CN103282693B

CN103282693B - 用于操作无级变速器的方法

Info

Publication number: CN103282693B
Application number: CN201080070947.XA
Authority: CN
Inventors: W·J·M·范维克
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2030-12-30
Also published as: CN103282693A; KR20140015316A; KR101822219B1; WO2012089227A1

Abstract

本发明涉及一种无级变速器（1）中的控制系统，所述无级变速器（1）包括变速器单元（30）、具有前进驱动离合器（26）的行星齿轮装置（20）和具有锁止离合器（16）的转矩变换器（10），所述控制系统包括用于接合或分离锁止离合器（16）的锁止切换阀（V1）和用于接合或分离前进驱动离合器（26）的离合器接合阀（V2）。根据本发明，所述控制系统包括直接地或间接地操作所述锁止切换阀（V1）和所述离合器接合阀（V2）的单个电磁式致动器（S6）。

Description

用于操作无级变速器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作尤其在机动车辆中使用的具有控制系统的无级变速器的方法，还涉及所述控制系统。

背景技术

这种控制系统和变速器例如从欧洲专利申请EP 1 939 503 A已知。该现有的无级变速器包括具有主或驱动可变皮带轮并具有从或从动可变皮带轮的变速器单元，以及缠绕所述皮带轮并与所述皮带轮摩擦接触的环形柔性传动元件或传动带，该环形柔性传动元件或传动带可以是多种已知类型中的一种。该变速器还包括：具有用于分别接合前进驱动和倒退(驱动)的至少两个离合器的周转或行星齿轮装置，所述齿轮装置也称为DNR装置(驱动挡-空挡-倒退挡装置，Drive-Neutral-Reverse-set)；以及尤其用于在机动车辆从静止开始的初始加速过程中放大驱动转矩的转矩变换器。该现有的转矩变换器设有锁止离合器，所述锁止离合器在所述起始加速之后的某时接合、即闭合，以提高动力传递效率。

变速器提供了主和从皮带轮之间的传动比，通过借助于变速器的控制系统适当地致动所述皮带轮，所述传动比可被控制到由变速器覆盖的传动比的范围内的任意值。更特别地，每个皮带轮包括两个轮盘，传动带保持在所述两个轮盘之间，且其中一个轮盘布置成能沿着由控制系统驱动的对应的皮带轮轴轴向地移动。为此，现有的控制系统包括两个压力缸，每个压力缸与所述可移动的皮带轮轮盘的对应的一个相关联。另外，控制系统包括主阀和从阀，所述主阀用于以受控的方式实现与主皮带轮相关的压力缸中的压力水平，所述从阀用于以受控的方式实现与从皮带轮相关的压力缸中的压力水平。这些缸压力确定了分别施加在每个皮带轮的轮盘之间的传动带上的夹持力、因而也确定了所述传动比以及可由变速器传递的转矩。

控制系统还包括离合器接合阀和锁止切换阀，所述离合器接合阀用于实现DNR装置的两个离合器中的任一个的受控且逐渐的、因此平稳的接合、即闭合，所述锁止切换阀用于实现转矩变换器的锁止离合器的接合。还提供了泵，所述泵用于向控制系统供送加压的液压流体流至控制系统的主管路。主管路中的液压压力、即管路压力借助于控制系统的管路压力阀来调节。离合器接合阀、锁止切换阀、以及主和从阀中的至少一个布置成：能直接地或间接地将流体从所述主管路引至控制系统的对应的下游管路，并能调节分别与对应的阀相关联的下游管路中的液压。

所有所述的管路压力阀、离合器接合阀、锁止切换阀、主阀和从阀都借助于对应的电磁式致动器或螺线管可控。通常，所述螺线管有效地操作先导阀，以间接地实施对这种对应的阀的控制，所述先导阀产生作用在所述阀中的相应的一个上的阀控制压力或先导压力。然而，螺线管还可直接地、即机械式地操作这种对应的阀。

