Automatgetriebe der eingangs genannten Art sind aus der Praxis allgemein bekannt. Eine Ausführung ist z. B. in der"ATZ Automobiltechnische Zeitschrift"96 (1996) S. 378 ff beschrieben.

Bei derartigen Automatgetrieben werden während des Betriebes eines Kraftfahrzeuges hydraulisch betätigbare Verstelleinrichtungen des Variators von einer Ölpumpe mit dem erforderlichen Verstelldruck zur Einstellung eines auf den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine bzw. die Fahrgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges abgestimmten Ubersetzungsverhältnisses des Automatgetriebes beauf- schlagt. Der Verstelldruck wird durch die von der Ölpumpe in die Druckversorgungseinrichtung geförderte Getriebeöl- menge eingestellt.

Diese Automatgetriebe haben jedoch den Nachteil, daß sie in bestimmten Getriebesituationen nicht die erforderli- che Verstelldynamik aufweisen. Das bedeutet, daß die Ölpum- pe in besonders kurzen Verstellzeiträumen nicht in der Lage ist, die erforderliche Getriebeölmenge in die Druckversor- gungseinrichtung zu fördern.

Dieser Nachteil besteht vor allem bei großen Uberset- zungsänderungen, wie sie bei abrupten Änderungen der Fahr- geschwindigkeit auftreten. Dabei kann es sich um eine soge- nannte"Panikbremsung"sowohl aus hoher Fahrgeschwindigkeit als auch beim Betrieb im Stadtverkehr handeln, wobei letz- tere einen besonders kritischen Betriebszustand darstellt, da der Zeitraum bis zum Stillstand des Fahrzeuges sehr kurz sein kann.

Die Brennkraftmaschine wird vorzugsweise im Teillast- bereich, d. h. in dem für den Kraftstoffverbrauch optimalen Drehzahlbereich betrieben, wozu in dem Automatgetriebe das diesem Fahrzustand angepaßte Ubersetzungverhältnis zwischen der Primärwelle und der Sekundärwelle eingestellt ist. Bei einem plötzlichen Abbremsen des Kraftfahrzeuges aus diesem Betriebszustand bis zum Fahrzeugstillstand, wie es in einer Gefahrsituation im Straßenverkehr häufig der Fall ist, ist eine Verstellung des Übersetzungsverhältnisses in die maxi- male bzw. die für ein erneutes Anfahren vorgesehene Uber- setzung innerhalb dieses Zeitraumes nicht schnell genug durchführbar. Ein anschließendes komfortables Anfahren mit der dafür erforderlichen maximalen Obersetzung des Automat- getriebes ist nicht möglich. Darüber hinaus kann im Falle eines zu kleinen Ubersetzungsverhältnisses sogar ein uner- wünschtes sogenanntes"Abwürgen"des Motors eintreten.

Dieses Problem ließe sich zwar mit Ölpumpen, welche bezüglich des geometrischen Fördervolumens entsprechend größer dimensionierten sind, abstellen, jedoch führt eine solche Lösung in nachteilhafter Weise zu einem stark ver- schlechterten Getriebewirkungsgrad.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Automatgetriebe zu schaffen, welches bei mög- lichst geringer Pumpendimensionierung eine genügend hohe Verstelldynamik aufweist, so daß ein jeweils an den Fahrzu- stand angepaßtes bzw. erforderliches Übersetzungsverhältnis zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn- zeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale ge- löst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Automat- getriebes bzw. der Druckversorgung mit einer Druckeinstel- leinrichtung, welche erfindungsgemäß mit einem Schaltventil und einem Stufenkolben ausgestattet ist, wird der Vorteil einer Erhöhung der Verstelldynamik erreicht.

Tritt eine große Ubersetzungsänderung wie z. B. bei dem eingangs beschriebenen Fall einer Panikbremsung ein, wird die Verbindung zwischen der Ölpumpe und dem Variator mit Primärscheibensatz und Sekundärscheibensatz mittels des Schaltventiles unterbrochen, und die Ölpumpe fördert das Getriebeöl über die Bypassleitung in den zweiten Zylinder- raum, welcher über den Stufenkolben mit dem Variator in Wirkverbindung steht.

