CN108266521B - 用于运行机动车中的包含有传动带的无级变速器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运行无级变速器的方法，所述无级变速器包括两个带轮(1，2)、绕着所述带轮(1，2)缠绕的传动带(3)以及冷却系统，其中，每个带轮限定出有效地V形的周向槽，该周向槽具有可变的宽度，所述冷却系统设置有阀装置(40)，所述阀装置(40)用于影响提供给所述传动带(3)的冷却剂的量，其特征在于，所述阀装置(40)布置成在所述变速器的运行过程中使得至少有最小量的冷却剂能够提供给所述传动带(3)。

Description

用于运行机动车中的包含有传动带的无级变速器的方法

技术领域

本发明涉及一种无级可变变速器以及一种用于运行机动车中的包含有传动带的无级变速器的方法。

背景技术

根据本发明的变速器在现有技术中例如从欧洲专利EP-A-1167829可以良好地知晓并且广泛地应用在尤其是乘用机动车中。

这种变速器通常包括呈所谓的推带形式的传动带，所述推带例如可以从欧洲专利EP-A-0626526知晓。已知的推带包括金属的、尤其是钢的横向元件，所述横向元件沿着带的循环拉力装置的周向以基本上连续的一排可滑动地并入这种带中，所述拉力装置主要具有约束和引导横向元件的功能。通常而言，循环拉力装置包括两组钢环，每组钢环由多个互相套设的、即径向叠置的扁平的且薄的钢环组成。横向元件的每个设置有凸地弯曲的、被称为滚动边缘的表面区段，从而使得相邻的横向元件能够绕着旋转方向互相转动并沿循弯曲的轨迹，同时保持彼此推动地接触。

在这种变速器中，力矩通过将传动带在夹持力的作用下夹持于相应的带轮的锥形钢盘之间而从一个带轮传递给另一个带轮，为此，带轮包括有至少一个能够被致动器轴向移动的盘。夹持力由带的各横向元件、通过横向元件的大致轴向定向的接触面而产生。夹持力使得驱动带轮的旋转运动能够通过摩擦传递给传动带。在另一个带轮、即从动带轮处，驱动带轮的所述旋转运动所基于的力反向地并且也摩擦性地从传动带传递给从动带轮的盘。为此，带的横向元件在其两轴向侧上设置有与相应的带轮的带轮盘摩擦接触的大致轴向定向的接触面。

传动带在每个带轮上行进所用的半径可以通过使每个带轮处的夹持力相对于彼此改变来改变，其中，这种半径之间的数学商代表变速器的所谓的几何比，而带轮的旋转速度比代表变速器的实际速度比。

在变速器的运行过程中，有必要润滑并冷却变速器的运动部件、比如传动带和带轮，从而减小摩擦热损失并阻止这些变速器部件过热。因此，已知的变速器还包括冷却系统，所述冷却系统布置成向至少传动带提供冷却剂、比如合成油并布置成通过泵使冷却剂再循环通过热交换装置、比如油冷却器。明显的是，由于这种冷却要求，能量会被消耗，从而损害变速器的整体运行效率。因此，也即为了提高变速器效率，现有技术中已经知晓的是与传动带与带轮之件以及传动带的组成部件之间所产生的摩擦热的量相关地控制这种冷却剂供应流、即带冷却流(简称)。这种已知现有技术的一个示例由德国专利申请No.DE102004029680A1提供，该文献建议与变速器的测得的温度、尤其是变速器的冷却系统的一部件的测得的温度相关地调节带冷却流。

发明内容

本公开的目的在于改进已知的变速器和它的运行方法。本公开基于下述事实：如果以与变速器温度相关的方式来调节带冷却流量的话，那么在变速器运行过程中在相对较高机动车速度下和/或在相对较低的环境温度下由变速器传递相对较小的力矩量时，这种流量将可能变得非常低。在这些运行状态下，正在离开热交换装置的冷却剂的温度相对较低并且生成的摩擦热也相对较少。

根据已知技术，这种低的带冷却流量从变速器的运行效率上来看是优选的。然而，根据本公开，在冷却剂的低流率时还可能出现一种次级的、之前尚未注意到的效应，也即，在某些运行状况下会观察到横向元件的滚动边缘的磨损速率加快。尽管这种加快的磨损实际上是有限的并且尤其从功能方面来看是没有问题的以使得它将通常不会被注意到，但是它可能涉及变速器效率的虽小却不能忽视的降低。由于滚动边缘的磨损，横向元件所形成的排内的间隙相对于循环拉力装置的周向长度会增大，从而导致横向元件相对于带轮盘的滑移增加。

