DE60003704T2

DE60003704T2 - Einrichtung zur einstellung der getriebeübersetzung für kontinuierlich verstellbares getriebe (cvt)

Info

Publication number: DE60003704T2
Application number: DE60003704T
Authority: DE
Inventors: Motoharu Yokohama City NISHIO; Toshikazu Yokosuka city Oshidari; Jun Yokosuka city Sugihara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2001099299A; US6645120B1; KR20020065476A; KR100447087B1; WO2001023784A1; JP3719355B2; CN1376245A; DE60003704D1; EP1218652B1; CN1133833C; EP1218652A1

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung einer Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe, welches in einem Kraftfahrzeug und dergleichen verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Eine bekannte Art einer Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung, die verbreitet Anwendung findet, verwendet Öldruck, so zum Beispiel veröffentlicht in Tokkai Hei 11-2302.
In dieser Steuervorrichtung weist ein Übersetzungsverhältnis- Steuerventil eines ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebes die Form eines Schiebers auf. Dieser Schieber ist mit einem mittleren Punkt eines Übersetzungsverhältnis- Bindeglieds verbunden, welches frei schwingen kann. Ein Ende des Übersetzungsverhältnis-Bindeglieds ist mit einem Betätiger verbunden, und das andere Ende ist mit einem mechanischen Rückkopplungsmechanismus verbunden, welcher den Kreiselwinkel (Drehwinkel) einer Kraftrolle rückmeldet.
Der Differentialdruck zweier Ölkammern eines Hydraulikzylinders wird in Abhängigkeit vom Versetzen des Schiebers reguliert, welcher durch den Betätiger angetrieben wird. Ein Drehzapfen, welcher eine Kraftrolle hält, verursacht ein Kreiseln der Kraftrolle, wenn der Drehzapfen in einer axialen Richtung angetrieben wird und unterstützt die Übertragung des Drehmoments, welches auf die Kraftrolle einwirkt.
Zusammenfassung der Erfindung
In solch einem ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebe wird eine hohe Durchflussrate von Schmieröl für die Gleitflächen der Kraftrolle sowie für Eingangs- und Ausgangs- Scheiben, das Schmieren von Lagern und die Kühlung benötigt. Wenn die Temperatur des Öls hoch ist, dann muss die Durchflussrate des Schmieröls sogar noch höher sein, um einen extremen Temperaturanstieg der Kraftrollen zu unterbinden, so dass die Durchflussrate einer Ölpumpe höher eingestellt sein muss, als für den Fall der Verwendung eines automatischen Getriebes mit Planetengetriebe.
In der neutralen Stellung eines Übersetzungsverhältnis- Steuerventils, so wie es in der zuvor erwähnten Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe nach dem Stand der Technik verwendet wird, wird jedoch, wenn die Relation der Öffnungen und Stege des Schiebers so festgelegt ist, dass diese einander unterlappen, um die beiden Bedingungen der Steuerungsstabilität und der Rückkopplung der Übersetzung zu erfüllen, jede Öffnung ein Stück weit geöffnet, selbst wenn in der neutralen Position keine Übersetzung durchgeführt wird. Daraus ergibt sich, dass Öl aus den Zuflussöffnungen in die Abflussöffnungen austritt. Das Öl, welches für die Steuerung der Übersetzung verwendet wird, ist dasselbe, wie das Schmieröl, welches für die Schmierung verwendet wird, so dass die Durchflussrate der Ölpumpe sogar noch höher eingestellt werden muss. Um sicherzustellen, dass sowohl eine ausreichende Durchflussrate des Öls zur Herstellung eines stabilen Öldrucks für die Steuerung der Übersetzung als auch eine ausreichende Durchflussrate des Öls für das Schmieröl zur Verfügung gestellt wird, erhöht sich die Belastung des Motors, welcher die Ölpumpe antreibt. Genauer gesagt, um eine ausreichende Durchflussrate zu gewährleisten, wenn die Drehzahl des Motors niedrig ist, muss die spezifische Durchflussrate der Ölpumpe erhöht werden, so dass die Pumpe größer hergestellt werden muss und der Verbrauch an Kraftstoff beeinträchtigt werden könnte.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, welche in Anbetracht der oben erwähnten Fragestellungen gemacht wurde, die Stabilität einer Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung selbst dann zu gewährleisten, wenn die Durchflussrate in der neutralen Stellung eines Übersetzungsverhältnis- Steuerventils vermindert ist, in dem Bemühen, den Verbrauch von Kraftstoff zu verbessern. EP 937913 A enthält die Bestandteile des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Endung eine Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für eine Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung eines stufenlos veränderbaren Getriebes zur Verfügung, welche folgendes enthält: einen Drehzapfen, welcher eine Kraftrolle lagert, welche zwischen Eingangsund Ausgangsscheiben gehalten wird, welche sich frei drehen kann, und sich außerdem um eine Achse drehen und in einer axialen Richtung versetzt werden kann, einen Hydraulikzylinder, welcher den Drehzapfen in einer axialen Richtung bewegt, sowie ein Übersetzungsverhältnis- Steuerventil, welches einen Öldruck steuert, der diesem Hydraulikzylinder zugeführt wird, wobei das Übersetzungsverhältnis- Steuerventil einen Ventilschieber beherbergt, der frei versetzt werden kann. Der Ventilschieber enthält: einen Ventilschieber, welcher in dem Übersetzungsverhältnis- Steuerventil