Aufgrund der durch die Ölpumpe eingebrachten Getriebe- ölmenge baut sich in vorteilhafter Weise im zweiten Zylin- derraum ein Druck auf, der den Stufenkolben in Richtung der ersten Stirnfläche axial verschiebt. Das Volumen des zwei- ten Zylinderraumes vergrößert sich dabei stetig um die ein- gebrachte Getriebeölmenge während das Volumen des ersten

Zylinderraumes proportional zu dem Verstellweg des Stufen- kolbens verkleinert wird.

Auf diese Art und Weise wird in der erfindungsgemäßen Druckeinstelleinrichtung eine Druckerhöhung erreicht, die einer fiktiv eingebrachten Getriebeölmenge entspricht, wel- che von der Olpumpe vorteilhafterweise nicht aufgebracht werden muß. Die fiktive Getriebeölmenge ergibt sich aus dem Produkt der tatsächlich geförderten Getriebeölmenge und dem Wert des Durchmesserverhältnisses zwischen der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche des Stufenkolbens.

Mit der vorliegenden Erfindung ist somit in vorteil- hafter Weise gewährleistet, daß in einem bestimmten Zeitin- tervall eine größere Änderung des Übersetzungsverhältnisses einstellbar ist als bei den aus dem Stand der Technik be- kannten Automatgetrieben. Zudem kann bei einer bedarfsge- rechten Auslegung des Stufenkolbens die erforderliche Ge- triebeölmenge auch mit einer kleiner dimensionierten, preiswerteren und weniger Bauraum beanspruchenden Olpumpe realisiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Druck- einstelleinrichtung bei einem Automatgetrie- be ;

Fig. 2 einen Verlauf der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges sowie der Drehzahl der Brennkraftmaschine während eines Bremsvor- ganges über der Zeit ; Fig. 3 den Verlauf des Obersetzungsverhältnis eines Automatgetriebes und den dazu korrespondie- renden Verstellweg des Scheibensatzes der Sekundärwelle über der Zeit in Abhängigkeit von der Fahrzustandsänderung gemäß Fig. 1 und Fig. 4 den Verlauf der erforderlichen und der tat- sächlichen Getriebeölmenge über der Zeit für den Verstellweg des Sekundärscheibensatzes gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Druckeinstelleinrichtung 1 in einer nicht näher dargestell- ten Druckversorgung eines Automatgetriebes, wobei die Druckeinstelleinrichtung 1 ein Schaltventil 2 in einer von einer Ölpumpe 3 abführenden Druckleitung 4 und eine das Schaltventil 2 umgehenden Bypassleitung 5 aufweist. In der Bypassleitung 5 ist ein in einem Zylindergehäuse 6 angeord- neter und zwischen zwei Wegbegrenzungseinrichtungen 7,8 verschiebbarer Stufenkolben 9 angeordnet.

Von der Ölpumpe 3 wird über die Druckeinstelleinrich- tung 1 Öl an einen in Fig. 1 nur symbolisch angedeuteten Sekundärscheibensatz 10 und nach einem vorgeschalteten Steuergerät 11 an einen ebenfalls nur angedeuteten Primär- scheibensatz 12 eines Variators des Automatgetriebes geför- dert, wobei die Scheibensätze 10,12 durch den Öldruck auf

einer nicht dargestellten Primärwelle bzw. Sekundärwelle zur Einstellung eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses axial verschoben werden.

Der Stufenkolben 3 ist derart in der Druckeinstellein- richtung 1 bzw. der Bypassleitung 5 angeordnet, daß er mit einer ersten Stirnfläche 13 einen ersten Zylinderraum 14 und mit einer zweiten, entgegengesetzten Stirnfläche 15 in Richtung der Ölpumpe 3 einen zweiten Zylinderraum 16, wel- cher einen kleineren Querschnitt als der erste Zylinder- raum 14 aufweist, begrenzt. Der erste Zylinderraum 14 bil- det dabei mit der Druckleitung 4 in deren Abschnitt abwärts des Schaltventiles 2 eine räumliche Einheit.

Das Schaltventil 2 kann durch ein Magnetventil 17 in eine Sperrstellung geschaltet werden, so daß die Drucklei- tung 4 zur Olführung von der Ölpumpe 3 an den Variator un- terbrochen ist.

Die Bypassleitung 5 zweigt in einem Bereich zwischen der Ölpumpe 3 und dem Schaltventil 2 von der Druckleitung 4 ab und mündet in den zweiten Zylinderraum 16 des Stufenkol- bens 9.

