CN101517279A - 带有液压控制系统的无级变速器和控制所述变速器的方法 - Google Patents

带有液压控制系统的无级变速器和控制所述变速器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制无级变速器的方法，所述无级变速器设有安装在第一滑轮(1)与第二滑轮(2)之间的传动带(6)，每个滑轮具有两个滑轮盘，所述两个滑轮盘中的至少一个滑轮盘可在施加于各自滑轮(1；2)的压力缸(11；12)中的液压压力的作用下轴向移动，并且所述无级变速器设有用于控制上述压力的液压控制系统，所述系统包括至少一个用于液压介质的储存器(40)、用于产生来自储存器(40)的液压介质的可控泵流的泵(46)、以及用于控制所述泵流的液压压力的压力控制阀(43)。根据本发明，通过压力控制阀(43)，沿朝向储存器(40)的方向排出的泵流的过剩量被调节到一定的值，优选地为大致恒定的值。

Description

带有液压控制系统的无级变速器和控制所述变速器的方法
技术领域
本发明涉及带有液压控制系统的无级变速器，更特别地涉及控制如权利要求1前序部分所描述的所述变速器的方法。
背景技术
这种变速器可从例如欧洲专利公开文本EP-A-0,451,887中获知。所述已知的变速器设有传动带和两个滑轮(皮带轮)，每个滑轮均设有两个可在轴向上相对彼此移动的圆锥形滑轮盘，在所述滑轮盘之间容纳传动带的一部分。在变速器的工作过程中，在施加于至少一个盘上的液压压力的作用下，通过朝向彼此推动滑轮的盘，传动带被夹持在两个滑轮的滑轮盘之间。此处，液压滑轮的压力水平一方面是传动比的决定因素，另一方面是在滑轮之间传输的最大扭矩的决定因素。
为了能将上述滑轮压力调节到所需的水平，变速器设有液压控制系统。此处，所述液压控制系统包括储油器、用于产生油流的油泵、以及至少两个用于调节各滑轮压力的滑轮压力控制阀。除了滑轮压力以外，工作过程中油泵输送的油流的压力、或管线压力也通过液压控制系统进行调节，为此，所述液压控制系统设有管线压力控制阀。通过使油泵输送的油流，简言之即泵流，不同程度地流至其中主要是低压的液压控制系统的液压管线，所述管线压力控制阀将管线压力调节到所需水平。此处，有可能管线压力等于滑轮压力，因此管线压力阀也是滑轮压力阀。优选但不必须地，借助于电子控制单元控制上述控制阀。
发明内容
通常，对于已知变速器的功能而言，可以说对于液压控制系统重要的是能够响应于所传输的扭矩和所需的传动比而快速、准确并且以稳定的方式调节滑轮压力。因此，所实际施加的滑轮压力必须在所有情况下都尽可能良好地对应于所需的滑轮压力。本发明的一个目的是特别针对上述方面改进已知的无级变速器。为此，本发明提供根据以下权利要求1的结构，借助于所述结构，特别是控制阀的响应时间和稳定性能够得到改进。
本发明克服了泵流的量对控制阀的尺寸和功能产生影响的已知控制系统的局限。此处，举例来说，对于较小的油流流经所述阀的情况来说，的确有利于阀的尺寸和可控性。然而，对于变速器整体的功能来说，相对较大的泵流也的确在实际上是有利的-或者甚至是非常关键的。例如，如果改变变速器的传动比，需要相对较大的泵流来实现滑轮盘在工作过程中的运动。另外，油泵通常由使用变速器的车辆的发动机直接驱动，因此所述变速器必须在较低的发动机速度、例如怠速时能够产生足够量的油流。然后在较高的发动机速度时适应性地产生泵流，所述泵流实际上也未必更大。
在根据本发明所述的结构中，至少有效地输送到控制系统的油流有利地于适应环境情况，即控制系统当前的油耗，特别是出于传动比的改变和通常的随压力改变的泄漏损失的目的。这意味着允许通过管线压力阀而流经的油流能够相对地较小，并且另外能够在小范围内变化，因此所述阀能非常稳定地调节所需的管线压力，并且另外能够快速响应所述管线压力的变化。
在本发明的另一个第一改进形式中，提供了可控泵，例如能够可变地驱动的电动泵，其输送的泵流依据控制系统的上述油耗被调节。
