DE60211997T2

DE60211997T2 - Stufenloses Umschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE60211997T2
Application number: DE60211997T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki c/o Jatco Ltd. Fuji-shi Katou
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: EP1253353A2; EP1253353A3; EP1253353B1; US20020160867A1; DE60211997D1; JP2002327814A; US6712724B2; JP4038349B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ (CVT), und noch genauer ein CVT vom Riemen-Typ entsprechend des Oberbegriffabschnittes von Anspruch 1.
Das U.S.-Patent Nr. 5.295.915 zeigt ein CVT vom Riemen-Typ, dessen Antriebsriemenscheibe und Abtriebsriemenscheibe in einem Zweikolben-Aufbau gebildet sind.
Jedoch hat das CVT vom Riemen-Typ von dem U.S.-Patent Nr. 5.295.915 ein Problem, dass es notwendig ist, dass eine Drehmomentnockenvorrichtung zum Steuern einer Riemenspannungskraft an einem Ende einer Eingangswelle angeordnet ist. Diese Anordnung erhöht eine axiale Abmessung von dem CVT vom Riemen-Typ und erzeugt einen beachtlichen Verlust einer hydraulischen Pumpe.
Nebenbei bemerkt ist ein CVT entsprechend des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruches 1 aus der DE 41 31 933 A1 bekannt. Darin wird ein hydraulischer Druck, der über einen Druckkanal mittels einer Pumpe geschaffen wird, über ein Druckreduzierungsventil entsprechend des jeweiligen Betriebsmodus des Getriebes gesteuert. Eine solche Anordnung erfordert jedoch eine übermäßige Pumpenbelastung einer Druckpumpe, die getrennt von der Motordrehung betrieben wird. Außerdem können eine teuere Steuerung, ein hoher Energieverbrauch und eine Neigung, sich abzunutzen, zu erhöhten Kosten des Getriebes führen.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, ein stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ der obigen Art so zu verbessern, um im Gebrauch wirtschaftlicher zu sein und eine erhöhte Gesamtlebensdauer zu haben.
Für ein CVT vom Riemen-Typ der obigen Art wird diese Aufgabe in einer erfinderischen Weise durch die Merkmale des charakterisierenden Abschnitts von Anspruch 1 gelöst.
Durch Bereitstellen eines Akkumulators wird eine zusätzliche Hydraulikdruck-Quelle derart bereitgestellt, dass die Pumpe nicht unbedingt im Einklang mit der Geschwindigkeitsveränderung betrieben werden muss. Die Herstellungs- und Betriebskosten können verringert werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der Sub-Ansprüche.
Im Folgenden wird die Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels der bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Diagramm eines Hydraulik-Kreislaufes ist, das ein Steuerungssystem eines stufenlos veränderbaren Getriebes (CVT) vom Riemen-Typ entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Diagramm eines Hydraulik-Kreislaufes ist, das ein Steuerungssystem des CVT vom Riemen-Typ entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ein Diagramm eines Hydraulik-Kreislaufes ist, das ein Steuerungssystem des CVT vom Riemen-Typ entsprechend eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Bezug auf die 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines stufenlos veränderbaren Getriebes (CVT) vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Insbesondere zeigt die 1 ein Steuerungssystem des CVT vom Riemen-Typ.