gelagert ist und einen ersten Steg enthält, welcher einer Zufuhröffnung gegenüberliegen kann, welche einen Zufuhrdruck zuführt. Der Ventilschieber enthält außerdem zweite Stege, welche jeweils ersten und zweiten Abflussöffnungen gegenüberliegen können, welche sich auf beiden Seiten der Zufuhröffnung befinden. Die erste Ausgangsöffnung dient dazu, eine wahlweise Verbindung der ersten Ölkammer, welche sich in dem Hydraulikzylinder befindet, mit der Zufuhröffnung oder der ersten Abflussöffnung in Abhängigkeit von dem Versetzen des Ventilschiebers zu ermöglichen. Die zweite Ausgangsöffnung dient dazu, eine wahlweise Verbindung der zweiten Ölkammer, welche sich in dem Hydraulikzylinder befindet, mit der Zufuhröffnung oder der zweiten Abflussöffnung in Abhängigkeit von dem Versetzen des Ventilschiebers zu ermöglichen. Der erste Steg liegt der Zufuhröffnung gegenüber. Die zweiten Stege liegen der ersten und zweiten Abflussöffnung in der neutralen Stellung des Ventilschiebers gegenüber. Der erste Steg schließt die Zufuhröffnung. Die zweiten Stege sind so geformt, dass die erste Abflussöffnung in der neutralen Stellung des Ventilschiebers mit der ersten Ausgangsöffnung verbunden ist, welche sich zwischen der ersten Abflussöffnung und der Zufuhröffnung befindet, sowie die zweite Abflussöffnung in der neutralen Stellung des Ventilschiebers mit der zweiten Ausgangsöffnung verbunden ist, welche sich zwischen der zweiten Abflussöffnung und der Zufuhröffnung befindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, welche einen Teil eines Übersetzungsmechanismus' und eines Öldruck- Steuermechanismus' eines ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Draufsicht, welche die Details eines Übersetzungsmechanismus' und eines Öldruck- Steuermechanismus' des ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist eine Vorderansicht, welche die Einzelheiten des Übersetzungsmechanismus' des ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Schnittansicht eines Übersetzungsverhältnis- Steuerventils entsprechend der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Kennliniendiagramm, welches die Steuerkennlinien des Öldrucks der Übersetzungsverhältnis- Steuerventils entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist eine Schnittansicht eines Übersetzungsverhältnis- Steuerventils, wobei ein Steg 83, welcher einer Zufuhröffnung 7P des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils entsprechend der vorliegenden Erfindung gegenüberliegt, bündig ist.
7 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar und ist eine Schnittansicht des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils.
8 ist ein Diagramm, welches die Form des Steges beschreibt, welcher sich in einem Ventilschieber entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel befindet.
9 ist ähnlich wie 5, zeigt jedoch ein Kennliniendiagramm, welches Öldruck-Steuerkennlinien des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist ähnlich wie 4, stellt jedoch ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, und entspricht einer Schnittansicht des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils.
11 ist ähnlich wie 4, stellt jedoch ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, und entspricht einer Schnittansicht des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils.
12 ist ähnlich wie 8, zeigt jedoch ein Diagramm, welches die Form des Steges beschreibt, welcher sich in dem Ventilschieber entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel befindet.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 bis 4 zeigen eine Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung eines ringförmigen stufenlos veränderbaren Getriebes. In 2 und 3 sind Kraftrollen 3 und 3 zwischen den einander gegenüberliegenden Seiten der Eingangs- und Ausgangsscheiben 5 und 6 befestigt. Die Kraftrolle 3 wird von einem Drehzapfen 4 über eine exzentrische Achse gehalten. Ein axialer Teil 4A unter dem Drehzapfen 4, welcher mit einem Hydraulikzylinder 1 verbunden ist, wird in einer axialen Richtung angetrieben und ist so befestigt, dass er sich um seine Achse drehen kann. Der axiale Teil 4A modifiziert stufenlos einen Kreiselwinkel (annähernd = Übersetzungsverhältnis, im folgenden gleich gesetzt) der Kraftrolle 3.
Die Vielzahl von Drehzapfen 4, welche die Kraftrolle 3 halten, enthalten jeweils einen axialen Teil 4A. Einer dieser axialen Teile 4A ist in einer Konstruktion aus einem Stück gefertigt, welches eine mit einer Präzession versehene Nocke 2 für den Vorwärtsbetrieb sowie eine mit einer Präzession versehene Nocke 2R für den Rückwärtsbetrieb aufweist, wie in 1 und 2 dargestellt. Ein Übersetzungsverhältnis- Steuerventil 7 für den Vorwärtsbetrieb sowie ein Übersetzungsverhältnis- Steuerventil 7R für den Rückwärtsbetrieb sind ebenfalls parallel zueinander angeordnet.
Die mit Präzessionen versehenen Nocken 2 und 2R, welche das axiale Versetzen und das Versetzen um die Achse (Kreiselwinkel) jeweils an ein Vorwärts- Koppelglied 54 und ein Rückwärts- Koppelglied 154 rückkoppeln, sind aus einem Stück am unteren Ende des axialen Teils 4A gefertigt. Eine schräg abfallende Fläche 20 auf diesen mit Präzessionen versehenen Nocken führt eingreifende Glieder 55a und 155a der Koppelglieder 54 und 154.
