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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares Getriebe
gemäß dem Oberbegriff des
unabhängigen
Patentanspruchs 1. Ein derartiges stufenlos verstellbares Getriebe
ist aus der
DE 689 17
591 T2 bekannt.
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Ein
stufenlos verstellbares Torroidgetriebe, das als Fahrzeuggetriebe
oder ähnliches
verwendet wird, wurde beispielsweise in den
japanischen Patentveröffentlichungen Nr. Hei. 6-506042 und
Hei. 1-169169 offenbart.
Ein jedes dieser stufenlos verstellbaren Getriebe weist eine Eingangswelle
auf, die durch eine Antriebsquelle gedreht wird, eine Ausgangswelle,
die eine Antriebskraft abgibt, die auf die Drehung der Antriebswelle
zurückzuführen ist;
eine Änderungseinrichtung
für das Übersetzungsverhältnis, nämlich einen
Wandler (Variator), der zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle
angeordnet ist sowie eine Planetengetriebeeinrichtung.
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In
der
japanischen Patentveröffentlichung Nr.
Hei. 6-506042 ist ein Leerlaufsystem offenbart, welches
eine Rückführung der
Antriebskraft in einer Betriebsart mit niedriger Drehzahl durchführt. Dessen
Planetengetriebe-Einrichtung weist eine Kupplung für die niedrigen
Drehzahlen und eine Kupplung für
die hohen Drehzahlen auf. Wenn die Kupplung für die niedrigen Drehzahlen
betätigt
ist und die Kupplung für
die hohen Drehzahlen gelöst
(freigegeben) ist, wird die Antriebskraft von der Planetengetriebeeinrichtung
an die Ausgangswelle und ein Teil der Antriebskraft an den Variator übertragen.
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Andererseits
ist in der
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Hei. 1-169169 ein Leistungsteilungssystem offenbart,
welches einen Rücklauf
der Antriebskraft in einer Betriebsart mit hohen Drehzahlen durchführt. Dessen
Planetengetriebessystem weist eine Kupplung für die niedrigen Gänge und
eine Kupplung für
die hohen Gänge
auf. Wenn die Kupplung für
die niedrigen Gänge
gelöst
ist, während
die Kupplung für
die hohen Gänge
geschlossen ist, wird die Drehantriebskraft der Eingangswelle direkt
durch das Planetengetriebe (anstelle des Variators) an die Ausgangswelle
und ein Teil der Antriebskraft an den Variator übertragen.
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Dies
bedeutet, daß bei
beiden Systemen die Kupplung für
die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung für die hohen Drehzahlen vorgesehen
ist und im Falle eines Wechsels der Betriebsart, wenn die Drehungen
im Kupplungsabschnitt einander gleich sind, die Kupplungsverbindung
umgeschaltet wird.
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Das
herkömmliche,
stufenlos verstellbare Torroidgetriebe weist jedoch keine Einrichtung
auf, die bestätigt,
ob oder ob nicht ein erstes Leistungsübertragungssystem, welches
in die Planetengetriebeeinrichtung über den Variator eingeleitet
wird, die gleiche Anzahl von Umdrehungen aufweist, wie ein zweites
Leistungsübertragungssystem,
welches direkt (nicht über
den Variator) in die Planetengetriebeeinrichtung einleitet. Selbst
wenn ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis zum
Umschalten nicht erreicht wird oder das Umschalten des Ganges vorüber ist
oder das Umschalten des Ganges aufgrund eines Betriebsausfalls des
Variators unmöglich
wird, wird außerdem
die Kupplung umgeschaltet. Daher wird die Kupplung nicht geschlossen
oder diese wird beschädigt.