Wie in der 1 gezeigt ist, weist das CVT vom Riemen-Typ auf eine Antriebsriemenscheibe 10, die sich mit einer Eingangswelle 1 einstückig dreht, die durch einen Antriebsmotor, wie z.B. eine Brennkraftmaschine, angetrieben wird, eine angetriebene Riemenscheibe 20, die sich mit einer Ausgangswelle 2 einstückig dreht und einen Endlos-Metallriemen 3, der rund um die Antriebsriemenscheibe 10 und die angetriebene Riemenscheibe 20 geschlungen ist, um eine Antriebskraft von der Antriebsriemenscheibe 10 zu der angetriebenen Riemenscheibe 20 zu übertragen. Die Antriebsriemenscheibe 10 weist eine feststehende Riemenscheibe 10a auf, die mit der Eingangsweile 1 einstückig ist, und eine bewegbare Riemenscheibe 11, die entlang einer axialen Richtung der Eingangswelle 11 bewegbar ist und die sich mit der Eingangswelle 1 einstückig dreht. Die angetriebene Riemenscheibe 20 weist eine feststehende Riemenscheibe 20a auf, die einstückig mit der Ausgangswelle 2 ist, und eine bewegbare Riemenscheibe 21, die entlang einer axialen Richtung der Auslasswelle 2 bewegbar ist und die sich mit der Ausgangswelle 2 einstückig dreht. Die Umschlingungsradien (oder die effektiven Riemenscheibendurchmesser) des Metallriemens 3 um die jeweilige Antriebs- und angetriebene Riemenscheiben 10 und 20 werden entsprechend der axialen Bewegungsgrößen der bewegbaren Riemenscheiben 11 und 21 verändert und die stufenlose Veränderung des Übersetzungsverhältnisses wird durch diese Veränderungen der Umschlingungsradien realisiert.
Wie eindeutig in der 1 gezeigt ist, ist ein Kragenteil 13 mit der bewegbaren Riemenscheibe 11 einstückig verbunden, und ein Kolbenteil 14 ist an einer Außenoberfläche des Kragenteils 13 angeordnet, so dass eine Innenoberfläche eines Außenabschnittes des Kolbenteils 14 abdichtend und gleitbar auf einer Außenoberfläche des Kragenteils 13 entlang der axialen Richtung bewegbar ist. Außerdem ist ein innerer Abschnitt des Kolbenteils 14 auf einer zylindrischen Oberfläche 11a der bewegbaren Riemenscheibe 11 vorgesehen, um abdichtend und gleitbar auf der zylindrischen Oberfläche 11a entlang der axialen Richtung bewegbar zu sein. Das heißt, die bewegbare Riemenscheibe 11, das Kragenteil 13 und das Kolbenteil 14 bilden eine Getriebekolbenkammer 12. Eine erste Trennwand 15 ist rund um die Eingangswelle 1 herum angebracht. Die erste Trennwand 15 und ein Lager 17, das durch ein nicht gezeigtes Gehäuse getragen wird, beschränkt die axiale Bewegung des Kolbenteiles 14, die in Richtung zu der linken Seite in 1 gerichtet ist.
Eine zweite Trennwand 16 ist an einem Endabschnitt der zylindrischen Oberfläche 11a der bewegbaren Riemenscheibe 11 einstückig verbunden. Ein äußerer Umfangsabschnitt der zweiten Trennwand 16 ist abdichtend mit der inneren Oberfläche 15a der ersten Trennwand 15 in Verbindung gebracht, um gleitbar entlang der axialen Richtung bewegbar zu sein.
Bei der angetriebenen Riemenscheibe 20 wird ein Teil, das dasselbe wie das Kragenteil 13 der Antriebs-Riemenscheibe 10 ist, als ein Kragenteil 23 zum Aufbauen einer Getriebekolbenkammer 22 und einer Spannkolbenkammer 19 der bewegbaren Riemenscheibe 21 verwendet. Außerdem wird ein Teil, das dasselbe wie das Kolbenteil 14 der Antriebsriemenscheibe 10 ist, als ein Kolbenteil 24 verwendet, und Teile, die dieselben sind, wie die erste und zweiten Trennwände 15 und 16 werden als die dritte und die vierte Trennwand 25 und 26 verwendet.
Deshalb ist eine effektive Querschnittsfläche der Spannkolbenkammer 9 der Antriebsriemenscheibe 10, in der eine Kraft zum Drücken der bewegbaren Riemenscheibe 11 erzeugt wird, zu einer effektiven Querschnittsfläche der Spannkolbenkammer 19 der angetriebenen Riemenscheibe 20 gleich. Außerdem ist eine effektive Querschnittsfläche der Getriebekolbenkammer 12 der Antriebsriemenscheibe 10, an der eine Kraft zum Bewegen der bewegbaren Riemenscheibe 11 erzeugt wird, zu einer effektiven Querschnittsfläche der Getriebekolbenkammer 22 der angetriebenen Riemenscheibe 20 gleich. Eine Schraubenfeder 70 ist in der Getriebekammer 22 vorgesehen und erzeugt eine Vorbelastung zum Spannen des Endlos-Metallriemens 3 zwischen der feststehen den Riemenscheibe 20a und der bewegbaren Riemenscheibe 21 der angetriebenen Riemenscheibe 20.
