DE3727633C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kegelscheibenumschlingungs getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a conical pulley belt Gearbox according to the preamble of claim 1.
Getriebe dieser Gattung sind heute allgemein unter dem Begriff Continuously Variable Transmission (CVT) bekannt und deren Pumpe wird in der Regel von dem Verbrennungsmotor drehzahlproportional angetrieben. Da die Druckmittelmenge bei niedrigen Drehzahlen für die Pumpengröße maßgebend ist, entsteht bei höheren Drehzahlen eine unnötige hohe Druckmittelmenge, die den Gesamtwirkungsgrad eines solchen Getriebes erheblich verschlechtert. Außerdem wer den bei zu hohen Druckmittelmengen infolge innerer Drosselwider stände die Anpreßkräfte zwischen Kegelreibscheiben und Umschlin gungsmittel sowie die Lagerkräfte unnötig hoch.Gearboxes of this type are generally known today Continuously known Variable Transmission (CVT) and its pump is usually proportional to the speed of the internal combustion engine driven. Since the pressure medium quantity at low speeds for the pump size is decisive, arises at higher speeds an unnecessarily high amount of pressure medium, the total efficiency of such a transmission deteriorated significantly. Besides, who the resistance to excessive amounts of pressure medium due to internal throttle the contact forces between the conical friction disks and Umschlin means as well as the storage forces unnecessarily high.
Es sind Lösungen bekannt, die die Druckmittelmenge über der Mo tordrehzahl annähernd konstant halten, z.B. Flügelzellenpumpe mit schwenkbarem Innengehäuse, wobei die Druckmittelmenge, also die Exzentrizität, nur von der Motordrehzahl bestimmt wird, oder 2 Zahnradpumpen, wobei die Überschußmenge bei hohen Drehzahlen über einen Bypass abgeleitet wird.Solutions are known that the amount of pressure medium over the Mo Keep the door speed approximately constant, e.g. Vane pump with pivotable inner housing, the amount of pressure medium, ie the Eccentricity, determined only by engine speed, or 2 Gear pumps, the excess amount at high speeds over a bypass is derived.
Ferner ist eine Lösung bekannt, bei der durch eine elektronische Recheneinheit angesteuerte Magnetventile den Anpreßdruck und den Verstelldruck des CVTs bestimmen, wobei der jeweils höhere Druck von beiden die Pumpenmenge steuert (EP 02 28 817 A2). Furthermore, a solution is known in which an electronic Computer-controlled solenoid valves the contact pressure and determine the adjustment pressure of the CVT, whereby the higher pressure of both controls the amount of pump (EP 02 28 817 A2).
Diese Lösungen genügen jedoch dem erforderlichen funktionellen Verhalten eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes bei den un terschiedlichsten Betriebsbedingungen nur unvollkommen. Bei erhöhtem Druckbedarf, der bei erhöhtem zu übertragenden Drehmoment erforderlich ist, ferner bei sehr heißem Öl, reicht die Druckmit telmenge wegen der Leckverluste an den Öleinführungen und Zylinder dichtungen oft nicht aus, das Getriebe schnell genug zu verstellen bzw. die Anpreßkraft zwischen Kegelscheiben und Umschlingungs mittel erreicht nicht die erforderliche Höhe, d.h. Rutschen des Umschlingungsmittels führt zu Schäden und kann das Getriebe zer stören. Auch energetisch haben die bekannten Lösungen den Mangel, daß die hydraulische Leistung oft unnötig hoch ist, um das funktionel le Verhalten sicherzustellen.However, these solutions meet the functional requirements Behavior of a conical pulley belt transmission at the un different operating conditions only imperfect. At increased pressure requirement, the increased torque to be transmitted necessary, furthermore with very hot oil, the pressure is sufficient volume due to the leakage losses at the oil inlets and cylinders seals often fail to adjust the gearbox quickly enough or the contact pressure between the conical pulley and the belt medium does not reach the required height, i.e. Sliding of the Belt means damage and can break the transmission to disturb. The known solutions are also lacking energetically, that the hydraulic power is often unnecessarily high to make it functional ensure behavior.