根据本公开，基于变速器温度来调节带冷却流量这种已知的用于运行变速器的方法通过下述方式来优化：为带冷却流量施加下限，即在变速器运行过程中在所有的场合下、即在所有的运行状况下适用最小带冷却流量。1至1.5升/分钟的值已经被确定成用于这种最小带冷却流量的实际的、可以广泛适用的值，其中，1.5升/分钟这一值对于可靠地避免传动带的任何过量磨损是安全的。

在根据本公开的用于运行变速器的方法的一实施例中，变速器的目标最小温度被设定。低于这种目标最小温度时，可以施加所述最小带冷却流量，而高于这种目标最小温度时，可以将带冷却流量提高至最小带冷却流量以上。该特别的实施例基于下述事实：传动带与带轮之间的摩擦随着冷却剂的温度升高而增大。根据本公开，所观察到的这一现象可能涉及冷却剂的随着温度升高而降低的粘性。较低的粘性有助于有利地减小横向元件的接触面与带轮盘之间的摩擦接触部处存在的、即这些构件之间的所谓的边界润滑油层中存在的冷却剂量。由此，更高的变速器温度提高了变速器的运行效率。120至140摄氏度的值已经被确定成用于变速器的这种目标最小温度的实际的、可广泛适用的值，该温度是由从横向元件与带轮盘之间的所述摩擦接触部再循环离开的冷却剂的温度来定义的。

多种选择可以用于与目标最小温度相关地来控制带冷却流。在对此的第一示例中，可以在变速器温度超过或低于目标最小温度时从所述最小带冷却流量简单地直接切换成最大带冷却流量或相应地反向切换。可以以下述方式与这种冷却流控制相关地施加迟滞：限定用于从最小带冷却流量切换成最大带冷却流量的第一目标最小温度，所述第一目标最小温度比用于从最大冷却流量切换成最小冷却流量的第二目标最小温度高几摄氏度。

替代地，带冷却流量可以与变速器温度成比例地从最小带冷却流量逐渐升高至最大带冷却流量。在这种情况下，优选地，在160摄氏度或低于160摄氏度时达到最大带冷却流量，该温度是由从横向元件与带轮盘之间的所述摩擦接触部再循环离开的冷却剂的温度来定义的，从而避免冷却剂的化学降解和/或淬火硬化的横向元件的回火。更特别地，冷却剂的温度为此是在冷却剂从容纳有传动带和带轮的变速器室的排出点处或排出点之后不远处测量的。

此外，根据本公开，带冷却流可以被有利地导向成在变速器的所述目标最小温度尚未建立时至少部分地绕过油冷却器。采用这种方式，也即通过没有冷却冷却剂本身或至少低效地冷却冷却剂本身，可以更快速地达到所述目标最小温度、和/或可以在低力矩被传输、高车速和/或低环境温度这些运行状况下也可以达到所述目标最小温度。

附图说明

根据本公开的用于运行无级变速器方法现在将参考附图借助于示例性实施例来阐述，所述附图为：

图1提供具有在两个带轮上行进的传动带的已知无级变速器的示意性透视图；并且

图2提供根据本公开的用于已知变速器的液压控制系统的示意图。

具体实施方式

图1示出在机动车的传动系中于发动机与发动机的受驱车轮之间广泛应用的已知无级变速器或CVT的中心部件。变速器包括两个带轮1、2，所述带轮中的每个设置有一对安装在带轮轴6或7上的锥形带轮盘4、5，在带轮盘4、5之间限定有大致V形的周向带轮槽。每对带轮盘4、5中、即每个带轮1、2中的至少一个带轮盘4能够沿着相应的带轮1、2的带轮轴6、7轴向移动。传动带3绕着带轮1、2缠绕，从而位于带轮的带轮槽内。

在图1的变速器的运行过程中，传动带3借助于与可移动的盘4关联的液压式活塞-缸组件17夹在每个带轮1、2的带轮盘4、5之间。通过施加活塞-缸组件8的缸内的液压压力，可轴向移动的带轮盘4被驱使向相应的带轮1、2的另一个盘5，以利用一定的力将传动带3夹持于相应的带轮1、2的带轮盘4、5之间。两个带轮1、2处的夹持力共同确定传动带3与相应的带轮1、2之间的摩擦力而且还确定传动带3在每个带轮1、2处、于带轮1、2的带轮盘4、5之间的径向位置R，其中，所述摩擦力确定可以由变速器传递的力矩。径向位置R之间的商或比确定变速器的速度比。

