CZ179399A3 - Způsob přestavování převodového poměru převodovky s plynule přestavitelným převodovým poměrem a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Abstract

Ph přestavování převodového poměru převodovky /2/ se snímá alespoň frekvence /Np/ otáčeníjejí primární strany /7/, určuje se režimzpomalování voádlav předemstanovených nebo zadatelných hodnotách, av reakci na určení režimu zpomalení vozidla se nastavuje výstupní frekvence /Nmot/ otáčení motoru /1/ vozidla v závislosti na snímané frekvenci /Np/ otáčení primární strany /7/ převodovky/2/. Zařízeníje opatřeno prostředky/20/, prostřednictvímkteiých se stanoví velikost zadatelné nebo předem stanovené hodnoty režimu zpomalování vozidla avreakci na určení režimu zpomalování se nastaví výstupní frekvence /Nmot/ otáčení motoru /1/ vozidlav závislosti na snímané frekvenci /Np/ otáčení primární strany/7/ převodovky /2/.

Description

Způsob přestavování převodového poměru převodovky s plynule přestavitelným převodovým poměrem ct ^Λ/i^enc 4. ipr ovoíoleAAA^/_

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přestavování převodového poměru převodovky s plynule přestavitelným převodovým poměrem

Λ eri('

Dosavadní stav techniky

Plynule přestavitelné převodovky vozidel, všeobecně označované jako CVT jsou známé například ze spisu EP-Al 0 451 887. Takové CVT převodovky dovolují jízdu za nízké frekvence otáčení motoru. Nastavení převodu se obecně děje hydraulicky, přičemž je potřebný hydraulický tlak dodáván hydraulickým čerpadlem poháněným motorem vozidla. Náhlé a velmi silné brzdění však může vést k tomu, že CVT převodovky vykazují v podmínkách stojícího vozidla ještě relativně nízký převod , zatímco objem (oleje) dodávaný čerpadlem při nízké frekvenci otáčení motoru nestačí při krátké době brzdění k tomu aby byl zařazen vyšší rozjezdový převod. Stojí-li vozidlo, nelze tak přeřadit, je tedy nutné docílit, aby vždy krátce před jeho zastavením bylo možné dosáhnout rozjezdového převodu.

Aby bylo možno na konci brzdění zařadit rozjezdový převod, musí v případě silného zpomalení převodovka umožnit přeřadit co nejrychleji na převody větší. Mezi motorem vozidla a CVT převodovkou je tedy obecně řazen měnič kroutícího momentu, který prostřednictvím překlenovací spojky může působit tak, že v okamžiku, ·· · · · · ···· • · · ··· ···· kdy překlenovací spojka měniče otevírá, klesne frekvence otáčení motoru na volnoběžnou frekvenci otáčení. Může dojít i k tomu, že objem oleje dodávaný hydraulickým čerpadlem už nestačí k zařazení převodu, takže při převodech nižších než rozjezdový, může vozidlo zastavit.

Jedna možnost, jak tento problém vyřešit spočívá v tom, že motor během brzdění pracuje na vyšší volnoběžnou frekvenci otáčení. To však může fungovat jen při velmi omezeném záběru, protože při zpomalování vozidla nesmí v žádném případě hnací moment ovlivněný vyšší frekvencí otáčení motoru působit na kola.

Úkolem vynálezu je bezpečně dosáhnout na konci brzdění rozjezdové rychlosti, aniž by se prodloužil vlastní průběh brzdění.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje zařízení k přestavování převodového poměru převodovky, vřazené mezi motorem vozidla a jeho hnacími koly, s plynule přestavitelným převodovým poměrem, s primární a sekundární stranou, u něhož je upraven alespoň první snímací prostředek ke snímání frekvence otáčení primární strany, přičemž jsou upraveny prostředky, prostřednictvím kterých se stanoví velikost zadatelné nebo předem stanovené hodnoty režimu zpomalování vozidla a v reakci na určení režimu zpomalování se nastaví výstupní frekvence otáčení motoru vozidla v závislosti na snímané frekvenci otáčení primární strany.