Wenn darüber
hinaus die Kupplung umgeschaltet wird, wenn die Anzahl der Umdrehungen
unterschiedlich ist, dann tritt ein Gangwechselstoß auf, aufgrund
dessen sich der Fahrer oder andere Personen im Fahrzeug schlecht
fühlen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stufenlos verstellbares
Getriebe der eingangs genannten Art zu schffen, mit dem das Umschalten
der Kupplung im Falle eines Wechsels der Betriebsart stoßfrei erreicht
wird, eine Beschädigung der
Kupplung bzw. der Kupplungsscheibe verhindert wird und der Stoß beim Langwechseln,
der andernfalls auf den Fahrer oder andere Insassen des Fahrzeugs
wirkt, verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein stufenlos verstellbaren Getriebes mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Beim
wie oben beschrieben ausgestalteten stufenlos verstellbaren Getriebe
wird die Kupplung während
eines Reisevorgangs mit niedriger Geschwindigkeit so umgeschaltet,
daß der
Planetenträger
der Planetengetriebeeinrichtung mit dem Ringrad verbunden wird,
während
das zweite Antriebskraftübertragungssystem
vom Ringrad getrennt wird. In diesem Zustand überträgt nur der Variator die Antriebskraft
von der Eingangswelle zur Ausgangswelle. Während eines Reisevorganges
mit hoher Geschwindigkeit wird die Kupplung umgeschaltet, so daß das zweite
Antriebskraftübertragungssystem
mit dem Ringrad verbunden ist, während
der Planetenträger
vom Ringrad gelöst
wird. In diesem Zustand wird zusätzlich
das Drehmoment vom Planetenträger,
der Bestandteil der Planetengetriebeeinrichtung ist, an die Ausgangsscheibe
des Variators über
das zweite Antriebskraftübertragungssytem übertragen. In
diesem Zustand ändert
sich das Übersetzungsverhältnis des
stufenlos verstellbaren Getriebes als ganzes entsprechend der Drehzahl
des Planetengetriebes. Um die Geschwindigkeit oder die Drehzahl
des Planetengetriebes zu ändern,
kann daher durch eine Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
des Variators, das Übersetzungsverhältnis des
stufenlos verstellbaren Getriebes als Ganzes eingestellt werden.
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Die
Drehzahl (rpm) des ersten Antriebskraftübertragungssystems wird durch
die Erfassungseinrichtung für
das Übersetzungsverhältnisses
erfaßt, nämlich dem
ersten Drehzahlerfassungssensor, während die Drehzahl des zweiten
Antriebskraftübertragungssystems
durch den zweiten Sensor zum Erfassen der Drehzahl erfaßt wird.
Die Erfassungssignale dieser beiden Sensoren werden einem Steuerkreis
zugeführt.
Wenn die so erfaßten
Geschwindigkeiten einander gleich sind oder einander im wesentlichen
gleich sind, gibt der Steuerkreis ein Signal an den Antriebsabschnitt
der Kupplung für
die hohen Drehzahlen und der Kupplung für die niedrigen Drehzahlen
aus. Als Antwort auf das Befehlssignal wird der Vorgang zum Ändern der
Betriebsart ausgeführt, so
daß die
Kupplung für
die hohen Gänge
geschlossen wird, während
die Kupplung für
die niedrigen Gänge
und die Kupplung für
den Rückwärtsgang
gelöst
(freigegeben) werden.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben und erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
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1 ein
Diagramm, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel
eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der vorliegenden technischen
Lehre dargestellt ist;
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2 ein
Blockdiagramm des stufenlos verstellbaren Getriebes der 1;
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3 ein
Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der vorliegenden technischen
Lehre; und
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4 ein
Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels
eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß der vorliegenden technischen
Lehre.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden technischen Lehre werden unter Bezugname auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Die 1 und 2 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden technischen Lehre. Insbesondere zeigt 1 ein
Diagramm, in dem die Anordnung eines stufenlos verstellbaren Torroidgetriebes
mit doppeltem Hohlraum dargestellt ist und 2 zeigt
ein Blockdiagramm dieses Getriebes. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 das stufenlos verstellbare Torroidgetriebe,
welches einen Variator 2 und eine Planetengetriebeeinrichtung 3 aufweist.