发明内容

本发明的目的是进一步优化现有的控制系统变速器，所述优化尤其通过降低其成本价格进行，同时保持其功能。根据本发明，该目的可通过降低控制系统的构件的数目来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于操作无级变速器的方法，所述无级变速器包括变速器单元、具有前进驱动离合器的行星齿轮装置、具有锁止离合器的转矩变换器、和控制系统，所述控制系统具有用于通过切换连接于转矩变换器的两个液压管路的连接来接合或分离锁止离合器的锁止切换阀、用于逐渐地接合或分离前进驱动离合器的离合器接合阀和电磁式致动器，所述电磁式致动器用于根据供送至它的输入信号来设定先导压力水平，其中，锁止切换阀和离合器接合阀两者通过一个先导压力控制，使得：根据所述一个先导压力增大的水平，通过所述电磁式致动器，首先前进驱动离合器逐渐地接合，然后锁止离合器接合；或通过所述电磁式致动器，首先锁止离合器分离，然后前进驱动离合器逐渐地分离。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无级变速器中的控制系统，所述无级变速器包括变速器单元、具有前进驱动离合器的行星齿轮装置、具有锁止离合器的转矩变换器，所述控制系统包括用于通过切换连接于转矩变换器的两个液压管路的连接来接合或分离锁止离合器的锁止切换阀和用于逐渐地接合或分离前进驱动离合器的离合器接合阀，其中，所述控制系统包括单个电磁式致动器，所述电磁式致动器直接地或间接地操作所述锁止切换阀和所述离合器接合阀，且所述单个电磁式致动器作用在产生先导压力的先导压力阀上，所述先导压力被供送至并实施所述锁止切换阀和所述离合器接合阀两者的操作。

实际上，锁止离合器仅在DNR装置的离合器中的至少一个已经闭合以首先允许机动车辆的加速后才闭合。根据本发明，离合器接合阀和锁止切换阀可有益地通过单个螺线管控制，该螺线管因而直接地或间接地控制DNR装置离合器中的一个的闭合和转矩变换器锁止离合器的闭合。根据施加于螺线管的电(控制)流和/或由此产生的先导压力的水平，首先DNR装置离合器逐渐地闭合，然后才是转矩变换器锁止离合器闭合。

在一个优选的实施例中，离合器接合阀和锁止切换阀组合成一个、即组合成包括阀套和阀芯(valve spool)的单个阀单元，所述单个阀单元可通过所述单个螺线管控制。在一个替代性的优选的实施例中，在所述单个螺线管的控制下通过离合器接合阀设定的离合器接合压力也作用于(即控制)锁止切换阀、即控制锁止离合器的闭合。在该后一个的解决方案中，锁止切换阀仅在高于离合器接合压力的阈值水平时才被启动、即锁止离合器布置成仅在高于离合器接合压力的阈值水平时才闭合，而对应的DNR装置离合器布置成处于或甚至低于离合器接合压力的该阈值水平时完全地接合/闭合。

附图说明

现在将根据附图对本发明进行进一步阐述，在附图中：

图1是现有的无级变速器的示意性视图；

图2是作为示意性地示出的被致动的无级变速器的部分的现有的控制系统的图解性视图；

图3图解性地示出了根据本发明的控制系统的第一可行实施例；以及

图4图解性地示出了根据本发明的控制系统的第二可行实施例。

具体实施方式

图1提供了无级变速器2的示意性视图，所述无级变速器2例如设置在机动车辆的发动机1和驱动轮4之间。现有的变速器2包括：转矩变换器10，其用于尤其在机动车辆从静止开始的初始加速过程中放大驱动转矩；行星齿轮装置或DNR(驱动挡-空挡-倒退挡)装置20，其用于分别接合变速器2的前进或倒退驱动模式；和变速器单元30，其用于将机动车辆的发动机1和驱动轮4之间的传动比改变至传动比范围内的任意值。通常，具有差动齿轮装置3的最终传动齿轮系也包括在变速器2中。