Uvedený úkol dále splňuje způsob přestavení převodu převodovky s plynule přestavitelným převodovým poměrem, vřazené mezi motorem vozidla a hnacími koly, která má primární a sekundární ·· ···· ·· ···· ·· ·· ·· · ·· · ···· • · · · · · · · · · stranu, přičemž se snímá alespoň frekvence otáčení primární strany, určí se režim zpomalování vozidla v předem stanovených nebo zadatelných hodnotách a v reakci na určení režimu zpomalení vozidla se nastaví výstupní frekvence otáčení motoru vozidla v závislosti na snímaném frekvenci otáčení primární strany, přičemž je obzvlášť upraveno, že se snímá výstupní frekvence otáčení motoru vozidla a výstupní frekvence otáčení se nastaví ve smyslu regulace na snímanou frekvenci otáčení primární strany.

Jak již bylo popsáno, vychází vynález z převodovky, která je vřazena mezi motor vozidla a jeho hnací kola a je projektována pro plynule přestavitelný převod. Tyto CVT převodovky mají primární a sekundární stranu, přičemž je upraven alespoň jeden snímač pro snímání frekvence otáčení primární strany.

Jádro vynálezu spočívá v tom, že pro režim zpomalování vozidla je možno stanovit předem stanovené nebo zadatelné hodnoty. V reakci na stanovení tohoto režimu zpomalování vozidla je nastavena, v závislosti na snímané frekvenci otáčení primární strany, výstupní frekvence otáčení motoru vozidla. Přitom podle zvláštního provedení jsou k dispozici další snímače pro snímání výstupní frekvence otáčení motoru vozidla a tato výstupní frekvence otáčení motoru vozidla se nastaví ve smyslu regulace na snímanou frekvenci otáčení primární strany.

Vynález vychází z toho, že v průběhu brzdění motorem vozidla může působit takový urychlovací moment, který je právě tak velký, že přes měnič nepřenáší žádný hnací výkon působící proti brzdění. Zároveň je upraveno, že mezi motorem vozidla a převodovkou je vřazen momentový měnič s překlenovací spojkou měniče. Překlenovací spojka otevírá v reakci na stanovení režimu zpomalování.

4Í

Hydrodynamický měnič pak nepřenáší žádný výkon, je-li výstupní a vstupní frekvence otáčení stejná. Prokluzování měniče je také nulové. Během zpomalování, respektive při průběhu brzdění, vstupní frekvence otáčení měniče a také výstupní frekvence otáčení motoru je regulace taková, že výstupních frekvence otáčení měniče a také vstupní frekvence otáčení převodovky jsou stejné. Výkon přenášený v

měničem je tudíž nastaven na hodnotu nula. Radí-li nyní převodovka na vyšší převod, vede to k tomu, že se frekvence otáčení motoru vozidla nastavuje výrazně výše, než je volnoběžná frekvence otáčení. Tím je v celém průběhu brzdění zajištěno, že výkon dodávaný čerpadlem je dostatečně velký, aby převodovka rychle zařadila větší převod. Kromě toho je zajištěno, že se na kolo nepřenesou žádné positivně urychlující síly.

Podle zvlášť výhodného provedení je nastavení výstupní frekvence otáčení motoru stejně jako vstupní frekvence otáčení měniče takové, že není překročena předem stanovená nebo zadatelná prahová hodnota. To má výhodu, že motor vozidla zbytečně nepracuje ve vysokých otáčkách.

Podle dalšího provedení vynálezu je upraveno, že nastavení výstupní frekvence otáčení motoru vozidla, které je závislé na snímané frekvenci otáčení primární strany, proběhne jen tehdy, když výstupní frekvence otáčení motoru vozidla a/nebo frekvence otáčení primární strany není nižší než předem stanovená nebo zadatelná prahová hodnota. Klesne-li tak vstupní frekvence otáčení převodovky na hodnotu, která je o určitou velikost větší než volnoběžná frekvence otáčení, nastavení, popřípadě regulování podle vynálezu, se zastaví.

·· · · · · · · · · • · · ··· ····

Podle zvlášť výhodného provedení je zjišťována velikost zpomalení představovaná podélnou rychlostí vozidla, obzvláště závislá na snímaném počtu otáček kol. Režim zpomalování vozidla je pak stanoven, když takto zjištěná velikost zpomalení překročí předem stanovenou nebo zadatelnou prahovou hodnotu.

Obzvláště výhodné je to, že nastavení počtu otáček motoru, které je závislé na snímaném počtu otáček primární strany, je ukončeno, když už režim zpomalení stanoven není. Nastavení, případně regulace počtu otáček motoru podle vynálezu je tak přerušeno, pokud zpomalení vozidla nedosáhne určité hodnoty.

Jak již bylo zmíněno, během režimu zpomalení je převod v převodovce přestaven na kratší.