Der Stufenkolben 9 ist in dem vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel als ein rotationssymmetrischer Körper ausge- bildet, der einen ersten Abschnitt 18 und einen davon abge- stuften zweiten Abschnitt 19 aufweist, wobei der Durchmes- ser des ersten Abschnittes 18 dem Durchmesser der ersten Stirnfläche 13 und der Durchmesser des zweiten Abschnit- tes 19 dem Durchmesser der zweiten Stirnfläche 15 ent- spricht.

Der Stufenkolben 9 ist zwischen der einen Zylinderbo- den des ersten Zylinderraumes 14 darstellenden Wegbegren- zungseinrichtung 7 und einem als Wegbegrenzungseinrichtung dienenden Absatz 8 in axialer Richtung über einen maximalen Verstellweg verschiebbar, wobei zwischen dem ersten Zylin- derraum 14 und dem zweiten Zylinderraum 16 eine Verbindung vorgesehen ist, welche im Bereich einer Endstellung des Stufenkolbens 9 an dem Zylinderboden 7 des ersten Zylinder- raumes 14 geöffnet und in einer von dieser abweichenden Position des Stufenkolbens 9 geschlossen ist.

Zur Ausbildung dieser Verbindung weist der Stufenkol- ben 9 einen von seiner ersten Stirnfläche 13 ausgehenden und koaxial zu seiner Mittelachse 20 angeordneten Kanal 21 auf, der bis in den zweiten Abschnitt 19 des Stufenkol- bens 9 mit geringerem Durchmesser reicht. Im Bereich dieses Abschnittes 19 des Stufenkolbens 9 ist der Kanal 21 mit vier Bohrung 22 verbunden, die sich radial auswärts bis in den Umfangsbereich des Stufenkolbens 9 erstrecken.

Korrespondierend zur Position der Bohrung 22 in dem Stufenkolben 9 bei dessen Endstellung an dem Zylinderbo- den 7 des ersten Zylinderraumes 14 ist zur Ausbildung der Verbindung zwischen den Zylinderräumen 14,16 in dem Zylin- dergehäuse 6 ein als eine ringförmige Nut ausgebildeter Anschluß 23 mit einer in die Bypassleitung 5 mündenden Ver- bindungsleitung 24 vorgesehen. Somit ist in dieser Endstel- lung des Stufenkolbens 9 eine Ölführung von der Ölpumpe 3 über die Bypassleitung 5 und den Stufenkolben 9 in die Druckleitung 4 unter Umgehung des Schaltventiles 2 möglich.

In der Bypassleitung 5 ist im Bereich zwischen ihrer Abzweigung von der Druckleitung 4 und der Einmündung der

Verbindungsleitung 24 eine pumpenwärts wirksame Blende 25 als Drosseleinrichtung angeordnet.

Die Funktionsweise der Druckeinstelleinrichtung 1 wird anhand eines in den Fig. 2 bis 4 beispielhaft dargestellten Fahrverlaufes verdeutlicht.

In Fig. 2 ist der Verlauf einer Fahrgeschwindigkeit vF des Kraftfahrzeuges sowie die damit korrespondierende Drehzahl n-M einer Brennkraftmaschine während eines Brems- vorganges über der Zeit t dargestellt. Kommt es aufgrund einer bestimmten Verkehrssituation zu einer kontinuierlich Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F, weist die Motordrehzahl n M bis zu einem Zeitpunkt tWK einen kon- stanten Wert auf. Zum Zeitpunkt t WK, d. h. ab einer fest vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, wird eine Wand- lerüberbrückungskupplung von bekannter Bauart geöffnet, um zu verhindern, daß der Motor bei weiterer Geschwindigkeits- reduzierung bis zum Stillstand"abgewürgt"wird. Die Motor- drehzahl nM fällt dann innerhalb eines kurzen Zeitinter- valles, welches zum Zeitpunkt t L beendet ist, auf die Leerlaufdrehzahl ab.

Bezug nehmend auf Fig. 3 ist der Verlauf eines Über- setzungsverhältnisses i des Automatgetriebes und eines da- mit korrespondierenden Verstellweges x des Scheibensatzes der Sekundärwelle in Abhängigkeit des Verlaufes der Fahrge- schwindigkeit in Fig. 1 über der Zeit t dargestellt. Die Ubersetzung i soll als optimale tbersetzung iopt gemäß einer Regelkennlinie für den jeweiligen Betriebspunkt ein- gestellt werden, welche hinsichtlich des Fahrerverhaltens und/oder des Verbrauchs optimiert ist. Bei t_0 liegt eine minimal einstellbare Übersetzung i min mit einem sogenann-

ter"Overdrive"vor, d. h. die Getriebeausgangsdrehzahl ist größer als die Getriebeeingangsdrehzahl. Mit zunehmendem Zeitablauf wird die Ubersetzung i von einem Regler entspre- chend einer in einem Kennfeld der Getriebesteuerung in Ab- hängigkeit mehrerer Parameter wie Fahrgeschwindigkeit v_F, Motordrehzahl n M und Drosselklappenstellung abgelegten optimalen Größe angepaßt.

