If the line from the electronic control unit to the primary valve is interrupted, the device goes into emergency operation.
  • the pressure level of the primary disc is determined by the secondary valve.
  • the position of the secondary valve is in turn determined by a mechanical coupling from the primary disk.
  • the device has the disadvantage that it does not cover a complete failure of the electronic control unit.
  • the invention has for its object to provide a device for emergency operation of a CVT.
  • the object is achieved according to the invention in that in the event of a failure of the electronic control device, an emergency driving device is activated by a constant pressure ratio or force ratio of primary disk to secondary disk being set by means.
  • the pressure level in the adjustment space of the secondary disc is constant.
  • the magnitude of this force ratio can be used to determine how large the change in ratio of the CVT is from normal operation to emergency operation.
  • the solution according to the invention thus offers the advantage that the transition from normal operation to emergency operation is safe. An overturning or an excessive reduction in the speed of the drive unit is prevented.
  • Emergency operation in the sense of the invention is understood to mean the state of the CVT in which there is no speed control and no contact pressure control of the secondary disc.
  • the means are a primary valve and a secondary valve.
  • This solution according to the invention has the advantage that the CVT is not only operated with a single fixed gear ratio in the emergency mode.
  • the translation of the CVT varies as a function of the torque delivered by a drive unit, for example an internal combustion engine.
  • the variable gear ratio change enables, for example, safe starting on the mountain and improved driveability with a high top speed.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that no additional sensors or mechanical levers have to be used in this emergency driving device.
  • the primary and the secondary valve are pilot-controlled via a first and second emergency valve and in one configuration for this that a single electromagnetic pressure control valve acts in a pilot-controlling manner on the first and second emergency valve.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an electronically controlled continuously variable transmission
  • Fig. 2 is a hydraulic diagram emergency driving device
  • Fig. 3 is a map.
  • the CVT 3 is connected to a drive unit 1, for example an internal combustion engine or an electric motor, via a drive shaft 2.
  • the CVT 3 consists of the assemblies: hydrodynamic converter with lock-up clutch 4, reversing set 9, first conical disk pair 10, second conical disk pair 12, wrap-around member 11 and hydraulic control device 14.
  • the drive shaft 2 drives the hydrodynamic converter 4.
  • this consists of a pump wheel 5, a turbine wheel 6 and a guide wheel 7.
  • a converter lock-up clutch can be located to the hydrodynamic converter 4.
  • the turbine wheel 6 or the converter lock-up clutch are connected to a transmission input shaft 8.
  • the transmission input shaft 8 drives a turning set 9.
  • the speed of the transmission input shaft 8 is transmitted directly to the first pair of conical disks 10 via the turning set 9, or the direction of rotation is reversed for reverse travel.
  • the core of the CVT 3 is the first pair of conical disks 10, the second pair of conical disks 12 and the wrap-around element 11.
  • the first pair of conical disks 10 consists of a first conical disk which is fixed in the axial direction and a second conical disk which can be displaced in the axial direction, the primary disk S1 .
  • the second pair of conical disks 12 consists of a first conical disk fixed in the axial direction and a second conical disk, the secondary disk S2, which can be displaced in the axial direction.
  • the looping element 11 for example a thrust link belt, runs between these conical disk pairs 10 and 12. Due to the axial displaceability of the primary pulley S1 or the secondary pulley S2, the running radius of the wrapping member 11 changes. As a result, the speed of the transmission input shaft 8 or the transmission ratio of the CVT 3 changes. The output takes place via the output shaft 13.
  • the CVT 3 is controlled by an electronic control unit 15 by means of electromagnetic actuators and hydraulic valves.
  • the clutches and brakes or their pressure curve are controlled via these actuators, not shown.
  • the electromagnetic steep elements and hydraulic valves are located in a hydraulic control device 14.
  • the electronic control device 15 shows as blocks: a micro controller 16, a function block control, control elements 17 and a function block diagnosis 18.
  • Inputs are on the electronic control device 15 ⁇ sizes 19 connected.
  • the input variables 19 are, for example:
  • the electronic control unit 15 determines an operating point from the input variables 19 and sets the associated speed value of the transmission input shaft or the gear ratio of the CVT 3.
  • the function block diagnosis 18 checks the input variables 19 for plausibility. If a serious error occurs in this case, the control actuator control function block is usually deactivated via a safety relay. The CVT 3 thus goes into emergency operation.
  • Emergency operation in the sense of the invention is understood to mean the state of the CVT in which there is no speed control and no contact pressure control of the secondary disc.
  • a pump 22 driven by the drive unit 1 or the pump wheel 5 conveys pressure medium from a lubricant sump 20 via a filter 21 into the line 23.
  • the line 23 has a branch 23A to a first pressure reducing valve 24 and a branch 23B to a second pressure reducing valve 25 Furthermore, a line 23C branches off from line 23, with branches 23D to a primary valve 38, a branch 23E to an adjustment space 42 of the secondary disk S2 and the branch 23F to a secondary valve 39.
