CN102933878B - 具有液压无级变速器的车辆传动系 - Google Patents

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Abstract

一种车辆传动系，具有发动机、其中限定有通道的驱动轴、从动轴、泵、液压流体储存器和无级变速器。无级变速器的驱动带轮包括固定槽轮、设置在驱动轴上以与驱动轴一起旋转的可动槽轮、将可动槽轮偏压远离固定槽轮的弹簧、以及与驱动轴的通道流体连通的无级变速器腔。泵将液压流体从储存器供给至驱动轴的通道。液压流体从通道流至无级变速器腔以在无级变速器腔中产生液压压力。无级变速器腔中的液压压力将可动槽轮偏压向固定槽轮。

Description

具有液压无级变速器的车辆传动系
技术领域
本发明涉及具有液压无级变速器的车辆传动系。
背景技术
传统的雪地机动车传动系包括无级变速器(CVT)，该无级变速器具有操作性地联接至发动机曲轴的驱动带轮以及联接至从动轴的从动带轮。驱动带轮作为离合器，并且包括离心致动调节机构，通过该离心致动调节机构，无级变速器的传动比作为发动机转速和从动带轮处的输出扭矩的函数而逐渐地改变。典型地，从动轴为对链轮减速传动装置和链的输入构件进行驱动的横向中间轴。该减速传动装置的输出被联接到定位有传动履带驱动链轮的轴的一端。
虽然离心式无级变速器提供了许多优点，但无级变速器的传动比直接与发动机转速相关的事实引起了一些缺陷。一个这种缺陷是，驱动带轮的校准总是与发动机的最大功率输出相关联。虽然由此得到了雪地机动车的大的加速度特性，但是当雪地机动车以巡航速度操作时，这导致了发动机在高于必要的转速、高燃料消耗、高噪音水平以及很多被传递至雪地机动车的驾驶员的振动的情况下操作。
因此，需要一种具有与发动机转速不直接相关的传动比的无级变速器。
发明内容
本发明的目的在于对现有技术中存在的不便之处中的一些进行改进。
本发明的目的还在于提供一种具有液压无级变速器的车辆用传动系，其中，液压流体经由设置有驱动带轮的驱动轴中的通道从液压流体储存器供给至该无级变速器的驱动带轮。
在一方面中，本发明提供了一种车辆传动系，该车辆传动系具有：发动机；驱动轴，所述驱动轴从所述发动机延伸并由所述发动机驱动，所述驱动轴中限定有通道；从动轴，所述从动轴操作性地连接于所述驱动轴；泵，所述泵与所述通道流体连通；液压流体储存器，所述液压流体储存器与所述泵流体连通；以及无级变速器，所述无级变速器操作性地将所述驱动轴与所述从动轴相连接。所述无级变速器包括：驱动带轮，所述驱动带轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转；从动带轮，所述从动带轮设置在所述从动轴上以与所述从动轴一起旋转；以及带，所述带操作性地将所述驱动带轮与所述从动带轮相连接。所述驱动带轮包括：固定槽轮，所述固定槽轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转；可动槽轮，所述可动槽轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转，所述带设置在所述固定槽轮与所述可动槽轮之间；弹簧，所述弹簧将所述可动槽轮偏压远离所述固定槽轮；以及无级变速器腔，所述无级变速器腔与所述驱动轴的所述通道流体连通。所述泵将液压流体从所述储存器供给至所述驱动轴中的所述通道。所述液压流体从所述通道流至所述无级变速器腔以在所述无级变速器腔中产生液压压力。所述无级变速器腔中的液压压力将所述可动槽轮偏压向所述固定槽轮。
在另一方面中，所述驱动轴中的所述通道包括：轴向通道，所述轴向通道在所述驱动轴中轴向地延伸；以及至少一个入口通道，所述至少一个入口通道从所述轴向通道径向地延伸至所述驱动轴的外表面。所述至少一个入口通道使所述轴向通道与所述泵流体连通。所述轴向通道使所述至少一个入口通道与所述无级变速器腔流体连通。
在又一方面中，所述驱动轴为发动机的曲轴。
在另一方面中，所述泵由所述发动机机械地驱动。
在又一方面中，所述储存器为第一储存器。所述传动系还包括第二液压流体储存器。所述泵将液压流体从所述第一储存器供给至所述第二储存器。所述液压流体从所述第二储存器流至所述驱动轴中的所述通道。
在另一方面中，所述第二储存器围绕所述驱动轴并且所述第一储存器围绕所述第二储存器。
在又一方面中，减压阀选择性地使所述第二储存器与所述第一储存器流体连通。
在另一方面中，定比减压阀选择性地使所述第二储存器与所述第一储存器流体连通以控制所述无级变速器腔中的液压压力。定比减压阀腔与所述定比减压阀的端部相邻设置。所述定比减压阀的位置至少部分地由所述定比减压阀腔中的液压流体压力确定。所述定比减压阀腔中的液压压力将所述定比减压阀偏压向阻止液压流体从所述第二储存器向所述第一储存器流动的关闭位置。
在又一方面中，弹簧设置在所述定比减压阀腔中。所述弹簧将所述定比减压阀偏压向所述关闭位置。
在另一方面中，定比减压阀通道与所述定比减压阀腔流体连通。所述定比减压阀通道经由使所述定比减压阀通道与所述第二储存器流体连通的第一开口向所述定比减压阀腔供给液压流体。电子控制的先导阀对所述定比减压阀通道与所述第一储存器之间的经由第二开口的流体连通进行控制，以便控制所述定比减压阀腔中的液压压力。所述第一开口的直径比所述第二开口的直径小。