Bei den bekannten Lösungen wird die Druckmittelmenge nicht aus den momentanen Betriebszuständen durch die elektronische Recheneinheit errechnet, weshalb die wirklich erforderliche, optimale Druckmittelmenge auch nicht realisiert werden kann. Da bei einem CVT für Kraftfahrzeuge aber der Wirkungsgrad für den Benzinverbrauch von entscheidender Bedeutung ist, haben die bekannten Lösungen, wie die Praxis gezeigt hat, Mängel in der Funktion bei schnellem Verstellen und schlechteren Wirkungsgrad.In the known solutions, the amount of pressure medium is not out the current operating conditions by the electronic computing unit calculates why the really necessary, optimal Pressure medium quantity can also not be realized. There with a CVT for motor vehicles, however, the efficiency for the Petrol consumption is crucial, the well-known Solutions, as practice has shown, shortcomings in the Function with quick adjustment and poor efficiency.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kegelscheibenumschlingungsge triebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Druckmittelmenge entsprechend den jeweiligen Betriebs bedingungen optimal geregelt wird.It is an object of the invention to provide a conical pulley belt to create drives according to the preamble of claim 1, in which the pressure medium amount according to the respective operation conditions is optimally regulated.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.The solution to this problem arises according to the characteristic Part of claim 1.
Dadurch, daß der jeweilige Betriebszustand mittels Sensoren lau fend erfaßt und der elektronischen Recheneinheit mitgeteilt wird, wie Motordrehzahl, Fahrpedalstellung, Antriebsdrehzahl, Tempera tur usw., bewirkt die Stellgröße für das Magnetventil eine den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Druckmittelmenge. Because the respective operating state is lukewarm by means of sensors fend recorded and communicated to the electronic computing unit, such as engine speed, accelerator pedal position, drive speed, tempera tur etc., the manipulated variable for the solenoid valve causes a corresponding amount of pressure medium to the respective requirements.
In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausführungen der im Hauptanspruch gekennzeichneten Erfindung angeben. Die Merkmale des Anspruchs 2 beinhalten eine Lösung mit 2 Pumpen, wobei eine der Pumpen nur ihre geregelte Nutzfördermenge in die hydraulische Steuerung fördert. Im Anspruch 3 wird eine Lösung angegeben, in der eine mengenregulierbare Pumpe allein (z. B. Flügelzellenpumpe mit variabler Exzentrizität) die Nutzfördermenge in die hydraulische Steuerung fördert.In the subclaims advantageous embodiments of the Specify the main claim marked invention. The characteristics of claim 2 include a solution with 2 pumps, one of which of the pumps only their regulated useful flow into the hydraulic Control promotes. In claim 3 a solution is given in the one volume-adjustable pump alone (e.g. vane pump with variable eccentricity) promotes hydraulic control.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden in den folgenden Ausführungsbeispielen dargestellt und näher erläutert.Advantageous embodiments of the invention are described in the following Exemplary embodiments shown and explained in more detail.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Kegel scheibenumschlingungsgetriebes mit einer Einrichtung für die Regelung einer bedarfsgerechten Druckmittelmenge. Fig. 1 shows a block diagram of the cone pulley belt transmission according to the invention with a device for controlling a need-based amount of pressure medium.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Volumen-Drehzahl-Diagramms, in dessen schraffierter Fläche sich die jeweils bedarfsge rechte, geregelte Druckmittelmenge einstellen läßt. Fig. 2 shows an example of a volume-speed diagram, in the hatched area, the respective right, regulated pressure medium amount can be set.
Fig. 3 zeigt ein Volumen-Fahrpedalstellung-Diagramm. Fig. 3 is a volume accelerator pedal position-diagram.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm des Volumens in Abhängigkeit von der Änderungszeit der Fahrpedalstellung. FIG. 4 shows a diagram of the volume as a function of the change time of the accelerator pedal position.
Fig. 5 zeigt die Volumenabhängigkeit von der jeweiligen Über setzung des stufenlosen Getriebes. Fig. 5 shows the volume dependence on the respective translation of the continuously variable transmission.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Förderstromregelventils. Fig. 6 shows an embodiment of the flow control valve.
Fig. 7 zeigt eine volumenregelbare Pumpe, z.B. Flügelzellen pumpe variabler Exzentrizität. Fig. 7 shows a volume-adjustable pump, such as vane pump variable eccentricity.
