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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierlich variables Getriebe
eines Riementyps mit einem Schrittmotor zum Steuern eines Öldrucks,
der einer Riemenscheibe zuzuführen
ist, und bezieht sich spezifischer auf eine Schrittmotor-Anordnung
in einem kontinuierlich variablen Getriebe eines Riementyps.
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Bisher
ist es bekannt, dass ein einen V-Riemen aufweisendes, kontinuierlich
variables Getriebe eines Riementyps (nachfolgend der Einfachheit
halber als Riementyp-CVT benannt) zur Verwendung in Fahrzeugen geeignet
ist.
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Ein
Beispiel eines Riementyp-CVTs wird in 3 gezeigt.
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Das
Riementyp-CVT umfasst einen Drehzahländerungsmechanismus 10,
dessen Hauptbereich durch ein paar Riemenscheiben konstituiert wird,
d. h., durch eine primäre
Riemenscheibe 16 an der Seite einer Eingangswelle 15 und
eine sekundäre Riemenscheibe 16 an
der Seite einer Ausgangswelle 30. Die Eingangswelle 13 ist über einen
Vorwärts/Rückwärts-Schaltmechanismus
und einem Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung mit einem Motor
verbunden.
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Die
Riemenscheiben 16, 26 des Drehzahländerungsmechanismus 10 sind
miteinander durch einen V-Riemen 12 in Antriebsverbindung.
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Die
primäre
Riemenscheibe 16 besteht aus einer fixierten Scheibe 16a,
die mit der Eingangswelle 15 drehbar ist, und einer beweglichen
Scheibe 16b, die axial relativ zu der fixierten Scheibe 16a beweglich
ist, so dass dazwischen eine Riemenscheibennut mit variabler Weite
gebildet wird.
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Die
sekundäre
Riemenscheibe 16 besteht aus einer fixierten Scheibe 26a,
die zusammen mit der Ausgangswelle 30 drehbar ist, und
einer beweglichen Scheibe 26b, die relativ zu der fixierten
Scheibe 26a axial beweglich ist, um dazwischen eine Nut variabler
Weite zu bilden.
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Die
primäre
Riemenscheibe 16 und die sekundäre Riemenscheibe 26 sind
mit einer primären Zylinderkammer 17 und
einer sekundären
Zylinderkammer 27 versehen, die mit einem Primärdruck (Ppri)
und einem Sekundärdruck
(Psec) jeweils aus einer Öldruck-Steuersektion 5 beaufschlagt
werden. Die Öldruck-Steuersektion 5 generiert
einen Leitungsdruck durch Regulieren eines Öldrucks von einer Ölpumpe OP.
Femer steuert die Öldrucksteuersektion 5 den
Leitungsdruck unter Ansprechen auf ein Kommando von einer CVT-Steuereinheit 3 zum Generieren
des Primärdrucks
und des Sekundärdrucks.
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Während der
Fahrt eines Fahrzeugs werden die Weiten der Riemenscheiben-Nuten
der primären Riemenscheibe 16 und
der sekundären
Riemenscheibe 26 variiert, abhängig von einer Variation der den
jeweiligen Zylinderkammern 17, 27 zugeführten Öldrücke, wodurch
die Umschlingungsdurchmesser für
den Riemen 12 variiert werden, der die Riemenscheiben 16, 26 umschlingt.
Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis zwischen
der primären
Riemenscheibe 16 und der sekundären Riemenscheibe 26 kontinuierlich
variiert.
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4 zeigt
eine Primärdruck-Zuführkreis-Struktur
in der Öldruck-Steuersektion 5 zum Bereitstellen
eines Primärdrucks
für die
Zylinderkammer 17 der Primär-Riemenscheibe. Die Öldruck-Steuersektion 5 umfasst
ein Drehzahländerungs-Steuerventil 35 zum
Steuern des Primärdrucks durch
eine Steuerung des Leitungsdrucks. Hierbei dient der Leitungsdruck
als der Sekundärdruck,
der der Sekundärdruckkammer 27 zugeführt wird.