在又一方面中，与所述定比减压阀的与所述定比减压阀腔相邻的端部相反的所述定比减压阀的另一端部为钟形。所述钟形端部在所述第二储存器中延伸。所述钟形端部上的液压压力将所述定比减压阀偏压向允许液压流体从所述第二储存器向所述第一储存器流动的打开位置。
在另一方面中，所述发动机具有发动机壳体。所述储存器形成于所述发动机壳体与连接于所述发动机壳体的盖之间。
在又一方面中，当从所述无级变速器上取下所述带时，所述带沿远离所述发动机的方向运动越过所述可动槽轮。
在又一方面中，本发明提供一种具有发动机的车辆传动系。所述发动机具有发动机壳体和延伸穿过所述发动机壳体的一部分的曲轴。所述曲轴中限定有通道。所述传动系还具有无级变速器驱动带轮，所述驱动带轮设置在所述曲轴上以与所述曲轴一起旋转。所述驱动带轮包括：固定槽轮，所述固定槽轮设置在所述曲轴上以与所述曲轴一起旋转；可动槽轮，所述可动槽轮与所述固定槽轮操作性地相连接；弹簧，所述弹簧将所述可动槽轮偏压远离所述固定槽轮；以及无级变速器腔，所述无级变速器腔与所述曲轴的所述通道流体连通。液压流体储存器设置在所述发动机壳体的所述部分与所述固定槽轮之间。所述储存器与所述曲轴的所述通道流体连通。泵与所述储存器流体连通。所述泵将液压流体从所述储存器供给至所述曲轴中的所述通道。所述液压流体从所述通道流至所述无级变速器腔以在所述无级变速器腔中产生液压压力。所述无级变速器腔中的液压压力将所述可动槽轮偏压向所述固定槽轮。
在又一方面中，所述曲轴中的所述通道包括：轴向通道，所述轴向通道在所述曲轴中轴向地延伸；以及至少一个入口通道，所述至少一个入口通道从所述轴向通道径向地延伸至所述曲轴的外表面。所述至少一个入口通道使所述轴向通道与所述泵流体连通。所述轴向通道使所述至少一个入口通道与所述无级变速器腔流体连通。
在另一方面中，所述储存器为第一储存器。所述传动系还包括第二液压流体储存器。所述泵将液压流体从所述第一储存器供给至所述第二储存器。所述液压流体从所述第二储存器流至所述曲轴中的所述通道。
在又一方面中，定比减压阀选择性地使所述第二储存器与所述第一储存器流体连通以控制所述无级变速器腔中的液压压力。定比减压阀腔与所述定比减压阀的端部相邻设置。所述定比减压阀的位置至少部分地由所述定比减压阀腔中的液压流体压力确定。所述定比减压阀腔中的液压压力将所述定比减压阀偏压向阻止液压流体从所述第二储存器向所述第一储存器流动的关闭位置。
在另一方面中，弹簧设置在所述定比减压阀腔中。所述弹簧将所述定比减压阀偏压向所述关闭位置。
在又一方面中，定比减压阀通道与所述定比减压阀腔流体连通。所述定比减压阀通道经由使所述定比减压阀通道与所述第二储存器流体连通的第一开口向所述定比减压阀腔供给液压流体。电子控制的先导阀对所述定比减压阀通道与所述第一储存器之间的经由第二开口的流体连通进行控制，以便控制所述定比减压阀腔中的液压压力。所述第一开口的直径比所述第二开口的直径小。
在另一方面中，与所述定比减压阀的与所述定比减压阀腔相邻的端部相反的所述定比减压阀的另一端部为钟形。所述钟形端部在所述第二储存器中延伸。所述钟形端部上的液压压力将所述定比减压阀偏压向允许液压流体从所述第二储存器向所述第一储存器流动的打开位置。
在又一方面中，所述储存器形成于所述发动机壳体的所述部分与连接于所述发动机壳体的盖之间。
对于本申请而言，关于空间取向的术语例如向前、向后、左和右就与坐在车辆上的驾驶员在常规驾驶位置中所通常理解的一样。
本发明的实施方式各自具有上述目的和/或方面中的至少一个，但不必具备所有上述目的和/或方面。应当理解，由于试图实现上述目的而得到的本发明的一些方面可能不符合这些目的和/或可能符合未在此特别记载的其他目的。
根据接下来的描述、附图以及所附权利要求，本发明的实施方式的另外的和/或替代性的特征、方面和优点将变得明显。
附图说明
为了更好的理解本发明以及本发明的其他方面或者进一步的特征，参考以下结合附图来用的描述，在这些附图当中：
图1为雪地机动车的右侧正视图；
图2为从图1中的雪地机动车的传动系的左前侧获取的立体图；
图3A为图2中的传动系的无级变速器(CVT)的驱动带轮的横截面图；
图3B为图3A中的驱动带轮的分解图；
图4为图2中的传动系的发动机的壳体的一部分的正视图，示出了无级变速器的液压系统的元件。
图5为通过图4中的线5-5截取的图4中的壳体的所述部分的截面图；
图6为在壳体安装有内部储存器盖的情况下的图4中的壳体的所述部分的立体图；
图7为在壳体安装有内部储存器盖和外部储存器盖的情况下通过图4中的线7-7截取的图4中的壳体的所述部分的截面图；
图8为通过图6中的线8-8截取的图4中的壳体的所述部分的截面图；
图9为无级变速器的液压系统的图示；
图10为图1的雪地机动车的电子系统的元件的示意性示图；
图11为图示控制无级变速器的方法的流程图；
图12A为在控制无级变速器的方法中使用的校准映射的示例；
图12B为在控制无级变速器的方法中使用的另一校准映射的示例；
图13为在控制无级变速器的方法中使用的发动机扭矩映射的示例；以及
图14为在控制无级变速器的方法中使用的夹紧力映射的示例。
具体实施方式
本发明将就雪地机动车进行描述。然而，可以想到，本发明可被用到其他车辆例如但不限定于摩托车、三轮车和全地形车辆(ATV)中。