  • the pressure level of line 23 with branches 23A to 23F is set by the secondary valve 39, which is a pressure relief valve.
  • the first pressure reducing valve 24 sets a constant pressure, for example 6 bar, in the line 26.
  • the second pressure reducing valve 25 also sets a constant pressure in the line 32 and its branch 32A.
  • a first electromagnetic pressure control valve 27 and a second electromagnetic pressure control valve 28 are connected to the line 26.
  • About the two print Control valves 27 and 28 allow the pressure in the lines 29 and 33 to be linearly increased or reduced depending on the current value set by the electronic control unit 15.
  • a first emergency valve 30 and a second emergency valve 31 are connected to the line 29 or its branches 29A and 29B. As shown, the two emergency valves can be designed as separate components and can also be accommodated in a valve housing.
  • the first pressure regulating valve 27 has a pilot action via the branch 29A on the first emergency valve 30 and via the line 29 on the second
  • the two emergency valves 30 and 31 have a first position A and a second position B.
  • the first emergency valve 30 is connected to the primary valve 38 via lines 34 and 35.
  • the primary valve 38 is a pilot-controlled pressure reducing valve.
  • the second emergency valve 31 is connected to the secondary valve 39 via lines 36 and 37.
  • the secondary valve 39 is a pressure relief valve for the secondary side, line 23 or 23A to 23F. If the pressure level in line 23 is too high, the secondary valve 39 reduces the pressure level by additionally supplying the pressure medium to the other consumers of the CVT via line 40.
  • the primary valve 38 adjusts the pressure level of the adjustment space 41 of the primary disk S1 via the line 43.
  • the wrapping element is shown in dashed lines.
  • the function of the arrangement is as follows: The emergency operation is shown. This means that the first and second pressure control valves 27 and 28 are de-energized. This results in a reduced pressure level of, for example, 0.4 bar in line 29 or 33 compared to line 26.
  • the spring of the two emergency valves 30 and 31 is designed so that the spring force is greater than the force from this reduced pressure. As a result, the two emergency valves are moved into position A, as shown. In position A, lines 29B and 33 are closed. sen. There is therefore a passage from lines 32 and 32A to lines 34 and 36.
  • the constant pressure level of the second pressure reducing valve 25 is present as the pilot pressure at the primary valve 38 and secondary valve 39 5.
  • the primary valve 38 and the secondary valve 39 set a constant pressure ratio in the adjustment spaces 41 and 42 of the primary disk S1 and secondary disk S2. The pressure ratio is determined from tests, for example 16.5 bar primary to 26.0 bar secondary. In normal operation, the two emergency
  • FIG. 3 shows a map.
  • a moment of the primary disk S1 is plotted on the abscissa.
  • the moment of the primary disk S1 is calculated from the moment given by the drive unit 1 times the translation of the hydrodynamic converter 4. If, for example, an internal combustion engine is used as the drive unit, it is known that the injection time can be derived from the two parameters and speed 0 of the internal combustion engine calculate the torque delivered.
  • the force ratio is plotted on the ordinate. Force ratio is the quotient from the force of the primary disc to the force of the secondary disc.
  • the map shows parabolic curves which correspond to the translation of the CVT.
  • Reference numeral 44 shows the lowest gear ratio i_low, corresponding to the lowest gear, and reference numeral 45 the largest gear ratio i_high, corresponding to the highest gear.
  • the adjustment range of the CVT ie the range between i_low and i_high, contains an infinite number of parallel parabolic curves.
  • a translation i_top is shown in broken lines with reference numeral 46.
  • the translation i_top is usually chosen so that a vehicle equipped with a drive unit and a CVT 3 reaches the maximum speed.
  • Reference numeral 47 shows one for
  • This static force ratio therefore applies exclusively to dynamically pressure-balanced adjustment spaces 41 or 42 of the primary or secondary disc.
  • Reference numeral 48 shows a dynamic force ratio, shifted parallel to the abscissa, of the force of the primary disc S1 to the force of the secondary disc S2.
  • a dynamic force component is added to the static force component.
  • the pressure medium is distributed as a function of the speed in the two adjustment spaces 41 and 42 due to the centrifugal force. This results in an additional axial force component.
  • the position of the line of the dynamic force ratio 48 is also speed-dependent.
  • the dynamic force ratio thus arises in the case of adjustment spaces 41 and 42 that are not dynamically balanced.
  • the static force of the secondary pulley S2 is selected such that the wrap-around element 11 can transmit the torque safely to the secondary pulley S2 without slippage occurring.
  • the static force set on the secondary disk S2 is constant over the entire range of the torque. Another criterion for the value of
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) This force ratio is the necessity that, with the transition from normal operation to emergency operation, the speed of the drive unit must not increase so much that the drive unit is damaged or the speed of the drive unit must not be reduced to such an extent that the Drive unit blocked.
  • the two adjustment spaces 41 and 42 are not dynamically pressure balanced. If, for example, a vehicle travels at operating point C at maximum speed, that is to say a high speed level of the drive unit, the translation from i_top is reduced to the translation i_dyn, reference number 49, of the new operating point C1 when transitioning to emergency driving mode.