Fig. 8 zeigt ein Volumen-Drehzahl-Diagramm der Pumpe nach Fig. 7. Es kann innerhalb der schraffierten Fläche der jeweils bedarfsgerechte Förderstrom geregelt werden. FIG. 8 shows a volume-speed diagram of the pump according to FIG. 7. It is possible to regulate the delivery flow in each case within the shaded area.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Das in Fig. 1 gezeichnete Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit den Zylinder-Kolben-Aggregaten 1 und 2 wird von der hydrau lischen Steuereinheit 3 mit Druckmittel versorgt, welches von den Pumpen 4 und 5 geliefert wird. Einer elektronischen Re cheneinheit 6 werden mittels Sensoren 7 laufend die momenta nen Betriebsgrößen wie Drehzahlen, Fahrpedalstellung, Pumpendruck usw. mitgeteilt. Hieraus errechnet die elektronische Rechenein heit laufend den erforderlichen Sollwert der Druckmittelmenge. Ferner übermittelt ein Mengenmesser 8 den Istwert der Druck mittelmenge an die elektronische Recheneinheit. Aus dem Soll- Istwert-Vergleich ermittelt die elektronische Recheneinheit eine Regelgröße, die über ein Magnetventil 9 die überschüssige Druck mittelmenge der Pumpe 4 mehr oder weniger in die gemeinsame Saugleitung 10 zurückfließen läßt. Die Druckmittelmenge der Pumpe 5 fließt hierbei immer voll in die hydraulische Steuer einheit 3, was durch ein Rückschlagventil 11 gesichert ist. Der Mengenmesser 8 kann entfallen, wenn die Druckmittelmenge indirekt erfaßt wird, z.B. durch Verwendung eines hubgeregelten Magnetventils.Further details of the subject matter of the invention emerge from the following description with reference to the drawings. The drawn in Fig. 1 with the belt-driven conical cylinder-piston units 1 and 2 is powered by the hydrau intermetallic control unit 3 with pressure medium which is supplied from the pumps 4 and 5. An electronic Re computing unit 6 , the momentary NEN operating variables such as speeds, accelerator pedal position, pump pressure, etc. are continuously communicated by sensors 7 . From this, the electronic computing unit continuously calculates the required setpoint of the pressure medium quantity. Furthermore, a quantity meter 8 transmits the actual value of the pressure medium quantity to the electronic computing unit. From the setpoint-actual value comparison, the electronic computing unit determines a controlled variable that allows the excess amount of pressure of the pump 4 to flow more or less back into the common suction line 10 via a solenoid valve 9 . The amount of pressure medium of the pump 5 always flows fully into the hydraulic control unit 3 , which is secured by a check valve 11 . The flow meter 8 can be omitted if the amount of pressure medium is detected indirectly, for example by using a stroke-controlled solenoid valve.
Das beispielhafte Volumen-Drehzahl-Diagramm in Fig. 2 zeigt, daß mit der Einrichtung nach Fig. 1 abweichend von der drehzahlbe dingten Basismenge jede geregelte Druckmittelmenge innerhalb des schraffierten Feldes an die hydraulische Steuerung 3 geliefert werden kann.The exemplary volume-speed diagram in FIG. 2 shows that, with the device according to FIG. 1, any regulated pressure medium quantity within the hatched field can be supplied to the hydraulic control 3 in deviation from the speed-related basic quantity.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Diagramme, in denen die Abhängig keit der Druckmittelmenge von den wichtigsten Einflußgrößen wie Fahrpedalstellung, Zeit der Änderung der Fahrpedalstellung und Getriebeübersetzung dargestellt ist. Dieser funktionelle Zusammenhang ist in der elektronischen Recheneinheit abgespeichert und dient zum Errechnen des jeweiligen Sollwerts der erforderli chen Druckmittelmenge mittels eines Programms. Figs. 3, 4 and 5 show diagrams in which the dependent ness of the amount of pressurized fluid from the main influencing factors as accelerator pedal position, time has shown the change in the accelerator pedal position and gear ratio. This functional relationship is stored in the electronic computing unit and is used to calculate the respective target value of the required amount of pressure medium by means of a program.
Das Fahrverhalten wird z.B. verbessert, wenn bei niedrigen Über setzungen ("kleine Gänge") eine schnellere Verstellung erfolgt als bei höheren Übersetzungen ("Overdrive"), d.h. größere Menge bei niedrigen Übersetzungen. Es ist ferner auf einfache Weise möglich, die Änderungszeit von einer Fahrpedalstellung zur anderen in das Programm aufzunehmen (Steigung zweier benachbarter Meß punkte).The driving behavior is e.g. improved when low over settings ("small gears") a quicker adjustment takes place than with higher translations ("overdrive"), i.e. bigger amount at low translations. It is also simple possible to change the time from one accelerator pedal position to another to be included in the program (slope of two neighboring measuring Points).