现在参见图1，雪地机动车10包括限定为与车辆的向前行驶方向一致的前端部12和后端部14。雪地机动车10包括框架16，该框架16通常包括管道18、发动机架部分20和前悬架组件部分22。管道18通常由弯曲成倒U形的金属板构成，其沿着雪地机动车10的纵向轴线61向后延伸并在前部处与发动机架部分20相连接。在图1中示意性示出的发动机24由框架16的发动机架部分20承载。发动机24具有发动机壳体25(图2)。该发动机壳体25由彼此紧固或以另外的方式彼此连接的多个部件构成。设置有转向组件，其中，两个滑雪板26定位于雪地机动车10的前端部12处并通过前悬架组件28附接至框架16的前悬架组件部分22。前悬架组件28包括雪橇腿30、支撑臂32和用于将相应的滑雪橇26操作性地连接至转向管柱34的球窝接头(未示出)。转向装置例如位于驾车者前方的操纵把手36被附接在转向管柱34的上端部，以允许驾车者转动雪橇腿30并因此转动滑雪橇26，从而使雪地机动车10转向。
环形传动履带65定位在雪地机动车10的后端部14处。传动履带65通常设置在管道18的下方，并且通过由虚线示意性示出的无级变速器40操作性地连接至发动机24，下文中将对该无级变速器40进行更详细的描述。环形传动履带65被驱动为绕后悬架组件42运转以推进雪地机动车10。后悬架组件42包括一对与环形传动履带65滑动接触的滑轨44。后悬架组件42还包括一个或多个减振器46，减振器46可进一步包括环绕该减振器46的螺旋弹簧(未示出)。悬置臂48和50设置为将滑轨44附接至框架16上。一个或多个惰轮52也被设置在后悬架组件42中。
在雪地机动车10的前端部12处，整流装置54包围发动机24和无级变速器40，由此提供保护发动机24和无级变速器40的外壳，并且该整流装置54还可被装饰以使雪地机动车10在美学方面更令人喜爱。整流装置54包括发动机罩和一个或多个侧板，在需要时，例如，为了对发动机24和/或无级变速器40进行检查或维护，所述侧板能够被打开以允许接触到发动机24和无级变速器40。在图1中所示出的特定雪地机动车10中，侧板能够被沿着竖向轴线打开以从雪地机动车10摆开。挡风装置56与雪地机动车10的前端部12附近的整流装置54相连接、或者可替代地直接连接至操纵把手36。在雪地机动车10运动时，挡风装置56用作为挡风板以减少空气对驾车者的作用力。
发动机24是被支撑在框架16上并且定位于发动机架部分20处的内燃发动机。发动机24的内部构造可以是任何已知的类型且可基于二冲程或四冲程原理而操作。发动机24驱动曲轴57(图4)，该曲轴57绕大体横向于雪地机动车10的纵向轴线61延伸的水平设置的轴线旋转。曲轴57驱动无级变速器40以将扭矩传递至环形传动履带65，从而推进雪地机动车10，下文中将更详细地描述。
跨式座椅58位于框架16的顶部。跨式座椅58的后部可包括一个储物箱或者可用于容纳乘客座椅。两个脚踏件60在跨式座椅58下方设置于雪地机动车10的相对两侧，以容置驾驶员的双脚。
图2示意性地示出雪地机动车10的传动系75。该传动系75包括发动机24、无级变速器40和固定传动比减速传动装置78。在其中具有节气门的节气门体94与发动机24的入口相连以控制流向发动机24的空气的流动。可以想到用化油器来代替节气门体94。无级变速器40包括被直接或间接地联接为与发动机24的曲轴57一起旋转的驱动带轮80、以及与横向安装的中间轴92的一端相联接的从动带轮88，该横向安装的中间轴92通过轴承被支撑在框架16上。如图中所示，该横向安装的中间轴92横跨发动机24的宽度。横向安装的中间轴92的另一端连接至减速传动装置78的输入构件，且减速传动装置78的输出构件与支承有链轮(未示出)的传动轴90相连接，该链轮形成与传动履带65的驱动连接。
无级变速器40的驱动带轮80包括一对相对置的截头圆锥形带传动槽轮82和84，传动带86位于所述槽轮82与84之间。传动带优选由橡胶制成。下文将更加详细地对驱动带轮80进行描述。从动带轮88包括一对截头圆锥形带传动槽轮87和89，传动带86位于所述槽轮87与89之间。该驱动带轮80与传动带86接合。传递至从动带轮88的扭矩通过其扭矩感应机械装置在传动带86上提供必要的夹紧力，以便有效地将扭矩传递至另外的传动系部件。驱动带轮80和从动带轮88的有效直径是来自驱动带轮80的液压系统的力以及来自从动带轮88的扭矩感应机构的力在传动带86上的力平衡的结果。
在此特定示例中，驱动带轮80以与发动机24的曲轴57的转速相同的转速旋转，而横向中间轴92的转速则是根据无级变速器40的瞬时传动比来确定的，并且传动轴90由于减速传动装置78的作用而以比横向中间轴92的速度低的速度旋转。通常，减速传动装置78的输入构件由连接至横向中间轴92并被联接用以驱动输出构件的小链轮构成，所述输出构件由通过传动链与传动轴90相连接的较大链轮构成，所有这些构件都被包围在减速传动装置78的壳体内。
可想到，驱动带轮80可联接至除了曲轴57之外的发动机轴，例如由发动机24驱动以及从发动机24延伸的动力输出轴、输出轴或平衡轴。因此对驱动带轮80进行驱动的轴通常被称为驱动轴。虽然本实施方式是在将曲轴57作为驱动轴的情况下进行描述的，但是应当理解，其他轴也是被想到的。类似地，可想到将从动带轮88联接至除了横向中间轴92之外的轴上，例如直接联接至传动轴90或者与车辆的地面接合元件(即，在雪地机动车10的情况下的传动履带65)操作性地相连接的任意其他轴上。因此由从动带轮88驱动的轴通常被称为从动轴。虽然本实施方式是在将横向中间轴92作为从动轴的情况下进行描述的，也应当理解，其他轴也是被想到的。