Der Variator 2 ist drehbar über Lager oder ähnlichem
auf einem feststehenden Abschnitt gelagert und weist eine Eingangswelle 6 auf,
die mit einer Antriebsquelle 5, wie beispielsweise einem
Motor verbunden ist.
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Die
Eingangswelle 6 weist eine hydraulische Druckeinrichtung
nämlich
ein Hydraulik-(Öldruck)kolben 8 über eine
Anfahrkupplung 7 auf. Der Hydraulikkolben 8 ist
mit einer Öldruckzufuhr
verbunden (nicht gezeigt), um eine gewünschte Druckkraft an den Variator 2 zu übertragen.
Der Variator 2 weist ein Paar von Eingangsscheiben 10a und 10b auf,
die sich in Verbindung mit der Eingangswelle 6 drehen und
einander gegenüberliegen.
Zwischen dem Paar von Eingangsscheiben 10a und 10b ist
ein Paar von Ausgangsscheiben 11a und 11b koaxial
angeordnet. Die Ausgangsscheiben 11a und 11b befinden
sich lose mit der Eingangswelle 6 im Eingriff und drehen
sich synchron zueinander.
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Zwischen
den Eingangsscheiben 10a und 10b und den Ausgangsscheiben 11a und 11b sind Zapfen 12b angeordnet,
die um eine Tragwelle 12a verschwenkt werden können. Ein
jeder Zapfen 12b weist eine Anzahl von Arbeitsrollkörper 12 auf,
die unter Berührung
mit den Eingangsscheiben 10a und 10b und den Ausgangsscheiben 11a und 11b abrollen.
Die Ausgangsscheiben 11a und 11b sind miteinander über eine
lose Eingriffswelle 13 verbunden, die sich lose im Eingriff
mit der Eingangswelle 6 befindet. Die Drehantriebskraft,
die an die Eingangswelle 6 des Variators 2 übertragen
wird, wird an die lose Eingriffswelle 13 über die
Eingangsscheiben 10a und 10b, die Arbeitsrollkörper 12 und
die Ausgangsscheiben 11a und 11b geleitet. Das Übersetzungsverhältnis (das
durch Division der Drehgeschwindigkeit der Ausgangsscheiben 11a und 11b durch
die Drehgeschwindigkeit der Eingangsscheiben 10a und 10b erhalten
wird) wird durch den Schwenkwinkel der Arbeitsrollkörper 12 bestimmt.
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Dies
bedeutet, daß bei
waagerechten Arbeitsrollkörpern 12 ein
neutraler Betriebszustand herrscht, bei dem das Übersetzungsverhältnis 1 beträgt, wobei
das Übersetzungsverhältnis abnimmt, wenn
die den Ausgangsscheiben 11a und 11b zugewandten
Seiten der Arbeitsrollkörper 12 so
verschwenkt werden, daß sie
sich von der Eingangswelle 6 weg bewegen; andererseits
steigt das Übersetzungsverhältnis an,
wenn die den Ausgangsscheiben 11a und 11b zugewandten
Seiten der Arbeitsrollkörper
so verschwenkt werden, daß sie
sich der Eingangswelle 6 nähern. Ein erstes Zahnrad 14 ist
auf der oben erwähnten,
sich lose im Eingriff befindenden Eingriffswelle 13 angebracht.
Das erste Zahnrad 14 wird durch eine Kette 15 zusammen
mit einem zweiten Zahnrad 17 betrieben, welches auf einer
ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 angeordnet ist,
welche wiederum ein erstes Antriebskraftübertragungssystem bildet. Andererseits
ist am anderen Ende der Eingangswelle 6 über einer
Kupplung 18 für die
hohen Drehzahlen eine zweite Antriebskraftübertragungswelle 19 angeordnet.
Die zweite Antriebskraftübertragungswelle 19 bildet
zusammen mit der Planetengetriebeeinrichtung 3 ein zweites
Antriebskraftübertragungssystem.