Als nächstes wird die Konstruktion eines Hydraulik-Kreislaufes des CVT vom Riemen-Typ erklärt werden.
Eine Pumpe 40 wird durch einen Elektromotor 45 angetrieben. Ein Druckschalter 49, ein Akkumulator 48 und ein Druckreduzierungsventil 46 zum Festlegen einer Riemenscheibenspannkraft sind mit einem Spanndruck-Kanal 42 verbunden, der mit einer Auslassöffnung der Pumpe 40 durch ein Rückschlagventil 43 verbunden ist.
Das Druckreduzierungsventil 46 weist eine Einlassöffnung 46a, eine Ablauföffnung 46b und eine Ausgangsöffnung 46c auf. Das Druckreduzierungsventil 46 führt ein Schalten zwischen der Zuführung des hydraulischen Drucks von der Ausgabeöffnung 46c an einen Antriebsriemenscheiben-Spanndruckkanal 31 und einen angetriebene Riemenscheibe-Spanndruckkanal 32 und dem Ablauf aus den Antriebsriemenscheiben-Spanndruck- und angetriebene Riemenscheibe-Spanndruckkanälen 31 und 32 durch.
Das heißt, die Auslassöffnung 46c des Druckreduzierungsventils 46 ist mit der Spannkolbenkammer 9 durch die Antriebsriemenscheiben-Spanndruckkanäle 31, einen ersten inneren Kanal 33 in der Eingangswelle 1 und einen zweiten inneren Kanal 34 in der Eingangswelle 1 in Reihenfolge der Erwähnung Fluid-verbunden. Außerdem ist die Ausgangsöffnung 46c des Druckreduzierungsventils 46 mit der Spannkolbenkammer 19 durch den angetriebene Seite-Spanndruck-Ölkanal 32, einen ersten inneren Kanal 35 in der Ausgangswelle 2 und einen zweiten inneren Kanal 36 in der Ausgangswelle 2 in Reihenfolge der Erwähnung Fluid-verbunden.
Eine Pumpe 50 wird durch einen Motor angetrieben und gibt den hydraulischen Druck durch einen Getriebedruck-Kanal 52, der mit einer Auslassöffnung der Pumpe 50 verbunden ist, ab. Der Getriebedruck-Kanal 52 ist mit einem Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 durch ein Sicherheitsventil 53 verbunden. Das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 ist von einem 3-Öffnungs- und 4-Öffnungs-Auswahlventil verbunden und weist eine Einlassöffnung 54a, eine Ablauföffnung 54b sowie erste und zweite Einlass-/Auslass-Öffnungen 54c und 54d auf. Das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 steuert die Zuführung von hydraulischem Druck zu einem Antriebsseiten-Getriebedruckkanal 55 und einem angetriebene Seite-Getriebedruckkanal 56 und den Ablauf des hydraulischen Drucks von den Antriebsseiten- und angetriebene Seiten-Getriebedruckkanälen 55 und 56. Die zweite Einlass-/Auslassöffnung 54d des Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventils 54 ist mit der Getriebekolbenkammer 12 durch den antriebsseitigen Getriebedruckkanal 55, einem ersten Kanal 57 in der Eingangswelle 1 und einem zweiten Kanal 58 in der bewegbaren Riemenscheibe 11 der Antriebsseite Fluid-verbunden. Außerdem ist die erste Einlass-Auslassöffnung 54c des Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventils 54 mit der Getriebekolbenkammer 22 durch den Antriebsseiten-Getriebedruckkanal 56, einen ersten Kanal 37 in der Eingangswelle 1 und einen zweiten Kanal 39 in der angetriebene Seite- bewegbaren Riemenscheibe 22 Fluid-verbunden. Ein Filter 60 ist mit den Einlasskanälen 41 und 51 der entsprechenden Pumpen 40 und 50 verbunden, so dass gefiltertes Hydrauliköl den Pumpen 40 und 50 zugeführt wird.