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Das
Drehzahländerungs-Steuerventil 35 enthält einen
Ventilschieber 36, der mit einem Zwischenabschnitt eines
Servolenkers 50A verbunden ist, welcher eine mechanische
Feedback-Vorrichtung konstituiert und durch einen Schrittmotor 40 angetrieben ist,
der mit einem Ende des Servolenkers 50A verbunden ist.
Das andere Ende des Servolenkers 50A ist mit einem Riemenscheiben-Folgeglied 45A verbunden,
welches der Bewegung der beweglichen Scheibe 16b der primären Riemenscheibe 16 folgt. Dadurch
erhält
das Schaltsteuerventil 35 ein Feedback der Weite der primären Riemenscheibe 16,
d. h., des aktuellen Übersetzungsverhältnisses.
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Das Übersetzungsverhältnis zwischen
der primären
Riemenscheibe 16 und der sekundären Riemenscheibe 26 wird
durch den Schrittmotor 40 gesteuert, der unter Ansprechen
auf ein Drehzahländerungs-Kommandosignal
von der CVT-Steuereinheit 3 betrieben wird.
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In
der Zwischenzeit wird der Leitungsdruck unter Berücksichtigung
einer Motorbetriebskondition auf einen vorbestimmten Wert gesteuert,
und zwar mittels eines nicht gezeigten Drucksteuerventils und basierend
auf einem Kommando (z. B. einem Vorgabesignal) von der CVT-Steuereinheit 3.
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Die 5 und 6 zeigen
die Anordnung des Schrittmotors und des Servolenkers bei der Anordnung
des Standes der Technik.
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In
einem Getriebegehäuse 12 ist
direkt unter der Primärriemenscheibe 16 eine
Führungswelle 8 angeordnet,
die zwischen dem Getriebegehäuse 2 und
einem Riemenscheiben-Stützblock 6 positioniert ist.
Der Riemenscheiben-Stützblock 6 ist
in dem Getriebegehäuse 12 fixiert
und ist parallel zur Dreh-Achse der primären Riemenscheibe 16.
Auf der Führungswelle 8 ist
das Riemenscheiben-Folgeglied 45A verschiebbar abgestützt.
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Das
Riemenscheiben-Folgeglied 45A besitzt einen Hülsenabschnitt 46,
der auf der Führungswelle 8 drehbar
ist, und einen Eingriffsabschnitt 47, der sich von dem
Hülsenabschnitt 46 zur
Seite der primären
Riemenscheibe 16 erstreckt. In einer axialen Richtung der
Führungswelle 8 gesehen,
hat der Eingriffsabschnitt 47 die Form eines kreisförmigen Bogens
korrespondierend mit der äußeren Peripherie der
beweglichen Scheibe 16b der primären Riemenscheibe 16.
Der Eingriffsabschnitt 47 hat einen abgestuften Querschnitt,
so dass er eine erste Fläche 47a aufweist,
die in Kontakt ist mit der beweglichen Scheibe 16b, wobei
die erste Fläche
an der Seite angeordnet ist, die der Seite der fixierten Scheibe 16a abgewandt
ist. Eine zweite Fläche 47b des
Eingriffsabschnitt 47 steht in Kontakt mit der anderen äußeren Umfangsperipherie
der beweglichen Scheibe 16b. Das Riemenscheiben-Folgeglied 45A wird
permanent mittels einer Feder 58 gegen die bewegliche Scheibe 16b gezwungen,
welche Feder zwischen dem Getriebegehäuse 2 und dem Riemenscheiben-Folgeglied 45a angeordnet
ist, so dass das Riemenscheiben-Folgeglied 45a bei einer
Variation der axialen Position der beweglichen Scheibe 16b entsprechend
gleitend mit bewegt wird.
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Der
Hülsenabschnitt 46 des
Riemenscheiben-Folgeglieds 45A ist weiterhin mit einem
Verbindungsstift 48A ausgestattet, und zwar zur Verbindung
mit einem Ende des Servolenkers 50A, was später erläutert wird.
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Mit
dem Schaltsteuerventil 35 ist ein Ventilkörper 60A vorgesehen,
der unter der Führungswelle 8 angeordnet
ist und einen Ventilschieber 36 inkludiert, der parallel
zur Führungswelle 8 in
einer Ventilbohrung 64 verschiebbar ist.