  • Line 47 has a delimitation point A with an associated moment M_min and a delimitation point B with an associated moment M_max.
  • line 47 intersects translation line i_A and at point B, line 47 intersects translation line i_B.
  • the ratio of the CVT between these two boundary lines i_A and i_B is set due to the constant force ratio. In practice, for example, there is a transmission range from 0.7 to 1.6 for emergency operation.
  • a pressure reducing valve 25.1 instead of the second pressure reducing valve 25, the pressure reducing valve 25.1 being dependent on the disk position of the secondary disk S2.
  • the pane position can be recognized, for example, via a mechanical connection.
  • the pressure reducing valve 25.1 influences the secondary pressure, lines 23F and 23E, via the secondary valve 39 as a function of the disc position of the secondary disc S2.
  • the primary pressure, line 43 can also be influenced by the primary valve 38.
  • Ratio i_top 47 Line static force ratio, force primary to force secondary

Abstract

Es wird eine Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebseinheit (1) angetriebenen CVT (3) vorgeschlagen, bei der mit Ausfall des elektronischen Steuergerätes (15) eine Notfahreinrichtung aktiviert wird. Diese stellt ein konstantes Druckverhältnis bzw. Kraftverhältnis zwischen Primärscheibe (S1) und Sekundärscheibe (S2) ein.

Description

Einrichtung zum Steuern eines CVT
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebseinheit angetriebenen CVT nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stufenlose Getriebe, nachfolgend CVT genannt, besitzen ein erstes Kegelscheibenpaar auf einer Antriebswelle und ein zweites Kegelscheibenpaar auf einer Abtriebswelle- Je¬ des Kegelscheibenpaar besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Scheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, nachfolgend Primär¬ scheiben bzw. Sekundärscheibe genannt. Zwischen den Kegel- scheibenpaaren läuft ein Umschlingungsorgan, zum Beispiel ein Schubgliederband. Die Verstellung der Primärscheibe bzw. Sekundärscheibe erfolgt durch ein Druckmedium. Hierzu steuert ein elektronisches Steuergerät über elektromagneti¬ sche Stellglieder und hydraulische Ventile das Druckniveau der Stellräume von Primärscheibe und Sekundärscheibe.
Aus der DE-OS 42 34 103 ist eine Vorrichtung zum Steu¬ ern des Druckes der Primärscheibe bekannt. Die Einrichtung umfaßt ein elektromagnetisch gesteuertes Primärventil und ein hydraulisches Sekundärventil. Das Primärventil wird von einem elektronischen Steuergerät angesteuert. Bei Leitungs¬ unterbrechung vom elektronischen Steuergerät zum Primärven¬ til geht die Einrichtung in Notfahrbetrieb. Hierbei wird das Druckniveau der Primärscheibe durch das Sekundärventil bestimmt. Die Stellung des Sekundärventils wiederum wird über eine mechanische Koppelung von der Primärscheibe be¬ stimmt. Die Einrichtung hat den Nachteil, daß sie einen vollständigen Ausfall des elektronischen Steuergeräts nicht abdeckt. Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Einrichtung für einen Notfahrbetrieb eines CVT zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Ausfall des elektronischen Steuergeräts eine Not¬ fahreinrichtung aktiviert ist, indem durch Mittel ein kon¬ stantes Druckverhältnis bzw. Kraftverhältnis Primärscheibe zu Sekundärscheibe eingestellt wird. Das Druckniveau im Verstellraum der Sekundärscheibe ist hierbei konstant. Über den Betrag dieses Kraftverhältnisses läßt sich festlegen, wie groß die Übersetzungsänderung des CVT vom Normalbetrieb zum Notfahrbetrieb ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet somit den Vorteil, daß der Übergang vom Normalbetrieb zum Notfahrbetrieb sicher ist. Ein Überdrehen bzw. ein zu star- kes Absenken der Drehzahl der Antriebseinheit wird verhin¬ dert. Unter Notfahrbetrieb im Sinne der Erfindung ist der Zustand des CVT zu verstehen, bei dem keine Drehzahlrege¬ lung und keine Anpreßdruckregelung der Sekundärscheibe er¬ folgt.