现在请参见图3A和图3B，将更详细地对驱动带轮80进行描述。如上所述，驱动带轮80包括一对相对置的截头圆锥形带传动槽轮82和84。槽轮82和84二者与曲轴57一起旋转。槽轮82在曲轴57的轴向方向上被固定，因此被称为固定槽轮82。槽轮84能够在曲轴57的轴向方向上朝向固定槽轮82移动或移动远离固定槽轮82以改变无级变速器40的传动比，因此槽轮84被称为可动槽轮84。如能够在图2中所见，固定槽轮82设置在可动槽轮84与发动机24之间，然而，可想到，可动槽轮84可设置在固定槽轮82与发动机24之间。
固定槽轮82被安装在轴100上。轴100的一部分101锥度配合于曲轴57的端部上，使得轴100和固定槽轮82与曲轴57一起旋转。可以想到，可将轴100以其他已知的方式与曲轴57相连接。例如，轴100可经由花键而与曲轴57接合。被插入在轴100内的螺栓102被拧到曲轴57的端部内，由此将轴100保持在曲轴57上，且因此将固定槽轮82保持在曲轴57上。环绕轴100设置有套管104。滚珠轴承103分别设置在轴100的外表面中的轴向凹槽105中以及套管104的内表面中的轴向凹槽106中。滚珠轴承103将扭矩从轴100传递至套管104，使得套管104在允许套管104相对于轴100的轴向运动的同时与轴100一起旋转。设置在轴100上的保持环127限制滚珠轴承103在凹槽105、106内的运动。可动槽轮84被安装在套管104上，使得可动槽轮84与套管104一起旋转以及轴向运动，并因此与轴100和曲轴57一起旋转。套管107被压配合在可动槽轮84内侧。可想到，套管107可以省去。
环形盖108被保持在轴100的端部与螺栓109的带凸缘的头部之间，以便与轴100一起旋转。螺栓109被拧紧在轴100端部内。帽件111被夹在螺栓109的端部中。套管113通过螺钉115与环形盖108相连接，并被轴向地容纳在可动槽轮84的部分与套管104的部分之间。
无级变速器腔110被限定在环形盖108与套管104、107和113之间。无级变速器腔110具有环形横截面。无级变速器腔110的内壁由套管104形成，无级变速器腔110的外壁由套管113形成，无级变速器腔110的外端部由环形盖108形成，且无级变速器腔110的内端部由套管107形成(或者，在省略套管107的情况下由可动槽轮84形成)。螺旋弹簧112设置在无级变速器腔110内。弹簧112的一端抵接与套管113相抵接的环117，该套管113相对于曲轴57被轴向地固定。弹簧112的另一端抵接与夹紧件129相抵接的环119，该环119被连接至套管104上，该套管104能够相对于曲轴57轴向地运动。弹簧112的这种设置使弹簧112将可动槽轮84偏压远离固定槽轮82。
如以下将要更加详细地说明的，由供给至无级变速器腔110的液压流体所产生的液压压力朝向固定槽轮82偏压可动槽轮84，以便改变无级变速器40的传动比。如在图5中所见，曲轴57具有在其中轴向地延伸的轴向通道114以及两个从轴向通道114径向地延伸至曲轴57的外表面的入口通道116。虽然入口通道116被示出为相对于轴向通道114垂直地且径向地延伸，但可想到，入口通道116能相对于轴向通道114以某个其他角度径向地延伸。还可想到，可设置仅一个入口通道116或多于两个的入口通道116。如下所说明的，泵118(图6)经由入口通道116向曲轴57的轴向通道114供给液压流体，例如油。现在回到图3A，液压流体从轴向通道114流入到限定于螺栓102中的通道121中。通道121具有轴向部分以及多个径向延伸的出口。如在图3A中所见，当可动槽轮84被偏压向固定槽轮82时(如通过该图中以虚线示意性地示出的可动槽轮84所图示)，通过带86的中心的平面85与通道121和114相交并在横向上被设置于曲轴57的入口通道116与螺栓102中的通道121的径向延伸出口之间。接着，液压流体流经轴100中的通道123、流经凹槽105和106、并且流经套管104中的通道120而流入无级变速器腔110中。当无级变速器腔110内的液压压力增大时，可动槽轮84朝向固定槽轮82轴向运动。当无级变速器腔110内的液压压力减小时，如以下将要描述的，弹簧112的偏压力使可动槽轮84轴向运动而远离固定槽轮82，并且，液压流体沿与以上所描述的方向相反的方向从无级变速器腔110中流出。
密封件122设置在套管113与套管107之间，密封件124设置在轴100与套管104之间，并且，多个O形环125阻止液压流体从驱动带轮80中向外泄漏。
通过将液压流体经由从发动机24延伸的驱动轴供给至无级变速器腔110，能够容易地将带86从带轮80、88上取下以进行维护和替换，因为无级变速器40的液压系统中没有任何部分在无级变速器40的与设置有发动机24的一侧相反的另一侧延伸(即，从驱动带轮84的与液压流体进入驱动带轮84的一侧相反的另一侧越过可动槽轮84而将带86取下)。
现在参见图4-8，将对向无级变速器腔110供给液压流体的液压系统进行描述。虽然，为了便于理解，将就这些图来对该系统进行描述，但是可参照图9，图9提供了液压系统的图示。