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Der
Schrittmotor 40 ist an der unteren Fläche des Ventilkörpers 60A angebracht
und hat eine Ausgangsstange 42, die sich parallel zur Führungswelle 8 erstreckt.
Die Ausgangsstange 42 trägt an einem Ende einen Stift 43.
Obwohl nicht gezeigt, hat der Schrittmotor 40 einen Getriebemechanismus,
um die Ausgangsstange im Betrieb axial anzutreiben.
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Der
Zwischenabschnitt des sich vertikal erstreckenden Servolenkers 50A ist
an einem Endabschnitt des Ventilschiebers 36 des Schaltsteuerventils 35 schwenkbar
angelenkt. Der Servolenker 50A steht an einem oberen Endabschnitt
mit einem Verbindungsstift 48A in Eingriff, der durch einen
Stiftstützbereich 49A des
Riemenscheiben-Folgeglieds 45A abgestützt ist.
Ein unterer Endabschnitt des Servolenkers 50A steht in
Eingriff mit dem Verbindungsstift 43 an der Ausgangsstange 42 des
Schrittmotors 40.
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Entsprechend
der Bewegung des Servolenkers 50A, der entsprechend der
Bewegung des Schrittmotors 40 verstellt wird, wird der
Ventilschieber 36 des Schaltsteuerventils 35 verstellt,
um die Zufuhr und die Abfuhr des Öldrucks zu der primären Zylinderkammer 27 zu
steuern und auf diese Weise den Primärdruck so einzustellen, dass
ein Soll-Übersetzungsverhältnis erhalten
wird, das durch die Antriebsposition des Schrittmotors 40 vorgegeben
ist. Wenn zu einer Änderung
der Drehzahl die bewegliche Scheibe 16b bewegt wird, wird
das Schaltsteuerventil 35 unter Ansprechen auf die Schwenkbewegung
des Servolenkers 50A in der entgegengesetzten Richtung
geschlossen.
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Ein
CVT des V-Riementyps mit einer der vorbeschriebenen strukturähnlichen
Struktur wird offenbart in JP 3-72863 A.
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In
dem bekannten Drehzahländerungsmechanismus
erstreckt sich der Servolenker 50A, wie oben beschrieben,
vertikal und sind, ausgehend von der primären Riemenscheibe 16 nach
unten, das Drehzahländerungs-
oder Schaltsteuerventil 35 und der Schrittmotor 40 untereinander
angeordnet. Weiterhin sind die primäre Riemenscheibe 16,
das Drehzahländerungs-Steuerventil 35 und
der Schrittmotor 40 jeweils voneinander beabstandet, um
ein vorbestimmtes Hebelverhältnis
für den
Servolenker 50A zu erzielen, das benötigt wird wegen der Relation
zwischen dem Hub der Ausgangsstange 42 des Schrittmotors 40 und
der resultierenden axialen Bewegung des Ventilschiebers 36.
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Aus
diesem Grund ist der Schrittmotor 40 erheblich tiefer angeordnet
als die primäre
Riemenscheibe 16, so dass die Höhe des CVT des Riementyps,
einschließlich
einer Ölwanne 7,
in welcher der Schrittmotor 40 untergebracht ist, groß ist, was
ein Problem hervorruft, weil es schwierig ist, das CVT des Riementyps
mit kleiner Baugröße auszubilden.