Das Koppelglied 54 ist aus einem L-förmigen Teil geformt. Das eingreifende Glied 55a, welches in die mit einer Präzession versehenen Nocke 2 eingreift, befindet sich an einem der Enden des Koppelglieds 54. Eine Kugel 58, welche mit einem eingreifenden Glied 90 eines Übersetzungs-Bindegliedes 9 verbunden ist, befindet sich am anderen Ende des Bindeglieds 54. Das eingreifende Glied 90 ist annähernd U-förmig in einer Ebene X-Y von 2 gebildet und befindet sich an seiner Innenfläche in gleitendem Kontakt mit der Kugel 58.
Das Koppelglied 54 ist so befestigt, dass es sich um eine Drehachse 60 drehen kann. Die Kugel 58, welche sich am anderen Ende befindet, ist so gefertigt, dass sie in Richtung der X-Achse der Figure versetzt werden kann.
Diese Kugel 58 ist mit einem eingreifenden Glied 90 verbunden, welches sich an einem Ende des Übersetzungs-Bindeglieds 9 befindet, welches das Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 7, das den Einlass und Auslass von Öl in und aus dem Hydraulikzylinder 1 reguliert wenn sich das Kraftfahrzeug vorwärts bewegt, mit einem Schrittmotor 50 verbindet. Dies bildet den Aufbau eines mechanischen Rückkopplungsmechanismus' auf der Basis der mit einer Präzession versehenen Nocke 2 und dem Koppelglied 54.
Ein eingreifendes Glied 91 befindet sich am anderen Ende des Übersetzungs-Bindeglieds 9. Das eingreifende Glied 91 ist mit einem Stift 52a verbunden, welcher von einem Schieber 52 absteht. Der Schieber 52 wird durch den Schrittmotor 50 in einer axialen Richtung bewegt, welcher über einen Verzögerungsmechanismus 51 als ein Betätiger fungiert.
Weiterhin ist ein Stab 80 des Ventilschiebers 8, welcher innerhalb des Übersetzungsverhältnis-Steuerventils 7 gleitet, mit einer vorher festgelegten Position des Übersetzungs- Bindeglieds 9 über einen Stift 53a eines Verbindungsglieds 53 verbunden.
Eine Feder 81 ist parallel zu dem Verbindungsglied 53 zwischen dem Verbindungsglied 53 und dem Ventilkörper 70 angeordnet. Die Feder 81 ist so befestigt, dass die Steuerung der Rückkopplung präzise durchgeführt wird, ohne Spiel zwischen den eingreifenden Teilen 90 und 91 des Übersetzungs-Bindeglieds 9 und der Kugel 58 oder dem Stift 53a, oder Spiel des Koppelglieds 54.
In 2 rotiert die mit einer Präzession versehene Nocke 2, welche an dem axialen Tei1 4A des Drehzapfens befestigt ist, ebenfalls zur Lo-Seite in der Figure, wenn die Kraftrolle 3 sich zur Lo-Seite dreht. Deshalb sinkt das in 3 dargestellte eingreifende Glied 55a ab. Andererseits hebt sich das eingreifende Glied 55a in 3, wenn sich die mit einer Präzession versehene Nocke 2 zur Hi-Seite dreht. Das Übersetzungs- Bindeglied 9 ist mit der Kugel 58 verbunden. Das andere Ende des Bindeglieds 9 wird in Abhängigkeit von der Kreiselbewegung der Kraftrolle 3 zur Lo- oder Hi-Seite in 2 bewegt.
Deshalb bewegt sich, wenn der Schrittmotor 50 den Schieber 52 in Abhängigkeit von einem Ziel-Übersetzungsverhältnis aus einer Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung 30 heraus- oder hereinbewegt, der Ventilschieber 8 in Abhängigkeit von dem Versetzen des einen Endes des Übersetzungs- Bindeglieds 9. Aufgrund dieser Bewegung wird eine Zufuhröffnung 7P des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils 7 mit einer Ausgangsöffnung 7H oder einer Ausgangsöffnung 7L verbunden. Genauer gesagt, befördert das Übersetzungsverhältnis- Steuerventil unter Druck stehendes Öl in eine Ölkammer 1A oder eine Ölkammer 1B des Hydraulikzylinders 1, und bewegt den Drehzapfen 4 in einer axialen Richtung.
Die Kraftrolle 3 dreht sich in Abhängigkeit von dem axialen Versetzen des Drehzapfens und verändert das Übersetzungsverhältnis. Diese Bewegung des Kreiselwinkels wird an das andere Ende des Übersetzungs- Bindeglieds 9 über den axialen Teil 4A des Drehzapfens 4, die mit einer Präzession versehene Nocke 2 sowie das Koppelglied 54 übertragen. Wenn das Ziel- Übersetzungsverhältnis mit dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis übereinstimmt, dann treibt der Differentialdruck des Hydraulikzylinders 1 den Ventilschieber 8 an eine Position, welche einem Wert entspricht, welcher mit dem von der Kraftrolle 3 übertragenen Drehmoment korrespondiert.
Wenn das ringförmige stufenlos veränderbare Getriebe nicht unter Belastung steht oder sich in einem Betriebszustand befindet, der annähernd einer Nichtbelastung entspricht, dann wird der Ventilschieber 8 auf eine neutrale Position eingestellt, an der die Stege 83 bis 85 jeweils der Zufuhröffnung 7P und den Ausgangsöffnungen 7H und 7L gegenüberliegen, wie in 2 und 4 dargestellt, so dass der Differentialdruck des Hydraulikzylinders 1 effektiv 0 ist.