液压系统具有用于保持液压流体的第一储存器126。第一储存器126形成于发动机壳体25与盖128(图7)之间，盖128密封地连接至发动机壳体25的凸起唇缘130上。发动机壳体25的形成第一储存器126的部分被紧固至该发动机壳体25的其他部分上。然而，可想到，发动机壳体25的形成第一储存器126的部分可与发动机壳体25的另一部分例如曲轴箱一体地形成。液压流体从第一储存器126、流经位于第一储存器126底部附近的过滤器132，接着流入通道134中。液压流体从该通道134进入泵118，并从泵118中流出而进入第二储存器(或导管)136中。第二储存器136形成于发动机壳体25与盖138(在图6中最佳所见)之间，盖138密封地连接至发动机壳体25的凸起唇缘140上。如在图4中最佳所见，第二储存器136环绕曲轴57，第一储存器126环绕第二储存器136。密封件137环绕曲轴57设置在入口通道116的两侧(参见图5)。泵118优选为由发动机24驱动的摆线泵。如在图6所见，该摆线泵包括相对于外转子144偏心地设置的内转子142，并且当该泵118运转时，两个转子142和144都旋转。可想到，可使用其他类型的泵。还可想到，泵可与发动机25分开被驱动，例如，泵由电机驱动。当泵118在运转时，第二储存器136内的液压压力通常比第一储存器126内的液压压力高。减压阀146设置在凸起唇缘140中的通道中，以便在第二储存器136内的液压压力变为过高的情况下使第二储存器136与第一储存器126流体连通。液压流体从第二储存器136流至曲轴57的入口通道116，然后流至无级变速器腔110，如上所述。
如在图7中最佳所见，液压系统设置有先导式定比减压阀148。可想到，可设置非先导式阀代替该先导式定比减压阀148。先导式定比减压阀148控制第一储存器126与第二储存器136之间的流体连通，从而控制第二储存器136中的液压压力。通过控制第二储存器136中的液压压力，无级变速器腔110中的液压压力也得到控制，这又控制了可动槽轮84相对于固定槽轮82的位置，因而控制了无级变速器40的传动比。
先导式定比减压阀148具有设置在第二储存器136中且靠近泵118的出口的钟形上端部150。先导式定比减压阀148的下端部152打开和关闭来自第二储存器的通道154。先导式定比减压阀腔156被设置为与先导式定比减压阀148的下端部152相邻。先导式定比减压阀腔156容纳液压流体。先导式定比减压阀腔156中的液压压力将先导式定比减压阀148向上偏压向其关闭位置(即，图7中所示的先导式定比减压阀的下端部152完全将通道154关闭时的位置)。先导式定比减压阀腔156中的液压压力的量、以及因此先导式定比减压阀上的向上偏压力的量能够如下文将描述的那样被控制。弹簧158设置在先导式定比减压阀腔156中并位于先导式定比减压阀的下端部152与螺纹塞160的上端部之间。弹簧158还将先导式定比减压阀148向上偏压向其关闭位置。通过拧紧和旋松螺纹塞160，可以调节弹簧158的预加载程度，这又控制由弹簧158所提供的偏压力的量。钟形上端部150上的液压压力将先导式定比减压阀148向下偏压向其打开位置(即，先导式定比减压阀148的下端部152未完全将通道154关闭时的位置)。应当理解，该先导式定比减压阀148具有多个打开位置，每个打开位置提供通道154的不同的打开程度。当由作用于上端部150的液压压力所引起的先导式定比减压阀148上的向下的力超过由作用于下端部152的液压压力以及弹簧158的偏压力所引起的先导式定比减压阀148上的向上的力时，先导式定比减压阀148向下移动至一个打开位置。
当先导式定比减压阀148处于打开位置时，液压流体通过通道154从第二储存器136流至设置在先导式定比减压阀148的端部150、152之间的腔162中。液压流体从腔162流入到通向第一储存器126的回流通道164(在图6中最佳所见)中。回流通道164形成于盖138与金属垫圈165(在图8中最佳所见)之间，该金属垫圈165设置在盖138与凸起唇缘140之间。回流通道164的出口166位于第一储存器126底部附近，使得出口166被设置为低于第一储存器126中的液压流体的高度水平，由此减少由从回流通道164流入到第一储存器126中的液压流体形成气泡的可能性。因此，当先导式定比减压阀148的打开程度增大时，第二储存器136中的液压压力减小，这使得无级变速器腔110中的液压压力减小，而这又使得可动槽轮84由于弹簧112的偏压而移动远离固定槽轮82。当先导式定比减压阀148的打开程度减小时，第二储存器136中的液压压力增大，这使得无级变速器腔110中的液压压力增大，而这又使得可动槽轮84朝向固定槽轮82移动。因此，通过如下文所描述的那样控制先导式定比减压阀148的打开程度，能够控制可动槽轮84相对于固定槽轮82的位置，并因此能够控制无级变速器40的传动比。