Nachstehend wird der Betrieb des CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung diskutiert.
Ein festgelegter Druck des Druckreduzierungsventils 46 wird entsprechend eines Signals, das kennzeichnend für eine Motor-Drosselöffnung ist, und entsprechend eines Signals, das kennzeichnend für eine Vollbremsung ist variiert. Noch genauer wird der festgelegte Druck so festgelegt, um sich entsprechend der Erhöhung der Drosselöffnung zu erhöhen und um sich zu erhöhen, wenn das Vollbremsungssignal erfasst wird. Außerdem wird, wenn ein Drehmoment-Sensor in dem Fahrzeug, das mit dem CVT ausgestattet ist, vorgesehen ist, der festgelegte Druck entsprechend eines Signals von dem Drehmoment-Sensor gesteuert. Das Druckreduzierungsventil 46 führt den hydraulischen Druck, der im Wesentlichen auf dem festgelegten Druck gesteuert wird, zu den Spannkolbenkammern 9 und 19 zu.
Der Akkumulator 48 speichert einen hydraulischen Druck, der höher als ein maximaler Druck des Klemmkraft-Festlegungsdruckes ist, und der hydraulische Druck des Akkumulators 48 funktioniert als ein Zuführungsdruck zu dem Druckreduzierungsventil 46.
Da die axialen Bewegungen der Trennwände 15 und 25 jeweils durch die Lager 17 und 27 beschränkt sind, wird die Belastung, die durch das Druckreduzierungsventil 46 den Spannkolbenkammern 9 und 19 zugeführt und auf die bewegbaren Riemenscheiben 11 und 21 als eine Vorspannkraft zum Vorspannen für Metallriemen 3 angewendet wird, gesteuert.
Das Druckreduzierungsventil 46 steuert den ausgegebenen hydraulischen Druck, um auf dem festgelegten Druck gehalten zu werden. Jedoch wird der hydraulische Druck des Akkumulators 48, der eine hydraulische Quelle ist, die dem Druckreduzierungsventil 46 zugeführt wird, wird in Folge von Leckagen aus den Dichtungsabschnitten der Vorspannkolben 9 und 19 allmählich verringert. Dem entsprechend gibt, wenn der Akkumulatordruck kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, der Druckschalter 49 einen Startbefehl zum Einschalten des Elektromotors 45 an den Elektromotor 45 aus. Als Antwort auf diesen Startbefehl treibt der Elektromotor 45 die Pumpe 40 mit einer vorgeschriebenen Drehzahl an und der erzeugte hydraulische Druck der Pumpe 40 wird in dem Akkumulator 48 durch das Rückschlagventil 43 akkumuliert. Dann gibt, wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 höher als der vorbestimmte Wert wird, der Druckschalter 49 einen Stopp-Befehl zum Ausschalten des Elektromotors 45 an den Elektromotor 45 aus. Das heißt, die Pumpe 40, die durch den Elektromotor 45 angetrieben wird, arbeitet intermittierend, um Öl auszugeben, das zum Auffüllen des ausgetretenen Leckage-Öls benötigt wird.
In dem Übertragungs-(Schalt-)Verfahren des CVT vom Riemen-Typ bewegen sich beide bewegbaren Riemenscheiben 11 und 21 entlang der axialen Richtung in einer gleichen Bewegungsgröße, aber die Bewegungsrichtungen sind einander entgegengesetzt. Außerdem ist, da die effektiven Querschnittsflächen der Spannkolbenkammern 9 und 19 gleich gesetzt sind, die Summe der Volumina der entsprechenden Spannkolbenkammern 9 und 19 sogar während des Übertragungsverfahrens gleich. Das heißt, die Summe des Volumens vor dem Übertragungsvorgang ist gleich der Summe der Volumina nach dem Übertragungsvorgang. Dem entsprechend kann die Pumpe 40 selbst während des Übertragungsvorgangs nur eine intermittierende Arbeit ausführen, um eine Ölmenge zu liefern, die zum Auffüllen des ausgetretenen Leckage-Öls notwendig ist.
