DE102005016833B4

DE102005016833B4 - Steuervorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Riemengetriebes

Info

Publication number: DE102005016833B4
Application number: DE102005016833A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Shioiri; Ryuji Ibaraki; Hiroaki Kimura; Yasuo Hojo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: JP4274033B2; CN100436885C; DE102005016833B8; FR2869083A1; US7988573B2; CN1683810A; US20050233842A1; DE102005016833A1; JP2005299851A; FR2869083B1

Abstract

Steuervorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Riemengetriebes, wobei das stufenlose Riemengetriebe aufweist: zwei Riemenscheibenwellen (51, 61), die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben (53, 63), die auf den Riemenscheibenwellen (51, 61) angeordnet und auf einer entsprechenden Riemenscheibenwelle in axialer Richtung der jeweiligen Riemenscheibenwelle verschiebbar sind; feststehende Scheiben (52, 62), die auf einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie der entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass zwischen den feststehenden Scheiben (52, 62) und den beweglichen Scheiben (53, 63) Ausnehmungen ausgeformt sind; einen Riemen (80), der auf die Ausnehmungen zwischen den beweglichen Scheiben (53, 63) und den feststehenden Scheiben (52, 62), die einander zugewandt sind, gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer ersten der beweglichen Scheiben (53) derart vorgesehen ist, dass sie die erste bewegliche Scheibe (53) zu der entsprechenden ersten der feststehenden Scheiben (52) hin drückt, um an der ersten beweglichen...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines stufenlosen Getriebes mit Riemen, die sowohl bei einer Primärriemenscheibe als auch bei einer Sekundärriemenscheibe eine Betätigungseinrichtung aufweist, um Riemenquetschdrücke zu erzeugen.
2. Stand der Technik
Im Allgemeinen hat ein stufenloses Getriebe (CVT) mit Riemen zwei parallel angeordnete Drehwellen, eine Primär- und eine Sekundärriemenscheibe, welche an den jeweiligen Wellen angebracht sind, und einen Riemen, welcher in V-förmigen Ausnehmungen der Primär- und Sekundärriemenscheiben gewickelt ist. Jede der Primär- und Sekundärriemenscheiben hat eine feststehende Scheibe, welche konisch ausgeformt und an der entsprechenden Drehwelle angebracht ist, und eine bewegliche Scheibe, welche ebenfalls konisch ausgeformt ist, aber an der Drehwelle in einer axialen Richtung gleitet. Die V-förmige Ausnehmung wird durch geneigte Teile der feststehenden Scheibe und der beweglichen Scheibe ausgeformt, die einander gegenüberliegen.
Das CVT mit Riemen dieses Typs bewirkt, dass sich die Kontaktradien des Riemens, welcher sich mit den Primär- und Sekundärriemenscheiben in Kontakt befindet, kontinuierlich ändern. Darüber hinaus wird ein Übersetzungsverhältnis γ kontinuierlich dadurch geändert, dass die bewegliche Scheibe an der Drehwelle bewegt und eine Breite der V-förmigen Ausnehmung der Riemenscheibe geändert werden. Das Übersetzungsverhältnis γ ist ein Verhältnis aus dem Kontaktradius des Riemens, welcher sich mit der Primärriemenscheibe in Kontakt befindet, zu dem des Riemens, der sich mit der Sekundärriemenscheibe in Kontakt befindet. Mit anderen Worten, es ist möglich, das Übersetzungsverhältnis γ kontinuierlich und variabel zu ändern, indem die Ausnehmungsbreite von nur der Primärriemenscheibe gesteuert wird.
Somit ist es notwendig, die bewegliche Scheibe an der Drehwelle zu verschieben, um das Übersetzungsverhältnis γ zu ändern. Daher wird ein Mechanismus (ein Mechanismus zum Verschieben einer beweglichen Scheibe) notwendig, welcher die bewegliche Scheibe der Primärriemenscheibe verschiebt. Ein beispielhafter Mechanismus zum Verschieben einer beweglichen Scheibe verschiebt diese mit einem Motor, wie z. B. einem Elektromotor oder einem Hydraulikmotor.
Dieses CVT mit Riemen ist auch mit einem Druckmechanismus (einer Betätigungseinrichtung) versehen, der die bewegliche Scheibe gegen die feststehende Scheibe drückt und der einen Riemenquetschdruck erzeugt, so dass das Übersetzungsverhältnis γ erhalten bleibt und ein Verschieben des Riemens an den Riemenscheiben verhindert wird. Ein beispielhafter Druckmechanismus erzeugt den Riemenquetschdruck durch einen Öldruck oder einen Luftdruck innerhalb eines Zylinders, der an einer rückwärtigen Fläche der beweglichen Scheibe (einer Fläche davon, welche der V-förmigen Ausnehmung zugewandt ist) vorgesehen ist. Ein anderer beispielhafter Druckmechanismus erzeugt den Riemenquetschdruck durch einen Drehmomentnocken, der an der rückwärtigen Fläche der beweglichen Scheibe vorgesehen ist. Beispielsweise in der japanischen, offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. JP 64-12960 U ist ein CVT mit Riemen mit einem Druckmechanismus offenbart.
Der Druckmechanismus erzeugt den Riemenquetschdruck dadurch, dass der Öldruck in Abhängigkeit. von einem Drehmoment, das in das CVT mit Riemen eingegeben wird, auf geeignete weise geändert wird.
Das Drehmoment, das in das CVT mit Riemen eingegeben wird, kann das Drehmoment einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung sein, das entsprechend den Antriebsbedingungen im Voraus gespeichert ist. Das Problem liegt jedoch darin, dass das gespeicherte Drehmoment nicht immer gleich dem Ist-Drehmoment ist, welches von der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung ausgegeben wird. Dies liegt in den Schwankungen bei den Eigenschaften der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung. Wenn das gespeicherte Drehmoment gleich dem Ist-Drehmoment ist, ist der erzeugte Riemenquetschdruck falsch, d. h., der Riemenquetschdruck kann nicht angemessen gesteuert werden.
Bei der Steuerungsvorrichtung eines stufenlosen Getriebes aus Dokument WO 98/42531 A1 wird das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors begrenzt, wenn die Anpresskraft so gering ist, dass die Gefahr eines übermäßigen Schlupfes besteht. Nachdem dem in diesem Dokument genannten Stand der Technik wird aus dem vom Motor abgegebenen Drehmoment eine Anpresskraft berechnet.
Nach Dokument EP 0 286 924 B1 wird ein Hochdruck zum Erzeugen eines Riemenquetschdruckes mit minimaler Fluidströmung verwendet, während das Übersetzungsverhältnis unabhängig und mit einem niedrigen Druck geändert wird.
Bei einer derartigen Steuervorrichtung ist es nicht notwendig, das gesamte Hydrauliksystem mit Hochdruck zu betreiben.
Aus Dokument JP 57061854 A ist ein Seilscheibenaufbau mit drehmomentabhängig mechanisch über Nocken wirkender und zusätzlicher hydraulischer Anpresskrafterzeugung bekannt.
In Dokument DE 1 127 165 B wird eine Betätigungsvorrichtung für ein hydraulisch verstellbares Umschlingungsgetriebe mit einem Schwenkkolbenantrieb beschrieben, während Dokument DE 100 63 772 A1 auf eine elektromotorische Verstellung für derartige Getriebe hinweist.
Dokument DE 199 09 347 A1 offenbart ein Getriebe mit zumindest einem Kugelscheibenpaaare für ein stufenloses Umschlingungsgetriebe.
In Dokument US 2004/0127313 A1 wird zwischen einer Riemenrutschverhinderungs-Geschwindigkeitsänderungsteuerung und einer normalen Geschwindigkeitsänderungssteuerung unterschieden. Dabei wird als erstes das Getriebeeingangsdrehmoment arithmetisch berechnet und wird dann ein erforderlicher primärer Riemenscheibendruck auf der Grundlage des Getriebeeingangsdrehmoments berechnet oder gewonnen. Ein Hochschalten beim Getriebe wird entweder durch das Erhöhen des Primärriemenscheibendrucks oder das Verringern des Sekundärriemenscheibendrucks vorgenommen.
Es ist Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung eines stufenlosen Getriebes mit Riemen zu schaffen, die einem Druckmechanismus des CVT mit Riemen ein genaues Drehmoment eingeben kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine Steuervorrichtung bereit zu stellen, die einem Druckmechanismus eines CVT mit Riemen ein genaues Drehmoment eingeben kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß einem Aspekt steuert eine Steuervorrichtung ein stufenloses Getriebe mit Riemen, wobei das stufenlose Getriebe aufweist: zwei Riemenscheibenwellen, die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben, die an den Riemenscheibenwellen angeordnet bzw. an einer entsprechende Riemenscheibenwelle in axialen Richtungen der Riemenscheiben verschiebbar sind; feststehende Scheiben, die an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie der entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass sie zwischen den feststehenden bzw. beweglichen Scheiben Ausnehmungen auszuformen; einen Riemen, der an den Ausnehmungen zwischen den einander zugewandten beweglichen und feststehenden Scheiben gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer der beweglichen Scheiben derart vorgesehen ist, dass sie die eine bewegliche Scheibe zu der entsprechenden einen der feststehenden Scheiben hin drückt, um an der einen beweglichen Scheibe einen Riemenquetschdruck zu erzeugen; und eine zweite Betätigungseinrichtung und einen Drehmoment- bzw. Anpresskraft-Erzeugungsnocken, die an der anderen beweglichen Scheibe derart vorgesehen sind, dass sie die andere bewegliche Scheibe zu der anderen feststehenden Scheibe hin drücken, um an der anderen beweglichen Scheibe einen Riemenquetschdruck zu erzeugen. Die Steuervorrichtung weist eine Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments auf, die ein Eingangsdrehmoment, das dem stufenlosen Getriebe mit Riemen zugeführt werden soll, auf der Grundlage eines Steuerbetrages bzw. einer Steuerungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung ableitet.
Außerdem berechnet bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Druck der anderen beweglichen Scheibe auf der Grundlage des Steuerbetrages der ersten Betätigungseinrichtung, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und einem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, welcher auf der Grundlage eines Steuerbetrages der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken und sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab.
Ferner berechnet bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Druck der anderen beweglichen Scheibe auf der Grundlage des Steuerbetrages der ersten Betätigungseinrichtung, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und einem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, welcher auf der Grundlage eines Steuerbetrages der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab und sie aktualisiert das Eingangsdrehmoment als neues Eingangsdrehmoment.
Außerdem berechnet bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Druck der anderen beweglichen Scheibe auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und einem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf der Grundlage des Steuerbetrages der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, und sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab. Die Steuervorrichtung weist ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuererung auf, welche die Steuerbeträge der ersten und der zweiten Betätigungseinrichtungen auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments steuert, das durch die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist.
Außerdem berechnet bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Druck der einen beweglichen Scheibe durch Addieren eines Drucks der ersten Betätigungseinrichtung, welcher von einem aufgebrachten Öldruck erzeugt wird, mit einem Zentrifugalöldruck, welcher durch ein Hydrauliköl in der ersten Betätigungseinrichtung erzeugt wird, sie berechnet einen Druck der anderen beweglichen Scheibe dadurch, dass der Druck der einen beweglichen Scheibe mit einem Verhältnis aus einem Übersetzungsverhältnis des Drucks der anderen beweglichen Scheibe zu dem Druck der einen beweglichen Scheibe multipliziert wird, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und einem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf der Grundlage des Öldrucks in der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, und sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens und des Übersetzungsverhältnisses ab.
Außerdem steuert bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung derart, dass die zweite Betätigungseinrichtung auf die andere bewegliche Scheibe keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens, welcher für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der anderen beweglichen Scheibe verantwortlich ist, auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, und sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab.
Ferner steuert bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung derart, dass die zweite Betätigungseinrichtung auf die andere bewegliche Scheibe keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens, der für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der anderen beweglichen Scheibe verantwortlich ist, auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab, und sie aktualisiert das Eingangsdrehmoment als neues Eingangsdrehmoment.
Außerdem steuert bei der Steuervorrichtung die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung derart, dass die zweite Betätigungseinrichtung auf die andere bewegliche Scheibe keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, sie berechnet einen Druck der einen beweglichen Scheibe dadurch, dass ein Druck der ersten Betätigungseinrichtung, welcher durch einen aufgebrachten Öldruck erzeugt wird, und ein Zentrifugalöldruck, welcher durch ein Hydrauliköl in der ersten Betätigungseinrichtung bewirkt wird, addiert werden, sie berechnet einen Druck der anderen beweglichen Scheibe dadurch, dass der Druck der einen beweglichen Scheibe mit einem Verhältnis aus einem Übersetzungsverhältnis des Drucks der anderen beweglichen Scheibe zu dem Druck der einen beweglichen Scheibe multipliziert wird, sie berechnet einen Druck des Drehmomentnockens, welcher für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der anderen beweglichen Scheibenseite verantwortlich ist, dadurch, dass der Zentrifugalöldruck, welcher durch das Hydrauliköl in der zweiten Betätigungseinrichtung bewirkt wird, von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe subtrahiert wird, sie berechnet ein Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten an dem Drehmomentnocken, und sie leitet das Eingangsdrehmoment auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ab.
Außerdem weist die Steuervorrichtung ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung auf, die Steuerbeträge der ersten und zweiten Betätigungseinrichtungen auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments steuert, das von der Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist.
Gemäß einem anderen Aspekt steuert eine Steuervorrichtung ein stufenloses Getriebe mit Riemen, das folgendes aufweist: zwei Riemenscheibenwellen, die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben, die an den Riemenscheibenwellen angeordnet sind bzw. an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle in axialen Richtungen der Riemenscheibenwellen verschiebbar sind; feststehende Scheiben, die an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie der entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass sie zwischen den feststehenden bzw. beweglichen Scheiben Ausnehmungen ausformen; einen Riemen, der an den Ausnehmungen zwischen den einander zugewandten beweglichen und feststehenden Scheiben gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer der beweglichen Scheiben derart vorgesehen ist, dass sie die eine bewegliche Scheibe zu der entsprechenden einen der feststehenden Scheiben hin drückt; und eine zweite Betätigungseinrichtung und einen Drehmomentnocken, die an der anderen beweglichen Scheibe derart vorgesehen sind, dass sie diese zu der anderen feststehenden Scheibe hin drücken. Die Steuervorrichtung weist eine Anordnung auf, die wenigstens einen Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung oder einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung basiert, steuert.
Außerdem weist die Steuervorrichtung eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung auf, die einen notwendigen Gesamtdruck, welcher für die eine bewegliche Scheibe notwendig ist, auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments, das von der Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, berechnet, und die den Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung und einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was den notwendigen Gesamtdruck erzeugt.
Außerdem weist die Steuervorrichtung ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung auf, die einen notwendigen Gesamtdruck, der für die eine bewegliche Scheibe notwendig ist, auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments, das von der Anordnung zum Ableiten bzw. Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, und eine Reibungskraft zwischen jeder der beweglichen Scheibe und feststehenden Scheibe und dem Riemen berechnet, und die den Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung und einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was den notwendigen Gesamtdruck erzeugt.