Dem vorliegenden Beispiel liegt als Betriebssituation der Brennkraftmaschine und des Automatgetriebes ein Teil- lastbetrieb zugrunde, in welchem die Brennkraftmaschine in einem verbrauchsoptimalen niedrigen Drehzahlbereich betrie- ben wird und wobei die größte Fahrstufe vorliegt, d. h. daß das Automatgetriebe eine minimale Übersetzung i Min auf- weist. Zu dieser minimalen Übersetzung iMin korrespondiert ein Verstellweg des Sekundärscheibensatzes von x gleich 0.

Mit zunehmender Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit v F, wie in Fig. 2 dargestellt, nimmt das Übersetzungsver- hältnis i bis zu einem maximalen Ubersetzungsverhältnis imax zum Zeitpunkt t3 stetig zu, wobei der Verstellweg x ebenfalls bis zu dem maximalen Verstellweg xmax ansteigt.

Fig. 4 zeigt den Verlauf der erforderlichen sowie der tatsächlichen von der Olpumpe 3 geförderten Getriebeölmen- ge, welche für den Verstellweg x des Sekundärscheibensatzes gemäß Fig. 3 benötigt wird. Dabei ist erkennbar, daß die tatsächliche Fördermenge V real im Bereich von t 0 bis zu dem Zeitpunkt t WK einen konstanten Wert aufweist. Zum Zeitpunkt t WK fällt die tatsächliche Getriebeölfördermenge Vreal abrupt auf einen kleineren Wert ab. Dieser Verlauf der geförderten Getriebeölmenge ergibt sich aus der Tatsa- che, daß die Olpumpe 3 von der Brennkraftmaschine angetrie- ben wird, wobei die Drehzahl der Olpumpe 3 der Drehzahl der

Brennkraftmaschine entspricht. So folgt aus der Abnahme der Motordrehzahl n M zum Zeitpunkt der Öffnung der Wand- lerüberbrückungskupplung tWK der Abfall der tatsächlich geförderten Getriebeölmenge Vreal.

Der in der Fig. 4 ebenfalls dargestellte Verlauf der erforderlichen Getriebeölmenge V erf, welche sich aus Leckagen der Druckzuführungen, der Schmierölmenge, der Ge- triebegrundversorgung, d. h. der Ölversorgung von Druckreg- ler und Steuergerateleckage, sowie der erforderlichen Ver- stelldynamik der Scheibensätze ergibt, zeigt dagegen, daß im Zeitintervall zwischen t 0 und t WK die Menge an erfor- derlichem Getriebeöl von einer Getriebegrundversorgung bis zu einem Wert ansteigt, der stets weit unter dem Wert der tatsächlich geförderten Getriebeölmenge V real liegt. Ab dem Zeitpunkt t L steigt der Wert der erforderlichen Ge- triebeölmenge Verf über den Wert der tatsächlich geförder- ten Getriebeölmenge V_real an.

Daraus wird ersichtlich, daß mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltung eines Automatgetriebes eine Einstellung eines optimalen Übersetzungsverhältnisses i_opt ab dem Zeitpunkt t-L nicht mehr möglich ist. Die Kur- vendifferenz im Bereich der schraffierte Fläche in Fig. 4 zeigt das Integral der benötigten Ölmenge, welche zur Ein- stellung der optimalen Übersetzung i opt bzw. der Gewähr- leistung einer maximalen Obersetzung für einen anschließen- den Anfahrvorgang erforderlich ist.