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Im
folgenden wird die Planetengetriebeeinrichtung 3 genauer
beschrieben. Die Planetengetriebeeinrichtung 3 weist ein
Sonnenrad 21 mit einer Ausgangswelle 20 auf; eine
Vielzahl von Planetenrädern 22 befindet
sich mit dem Sonnenrad 21 im Eingriff, während sich
ein Planetenträger 23 mit
den Planetenrädern 22 im
Eingriff befindet und ein Ringrad 24 mit den Planetenrädern 22 kämmt. Der
Ringrad 24 ist über
die zweite Antriebskraftübertragungswelle 19 mit
der Kupplung 18 für
die hohen Drehzahlen geschlossen. Zwischen dem Ringrad 24 und
dem Gehäuse
(nicht gezeigt) der Planetengetriebeeinrichtung 3 ist eine
Kupplung 25 für
die Rückwärtsgänge vorgesehen,
welche die Drehung des Ringrades 24 erlaubt und behindert.
Des weiteren ist zwischen dem Planetenträger 23 und dem Ringrad 24 eine
Kupplung 26 für
die niedrigen Drehzahlen angeordnet, welche die Übertragung der Antriebskraft
ermöglicht und
verhindert.
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Ein
erstes Zahnrad 27 ist am anderen Ende der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 befestigt,
welche das oben erwähnte
erste Antriebskraftübertragungssystem
bildet. Der Planetenträger 23 der Planetengetriebeeinrichtung 3 weist
eine sich lose im Eingriff befindliche Welle 28 auf, die
sich mit der Ausgangswelle 20 lose im Eingriff befindet.
Die sich lose im Eingriff befindliche Welle 28 weist ein
zweites Zahnrad 29 auf, welches mit dem ersten Zahnrad 27 kämmt.
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Ein
erster Drehzahl-(rpm)erfassungssensor 31, der so ausgestaltet
ist, daß er
die Anzahl der Umdrehungen der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 erfaßt, ist
in der Mitte der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 vorgesehen,
welche das oben erwähnte
erste Antriebskraftübertragungssystem
bildet. Ein zweiter Drehzahl-(rpm)erfassungssensor 32, der
ausgebildet ist, die Anzahl von Umdrehungen der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 zu
erfassen, ist in der Mitte der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 angeordnet,
welche das oben erwähnte
zweite Antriebskraftübertragungssystem
bildet. Die ersten und zweiten Drehzahlerfassungssensoren können Potentiometer,
Hallsensoren oder MR-Elemente sein. Die Erfassungssignale werden einem
Steuerkreis 33 zugeleitet, wo das Übersetzungsverhältnis (Verhältnis der
Drehzahlen; rpm) der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 und
der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 erhalten wird.
Der Steuerkreis 33 ist elektrisch mit dem Antriebsabschnitt
einer Kupplung 18 für
die hohen Drehzahlen und einer Kupplung 26 für die niedrigen
Drehzahlen geschlossen, so daß das
Einrücken
und das Ausrücken
der Kupplung als Antwort auf das Ausgangssignal des Steuerkreises 33 ausgeführt wird.
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Die
Drehzahl (rpm) der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 wird
mit Hilfe des ersten Drehzahlerfassungssensors 31 erfaßt und die
Drehzahl (rpm) der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 wird
mit Hilfe des zweiten Drehzahlerfassungssensors 32 erfaßt. Nur
wenn diese Drehzahlen (rpm) einander gleich oder im wesentlichen
gleich sind, leitet der Steuerkreis 33 Signale an den Antriebsabschnitt der
Kupplung 18 für
die hohen Drehzahlen und der Kupplung 26 für die niedrigen
Drehzahlen, so daß ein Umschalten
der Betriebsart stattfindet.