Außerdem befinden sich Abflussöffnungen 7D und 7D an beiden Seiten der Zufuhröffnung 7P im Ventilkörper 70 des Übersetzungsverhältnis- Steuerventils 7, wie in 2 und 4 dargestellt. Weiterhin befinden sich die Ausgangsöffnungen 7L und 7H jeweils zwischen der Zufuhröffnung 7P und den Abflussöffnungen 7D und 7D.
Die Ausgangsöffnung 7H ist mit der Ölkammer 1A des Hydraulikzylinders 1 verbunden, der in 3 dargestellt ist. Die Ausgangsöffnung 7L ist in gleicher Weise mit der Ölkammer 1B verbunden. Die Zufuhröffnung 7P empfängt zum Beispiel einen Öldruck aus einem Leitungsdruck PL von einer Ölpumpe oder dergleichen (nicht gezeigt) und die Abflussöffnung 7D ist mit einem Behälter (nicht gezeigt) verbunden, in welchen das Öl abfließt. Diese Öffnungen befinden sich als runde Aussparungen im inneren Umfang des Ventilkörpers 70, wie in 4 gezeigt.
In der neutralen Position, in dem Zustand, in welchem im wesentlichen keine Belastung wirkt und keine Übersetzung durchgeführt wird, befindet sich der Steg 83 (der erste Steg) gegenüber der Zufuhröffnung 7P. Die Stege 84 und 85 (die zweiten Stege) befinden sich jeweils gegenüber dem Paar von Abflussöffnungen 7D und 7D. Von diesen beiden ist der Steg 84 auf der Seite der Ausgangsöffnung 7L angebracht und der Steg 85 ist auf der Seite der Ausgangsöffnung 7H angebracht.
Die Relation zwischen den Stegen 83 bis 85, welche sich an dem Ventilschieber 8 befinden, der Zufuhröffnung 7P und den Abflussöffnungen 7D und 7D ist wie in 4 dargestellt festgelegt.
Genauer gesagt, wenn die Breite der Zufuhröffnung 7P L ist und die Breite des gegenüber liegenden Steges 83 (Dimension in axialer Richtung) L1 ist, dann gilt
L1 ≥ L.
Die Breite L1 des Steges 83 ist gleich oder größer als die Breite L der Zufuhröffnung 7P. In der neutralen Position des Ventilschiebers 8 blockiert der Steg 83 die Zufuhröffnung 7P. Wenn die Breite L1 des Steges 83 größer als die Breite L der Zufuhröffnung 7P ist, dann wird dies im folgenden als „überlappend" bezeichnet. Wenn die Breite L1 des Steges 83 mit der Breite L der Zufuhröffnung 7P übereinstimmt, wird dies im folgenden als „bündig" bezeichnet.
Wenn die Breite der Abflussöffnungen 7D und 7D Ld ist und die Breite der Stege 84 und 85 L3 ist, dann gilt
L3 < Ld.
Die Breite L3 der Stege 84 und 85 ist kleiner als die Breite Ld der Abflussöffnung 7D. In der neutralen Position des Ventilschiebers 8 sind die Abflussöffnungen 7D und 7D leicht geöffnet. Wenn die Breite L3 der Stege 84 und 85 geringer ist als die Breite Ld der Abflussöffnung 7D, wird dies im folgenden als „unterlappend" bezeichnet.
In der neutralen Position befindet sich der Steg 84 an einer Position, in welcher die Abflussöffnung 7D mit der Ausgangsöffnung 7L verbunden ist. Der Steg 85 befindet sich in gleicher Weise an einer Position, in welcher die Abflussöffnung 7D mit der Ausgangsöffnung 7H verbunden ist.
Genauer gesagt, wenn der Zwischenraum in axialer Richtung in 4 zwischen dem Steg 83, welcher der Zufuhröffnung 7P gegenüberliegt und dem Steg 84, welcher der Abflussöffnung 7D gegenüberliegt gleich X1 ist, dann ist der Zwischenraum in axialer Richtung zwischen der Zufuhröffnung 7P und der Abflussöffnung 7D gleich Xv, so ist die Relation zwischen diesen beiden
X1 ≥ Xv.
In der neutralen Position des Ventilschiebers 8 ist die Abflussöffnung 7D, welche dem Steg 84 gegenüberliegt, mit der Ausgangsöffnung 7L verbunden. Der Steg 85, welcher sich in 4 auf der linken Seite befindet, ist in identischer Weise aufgebaut, so dass in der neutralen Stellung der Steg 85 so angeordnet ist, dass die gegenüber liegende Abflussöffnung 7D mit der Ausgangsöffnung 7H verbunden ist.
Ein vorher festgelegter Zwischenraum liegt zwischen dem äußeren Durchmesser der Stege 83 bis 85 des Ventilschiebers 8 und dem inneren Durchmesser des Ventilkörpers 70. Daraus ergibt sich, dass, selbst wenn der Steg 83, welcher der Zufuhröffnung 7P gegenüberliegt, diese überlappt, unter Druck stehendes Öl zu den Ausgangsöffnungen 7L und 7H sowie den Abflussöffnungen 7D und 7D über diesen Zwischenraum austritt.
In der neutralen Position, in der es praktisch keine Belastung gibt, überlappt und schließt der Steg 83 deshalb die Zufuhröffnung 7P, wohingegen die Stege 84 und 85 die Abflussöffnungen 7D und 7D unterlappen, die dadurch einen vorbestimmten geringen Betrag geöffnet sind. Die Ausgangsöffnungen 7L und 7H, welche mit den Ölkammern 1A und 1B des Hydraulikzylinders 1 verbunden sind, sind mit den Abflussöffnungen 7D und 7D verbunden.