Im Gegensatz dazu hat eine herkömmliche hydraulische Steuerung eines CVT-Getriebes vom Riemen-Typ eine Arbeit erfordert, um einen Kolbenhub einer bewegbaren Riemenscheibe, ausgeführt bei einem hohen Druck, der zum Vorspannen des Metallriemens benötigt wird, zu ergänzen. Dem entsprechend verringert das CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung beträchtlich die Arbeit der Pumpe, wenn mit der Arbeit der Pumpe in dem herkömmlichen CVT verglichen wird.
Außerdem verwendet das CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung kein Verfahren, um den hydraulischen Druck der Pumpe zu entlasten, um den festgelegten Druck, wie in dem U.S.-Patent Nr. 5.295.915 gezeigt, zu steuern, wobei der Riemenspanndruck durch Verwenden eines Drehmoment-Nockens festgelegt wird. Dem entsprechend ist das CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung dazu in der Lage, den Abgabeverlust der Pumpe zu unterdrücken und dadurch die Arbeit der Pumpe zu verringern. Außerdem wird, da es nicht notwendig ist, einen Drehmomentnocken vorzusehen und die antriebsseitigen bewegbaren Riemenscheiben in Reihen sind, die axiale Abmessung des CVT unterdrückt. Außerdem führt, da der hydraulische Druck in den Spannkolbenkammern 9 und 19 grundsätzlich ein statisch hydraulischer Druck ist, das CVT entsprechend der vorliegenden Erfindung eine hohe Rückwirkung der Steuerung des hydraulischen Druckes aus, nachdem der Festlegungsdruck- Veränderungsbefehl während einer plötzlichen Veränderung des Drehmoments ausgegeben wird, und demzufolge wird das Rutschen des Riemens leicht vermieden.
Als nächstes wird die Übertragungssteuerung des CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung diskutiert.
In Antwort auf die Bestimmung eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses entsprechend eines Schaltplanes auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl wird ein Befehl zum Variieren des Übersetzungsverhältnisses an das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 ausgegeben.
Das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 ist ein 3-stufiges Auswahlventil mit 4 Öffnungen. Dem entsprechend wird, wenn das Übersetzungsverhältnis auf eine Seite eines hohen Ganges festgelegt wird, der Ausgang 54a, der mit dem Getriebedruck-Kanal 52 der Pumpe 50 verbunden ist, mit dem Ausgang 54d verbunden, der mit dem Kanal 55 verbunden ist, und die Ablauföffnung 54b wird mit der Öffnung 54c verbunden, die mit dem Kanal 56 verbunden ist. Durch diese Verbindungen wird der hydraulische Druck der Übertragungs-Kolbenkammer 12, die mit der Öffnung 54d verbunden ist, erhöht, und der hydraulische Druck der Übertragungs-Kolbenkammer 22, die mit der Öffnung 54b verbunden ist, wird verringert.
Da die effektiven Querschnittsfläche der Getriebekolbenkammem 12 und 22 gleich ausgelegt sind, werden die bewegbaren Riemenscheiben 11 und 21 in der Richtung nach rechts in der 1 bewegt. Dem entsprechend wird der tatsächliche Umschlingungsradius des Metallriemens 3 um die Antriebsseiten-Riemenscheibe 10 erhöht und der effektive Umschlingungsradius des Metallriemens 3 um die angetriebene Seite-Riemenscheibe 20 wird verringert. Dies legt das Übersetzungsverhältnis auf einen Zustand eines hohen Ganges fest.
Wenn das Übersetzungsverhältnis auf eine Seite des niedrigen Ganges festgelegt wird, wird die Öffnung 54c, die mit dem Kanal 37 der angetriebenen Seite verbunden ist, mit dem Ausgang 54a verbunden und der Ausgang 54d, der mit dem Kanal 55 der Antriebsseite verbunden ist, wird mit dem Ablaufausgang 54b verbunden. Dann wird durch Erfassen der Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangswellen 1 und 2 bestimmt, ob das tatsächliche Übersetzungsverhältnis das Ziel-Übersetzungsverhältnis erreicht. Auf der Grundlage dieser Bestimmung werden die Verbindung zwischen dem Ausgang 54c des Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventils 54 und des Ausgangs 54a und der Verbindung zwischen dem Ausgang 54d und dem Ablauf-Ausgang 54b richtig gesteuert.