In Ausgestaltung hierzu wird vorgeschlagen, daß die Mittel ein Primärventil und ein Sekundärventil sind. Diese erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß das CVT im Notfahrbetrieb nicht nur mit einer einzigen festen Überset- zung betrieben wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung vari¬ iert die Übersetzung des CVT in Abhängigkeit von dem abge¬ gebenen Moment einer Antriebseinheit, zum Beispiel Brenn¬ kraftmaschine. Die variable Übersetzungsänderung ermöglicht im Notfahrbetrieb zum Beispiel ein sicheres Anfahren am Berg und eine verbesserte Fahrbarkeit (Driveability) mit einer hohen Endgeschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei dieser Not¬ fahreinrichtung keine zusätzlichen Sensoren oder mechani¬ schen Hebel verwendet werden müssen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge¬ schlagen, daß das Primär- und das Sekundärventil über ein erstes und zweites Notventil vorgesteuert sind und in einer Ausgestaltung hierzu, daß ein einziges elektromagnetisches Druckregelventil vorsteuernd auf das erste und zweite Not¬ ventil wirkt. Diese Lösung bietet den Vorteil, daß das er¬ ste und zweite Notventil gleichzeitig geschaltet werden, so daß Toleranzen und Signallaufzeiten der Druckregelventile nicht zur Wirkung kommen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel darge¬ stellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronisch ge¬ steuerten stufenlosen Getriebes;
Fig. 2 ein Hydraulikschema Notfahreinrichtung und
Fig. 3 ein Kennfeld.
In Fig. 1 ist ein CVT 3 dargestellt. Das CVT 3 ist mit einer Antriebseinheit 1, zum Beispiel Brennkraftmaschine oder Elektromotor, über eine Antriebswelle 2 verbunden. Das CVT 3 besteht aus den Baugruppen: hydrodynamischer Wandler mit Überbrückungskupplung 4, Wendesatz 9, erstes Kegel¬ scheibenpaar 10, zweites Kegelscheibenpaar 12, Umschlin- gungsorgan 11 und hydraulisches Steuergerät 14. Die An¬ triebswelle 2 treibt den hydrodynamischen Wandler 4 an. Dieser besteht bekanntermaßen aus einem Pumpenrad 5, einem Turbinenrad 6 und einem Leitrad 7. Wie in Fig. 1 darge¬ stellt, kann sich zum hydrodynamischen Wandler 4 eine Wand- lerüberbrückungskupplung befinden. Das Turbinenrad 6 bzw. die Wandlerüberbrückungskupplung sind mit einer Getriebe- eingangswelle 8 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 8 treibt einen Wendesatz 9 an. Über den Wendesatz 9 wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 direkt auf das erste Kegelscheibenpaar 10 übertragen oder es erfolgt eine Dreh¬ richtungsumkehr für Rückwärtsfahrt. Kernstück des CVT 3 ist das erste Kegelscheibenpaar 10, das zweite Kegelscheiben¬ paar 12 und das Umschlingungsorgan 11. Das erste Kegel¬ scheibenpaar 10 besteht aus einer in axialer Richtung fest¬ stehenden ersten Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, der Primärscheibe Sl. Das zweite Kegelscheibenpaar 12 besteht aus einer in axia¬ ler Richtung feststehenden ersten Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, der Sekundärscheibe S2. Zwischen diesen Kegelscheibenpaaren 10 und 12 läuft das Umschlingungsorgan 11, zum Beispiel ein Schubgliederband. Aufgrund der axialen Verschiebbarkeit der Primärscheibe Sl bzw. der Sekundärscheibe S2 ändert sich der Laufradius des Umschlingungsorgans 11. Hierdurch ändert sich die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 bzw. die Übersetzung des CVT 3. Der Abtrieb erfolgt über die Ab- triebswelle 13.
Das CVT 3 wird von einem elektronischen Steuergerät 15 mit¬ tels elektromagnetischer Stellglieder und hydraulischer Ventile gesteuert. Über diese nicht dargestellten Stell¬ glieder werden die Kupplungen und Bremsen bzw. deren Druck- verlauf gesteuert. Die elektromagnetischen Steilglieder und hydraulischen Ventile befinden sich in einem hydraulischen Steuergerät 14. Vom elektronischen Steuergerät 15 sind als Blöcke dargestellt: ein Micro-Controller 16, ein Funktions¬ block Steuerung Stellglieder 17 und ein Funktionsblock Dia- gnose 18. Am elektronischen Steuergerät 15 sind Eingangs¬ größen 19 angeschlossen. Die Eingangsgrößen 19 sind zum Beispiel:
Signal einer Laststellung der Antriebseinheit (bei einer Brennkraftmaschine entspricht dies der Drosselklappenstellung), Drehzahl einer Getriebeeingangswelle, Drehzahl der Abtriebswelle und Temperatur eines Druckmediums. Das elektronische Steuergerät 15 bestimmt aus den Eingangs- großen 19 einen Betriebspunkt und stellt den dazugehörigen Drehzahlwert der Getriebeeingangswelle oder die Übersetzung des CVT 3 ein. Der Funktionsblock Diagnose 18 überprüft die Eingangsgrößen 19 auf Plausibilität. Tritt hierbei ein gra¬ vierender Fehler auf, so wird üblicherweise der Funktions- block Steuerung Stellglieder über ein Sicherheitsrelais desaktiviert. Das CVT 3 geht somit in den Notfahrbetrieb. Unter Notfahrbetrieb im Sinne der Erfindung ist der Zustand des CVT zu verstehen, bei dem keine Drehzahlregelung und keine Anpreßdruckregelung der Sekundärscheibe erfolgt.