先导式定比减压阀腔156与先导式定比减压阀通道168(在图6中最佳所见)流体连通。该先导式定比减压阀通道168形成于盖138与金属垫圈165之间。先导式定比减压阀通道168向上延伸至先导阀腔170(图8)。如在图8中所见，金属垫圈165中的开口172使先导式定比减压阀通道168与第二储存器136连通，使得液压流体能够经由该先导式定比减压阀通道168而从第二储存器136供给至先导式定比减压阀腔156。呈电磁阀174形式的电子控制的先导阀与先导阀腔170相邻设置。可想到，可使用其他形式的电子控制的先导阀。电磁阀174被保持在保持器180中。电磁阀中的通道176使先导阀腔170与第一储存器126流体连通。电磁阀174与通道176一起形成电子控制的先导阀。如下文所述，电磁阀174响应于从控制单元200(图10)接收到的信号来调节施加于其可动端178(如图8所示)的力。先导阀腔170中的压力因而与电磁阀174施加于其可动端178上的力成比例。可动端178调节通道176的打开程度以对通过开口172来自储存器136的流量变化进行补偿。如上文所解释的，降低先导式定比减压阀腔156中的液压压力使先导式定比减压阀148上的向上偏压力减小，这又使无级变速器腔110中的液压压力减小，从而使槽轮82和84移动而彼此远离。当电磁阀174的端部178使通道176的打开程度减小时，从第二储存器136流入开口172的液压流体使先导式定比减压阀腔156中的液压压力增大。如上文所说明的，升高先导式定比减压阀腔156中的液压压力使先导式定比减压阀148上的向上偏压力增大，这又使无级变速器腔110中的液压压力增大，从而使槽轮82和84彼此相向移动。因此，控制电磁阀174的端部178的打开和关闭循环，就控制了通道176的打开和关闭循环，这又控制了可动槽轮84相对于固定槽轮82的位置，并因此控制了无级变速器40的传动比。开口172具有比通道176的横截面面积小的横截面面积，这引起储存器136与先导阀腔170之间的压力降。在优选实施方式中，开口172具有直径为0.8mm的圆形横截面，通道176具有直径为3mm的圆形横截面。
现在转到图10，将对雪地机动车10的用于控制无级变速器40的传动比的电子系统中的元件进行描述。该电子系统包括控制单元200。如下文更加详细地所描述的，控制单元200接收来自多个传感器(在下文说明)的信号，并使用这些信号以确定要施加于带86上的夹紧力，从而获得无级变速器40的所需传动比。夹紧力为由槽轮82、84在曲轴57的轴向方向上施加于带86的两侧上的力。基于该夹紧力，控制单元200向先导阀致动器202发送信号，以控制先导式定比减压阀148的打开和关闭循环，从而获得无级变速器腔120中的将提供所要施加的夹紧力的液压压力。从控制单元200发送至先导阀致动器202的信号优选为脉宽调制(PWM)信号。在本实施方式中，先导阀致动器202包括如上所述的用于控制先导式定比减压阀腔156中的液压压力的电磁阀174。然而，可以想到，可使用先导阀致动器的其他类型或设置。例如，该先导阀致动器202可为以机械的方式对阀148进行致动的电磁阀。
驱动轴速度传感器204感应曲轴57(或者其他与驱动带轮80相关联的驱动轴)的转速并向控制单元200发送表示曲轴57转速的信号。节气门位置传感器208感应节气门96的位置并向控制单元200发送表示该位置的信号。节气门96的位置优选确定为节气门96打开的百分比(0％表示完全关闭的位置，而100％表示完全打开位置)，然而，可以想到，节气门96的位置可根据节气门的打开程度或者任意其他适合的关系来确定。车辆速度传感器210感应雪地机动车10的速度并向控制单元200发送表示该速度的信号。控制单元200根据从速度传感器210接收到的信号来确定从动轴(即，中间轴92)的转速。可以想到，可设置从动轴速度传感器用以感应从动轴的转速并且向控制单元200发送表示从动轴转速的信号。如本领域技术人员将理解的，上述传感器204、208和210可以是适于它们的预定用途的任何类型。从传感器204、208和210向控制单元200发送的信号优选使用控制器局域网络(CAN)协议。
现在转到图11，将对控制单元200借以确定将要由驱动带轮80施加至带86的夹紧力、以及控制单元200据以确定将要发送至电磁阀174(或者其他的先导阀致动器202)的信号的方法进行描述。控制单元200根据从传感器204、208和210接收到的信号，通过将曲轴57的转速和从动轴的转速经由除法器252运算而确定无级变速器40当前的传动比(即，传动比＝驱动速度/从动速度)。可以想到，控制单元200可通过使用其他输入和方法来确定无级变速器40的传动比。例如，无级变速器40的传动比可通过将驱动带轮80的槽轮82与槽轮84之间的距离与从动带轮88的槽轮87与槽轮89之间的距离进行比较而确定。控制单元200还通过使用节气门96的位置和曲轴57的转速以及发动机扭矩映射254例如图13所示的发动机扭矩映射来确定发动机扭矩。在图13中，节气门96的位置表现为节气门96打开的百分比。图13的表格中所给出的发动机扭矩以牛顿-米(Nm)为单位。可以想到，控制单元200可通过使用其他的输入和方法来确定发动机扭矩。
控制单元200通过使用以上所确定的发动机扭矩和无级变速器40当前的传动比来确定基本夹紧力。该基本夹紧力的确定是使用分析模型256而实现的。图14示出了基于分析模型得到的夹紧力映射。图14的表格中所给出的基本夹紧力以牛顿(N)为单位。
控制单元200还通过使用节气门96的位置和雪地机动车10的速度以及校准映射例如图12A和图12B所示的校准映射中的一种来确定曲轴57的所需转速。在图12A和图12B的表格中所给出的曲轴57的所需转速以每分钟转数(RPM)为单位。
在一个实施方式中，雪地机动车10的驾驶员能够使用手动致动开关62(图1)来选择两种或更多种驱动模式中的一种，其中，每种驱动模式都有相对应的校准映射。所选择的驱动模式优选为在雪地机动车10的显示器组(未示出)上向驾驶员显示。例如，在具有两种驱动模式的雪地机动车10中，图12A中所示出的校准映射可对应于“燃料经济”模式，而图12B中所示出的校准映射可对应于“性能”模式。正如其名称所暗示的，图12A中的校准映射提供了良好的燃料消耗，而图12B中的校准映射提供了相较于“燃料经济”模式改进了的车辆性能。