发动机1的曲轴5联接至转矩变换器10的输入轴11，所述输入轴11驱动转矩变换器10的泵轮13。转矩变换器10的涡轮14驱动转矩变换器10的输出轴12。转矩变换器10还设有定子15和能选择性地接合的桥接或锁止离合器16，所述离合器16在机动车辆的初始加速之后可闭合，以直接地将输入轴11联接至输出轴12。转矩变换器10的构造、功能和操作在本领域中以其他方式众所周知。

DNR装置20包括：居中的中心齿轮21，其联接至转矩变换器10的输出轴12；齿圈25；和多个两个行星齿轮22、23组，所述行星齿轮22、23的轴均由可旋转的行星齿轮架24承载，所述行星齿轮架24联接至变速器单元30的主轴31。每组互相啮合的两个行星齿轮22、23中，第一行星齿轮22与中心齿轮21成啮合布置，而第二行星齿轮23与齿圈25成啮合布置。DNR装置20还包括两个离合器26、27，其中，第一或前进驱动离合器26可闭合，以使中心齿轮21旋转地联接至行星齿轮架24，在该情况下，转矩变换器10的输出轴12直接地联接至变速器单元30的主轴31。DNR装置20的第二或倒退驱动离合器27可闭合，以将齿圈25固定成不能旋转，在该情况下，变速器单元30的主轴31经由中心齿轮21、行星齿轮22、23和行星齿轮架24由转矩变换器10的输出轴12在相反地旋转的意义上、即反向地驱动。如果DNR装置20的两个所述离合器26、27都打开，变速器2称为处于空挡、也就是此时驱动转矩不能由此传递。DNR装置20的构造、功能和操作在本领域中以其他方式众所周知。

变速器单元30包括位于主轴31上的液压致动的主可变皮带轮33、位于从轴32上的液压致动的从可变皮带轮34、和传动带35，所述传动带35缠绕这两个皮带轮33、34并与之摩擦接触。变速器单元30的构造、功能和操作在本领域中以其他方式众所周知。

现有的变速器2设有图2中示意性地示出的电-液压控制系统，以至少控制转矩变换器10的锁止离合器16和DNR装置20的前进、倒退驱动离合器26、27的打开、对应的闭合。为此，控制系统配备有泵40以及锁止切换阀V1和离合器接合阀V2，所述泵40用于提供加压的液压流体流，所述锁止切换阀V1和离合器接合阀V2借助于对应的电磁式致动器或螺线管S1和S2被电控。在控制系统的该示例中，这些对应的螺线管S1、S2借助于通过所述对应的螺线管S1、S2分别产生的对应的先导压力p1、p2间接地控制对应的阀V1、V2。然而，对应的螺线管S1、S2还可直接地作用于对应的阀V1、V2。

通常，完整的控制系统配备有多个另外的阀V3-V8和螺线管S3-S5。例如在图2的实施例中，控制系统还包括：

-管路压力阀V3和相应的螺线管S3，其用于经由对应的先导压力p3将泵压力LP控制在期望的水平，

-主压力阀V4和相应的螺线管S4，其用于经由对应的先导压力p4将主皮带轮33的主致动压力PP控制在期望的水平，

-从压力阀V5和相应的螺线管S5，其用于经由对应的先导压力p5将从皮带轮34的从致动压力SP控制在期望的水平，

-螺线管供送压力阀V6，其用于控制固定的螺线管供送压力FP，以向螺线管S1-S5供送加压的液压流体以产生对应的先导压力p1-p5，

-辅助压力阀V7，其用于控制固定的辅助压力AP，以向变速器2的辅助装置、例如润滑点41、转矩变换器10和DNR装置20的所述离合器26、27供送流体，以及

-手动阀V8，其用于将DNR装置20的对应的前进驱动离合器26或倒退驱动离合器27手动地连接至辅助压力AP，同时断开该DNR装置离合器26；27中的对应的另一个。在图2中，手动阀V8被设定成：将前进驱动离合器26连接至辅助压力AP，并将倒退驱动离合器27与辅助压力AP断开。