Erkennt die Getrieberegelung den oben beschriebenen Fall, z. B. indem die Ubersetzungsänderung einen vordefi- nierten Grenzwert übersteigt, so wird die Druckleitung 4 der Druckeinstelleinrichtung 1 mittels des Schaltventiles 2

gesperrt. Die Olpumpe 5 fördert dann das Getriebeöl über die Bypassleitung 10 mit der Blende 25 in den zweiten Zy- linderraum 16. Aufgrund der zugeführten Getriebeölmenge steigt der Druck in dem zweiten Zylinderraum 16 derart an, daß der Stufenkolben 9 in Richtung der ersten Stirnflä- che 13 axial verschoben wird. Die Verschiebung des Stufen- kolbens 9 hat wiederum zur Folge, daß das Volumen des er- sten Zylinderraumes 14 proportional zu dem Verstellweg des Stufenkolbens 9 verkleinert wird. Da die erste Stirnflä- che 13 des Stufenkolbens 9 größer dimensioniert ist als die zweite Stirnfläche 15, wird aus dem ersten Zylinderraum 14 bei gleichem Verstellweg eine größere Ölmenge ausgeschoben als von der Olpumpe 3 in den zweiten, kleineren Zylinder- raum 16 gefördert wird.

Auf diese Weise wird in der Druckeinstelleinrichtung 1 eine fiktiv eingebrachte Getriebeölmenge erzeugt, die den Verlauf der erforderlichen Getriebeölmenge V erf im Zeitin- tervall zwischen t L und t 3 wiedergibt. Mit dieser fikti- ven Getriebeölmenge wird nun eine höhere Verstelldynamik des Automatgetriebes erreicht, so daß das optimale Überset- zungsverhältnis i opt zwischen dem Primär-und dem Sekun- därscheibensatz eingestellt werden kann.

Wenn der Stufenkolben 9 mit seiner ersten Stirnflä- che 13 eine Endstellung an dem Zylinderboden 7 erreicht, sind die Bohrungen 22 des Stufenkolbens 9 deckungsgleich zu dem Anschluß 23 des Gehäuses 4 angeordnet, wodurch-wie oben bereits beschrieben-eine Verbindung zwischen der Olpumpe 3 und dem ersten Zylinderraum 14 hergestellt ist.

Das bedeutet, daß die Olpumpe 3 das Getriebeöl nunmehr in den ersten Zylinderraum 14 bzw. in die Druckleitung 4 för- dert. Damit ist gewährleistet, daß der Variator auch nach

Erreichen der Endstellung des Stufenkolbens 9 mit Druck beaufschlagt wird.

Des weiteren verhindert die Verbindung, daß der Öl- druck in einen kritischen Bereich ansteigt, wodurch der Stufenkolben 9 vor Schäden bewahrt wird und ein zusätzli- ches t7berdruckventil entbehrlich wird.

Wird das Schaltventil 2 wieder in Offnungsstellung geschalten, fördert die Ölpumpe 3 das Getriebeöl wieder über die Druckleitung 4 in den ersten Zylinderraum 14 und zu dem Variator. Aufgrund des Durchmesserverhältnisses zwi- schen der ersten Stirnfläche 13 und der zweiten Stirnflä- che 15 wird der Stufenkolbens 9 in Richtung der zweiten Stirnfläche 15 zu dem Absatz 8 hin verschoben.

Dabei verhindert die nur in eine Richtung wirksame Blende 25, daß die Verschiebung eine zulässige Verschiebe- geschwindigkeit übersteigt und die Verstelldynamik aus der maximalen Übersetzung i max reduziert wird.

Das Volumen des ersten Zylinderraumes 14 ist derart dimensioniert, daß das Ölvolumen zur Verstellung ausreicht und der erste Zylinderraum 14 in der Endstellung des Stu- fenkolbens 9 an dem Absatz 8 als Tilger dient.

Bezugszeichen 1 Druckeinstelleinrichtung 2 Schaltventil 3 Olpumpe 4 Druckleitung 5 Bypassleitung 6 Zylindergehäuse 7 Wegbegrenzungseinrichtung, Zylinderboden 8 Wegbegrenzungseinrichtung, Absatz 9 Stufenkolben 10 Sekundarscheibensatz 11 Steuergerat <BR> <BR> <BR> <BR> 12 Verbraucher, Primärscheibensatz<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 13 erste Stirnflache 14 erster Zylinderraum 15 zweite Stirnflache 16 zweiter Zylinderraum 17 Magnetventil 18 erster Abschnitt des Stufenkolbens 19 zweiter Abschnitt des Stufenkolbens 20 Mittelachse des Stufenkolbens 21 Kanal des Stufenkolbens 22 Bohrungen des Stufenkolbens 23 Anschluß, ringförmige Nut 24 Verbindungsleitung 25 Drosseleinrichtung, Blende