Infolgedessen fließt das Öl aus den Ölkammern 1A und 1B des Hydraulikzylinders 1 über die Ausgangsöffnungen 7L und 7H ab, bis der Differenzdruck annähernd 0 beträgt. Wenn der Steg 83, welcher die Zufuhröffnung 7P schließt, diese überlappt, dann entsprechen die Steuerkennlinien des Hydraulikzylinders 1, welche von dem axialen Versetzen des Ventilschiebers 8 abhängen, der in 5 dargestellten durchgehenden Linie. In 5 wird die Position, an welcher der Betrag des Versetzens des Ventilschiebers 8 gleich 0 ist, als neutrale Position angenommen. Wenn in der Figure der Betrag des axialen Versetzens positiv ist, dann steigt der Öldruck in der Ölkammer 1B an, und eine Übersetzung zur Lo-Seite tritt auf, wobei sich der Drehzapfen 4 hebt. Wenn die Richtung des Versetzens des Ventilschiebers 8 in der Figure negativ ist, dann tritt eine Übersetzung zur Hi-Seite auf, wobei der Öldruck in der Ölkammer 1A ansteigt.
In der neutralen Position ist die Zufuhröffnung 7P durch den Steg 83 geschlossen, welcher diese überlappt. Es wird jedoch aufgrund des Abfließens durch den Zwischenraum ein Öldruck an die Öffnungen geleitet.
Wenn der Ventilschieber 8 in axialer Richtung aus dieser neutralen Position versetzt wird, dann wird eine der Abflussöffnungen 7D geschlossen und der Betrag der Öffnung der anderen Abflussöffnung 7D steigt. Daraus folgt, dass die Zufuhröffnung 7P mit einer der Ausgangsöffnungen verbunden wird und der Betrag der Öffnung steigt in Abhängigkeit von dem axialen Versetzen des Ventilschiebers B. Daraus ergibt sich, dass der Öldruck in einer der Ölkammern des Hydraulikzylinders 1 ansteigt, wohingegen der Öldruck in der anderen der Ölkammern abfällt, so dass sich der Differentialdruck erhöht. Aufgrund dieses Differentialdrucks werden Befehle zum Bewegen des Drehzapfens 4 oder der Übertragung von Drehmoment über die Kraftrolle 3 ausgegeben.
Wenn zum Beispiel der Ventilschieber 8 in der positiven Richtung versetzt wird, dann schließt sich die Abflussöffnung 7D, welche dem Steg 84 gegenüberliegt, und der Betrag der Öffnung der Abflussöffnung 7D, welche dem Steg 85 gegenüberliegt, steigt. Infolgedessen wird die Zufuhröffnung 7P mit der Ausgangsöffnung 7L verbunden und der Öldruck in der Ölkammer 1B des Hydraulikzylinders 1 steigt.
Aufgrund des Zunehmens des Betrages der Öffnung der Zufuhröffnung 7P in Abhängigkeit von dem axialen Versetzen des Ventilschiebers 8 steigt der Öldruck in der Ölkammer 1A des Hydraulikzylinders 1 bis zum Zufuhrdruck. Andererseits ist die Ölkammer 1B mit der Abflussöffnung 7D verbunden und der Öldruck nimmt ab, so dass sich der Differentialdruck des Hydraulikzylinders 1 erhöht. Daraus ergibt sich, dass der Drehzapfen 4 in Richtung der Lo- Seite des Übersetzungsverhältnisses bewegt wird.
Wenn der Ventilschieber 8 in die negative Richtung bewegt wird, dann steigt in Umkehrung des oben erwähnten der Öldruck in der Ölkammer 1A und der Drehzapfen wird in Richtung der Hi-Seite des Übersetzungsverhältnisses bewegt.
Im folgenden wird nun die Beziehung zwischen der Zufuhröffnung 7P, der Abflussöffnung 7D und den Stegen 83 bis 85 in der neutralen Position beschrieben. Auf der Seite der Zufuhröffnung 7P gibt es zwei Möglichkeiten, in denen die Ausgangsöffnungen 7L und 7H verbunden sind und die Zufuhröffnung 7P verschlossen ist. Auf der Seite der Abflussöffnung 7D gibt es zwei Möglichkeiten, in denen die Ausgangsöffnungen 7L und 7H verbunden sind und die Abflussöffnung 7D verschlossen ist. Insgesamt sind also 4 Kombinationen möglich, wie in der folgenden Tabelle gezeigt. Tabelle 1
Im nicht belasteten Zustand gibt es zwei Kombinationen auf der Seite der Zufuhröffnung 7P, um den Differentialdruck des Hydraulikzylinders 1 zu unterbinden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Zufuhröffnung 7P mit den Ausgangsöffnungen 7L und 7H verbunden ist und die Zufuhröffnung 7P verschlossen ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, dass zwischen den Ausgangsöffnungen 7L und 7H und der Zufuhröffnung 7P eine Druckdifferenz erzeugt wird. Auf der Seite der Abflussöffnung 7D gibt es ebenfalls zwei Möglichkeiten, um den Differentialdruck des Hydraulikzylinders 1 zu unterbinden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Abflussöffnungen 7D und 7D mit den Ausgangsöffnungen 7L und 7H verbunden sind und die Abflussöffnung 7D verschlossen ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, dass zwischen den Ausgangsöffnungen 7L und 7H und der Abflussöffnung 7D eine Druckdifferenz erzeugt wird.