Eine Kraft zum Spannen des Metallriemens 3 wird durch den Betrieb des Druckreduzierungsventils 46 zum Festlegen der Vorspannkraft gesteuert. Deshalb kann der Druck, der zum Abschließen des Schaltens (Übertragungsvorgang) benötigt wird, kleiner als 1 Mpa. sein. Dies verringert die Arbeitsmenge der Pumpe 50.
Mit dem somit angeordneten CVT vom Riemen-Typ des ersten Ausführungsbeispieles entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Vorteile erhalten:
Das herkömmliche CVT ist so angeordnet worden, dass ein Drehmomentnockenvorrichtung an einem motorseitigen Abschnitt der Eingangswelle angebracht ist und die Spannkraft entsprechend des Eingangs-Drehmomentes steuert. Deshalb ist es notwendig gewesen, einen komplizierten Aufbau in der Eingangswelle aufzubauen und die axiale Größe in Folge dieses Vorsehens zu erhöhen.
Im Gegensatz zu dieser herkömmlichen Anordnung wird das erste Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Antriebsriemenscheiben-Spanndruckkanal 31 und der angetriebene Riemenscheibe-Spanndruckkanal 32 miteinander Fluid-verbunden und angeordnet sind, um den hydraulischen Druck aufzunehmen, der durch das Druckreduzierungsventil 46 entsprechend des Eingangs-Drehmomentes gesteuert wird. Dem entsprechend ist es nicht notwendig, einen komplizierten Aufbau an der Eingangswelle 1 bereitzustellen und die Eingangswelle 1 zu verlängern, da das CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung keinen solch komplizierten Aufbau benötigt.
Außerdem ist das CVT vom Riemen-Typ des ersten Ausführungsbeispiels derart angeordnet, dass der Akkumulator 48 zwischen der Pumpe 40 und dem Druckreduzierungsventil 46 angebracht ist, und dass das Rückschlagventil 43 zwischen der Pumpe und dem Akkumulator 48 vorgesehen ist. Durch diese Anordnungen wird, wenn der hydraulische Druck von der Pumpe 40 den Spann-Druckkanälen 31 und 32 zugeführt wird, der hydraulische Druck in dem Akkumulator 48 akkumuliert. Außerdem wird, wenn der Druck in dem Akkumulator 48 höher als der vorbestimmte Wert wird, der Betrieb der Pumpe 40 entsprechend des Stopp-Befehls des Druckschalters 49 angehalten und das Rückschlagventil 43 stoppt den hydraulischen Druck, um zu der Pumpe 40 zurückzukehren. Obwohl der hydraulische Druck, der den Spann-Kolbenkammern 9 und 19 zugeführt wird, durch das Druckreduzierungsventil 46 gesteuert wird, wird der hydraulische Druck für eine solche Steuerung von dem Akkumulator 48 zugeführt und benötigt den Betrieb der Pumpe 40 nicht.
Außerdem ist der Druckschalter 49 zur Ausgabe des Signals, das kennzeichnend für den Druck in dem Akkumulator 48 ist, mit dem Spann-Druckkanal 42 zwischen dem Rückschlagventil 43 und dem Akkumulator 48 verbunden. Dem entsprechend wird, wenn erfasst wird, dass der hydraulische Druck des Akkumulators 48 kleiner als der vorbestimmte Druck ist, das Befehlssignal zum Antreiben der Pumpe 40 an den Elektromotor 45 von dem Druckschalter 49 an die Pumpe 40 ausgegeben. Das heißt, das Hydrauliksystem des CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung arbeitet grundsätzlich, um den hydraulischen Druck der Spannkolbenkammern 9 und 19 mittels des hydraulischen Drucks des Akkumulators 48 aufrecht zu erhalten, und wenn sich der hydraulische Druck 48 allmählich in Folge der Leckage an den Dichtungsabschnitten der Spannkolbenkammern 9 und 19 verringert wird, arbeitet die Pumpe 40, um die Leckgröße des hydraulischen Drucks zu ergänzen. Diese Anordnung verringert in großem Ausmaß die Arbeitsmenge der Pumpe 40.