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Es
ist demzufolge ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Schrittmotor-Anordnung in einem
CVT des Riementyps zu schaffen, die es ermöglicht, das CVT des Riementyps
mit kleiner Höhe auszubilden
und deshalb klein zu dimensionieren.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein kontinuierlich variables
Getriebe eines Riementyps vorgesehen, das aufweist: Einen Drehzahländerungsmechanismus
mit einer primären
Riemenscheibe an einer Eingangsseite, einer sekundären Riemenscheibe
an einer Ausgangsseite, und einen Riemen, der die primäre Riemenscheibe
und die sekundäre
Riemenscheibe umschlingt, einer Schrittmotor-Anordnung mit einem
mit einer beweglichen Scheibe der primären Riemenscheibe in Eingriff
stehenden Riemenscheiben-Folgeglied, ein Drehzahländerungs-Steuerventil
zum Steu ern eines Primärdrucks,
der die primäre
Riemenscheibe beaufschlagt, einen Servolenker, und einen Schrittmotor zum
Antreiben des Drehzahländerungs-Steuerventils über den
Servolenker unter Ansprechen auf ein Kommandosignal für eine Drehzahländerung,
wobei der Servolenker mit dem Riemenscheiben-Folgeglied verbunden
ist, um einer Variation einer Weite einer Riemenscheibennut der
primären
Riemenscheibe zu folgen und dadurch eine Feedback-Steuerung der Weite
der Nut der primären
Riemenscheibe auszuführen,
wobei sich jedoch der Servolenker allgemein horizontal von dem Riemenscheiben-Folgeglied
wegerstreckt, um das Riemenscheiben-Folgeglied, das Drehzahländerungs-Steuerventil
und den Schrittmotor miteinander zu Verbinden.
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Gemäß eines
anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein kontinuierlich
variables Getriebe eines Riementyps vorgesehen, das aufweist: Einen
Drehzahländerungsmechanismus
mit einer primären
Riemenscheibe an einer Eingangsseite, einer sekundären Riemenscheibe
an einer Ausgangsseite, und einen Riemen, der um die primäre Riemenscheibe
und die sekundäre
Riemenscheibe geschlungen ist, ein Riemenscheiben-Folgeglied, das in
Eingriff steht mit einer beweglichen Scheibe der primären Riemenscheibe,
ein Drehzahländerungs-Steuerventil
zum Steuern eines Primärdrucks, mit
dem die primäre
Riemenscheibe beaufschlagt wird, einen Servolenker und einen Schrittmotor
zum Antreiben des Drehzahländerungs-Steuerventils über den
Servolenker unter Ansprechen auf ein Kommandosignal für eine Drehzahländerung,
wobei der Servolenker mit dem Riemenscheiben-Folgeglied verbunden
ist, um einer Variation einer Weite einer Nut der primären Riemenscheibe
zu folgen und auf diese Weise eine Feedback-Steuerung der Weite
der Nut der primären
Riemenscheibe auszuführen,
wobei jedoch das Riemenscheiben-Folgeglied, das Drehzahländerungs-Steuerventil und
der Schrittmotor Seite an Seite in der horizontalen Richtung angeordnet
sind, und wobei sich der Servolenker allgemein von dem Riemenscheiben-Folgeglied ausgehend
horizontal erstreckt, um das Riemenscheiben-Folgeglied, das Drehzahländerungs-Steuerventil
und den Schrittmotor miteinander zu verbinden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen.
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1 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Schrittmotor-Anordnung
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht der Schrittmotor-Anordnung von 1;
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3 ist
eine schematische Ansicht einer Drehzahländerungs-Steuersektion eines
CVTs eines Riementyps, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt
ist;
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4 ist
eine schematische Ansicht einer mechanischen Feedback-Vorrichtung
zum Durchführen
eines Feedbacks einer Weite einer Riemenscheibennut einer primären Riemenscheibe;
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5 ist
eine Längsschnittansicht
einer Schrittmotor-Anordnung des Standes der Technik; und
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6 ist
eine Ansicht in der axialen Richtung des Schrittmotors der Schrittmotor-Anordnung von 5.
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Ähnlich wie
bei der Struktur des Standes der Technik sind in den 1 und 2 gleiche
Teile wie die der 5 und 6 mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Die Führungswelle 8 ist
direkt unter der primären
Riemenscheibe 16 (siehe 5) innerhalb
eines Getriebegehäuses 2 und
parallel zu der Drehachse der primären Riemenscheibe 16 angeordnet. Auf
der Führungswelle 8 ist
das Riemenscheiben-Folgeglied 45 verschiebbar montiert.
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Das
Riemenscheiben-Folgeglied 45 hat den Hülsenabschnitt 46,
durch welchen die Führungswelle 8 hindurchgeht,
und den Eingriffsabschnitt 47, der sich von dem Hülsenabschnitt 46 zur
Seite der primären
Riemenscheibe 16 erstreckt. Der Eingriffsabschnitt 47 hat,
in axialer Richtung der Führungswelle 8 gesehen,
die Form eines Kreisbogens korrespondierend mit der äußeren Peripherie
der beweglichen Scheibe 16b der primären Riemenscheibe 16.