In den neutralen Positionen in diesen vier Kombinationen unterlappen die Stege 83 bis 85, wenn die Durchflussrate des Ölverbrauchs größtmöglich ist und die Zufuhröffnung 7P sowie die Abflussöffnung 7D jeweils miteinander verbunden sind.
Ferner überlappt einer, entweder der Steg 83 oder einer der Stege 84 und 85, wenn die Durchflussrate des Ölverbrauchs groß ist und eine der Zufuhröffnung 7P oder der Abflussöffnung 7D verschlossen ist.
Wenn die Durchflussrate des Ölverbrauchs geringstmöglich ist und beide Öffnungen verschlossen sind, dann überlappen die Stege 83 bis 85.
Andererseits ist die Steuerung hinsichtlich der Stabilität der Steuerung des Übersetzungsverhältnisses instabil, wenn die Abflussöffnung 7D geschlossen ist, jedoch stabil, wenn die Abflussöffnung 7D verbunden ist.
Dies liegt daran, dass wenn eine Übersetzung aus dem Zustand durchgeführt wird, in welchem die Abflussöffnungen 7D und 7D geschlossen sind, der Öldruck in der Ölkammer, welche mit dieser Abflussöffnung 7D verbunden ist, durch das Öffnen einer der Abflussöffnungen 7D rapide absinkt. Genauer gesagt, würde, wenn die Zufuhröffnung 7P geöffnet wäre, die Steuerung instabil, wenn der Druck der Ölkammer des Hydraulikzylinders 1 rapide von einem Zustand hohen Drucks absinkt. Zusätzlich dazu tritt in der näheren Umgebung der neutralen Position ein unempfindlicher Bereich auf, der durch die Strich-Punkt-Linie in 5 dargestellt ist, wodurch die Steuerungsreaktion ebenfalls abnimmt.
Um die beiden Bedingungen der Stabilität der Übersetzungsverhältnis- Steuerung und der Verringerung der Durchflussrate in dem Übersetzungsverhältnis- Steuerventil 7 zu erfüllen, sind die folgenden Bedingungen notwendig. In der neutralen Position muss der Steg 83 überlappen oder bündig mit der Zufuhröffnung 7P sein um diese zu verschließen, wohingegen die Stege 84 und 85 die Abflussöffnung 7D unterlappen müssen, so dass diese mit den Ausgangsöffnungen 7L und 7H verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich eine Stabilität der Übersetzungsverhältnis- Steuerung und eine Verringerung der Öl-Durchflussrate zu erreichen. Die spezifische Durchflussrate am Ausgang der Öldruckpumpe wird verringert, wodurch die Belastung des Motors niedrig gehalten und der Verbrauch von Kraftstoff verbessert wird.
Wenn der Steg 83 bündig mit der Zufuhröffnung 7P ist, dann ist die Breite L1 des Steges 83 gleich der Breite L der Zufuhröffnung 7P, wie in 6 dargestellt. Hinsichtlich der Steuerkennlinien in diesem Fall ist der Öldruck der Ölkammern 1A und 1B in der neutralen Position höher als im Falle des Überlappens, da das Abfließen aus der Ecke des Steges 83 zunimmt, wie in 5 durch die doppelt gepunktete Linie dargestellt.
7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich eine vorher festgelegte Einkerbung an einem Ende des Steges 3 aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Alle anderen Bestandteile des Aufbaus sind identisch mit denen des ersten Ausführungsbeispiels.
In der neutralen Position ist der Steg 83, welcher der Zufuhröffnung 7P gegenüberliegt, so eingestellt, dass er eine Breite L1 aufweist, welche gleich oder größer ist als eine Breite L der Zufuhröffnung 7P. In der neutralen Position überlappt der Steg 83 oder ist bündig mit der Zufuhröffnung 7P und verschließt die Zufuhröffnung 7P. Zusätzlich dazu befinden sich mehrere bogenförmige Einkerbungen 83A und 83A an symmetrischen Positionen relativ zum Stab 80 an beiden dem Steg 83 gegenüberliegenden Enden, wie in 7 und 8 dargestellt.
Wenn die Breite eines schmalen Teils 83B des Steges 83, in welchem sich die Einkerbungen 83A und 83A befinden, gleich L2 ist, dann gilt
L2 ≥ L,
wie in 7 gezeigt. In der neutralen Position des Ventilschiebers 8 unterlappt der schmale Teil 83B die Zufuhröffnung 7P oder ist bündig mit ihr, wohingegen ein dicker Teil 83C mit der Breite L1 die Zufuhröffnung 7P überlappt oder bündig mit ihr ist und einen Teil der Zufuhröffnung 7P verschließt. Die Breite L2 des schmalen Teils 83B entspricht dem Zwischenraum in der axialen Richtung dei Einkerbungen 83A und 83A an beiden gegenüberliegenden Enden.
In diesem Fall wird in der neutralen Position ein Öldruck zu den Ausgangsöffnungen aus den Abständen zwischen den Einkerbungen 83A und 83A befördert, welche die beiden Endflächen des schmalen Teils 83B und der Zufuhröffnung 7P sind. Wenn die Belastung aus einem Zustand der Nichtbelastung ansteigt und eine Übersetzungsverhältnis- Steuerung durchgeführt wird, dann tritt ein axiales Versetzen des Ventil schiebers 8 auf und die Zufuhröffnung 7P öffnet sich teilweise in dem schmalen Teil 83B, welcher die Einkerbungen 83A enthält. Daraus ergibt sich, dass der Leitungsdruck PL aus den Ausgangsöffnungen in die Ölkammern befördert wird und der Ventilschieber 8 versetzt wird. Nachdem der dicke Teil 83C auf die Öffnung der Zufuhröffnung 7P trifft, öffnet sich die Zufuhröffnung 7P über den gesamten Umfang des Steges 83, wodurch ein Öldruck in Abhängigkeit von dem Betrag des axialen Versetzens des Ventilschiebers 8 zugeführt wird.