Außerdem weist die Steuervorrichtung ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung auf, die einen notwendigen Gesamtdruck, der für die andere bewegliche Scheibe notwendig ist, und einen Druck des Drehmomentnockens, der auf dem Eingangsdrehmoment, das von der Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, berechnet, die einen Druck der zweiten Betätigungseinrichtung von dem notwendigen Gesamtdruck und dem Druck des Drehmomentnockens berechnet, und die den Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung und einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was den Druck der zweiten Betätigungseinrichtung erzeugt.
Ein Verfahren gemäß dem Hintergrund der gegenwärtigen Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes mit Riemen, das folgendes aufweist: zwei Riemenscheibenwellen, die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben, die an den Riemenscheibenwellen angeordnet bzw. an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle in axialen Richtungen der Riemenscheibenwellen verschiebbar sind; feststehende Scheiben, die jeweils an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie der entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass sie zwischen den feststehenden und den beweglichen Scheiben Ausnehmungen ausformen; einen Riemen, der an den Ausnehmungen zwischen den einander zugewandten beweglichen und feststehenden Scheiben gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer der beweglichen Scheiben derart vorgesehen ist, dass sie diese zu der entsprechenden einen der feststehenden Scheiben hin drückt, um an der einen beweglichen Scheibe einen Riemenquetschdruck zu erzeugen; und eine zweite Betätigungseinrichtung und einen Drehmomentnocken, die an der anderen beweglichen Scheibe derart vorgesehen sind, dass sie die andere bewegliche Scheibe zu der anderen feststehenden Scheibe hin drücken, um an der anderen beweglichen Scheibe einen Riemenquetschdruck zu erzeugen. Das Verfahren weist ein Ableiten eines Eingangsdrehmoments, das in das stufenlose Getriebe mit Riemen eingegeben werden soll, auf der Grundlage eines Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung auf.
Außerdem weist bei dem verfahren das Ableiten ein Berechnen eines Drucks der anderen beweglichen Scheibe auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, ein Berechnen eines Drucks des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und dem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf der Grundlage eines Steuerbetrags der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, ein Berechnen eines Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten bei dem Drehmomentnocken, und ein Ableiten des Eingangsdrehmoments auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens auf.
Ferner weist bei dem Verfahren das Ableiten ein Berechnen eines Drucks der anderen beweglichen Scheibe auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, ein Berechnen eines Drucks des Drehmomentnockens von dem Druck der anderen beweglichen Scheibe und einem Druck der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf der Grundlage eines Steuerbetrags der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, ein Berechnen eines Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten bei dem Drehmomentnocken, ein Ableiten des Eingangsdrehmoments auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens und ein Aktualisieren des Eingangsdrehmoments als ein neues Eingangsdrehmoment auf.
Darüber hinaus beinhaltet bei dem Verfahren das Ableiten ein Steuern eines Steuerbetrags der zweiten Betätigungseinrichtung, so dass die zweite Betätigungseinrichtung auf die andere bewegliche Scheibe keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, es beinhaltet ein Berechnen eines Drucks des Drehmomentnockens, der für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der anderen beweglichen Scheibe verantwortlich ist, auf der Grundlage des Steuerbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, es beinhaltet ein Berechnen eines Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens von dem Druck des Drehmomentnockens und Daten bei dem Drehmomentnocken, und es beinhaltet ein Ableiten des Eingangsdrehmoments auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens.
Ferner beinhaltet das Verfahren außerdem ein Steuern von Steuerbeträgen der ersten Betätigungseinrichtung und der zweiten Betätigungseinrichtung auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments, das durch die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist.
Ein anderes Verfahren gemäß dem Hintergrund der gegenwärtigen Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes mit Riemenscheibe, das folgendes aufweist: zwei Riemenscheibenwellen, die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben, die an den Riemenscheibenwellen angeordnet bzw. an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle in axialen Richtungen der Riemenscheibenwellen verschiebbar sind; feststehende Scheiben, die an einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie einer entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass sie zwischen den feststehenden Scheiben bzw. den beweglichen Scheiben Ausnehmungen ausformen; einen Riemen, der an den Ausnehmungen zwischen den einander zugewandten beweglichen und feststehenden Scheiben gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer der beweglichen Scheiben derart vorgesehen ist, dass sie die eine bewegliche Scheibe zu der entsprechenden einen der feststehenden Scheiben hin drückt; und eine zweite Betätigungseinrichtung und einen Drehmomentnocken, die an der anderen beweglichen Scheibe derart vorgesehen sind, dass sie diese zu der anderen feststehenden Scheibe hin drücken. Das Verfahren beinhaltet ein Steuern von wenigstens einem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung oder einem Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung basiert.
Die anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung sind im Einzelnen dargelegt oder werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird, ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Prinzipschaubild eines Gesamtaufbaus einer Kraftübertragungsvorrichtung, die eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung aufweist;
2 ist ein exemplarischer Aufbau einer Primärriemenscheibe eines CVT mit Riemen, das von einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung gesteuert werden soll;
3 ist ein Querschnitt eines Hydraulikmotors, der in 2 dargestellt ist;
4 ist ein Hydraulikkreislauf für das in 2 dargestellte CVT mit Riemen;
Die 5A bis 5C sind schematische Ansichten zur Erläuterung einer Betriebsweise, welche von einem in 4 gezeigten Schaltventil zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses durchgeführt wird;
6 ist ein exemplarischer Aufbau einer Sekundärriemenscheibe des in 2 gezeigten CVT mit Riemen;
Die 7A und 7B sind erläuternde Darstellungen eines in 6 gezeigten Drehmomentnockens;
8 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Betriebsweise zum Erzeugen eines Primäröldrucks gemäß der ersten Ausführungsform;
9 ist ein Beispiel für eine Abbildung von Eigenschaften eines Brennkraftmaschinendrehmoments;
10 ist eine erläuternde Darstellung einer Kraft, welche zwischen einer Primärriemenscheibe und einem Riemen aufgebracht wird;
11 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Betriebsweise zum Erzeugen eines Sekundäröldrucks gemäß der ersten Ausführungsform;
12 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Betriebsweise zum Verarbeiten einer Eingangsdrehmomentberechnung gemäß der ersten Ausführungsform;
13 ist eine grafische Darstellung eines Drucks gegenüber einem Übersetzungsverhältnis für einen Primärdruck und einen Sekundärdruck;
14 ist eine andere exemplarische Anordnung einer Sekundärriemenscheibe des in 2 gezeigten CVT mit Riemen;
15 ist ein Querschnitt eines in 14 gezeigten Dämpfungsmechanismus;
16 ist eine andere exemplarische Anordnung einer Primärriemenscheibe;
17 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Betriebsweise zum Verarbeiten einer Eingangsdrehmomentsberechnung, die von einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung durchgeführt wird; und
18 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Betriebsweise zum Verarbeiten einer Eingangsdrehmomentberechnung, die von einer Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung durchgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der gegenwärtigen Erfindung werden in Bezug auf die beigefügte Zeichnung im Detail erläutert. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Ausführungsformen die gegenwärtige Erfindung einschränken.
Unter Bezugnahme auf 1 wird im Folgenden eine Steuervorrichtung für ein CVT mit Riemen gemäß einer ersten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung erläutert. Die Kraftübertragungsvorrichtung weist eine Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung und ein Getriebe 20 auf, das an einer Abtriebsseite der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung angeordnet ist.
Das Getriebe 20 weist ein Getriebegehäuse 21, das an der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung angebracht ist, ein Getriebegehäuse 22, das an dem Getriebegehäuse 21 angebracht ist, und eine rückwärtige Getriebeabdeckung 23, die an dem Getriebegehäuse 22 angebracht ist, auf, wobei sie in dieser Reihenfolge von der Abtriebsseite der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung angeordnet sind. Diese Bauteile bilden als Ganzes ein Gehäuse der Kraftübertragungsvorrichtung.
In dem Getriebegehäuse 21 ist ein Drehmomentwandler (eine Startvorrichtung) 30 untergebracht. Der Drehmomentwandler 30 erhöht ein Drehmoment der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung und überträgt das erhöhte Drehmoment an das CVT 1 mit Riemen, das später erläutert wird. Der Drehmomentwandler 30 weist Pumpenräder 31, Turbinenbeläge 32, einen Stator 33, eine Überbrückungskupplung 34, eine Dämpfereinrichtung 35 und Ähnliches auf.
In dem Getriebegehäuse 21 ist eine Antriebswelle 38 vorgesehen, die um eine Achse drehbar ist, die gleich der Achse einer Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung ist. Die Turbinenbeläge 32 und die Überbrückungskupplung 34 sind durch die Dämpfereinrichtung 35 an einem auf der Seite der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung liegenden Ende der Antriebswelle 38 angebracht.
Durch eine Antriebsplatte 12 ist eine vordere Abdeckung 37 des Drehmomentwandlers 30 mit einem auf der Seite des Getriebes 20 liegenden Ende der Kurbelwelle 11 verbunden, und die Pumpenräder 31 sind mit der vorderen Abdeckung 37 verbunden.
Jedes Pumpenrad 31 ist derart angeordnet, dass es dem entsprechenden Turbinenbelag 32 zugewandt ist, und der Stator 33 ist in dem Pumpenrad 31 und dem Turbinenbelag 32 angeordnet. Mit dem Stator 33 ist durch eine Freilaufkupplung 39 eine Hohlwelle 36 verbunden, und die Antriebswelle 38 ist in dieser Hohlwelle 36 angeordnet.
Einem (nicht gezeigten) Gehäuse, welches von der vorderen Abdeckung 37, den Pumpenrädern 31 und Ähnlichem gebildet wird, wird Hydrauliköl zugeführt.
Anschließend werden Betriebsweisen des Drehmomentwandlers 30 erläutert.
Durch die Antriebsplatte 12 wird ein Ausgangsdrehmoment Te der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung zu der vorderen Abdeckung 37 übertragen. Wenn die Freilaufkupplung 34 durch die Dämpfereinrichtung 35 gelöst wird, wird das Drehmoment, welches zu der vorderen Abdeckung 37 übertragen wird, zu den Pumpenrädern 31 übertragen, und ferner durch das Hydrauliköl, das zwischen den Pumpenrädern 31 und den Turbinenbelägen 32 zirkuliert, zu den Turbinenbelägen 32 übertragen. Das Drehmoment, das zu den Turbinenbelägen 32 übertragen wird, wird zu der Antriebswelle 38 übertragen.
Zwischen dem Drehmomentwandler 30 und einem Mechanismus 40 zum Umschalten zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, der später erläutert wird, ist eine Ölpumpe (eine hydraulische Pumpe) 26 vorgesehen (siehe 1). Die Ölpumpe 26 ist über einen Läufer 27 durch eine zylindrische Nabe 28 mit jedem Pumpenrad 31 verbunden. Außerdem ist an dem Getriebegehäuse 22 ein Körper (ein Gehäuse) 29 angebracht. Die Nabe 28 ist kerbverzahnt in die Hohlwelle 36 eingefügt. Dadurch, dass die Kraftübertragungsvorrichtung derart gebildet wird, wird durch die Pumpenräder 31 eine Kraft der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung zu dem Läufer 27 übertragen, wodurch die Ölpumpe 26 angetrieben wird.
Der Mechanismus 40 zum Umschalten zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, das CVT 1 mit Riemen und ein Radvorgelege 70, welches als Differentialgetriebe dient, sind in dem Getriebegehäuse 22 und der rückwärtigen Getriebeabdeckung 23 enthalten.
Der Mechanismus 40 zum Umschalten zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung überträgt das Ausgangsdrehmoment Te der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung, das zu der Antriebswelle 38 in dem Drehmomentwandler 30 übertragen worden ist, zu einer später erklärten Primärriemenscheibe 50 des CVT 1 mit Riemen. Der Mechanismus 40 zum Umschalten zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung einen Planetengetriebemechanismus 41, eine Vorwärtskupplung 42 und eine Rückwärtsbremse 43.
Der Planetengetriebemechanismus 41 weist ein Sonnenrad 44, ein Rad (ein Planetenrad) 45, und ein Hohlrad 46 auf.
Das Sonnenrad 44 ist in ein (nicht dargestelltes) Kopplungsbauteil kerbverzahnt eingefügt. Das Kopplungsbauteil ist in eine Primärwelle 51 kerbverzahnt eingefügt, die als Drehwelle der Primärriemenscheibe 50 dient. Dadurch, dass der Mechanismus 40 zum Umschalten zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung auf diese Weise aufgebaut ist, wird das zu dem Sonnenrad 44 übertragene Drehmoment zu der Primärwelle 51 übertragen.
Um das Sonnenrad 44 und mit diesem in Eingriff stehend sind eine Vielzahl von Rädern 42 (beispielsweise drei) angeordnet. Die jeweiligen Räder 42 werden durch einen Träger 48 gehalten, welcher die Räder 42 derart hält, dass sie sich an ihren Achsen und um das Sonnenrad 44 als Einheit drehen können. Dieser Träger 48 ist an seinem Außenumfangsende mit der Rückwärtsbremse 43 verbunden.
Das Hohlrad 46 steht mit den jeweiligen Rädern 42 in Eingriff, die von dem Träger 48 gehalten werden, und ist durch die Vorwärtskupplung 42 mit der Antriebswelle 38 in dem Drehmomentwandler 30 verbunden.
Das Ein- und Ausschalten der Vorwärtskupplung 42 wird durch das Hydrauliköl gesteuert, welches einem hohlen Abschnitt der Antriebswelle 38 zugeführt wird. Für diese EIN-/AUS-Steuerung über die Vorwärtskupplung 42 wird ein (nicht dargestellter) Bremskolben verwendet. Während einer Vorwärtsbewegung werden die Vorwärtskupplung in Eingriff und die Rückwärtsbremse 43 außer Eingriff gebracht. Während einer Rückwärtsbewegung werden die Vorwärtskupplung 42 außer Eingriff und die Rückwärtsbremse 43 in Eingriff gebracht.
Als Nächstes wird ein schematischer Aufbau des CVT 1 mit Riemen erläutert.
Das CVT 1 mit Riemen weist die Primärwelle (eine Primärriemenscheibenwelle) 51, die konzentrisch mit der Antriebswelle 38 angeordnet ist, und eine Sekundärwelle (eine Sekundärriemenscheibenwelle) 61 auf, die parallel zu und in einem vorbestimmten Abstand von der Primärwelle 51 angeordnet ist. Die Primärwelle 51 wird durch in 1 gezeigte Lager 81 und 82 drehbar gehalten. Die Sekundärwelle 61 wird durch in 1 gezeigte Lager 83 und 84 drehbar gehalten.
Die Primärwelle 51 ist mit der Primärriemenscheibe 50 versehen, die in 1 gezeigt ist. Die Primärriemenscheibe 50 weist eine feststehende Scheibe 52, welche an einem Außenumfang der Primärwelle 51 integral angeordnet ist, und eine bewegliche Scheibe 53, welche in einer axialen Richtung der Primärwelle 51 verschiebbar ist, auf.