Fig. 2 zeigt ein Hydraulikschema der Notfahreinrich¬ tung. Eine von der Antriebseinheit 1 oder vom Pumpenrad 5 angetriebene Pumpe 22 fördert aus einem Schmiermittel¬ sumpf 20 über ein Filter 21 Druckmedium in die Leitung 23. Die Leitung 23 hat eine Abzweigung 23A zu einem ersten Druckreduzierventil 24 und eine Abzweigung 23B zu einem zweiten Druckreduzierventil 25. Des weiteren zweigt aus der Leitung 23 eine Leitung 23C ab, mit Abzweigungen 23D zu einem Primärventil 38, einer Abzweigung 23E zu einem Ver- Stellraum 42 der Sekundärscheibe S2 und der Abzweigung 23F zu einem Sekundärventil 39. Das Druckniveau der Leitung 23 mit Abzweigungen 23A bis 23F wird durch das Sekundärven¬ til 39, welches ein Druckbegrenzungsventil ist, einge¬ stellt. Das erste Druckreduzierventil 24 stellt einen kon- stanten Druck, zum Beispiel 6 bar, in der Leitung 26 ein. Das zweite Druckreduzierventil 25 stellt ebenfalls einen konstanten Druck in der Leitung 32 und deren Abzweigung 32A ein. An die Leitung 26 ist ein erstes elektromagnetisches Druckregelventil 27 und ein zweites elektromagnetisches Druckregelventil 28 angeschlossen. Über die beiden Druck- regelventile 27 und 28 läßt sich der Druck in der Leitung 29 bzw. 33 in Abhängigkeit des von dem elektronischen Steu¬ ergerät 15 eingestellten Stromwerts linear erhöhen bzw. reduzieren. Ein erstes Notventil 30 und ein zweites Notven- til 31 sind mit der Leitung 29 bzw. deren Abzweigungen 29A und 29B verbunden. Die beiden Notventile können, wie darge¬ stellt, als getrennte Bauteile ausgeführt als auch in einem Ventilgehäuse untergebracht sein. Das erste Druckregelven¬ til 27 wirkt vorsteuernd über die Abzweigung 29A auf das erste Notventil 30 und über die Leitung 29 auf das zweite
Notventil 31. Die beiden Notventile 30 und 31 besitzen eine erste Stellung A und eine zweite Stellung B. Das erste Not¬ ventil 30 ist über Leitungen 34 und 35 mit dem Primärven¬ til 38 verbunden. Das Primärventil 38 ist ein vorgesteuer- tes Druckreduzierventil. Das zweite Notventil 31 ist über Leitungen 36 und 37 mit dem Sekundärventil 39 verbunden. Das Sekundärventil 39 ist ein Druckbegrenzungsven-til für die Sekundärseite, Leitung 23 bzw. 23A bis 23F. Bei einem zu hohen Druckniveau in der Leitung 23 reduziert das Sekun- därventil 39 das Druckniveau, indem das Druckmedium über die Leitung 40 den anderen Verbrauchern des CVT zusätzlich zugeführt wird. Das Primärventil 38 stellt über die Lei¬ tung 43 das Druckniveau des Verstellraumes 41 der Primär¬ scheibe Sl ein. Das Umschlingungsorgan ist gestrichelt dar- gestellt.
Die Funktion der Anordnung ist folgendermaßen: Dargestellt ist der Notfahrbetrieb. Dies bedeutet, daß das erste und zweite Druckregelventil 27 bzw. 28 stromlos sind. Hierdurch stellt sich in der Leitung 29 bzw. 33 gegenüber der Leitung 26 ein reduziertes Druckniveau von zum Beispiel 0,4 bar ein. Die Feder der beiden Notventile 30 und 31 ist so ausgelegt, daß die Federkraft größer ist als die Kraft aus diesem reduzierten Druck. Hierdurch werden die beiden Notventile, wie dargestellt, in die Stellung A umgeschoben. In der Stellung A sind die Leitungen 29B und 33 abgeschlos- sen. Von den Leitungen 32 und 32A herrscht somit ein Durch¬ gang zu den Leitungen 34 und 36. Hierdurch liegt das kon¬ stante Druckniveau des zweiten Druckreduzierventils 25 als VorSteuerdruck beim Primärventil 38 und Sekundärventil 39 5 an. Durch das Primärventil 38 und das Sekundärventil 39 wird ein konstantes Druckverhältnis in den Verstell¬ räumen 41 bzw. 42 der Primärscheibe Sl und Sekundär¬ scheibe S2 eingestellt. Das Druckverhältnis wird aus Ver¬ suchen ermittelt, zum Beispiel 16,5 bar primär zu 26,0 bar 0 sekundär. Im Normalbetrieb befinden sich die beiden Notven-
-_.-.. tile in der Stellung B. Hierdurch werden die Leitungen 34 bzw. 36 in den Tank entlüftet. Von der Leitung 29B besteht ein Durchgang zur Leitung 35. Von der Leitung 33 besteht ein Durchgang zur Leitung 37. Hierdurch ist der vom ersten 5 Druckregelventil 27 eingestellte Druckwert vorsteuernd auf das Primärventil 38 bzw. der vom zweiten Druckregelven¬ til 28 eingestellte Druckwert vorsteuernd auf das Sekundär¬ ventil 39. Durch das erste Druckregelventil 27 wird die Übersetzung des CVT eingestellt. Durch das zweite Druckre- 0 gelventil 28 wird der Anpreßdruck der Sekundärscheibe ein¬ gestellt.