液压控制系统被提供以操作每个带轮1、2的液压式活塞-缸组件17。在图2中，这种控制系统的基本液压布局的一实施例被示出。控制系统包括油泵10，所述油泵10用于生成从处于低压力、通常是环境压力下的油贮存器11向控制系统的处于高(较高)压力下的主管线12的泵油流。该主管线12中的油压、即管线压力Pline通过管线压力阀13来控制。该管线压力阀13设置有阀偏置装置，所述阀偏置装置包括弹簧13b、阀致动器13a和压力反馈线路13c，弹簧13b、阀致动器13a和压力反馈线路13c一起以公知的方式决定管线压力Pline。通常而言，阀致动器13a以可控先导压力的形式并入控制系统中，所述先导压力继而响应于由变速器控制单元(未示出)提供给一电磁阀(未示出)的电信号通过该电磁阀来控制。

从主管线12向带轮1、2的活塞-缸组件的压力腔8、9提供加压油。尤其，传动带3上的初级夹持力Fp是由活塞-缸组件17的与初级带轮1关联的压力腔8内生成的初级油压Ppri所产生的，并且传动带3上的次级夹持力Fs是由活塞-缸组件17的与次级带轮2关联的压力腔9内生成的次级油压Psec所产生的。

为了控制初级压力Ppri和次级压力Psec，两个另外的阀20、30并入控制系统中。初级压力阀20置于主管线12与初级液压支路21之间，初级液压支路21液压地连接至初级缸8，并且次级压力阀30置于主管线12与次级液压支路31之间，次级液压支路31液压地连接至次级缸9。初级压力阀20和次级压力阀30两者分别设置有它们自己的阀偏置装置，所述阀偏置装置分别包括弹簧20b；30b、阀致动器20a；30a和压力反馈线路20c；30c。

为了将油提供给相应的压力腔8、9以提高相应的缸压Ppri、Psec并由此提高带夹持力、和/或以增大相应的压力腔8、9的容积并由此将可移动的盘4移向固定的盘5并增大带3的径向位置R，相应的压力腔8、9分别通过初级阀20或次级阀30连接至主管线12。为了从相应的压力腔8、9排出油以减小相应的缸压Ppri、Psec和/或以减小缸的相应的容积，相应的压力腔8、9分别通过初级阀20或次级阀30连接至贮存器11。

泵油流的没有提供给压力腔8、9的部分允许从主管线12经由管线压力阀13进入控制系统的辅助管线14。辅助管线14中的油液压流体的压力、即辅助压力Paux通过另外的压力控制阀、即辅助压力阀15来控制。在图2中，辅助压力阀15设置有仅仅由弹簧15b和压力反馈线路15c组成的阀偏置装置，这意味着在该示例中辅助压力Paux被控制至预定的固定压力水平。辅助管线14中的加压液压流体通常施加用于操作变速器的一种或一种以上辅助液压功能、比如离合器的打开或关闭，所述离合器可以设置在传动系中以使得负载L与发动机E连接或断开。

泵油流的既没有用来供应压力腔8、9也没有用来供应辅助液压功能的部分允许从辅助管线14经由辅助压力阀15进入控制系统的润滑油管线16。在控制系统的目前示出的实施例中，控制系统设置有润滑油压力阀17以设定润滑油压力Plub。然而，通常液压限制装置被用来在要润滑的多个变速器构件之间分配可用的油流。在图2中，润滑油压力阀17设置有由弹簧17b和压力反馈线路17c组成的阀偏置装置，这意味着在该示例中润滑油压力Plub被控制至预定的固定压力水平。

尤其传动带3通过供给管线18被提供以来自润滑油管线16的油以润滑并冷却传动带3的内部构件之间以及与带轮1、2之间的多个摩擦接触部。液压阀40、尤其是流量阀40置于润滑油管线16与供给管线18之间，以用于控制提供给带3的油量，也即用于控制带冷却流量。在此，流量阀40设置有由阀致动器40a和弹簧40b组成的阀偏置装置。由阀致动器40a施加的致动力确定允许从润滑油管线16流入供给管线18的流量。此外，热交换装置或油冷却器19包括在供给管线18内，以在通过一个或一个以上喷嘴20将带冷却流的油施加给、尤其喷射在传动带3上之前不久降低油的温度。

在已知的变速器中，通过阀致动器40a对流量阀40的控制致动来与油的温度相关地设定带冷却流量。其中，带冷却流量随着油温度的升高而增大，并且带冷却流量随着油温度的降低而减小，其中，油温度的升高例如由于传动带3与带轮1、2之间的摩擦的增加而产生的。在这种摩擦热减少时，则通过流量阀40来减小带冷却流量，从而提高变速器效率。然而，根据本公开，最小带冷却流量独立于油温度地设定。由此，可以可靠且有利地避免传动带3的加快的磨损速率。1.5升/分钟的最小带冷却流量值确定成对此实际的、可广泛适用的值。这种最小带冷却流量不仅通过将从润滑油管线16延伸向传动带3的第二供给管线(未示出)包含在已知的控制系统内来确保，而且还可以通过流量阀40的设计和/或对应的致动来确保。