Die bewegliche Scheibe 53 ist durch ein in 2 gezeigtes Keilwellenprofil 54 in die Primärwelle 51 kerbverzahnt eingeführt. Zwischen gegenüberliegenden Flächen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 ist eine V-förmige Ausnehmung 80a ausgeformt.
Diese Primärwelle 51 ist auch mit einem Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe versehen, welcher die bewegliche Scheibe 53 in der axialen Richtung der Primärwelle 51 verschiebt, um die bewegliche Scheibe 53 nahe zu der feststehenden Scheibe 52 oder weit entfernt von dieser zu bringen. Der Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe gemäß der ersten Ausführungsform wird nun im Detail erläutert.
Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe einen Hydraulikmotor 550, der als Antriebsquelle zum Verschieben der beweglichen Scheibe 53 in der axialen Richtung der Primärwelle 51 dient, und einen Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung, welcher eine Antriebskraft (eine Kraft in einer Drehrichtung) des Hydraulikmotors 55 in eine Kraft in einer Bewegungsrichtung der beweglichen Scheibe 53 umwandelt.
Als Hydraulikmotor 550 wird ein Motor verwendet, der so ausgestaltet ist, dass er eine Drehung eines Außenrotors, welche durch eine Relativdrehung des Außenrotors zu einem Innenrotor erzeugt wird, als Antriebskraft verwendet. Wie in 3 gezeigt ist, wird beispielsweise als Hydraulikmotor 550 ein sogenannter Flügelmotor verwendet, der einen Außenrotor 550a und Flügel 550b, die als Innenrotor dienen, aufweist, und der den Außenrotor 550a durch das Hydrauliköl dreht, welches in erste Ölkammern 550c (oder zweite Ölkammern 550d) strömt, die zwischen dem Außenrotor 550a und dem Innenrotor 550b ausgeformt sind. Die Flügel 550b sind mit der Primärwelle 51 als Einheit ausgeformt.
Der Außenrotor 550a ist derart angeordnet, dass er in einem Raumabschnitt der beweglichen Scheibe 53, der zu der Ausnehmung 80a entgegengesetzt angeordnet ist, und mit der Primärwelle 51 konzentrisch angeordnet ist. Der Außenrotor 550a kann sich an seiner Drehwelle relativ zu der Primärwelle 51 drehen, indem zwischen dem Außenrotor 550a und der Primärwelle 51 ein in 2 gezeigtes Lager 51a, das mit der Primärwelle 51 drehbar ist, angeordnet ist.
Wie in 2 gezeigt ist, ist an einer Innenwandungsfläche des Raumabschnitts der beweglichen Scheibe 53 durch den Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung ein Außenumfang des Außenrotors 550a angebracht. Als Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung der ersten Ausführungsform wird beispielsweise eine sogenannte Bewegungsschraube verwendet, wie z. B. eine Verschiebeschraube, welche die Drehkraft des Außenrotors 550a in eine Kraft in der axialen Richtung des Außenrotors 550a umwandelt. Dadurch, dass der Mechanismus 551 verwendet wird, kann ein hoher Druck bzw. Schub nur durch ein relativ geringes Drehmoment erzeugt werden und die Ausgabe (das Drehmoment) des Hydraulikmotors 550 kann verringert werden. Somit kann der Öldruck verringert werden, um die Effizienz zu verbessern, und der Hydraulikmotor 550 kann kleiner ausgestaltet werden.
Der Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung dreht den Außenrotor 550a und die bewegliche Scheibe 53 als Einheit in der Drehrichtung der Primärwelle 51. Der Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung kann daher als Integrationsbewegunsmechanismus wirken, der den Hydraulikmotor 550 einstückig mit der beweglichen Scheibe 53 dreht.
Das Lager 51a und der Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung bilden einen Relativbewegungsmechanismus, der eine Relativbewegung des Hydraulikmotors 550 und der beweglichen Scheibe 53 zueinander ermöglicht. Wenn sich der Außenrotor 550a dreht, wird beispielsweise eine Drehkraft (ein Drehmoment) des Außenrotors 550a in einen Druck bzw. Schub des Hydraulikmotors 550 umgewandelt, um die bewegliche Scheibe 53 durch den Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung zu verschieben. Auf das Lager 51a wird eine Reaktionskraft auf diesen Druck hin aufgebracht. Weil jedoch das Lager 51a an der Primärwelle 51 fest angebracht ist, wird der Außenrotor 550a nicht übermäßig in eine Richtung der Reaktionskraft bewegt. Als ein Ergebnis hieraus wird die bewegliche Scheibe 53 relativ zu dem Hydraulikmotor 550 und näher zu der feststehenden Scheibe 52 hin bewegt. Durch dieses Drehen des Außenrotors 550a kann die bewegliche Scheibe 53 in der axialen Richtung der Primärwelle 51 verschoben werden.
Weil das Lager 51a an der Primärwelle 51 befestigt ist, kann die Primärwelle 51 die Reaktionskraft auf den Druck des Hydraulikmotors 550 hin durch das Lager 51a aufnehmen. Außerdem wird die Relativdrehung des Außenrotors 550a zu der Primärwelle 51 durch einen Hub der beweglichen Scheibe 53 in der Bewegungsrichtung eingeschränkt. Gemäß der ersten Ausführungsform nehmen daher feststehende Bauteile, wie z. B. das Getriebegehäuse 22 und die rückwärtige Getriebeabdeckung 23, keine Reaktionskraft auf und eine Drehbewegung des Lagers 51a tritt kaum auf. Daher kann ein Verlust auf Grund des Lagers 51a verringert werden.
Die Flügel 550b des Hydraulikmotors 550 bilden mit der Primärwelle 51 eine Einheit. Daher dreht sich der Außenrotor 550a des Hydraulikmotors 550 mit einer gleichen Anzahl von Umdrehungen wie die Primärwelle 51, wenn die Drehung des Hydraulikmotors 550 gestoppt wird, und er dreht sich mit einer unterschiedlichen Anzahl von Umdrehungen wie die Primärwelle 51, wenn die Relativdrehung zwischen dem Außenrotor 550a und den Flügeln 550b auftritt.
Wie in 3 gezeigt ist, sind in der Primärwelle 51 (oder den Flügeln 550b) Ölkanäle 51b und 51c ausgeformt. Der Ölkanal 51b steht mit den ersten Ölkammern 550c in Verbindung und führt diesen das Hydrauliköl zu oder lässt dieses von diesen ab. Der Ölkanal 51c steht mit den zweiten Ölkammern 550d in Verbindung und führt diesen das Hydrauliköl zu oder lässt dieses von diesen ab.
Wie in 4 dargestellt ist, stehen die Ölkanäle 51b und 51c mit einem Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses in Verbindung. Das Hydrauliköl wird dem Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses durch einen Öltank OT, eine Ölpumpe (O/P) OP, einen Ölkanal 59b, ein Regelventil 59, einen Ölkanal 58a, ein Quetschdruckregelventil 58 und einen Ölkanal 56a zugeführt, wie es in 4 gezeigt ist.
Das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses schaltet die Sollölkammern zum Zuführen von Hydrauliköl (die ersten Ölkammern 550c oder die zweiten Ölkammern 550d) dadurch um, dass eine Position des Ventils geändert wird, in welchem eine Vielzahl von Ölkanälen ausgeformt ist. Dieses Umschalten wird dadurch durchgeführt, dass eine Differenz zwischen einer Reaktionskraft einer Feder, die in einem Zylinder angeordnet ist, und einem Fluiddruck, wie z. B. dem Luftdruck oder dem Druck von Hydrauliköl, der dem Zylinder zugeführt wird, eingestellt wird. Der Fluiddruck wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) C gesteuert, die später erläutert wird.
Das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses führt den ersten Ölkammern 550c das Hydrauliköl dadurch zu, dass die Position des Ventils geändert wird, wie es beispielsweise in 5A gezeigt ist, wodurch sich der Hydraulikmotor 550 in Vorwärtsrichtung dreht. Das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses führt den zweiten Ölkammern 550d das Hydrauliköl dadurch zu, dass die Position des Ventils geändert wird, wie es beispielsweise in 5C gezeigt ist, wodurch sich der Hydraulikmotor 550 sich in Rückwärtsrichtung dreht.
Das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses führt den ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d das Hydrauliköl mit gleichförmigen Druck dadurch zu, dass die Position des Ventils geändert wird, wie es beispielsweise in 5B gezeigt ist, wobei dadurch die Drehung des Hydraulikmotors 550 gestoppt wird. Dieses Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses wird daher auch verwendet, wenn das Übersetzungsverhältnis γ fest ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform sind der Hydraulikmotor 550 und die bewegliche Scheibe 53 an der Primärwelle 51 als Einheit angeordnet. Der Hydraulikmotor 550 und die bewegliche Scheibe 53 können daher kompakt angeordnet werden. Außerdem kann der Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe, der die bewegliche Scheibe 53 verschiebt, verkleinert werden. Durch dieses Verkleinern des Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe kann das CVT 1 mit Riemen selbst verkleinert werden. Dadurch, dass der Hydraulikmotor 550, wie z. B. der Flügelmotor, verwendet wird und dadurch, dass der Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung vorgesehen ist, ist es daher nicht notwendig, Räder zu verwenden, um die Antriebskraft des Motors auf die bewegliche Scheibe 53 zu übertragen. Somit können der Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe und das CVT 1 mit Riemen weiter kompakt gemacht werden.
Die bewegliche Scheibe 53 wird verschoben, indem der Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung verwendet wird. Ein Antriebsverlust kann beseitigt werden, der herkömmlicherweise von den Zahnrädern abgeleitet wird, und der Antriebsverlust des Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe kann verringert werden.
Die Primärwelle 51 ist ferner mit einem Druckmechanismus versehen, der die bewegliche Scheibe 53 zu der feststehenden Scheibe 52 hin drückt und der den Riemenquetschdruck in der axialen Richtung der Primärwelle 51 zwischen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 erzeugt.
Wie in 4 gezeigt ist, beinhaltet dieser Druckmechanismus eine Hydraulikkammer 57, welche zwischen dem Hydraulikmotor 550 (dem Außenrotor 550a) und der beweglichen Scheibe 53 ausgeformt ist, einen in 4 gezeigten Ölkanal 51b, der mit der Hydraulikkammer 57 in Verbindung steht und der beispielsweise in der Primärwelle 51 ausgeformt ist, und ein Quetschdruckregelventil 58, das mit dem Ölkanal 51d in Verbindung steht.
Wie aus der ersten Ausführungsform ersichtlich ist, bildet der Hydraulikmotor 550 (der Außenrotor 55a) einen Teil der Hydraulikkammer 57. Dies verringert die Abmessung des Druckmechanismus und trägt eventuell dazu bei, das CVT 1 mit Riemen zu verkleinern.
Dieser Druckmechanismus beaufschlagt die Hydraulikkammer 57 mit dem Öldruck von dem Quetschdruckregelventil 58, von dem ein Zuführdruck des Hydrauliköls davon durch die ECU C geregelt wird, wobei dadurch der Riemenquetschdruck zwischen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 erzeugt wird und ein Rutschen eines später erklärten Riemens 80 verhindert wird. Außerdem ist die Hydraulikkammer 57 in Reihe mit dem Hydraulikmotor 550 (dem Außenrotor 550a) relativ zu der Axialrichtung der Primärwelle 51 vorgesehen. Unter Verwendung des Öldrucks in dieser Hydraulikkammer 57 kann die bewegliche Scheibe 53 zu der feststehenden Scheibe 52 hin gedrückt werden. Es kann daher eine Ausgabe des Hydraulikmotors 550 verringert werden, was dazu beiträgt, den Hydraulikmotor 550 und eventuell das CVT 1 mit Riemen zu verkleinern.
Das Quetschdruckregelventil 58 steht mit dem Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses durch den Ölkanal 56a in Verbindung, der in 4 dargestellt ist. Der Öldruck von diesem Quetschdruckregelventil 58 wird auch durch das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses auf die ersten Ölkammern 550c und die zweiten Ölkammern 550d in dem Hydraulikmotor 550 aufgebracht.
Die Hydraulikkammer 57 und die ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d in dem Hydraulikmotor 550 sind derart angeordnet, dass sie einander in der axialen Richtung der Primärwelle 51 zugewandt sind. Außerdem weisen die Hydraulikkammer 57 und die ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d den gleichen Öldruck auf. Als ein Ergebnis hieraus wird ein Innendruck zwischen der Hydraulikkammer 57 und den ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d beseitigt. Daher ist es möglich, eine Wandungsfläche des Hydraulikmotors 550 (des Außenrotors 550a), welche zwischen der Hydraulikkammer 57 und den ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d angeordnet ist, dünn und den Hydraulikmotor 550 leichter zu machen.
Die Hydraulikkammer 57 und die ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d in dem Hydraulikmotor 550 stehen miteinander durch die Ölkanäle 51d und 56a, das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses und die Ölkanäle 51b und 51c in Verbindung. Dies kann eine Zuführung des Hydrauliköls zwischen der Hydraulikkammer 57 und den ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d erleichtern. Dies ist insbesondere während eines schnellen Herunterschaltens wirksam. Wie später erklärt wird, kann ein Ansprechen auf eine Änderung bei dem Übersetzungsverhältnis γ verbessert werden, weil das Hydrauliköl, das von der Hydraulikkammer 57 abgelassen wird, den zweiten Ölkammern 550d zugeführt wird. Weil die Zuführung des Hydrauliköls zwischen der Hydraulikkammer 57 und den ersten und zweiten Ölkammern 550c und 550d verwirklicht werden kann, kann eine Verbrauchsmenge des Hydrauliköls, das von der Ölpumpe OP zugeführt werden soll, verringert werden, was eine Kapazität der Ölpumpe OP verringern kann.
Die Primärwelle 51 auf der Seite der Primärriemenscheibe 50 ist mit einer Betätigungseinrichtung versehen, die die bewegliche Scheibe 53 zu der feststehenden Scheibe 52 hin durch den Öldruck drückt und die den Riemenquetschdruck erzeugt, d. h., sie ist mit einer ersten Betätigungseinrichtung versehen, die die Hydraulikkammer 57, das Quetschdruckregelventil 58 und Ähnliches aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird beispielsweise eine Betätigungseinrichtung verwendet, die den Öldruck verwendet; die Betätigungseinrichtung ist jedoch keineswegs auf die Betätigungseinrichtung dieses Typs beschränkt.
Die Sekundärwelle 61 ist mit einer Sekundärriemenscheibe 60 versehen, die in 1 gezeigt ist. Diese Sekundärriemenscheibe 60 weist eine feststehende Scheibe 62, welche mit einem Außenumfang der Sekundärwelle 61 als Einheit ausgeformt ist, und eine bewegliche Scheibe 63 auf, die in axialer Richtung der Sekundärwelle 61 verschiebbar ist. Die bewegliche Scheibe 63 ist durch ein Keilwellenprofil 64, das in 6 gezeigt ist, in die Sekundärwelle 61 kerbverzahnt eingefügt. Zwischen gegenüberliegenden Flächen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 ist eine V-förmige Ausnehmung 80b ausgeformt.