锁止切换阀V1切换连接于转矩变换器10的两个液压管路17、18的连接，以便在第一管路17中的压力水平高于第二管路18中的压力水平时闭合锁止离合器16，或者在第二管路18中的压力水平高于第一管路17中的压力水平时打开锁止离合器16。后一种情况在图2中示出，其中，所述管路18、17之间所需的压力下降通过在它们之间设置的液压限流阀42来实现。在前一种情况中，所述管路18和17之间所需的压力下降通过辅助压力阀V7来实现。锁止切换阀V1的切换通过它对应的先导压力p1控制。例如，如果对应的先导压力p1小于2巴，则锁止切换阀V1处于如图2所示的它的位置中，反之，如果所述先导压力p1超过2巴，则锁止切换阀V1切换所述两个液压管路17、18的连接，以闭合锁止离合器16。

离合器接合阀V2根据它对应的先导压力p2控制液压管路43中的可变的离合器接合压力CP，所述离合器接合压力CP根据手动阀V8的(手动)设定被施加于前进驱动离合器26或倒退驱动离合器27(或两者都未被施加)，以用于接合该对应的离合器26、27。例如，根据逐渐地增加至5巴的对应的先导压力p2，离合器接合阀V2将离合器接合压力CP经由部分闭合的或滑动离合器26；27从大气压逐渐地控制到通过辅助压力阀V8设定的辅助压力水平AP，在所述大气压下对应的离合器26；27完全地打开，在所述辅助压力水平AP下对应的离合器26；27完全地闭合/接合。

在本发明的第一实施例中，如图3中示意性地示出，上述现有的控制系统通过借助于单个螺线管S6来控制离合器接合阀V2和锁止切换阀V1而被简化，有益地降低了现有的控制系统的成本和复杂性。

实际上，转矩变换器10的锁止离合器16仅在或至少能仅在DNR装置20的所述离合器26、27中的一个已经完全地接合、即已经闭合以首先允许机动车辆的加速后才闭合。根据本发明，所述单个螺线管S6因而可布置成：根据被供送至螺线管的控制电流的水平和/或由此产生的对应的先导压力p6的水平，首先致动(例如控制)离合器接合阀V2，然后致动(例如切换)锁止切换阀V1。例如，如果螺线管S6能将对应的先导压力p6设定在大气压和5巴之间，该先导压力p6范围的开始的3巴可用于控制离合器接合阀V2，以将离合器接合压力CP从大气压逐渐地增加至辅助压力水平AP(借助于离合器接合阀V2)，而锁止离合器仅在对应的先导压力p6的水平为4巴时(在该先导压力水平下，锁止切换阀V1切换所述两个液压管路17、18的连接)闭合。显然，所述阀V1、V2的这种期望的性能可以以众所周知的方式通过适当地设计阀V1、V2来实现，所述设计尤其涉及阀芯的上面作用有先导压力的表面区域和/或所述阀芯上的由包括在阀中的弹簧施加的反作用力。

在本发明的第二实施例中，如图4中示意性地示出，上述现有的控制系统通过根据离合器接合压力CP来控制锁止切换阀V1而被简化，有益地降低了现有的控制系统的成本和复杂性。