Fig. 3 zeigt ein Kennfeld. Auf der Abszisse ist ein Moment der Primärscheibe Sl abgetragen. Das Moment der Pri- 5 märscheibe Sl berechnet sich aus dem von der Antriebsein¬ heit 1 abgegebenen Moment mal der Übersetzung des hydrody¬ namischen Wandlers 4. Wird zum Beispiel als Antriebseinheit eine Brennkraftmaschine verwendet, so läßt sich bekannter¬ maßen aus den beiden Kenngrößen Einspritzzeit und Drehzahl 0 der Brennkraftmaschine das abgegebene Moment berechnen. Auf der Ordinate aufgetragen ist das Kraftverhältnis. Kraftver¬ hältnis ist der Quotient aus Kraft der Primärscheibe zur Kraft der Sekundärscheibe. Das Kennfeld zeigt in Abhängig¬ keit des Moments parabelförmige Kurvenzüge, die der Über- 5 setzung des CVT entsprechen. Bezugszeichen 44 zeigt die niedrigste Übersetzung i_low, entsprechend dem niedrigsten Gang, und Bezugszeichen 45 die größte Übersetzung i_high, entsprechend dem größten Gang. Der Verstellbereich des CVT, d. h. der Bereich zwischen i_low und i_high, enthält unend- lieh viele parallel verschobene Parabelkurvenzüge. Als Bei¬ spiel hieraus ist mit Bezugszeichen 46 strichpunktiert eine Übersetzung i_top dargestellt. Die Übersetzung i_top wird üblicherweise so gewählt, daß ein mit einer Antriebseinheit und einem CVT 3 ausgerüstetes Fahrzeug die maximale Ge- schwindigkeit erreicht. Bezugszeichen 47 zeigt eine zur
Abszisse parallel verschobene Linie eines statischen Kraft¬ verhältnisses von Kraft der Primärscheibe Sl zur Kraft der Sekundärscheibe S2. Beim statischen Kraftverhältnis wird nur die Kraft aus der Wirkung des Druckmediums berücksich- tigt. Dieses statische Kraftverhältnis gilt somit aus- schließich für dynamisch druckausgeglichene Verstellräume 41 bzw. 42 der Primär- bzw. Sekundärscheibe. Bezugszeichen 48 zeigt ein parallel zur Abszisse verschobenes dynamisches Kraftverhältnis von Kraft der Primärscheibe Sl zur Kraft der Sekundärscheibe S2. Beim dynamischen Kraftverhältnis kommt zu der statischen Kraftkomponente noch eine dynami¬ sche Kraftkomponente hinzu. Bekanntermaßen verteilt sich das Druckmedium aufgrund der Zentrifugalkraft drehzahlab¬ hängig in den beiden Verstellräumen 41 und 42. Hieraus re- sultiert eine zusätzliche axiale Kraftkomponente. Die Lage der Linie des dynamischen Kraftverhältnisses 48 ist hier¬ durch ebenfalls drehzahlabhängig. Das dynamische Kraftver¬ hältnis ergibt sich somit bei dynamisch nicht druckausge¬ glichenen Verstellräumen 41 bzw. 42. Die statische Kraft der Sekundärscheibe S2 wird so gewählt, daß das Umschlingungsorgan 11 das Moment sicher auf die Sekundärscheibe S2 übertragen kann, ohne daß hierbei Schlupf auftritt. Die an der Sekundärscheibe S2 einge¬ stellte statische Kraft ist über den gesamten Bereich des Moments konstant. Ein weiteres Kriterium für den Wert die-
ERSATZBLAπ(REGEL26) ses Kraftverhältnisses ist die Notwendigkeit, daß mit Über¬ gang vom Normalbetrieb in den Notfahrbetrieb die Drehzahl der Antriebseinheit nicht so weit ansteigen darf, daß es zu einer Beschädigung der Antriebseinheit kommt bzw. es darf die Drehzahl der Antriebseinheit nicht so weit abgesenkt werden, daß die Antriebseinheit blockiert. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Verstellräume 41 und 42 dynamisch nicht druckausgeglichen. Fährt zum Beispiel ein Fahrzeug mit Maximalgeschwindigkeit, also hohem Drehzahlni- veau der Antriebseinheit, im Betriebspunkt C, so reduziert sich die Übersetzung von i_top mit Übergang in den Notfahr¬ betrieb auf die Übersetzung i_dyn, Bezugszeichen 49, des neuen Betriebspunktes Cl. Die Linie 47 hat einen Begren¬ zungspunkt A mit dazuhörigem Moment M_min und einen Begren- zungspunkt B mit dazugehörigem Moment M_max. Im Punkt A schneidet die Linie 47 die Übersetzungslinie i_A und im Punkt B schneidet die Linie 47 die Übersetzungslinie i_B. Im Notfahrbetrieb stellt sich nun in Abhängigkeit des Mo¬ ments und des dynamischen Kraftverhältnisses die Überset- zung des CVT zwischen diesen beiden Begrenzungslinien i_A und i_B aufgrund des konstanten Kraftverhältnisses ein. In der Praxis ergibt sich zum Beispiel ein Übersetzungsbereich von 0,7 bis 1,6 für den Notf hrbetrieb.