可以想到，控制单元200可通过使用其他的输入和方法来确定曲轴57的所需转速。
图12A到图14所给出的数值用于示例的目的。应当理解到，这些数值将依据车辆、传动系和/或无级变速器的特性以及车辆的所需性能特性而改变。例如，图14的映射中所给出的夹紧力数值将依据弹簧112的弹簧常数而改变。
接着，控制单元200通过将曲轴57的当前转速和曲轴57的所需转速经由比较器259运算来确定曲轴57的当前转速与曲轴57的所需转速之间的差额(误差)。然后，将此差额插入比例积分微分(PID)控制器260，该比例积分微分(PID)控制器260确定校正的夹紧力。可以想到，控制单元200可通过使用其他类型的控制器来确定校正的夹紧力。
接着，使用加法器262将以上所确定的校正的夹紧力与基本夹紧力相加以获得总夹紧力。最后，控制单元200向电磁阀174发送控制脉宽调制占空循环的信号，其调节通道176打开程度使得由此得来的无级变速器腔110中的液压压力使可动槽轮84向带86施加总夹紧力，由此控制无级变速器40的传动比。当曲轴57的所需转速高于曲轴57的当前转速时，总夹紧力低于基本夹紧力。当曲轴57的所需转速低于曲轴57的当前转速时，总夹紧力高于基本夹紧力。
在雪地机动车10的驾驶员能够在图12A和图12B的校准映射之间转换的实施方式中，在雪地机动车10的操作期间，从图12B的校准映射转换至图12A的校准映射通常将导致曲轴57的转速降低(由于曲轴57的所需转速降低)以及总夹紧力增大，由此保持雪地机动车的速度。
可以想到，加法器262可由比较器来替代。在这样的实施方式中，或者将比较器258的输入颠倒，或者比例积分微分(PID)控制器260具有负增益。
校准映射、发动机扭矩映射、夹紧力映射以及比例积分微分(PID)控制器260优选设定为：使得当雪地机动车10继加速之后达到所需的(即，恒定的)速度时，总夹紧力可增大。这允许在仍然保持雪地机动车10的速度恒定的同时降低曲轴57的转速。可以想到，依据发动机的配置，节气门96的打开程度可能必须增大以保持雪地机动车10的速度恒定。由此获得相较于带有离心式无级变速器的雪地机动车改善了的燃料消耗。
可以想到，校准映射、发动机扭矩映射、夹紧力映射以及比例积分微分(PID)控制器260还可设定为：使得当节气门96的位置减小时，总夹紧力的减小速率低于使发动机制动的节气门96的位置的减小速率。
对于本领域技术人员来说，本发明的上述实施方式的修改和改进可变得显而易见。以上描述趋于示例性的而非限制性的。本发明的范围因而趋于仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (20)

1.一种车辆传动系，包括：
发动机；
驱动轴，所述驱动轴从所述发动机延伸并由所述发动机驱动，所述驱动轴中限定有通道；
从动轴，所述从动轴操作性地连接于所述驱动轴；
泵，所述泵与所述通道流体连通；
第一液压流体储存器，所述第一液压流体储存器与所述泵流体连通；
第二液压流体储存器，所述第二液压流体储存器与所述泵流体连通；以及
无级变速器，所述无级变速器操作性地将所述驱动轴与所述从动轴相连接，所述无级变速器包括：
驱动带轮，所述驱动带轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转；
从动带轮，所述从动带轮设置在所述从动轴上以与所述从动轴一起旋转；以及
带，所述带操作性地将所述驱动带轮与所述从动带轮相连接，所述驱动带轮包括：
固定槽轮，所述固定槽轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转；
可动槽轮，所述可动槽轮设置在所述驱动轴上以与所述驱动轴一起旋转，所述带设置在所述固定槽轮与所述可动槽轮之间，所述固定槽轮设置在所述可动槽轮与所述发动机之间；
弹簧，所述弹簧将所述可动槽轮偏压远离所述固定槽轮；以及
无级变速器腔，所述无级变速器腔与所述驱动轴的所述通道流体连通；
所述泵将液压流体从所述第一液压流体储存器供给至所述第二液压流体储存器，所述液压流体从所述第二液压流体储存器流至所述驱动轴中的所述通道，所述液压流体从所述通道流至所述无级变速器腔以在所述无级变速器腔中产生液压压力，并且所述无级变速器腔中的液压压力将所述可动槽轮偏压向所述固定槽轮，
其中，所述驱动轴为发动机的曲轴。
2.如权利要求1所述的传动系，其中，所述驱动轴中的所述通道包括：
轴向通道，所述轴向通道在所述驱动轴中轴向地延伸；以及
至少一个入口通道，所述至少一个入口通道从所述轴向通道径向地延伸至所述驱动轴的外表面，所述至少一个入口通道使所述轴向通道与所述泵流体连通，并且所述轴向通道使所述至少一个入口通道与所述无级变速器腔流体连通。
3.如权利要求1所述的传动系，其中，所述泵由所述发动机机械地驱动。
4.如权利要求1所述的传动系，其中，所述第二液压流体储存器围绕所述驱动轴，而所述第一液压流体储存器围绕所述第二液压流体储存器。
5.如权利要求1所述的传动系，还包括减压阀，所述减压阀选择性地使所述第二液压流体储存器与所述第一液压流体储存器流体连通。
6.如权利要求1所述的传动系，还包括：
定比减压阀，所述定比减压阀选择性地使所述第二液压流体储存器与所述第一液压流体储存器流体连通以控制所述无级变速器腔中的液压压力；以及