Die Sekundärwelle 61 ist ferner mit einem Druckmechanismus versehen, welcher die bewegliche Scheibe 63 zu der feststehenden Scheibe 62 hin drückt und welcher in der axialen Richtung der Sekundärwelle 61 zwischen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 einen Riemenquetschdruck erzeugt. Als Druckmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform sind zwei Typen vorgesehen, d. h., ein Drehmoment- bzw. Anpresskraft-Erzeugungsnocken 65, welcher hauptsächlich für die Erzeugung des Riemenquetschdrucks verantwortlich ist, und eine Hydraulikkammer 66, die einen Mangel bei dem Riemenquetschdruck ausgleicht, der durch den Drehmomentnocken 65 erzeugt wird.
Wie beispielsweise in den 6, 7A und 7B gezeigt ist, weist der Drehmomentnocken 65 der ersten Ausführungsform beispielsweise einen ersten Eingriffsabschnitt 65a, der in der beweglichen Scheibe 63 vorgesehen ist und der Unregelmäßigkeiten aufweist, einen Drehmomentnockenhauptkörper 65c, der einen zweiten Eingriffsabschnitt 65b aufweist, welcher Unregelmäßigkeiten hat und dem ersten Eingriffsabschnitt 65a zugewandt ist, und eine Vielzahl von kugelförmigen Bauteilen 65d auf, die zwischen den ersten und zweiten Eingriffsabschnitten 65a und 65b angeordnet sind.
Der Drehmomentnockenhauptkörper 65c kann sich auf seiner Drehachse relativ zu der Sekundärwelle 61 und der beweglichen Scheibe 63 durch ein Lager 61a, das an der Sekundärwelle 61 angebracht ist, und durch ein Lager 61b, das zwischen dem Drehmomentnockenhauptkörper 65c und der Sekundärwelle 61 angeordnet ist, drehen, wie es in 6 gezeigt ist.
Dadurch, dass der Drehmomentnocken 65 derart gebildet wird, dreht sich der Drehmomentnockenhauptkörper 65c relativ zu der beweglichen Scheibe 63, die sich zusammen mit der Sekundärwelle 61 dreht, sogar dann, wenn sich die bewegliche Scheibe 63 näher bei der feststehenden Scheibe 62 befindet (d. h., der erste Eingriffsabschnitt 65a ist von dem zweiten Eingriffsabschnitt 65b weiter entfernt). Der Drehmomentnocken 65 kann daher von einem in 7A gezeigten Zustand in einen in 7B gezeigten Zustand gebracht werden und er kann Flächendrücke zwischen dem ersten Eingriffsabschnitt 65a, dem zweiten Eingriffsabschnitt 65b und den kugelförmigen Bauteilen 65d erzeugen. Dadurch wird es möglich, dass der zweite Eingriffsabschnitt 65b und die kugelförmigen Bauteile 65d auf den ersten Eingriffsabschnitt 65a einen Druck ausüben, wobei dadurch der Riemenquetschdruck zwischen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 erzeugt wird. Somit kann ein Rutschen des Riemens 80 verhindert werden.
Weil sich der Drehmomentnockenhauptkörper 65c und die bewegliche Scheibe 63 relativ zueinander drehen, werden die bewegliche Scheibe 63 und die feststehende Scheibe 62 relativ zueinander sogar dann nicht verformt, wenn der Drehmomentnockenhauptkörper 65c zu der beweglichen Scheibe 63 hin einen Druck erzeugt. Somit ist es möglich, die Haltbarkeit des Riemens 80 zu verbessern und eine Breite des Übersetzungsverhältnisses γ zu erhöhen. Dadurch kann beibehalten werden, dass Relativpositionen der Primärriemenscheibe 50 und der Sekundärriemenscheibe 60 anfangs eingestellte Positionen sind, wodurch zu einer Verbesserung der Haltbarkeit des Riemens 80 beigetragen wird.
Die Sekundärwelle 61 kann eine Reaktionskraft auf den Druck, welcher von dem Drehmomentnocken 65 erzeugt wird, aufnehmen, die aus den Flächendrücken durch das Lager 61 resultiert. Auf diese Art und Weise nehmen ähnlich wie bei dem Fall der Primärriemenscheibe 50 die feststehenden Bauteile keine Reaktionskraft auf und es tritt kaum eine Drehbewegung des Lagers 61a auf, wodurch ein Verlust auf Grund des Lagers 61a verringert wird.
Die Betätigungsabschnitte des Drehmomentnockens 65 (die ersten und zweiten Eingriffsabschnitte 65a und 65b und die kugelförmigen Bauteile 65d) sind an einem Außendurchmesser der beweglichen Scheibe 63 angeordnet. Die Flächendrücke zwischen dem ersten Eingriffsabschnitt 65a, dem zweiten Eingriffsabschnitt 65b und den kugelförmigen Bauteilen 65d können daher verringert werden.
Die Hydraulikkammer 66 gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet einen Raumabschnitt der beweglichen Scheibe 63, welcher zu der Ausnehmung 80b gegenüber liegt, und ein kreisförmiges Bauteil 67, welches an der Sekundärwelle 61 und konzentrisch mit dieser vorgesehen ist.
Die Hydraulikkammer 66 ist an einem Innendurchmesser der beweglichen Scheibe 63 derart angeordnet, dass eine Kapazität der Kammer 66 verringert werden kann. Dies kann eine Strömungsmenge der Hydraulikkammer 66 während einem schnellen Herunterschalten oder Ähnlichem verringern.
Die Hydraulikkammer 66 steht beispielsweise mit einem Ölkanal 61c, der in der Sekundärwelle 61 ausgeformt ist, wie es in 4 dargestellt ist, und auch mit dem Quetschdruckregelventil 58 durch den Ölkanal 51d, welcher mit dem Ölkanal 61c in Verbindung steht, in Verbindung.
Der Druckmechanismus der Sekundärriemenscheibe 60, der die Hydraulikkammer 66, den Ölkanal 61c und das Quetschdruckregelventil 58 aufweist, beaufschlagt die Hydraulikkammer 66 mit dem Öldruck von dem Quetschdruckregelventil 58, von welchem ein Zuführdruck des Hydraulik- bis davon durch die ECU C gesteuert wird. Der Druckmechanismus erzeugt zwischen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 den Riemenquetschdruck und verhindert ein Rutschen des Riemens 80.
Sogar wenn der Drehmomentnocken 65 auf Grund einer Drehmomentbeeinträchtigung während der Änderung des Übersetzungsverhältnisses γ (d. h., wenn die bewegliche Scheibe 63 der Sekundärriemenscheibe 60 angetrieben oder nicht angetrieben wird) den Druck nicht erzeugen kann, kann der Druckmechanismus, der aus der Hydraulikkammer 66 oder Ähnlichem besteht, die bzw. das durch den Öldruck betätigt wird, unabhängig von diesem Drehmomentnocken 65 oder Ähnlichem einen gewünschten Riemenquetschdruck erzeugen. Ein Rutschen des Riemens 80 kann verhindert werden, wobei dadurch die Zuverlässigkeit und das Fahrverhalten verbessert werden.
Wie gemäß der ersten Ausführungsform erklärt, ist die Sekundärwelle 61 auf Seite der Sekundärriemenscheibe 60 mit einer Betätigungseinrichtung versehen, welche die bewegliche Scheibe 63 zu der feststehenden Scheibe 62 hin durch den Öldruck drückt und die den Riemenquetschdruck erzeugt, d. h., sie ist mit einer zweiten Betätigungseinrichtung versehen, welche die Hydraulikkammer 66, das Quetschdruckregelventil 58 und Ähnliches aufweist, ähnlich wie die Primärriemenscheibe 50. Bei der ersten Ausführungsform wird die Betätigungseinrichtung, die den Öldruck verwendet, als Beispiel genommen; die Betätigungseinrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung ist jedoch nicht immer auf eine derartige Betätigungseinrichtung eingeschränkt.
Die Hydraulikkammer 66 ist mit einem elastischen Bauteil 68 versehen, wie z. B. einer Schraubenfeder, deren eines Ende an einer Wandungsfläche des Raumabschnitts der beweglichen Scheibe 63 und deren anderes Ende an dem kreisförmigen Bauteil 67 befestigt ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird ein Nockenwinkel δ (d. h., ein Winkel eines nichtlinearen Nockens) des Drehmomentnockens 65 derart eingestellt, dass der Druck, welcher durch den Drehmomentnocken 65 erzeugt wird, geringer ist als ein notwendiger Druck. Außerdem gleichen entweder beide, d. h. der Druckmechanismus und das elastische Bauteil 68, oder einer von diesen den Druckmangel aus.
Darüber hinaus ist es nicht notwendig, den Riemen 80 mit einer übermäßigen Kraft zu quetschen, wodurch die Haltbarkeit des Riemens 80 verbessert wird. Ferner kann ein Antriebsverlust des Riemens 80 verringert werden, so dass eine Kraftübertragungseffizienz verbessert und eine Kraft der Ölpumpe verringert werden können.
Im Allgemeinen weist der Druck, der durch den Drehmomentnocken 65 erzeugt wird, geringe Schwankungen auf, während der Druck, welcher durch die Hydraulikkammer 66 erzeugt wird, auf Grund eines Einflusses der Bestandteile der Kammer 66, wie z. B. einem hydraulischen Steuerschaltkreis, große Schwankungen aufweist. Gemäß der ersten Ausführungsform ist hauptsächlich der Drehmomentnocken 65 für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks verantwortlich, wodurch der Riemenquetschdruck mit geringen Schwankungen erzeugt werden kann.
Alternativ ist es möglich, einen Aufbau zu haben, bei welchem entweder beide, nämlich der Druckmechanismus, der die Hydraulikkammer 66 und Ähnliches aufweist, und das elastische Bauteil 68, oder einer von diesen einen Druck erzeugen kann, der dem Drehmoment entspricht, welches erzeugt wird, wenn die Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung nicht angetrieben wird. Bei einem solchen Aufbau können eine mögliche Verschiebung der beweglichen Scheibe 63 (d. h., ein Schaltübertragung), die durch Aktivierung des Drehmomentnockens 65 verursacht wird, unterdrückt und das Übersetzungsverhältnis γ beibehalten werden. Ferner kann der Riemenquetschdruck auf einem notwendigen Wert gehalten werden.
Die Anzahl der Druckmechanismen an der Sekundärriemenscheibe 60 ist nicht auf zwei begrenzt und kann eine oder drei oder mehrere sein. Wenn jedoch zwei oder mehr Druckmechanismen vorhanden sind, kann die Steuerfähigkeit über den Riemenquetschdruck verbessert werden, der zwischen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 erzeugt wird. Das heißt, es wird bevorzugt, dass der Riemenquetschdruck auf die jeweiligen Druckmechanismen aufgeteilt wird und dass der Druckmechanismus (die Hydraulikkammer 66 in dieser Ausführungsform), welcher durch den Öldruck betätigt wird, als wenigstens einer der Druckmechanismen verwendet wird, wodurch die Steuerfähigkeit über den Riemenquetschdruck verbessert wird.
An der Sekundärwelle 61 auf der Seite der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung ist ein Vorgelegeantriebsrad 92 befestigt. An beiden Seiten des Vorgelegeantriebsrads 92 sind jeweils Lager 87 und 88 für die Sekundärwelle 61 vorgesehen.
Zwischen dem Vorgelegeantriebsrad 92 und dem später erklärten Achsübersetzungsgetriebe 70 ist ein Kraftweg 90 vorgesehen, der eine zu der Sekundärwelle 61 parallele Zwischenwelle 91 aufweist. Die Zwischenwelle 91 wird durch Lager 85 und 86 drehbar gehalten und weist an ihrer Achse ein Vorgelegeabtriebsrad 93 und ein Achsantriebsrad 94, welches mit dem Vorgelegeantriebsrad 92 in Eingriff steht, auf.
Zwischen der Sekundärriemenscheibe 60 und der rückwärtigen Getriebeabdeckung 23 ist an der Sekundärwelle 61 ein Parkrad 65 angeordnet.
Bei diesem CVT 1 mit Riemen ist der Riemen 80 um die V-förmigen Ausnehmungen 80a und 80b der Primärriemenscheibe 50 bzw. der Sekundärriemenscheibe gewickelt. Der Riemen ist ein Endlosriemen, welcher aus vielen Metallrahmen und einer Vielzahl von Stahlringen besteht. Durch diesen Riemen 80 wird das Drehmoment der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung, das zu der Primärriemenscheibe 50 übertragen wird, zu der Sekundärriemenscheibe 60 übertragen.
Anschließend wird das Achsübersetzungsgetriebe 70 erklärt. Das Achsübersetzungsgetriebe 70 weist ein Differentialgehäuse 71 mit einem Hohlabschnittsinneren, eine Radwelle 72, Räder 73 und 74 und Seitenräder 75 und 76 auf.
Das Differentialgehäuse 71 wird durch Lager 77 und 78 drehbar gehalten, und ein Hohlrad 79, das mit dem Achsantriebsrad 97 in Eingriff steht, ist an einem Außenumfang des Differentialgehäuses 71 vorgesehen.
Die Radwelle 72 ist an dem Hohlabschnitt des Differentialgehäuses 71 angebracht und die Räder 73 und 74 sind an der Radwelle 72 befestigt.
Die Seitenräder 75 und 76 sind an einer Antriebswelle 101 (einer Vorderantriebswelle in dieser Ausführungsform) 101 befestigt, die mit einem Rad 100 versehen ist.
Im Inneren des Getriebegehäuses 22, das wie oben erklärt aufgebaut ist, wird ein Schmieröl, das in einem unteren Teil (einer Ölwanne) des Gehäuses 22 gelagert ist, von dem sich drehenden Hohlrad 79 abgeschabt und es unterstützt jeweilige Bauteilen (z. B. den Wellen 101, 91 und 61 und den Lagern 83 bis 88) des Achsübersetzungsgetriebes 70 und Ähnlichem gleichmäßig, während es an Eingriffsflächen der jeweiligen Räder 94, 93 und 92 übertragen und verteilt wird. Außerdem wird das Schmieröl an eine Innenwandungsfläche des Getriebegehäuses 22 übertragen und tropft dort nach unten, wobei dadurch die Primärwelle 51 und andere Bauteile gleichmäßig unterstützt werden.
Die jeweiligen Bauteilelemente, welche das CVT 1 mit Riemen beinhalten, werden von der ECU C, welche als eine in 4 dargestellte Steuervorrichtung dient, auf der Grundlage von Informationen von verschiedenen Sensoren gesteuert. In der ECU C sind im Voraus Daten gespeichert, um das CVT 1 mit Riemen variabel zu steuern. Beispiele für diese Daten beinhalten Daten, um das Übersetzungsverhältnis γ des CVT 1 mit Riemen gemäß dem Fahrzustand auf der Grundlage von Informationen, wie z. B. einer Drosselöffnung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, zu ändern und eine später erklärte Abbildung über Eigenschaften eines Brennkraftmaschinendrehmoments. Anschließend werden im Detail die Betriebe des Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe und der Druckmechanismen (des Drehmomentnockens 65 und der Hydraulikkammer 66) erläutert, wenn das Übersetzungsverhältnis γ gesteuert wird.