Pomocí vynálezu je také možno při obzvlášť silném zpomalení z nízkých rychlostí (30 až 60 km/h) zajistit, že se vozidlo s CVT převodovkou při převodu blízkém převodu rozjezdovému zastaví. Kromě toho, aby se zvýšil objem dodávaný hydraulickým čerpadlem, může motor pracovat, aniž by bylo nutno se obávat, že přenese na kola nějaký proti brzdnému účinku působící výkon.

Výhodná provedení vynálezu jsou shledávána dodatečným patentovým nárokem.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje schéma plynule přestavitelné převodovky, obr. 2 postupový diagram.

Příklady provedení vynálezu ·· ···· <?

Vynález je blíže objasněn na základě následujících příkladů provedení. Na obr. 1 je pod vztahovou značkou 2 znázorněna variátorová převodovka motorového vozidla sloužící k přenosu síly od motoru i. na hnací hřídele 3_ kol. Taková plynulá převodovka má kupříkladu měnič kroutícího momentu 4 a spojky 5. k řazení pro jízdu vpřed i vzad, které jsou vřazeny mezi motor 1 a variátor 6.. Měnič 4 může prostřednictvím překlenovací spojky měniče 23 fungovat až po mez prokluzu pohonu. Otevírání a uzavírání překlenovací spojky 23 měniče je přitom nakresleno s regulací této spojky 23 pomocí signálu ^Vkon/off·

Chod motoru 1_ vozidla je řízen, respektive regulován pomocí řídicího přístroje 22. Výstupní frekvence Nmot otáčení motoru 1, který odpovídá vstupní frekvenci otáčení měniče 4, je zjišťován snímačem 25 frekvence otáčení. Podélná rychlost vozidla V1, obecně závislá na snímačem zjištěném počtu otáček kol, je určena v bloku 24.. K nastavení určitého počtu výstupní frekvence Nmot otáčení slouží signál Mot předávaný jednotkou 20 řídicímu přístroji 22 motoru.

Variátor 6. se skládá z hnací (primární) a poháněné (sekundární) sady 7 a 8. kuželových kotoučů, přičemž se pomocí řetězu nebo článkového posuvného pásu 9 přenáší síla z hnací sady 7 na poháněnou sadu 8.. Každá sada kuželových kotoučů se skládá z jednoho pevného a z jednoho osově pohyblivého kotouče. Současnou variací osově pohyblivého kotouče na hnací a poháněné sadě kotoučů se mění převod variátoru 6 z vyššího rozjezdového převodu k nižšímu převodu Overdrive.

Poháněná sada kotoučů je přes vyrovnávací soukolí 10 spojena s hnacími hřídeli 3_ kol. Osově pohyblivá kuželová kola 7 a 8 jsou

4· ··4 4

4444

4 · 44 · 4 4 · · • 4 4 4 4 4 4494

4^4 4 4 4 · · ··· ···

4/4» »4» · · přestavitelná hydraulicky, k čemuž slouží jejich olejové komory 11 a

12.

Pro zásobování tlakovým olejem je převodovka vybavena olejovým čerpadlem 13. které obecně pracuje se stejným počtem otáček jako spalovací motor L Při určitém provedení je napětí pásu 9. nastavováno pomocí tlakového omezovacího ventilu 14, který reguluje tlak v olejové komoře 12 poháněné strany. Převodový poměr je nastavován pomocí proporcionálního ventilu (primární ventil) 15 na primární straně.

Tento primární ventil 15 může při nastavení A odpouštět olej z olejové komory 11 hnací strany a snižovat tak tlak, čímž se převod přestaví na Low. Při nastavení C vtéká olej do olejové komory 11 hnací strany, čímž se převod změní ve směru Overdrive a tlak v olejové komoře 11 hnací strany stoupá. Při nastavení B proporcionálního ventilu 15 je olejová komora 11 utěsněna, což znamená, že do této komory 11 nemůže přitékat nebo z ní odtékat téměř žádný olej. Proporcionální ventil 15 může být například přímo seřiditelný nebo seřiditelný přes předběžně nastavitelný ventil známým způsobem.

V příkladě provedení, který je zde popsán, se generuje prostřednictvím nastavení proudu I v magnetu 16 síla na ventilovém šoupátku. Pomocí pružiny 17 ventilového šoupátka se reguluje potřebné nastavení proporcionálního ventilu 15. To znamená, že proud I přes magnety 16 určuje nastavení proporcionálního ventilu 15 a tím jeho otevírací průřez.