定比减压阀腔，所述定比减压阀腔与所述定比减压阀的端部相邻地设置；
其中，所述定比减压阀的位置至少部分地由所述定比减压阀腔中的液压流体压力确定，所述定比减压阀腔中的液压压力将所述定比减压阀偏压向阻止液压流体从所述第二液压流体储存器向所述第一液压流体储存器流动的关闭位置。
7.如权利要求6所述的传动系，还包括位于所述定比减压阀腔中的弹簧，所述弹簧将所述定比减压阀偏压向所述关闭位置。
8.如权利要求6所述的传动系，还包括：
定比减压阀通道，所述定比减压阀通道与所述定比减压阀腔流体连通，所述定比减压阀通道经由使所述定比减压阀通道与所述第二液压流体储存器流体连通的第一开口向所述定比减压阀腔供给液压流体；以及
电子控制的先导阀，所述电子控制的先导阀对所述定比减压阀通道与所述第一液压流体储存器之间的经由第二开口的流体连通进行控制，以便控制所述定比减压阀腔中的液压压力；
其中，所述第一开口的直径比所述第二开口的直径小。
9.如权利要求6所述的传动系，其中，与所述定比减压阀的与所述定比减压阀腔相邻的端部相反的所述定比减压阀的另一端部为钟形；
其中，所述钟形的端部在所述第二液压流体储存器中延伸；以及
其中，所述钟形的端部上的液压压力将所述定比减压阀偏压向允许液压流体从所述第二液压流体储存器向所述第一液压流体储存器流动的打开位置。
10.如权利要求1所述的传动系，其中，所述发动机具有发动机壳体；以及
其中，所述第一液压流体储存器和所述第二液压流体储存器中的至少一个形成于所述发动机壳体与连接于所述发动机壳体的盖之间。
11.如权利要求1所述的传动系，其中，当从所述无级变速器上取下所述带时，所述带沿远离所述发动机的方向运动越过所述可动槽轮。
12.一种车辆传动系，包括：
发动机，所述发动机具有：
发动机壳体；以及
曲轴，所述曲轴延伸穿过所述发动机壳体的一部分，所述曲轴中限定有通道；
无级变速器的驱动带轮，所述驱动带轮设置在所述曲轴上以与所述曲轴一起旋转，所述驱动带轮包括：
固定槽轮，所述固定槽轮设置在所述曲轴上以与所述曲轴一起旋转；
可动槽轮，所述可动槽轮与所述固定槽轮操作性地相连接；
弹簧，所述弹簧将所述可动槽轮偏压远离所述固定槽轮；以及
无级变速器腔，所述无级变速器腔与所述曲轴的所述通道流体连通；
第一液压流体储存器，所述第一液压流体储存器设置在所述发动机壳体的所述部分与所述固定槽轮之间，所述第一液压流体储存器与所述曲轴的所述通道流体连通；
第二液压流体储存器；以及
泵，所述泵与所述第一液压流体储存器流体连通，所述泵将液压流体从所述第一液压流体储存器供给至所述第二液压流体储存器，所述液压流体从所述第二液压流体储存器流至所述曲轴中的所述通道，所述液压流体从所述通道流至所述无级变速器腔以在所述无级变速器腔中产生液压压力，并且所述无级变速器腔中的液压压力将所述可动槽轮偏压向所述固定槽轮。
13.如权利要求12所述的传动系，其中，所述曲轴中的所述通道包括：
轴向通道，所述轴向通道在所述曲轴中轴向地延伸；以及
至少一个入口通道，所述至少一个入口通道从所述轴向通道径向地延伸至所述曲轴的外表面，所述至少一个入口通道使所述轴向通道与所述泵流体连通，并且所述轴向通道使所述至少一个入口通道与所述无级变速器腔流体连通。
14.如权利要求12所述的传动系，还包括：
定比减压阀，所述定比减压阀选择性地使所述第二液压流体储存器与所述第一液压流体储存器流体连通以控制所述无级变速器腔中的液压压力；以及
定比减压阀腔，所述定比减压阀腔与所述定比减压阀的端部相邻地设置；
其中，所述定比减压阀的位置至少部分地由所述定比减压阀腔中的液压流体压力确定，所述定比减压阀腔中的液压压力将所述定比减压阀偏压向阻止液压流体从所述第二液压流体储存器向所述第一液压流体储存器流动的关闭位置。
15.如权利要求14所述的传动系，还包括位于所述定比减压阀腔中的弹簧，所述弹簧将所述定比减压阀偏压向所述关闭位置。
16.如权利要求14所述的传动系，还包括：
定比减压阀通道，所述定比减压阀通道与所述定比减压阀腔流体连通，所述定比减压阀通道经由使所述定比减压阀通道与所述第二液压流体储存器流体连通的第一开口向所述定比减压阀腔供给液压流体；以及
电子控制的先导阀，所述电子控制的先导阀对所述定比减压阀通道与所述第一液压流体储存器之间的经由第二开口的流体连通进行控制，以便控制所述定比减压阀腔中的液压压力；
其中，所述第一开口的直径比所述第二开口的直径小。
17.如权利要求14所述的传动系，其中，与所述定比减压阀的与所述定比减压阀腔相邻的端部相反的所述定比减压阀的另一端部为钟形；
其中，所述钟形的端部在所述第二液压流体储存器中延伸；以及
其中，所述钟形的端部上的液压压力将所述定比减压阀偏压向允许液压流体从所述第二液压流体储存器向所述第一液压流体储存器流动的打开位置。
18.如权利要求12所述的传动系，其中，所述第一液压流体储存器形成于所述发动机壳体的所述部分与连接于所述发动机壳体的盖之间。
19.如权利要求12至18中的任一项所述的传动系，其中，所述固定槽轮设置在所述可动槽轮与所述发动机之间。
20.如权利要求12至18中的任一项所述的传动系，还包括带，所述带操作性地将所述驱动带轮与无级变速器的从动带轮相连接，所述带设置在所述固定槽轮与所述可动槽轮之间。
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