Als erstes wird eine Beschleunigung durch Verringern des Übersetzungsverhältnisses γ erklärt. Die ECU C steuert das Regelventil 59, das Quetschdruckregelventil 58 und das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses an, um zu bewirken, dass das Hydrauliköl in die ersten Kammern 550c strömt. Außerdem steuert die ECU C die bewegliche Scheibe 53 derart an, dass sie näher bei der feststehenden Scheibe 52 ist, so dass ein Wicklungsradius des Riemens 80 an der Primärriemenscheibe 50 einem Sollübersetzungsverhältnis γ entspricht.
In diesem Fall steuert diese ECU C den Fluiddruck zur Aktivierung des Schaltventils 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses, wobei dadurch die Ventilposition eingestellt wird, wie in 5A dargestellt ist. Durch eine derartige Einstellung wird das Hydrauliköl den ersten Ölkammern 550c zugeführt und von den zweiten Ölkammern 550d abgelassen. Als ein Ergebnis hieraus dreht sich der Außenrotor 550a des Hydraulikmotors 550 relativ zu der Primärwelle 51.
Anschließend an die Drehung des Hydraulikmotors 550 gelangt die bewegliche Scheibe 53 der Primärriemenscheibe 50 durch den Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung näher zu der feststehenden Scheibe 52. Außerdem bewegt sich die bewegliche Scheibe 63 der Sekundärriemenscheibe 60 weiter von der feststehenden Scheibe 62 weg. Somit wird das Übersetzungsverhältnis γ verringert.
Zu diesem Zeitpunkt dreht sich die bewegliche Scheibe der Sekundärriemenscheibe 60 zusammen mit der feststehenden Scheibe 62, der Sekundärwelle 61 und dem Lager 61a. Demgemäß drehen sich die bewegliche Scheibe 63 und der Drehmomentnockenhauptkörper 65 relativ zueinander, wodurch der Drehmomentnocken 65 von beispielsweise einem getrennten Zustand, wie er in 7B gezeigt ist, in einen in 7A gezeigten angenäherten Zustand gebracht wird. Dies kann zwischen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 den Riemenquetschdruck erzeugen, wodurch ein Rutschen des Riemens 80 verhindert wird.
Während des Verschiebens der beweglichen Scheiben 53 und 63, wird das Hydrauliköl der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 durch den Ölkanal 51d zugeführt und es wird von der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 durch den Ölkanal 61c abgelassen. In der Primärriemenscheibe 50 wird die bewegliche Scheibe 53 durch die Zuführung des Hydrauliköls zu der Hydraulikkammer 57 in die Verschieberichtung gedrückt. Eine Druckkraft zum Drücken der beweglichen Scheibe 53 gleicht eine Verschiebekraft zum Verschieben der beweglichen Scheibe 53 durch den Hydraulikmotor 550 aus. Sogar wenn die Ausgabe des Hydraulikmotors 550 niedrig ist, kann daher die bewegliche Scheibe 53 ausreichend verschoben werden. Es ist daher möglich, einen Hydraulikmotor 550 mit geringer Größe zu verwenden, der eine verringerte Ausgabe aufweist.
Wie in 4 gezeigt ist, stehen die Ölkanäle 51d und 61c miteinander in Verbindung. Das Hydrauliköl, welches von der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 abgelassen wird, wird daher der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 zugeführt. Das Hydrauliköl, welches von der Hydraulikkammer 66 abgelassen wird, wird durch das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses auch den ersten Ölkammern 550c zugeführt. Somit kann das Hydrauliköl, welches von bestimmten Kammern abgelassen wird, den anderen Kammern zyklisch zugeführt werden, wodurch die Verbrauchsmenge an Hydrauliköl und die Kapazität der Ölpumpe OP verringert werden können.
Nachdem das Ändern des Übersetzungsverhältnisses γ vollständig durchgeführt worden ist, stellt die ECU C die Position des Schaltventils 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses ein, wie es in 5B gezeigt ist, um die ersten Ölkammern 550c und die zweiten Ölkammern 550d mit dem gleichen Öldruck von dem Quetschdruckregelventil 58 zu beaufschlagen. Als ein Ergebnis hieraus wird die Relativdrehung des Hydraulikmotors 550 zu der Primärwelle 51 gestoppt und der Hydraulikmotor 550 dreht sich mit der Primärwelle 51 und der beweglichen Scheibe 53 als Einheit. Dies kann einen Drehungsunterschied zwischen dem Hydraulikmotor 550 und der Primärwelle 51 oder der beweglichen Scheibe 53 beseitigen, wodurch ein Verlust verringert wird, welcher durch eine unnötige Relativdrehung, eine Reibung oder Ähnlichem zwischen diesen Bauteilen verursacht wird.
Die Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 wird ebenfalls mit dem Öldruck von dem Quetschdruckregelventil 58 beaufschlagt. Als ein Ergebnis hieraus wird der Riemenquetschdruck zwischen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 an der Primärriemenscheibe 50 und zwischen der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 an der Sekundärriemenscheibe 60 erzeugt. Daher kann ein Rutschen des Riemens 80 verhindert werden.
Als Nächstes wird eine Verzögerung durch Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses γ erläutert. Die ECU C steuert das Regelventil 59, das Quetschdruckregelventil 58 und das Schaltventil 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses an, um zu bewirken, dass das Hydrauliköl in die zweiten Ölkammern 550d strömt. Außerdem steuert die ECU C die bewegliche Scheibe 53 derart, dass sie von der feststehenden Scheibe 52 weiter entfernt ist, so dass der Wicklungsradius des Riemens 80 an der Primärriemenscheibe 50 dem Sollübersetzungsverhältnis γ entspricht.
In diesem Fall steuert die ECU C den Fluiddruck zur Aktivierung des Schaltventils 56 zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses, wodurch die Ventilposition eingestellt wird, wie in 5C gezeigt ist. Durch eine derartige Einstellung wird das Hydrauliköl den zweiten Ölkammern 550d zugeführt und von den ersten Ölkammern 550c abgelassen. Als ein Ergebnis hieraus dreht sich der Außenrotor 550a des Hydraulikmotors 550 relativ zu der Primärwelle 51.
Anschließend an die Drehung des Hydraulikmotors 550 wird die bewegliche Scheibe 53 der Primärriemenscheibe 50 von der feststehenden Scheibe 52 durch den Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung weiter entfernt. Außerdem gelangt die bewegliche Scheibe 53 der Sekundärriemenscheibe 60 näher zu der feststehenden Scheibe 62. Somit wird das Übersetzungsverhältnis γ erhöht.
Zu diesem Zeitpunkt dreht sich die bewegliche Scheibe 63 der Sekundärriemenscheibe 60 zusammen mit der feststehenden Scheibe 62, der Sekundärwelle 61 und dem Lager 61a. Die bewegliche Scheibe 63 und der Drehmomentnockenhauptkörper 65 drehen sich daher relativ zueinander, wodurch der Drehmomentnocken 65 von beispielsweise dem angenäherten Zustand, der in 7A gezeigt ist, in den in 7B gezeigten getrennten Zustand gebracht wird. Dies kann den Riemenquetschdruck zwischen der feststehenden Scheibe 52 und der beweglichen Scheibe 53 erzeugen und ein Rutschen des Riemens 80 verhindern.
Das Hydrauliköl wird durch den Ölkanal 51d von der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 abgelassen und durch den Ölkanal 61c der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 zugeführt. In diesem Fall wird das Hydrauliköl, welches von der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 abgelassen wird, der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 und den Sekundärölkammern 550d der Primärriemenscheibe 50 zugeführt. Dies ermöglicht es, dass nicht nur die Kapazität der Ölpumpe OP verringert wird, sondern dass auch das Hydrauliköl den zweiten Ölkammern 550d von der Hydraulikkammer 57 insbesondere während eines schnellen Herunterschaltens zugeführt wird, wodurch der Hydraulikmotor 550 schnell gedreht wird. Das Ansprechen auf die Änderung des Übersetzungsverhältnisses γ kann daher vorteilhafter Weise verbessert werden.
Vorgänge nach einem Ändern des Übersetzungsverhältnisses γ entsprechen denen, wenn das Übersetzungsverhältnis γ erhöht wird.
Anschließend werden Vorgänge zum Erzeugen des Riemenquetschdrucks an der Primärriemenscheibe 50 und an der Sekundärriemenscheibe 60 nach einem Ändern des Übersetzungsverhältnisses γ erklärt.
Das Quetschdruckregelventil 58 gemäß der ersten Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass das Hydrauliköl der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 mit dem gleichen Öldruck zugeführt wird. Bei der ersten Ausführungsform wird daher der Öldruck des Hydrauliköls, welches einer der Hydraulikkammern 57 und 66 zugeführt wird, berechnet, das Hydrauliköl wird den beiden Hydraulikkammern 57 und 66 mit dem berechneten Öldruck zugeführt und es werden dadurch die Riemenquetschdrücke erzeugt.
Unter Bezugnahme auf ein 8 dargestelltes Flussdiagramm wird eine Berechnung eines Primäröldrucks P_pri, mit welchem die Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 beaufschlagt wird, eine Steuerung der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 auf der Grundlage dieses Primäröldrucks P_pri, und eine Erzeugung der Riemenquetschdrücke sowohl an der Primärriemenscheibe 50 als auch an der Sekundärriemenscheibe 60 erläutert.
Die ECU C berechnet aus einer in 9 dargestellten Abbildung von Eigenschaften eines Brennkraftmaschinendrehmoments, die auf der Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine und einer Drosselöffnung θ_th basiert, ein Ausgangsdrehmoment Te (Ne, θ_th) der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung. Das berechnete Ausgangsdrehmoment Te (Ne, θ_th) wird als Eingangsdrehmoment T_in beurteilt, welches dem CVT 1 mit Riemen (in Schritt ST1) zugeführt wird, und aus der folgenden Gleichung (1) wird ein Drehmoment T der Primärriemenscheibe 50 in der Drehrichtung (was im Folgenden als ”Primärdrehmoment” bezeichnet wird) berechnet. T_pri = T_in (1)
Anschließend wird die ECU C eine Gesamtkraft Fn_pri-all der Primärriemenscheibe 50 in der axialen Richtung (was im Folgenden als ”primäre notwendige Gesamtkraft” bezeichnet wird) (in Schritt ST3), die notwendig ist, um das geänderte Übersetzungsverhältnis γ aufrechtzuerhalten.
Diese primäre notwendige Gesamtkraft Fn_pri-all wird dadurch berechnet, dass das Primärdrehmoment T_pri, welches in Schritt ST2 berechnet wird, der folgenden Gleichung (2) zugeordnet wird.
In Gleichung (2) bezeichnen θ einen Riemenscheibenwinkel von sowohl der feststehenden Scheibe 52 als auch der beweglichen Scheibe 53 der Primärriemenscheibe 50, μ einen Reibungskoeffizienten zwischen der feststehenden Scheibe 52 oder der beweglichen Scheibe 53 und dem Riemen und r_pri den Wicklungsradius des Riemens 80 an der Primärriemenscheibe 50, wie es in 10 dargestellt ist.
Die Gleichung (2) wird aus einer Verhältnisgleichung (der folgenden Gleichung (3)) eines Verhältnisses zwischen einer Reibungskraft in der Drehrichtung zwischen der feststehenden Scheibe 52 oder der beweglichen Scheibe 53 und dem Riemen 80 und dem Primärdrehmoment T_pri erzielt, wie es in 10 dargestellt ist. Die in der Gleichung (3) gezeigte Primärkraft F_pri wird durch den primäre notwendige Gesamtkraft Fn_pri-all ersetzt.
Bei der Primärriemenscheibe 50 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht die primäre notwendige Gesamtkraft Fn_pri-all einer Kraft Fn_pri-p, die durch den Öldruck der Hydraulikkammer 57 erzeugt wird (welcher im Folgenden als ”primärer notwendiger Hydraulikdruck” bezeichnet wird). Nachdem die primäre notwendige Gesamtkraft Fn_pri-all erzielt worden ist, berechnet daher die ECU C einen Öldruck P_pri (in Schritt ST4), der dem Quetschdruckregelventil 58 angezeigt wird (der im Folgenden als ”Steuerungsanzeigeprimäröldruck” bezeichnet wird).
Dieser Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri wird vorzugsweise durch die folgende Gleichung (4) berechnet. In der Praxis wird jedoch der Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri durch eine Öldruckabweichung beeinflusst, welche aus einem Zentrifugalöldruck in der axialen Richtung auf Grund des Hydrauliköls in der Hydraulikkammer 57 und Ähnlichem resultiert. Der Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri wird daher im Lichte der Öldruckabweichung (die hier als ±a% angenommen wird) durch die folgende Gleichung (5) berechnet.
In den Gleichungen (4) und (5) bezeichnet A_pri einen Druckaufnahmebereich in der Hydraulikkammer 57, welcher mit dem Öldruck in der axialen Richtung beaufschlagt wird.
Nachdem der Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri unter Verwendung der Gleichung (5) berechnet worden ist, steuert die ECU C das Quetschdruckregelventil 58 derart an, dass es den Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri erzeugt (in Schritt ST4).
Beide Hydraulikkammern 57 und 66 werden mit dem Steuerungsanzeigeprimäröldruck P_pri beaufschlagt, wodurch durch die Hydraulikkammern 57 bzw. 66 an der Primärriemenscheibe 50 und an der Sekundärriemenscheibe 60 die Riemenquetschdrücke erzeugt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird auch durch den Drehmomentnocken 65 an der Sekundärriemenscheibe 60 der Riemenquetschdruck erzeugt.
Unter Bezugnahme auf ein in 11 dargestelltes Flussdiagramm wird anschließend eine Berechnung eines Sekundäröldrucks P_sec, mit welchem die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 beaufschlagt wird, und eine Steuerung der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und der Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60, die auf diesem Sekundäröldruck P_sec basiert, erläutert, wodurch der jeweilige Quetschdruck erzeugt wird.
Die ECU C schätzt ähnlich wie in dem Fall der Primärriemenscheibe 50 (in Schritt ST11) ein Eingangsdrehmoment T_in, welches dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird, und sie berechnet aus der folgenden Gleichung (6) (in Schritt ST12) ein Drehmoment T_sec der Sekundärriemenscheibe 60 in der Drehrichtung (was im Folgenden als ”Sekundärdrehmoment” bezeichnet wird. Das Sekundärdrehmoment T_sec ist gleich einem Übertragungsdrehmoment T_cam des Drehmomentnockens 65 in der Drehrichtung (was im Folgenden als ”Übertragungsdrehmoment des Drehmomentnockens” bezeichnet wird) und es entspricht dem Ausgangsdrehmoment des CVT 1 mit Riemen. T_sec = T_in × γ (6)
Die ECU C berechnet (in Schritt ST13) eine Gesamtkraft Fn_sec-all der Sekundärriemenscheibe 60 in der axialen Richtung (der im Folgenden als ”sekundäre notwendige Gesamtkraft” bezeichnet wird), die notwendig ist, um das geänderte Übersetzungsverhältnis γ aufrechtzuerhalten. Außerdem berechnet die ECU C (in Schritt ST14) eine Kraft F_cam des Drehmomentnockens 65 in der axialen Richtung (welche im Folgenden als ”Drehmomentnockenkraft” bezeichnet wird.