Der Eingriffsabschnitt 47 besitzt einen gestuften Querschnitt
mit der ersten Fläche 47a für einen
Kontakt mit der beweglichen Scheibe 16b, welche Fläche an der
Seite abgewandt von der Seite der fixierten Scheibe 16a angeordnet
ist, und eine zweite Fläche 47 für einen
Kontakt mit der anderen äußeren Umfangsperipherie
der beweglichen Scheibe 16b. Das Riemenscheiben-Folgeglied 45a wird
permanent durch die Feder 58 gegen die bewegliche Scheibe 16 beaufschlagt,
welche Feder 58 zwischen dem Getriebegehäuse 2 und
dem Riemenscheiben-Folgeglied 45a angeordnet ist. Das Riemenscheiben-Folgeglied 45A ist
entsprechend einer Variation der axialen Position der beweglichen
Scheibe 16b gleitend beweglich.
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Die
oben beschriebene Struktur ist substantiell die gleiche wie die
Struktur beim Stand der Technik und wie im Bezug auf 5 beschrieben.
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Der
Hülsenabschnitt 46 des
Riemenscheiben-Folgeglieds 45 ist mit dem Stift-Stützbereich 49 ausgestattet.
In einem Status, in welchem der Eingriffsabschnitt 47 in
Kontakt mit dem Umfangsbereich der beweglichen Scheibe 16b ist,
steht der Stift-Stützbereich 49 horizontal
von dem Hülsenabschnitt 46 vor,
wobei sich der Verbindungsstift 48 vom Stützbereich 49 vertikal
nach unten erstreckt.
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Der
Ventilkörper 60 ist
an der unteren Seite der primären
Riemenscheibe 16 angeordnet und positioniert das Drehzahländerungs-Steuerventil 35 auf nahezu
der selben Höhe
wie die Führungswelle 8. Das
Drehzahländerungs-Steuerventil 35 enthält den Ventilschieber 36,
der parallel zur Führungswelle 8 verschiebbar
ist.
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An
der oberen Fläche
des Ventilkörpers 60 ist
der Schrittmotor 40 so angebracht, dass er benachbart zu
dem Drehzahländerungs-Steuerventil 35 positioniert
ist, und zwar auf der Seite, die abgewandt ist von der Seite der
Führungswelle 8,
was es ermöglicht,
die Ausgangsstange 42 parallel zur Führungswelle 8 nahezu
auf der selben Höhe
zu positionieren wie die Führungswelle 8.
Es sind nämlich
die Führungswelle 8 und
das Drehzahländerungs-Steuerventil
nahezu horizontal und Seite an Seite angeordnet.
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Die
Ausgangsstange 42 des Schrittmotors 40 hat einen
gabelartigen Endabschnitt, an welchem der vertikale Verbindungsstift 43 angebracht
ist.
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Der
Ventilschieber 36 des Drehzahländerungs-Steuerventils 35 hat
an einem Endabschnitt einen Stiftstützblock 37 mit einer
Stiftbohrung 38.
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Der
Servolenker 50 erstreckt sich allgemein horizontal und
besitzt einen Zwischenabschnitt, an welchem ein Schwenkzapfen 55 fixiert
auf eine Weise angebracht wird, gemäß der er vertikal nach oben vorsteht.
Der Schwenkzapfen 55 erstreckt sich durch die Stiftbohrung 38 des
Blocks 37 am Ende des Ventilschiebers 36 und wird
durch einen Splintstift 39 daran gehindert, davon abgestreift
zu werden.
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Der
Servolenker 50 hat an seinen axial voneinander abgewandten
Enden gegabelte Endabschnitte. Ein gegabelter Endabschnitt steht
in Eingriff mit dem Verbindungsstift 48 des Riemenscheiben-Folgeglieds 45.
Der andere gegabelte Endabschnitt steht in Eingriff mit dem Verbindungsstift 43 der
Ausgangsstange 42 des Schrittmotors 40.