在本发明的适合于特别地用于与不可控泵结合使用的另一个第二改进形式中，这种由所述泵输送的油流的过剩量被转移，换句话说与管线压力阀和滑轮压力阀并行地被排出，为此泵流控制阀设置在所述泵与液压回流管线之间。此处所述泵流控制阀可依据上述过剩量或依据所述泵输送的油流与所述系统所需的当前油流之间的差异被控制。此处所述泵流控制阀起到可控液压节流器的作用。所述回流管线将被转移的油流例如直接运送回储存器或运送通过所述变速器的旋转部件，以用于冷却和/或润滑所述部件的目的。
附图说明
现在参考附图通过实例更加详细地说明本发明，其中：
图1是部分带有传动带和滑轮的无级变速器的示意图；
图2示意性地示出了图1的变速器的液压控制系统；
图3示出了根据本发明的液压控制系统的第一示例性实施例；
图4示出了根据本发明的液压控制系统的第二示例性实施例；
图5示出了根据本发明的液压控制系统的第三示例性实施例；
图6示出了根据本发明的液压控制系统的第四示例性实施例。
具体实施方式
图1示出了无级变速器的主要部分，所述无级变速器例如为使用在例如私人机动车的驱动器中的无级变速器。所述变速器本身是公知的，并且包括第一滑轮1和第二滑轮2，每个滑轮包括两个滑轮盘4、5和容纳在它们之间的传动带3。滑轮盘4、5具有圆锥形形状，并且滑轮1、2的至少一个盘4可在各自的轴6、7上轴向移动，其中盘4、5固定在所述轴6、7上。图1所示的传动带3包括一对无接头金属载体元件31，其中每个元件由一组嵌套的薄金属环组成，所述薄金属环形成用于一系列金属横向元件32的载体，所述金属横向元件32吸收施加在滑轮1、2的盘4、5之间的力，并通过驱动皮带1的转动而被移动，在载体元件31上将彼此推动到从动滑轮2。这种类型的驱动皮带也被称作Van Doorne推动带，并且在例如EP-A-0,626,526中进行了更为详细的描述。
所述变速器还包括液压控制系统，所述系统能向上述两个滑轮1、2的一个盘4施加液压P，以使得传动带3被夹持在各自的滑轮盘4、5之间，并且借助于盘4、5与传动带3之间的圆锥形接触面，使得机械动力能够在滑轮1、2之间被传输。这种控制系统的一个实例示意性地示出在图2中。
所述控制系统被设置为调节第一(初级)滑轮1的第一压力缸11中的所需第一液压压力Pp和第二(次级)滑轮2的第二压力缸12中的所需第二液压压力Ps。在此处所示的控制系统中，所述系统为此设有用于液压介质即油的储存器40、用于产生油流的泵41、用于调节第一压力Pp的第一阀42、以及用于调节第二压力Ps的第二阀43。两个阀42、43是电控的。在工作过程中，由油泵41产生的油流，简言之即泵流，通过第二阀43产生所需的管线压力P1，在该实例中，所述压力P1至少也作为第二压力Ps，阀43允许泵流的过剩量流到液压排出管线(泄流管线)44。在该实例中，排出管线44直接导回储存器40。优选但不必须地，借助于电子控制单元(未示出)控制上述控制阀42、43。
图1所示的已知控制系统的设置，特别地在其中压力缸11、12的容积基本恒定的所谓静态工作条件下，其缺点是通过第二阀43而排出相对较多的油流。这导致第二阀43不得不相应地较大，结果在特定情况下不具有最佳的可控性，并且将不能例如以最佳的快速和/或精确的方式响应于所需第二压力Ps的变化和/或压力缸11、12容积的变化。
图3示出了根据本发明的液压控制系统的第一示例性实施例。在根据本发明的所述控制系统中，排出通道44设有用于测量排出到储存器40的油流的油流测量装置45，并设有可控泵46，例如电力驱动泵，其中可根据需要改变所述泵产生的油流。在根据本发明的液压系统中，根据油流测量装置45所测的油流而控制可控泵46。为此，油流测量装置45向可控泵46，或者至少向所述泵的泵控制装置(未示出)传输代表所述所测油流的信号，这在图3中通过虚线47表示。借助于所述控制系统，例如通过与油流测量装置45测得的油流成反比地调节可控泵46的泵流，从而经由第二阀43排出的油流能够被有利地减小，其优选以这样的方式进行，以使得所述泵流呈至少大致恒定的值。