Die sekundäre notwendige Gesamtkraft Fn_sec-all wird dadurch berechnet, dass das Sekundärdrehmoment T_sec, welches in Schritt ST12 berechnet wird, der folgenden Gleichung (7) zugeordnet wird.
In Gleichung (7) ist θ der Riemenscheibenwinkel von der feststehenden Scheibe 62 und der beweglichen Scheibe 63 der Sekundärriemenscheibe 60, μ kennzeichnet den Reibungskoeffizienten zwischen der feststehenden Scheibe 62 oder der beweglichen Scheibe 63 und dem Riemen 80, r_sec bezeichnet den Wicklungsradius des Riemens 80 an der Sekundärriemenscheibe 60. Diese Gleichung (7) wird ähnlich wie die Gleichung (2) erzielt.
Die Drehmomentnockenkraft E_cam wird dadurch berechnet, dass das Sekundärdrehmoment T_sec, welches in Schritt ST12 berechnet wird, der folgenden Gleichung (8) zugeteilt wird.
In Gleichung (8) bezeichnet r_cam einen Nockeneinführradius des Drehmomentnockens 65 und δ bezeichnet einen Nockenwinkel des Drehmomentnockens 65.
Die Gleichung (8) wird aus den Verhältnisgleichungen (den folgenden Gleichungen (9) und (10)) für ein Verhältnis zwischen der Drehmomentnockenkraft E_cam in der axialen Richtung und der in 7B gezeigten Verbindungskraft F_t des Umfangsdrehmomentnockens 65 erzielt.
Die ECU C teilt die berechnete sekundäre notwendige Gesamtkraft Fn_sec-all durch die Drehmomentnockenkraft F_cam, wie es durch die folgende Gleichung (11) dargestellt ist, wodurch (in Schritt ST15) eine Kraft Fn_sec-p, die durch den Öldruck der Hydraulikkammer 66 erzeugt wird, berechnet wird (die im Folgenden als ”sekundäre notwendige Hydraulikkraft” bezeichnet wird). Fn_sec-p = Fn_sec-all – F_ca (11)
Die ECU C berechnet (in Schritt ST16) im Lichte der Öldruckabweichung (die als ±a% angenommen wird) einen Öldruck P_sec (der im Folgenden als ”Steuerungsanzeigesekundäröldruck” bezeichnet wird), der dem Quetschdruckregelventil 58 angezeigt werden soll, ähnlich wie in dem Fall der Primärriemenscheibe 50 aus der folgenden Gleichung (12). Die ECU C steuert das Quetschdruckregelventil 58 derart an, dass der Steuerungsanzeigesekundäröldruck P_sec erzeugt wird (in Schritt ST17).
In Gleichung (12) bezeichnet A_sec einen Druckaufnahmebereich in der Hydraulikkammer 66, der mit dem Öldruck in der axialen Richtung beaufschlagt wird.
Als Konsequenz werden die beiden Hydraulikkammern 57 und 66 mit dem Steuerungsanzeigesekundäröldruck 2 beaufschlagt und die Riemenquetschdrücke werden durch die Hydraulikkammern 57 und 66 an der Primärriemenscheibe 50 bzw. der Sekundärriemenscheibe 60 erzeugt.
Wie erläutert, weist gemäß der ersten Ausführungsform die ECU C eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung auf, die die Öldrücke (die Steuerungsbeträge bzw. Steuerungsgrößen) der beiden Ölkammern 57 und 66, welche die erste bzw. die zweite Betätigungseinrichtung bilden, auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments T_in, welches dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird, steuert. Diese Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung kann wenigstens einen der Öldrücke der Hydraulikkammern 57 und 66 steuern.
Die Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung stellt die Öldrücke, mit welchen die jeweiligen Hydraulikkammern 57 und 66 beaufschlagt werden, gemäß dem Eingangsdrehmoment T_in ein, welches dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird. Dieses Eingangsdrehmoment T_in wird von dem Ausgangsdrehmoment Te (Ne, θ_th) der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung geschätzt, wie es erklärt worden ist, und es ist notwendigerweise nicht gleich dem Ausgangsdrehmoment Te (Ne, θ_th) der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung. Beispielsweise sind der Drehmomentwandler 30 und Ähnliches zwischen der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung und dem CVT 1 mit Riemen angeordnet, so dass sich das Drehmoment ändern kann, während es zwischen diesen übertragen wird.
Bei der ersten Ausführungsform ist daher in der ECU C eine Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments vorgesehen, die das Eingangsdrehmoment T_in ableitet, welches dem CVT 1 mit Riemen tatsächlich zugeführt worden ist. Unter Verwendung der Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung steuert dadurch die ECU C auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments T_in die Riemenquetschdrücke.
Als derartige Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments kann im Voraus eine Abbildung des Eingangsdrehmoments T_in hergestellt werden, welche die Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine und die Drosselöffnung θ_th als Parameter verwendet, und das Eingangsdrehmoment T_in kann auf der Grundlage dieser Abbildung abgeleitet werden. Bei der ersten Ausführungsform werden die folgenden Berechnungsvorgänge durchgeführt, um das Ist-Eingangsdrehmoment T_in abzuleiten. Unter Bezugnahme auf ein in 12 gezeigtes Flussdiagramm werden Vorgänge der Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments erläutert.
Die ECU C gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Schubkraft F_sec-all der Sekundärriemenscheibe 60 in der axialen Richtung (der im Folgenden als ”Sekundärgesamtschubkraft” bezeichnet wird) (in Schritt ST21), der auf dem Primäröldruck P_pri in der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 basiert, aus der folgenden Gleichung (13). Fn_sec-all = r_pp(γ) × (F_pri-p + F_pri-cp) (13)
In der Gleichung (13) bezeichnet r_pp(γ) ein Verhältnis (ein Kraftverhältnis = F_sec/F_pri) einer Kraft bzw. Schubkraft der F_sec der Sekundärriemenscheibe 66 in der axialen Richtung (die im Folgenden als ”Sekundärkraft” bezeichnet wird) zu einer Kraft F_pri der Primärriemenscheibe 50 in der axialen Richtung (die im Folgenden als ”Primärkraft” bezeichnet wird) gemäß dem Übersetzungsverhältnis γ. Dieses Kraftverhältnis r_pp(γ) wird aus einer Abbildung eines Kraft-Übersetzungsverhältnisses erzielt, die ein Verhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis γ, der Primärkraft F_pri und der Sekundärkraft F_sec darstellt und in 13 gezeigt ist.
In der Gleichung (13) bezeichnet F_pri-p eine Kraft, die durch den Primäröldruck P_pri erzeugt wird, mit welchem die Hydraulikkammer 57 beaufschlagt wird (der im Folgenden als ”Primärhydraulikkraft” bezeichnet wird). Die Primärhydraulikkraft F_pri-p wird dadurch erzielt, dass ein Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Ist-Steuerung mit dem Druckaufnahmebereich A_pri multipliziert wird. Außerdem bezeichnet F_pri-cp eine Kraft, die durch den primären zentrifugalen Öldruck P_pri-cp in der axialen Richtung erzeugt wird, welcher durch das Hydrauliköl in der Hydraulikkammer 57 verursacht wird (der im Folgenden als ”primäre zentrifugale Hydraulikkraft” bezeichnet wird). Die primäre zentrifugale Hydraulikkraft F_pri-cp wird dadurch erzielt, dass der primäre zentrifugale Öldruck P_pri-cp mit dem Druckaufnahmebereich A_pri multipliziert wird.
Der in diesen Berechnungsvorgängen verwendete Primäröldruck P_pri kann der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung sein, den die ECU C dem Quetschdruckregelventil 58 anzeigt. Als Alternative kann an dem hydraulischen Steuerschaltkreis, wie z. B. der Hydraulikkammer 57 oder dem Ölkanal 51d, ein Drucksensor angeordnet sein, und der Primäröldruck P_pri kann auf der Grundlage von Ausgangsinformationen dieses Drucksensors erlangt werden. Bei der ersten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass der Drucksensor in der Hydraulikkammer 57 vorgesehen ist, weil der primäre zentrifugale Öldruck P_pri-cp auch für den Berechnungsvorgang verwendet wird.
Die ECU C berechnet die Drehmomentnockenkraft F_cam dadurch, dass die Sekundärgesamtkraft F_sec-all, welcher in Schritt ST21 berechnet worden ist, durch die Sekundärhydraulikkraft F_sec-p und durch die sekundäre zentrifugale Hydraulikkraft F_sec-cp unter Verwendung der folgenden Gleichung (14) (in Schritt ST22) dividiert wird. F_cam = F_sec-all – (F_sec-p + F_sec-cp) (14)
Die Sekundärhydraulikkraft F_sec-p wird dadurch berechnet, dass der Ist-Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung mit dem Druckaufnahmebereich A_sec multipliziert wird, und die sekundäre zentrifugale Ölkraft F_sec-cp wird dadurch berechnet, dass der sekundäre zentrifugale Öldruck P_sec-cp mit dem Druckaufnahmebereich A_sec multipliziert wird.
Der Sekundäröldruck P_sec kann der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung sein, welchen die ECU C dem Quetschdruckregelventil 58 anzeigt. Als Alternative kann an dem hydraulischen Steuerschaltkreis, wie z. B. der Hydraulikkammer 66 oder dem Ölkanal 61c, ein Drucksensor vorgesehen sein, und der Sekundäröldruck P_sec kann auf der Grundlage von Ausgangsinformationen dieses Drucksensors erlangt werden. Es ist bevorzugt, dass der Drucksensor in der Hydraulikkammer 66 vorgesehen ist.
Die ECU C berechnet (in Schritt ST23) das Sekundärdrehmoment T_sec (das Übertragungsdrehmoment T_cam des Drehmomentnockens) aus der Drehmomentnockenkraft F_cam, die in Schritt ST22 berechnet worden ist, und Daten an den Drehmomentnocken 65. Um diesen Berechnungsvorgang zu vereinfachen, werden als Daten an dem Drehmomentnocken 65 zwei Parameter verwendet, nämlich der Nockeneinfügeradius r_cam und der Nockenwinkel δ. Die Daten an dem Drehmomentnocken 65 sind jedoch nicht immer auf diese Parameter eingeschränkt.
Das Sekundärdrehmoment T_sec wird aus der folgenden Gleichung (15) berechnet, die durch Modifikation der Gleichung (8) erzielt wird. Der Nockenwinkel δ des Drehmomentnockens 65 kann entweder konstant oder gemäß der Position (oder dem Übersetzungsverhältnis γ) der beweglichen Scheibe 63 in der axialen Richtung (beispielsweise der Nockenwinkel des nichtlinearen Nockens) veränderlich sein. In dem letzteren Fall wird der Nockenwinkel δ gemäß dem Übersetzungsverhältnis γ der Gleichung (15) zugeordnet. F_sec = F_cam × r_cam × tanθ (15)
Nachdem das Sekundärdrehmoment T_sec auf diese Arte berechnet worden ist, weist die ECU C (in Schritt ST24) das Sekundärdrehmoment T_sec und das Ist-Übersetzungsverhältnis γ der folgenden Gleichung (16) zu, wodurch das Eingangsdrehmoment T_in berechnet wird. Außerdem erzeugt oder korrigiert die ECU C (in Schritt ST25) eine Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments. T_in = 1 / γ × T_sec (16)
Die Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments ist der in 9 gezeigten Abbildung von Eigenschaften des Brennkraftmaschinendrehmoments ähnlich, und das Eingangsdrehmoment T_in kann aus der Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments erzielt werden, wobei als Parameter die Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine und die Drosselöffnung θ_th verwendet werden. Nachdem die Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments erzeugt worden ist, wird in Schritt ST25 die Abarbeitung zur Berechnung des Eingangsdrehmoments wiederholt durchgeführt, um die Abbildung zu korrigieren.
Gemäß der ersten Ausführungsform führt die ECU C die in 8 oder die in 11 gezeigten Bearbeitungen unter Verwendung der Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments durch, in welcher das Eingangsdrehmoment T_in einem Lernprozess unterworfen worden ist. Außerdem beaufschlagt die ECU C die Hydraulikkammern 57 und 66 mit dem Primäröldruck P_pri oder mit dem Sekundäröldruck P_sec, wodurch die Riemenquetschdrücke erzeugt werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform kann die ECU C das Eingangsdrehmoment T_in, das dem CVT 1 mit Riemen tatsächlich zugeführt worden ist, einfach und genau berechnen. Weil die Daten an dem Drehmomentnocken 65 auch insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn das Sekundärdrehmoment T_sec berechnet wird, ist es möglich, das Ist-Eingangsdrehmoment T_in mit höherer Genauigkeit zu berechnen.
Das Ist-Eingangsdrehmoment T_in wird als Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments erlernt und gespeichert. Daher kann das Ist-Eingangsdrehmoment T_in in Schritt ST1, der in 8 dargestellt ist, oder in Schritt ST11, der in 11 dargestellt ist, auf der Grundlage der Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine und der Drosselöffnung θ_th mit höherer Genauigkeit geschätzt werden. Es können daher die Riemenquetschdrücke erzeugt werden, die ausreichend sind, um das Übersetzungsverhältnis γ aufrechtzuerhalten.
Dies kann wiederum die Erzeugung von übermäßigen Riemenquetschdrücken unterdrücken. Demgemäß können ein Antriebsverlust zwischen dem Riemen 80, der Primärriemenscheibe 50 und der Sekundärriemenscheibe 60 verringert und die Lebensdauer des Riemens 80 verbessert werden. Außerdem besteht die herkömmliche Anforderung hinsichtlich der Differenz zwischen dem Ausgangsdrehmoment Te (Ne, θ_th), das von der Brennkraftmaschine 10 mit innerer Verbrennung ausgegeben wird, und dem Eingangsdrehmoment T_in, das dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird, die Hydraulikkammern 57 und 66 mit einem hohen Öldruck zu beaufschlagen. Gemäß der ersten Ausführungsform kann ein übermäßiger Betrag beseitigt werden, so dass der Kraftverlust der Ölpumpe OP auch verringert werden kann.