在施加根据本公开的这种最小带冷却流量时，会使得油温度在变速器的某些运行状况下(比如传递低力矩的情况下、高车速时和/或低环境温度下)变低。然而，(过)低的油温度是不期待的，原因在于油的粘性将相对较大以使得传动带3与带轮1、2之间的摩擦不是最优的。因此，根据本公开并如图2所示，旁通阀50包括在控制系统内，所述旁通阀50实现了：至少在控制成所述最小带冷却流量且油温度低于变速器的限定的最小目标温度时，使得带冷却流全部或部分地绕过油冷却器19。在图2的实施例中，旁通阀50设置有由阀致动器50a和弹簧50b组成的阀偏置装置以控制绕过油冷却器19的油的流量。

本公开在前述说明的全部和附图的所有细节的基础上还涉及并包括所附权利要求的全部特征。权利要求中的括号内的附图标记不限定权利要求的范围，而只是作为相应的特征的非限制性示例。权利要求中单独的特征可以根据需要单独地应用在给定的产品的或给定的工艺中，也可以以两个或两个以上这些特征的任意组合同时用在给定的产品的或给定的工艺中。

本公开所代表的发明没有局限于本文明确提及的实施例和/或示例，而是还涵盖了它们的修改、变型和实际应用，尤其涵盖本领域技术人员所能想到的那些修改、变型和实际应用。

Claims (6)

1.一种用于运行无级变速器的方法，所述无级变速器包括两个带轮(1，2)、绕着所述带轮(1，2)缠绕的传动带(3)以及冷却系统，其中，每个带轮限定出有效地V形的周向槽，该周向槽具有可变的宽度，所述冷却系统设置有阀装置(40)，所述阀装置(40)用于影响提供给所述传动带(3)的冷却剂的量，提供给所述传动带(3)的冷却剂的量与所述传动带(3)的温度相关，其特征在于，所述阀装置(40)布置成在所述变速器的运行过程中使得有位于1升/分钟至1.5升/分钟的范围内的最小量的冷却剂能够不论所述温度地提供给所述传动带(3)。

2.根据权利要求1所述的用于运行无级变速器的方法，其特征在于，为所述传动带(3)的温度或所述冷却剂的温度限定一目标最小温度，并且，如果在所述传动带(3)的温度的测量值或冷却剂的温度的测量值相应地低于这种目标最小温度时，则允许通过所述阀装置(40)将所述最小量的冷却剂提供给所述传动带(3)。

3.根据权利要求2所述的用于运行无级变速器的方法，其特征在于，基于已经从容置有所述传动带(3)和所述带轮(1，2)的变速器室排出的冷却剂来相应地限定所述目标最小温度和测量上述测量值。

4.根据权利要求3所述的用于运行无级变速器的方法，其特征在于，为已经从所述变速器室排出的冷却剂所限定的所述目标最小温度具有位于120摄氏度至140摄氏度的范围内的值。

5.根据以上权利要求1-4中任一项所述的用于运行无级变速器的方法，其特征在于，所述冷却系统设置有用于冷却所述冷却剂的热交换装置(19)和用于允许冷却剂绕过所述热交换装置(19)的旁通装置(50)，为所述传动带(3)的温度或冷却剂的温度限定一目标最小温度，并且，如果在测得的温度低于这种目标最小温度时，则通过所述旁通装置(50)将冷却剂控制成至少部分地绕过所述热交换装置(19)。

6.一种无级变速器，所述无级变速器包括两个带轮(1，2)、绕着所述带轮(1，2)缠绕的传动带(3)以及冷却系统，其中，每个带轮限定出有效地V形的周向槽，所述周向槽具有可变的宽度，所述冷却系统用于在所述变速器的运行过程中通过以再循环的方式向所述传动带(3)提供冷却剂来冷却所述传动带(3)，提供给所述传动带(3)的冷却剂的量与所述传动带(3)的温度相关，所述冷却系统包括用于冷却所述冷却剂的热交换装置(19)，其特征在于，所述变速器的运行过程中有位于1升/分钟至1.5升/分钟的范围内的最小量的冷却剂能够不论所述温度地提供给所述传动带(3)，所述冷却系统还包括可控的旁通装置(50)，所述旁通装置与所述热交换装置(19)并联地布置以在所述变速器的运行过程中允许受控量的冷却剂绕过所述热交换装置(19)。

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