Deshalb kann der Öldruck stufenlos und gleichmäßig in der näheren Umgebung des Minimalwertes und des Maximalwertes des Öldruck- Steuerungsbereichs verändert werden, so dass die Übersetzungsverhältnis- Steuerung gleichmäßig durchgeführt werden kann.
Wenn ein Versetzen des Ventilschiebers 8 in dessen axialer Richtung aus der neutralen Position stattfindet, dann kann der Öldruck aufgrund der Einkerbungen 83A rapide erhöht werden, die Reaktion wird verbessert und die Stabilität der Übersetzungsverhältnis- Steuerung wird verbessert. Zur selben Zeit kann die Abflussrate in die Ölkammer, in welcher der Öldruck abfällt, rapide gesenkt werden, da die Breite L2 des schmalen Teils 83B so festgelegt ist, dass dieser bündig liegt oder überlappt, die Durchflussrate im Übersetzungsverhältnis- Steuerventil 7 kann weiter vermindert werden und der Verbrauch von Kraftstoff kann weiter verbessert werden.
10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei sich vorbestimmte Einkerbungen in den Endflächen der Stege 84 und 85 des zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels befinden. Wie im Falle des Steges 83, ist eine Breite L4 eines schmalen Teils 84B geringer als die Breite Ld der Abflussöffnung 7D, wohingegen die Breite L3 der Stege 84 und 85 gleich oder größer ist als die Breite Ld der Abflussöffnung 7D. Die verbleibenden Bestandteile des Aufbaus sind identisch mit denen des zweiten Ausführungsbeispiels.
In der neutralen Position liegen die Stege 84 und 85, welche der Abflussöffnung 7D gegenüberliegen so, dass ihre Breite L3 gleich oder größer ist als die Breite Ld der Abflussöffnung 7D. Andererseits befinden sich Einkerbungen 84A und 84A an axial symmetrischen Positionen des Stabes 80, wie im Falle des Stegs 83 im zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. In der neutralen Positionen überlappen diese die Abflussöffnung 7D oder sind bündig mit ihr , um diese zu verschließen. Wenn außerdem die Breite des schmalen Teils 84B des Steges 84, in welchem sich die Einkerbungen 84A und 84A befinden, gleich L4 ist, dann gilt
L4 < Ld,
wie in 10 gezeigt. In der neutralen Position des Ventilschiebers 8 unterlappt der schmale Teil 84B die Abflussöffnung 7D, wohingegen der dicke Teil 84C mit der Breite L3 (das heißt, der Breite des Steges 84) die Zufuhröffnung 7P überlappt oder bündig mit ihr ist und die Abflussöffnung 7D verschließt. In 10 haben die Stege 84 und 85, welche dem Paar von Abflussöffnungen 7D und 7D gegenüberliegen können, einen identischen Aufbau, so dass nur der Steg 84 beschrieben wird und die Beschreibung des Steges 85 ausgespart wird.
In diesem Fall wird in der neutralen Position Öl aus den Zwischenräumen zwischen den Einkerbungen 84A, welche sich in den Endflächen des schmalen Teils 84B befinden, und der Abflussöffnung 7D abfließen. Wenn die Belastung aus dem Zustand der Nichtbelastung ansteigt und eine Übersetzungsveihältnis-Steuerung durchgeführt wird, öffnet sich deshalb die Abflussöffnung 7D an der Einkerbung 84A, wenn der Ventilschieber 8 in der axialen Richtung versetzt wird. Aus diesem Zustand bewegt sich die Endfläche des Steges 84 in Abhängigkeit von dem Versetzen des Ventilschiebers B. Daraus ergibt sich, dass sich die Abflussöffnung 7D aus einem Zustand der Öffnung an der Einkerbung 84A gleichmäßig in einen Zustand verlagert, in welcher sie vollständig über den gesamten Umfang des Steges 84 geöffnet ist und sich der Betrag des abfließenden unter Druck stehenden Öls gleichmäßig erhöht. Deshalb sind die Öldruck-Steuerungskennlinien im Wesentlichen identisch mit denen in 9 des zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels. Weiterhin nimmt der durchschnittliche Druck in den Ölkammern 1A und 1B des Hydraulikzylinders 1 über die Ausgangsöffnungen 7H und 7L ab, so dass die Haltbarkeit von Dichtungen und Ringen und dergleichen des Hydraulikzylinders 1 verbessert wird.
Die Einkerbung 84A kann ausschließlich in den Steg 84 eingebracht werden, welcher der Ausgangsöffnung gegenüberliegt.
11 und 12 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei die Einkerbung 83A des zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels die Form eines Halbkreises aufweist und sich in axialer Richtung erstreckt. Die verbleibenden Bestandteile des Aufbaus sind identisch mit denen des zweiten Ausführungsbeispiels.
Mehrere halbkreisförmige Einkerbungen 83A' befinden sich an symmetrischen Positionen relativ zum Stab 80 welche die Achse darstellt. Vier der Einkerbungen 83A können sich zum Beispiel in den Endflächen befinden und erstrecken sich in axialer Richtung, wie in der Figure dargestellt.