Dále je používán snímač 18 ke zjišťování počtu primárních otáček Np a snímač 19 ke zjišťování počtu sekundárních otáček Ns. Signály z primárního a sekundárního snímače Np a Ns jsou přiváděny ·♦ ···· ·· «··· ·· ·· • · · · · · ···· • · · · · · · · · · řídicím zařízením 20, které nastavuje proud I přes magnety 16 proporcionálního ventilu 15. Dále je například připojen snímač 21 ke zjišťování nastavení a z pedálu ovladatelného řidičem.

Obr. 2 ukazuje činnost vynálezu podle příkladu provedení. Po počátečním kroku 201 se v kroku 202 určuje z podélné rychlosti vozidla V1 podélné zrychlení vozidla al jako časová derivace podélné rychlosti vozidla. Podélná rychlost vozidla obecně závislá na počtu otáček kola se přitom určuje v bloku 24, obr. 1.

V bloku 203 se takto určené podélné zrychlení porovnává s první prahovou hodnotou SW1, která může být např. 3,5 m/s². Nedosahuje-li podélné zrychlení prahovou hodnotu SW1, přechází se přímo ke konečnému kroku 210. neboť v tomto případě zpomalení vozidla není dostatečně velké. Pokud však podélné zpomalení vozidla prahovou hodnotu SW 1 překračuje, otevírá se v kroku 204 prostřednictvím signálu Wkoff překlenovací spojka měniče. Současně se převodový poměr prostřednictvím nastavení Δ1 ventilu 15 pokud možno rychle přestaví na větší převody. V kroku 205 ie vznesen dotaz, zda vstupní frekvence otáčení převodovky, primární frekvence Np otáčení, je menší než prahová hodnota S W2, např. 2500 1/min. Pokud je tomu tak, je v kroku 206 frekvence Nmot otáčení motoru upravována na vstupní frekvenci otáčení převodovky. To se děje buď přímo z jednotky 20, nebo odpovídajícím nastavením řídicího přístroje 22 motoru signálem Mot.

Pokud je však v kroku 205 konstatováno, že mezní frekvence

S W2 otáčení je překročena, přejde se přímo ke kroku 207.

Prostřednictvím dotazu 205 se lze vyhnout překročení horní mezní frekvence SW2 otáčení a motor nad touto hranicí už ani krátkou dobu dále nepracuje.

·· ···· • 4» ····

V kroku 207 je vstupní frekvence Np otáčení převodovky porovnávána s třetí prahovou hodnotou SW3, která je např. o 200 otáček větší než volnoběžná frekvence otáčení motoru. Pokud vstupní frekvence otáčení převodovky překračuje spodní hodnotu SW3 frekvence otáčení (výsledek dotazu v bloku 207 je „ne“), je ještě vstupní frekvence otáčení převodovky dostatečně vzdálena od volnoběžné frekvence otáčení motoru, takže se v kroku 208 obnoví stanovené podélné zpomalení vozidla al.

Pokud je však v kroku 207 konstatováno, že vstupní frekvence otáčení převodovky nedosahuje spodní prahové hodnoty SW3. přejde se přímo ke konečnému kroku 210 a regulace podle vynálezu se ukončí.

Není-li však vstupní frekvence otáčení převodovky ještě dostatečně vzdálena od volnoběžné frekvence otáčení motoru, je po obnoveném stanovení podélného zpomalení vozidla v bloku 208 v bloku 209 přezkoušeno, zda aktuální podélné zpomalení vozidla al nedosahuje čtvrtou prahovou hodnotu SW4. která může být např. 2 m/sec². Pokud je ještě podélné zpomalení vozidla dostatečně velké, trvá ještě také brzdění (výsledek dotazu v bloku 209 je „ne“), takže s nastavením bloku 205, resp. 206 je udržována regulace podle vynálezu. Regulace pak může být ukončena s přechodem ke konečnému kroku 210, je-li v bloku 209 zaznamenáno, že aktuální podélné zpomalení vozidla nedosahuje čtvrté prahové hodnoty SW4. V tomto případě se už nevyskytuje žádné brzdění v dostatečné velikosti.

Po konečném kroku 210 začíná proces znázorněný na obr. 2 znovu.