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Als
nächstes
wird die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Es
wird angenommen, daß die
Eingangswelle 6 angehalten ist, sich der Variator 2 in
der Stellung der größten Drehzahlverringerung
befindet und die Kupplung 18 für die hohen Drehzahlen, die
Kupplung 26 für
die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 25 für den Rückwärtsgang
freigegeben sind. Wenn in diesem Zustand die Anfahrkupplung 7 geschlossen wird
und die Eingangswelle 6 sich in einer vorbestimmten Richtung
dank der Antriebsquelle 5 dreht, dann drehen sich die Eingangsscheiben 10a und 10b des
Variators 2 in Verbindung mit der Drehung der Eingangswelle 6 mit
derselben Geschwindigkeit in dieselbe Richtung. In diesem Fall befinden
sich die Antriebsrollkörper 12 in
der Position der größten Drehzahluntersetzung,
so daß die
Drehung der Eingangsscheiben 10a und 10b über die
Antriebsrollkörper 12 an
die Abtriebsrollkörper 11a und 11b so
weitergeleitet wird, die sich in die zur Drehrichtung der Eingangswelle 10a und 10b entgegengesetzten Richtung
langsamer als die Eingangswelle 6 drehen.
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Entsprechend
dreht sich die sich lose im Eingriff befindliche Eingriffswelle 13,
die Drehung der sich lose im Eingriff befindlichen Eingriffswelle 13 wird
an das erste Zahnrad 14, die Kette 15 und das zweite
Zahnrad 17 übertragen,
so daß das
zweite Zahnrad 29 über
die erste Antriebskraftübertragungswelle 16 und
das erste Zahnrad 27 dreht. In diesem Zustand sind jedoch
die Kupplung 18 für
die hohen Drehzahlen, die Kupplung 26 für die niedrigen Drehzahlen
und die Kupplung 25 zum Rückwärtsfahren freigegeben und das
Planetenrad 22 und der Planetenträger 23 drehen sich
vollständig.
Des weiteren wird deren Antriebskraft nicht an das Sonnenrad 21 weitergeleitet,
welches mit der Ausgangswelle 20 verbunden ist; dies bedeutet,
daß die
Ausgangswelle 20 angehalten bleibt.
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Wenn
bei angehaltener Ausgangswelle 20 die Anfahrkupplung 7 geschlossen
wird und als Antwort auf das Befehlsignal des Steuerkreises 33 die Kupplung 26 für die niedrigen
Drehzahlen geschlossen wird, während
die Kupplung 18 für
die hohen Geschwindigkeiten und die Kupplung 25 für den Rückwärtsgang
gelöst
(freigegeben) wird, dann wird der Planetenträger 23 mit dem Ringrad 24 verbunden,
so daß die
Drehkraft des zweiten Zahnrades 29 auf die sich lose im
Eingriff befindliche Welle 28, dem Planetenträger 23 und
das Ringrad 24 übertragen
wird. Daher dreht sich über
die Planetenräder 22 das
Sonnenrad 21 und die Drehkräfte des Sonnenrades 21 werden
an die Ausgangswelle 20 übertragen. Auf diese Weise
wird eine erste Betriebsart (Vorwärtsbetriebsart) erhalten, bei
der die Ausgangswelle 20 sich in derselben Richtung wie
die Eingangswelle 6 dreht.
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Wenn
sich die Drehzahl des Variators 2 erhöht, während die erste Betriebsart
beibehalten wird, d.h. die Arbeitsrollkörper 12 derart verschwenkt
werden, daß ihre
den Ausgangsscheiben 11a und 11b zugewandten Seiten
sich der Eingangswelle 6 nähern, dann erhöht sich
die Drehgeschwindigkeit der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 entsprechend
diesem Schwenkwinkel und dementsprechend erhöht sich die Drehzahl des Ringrades 24 der Planetengetriebeeinrichtung 3 und
den Planetenträgers 23,
so daß sich
die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 20 erhöht; dies
bedeutet, daß sich das Übersetzungsverhältnis des
stufenlos verstellbaren Torroidgetriebes erhöht.
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In
diesem Fall wird die Drehzahl (rpm) der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 durch
den ersten Drehzahlerfassungssensor 31 erfaßt, während die
Drehzahl (rpm) der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 durch
den zweiten Drehzahlerfassungssensor 32 erfaßt wird.