Außerdem sind entsprechend der vorliegenden Erfindung die effektiven Querschnittsflächen der Getriebekolbenkammern 12 und 22 angeordnet, um einander gleich zu sein, und der hydraulische Druck von der einen hydraulischen Quelle wird dem hydraulischen Kreislauf durch das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 eines dreistufigen Auswahlventils zugeführt. Das heißt, wenn das Übersetzungsverhältnis in Richtung zu der Verlangsamungsseite variiert wird, wird der tatsächliche Umschlingungsradius an der antriebsseitigen Riemenscheibe 10 verringert und der effektive Umschlingungsradius an der abgetriebenen Seite-Riemenscheibe 20 wird erhöht.
Während dieses Vorgangs kann nur das Volumen von hydraulischem Öl für die Getriebekolbenkammern 12 und 22 gesteuert werden, da die effektiven Querschnittsflächen der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Getriebekolbenkammern 12 und 22 ausgelegt sind, um einander gleich zu sein. Somit wird es durch Ausführen der Getriebesteuerung mittels eines Dreipositions-Auswahlventils möglich, die beiden Riemenscheiben-Durchmesser der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Riemenscheiben 10 und 20 mittels einer hydraulischen Quelle und eines Auswahlventils gleichzeitig zu steuern. Diese Anordnung verbessert das CVT vom Riemen-Typ in der Getriebe-Zuverlässigkeit.
In Bezug auf die 2, ist dort ein zweites Ausführungsbeispiel des CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Speziell zeigt 2 ein Steuerungssystem des CVT vom Riemen-Typ.
Wie in 2 gezeigt ist, wird eine Pumpe 80 durch den Motor angetrieben. Der Spanndruck-Kanal 42 ist mit einer Ablauföffnung der Pumpe 80 verbunden und ist mit einem Akkumulator 48 durch das Rückschlagventil 43 verbunden. Ein Getriebedruck-Kanal 52 ist mit der Auslassöffnung der Pumpe 80 verbunden und ist mit einem Entlastungsventil 53 verbunden.
Wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 höher als der erste vorbestimmte Wert PH ist, gibt der Druckschalter 49 einen ersten Befehl zum Festlegen eines festgelegten Wertes des Entlastungsventils 53 bei einem niedrigen Druck aus, der zum Ausführen der Getriebesteuerung benötigt wird.
Da der Spanndruck-Kanal 42 der Pumpe 80 durch das Rückschlagventil 43 abgeschlossen ist, führt die Pumpe 80 eine Arbeit als eine hydraulische Quelle für das Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventil 54 aus. Auf der anderen Seite gibt, wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 niedriger als ein zweiter vorbestimmter Wert PL wird, der Druckschalter 49 einen zweiten Befehl zum Festlegen des Spanndruckes aus. Durch dieses maximale Festlegen des festgelegten Wertes öffnet der hoch verdichtete hydraulische Druck der Pumpe 80 das Rückschlagventil 43 und wird dem Akkumulator 48 zugeführt. Dann gibt, wenn der Druckschalter 49 erneut erfasst, dass der hydraulische Druck des Akkumulators 48 höher als der erste vorbestimmte Wert PH ist, der Druckschalter 49 den ersten Befehl an das Entlastungsventil 53 aus, um den festgelegten Wert an dem Niedrigdruck-Wert festzusetzen. Mit dieser Anordnung wird es möglich, dass das zweite Ausführungsbeispiel dieselben Funktionen zusichert, die das erste Ausführungsbeispiel leistet.