图4示出了根据本发明的液压控制系统的第二示例性实施例，其具有每循环/行程为固定泵容积的通常惯用的机械驱动泵41。在根据本发明的所述控制系统中，泵41借助于泵流控制阀48与回流管线49连接，同时还设有油流测量装置45，其用于测量经由第二阀43排出到储存器40的油流。通过泵流控制阀48和回流管线49，更多或更少部分的泵流能够被转移，换句话说，能够与第二阀43相并行地被排出。
在根据本发明的该液压系统中，根据油流测量装置45所测的油流而控制泵流控制阀48。为此，油流测量装置45向泵流控制阀48，或者至少向所述泵流控制阀的泵控制装置(未示出)传输代表所述所测油流的信号，这在图4中通过虚线60表示。因此，泵流控制阀48在此起到大致类似于已知的可控液压节流器的作用。借助于所述控制系统，通过直接根据油流测量装置45测得的油流而调节经由泵流控制阀48转移的油流，经由第二阀43排出的油流能够被有利地减小，其优选以这样的方式进行，以使得所述油流呈至少大致恒定的值。这样，泵41输送的油流的过剩量能够与第二阀43相并行地被排出至储存器40。
根据本发明，排出管线44中的简单的液压节流器50在此可用作上述油流测量装置，根据本发明的所述液压控制系统的该第三示例性实施例示出在图5中。事实上，所述节流器之前(不远)，即其上游处的第一压力水平P1由流经节流器50的油流的量决定，而所述节流器之后(不远)，即其下游处的第二压力水平P2则是定值。如果流过节流器50的油流能够自由流出排出管线44并且例如流入储存器40，或者如果所述第二压力水平P2借助于附加的压力控制阀51而被调节，那么这即为所述的情况。
在图5所示控制阀的布局中，借助于附加的压力控制阀51，在第二阀43的排出管线44中可实现恒定的压力水平。这种附加的系统压力连同伴随的油流提供了控制系统的一种或多种其他常用功能F，例如打开或关闭变速器中的连接，以及为了上述阀43、48和51的液压控制的目的而提供所谓的螺线管。随后可以流经附加的压力控制阀51的油流最终被用于润滑和冷却转动的变速器部件，此处仅示意性地表示为多个液压节流器52。根据本发明的控制系统的这种设置的主要优点是，借助于简单的液压压力反馈或控制管线53，上述第一压力水平P1能够直接用于泵流控制阀48的控制。
根据本发明的一种备选的可行方案，通过借助于控制管线54将所述润滑压力水平反馈给泵流控制阀48，润滑压力水平可作为上述第一压力水平P1。根据本发明的控制系统的这种设置的主要优点是，附加的节流器和伴随的附加的压力下降不是必需的。而且，先前普遍使用的润滑压力控制阀不再是必需的，因为，通过借助于此处所述的泵流控制阀48的控制而将流经相关液压节流器52的油流调节至所需水平的这一事实，所述润滑压力被间接地控制。
应当指出，尽管在前面本发明已经以关于单个泵的情况被描述，但是当然其也可以被使用在带有两个或多个泵的液压控制系统的情况下，所述两个或多个泵的油流能以例如EP-A-1482215所公开的已知的方式被相互连接。图6以根据本发明的泵流控制阀48的形式给出了所述系统的实例，其适合用于两个泵41a和41b的所谓单/双连接。
本发明不局限于上述实施例，而是涉及附图的全部细节和后面的权利要求书的内容。

Claims (6)

1.用于控制无级变速器的方法，所述无级变速器设有安装在所述无级变速器的第一滑轮(1)与第二滑轮(2)之间的传动带(6)，每个滑轮具有两个滑轮盘(4、5)，所述两个滑轮盘(4、5)中的至少一个滑轮盘(4)可在施加于各自滑轮(1；2)的压力缸(11；12)中的液压压力的作用下轴向移动，并且所述无级变速器设有用于控制上述压力的液压控制系统，所述系统包括至少一个用于液压介质的储存器(40)、用于产生来自所述储存器(40)的液压介质可控泵流的可控泵(46)、以及用于控制所述泵流的液压压力的压力控制阀(43)，其中所述泵流的过剩量通过所述压力控制阀(43)沿朝向所述储存器(40)的方向被排出，其特征在于，所述泵流依据回流到所述储存器(40)的油流被控制。