Indem diese Einkerbungen 83A' an axial symmetrischen Positionen eingebracht werden, wirkt der aus der Zufuhröffnung zugeführte Öldruck auf den Steg 83 und verhindert dadurch, dass dieser gegen den inneren Umfang des Ventilskörpers 70 drückt. Dadurch funktioniert der Ventilschieber 8 ordnungsgemäß und die Zuverlässigkeit wird verbessert.
Die Form der Einkerbung 83A' kann nach den jeweiligen Bedürfnissen in Abhängigkeit von den Steuerungskennlinien gewählt werden. Weiterhin werden selbst wenn diese Einkerbungen 83A' sich in den Stegen 84 und 85 befinden, welche den Abflussöffnungen 7D gegenüberliegen, dieselben Effekte und Vorteile erzielt.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das Übersetzungsverhältnis- Steuerventil so aufgebaut, dass es den Ventilschieber 8, welcher im Ventilkörper 70 gelagert ist, über das Übersetzungs- Bindeglied 9 bewegt, welches mit dem Schrittmotor 50 und dem mechanischen Rückkopplungsmechanismus verbunden ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Das Übersetzungsverhältnis- Steuerventil kann zum Beispiel ein Ventil sein, in welchem sich eine Öffnung in einer Manschette befindet, welche im inneren Umfang des Ventilkörpers gelagert ist und der Ventilschieber, welcher mit dem mechanischen Rückkopplungsmechanismus verbunden ist und durch den Schrittmotor 50 bewegt wird, innerhalb des inneren Umkreises dieser Manschette gelagert ist, wie in Tokkai Sho 63-130954 und US 4905529 A veröffentlicht.

Claims

Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe mit; einem Drehzapfen (4), der eine Kraftrolle (3), ergriffen zwischen Eingangs-/Ausgangsscheiben (5, 6), die frei sind, sich zu drehen, lagert, und der in der Lage ist, sich um eine Achse zu drehen und sich in axialer Richtung zu verlagern, einem Hydraulikzylinder (1), der den Drehzapfen in einer axialen Richtung antreibt, und einem Übersetzungsverhältnis- Steuerventil (7), das einen zu diesem Hydraulikzylinder zugeführten Öldruck steuert, wobei das Übersetzungsverhältnis- Steuerventil einen Ventilschieber (8) beherbergt, frei, um sich zu verlagern, wobei der Ventilschieber aufweist; einen Ventilschieber, der in dem Übersetzungsverhältnis- Steuerventil (7) untergebracht ist und der einen ersten Steg (83) vorsieht, der einer Zuführöffnung (7P), die einen Zuführdruck zuführt, zugewandt sein kann, und mit zweiten Stegen (84, 85), die jeweils mit ersten und zweiten Abflussöffnungen (7D), gebildet beiderseits der Zuführöffnung, zugewandt sein können, einer ersten Ausgangsöffnung (7H), die vorgesehen ist, um der ersten Ölkammer, vorgesehen in dem Hydraulikzylinder, zu gestatten, wahlweise mit der Zuführöffnung oder der ersten Abflussöffnung je nach der Verlagerung des Ventilschiebers in Verbindung zu sein, einer zweiten Ausgangsöffnung (7L), die vorgesehen ist, um der zweiten Ölkammer, vorgesehen in dem Hydraulikzylinder, zu gestatten, wahlweise mit der Zuführöffnung oder der zweiten Abflussöffnung je nach der Verlagerung des Ventilschiebers in Verbindung zu sein, wobei der erste Steg der Zuführöffnung zugewandt und die zweiten Stege den ersten und zweiten Abflussöffnungen in der Neutralstellung des Ventilschiebers zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steg (83) die Zuführöffnung verschließt und die zweiten Stege (84, 85) derart gebildet sind, dass die erste Abflussöffnung mit der ersten Ausgangsöffnung, die zwischen der ersten Abflussöffnung und der Zuführöffnung gebildet ist, in Verbindung ist und die zweite Abflussöffnung mit der zweiten Ausgangsöffnung, die zwischen der zweiten Abflussöffnung und der Zuführöffnung in der Neutralstellung des Ventilschiebers gebildet ist, in Verbindung ist.
Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Breite (L1) des ersten Steges so festgelegt ist, dass sie gleich oder größer als die Breite (L) der Zuführöffnung (L1 ≥ L) ist, und die Breite (L3) des zweiten Steges auf eine Breite festgelegt ist, bei der die ersten und zweiten Abflussöffnungen mit den ersten und zweiten Ausgangsöffnungen in Verbindung sind.
Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Einkerbung (83A) von beiden Endflächen entlang des Außenumfanges des ersten Steges gebildet ist, und der Abstand zwischen diesen Einkerbungsendteilen so festgelegt ist, dass er gleich oder geringer als die Breite der Zuführöffnung zu sein.
Übersetzungsverhältnis- Steuervorrichtung für ein stufenlos veränderbares Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Einkerbung (84A), die es den ersten und zweiten Abflussöffnungen gestattet, sich in der Neutralstellung des Ventilschiebers zu öffnen, in einer Endfläche des ersten oder zweiten Steges gebildet ist, und die Breite (L3) des zureiten Steges festgelegt ist, gleich oder größer als die Breite (Ld) der ersten und der zweiten Abflussöffnungen (L3 ≥ Ld) zu sein.