9999

99

9 9 9 ·

9 9 9 9

9 999 999

9 9

9 9 · 9 • 9 9 • 99 • 9 »999

9

9

9

9

V rekapitulaci je nutno poznamenat, že vynález se týká přestavování převodu mezi motorem vozidla a jeho hnacími koly pomocí vřazené převodovky s plynule přestavitelným převodovým poměrem s primární a sekundární stranou. Podle vynálezu jsou upraveny prostředky, s nimiž je možno stanovit režim zpomalování vozidla v předem stanovených a zadatelných hodnotách. V reakci na stanovení takového zpomalovacího režimu se určuje, popřípadě reguluje, výstupní frekvence otáčení motoru vozidla závislá na snímané frekvenci otáčení primární strany. Prostřednictvím vynálezu je také možno při obzvlášť silném zpomalení při nízkých rychlostech (30 až 60 km/h) zajistit, že vozidlo s CVT převodovkou při převodu blízkém převodu rozjezdovému, zastaví. Kromě toho může motor za účelem zvýšení množství oleje dodávaného hydraulickým čerpadlem pracovat, aniž by bylo nutné se obávat, že motor vozidla přenese na kola výkon působící proti brzdnému účinku.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k přestavování převodového poměru převodovky (2), vřazené mezi motorem vozidla (1) a jeho hnacími koly, s plynule přestavitelným převodovým poměrem, s primární a sekundární stranou (7, 8), u něhož je upraven alespoň první snímací prostředek (18) ke snímání frekvence (Np) otáčení primární strany (7), přičemž jsou upraveny prostředky (20), prostřednictvím kterých se stanoví velikost zadatelné nebo předem stanovené hodnoty režimu zpomalování vozidla a v reakci na určení režimu zpomalování se nastaví výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla v závislosti na snímané frekvenci (Np) otáčení primární strany (7).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je osazen druhý snímací prostředek (25) ke snímání výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla a výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla se nastavuje ve smyslu regulace na snímanou frekvenci (Np) otáčení primární strany (7).
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nastavení výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla se děje tak, že se nepřekročí předem stanovená nebo zadatelná druhá prahová hodnota (SW2).
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nastavení výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla, které je závislé na snímané frekvenci (Np) otáčení primární strany (7), nastane jen tehdy, když výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla a/nebo frekvence (Np) otáčení primární strany (7) nepřekročí předem stanovenou nebo zadatelnou prahovou hodnotu (SW3).

   99 99

   9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

   99 9 999

   99 9999
5. 5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zjišťuje velikost zpomalení (al) reprezentovaná podélnou rychlostí vozidla, obzvlášť závislá na snímané frekvenci otáčení kola a režim zpomalování vozidla se stanoví tehdy, když zjištěná velikost zpomalování (al) nepřekročí předem stanovenou nebo zadatelnou prahovou hodnotu (SW1).
6. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nastavení výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla, které je závislé na snímané frekvenci (Np) otáčení primární strany (7) končí, když se už režim zpomalování vozidla dále neurčuje.
7. 7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v reakci na stanovení režimu zpomalování vozidla se převodový poměr převodovky přestavuje na kratší převody.
8. 8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi motorem (1) vozidla a převodovkou je vřazen momentový měnič (4) s překlenovací spojkou (23) měniče a prostředky (20) jsou vytvořeny tak, že v reakci na stanovení režimu zpomalování vozidla se překlenovací spojka (23) měniče rozpojí.
9. 9. Způsob přestavení převodu převodovky (2) s plynule přestavitelným převodovým poměrem, vřazené mezi motorem (1) vozidla a hnacími koly, která má primární a sekundární stranu (7, 8), přičemž se snímá alespoň frekvence (Np) otáčení primární strany (7), určí se režim zpomalování vozidla v předem stanovených nebo zadatelných hodnotách a v reakci na určení režimu zpomalení vozidla se nastaví výstupní frekvence (Nmot) otáčení motoru (1) vozidla v závislosti na snímaném frekvenci (Np) otáčení primární strany (7), přičemž je obzvlášť upraveno, že se snímá výstupní frekvence (Nmot) ·· ·«·· ·· ···· • · • ♦ ·· · otáčení motoru (1) vozidla a výstupní frekvence (Nmot) otáčení se nastaví ve smyslu regulace na snímanou frekvenci (Np) otáčení primární strany (7).
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že mezi motorem (1) vozidla a převodovkou je vřazen momentový měnič (4) s překlenovací spojkou (23) měniče a tato překlenovací spojka (23) měniče se rozpojí v reakci na stanovení režimu zpomalování.