实际上，转矩变换器10的锁止离合器16仅在或至少能仅在DNR装置20的所述离合器26、27中的一个已经完全地接合、即已经闭合以首先允许机动车辆的加速后才闭合。根据本发明，锁止切换阀V1因而可布置成：根据离合器接合压力CP被致动、即切换。尤其地，锁止切换阀V1布置成在离合器接合压力CP达到或超过某一阈值后切换，所述阈值已经被选择成使DNR装置20的前进、对应的倒退驱动离合器26、27完全地闭合/接合。例如，如果螺线管S6可将对应的先导压力p6设定在大气压和5巴之间，则先导压力p6范围可被用来控制离合器接合阀V2，以将离合器接合压力CP从大气压逐渐地增加至辅助压力水平AP(借助于离合器接合阀V2)。然而，DNR装置20的离合器26、27在此已经被设计成：不是在或接近辅助压力水平AP时、而是在低于该水平AP几巴时(即在比所述最大5巴低十分之几或甚至比所述最大5巴低两巴的先导压力p6下)就已经完全地闭合。随着先导压力p6和离合器接合压力CP进一步升高，DNR装置20的离合器26、27当然仍牢固地闭合，锁止切换阀V1将最终在这种高的离合器接合压力CP下被致动并切换所述两个液压管路液压管路17、18的连接。因此，切换阀V1布置成：在离合器接合压力CP超过DNR装置20的离合器26、27已经完全闭合所处的所述阈值时切换。显然，所述阀V1、V2的这种期望的性能也可以以众所周知的方式通过适当地设计阀V1、V2来实现，所述设计尤其涉及阀芯的上面作用有先导压力的表面区域和/或所述阀芯上的由包括在阀中的弹簧施加的反作用力。

Claims

1.一种用于操作无级变速器(1)的方法，所述无级变速器(1)包括变速器单元(30)、具有前进驱动离合器(26)的行星齿轮装置(20)、具有锁止离合器(16)的转矩变换器(10)、和控制系统，所述控制系统具有用于通过切换连接于转矩变换器(10)的两个液压管路(17，18)的连接来接合或分离锁止离合器(16)的锁止切换阀(V1)、用于逐渐地接合或分离前进驱动离合器(26)的离合器接合阀(V2)和电磁式致动器(S6)，所述电磁式致动器(S6)用于根据供送至它的输入信号来设定先导压力(p6)水平，其特征在于，锁止切换阀(V1)和离合器接合阀(V2)两者通过一个先导压力(p6)控制，使得：根据所述一个先导压力(p6)增大的水平，通过所述电磁式致动器(S6)，首先前进驱动离合器(26)逐渐地接合，然后锁止离合器(16)接合；或通过所述电磁式致动器(S6)，首先锁止离合器(16)分离，然后前进驱动离合器(26)逐渐地分离。

2.一种无级变速器(1)中的控制系统，所述无级变速器(1)包括变速器单元(30)、具有前进驱动离合器(26)的行星齿轮装置(20)、具有锁止离合器(16)的转矩变换器(10)，所述控制系统包括用于通过切换连接于转矩变换器(10)的两个液压管路(17，18)的连接来接合或分离锁止离合器(16)的锁止切换阀(V1)和用于逐渐地接合或分离前进驱动离合器(26)的离合器接合阀(V2)，其特征在于，所述控制系统包括单个电磁式致动器(S6)，所述电磁式致动器(S6)直接地或间接地操作所述锁止切换阀(V1)和所述离合器接合阀(V2)，且所述单个电磁式致动器(S6)作用在产生先导压力(p6)的先导压力阀上，所述先导压力(p6)被供送至并实施所述锁止切换阀(V1)和所述离合器接合阀(V2)两者的操作。

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述锁止切换阀(V1)和所述离合器接合阀(V2)组合在单个阀单元中，所述阀单元包括单个阀套，所述阀套容纳单个阀芯。

4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述单个电磁式致动器(S6)直接地作用在所述单个阀单元的阀芯上。

5.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在所述单个电磁式致动器(S6)操作下通过离合器接合阀(V2)设定的离合器接合压力(CP)被供送至所述锁止切换阀(V1)并实施所述锁止切换阀(V1)的操作。

6.如权利要求2-5中任一所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统布置成：能仅在前进驱动离合器(26)已经通过离合器接合阀(V2)完全地接合后才借助于所述锁止切换阀(V1)接合所述锁止离合器(16)，所述锁止切换阀(V1)通过所述单个电磁式致动器(S6)直接地或间接地操作，所述离合器接合阀(V2)同样通过所述单个电磁式致动器(S6)直接地或间接地操作。

7.如权利要求2-5中任一所述的控制系统，其特征在于，根据被供送至所述单个电磁式致动器(S6)的电流，锁止切换阀(V1)在离合器接合阀(V2)完全地打开时切换。