Deren Erfassungssignale werden dem Steuerkreis 33 zugeführt. Wenn diese
Drehzahlen (rpm) einander gleich oder einander im wesentlichen gleich
sind, dann leitet der Steuerkreis 33 Signale an den Antriebsabschnitt 34 der Kupplung 18 für die hohen
Drehzahlen und der Kupplung 26 für die niedrigen Drehzahlen.
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Als
Antwort auf das Befehlsignal vom Steuerkreis 33 wird ein
Wechsel der Betriebsart ausgeführt, bei
dem die Kupplung 18 für
die hohen Drehzahlen geschlossen wird, während die Kupplung 26 für die niedrigen
Drehzahlen und die Kupplung 25 zum Rückwärtsfahren freigegeben (gelöst) werden.
Die Drehung der Eingangswelle 6 wird über die Kupplung 18 für die hohen
Drehzahlen an die zweite Antriebskraftübertragungswelle 19 übertragen,
während
die Drehung der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 an
das Ringrad 24 der Planetengetriebeeinheit 3 übertragen
wird. Die Drehung des Ringrades 24 wird über eine
Vielzahl von Planetenrädern 22 an
das Sonnenrad 21 übertra gen,
so daß die
Ausgangswelle 20, die mit dem Sonnenrad 21 verbunden
ist, sich dreht. Wenn angenommen wird, daß in dem Fall, in dem sich
das Ringrad 24 auf der Eingangsseite befindet, der Planetenträger 23,
der die Planetenräder 22 trägt, angehalten
wird, dann findet ein Drehzahlanstieg mit einem Übersetzungsverhältnis statt,
das dem Verhältnis
der Zähne
des Ringrades 23 und des Sonnenrades 21 entspricht.
Das vom Planetenträger 23 gehaltene
Planetenrad 22 dreht sich jedoch um das Sonnenrad 21 und
das Übersetzungsverhältnis (des
gesamten stufenlos verstellbaren Getriebes) ändert sich in Abhängigkeit
von der Drehgeschwindigkeit des Planetenrades 22. Wenn
daher das Übersetzungsverhältnis des
Variators 2 verändert
wird, um die Drehgeschwindigkeit des Planetenrades 22 zu ändern, dann
kann das Übersetzungsverhältnis (des gesamten
stufenlos verstellbaren Getriebes) eingestellt werden.
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Dies
bedeutet, daß beim
Reisebetrieb mit hoher Drehzahl sich das Planetenrad 22 in
derselben Richtung wie das Ringrad 24 dreht. Je höher die Drehgeschwindigkeit
dieser Planetenräder 22 ist, umso
höher ist
die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 20, die am Sonnenrad 21 befestigt
ist. Wenn beispielsweise die oben erwähnte Drehgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit)
und die Drehgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) des Ringrades 24 einander
gleich sind, dann wird die Drehgeschwindigkeit des Ringrades 24 gleich
der des Ausgangsgetriebes 20. Wenn andererseits die Drehgeschwindigkeit
kleiner ist als die Drehgeschwindigkeit des Ringrades 24,
dann wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 20 größer als
die des Ringrades 24. Wenn andererseits die Drehgeschwindigkeit
größer als
die Drehgeschwindigkeit des Ringrades 24 ist, dann wird
die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 20 kleiner als
die des Ringrades 24.
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Folglich
wird während
dem oben erwähnten Reisebetrieb
mit hoher Drehzahl ein Teil des Drehmoments, das durch das zweite
Antriebskraftübertragungssystem
an das Ringrad 24 der Planetengetriebeeinrichtung 3 übertragen
wird, vom Planetenrad 22 über den Planetenträger 23 und
das erste Antriebskraftübertragungssystem
an die Ausgangsscheiben 11a und 11b übertragen.