2.用于控制无级变速器的方法，所述无级变速器设有安装在所述无级变速器的第一滑轮(1)与第二滑轮(2)之间的传动带(6)，每个滑轮具有两个滑轮盘(4、5)，所述两个滑轮盘(4、5)中的至少一个滑轮盘(4)可在施加于各自滑轮(1；2)的压力缸(11；12)中的液压压力的作用下轴向移动，并且所述无级变速器设有用于控制上述压力的液压控制系统，所述系统包括至少一个用于液压介质的储存器(40)、用于产生来自所述储存器(40)的液压介质流的泵(41)、以及用于控制所述泵流的液压压力的压力控制阀(43)，其中所述泵流的过剩量通过所述压力控制阀(43)沿朝向所述储存器(40)的方向被排出，其特征在于，所述系统还设有油流测量装置(45；50；52)以及另外一个控制阀(48)，所述另外一个控制阀(48)用于经由回流管线(49)与所述压力控制阀(43)相并行地将部分泵流排出至所述储存器(40)，并且依据所述油流测量装置(45；50；52)测得的油流控制与所述压力控制阀(43)相并行地排出的所述部分泵流的量。
3.无级变速器，其设有安装在所述无级变速器的第一滑轮(1)与第二滑轮(2)之间的传动带(6)，每个滑轮具有两个滑轮盘(4、5)，所述两个滑轮盘(4、5)中的至少一个滑轮盘(4)可在施加于各自滑轮(1；2)的压力缸(11；12)中的液压压力的作用下轴向移动，并且所述无级变速器设有用于控制上述压力的液压控制系统，所述系统包括至少一个用于液压介质的储存器(40)、用于产生来自所述储存器(40)的液压介质可控泵流的可控泵(41)、以及用于控制所述泵流的液压压力的压力控制阀(43)，所述压力控制阀(43)将所述泵流的过剩量沿朝向所述储存器(40)的方向排出，其特征在于，所述系统包括用于依据回流到所述储存器(40)的油流来控制所述泵流的装置(45；47)。
4.无级变速器，其设有安装在所述无级变速器的第一滑轮(1)与第二滑轮(2)之间的传动带(6)，每个滑轮具有两个滑轮盘(4、5)，所述两个滑轮盘(4、5)中的至少一个滑轮盘(4)可在施加于各自滑轮(1；2)的压力缸(11；12)中的液压压力的作用下轴向移动，并且所述无级变速器设有用于控制上述压力的液压控制系统，所述系统包括至少一个用于液压介质的储存器(40)、用于产生来自所述储存器(40)的液压介质流的泵(41)、以及用于控制所述泵流的液压压力的压力控制阀(43)，所述压力控制阀(43)将所述泵流的过剩量经由排出管线(44)沿朝向所述储存器(40)的方向排出，其特征在于，所述系统还设有油流测量装置(45；50；52)以及另外一个控制阀(48)，所述另外一个控制阀(48)用于经由回流管线(49)与所述压力控制阀(43)相并行地将部分泵流排出至所述储存器(40)，并且所述系统设有控制装置(60；53；54)，所述控制装置(60；53；54)用于依据所述油流测量装置(45；50；52)测得的油流控制与所述压力控制阀相并行地排出的所述部分泵流的量。
5.根据权利要求4所述的无级变速器，其特征在于，所述油流测量装置(45；50；52)包括液压节流器(45；50；52)，并且所述控制装置(60；53；54)依据所述节流器(45；50；52)之前、即其上游的压力水平控制所述泵流。
6.根据权利要求4所述的无级变速器，其特征在于，所述控制装置(60；53；54)包括压力反馈管线(60；53；54)，所述压力反馈管线(60；53；54)将所述节流器(45；50；52)之前、即其上游的压力水平反馈给所述压力控制阀(43)。
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