Bei einem kurzzeitigen Zeitraum, wie z. B. einer Beschleunigung, wird das Drehmoment verwendet, um die Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine zu erhöhen, und das Eingangsdrehmoment T_in, das dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird, wird verringert. Deshalb wird der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung auf einen höheren Wert eingestellt als das Ist-Drehmoment T_in, wenn der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung unter Verwendung der Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments in einem solchen kurzzeitigen Zeitraum eingestellt wird. Als ein Ergebnis hieraus werden übermäßige Riemenquetschdrücke erzeugt, die nicht nur den Antriebsverlust zwischen dem Riemen und jeder der Primärriemenscheibe 50 und der Sekundärriemenscheibe 60 bewirken, sondern auch eine Verschlechterung bei der Haltbarkeit des Riemens 80.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden im Gegensatz dazu die Riemenquetschdrücke gemäß dem Ist-Eingangsdrehmoment T_in direkt erzeugt, so dass die Nachteile hinsichtlich des Riemenantriebsverlustes und der Verschlechterung bei der Riemenhaltbarkeit gelöst werden können. Außerdem ist es gemäß der ersten Ausführungsform ausreichend, den Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder den Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung zu erzeugen, der notwendig ist, um das Übersetzungsverhältnis γ aufrechtzuerhalten. Der Kraftverlust der Ölpumpe OP kann daher verringert werden.
Wie oben erklärt, kann unter Verwendung der ECU C die erste Ausführungsform verschiedene Vorteile aufweisen, wie z. B. die Verringerung des Antriebsverlustes sowie die Erzeugung der optimalen Riemenquetschdrücke gemäß dem Ist-Eingangsdrehmoment T_in.
Die Sekundärriemenscheibe 60 kann mit einem Dämpfungsmechanismus 69 versehen sein, der in den 14 und 15 dargestellt ist.
Der Dämpfungsmechanismus 69 weist ein toroidales Außengehäuse 691, das in dem kreisförmigen Bauteil 67 angeordnet ist, und Plattenbauteile 692 auf, die an dem Drehmomentnockenhauptkörper 65c angeordnet sind. Das Außengehäuse 691 weist zwei Hohlabschnitte 691a auf, welche mit einem viskosen Fluid (wie z. B. Hydrauliköl) gefüllt sind, und dreht sich mit dem kreisförmigen Bauteil 67 als Einheit. Jedes Plattenbauteil 692 hat in seiner Oberfläche eine Durchgangsausnehmung (eine kleine Öffnung) 692a, und dreht sich mit dem Drehmomentnockenhauptkörper 65c als Einheit.
Die Plattenbauteile 692 sind in den jeweiligen Hohlabschnitten 691a angeordnet und werden in diesen bewegt, wenn sich das Außengehäuse 691 und die Plattenbauteile 692 relativ zueinander drehen. Zwischen einem Ende von jedem Plattenbauteil 692 und einer Innenwandungsfläche von jedem Hohlabschnitt 691a ist ein Spalt ausgeformt.
Dadurch, dass der Spalt vorgesehen ist, werden die Plattenbauteile 692 in den jeweiligen Hohlabschnitten 691a durch Aktivierung des Drehmomentnockens 65 während einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses γ bewegt. Zu diesem Zeitpunkt strömt das viskose Fluid zwischen der kleinen Öffnung 692a und dem Spalt, wodurch ein Widerstand erzeugt wird, der es ermöglicht, dass der Drehmomentnockenhauptkörper 65c und die bewegliche Scheibe 63 relativ zueinander gleichmäßig bewegt werden. Als Folge kann ein Stoß verringert werden, der erzeugt wird, wenn ein Schlag des Drehmomentnockens 65 während einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses γ verringert wird (wenn der Drehmomentnocken 65 in einen angetriebenen Zustand oder einem nicht angetriebenen Zustand geschaltet wird).
Durch den Spalt zwischen dem Ende des Plattenbauteils 692 und der Innenwandungsfläche des Hohlabschnitts 691a und einem Durchmesser der kleinen Öffnung 692a wird eine Widerstandshöhe eingestellt.
Der Dämpfungsmechanismus 69 kann gemäß dem Übersetzungsverhältnis γ einen veränderlichen Dämpfungsgrad (eine Dämpfungskraft) aufweisen, indem ein Zwischenteil des Hohlabschnitts 691a, der in 15 gezeigt ist, weiter als seine beiden Enden ausgeformt ist. Das heißt, der Hohlabschnitt 691a, der eine in der Umfangsrichtung veränderlich Weite hat, ist derart ausgeformt, dass der Spalt zwischen dem Ende des Plattenbauteils 692 und der Innenwandungsfläche des Hohlabschnitts 691a weit ist, wenn das Plattenbauteil 692 in dem Zwischenteil des Hohlabschnitts 691a angeordnet ist, und dass er enger ist, wenn sich das Plattenbauteil 692 näher an einem Ende des Hohlabschnitts 691a befindet.
Dadurch ist eine Bewegungsgeschwindigkeit des Plattenbauteils 692 hoch, wenn es in dem Zwischenteil des Hohlabschnitts 691a angeordnet ist, und sie ist niedriger, wenn sich das Plattenbauteil 692 näher an dem einen Ende des Hohlabschnitts 691a befindet. Daher kann der Dämpfungsgrad (die Dämpfungskraft) gemäß dem Übersetzungsverhältnis geändert werden und der Stoß, der erzeugt wird, wenn der Schlag des Drehmomentnockens 65 verringert wird, kann verringert werden. Dadurch, dass der Spalt so eingestellt wird, dass beispielsweise die Dämpfungskraft bei einem Herunterschalten groß ist, kann das Fahrverhalten verbessert werden.
Weil die bewegliche Scheibe 63 an der Sekundärwelle 61 durch das Keilwellenprofil 64 angebracht ist, sind die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeiten von sowohl der beweglichen Scheibe 63 als auch der feststehenden Scheibe 62 gleich. Der Dämpfungsmechanismus 69 ist nicht immer zwischen der beweglichen Scheibe 63 und dem Drehmomentnocken 65 vorgesehen, wie es in dieser ersten Ausführungsform erläutert worden ist, sondern er kann an der feststehenden Scheibe 62 vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Dämpfungsmechanismus 69 beispielsweise so aufgebaut sein, dass zum einen an einer entgegengesetzten Seite der feststehenden Scheibe 62 an der Ausnehmung 80b ein (nicht dargestelltes) Drehbauteil vorgesehen ist, das sich gleichzeitig mit dem Drehmomentnockenhauptkörper 65c dreht, dass zum anderen das Plattenbauteil 692 an dem Drehbauteil angebracht ist und dass weiterhin das Außengehäuse 691 an der feststehenden Scheibe 692 angebracht ist. Das Drehbauteil kann unabhängig von dem Drehmomentnocken 65 vorgesehen sein, beispielsweise kann es als ein Fortsatz des Drehmomentnockenhauptkörpers 65c vorgesehen sein.
Der hydraulische Flügelmotor 550 des Mechanismus 55 zum Verschieben einer beweglichen Scheibe kann durch einen Elektromotor 552 ersetzt werden, der in 16 dargestellt ist.
Der Elektromotor 552 ist in einem Raumabschnitt der beweglichen Scheibe 53 entgegengesetzt zu der Ausnehmung 80a konzentrisch mit der Primärwelle 51 angeordnet. Der Elektromotor 552 liefert zu einer Drehstrombürste 552a, die durch einen Inverter 553 mit einer Batterie 554 verbunden ist, einen Strom, wodurch ein Außenrotor 552b relativ zu der Primärwelle 51 durch ein Lager 552c gedreht wird. Der Elektromotor 552 schaltet eine Drehung in eine Vorwärtsdrehung oder eine Rückwärtsdrehung um, indem die ECU C dazu gebracht wird, dass sie den Strom steuert, welcher der Drehstrombürste 552a zugeführt wird.
Der gleiche Mechanismus 551 zum Umwandeln einer Bewegungsrichtung ist zwischen einem Außenumfang des Außenrotors 552b und einer Innenwandungsfläche des Raumes der beweglichen Scheibe 53 vorgesehen. Auf Grund dessen kann die bewegliche Scheibe 53 in der axialen Richtung der Primärwelle 51 durch Antreiben des Elektromotors 552 verschoben werden.
Sogar wenn der Elektromotor 552 verwendet wird, führt die ECU C die gleiche Steuerverarbeitung durch wie dann, wenn der hydraulische Flügelmotor 550 verwendet wird, und es werden dieselben Vorteile erzielt.
Unter Bezugnahme auf ein in 17 gezeigtes Flussdiagramm wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß einer zweiten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung erläutert.
Das CVT 1 mit Riemen gemäß der zweiten Ausführungsform hat beinahe den gleichen Aufbau wie das CVT 1 mit Riemen gemäß der ersten Ausführungsform, wobei bei der Verarbeitung, die von der ECU C durchgeführt wird, ein Unterschied besteht.
Das heißt, bei der zweiten Ausführungsform führt die ECU C, wie in dem Flussdiagramm von 17 dargestellt ist, (in den Schritten ST31 bis ST34) die gleichen Verarbeitungen durch wie die in den Schritten ST21 bis ST24 gemäß der in dem Flussdiagramm von 8 dargestellten ersten Ausführungsform, wodurch das Eingangsdrehmoment T_in berechnet wird, das dem CVT 1 mit Riemen tatsächlich zugeführt wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird das Eingangsdrehmoment anschließend dem Lernvorgang unterworfen, die in 8 oder 11 dargestellten Vorgänge werden durchgeführt, wobei die Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments verwendet wird, und die Hydraulikkammern 57 und 66 werden mit dem Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder mit dem Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung beaufschlagt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird im Gegensatz dazu das Ist-Eingangsdrehmoment T_in berechnet, und unter Verwendung dieses Eingangsdrehmoments T_in wird anschließend der Öldruck, mit welchem die Hydraulikkammern 57 und 66 beaufschlagt werden, direkt gesteuert (in Schritt ST35). Gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet die ECU C in Schritt ST2 das Primärdrehmoment T_pri, ohne dass die Verarbeitung in dem in 8 gezeigten Schritt ST1 durchgeführt wird, sie führt anschließend das gleiche Berechnungsverfahren durch und sie beaufschlagt die Hydraulikkammern 57 und 66 mit dem Primäröldruck P_pri. Als Alternative berechnet die ECU C in dem Schritt ST12 das Sekundärdrehmoment T_sec, ohne dass die Verarbeitung in dem in 11 dargestellten Schritt ST11 durchgeführt wird, sie führt anschließend die gleiche Berechnungsverarbeitung durch und sie beaufschlagt die Hydraulikkammern 57 und 66 mit dem Sekundäröldruck P_sec.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann daher der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung gemäß dem Ist-Eingangsdrehmoment T_in mit höherer Genauigkeit eingestellt werden, und es können optimalere Riemenquetschdrücke erzeugt werden.
In einem kurzzeitigen Zeitraum, wie z. B. einer Beschleunigung, wird das Drehmoment verwendet, um die Anzahl der Umdrehungen Ne der Brennkraftmaschine zu erhöhen, und das Eingangsdrehmoment T_in wird verringert, das dem CVT 1 mit Riemen zugeführt wird. Aus diesem Grund werden der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung auf der Grundlage eines höheren Wertes als dem Ist-Eingangsdrehmoment T_in eingestellt, wenn der Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder der Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung unter Verwendung der Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments in einem solchen kurzzeitigen Zeitraum eingestellt wird. Als ein Ergebnis hieraus werden übermäßige Riemenquetschdrücke, die nicht nur den Antriebsverlust zwischen dem Riemen 80 und sowohl der Primärriemenscheibe 50 als auch der Sekundärriemenscheibe 60 verursachen, sondern auch eine Verschlechterung der Haltbarkeit des Riemens 80 erzeugt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden jedoch die Riemenquetschdrücke direkt gemäß dem Ist-Eingangsdrehmoment T_in erzeugt, so dass die Nachteile des Riemenantriebsverlusts und der Verschlechterung bei der Riemenhaltbarkeit beseitigt werden können. Außerdem ist es gemäß der zweiten Ausführungsform ausreichend, den Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung oder den Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung zu erzeugen, der notwendig ist, um das Übersetzungsverhältnis γ aufrechtzuerhalten. Der Kraftverlust der Ölpumpe OP kann daher verringert werden.
Als Nächstes wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß einer dritten Ausführungsform erläutert. Das CVT 1 mit Riemen gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem CVT 1 mit Riemen gemäß der ersten Ausführungsform in den folgenden Gesichtspunkten.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden die Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 von dem Quetschdruckregelventil 58 mit einem gleichförmigen Druck beaufschlagt. Dies kann zu verschiedenen Vorteilen führen, die eine Vereinfachung des Öldrucksteuerkreises beinhalten. Von den Riemenquetschdrücke aus betrachtet ist es jedoch zu bevorzugen, die Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 mit unabhängigen Öldrücken zu beaufschlagen, so dass die Riemenquetschdrücke genauer gesteuert werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist das Quetschdruckregelventil 58 derart ausgestaltet, dass die Öldrücke, mit denen die Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50 und die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 beaufschlagt werden, individuell gesteuert werden, oder das Quetschdruckregelventil 58 wird der Hydraulikkammer 57 zugeordnet und ein anderes Quetschdruckregelventil ist vorgesehen, das der Hydraulikkammer 66 zugeordnet ist.
Die ECU C gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt den Riemenquetschdruck an der Primärriemenscheibe 50 durch den Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung, der durch die in 8 dargestellten Verarbeitungen erzeugt wird. Außerdem erzeugt die ECU den Riemenquetschdruck an der Sekundärriemenscheibe 60 durch den Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung, der durch die in 11 dargestellten Verarbeitungen erzeugt wird.
Als ein Ergebnis können gemäß der dritten Ausführungsform die Riemenquetschdrücke an der Primärriemenscheibe 50 und an der Sekundärriemenscheibe 60 exakter gesteuert werden.
Anschließend wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß einer vierten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung erläutert.
Gemäß der vierten Ausführungsform wird das CVT 1 mit Riemen dadurch gebildet, dass das CVT 1 mit Riemen gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich wie das CVT 1 mit Riemen gemäß der dritten Ausführungsform ausgestaltet ist.
Das heißt, das Quetschdruckregelventil 58 ist derart ausgestaltet, dass die Öldrücke, mit welchen die Hydraulikkammer der Primärriemenscheibe 50 und die Hydraulikkammer 66 der Sekundärriemenscheibe 60 beaufschlagt werden, individuell gesteuert werden können. Als Alternative wird das Quetschdruckregelventil 58 der Hydraulikkammer 57 zugeordnet, und es ist ein anderes Quetschdruckregelventil vorgesehen, das der Hydraulikkammer 66 zugeordnet ist. Außerdem ist die ECU C so geartet, dass sie den Riemenquetschdruck an der Primärriemenscheibe 50 durch den Primäröldruck P_pri zur Anzeige einer Steuerung erzeugt, der durch die in 8 gezeigten Verarbeitungen erzeugt wird. Darüber hinaus ist die ECU C derart ausgestaltet, dass sie den Riemenquetschdruck an der zweiten Riemenscheibe 60 durch den Sekundäröldruck P_sec zur Anzeige einer Steuerung erzeugt, der durch die in 11 gezeigten Verarbeitungen erzeugt wird.
Durch diesen Aufbau kann die vierte Ausführungsform nicht nur die gleichen Vorteile wie die zweite Ausführungsform aufweisen, sondern sie kann auch den Riemenquetschdruck an der Primärriemenscheibe 50 und den an der Sekundärriemenscheibe 60 ähnlich wie die dritte Ausführungsform genauer steuern.