Nicht gezeichnet ist die Abhängigkeit der Druckmittelmenge von der Temperatur und vom Druck. Es versteht sich von selbst, daß bei höheren Temperaturen und/oder erhöhtem Druck des Druckmittels entsprechend höhere Leckagen auftreten, die durch eine erhöhte Druckmittelmenge per Programm kompensiert werden können.The dependence of the pressure medium quantity on is not shown the temperature and pressure. It goes without saying that at higher temperatures and / or increased pressure of the pressure medium accordingly higher leakages occur, which are caused by an increased Pressure medium quantity can be compensated by the program.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des in Fig. 1 erwähnten Magnet ventils 9 . Es wandelt den variablen Druck der Leitung 12 in Abhängigkeit von der Regelgröße 13 in einen geregelten Druck um, der in der Kammer 14 herrscht. Dadurch wird der Kolben 15 mehr oder weniger gegen die Feder 16 verschoben, und über die Öffnung 17 und Leitung 18 fließt die überschüssige Druckmit telmenge in die gemeinsame Saugleitung 10 zurück. Fig. 6 shows an embodiment of the solenoid valve 9 mentioned in Fig. 1st It converts the variable pressure of line 12 as a function of controlled variable 13 into a regulated pressure that prevails in chamber 14 . As a result, the piston 15 is displaced more or less against the spring 16 , and via the opening 17 and line 18 , the excess Druckmit tel quantity flows back into the common suction line 10 .
In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung darge stellt. Bei einer Flügelzellenpumpe mit variabler Exzentrizität 19 ist bekanntlich der Förderstrom von Drehzahl und Exzentri zität abhängig. Das Magnetventil 20, z.B. Proportionalventil mit Pulsweitenmodulation, wandelt den variablen Druck der Leitung 12 in Abhängigkeit der Regelgröße 13 in einen geregelten Druck um, der in der Kammer 14 wirkt. Dadurch wird die Exzen trizität der Flügelzellenpumpe geändert und damit auch die Druck mittelmenge. Diese Ausführung ist besonders günstig, da der Ist wert der Druckmittelmenge nicht gesondert erfaßt werden muß, sie kann von der elektronischen Recheneinheit selbst laufend aus Dreh zahl und Regelgröße, die ein Maß der Exzentrizität ist, per Pro gramm ermittelt werden. Ferner ist diese Ausführung auch energetisch besonders günstig, weil keine druckbehafteten Überschußmengen abfließen müssen.In Fig. 7 another embodiment of the invention is Darge. In a vane pump with variable eccentricity 19 , the flow rate is known to depend on speed and eccentricity. The solenoid valve 20 , for example a proportional valve with pulse width modulation, converts the variable pressure of the line 12 as a function of the controlled variable 13 into a regulated pressure which acts in the chamber 14 . This changes the eccentricity of the vane pump and thus the pressure medium quantity. This version is particularly cheap, since the actual value of the pressure medium amount does not have to be recorded separately, it can be determined by the electronic computing unit itself from the speed and controlled variable, which is a measure of the eccentricity, per program. Furthermore, this design is also particularly economical in terms of energy because no excess amounts under pressure have to flow off.
Schließlich zeigt Fig. 8, daß mit dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7, abweichend von der drehzahlbedingten Basismenge, jede Druckmittelmenge innerhalb des schraffierten Feldes möglich ist.Finally, FIG. 8 shows that with the exemplary embodiment in FIG. 7, deviating from the speed-related basic quantity, any pressure medium quantity within the hatched field is possible.
Zweckmäßigerweise sind die Stellorgane so konzipiert, daß bei Ausfall der elektronischen Recheneinheit der hydraulischen Steuereinheit des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes immer die maximale Druckmittelmenge geliefert wird. Wird der Druck der Kammer 14 zu Null, so bewirkt die Feder 16 die maximale Druck mittelmenge sowohl bei 2 Zahnradpumpen nach Fig. 1 und 6 als auch bei der Flügelzellenpumpe nach Fig. 7.The actuators are expediently designed such that the maximum amount of pressure medium is always supplied in the event of failure of the electronic computing unit of the hydraulic control unit of the conical pulley belt transmission. If the pressure of the chamber 14 becomes zero, the spring 16 causes the maximum amount of pressure medium both with 2 gear pumps according to FIGS. 1 and 6 and with the vane pump according to FIG. 7.
Der Mehraufwand der erfindungsgemäßen Lösung ist sehr gering, da für die Regelung der Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungs getriebes die wichtigsten Sensoren und eine elektronische Rechen einheit bereits vorhanden sind.The additional effort of the solution according to the invention is very low, as for the regulation of the translation of the conical pulley belt transmission the most important sensors and an electronic rake unit already exist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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