Während
das Übersetzungsverhältnis des
Variators 2 verändert
wird, um die Drehzahl zu verringern, wird das Übersetzungsverhältnis des
gesamten stufenlos verstellbaren Torroidgetriebes 1 verändert, um
die Drehzahl zu erhöhen.
Bei diesem Reisebetrieb mit hoher Drehzahl wird das Drehmoment der Ausgangsscheiben 11a und 11b auf
den Variator 2 (und nicht von den Eingangsscheiben 10a und 10b);
dies bedeutet, daß ein sogenannter "Rücklaufzustand für die Antriebskraft" auftritt.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird die Drehzahl (rpm) der ersten Antriebskraftübertragungswelle 16 durch
den ersten Drehzahl-(rpm)erfassungssensor 31 erfaßt, während die
Drehzahl der zweiten Antriebskraftübertragungswelle 19 durch
die zweiten Drehzahlerfassungssensor 32 erfaßt wird.
Die Erfassungssignale dieser Sensoren werden dem Steuerkreis 33 zugeleitet.
Wenn diese Drehzahlen (rpm) einander gleich oder einander im wesentlichen
gleich sind, leitet der Steuerkreis 33 ein Signal an den
Antriebsabschnitt 34 der Kupplung 18 für die hohen Drehzahlen
und der Kupplung 26 für
die niedrigen Drehzahlen. Als Antwort auf das Befehlssignal des Steuerkreises 33 wird
ein Wechsel der Betriebsart vorgenommen, bei dem die Kupplung 18 für die hohen
Drehzahlen geschlossen wird, während
die Kupplung 26 für
die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 25 für den Rückwärtsgang
gelöst
(freigegeben) werden, wodurch die Änderung der Kupplungsverbindung
erreicht werden kann; dies bedeutet, daß eine Beschädigung der
Kupplungsscheibe und der Stoß beim
Gangwechsel verhindert werden kann.
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Selbst
wenn es bei der Ausgabe des Gangwechselsignals unmöglich ist,
den Gangwechsel durchzuführen,
weil der Variator 2 eine Fehlfunktion aufweist, wird die
Eingangswelle 6, die mit dem Motor verbunden ist, durch
Freigabe sämtlicher
Kupplungen von der Ausgangswelle 20 gelöst, die mit den Rädern verbunden
ist. Auf diese Weise kann ein natürlicher Geschwindigkeitsabfall
oder ein plötzliches Halten
erreicht werden.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
vorliegenden technischen Lehre, bei dem die Teile, die in ihrer
Funktion den bereits beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Teilen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Ein
besonderes Merkmal des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin,
daß der
erste Drehzahlerfassungssensor 31 und der zweite Drehzahlerfassungssensor 32 als
Erfassungseinrichtungen für
ein Übersetzungs-(rpm)verhältnis ausgebildet
sind. Dies bedeutet, daß der
erste Drehzahlerfassungssensor 31 die Drehzahl (rpm) der
Eingangsscheiben 10a und 10b erfaßt, während der
zweite Drehzahlerfassungssensor 32 die Drehzahl der Ausgangsscheiben 11a und 11b erfaßt. Diese
Erfassungssignale werden dem Steuer kreis 33 zugeleitet.
Wenn die derart erfaßten
Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen einander gleich oder einander im
wesentlichen gleich sind, leitet der Steuerkreis 33 ein
Signal an den Antriebsabschnitt 34 der Kupplung 18 für die hohen
Drehzahlen und der Kupplung 26 für die niedrigen Drehzahlen.
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Als
Antwort auf das Befehlssignal vom Steuerkreis 33 wird der
Wechsel der Betriebsart ausgeführt,
bei dem die Kupplung 18 für die hohen Drehzahlen eingerückt wird,
während
die Kupplung 26 für die
niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 25 für den Rückwärtsgang
ausgerückt
(freigegeben) werden. Auf diese Weise wird, ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
der Umschaltvorgang für
die Kupplungen stoßfrei
ausgeführt
und eine Beschädigung
der Kupplungsscheibe sowie ein Stoß durch den Gangwechsel vermieden.