Unter Bezugnahme auf ein in 18 dargestelltes Flussdiagramm wird als Nächstes eine Vorrichtung zur Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß einer fünften Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung erläutert.
Das CVT 1 mit Riemen gemäß der fünften Ausführungsform ist ähnlich aufgebaut wie das CVT 1 mit Riemen gemäß der dritten Ausführungsform, mit Ausnahme, dass Daten (wie z. B. der Nockeneinführradius r_cam und der Nockenwinkel δ) an dem Drehmomentnocken 65 eingestellt sind, dass die Riemenquetschdrücke ausreichend genug erzeugt werden, um ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis γ nur durch den Drehmomentnocken 65 beibehalten zu können, wenn das Übersetzungsverhältnis γ das vorgegebene Übersetzungsverhältnis ist. Dafür steuert die Anordnung zum Ableiten bzw. Ermitteln eines Eingangsdrehmoments der ECU C gemäß der fünften Ausführungsform das Quetschdruckregelventil 58 oder das Quetschdruckregelventil, das der Hydraulikkammer 66 zugeordnet worden ist, derart an, dass das Beaufschlagen der Hydraulikkammer 66 mit dem Öldruck gestoppt wird oder dass die Hydraulikkammer 66 mit dem Öldruck beaufschlagt wird, bei welchem der Riemenquetschdruck nicht erzeugt wird, wenn das Übersetzungsverhältnis γ das vorgegebene Übersetzungsverhältnis γ ist. Außerdem berechnet die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments das Eingangsdrehmoment T_in wie folgt wenigstens einmal oder zu bestimmten Intervallen.
Die Anordnung zum Ableiten eines Eingangsdrehmoments der ECU C gemäß der fünften Ausführungsform berechnet das Eingangsdrehmoment T_in, das dem CVT 1 mit Riemen tatsächlich zugeführt wird, wie folgt.
Die ECU C gemäß der fünften Ausführungsform berechnet (in Schritt ST41) die Sekundärgesamtkraft die durch die Sekundärriemenscheibe 50 erzeugt wird, auf der Grundlage des Öldrucks in der Hydraulikkammer 57 der Primärriemenscheibe 50, wenn das Übersetzungsverhältnis γ gleich dem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, ähnlich wie die dritte Ausführungsform. Außerdem berechnet die ECU die Drehmomentnockenkraft F_cam (in Schritt ST42).
Während das Übersetzungsverhältnis γ gleich dem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis γ ist, wird der Riemenquetschdruck an der Sekundärriemenscheibe 60 nur durch den Drehmomentnocken 65 erzeugt. Die ECU C berechnet daher den Drehmomentnockendruck T_cam auf der Grundlage der folgenden Gleichung (17), in welcher die Sekundärhydraulikkraft F_sec-p in der Gleichung (14) Null ist. F_cam = F_sec-all – F_sec-cp (17)
Anschließend führt die ECU C die gleichen Berechnungsverarbeitungen durch wie die in den Schritten ST23 bis ST25 gemäß der dritten Ausführungsform, um das Eingangsdrehmoment T_in zu berechnen, und sie erzeugt die Abbildung von Eigenschaften des Eingangsdrehmoments oder korrigiert diese.
Gemäß der fünften Ausführungsform kann die Anzahl der Parameter, die für die Berechnungsverarbeitungen notwendig sind, im Vergleich zu der dritten Ausführungsform verringert werden (d. h., die Sekundärhydraulikkraft F_sec-p ist nicht notwendig). Die fünfte Ausführungsform kann daher nicht nur die gleichen Vorteile wie die dritte Ausführungsform aufweisen, sondern sie kann auch das Eingangsdrehmoment T_in einfacher und unverzüglicher berechnen.
Bei den ersten bis fünften Ausführungsformen ist ein Beispiel erläutert worden, in welchem der Motor (ein Hydraulikmotor 550 oder ein Elektromotor 552) als Einheit mit der beweglichen Scheibe 53 der Primärriemenscheibe 50 vorgesehen ist. Die gegenwärtige Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Motor kann beispielsweise als Einheit mit der beweglichen Scheibe 63 der Sekundärriemenscheibe 60 oder den beweglichen Scheiben 53 und 63 von sowohl der Primärriemenscheibe 50 als auch der Sekundärriemenscheibe 60 vorgesehen sein.
Bei den ersten bis fünften Ausführungsformen ist der Drehmomentnocken 65 an der Sekundärriemenscheibe 60 vorgesehen. Als Alternative kann der Drehmomentnocken 65 an der Primärriemenscheibe 50 oder sowohl an der Primärriemenscheibe 50 als auch an der Sekundärriemenscheibe 60 vorgesehen sein.
Die Vorrichtung zur Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß der gegenwärtigen Erfindung kann das Eingangsdrehmoment genau berechnen, das dem CVT mit Riemen tatsächlich zugeführt wird, und sie kann daher gemäß dem Eingangsdrehmoment die optimalen Riemenquetschdrücke erzeugen.
Somit ist die Vorrichtung zu Steuerung eines CVT mit Riemen gemäß der gegenwärtigen Erfindung eine Technik, die zur Erzeugung von optimalen Riemenquetschdrücke gemäß dem Eingangsdrehmoment, das dem CVT mit Riemen tatsächlich zugeführt wird, verwendet werden kann.

Claims

Steuervorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Riemengetriebes, wobei das stufenlose Riemengetriebe aufweist: zwei Riemenscheibenwellen (51, 61), die in einem vorgegebenen Abstand parallel angeordnet sind; bewegliche Scheiben (53, 63), die auf den Riemenscheibenwellen (51, 61) angeordnet und auf einer entsprechenden Riemenscheibenwelle in axialer Richtung der jeweiligen Riemenscheibenwelle verschiebbar sind; feststehende Scheiben (52, 62), die auf einer entsprechenden Riemenscheibenwelle derart angeordnet sind, dass sie der entsprechenden beweglichen Scheibe zugewandt sind, so dass zwischen den feststehenden Scheiben (52, 62) und den beweglichen Scheiben (53, 63) Ausnehmungen ausgeformt sind; einen Riemen (80), der auf die Ausnehmungen zwischen den beweglichen Scheiben (53, 63) und den feststehenden Scheiben (52, 62), die einander zugewandt sind, gewickelt ist; eine erste Betätigungseinrichtung, die an einer ersten der beweglichen Scheiben (53) derart vorgesehen ist, dass sie die erste bewegliche Scheibe (53) zu der entsprechenden ersten der feststehenden Scheiben (52) hin drückt, um an der ersten beweglichen Scheibe (53) einen Riemenquetschdruck zu erzeugen; und eine zweite Betätigungseinrichtung mit einem Anpresskraft-Erzeugungsnocken (65), die an der anderen, zweiten beweglichen Scheibe (63) derart vorgesehen sind, dass sie die zweite bewegliche Scheibe (63) zu der anderen, zweiten feststehenden Scheibe (62) hin drückt, um an der zweiten beweglichen Scheibe (62) einen Riemenquetschdruck zu erzeugen, wobei die Steuereinrichtung aufweist: eine Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments, die ein Eingangsdrehmoment (T_in) das dem stufenlosen Riemengetriebe tatsächlich zugeführt wird, auf der Grundlage eines Ausgangsdrehmoments des stufenlosen Riemengetriebes, das unter Verwendung einer Steuerungsgröße (P_pri) der ersten Betätigungseinrichtung erhalten wird, und eines Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Riemengetriebes ableitet, die das abgeleitete Eingangsdrehmoment (T_in), das dem stufenlosen Riemengetriebe tatsächlich zugeführt wird, mit einem Eingangsdrehmoment vom Verbrennungsmotor vergleicht, und die Eingangsdrehmomentinformationen vom Verbrennungsmotor korrigiert, wenn das abgeleitete Eingangsdrehmoment (T_in) von dem Eingangsdrehmoment vom Verbrennungsmotor abweicht.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments (T_in) eine Schubkraft (F_sec-all) der zweiten beweglichen Scheibe (63) auf der Grundlage der Steuerungsgröße (P_pri) der ersten Betätigungseinrichtung berechnet, wobei sie eine Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65) aus der Schubkraft (F_sec-all) der zweiten beweglichen Scheibe (63) und einer Schubkraft der zweiten Betätigungseinrichtung, die auf der Grundlage einer Steuerungsgröße (P_sec) der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, berechnet, wobei sie ein Übertragungsdrehmoment (T_sec) des Drehmomentnockens aus der Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65) und Daten an dem Drehmomentnocken (65) berechnet und wobei sie das Eingangsdrehmoment (T_in) auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ermittelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei sie das Eingangsdrehmoment (T_in) als neues Eingangsdrehmoment aktualisiert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung aufweist, welche die Steuerungsgrößen (P_pri, P_sec) der ersten Betätigungseinrichtung und der zweiten Betätigungseinrichtung auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments (T_in) steuert, das von der Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments eine Schubkraft der ersten beweglichen Scheibe (53) durch Addieren einer Schubkraft (P_pri × A_pri) der ersten Betätigungseinrichtung, die durch einen beaufschlagten Öldruck erzeugt worden ist, mit einer Schubkraft (P_pri-cp × A_pri) aufgrund eines Zentrifugalöldruck, der durch ein Hydrauliköl in der ersten Betätigungseinrichtung bewirkt wird, berechnet, wobei sie eine Schubkraft der zweiten beweglichen Scheibe (63) dadurch berechnet, dass die Schubkraft der ersten beweglichen Scheibe (53) mit einem Verhältnis (r_pp(ν)) aus einem Übersetzungsverhältnis der Schubkraft (F_sec) der zweiten beweglichen Scheibe (63) zu der Schubkraft (F_pri) der ersten beweglichen Scheibe (53) multipliziert wird, wobei sie eine Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65) aus der Schubkraft (F_sec-all) der zweiten beweglichen Scheibe (63) und einer Schubkraft (P_sec × A_sec) der zweiten Betätigungseinrichtung, die auf der Grundlage des Öldrucks (P_sec) in der zweiten Betätigungseinrichtung berechnet worden ist, berechnet, wobei sie ein Übertragungsdrehmoment (T_sec) des Drehmomentnockens aus der Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65) und Daten an dem Drehmomentnocken (65) berechnet und wobei sie das Eingangsdrehmoment (T_in) auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens und des Übersetzungsverhältnisses ermittelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments (T_in) eine Steuerungsgröße (F_sec-cp) der zweiten Betätigungseinrichtung derart steuert, dass die zweite Betätigungseinrichtung auf die zweite bewegliche Scheibe (63) keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis (ν) gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, wobei sie eine Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65), welche für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der anderen beweglichen Scheibe (63) verantwortlich ist, auf der Grundlage der Steuerungsgröße (P_pri) der ersten Betätigungseinrichtung berechnet, wobei sie ein Übertragungsdrehmoment (T_sec) des Drehmomentnockens aus der Schubkraft (F_cam) des Drehmomentnockens (65) und Daten an dem Drehmomentnocken (65) berechnet und wobei sie das Eingangsdrehmoment (T_in) auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments (T_sec) des Drehmomentnockens ermittelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei sie das Eingangsdrehmoment als neues Eingangsdrehmoment aktualisiert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments (T_in) eine Steuerungsgröße (F_sec-cp) der zweiten Betätigungseinrichtung derart steuert, das die zweite Betätigungseinrichtung auf die zweite bewegliche Scheibe (63) keinen Druck ausübt, wenn ein Übersetzungsverhältnis (ν) gleich einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist, wobei sie eine Schubkraft der ersten beweglichen Scheibe (53) dadurch berechnet, dass eine Schubkraft (P_pri × A_pri) der ersten Betätigungseinrichtung, die durch einen beaufschlagten Öldruck erzeugt wird, und eine Schubkraft (P_pri-cp × A_pri) aufgrund eines Zentrifugalöldruck, der durch ein Hydrauliköl in der ersten Betätigungseinrichtung bewirkt wird, addiert werden, wobei sie eine Schubkraft der zweiten beweglichen Scheibe (63) dadurch berechnet, dass die Schubkraft der ersten beweglichen Scheibe (53) mit einem Verhältnis (r_pp(ν)) aus einem Übersetzungsverhältnis der Schubkraft der zweiten beweglichen Scheibe (63) zu der Schubkraft der ersten beweglichen Scheibe (53) multipliziert wird, wobei sie eine Schubkraft des Drehmomentnockens (65), der für eine Erzeugung des Riemenquetschdrucks an der Seite der anderen beweglichen Scheibe (63) verantwortlich ist, dadurch berechnet, dass die Schubkraft (F_sec-cp) aufgrund des Zentrifugalöldrucks, der durch das Hydrauliköl in der zweiten Betätigungseinrichtung bewirkt wird, von der Schubkraft (F_sec-all) der anderen beweglichen Scheibe (63) subtrahiert wird, wobei sie ein Übertragungsdrehmoment (T_sec) des Drehmomentnockens aus der Schubkraft des Drehmomentnockens (65) und Daten an dem Drehmomentnocken (65) berechnet und wobei sie das Eingangsdrehmoment (T_in) auf der Grundlage des Übertragungsdrehmoments des Drehmomentnockens ermittelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung aufweist, welche Steuerungsgrößen (P_pri, P_sec) der ersten Betätigungseinrichtung und der zweiten Betätigungseinrichtung auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments (T_in) steuert, das von der Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung, die eine notwendige Gesamt-Schubkraft, die für die erste bewegliche Scheibe (53) notwendig ist, auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments, das von der Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, berechnet, und die den Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung und einen Steuerbetrag der zweiten Betätigungseinrichtung, der auf dem Steuerbetrag der ersten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was die notwendige Gesamt-Schubkraft erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung aufweist, die eine notwendige Gesamt-Schubkraft, die für die eine bewegliche Scheibe (53) notwendig ist, auf der erste des Eingangsdrehmoments, das von der Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, und einer Reibungskraft zwischen der beweglichen Scheibe (53), der feststehenden Scheibe (52) und dem Riemen (80) berechnet, und die die Steuerungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung und eine Steuerungsgröße der zweiten Betätigungseinrichtung, die auf der Steuergröße der ersten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was die notwendige Gesamt-Schubkraft erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Anordnung zur Betätigungseinrichtungssteuerung aufweist, die eine notwendige Gesamt-Schubkraft, die für die zweite bewegliche Scheibe (63) notwendig ist, und eine Schubkraft des Drehmomentnockens (65), die auf dem Eingangsdrehmoment basiert, das von der Anordnung zum Ermitteln eines Eingangsdrehmoments berechnet worden ist, berechnet, die eine Schubkraft der zweiten Betätigungseinrichtung aus der notwendigen Gesamt-Schubkraft und der Schubkraft des Drehmomentnockens (65) berechnet, und die die Steuerungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung und eine Steuerungsgröße der zweiten Betätigungseinrichtung, die auf der Steuerungsgröße der zweiten Betätigungseinrichtung basiert, steuert, was die Schubkraft der zweiten Betätigungseinrichtung erzeugt.