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Spezifischer
ist der Servolenker 50 vertikal gekröpft, so dass er teilweise auf
nahezu der gleichen Höhe
angeordnet ist wie die Ausgangsstange 42 des Schrittmotors 40.
Der andere Teil davon ist tiefer angeordnet als die Führungswelle 8 und
das Anschlussende des Ventilschiebers 36, derart, dass
das Riemenscheiben-Folgeglied 45, das Drehzahländerungs-Steuerventil 35 und
der Schrittmotor 40 auf nahezu derselben Höhe angeordnet
sind.
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Spezifischer
umfasst der Servolenker 50 einen auf höherem Niveau liegenden Abschnitt
und einen auf niedrigerem Niveau liegenden Abschnitt. Der Servolenker 50 steht
mit seinem auf höherem
Niveau liegenden Abschnitt mit der Ausgangsstange 42 des Schrittmotors 40 in
Eingriff, hingegen mit seinem auf tieferen Niveau liegenden Abschnitt
mit dem Drehzahländerungs-Steuerventil 35 und
dem Riemenscheiben-Folgeglied 45.
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Spezifischer
hat der Servolenker 50 an dem auf tieferem Niveau liegenden
Abschnitt das gegabelte Ende, das in Eingriff ist mit dem Verbindungsstift 48,
der sich von dem Riemenscheiben-Folgeglied 47 nach unten
erstreckt.
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Die
andere Struktur ist substantiell gleich wie die Struktur beim Stand
der Technik.
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Bei
einer unter Ansprechen auf den Schrittmotor 40 erfolgenden
Bewegung des Servolenkers 50 wird der Ventilschieber 36 axial
verstellt, um in dem Drehzahländerungs-Steuerventil 35 zu
bewirken, dass der primären
Zylinderkammer 17 Öldruck zugeführt oder
der Öldruck
entlastet wird. Dadurch wird der Primärdruck so gesteuert, dass ein
Soll-Getriebeverhältnis
erhalten wird, das durch die eingestellte Antriebsposition des Schrittmotors 40 vorgegeben
wird. Wenn die bewegliche Scheibe 16b bewegt wird, um eine
Drehzahländerung
zu bewirken, dann wird unter Ansprechen auf die Schwenkbewegung
des Servolenkers 50 in der entgegengesetzten Richtung das
Drehzahländerungs-Steuerventil 35 geschlossen.
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Bei
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Schrittmotor 40 quer
zu dem Riemenscheiben-Folgeglied 45 angeordnet, das in
Eingriff ist mit der beweglichen Scheibe 16b der primären Riemenscheibe 16,
und zwar zusammen mit dem Drehzahländerungs-Steuerventil 35,
und derart, dass der Schrittmotor 40 und das Drehzahländerungs-Steuerventil 45 auf
nahezu der selben Höhe oder
auf demselben Niveau angeordnet sind wie das Riemenscheiben-Folgeglied 45.
Daraus ergibt sich, das sich der Servolenker 50 von dem
Riemenscheiben-Folgeglied 45 horizontal wegerstreckt, um
das Riemenscheiben-Folgeglied 45, das Drehzahländerungs-Steuerventil 35 und
den Schrittmotor 40 miteinander zu verbinden.
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Daraus
ergibt sich, dass der Raum zum Unterbringen des Schrittmotors, der
direkt unter der primären
Riemenscheibe wie bei der Struktur des Standes der Technik angeordnet
ist, eingespart werden kann, was die Höhe des CVT des Riementyps erheblich
vermindert, einschließlich
der Ölwanne.
Dadurch kann das CVT des Riementyps in seiner Gesamtheit klein dimensioniert
sein.
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Die
gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung P 2004-056354 (eingereicht
am 01.03.2004) werden hiermit durch Rückbeziehung inkorporiert.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform
beschrieben worden ist, soll die Erfindung nicht auf die beschriebene
Ausführungsform
beschränkt sein.
Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform liegen
für Fachleute
auf diesem Gebiet im Lichte der obengegebenen Lehren auf der Hand.
Der Schutzumfang der Erfindung ist definiert unter Bezug auf die nachfolgenden
Patentansprüche.