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4 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden technischen Lehre, bei dem diejenigen Teile, die in
ihrer Funktion den bereits beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Teilen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Sensor 35 zum Erfassen des Schwenkwinkels vorgesehen, der
den Schwenkwinkel des Zapfens 12b des Variators 2 erfaßt, so daß der Schwenkwinkel
des Zapfens 12b dazu verwendet wird, das Übersetzungsverhältnis des
Variators 2 zu berechnen, d.h. das Verhältnis der Eingangsdrehzahl
und der Ausgangsdrehzahl (rpm). Das Erfassungssignal des Sensors 35 zum
Erfassen des Schwenkwinkels wird dem Steuerkreis 33 zugeleitet.
Wenn die Eingangsdrehzahl (rpm) und die Ausgangsdrehzahl (rpm) einander
gleich oder einander im wesentlichen gleich sind, dann leitet der
Steuerkreis 33 ein Signal an den Antriebsabschnitt 34 der Kupplung 18 für die hohen
Drehzahlen und der Kupplung 26 für die niedrigen Drehzahlen.
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Als
Antwort auf das Befehlssignal des Steuerkreises 33 wird
das Umschalten der Betriebsart ausgeführt, bei dem die Kupplung 18 für die hohen Drehzahlen
eingerückt
wird, während
die Kupplung 26 für
die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 25 für den Rückwärtsgang
ausgerückt
(freigegeben) werden. Ähnlich
wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels
wird der Einrückvorgang
und der Ausrückvorgang
der Kupplungen stoßfrei
ausgeführt
und eine Beschädigung
der Kupplungsscheiben und der Stoß durch den Gangwechsel vermieden.
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Der
Sensor 35 zum Erfassen des Schwenkwinkels ist nicht immer
ein Sensor, der den Schwenkwinkel des Zapfens 12b elektrisch
oder optisch erfaßt.
Dies bedeutet, daß es
auch eine Einrichtung sein kann, die mit der Nockeneinrichtung verbunden sein
kann, um auf mechanische Weise den Schwenkwinkel des Zapfens 12b oder
derjenigen Einrichtung zu erfassen, mit der es möglich ist, das Übersetzungsverhältnis des
Variators 2 zu erfassen.
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Das
stufenlos verstellbare Torroidgetriebe mit doppeltem Hohlraum wurde
als Ausführungsbeispiel
der vorliegenden technischen Lehre beschrieben. Das technische Konzept
der vorliegenden technischen Lehre ist jedoch auf stufenlos verstellbare Torroidgetriebe
mit einem Hohlraum, Halbtorroid CVT oder Volltorroid CVT (CVT: continuous
variable transmission; stufenlos verstellbares Getriebe) anwendbar.
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Wie
oben beschrieben wurde, weist das stufenlos verstellbare Getriebe
entsprechend der vorliegenden technischen Lehre eine Erfassungseinrichtung
für das Übersetzungs-(rpm)verhältnis auf,
welches das Übersetzungslverhältnis (rpm)
des ersten Antriebskraftübertragungssystems
erfaßt,
das über den
Variator an die Planetengetriebeeinrichtung an das zweite Antriebskraftübertragungssystem
einleitet, welches wiederum direkt (nicht durch den Variator) an
die Planetengetriebeeinrichtung einleitet. Wenn entdeckt wird, daß das Drehzahlverhältnis des ersten
und zweiten Antriebskraftübertragungssystems
einander im wesentlichen gleich ist, wird durch die Umschalteinrichtung
eine Umschaltung der Betriebsart vorgenommen. Auf diese Weise wird
beim Umschalten der Betriebsart der Einrückvorgang und der Ausrückvorgang
bei der Kupplung stoßfrei
bewerkstelligt und nicht nur die Kupplungsscheibe vor Beschädigung beschützt, sondern
auch die Insassen des Fahrzeugs nicht mehr einem Stoß mehr ausgesetzt.