In einer nicht dargestellten Erweiterung ist vorgese¬ hen, anstelle des zweiten Druckreduzierventils 25 ein Druckreduzierventil 25.1 zu verwenden, wobei das Druckredu¬ zierventil 25.1 von der Scheibenstellung der Sekundärschei¬ be S2 abhängig ist. Die Scheibenstellung kann zum Beispiel über eine mechanische Verbindung erkannt werden. Das Druck¬ reduzierventil 25.1 beeinflußt in Abhängigkeit von der Scheibenstellung der Sekundärscheibe S2 den Sekundärdruck, Leitungen 23F und 23E, über das Sekundärventil 39. Ebenso kann der Primärdruck, Leitung 43, durch das Primärventil 38 beeinflußt werden. Durch die Berücksichtigung der Scheibenstellung läßt sich somit das Druckverhältnis Scheibe 1/Scheibe 2 konstant hal¬ ten, jedoch bezüglich des absoluten Druckniveaus in Abhän¬ gigkeit vom tatsächlichen Druckbedarf (übersetzungsabhän¬ gig) anpassen. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad des Variators im Notprogramm.
Bezugszeichen
1 Antriebseinheit 2 Antriebswelle
3 CVT
4 hydrodynamischer Wandler mit Uberbrückungskupplung
5 Pumpenrad
6 Turbinenrad 7 Leitrad
8 Getriebeeingangswelle
9 Wendesatz
10 erstes Kegelscheibenpaar
11 Umschlingungsorgan 12 zweites Kegelscheibenpaar
13 Abtriebswelle
14 hydraulisches Steuergerät
15 elektronisches Steuergerät
16 Micro-Controller 17 Funktionsblock Steuerung Stellglieder
18 Funktionsblock Diagnose
19 Eingangsgrößen
20 Schmiermittelsumpf
21 Filter 22 Pumpe
23 Leitung 23A Leitung 23B Leitung 23C Leitung 23D Leitung
23E Leitung
23F Leitung
24 erstes Druckreduzierventil
25 zweites Druckreduzierventil 25.1 zweites Druckreduzierventil, scheibenstellungsabhängig 26 Leitung
27 erstes elektromagnetisches Druckregelventil
28 zweites elektromagnetisches Druckregelventil
29 Leitung 29A Leitung
29B Leitung
30 erstes Notventil
31 zweites Notventil
32 Leitung 32A Leitung
33 Leitung
34 Leitung
35 Leitung
36 Leitung 37 Leitung
38 Primärventil
39 Sekundärventil
40 Leitung
41 Verstellraum Primärscheibe 42 Verstellraum Sekundärscheibe
43 Leitung
44 Übersetzung i_low
45 Übersetzung i_high
46 Übersetzung i_top 47 Linie statisches Kraftverhältnis, Kraft Primär zu Kraft Sekundär
48 Linie dynamisches Kraftverhältnis, Kraft Primär zu Kraft Sekundär
49 Übersetzung i_dyn
51 Primärscheibe
52 Sekundärscheibe

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebs- einheit (1) angetriebenen CVT (3), mit jeweils einem Kegel¬ scheibenpaar (10, 12) auf einer Antriebs- bzw. Abtriebs¬ welle und einem Umschlingungsorgan (11), das zwischen den Kegelscheibenpaaren umläuft, das auf der Antriebswelle an¬ geordnete Kegelscheibenpaar (10) besteht aus einer in axia- 1er Richtung feststehenden Kegelscheibe und einer in axia¬ ler Richtung verschieblichen Primärscheibe (Sl) mit Ver¬ stellraum (41), das auf der Abtriebswelle angeordnete Kegelscheibenpaar (12) besteht aus einer in axialer Rich¬ tung feststehenden Kegelscheibe und einer in axialer Rich- tung verschieblichen Sekundärscheibe (S2) mit Verstell¬ raum (42), einem elektronischen Steuergerät (15), das über elektromagnetische Stellglieder und hydraulische Ventile das Druckniveau der Stellräume von Primär- (41) und Sekun¬ därscheibe (42) bestimmt, dadurch g e k e n n z e i c h - n e t , daß bei einem Ausfall des elektronischen Steuer¬ geräts (15) eine Notfahreinrichtung aktiviert ist, indem durch Mittel ein konstantes Druckverhältnis bzw. Kraftver¬ hältnis Primärscheibe (Sl) zu Sekundärscheibe (S2) einge¬ stellt wird, wobei das Druckniveau des Verstellraums (42) der Sekundärscheibe (S2) konstant ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel ein Primärven¬ til (38) und ein Sekundärventil (39) sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das Primär- (38) und das Sekundärventil (39) über ein erstes und zweites Notven¬ til (30, 31) vorgesteuert sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß ein elektromagnetisches Druckregelventil (27) vorsteuernd auf das erste und zweite Notventil (30, 31) wirkt.
5. Einrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß einer Pumpe (22) ein erstes und ein zweites Druckreduzierven¬ til (24, 25) nachgeordnet sind (Leitung 23A, 23B), ein er- stes und zweites elektromagnetisches Druckregelventil (27, 28) mit dem ersten Druckreduzierventil (24) (Leitung 26) verbunden sind, das erste elektromagnetische Druckregel¬ ventil (27) mit einem ersten und zweiten Notventil (30, 31) verbunden ist (Leitung 29, 29A, 29B), das erste Notven- til (30) mit einem Primärventil (38) verbunden ist (Leitun¬ gen 34 und 35), das zweite Notventil (31) mit einem Sekun¬ därventil (39) verbunden ist (Leitungen 36 und 37), das Primärventil (38) als auch das Sekundärventil (39) mit der Pumpe (22) verbunden sind (Leitung 23, 23C, 23D, 23F), hierbei über das Sekundärventil (39) das Druckniveau für den Verstellraum (42) der Sekundärscheibe (S2) bestimmt wird (Leitung 23E), das Primärventil (38) das Druckniveau des Stellraums (41) der Primärscheibe (Sl) bestimmt (Lei¬ tung 43), das zweite Druckreduzierventil (25) mit den bei- den Notventilen (30, 31) verbunden ist (Leitung 32 und
32A) , die Schaltstellungen des ersten und zweiten Notven¬ tils (30, 31) durch das erste elektromagnetische Druckre¬ gelventil (27) bestimmt sind, so daß in einer ersten Stel¬ lung B der beiden Notventile (30, 31) das erste Druckregel- ventil (27) vorsteuernd auf das Primärventil (38) und das zweite Druckregelventil (28) vorsteuernd auf das Sekundär¬ ventil (39) wirken (Leitung 29, 29B, 35 bzw. 33, 37), in einer zweiten Stellung A der beiden Notventile (30, 31) das Druckniveau des zweiten Druckreduzierventils (25) vorsteu- ernd sowohl auf das Primärventil (38) als auch das Sekun¬ därventil (39) wirkt.
6. Einrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß einer
Pumpe (22) ein erstes Druckreduzierventil (24) und ein zweites Druckreduzierventil (25.1) nachgeordnet sind (Leitung 23A, 23B), ein erstes und zweites elektromagneti¬ sches Druckregelventil (27, 28) mit dem ersten Druckredu- zierventil (24) (Leitung 26) verbunden sind, das erste elektromagnetische Druckregelventil (27) mit einem ersten und zweiten Notventil (30, 31) verbunden ist (Leitung 29, 29A, 29B), das erste Notventil (30) mit einem Primärven¬ til (38) verbunden ist (Leitungen 34 und 35), das zweite Notventil (31) mit einem Sekundärventil (39) verbunden ist (Leitungen 36 und 37), das Primärventil (38) als auch das Sekundärventil (39) mit der Pumpe (22) verbunden sind (Lei¬ tung 23, 23C, 23D, 23F), hierbei über das Sekundärven¬ til (39) das Druckniveau für den Verstellraum (42) der Se- kundärscheibe (S2) bestimmt wird (Leitung 23E), das Primär¬ ventil (38) das Druckniveaü des Stellraums (41) der Primär¬ scheibe (Sl) bestimmt (Leitung 43), das zweite, von der Scheibenstellung der Sekundärscheibe (S2) abhängige Druck¬ reduzierventil (25.1) mit den beiden Notventilen (30, 31) verbunden ist (Leitung 32 und 32A), die Schaltstellungen des ersten und zweiten Notventils (30, 31) durch das erste elektromagnetische Druckregelventil (27) bestimmt sind, so daß in einer ersten Stellung B der beiden Notventile (30, 31) das erste Druckregelventil (27) vorsteuernd auf das Primärventil (38) und das zweite Druckregelventil (28) vor¬ steuernd auf das Sekundärventil (39) wirken (Leitung 29, 29B, 35 bzw. 33, 37), in einer zweiten Stellung A der bei¬ den Notventile (30, 31) das Druckniveau des zweiten Druck¬ reduzierventils (25.1) vorsteuernd sowohl auf das Primär- ventil (38) als auch das Sekundärventil (39) wirkt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das zweite, von der Schei¬ benstellung der Sekundärscheibe (S2) abhängige Druckredu¬ zierventil (25.1) das Druckniveau der beiden Verstell¬ räume (41, 42) steuert.
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