Wie oben ausgeführt, ist das zweite Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Getriebedruck-Kanal 52, der dazu in der Lage ist, den hydraulischen Druck an die Getriebekolben-Kammern 12 und 22 durch das Entlastungsventil 53 zuzuführen, das in der Lage ist, den gewünschten hydraulischen Druck festzulegen, zwischen der Pumpe 80 und dem Rückschlagventil 43 angeordnet. Weiterhin wird, wenn der Druckschalter 49 erfasst, dass der Akkumulatordruck höher als der vorbestimmte Wert PH ist, der festgelegte Druck des Entlastungsventils 53 auf den Wert festgelegt, der niedriger als der durch den Akkumulator festgelegte Wert ist. In Folge des niedrigeren Festlegens des Entlastungsventils 53 wird der hydraulische Druck, der von der Pumpe 80 zugeführt wird, nur dem Getriebedruck-Kanal 52 zugeführt. Der Grund dafür, warum der Getriebebetrieb keinen hohen hydraulischen Druck erfordert, ist der, dass die Spannkraft zum Spannen des Gürtels 3 schon durch den hydraulischen Druck des Akkumulators in dem niedrigen Festlegungs-Zustand abgesichert worden ist.
Überdies wird, wenn der Druckschalter 49 erfasst, dass der Akkumulatordruck niedriger als der zweite vorbestimmte Druck PL ist, der festgelegte Druck des Entlastungsventils 53 auf den Wert gesetzt, der höher als der durch den Akkumulator festgelegte Druck ist. Durch dieses höhere Festlegen des Entlastungsventils 53 wird der hydraulische Druck, der von der Pumpe 80 zugeführt wird, sowohl dem Spanndruck-Kanal 42, als auch dem Getriebedruck-Kanal 52 zugeführt. Dem entsprechend werden die Spannungsdruck-Steuerung und die Getriebedruck-Steuerung unter Verwendung der einen Pumpe 80 richtig erreicht.
In Bezug auf die 3 ist dort ein drittes Ausführungsbeispiel des CVT vom Riemen-Typ entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Insbesondere zeigt 3 ein Steuerungssystem des CVT vom Riemen-Typ. Die Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels ist grundsätzlich dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels, mit der der Ausnahme, dass beide Pumpen 40 und 50 durch den Motor angetrieben werden, dass ein Entlastungsventil 91 anstatt des Druckschalters angebracht ist und dass ein Getriebedruck-Steuerungsventil 90 eines 3-Öffnungs- und 3-Positions-Servo-Ventils 90 an Stelle des Übersetzungsverhältnis-Steuerungsventils 54 verwendet wird, und dass nur die Getriebekolbenkammer 12 der antriebsseitigen bewegbaren Riemenscheibe 11 hydraulisch gesteuert wird.
Nachstehend wird die Funktion der besonders angeordneten Abschnitte des dritten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 höher ist als ein vorbestimmter Druck, arbeitet das Entlastungsventil 91, um einen Ölkanal 92 und eine Ablauföffnung des Entlastungsventils 91 zu verbinden, so dass der hydraulische Druck, der von der Pumpe 40 abgegeben wird, abgeleitet wird. Deshalb ist in diesem Zustand die Pumpe 40 in einem unbelasteten Zustand. Andererseits, wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 niedriger als der vorbestimmte Druck ist, arbeitet das Entlastungsventil 91, um die Verbindung zwischen dem Ölkanal 92 und der Ablauföffnung zu schließen. Demzufolge wird der hydraulische Druck der Pumpe 40 in dem Akkumulator 48 gespeichert. Danach arbeitet, wenn der hydraulische Druck des Akkumulators 48 wieder höher als der vorbestimmte Druck wird, das Entlastungsventil 91, um den von der Pumpe 40 abgegebenen Druck abzuleiten.
Die Übersetzungsverhältnissteuerung wird durch Steuern eines Verbindungszustandes zwischen dem Getriebedruck-Steuerungsventil 90 und der Pumpe 50 ausgeführt. Noch genauer, die Steuerung wird durch das Bestimmen, ob eine Öffnung 90a des Getriebedruck-Steuerungsventils 90, verbunden mit der Getriebekolbenkammer 12, mit einer Öffnung 90b, verbunden mit dem Getriebedruck-Kanal 52, oder mit einer Ablauföffnung 90c verbunden ist.
Mit dieser Anordnung für die Übersetzungsverhältnissteuerung entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Hydraulikdruck in dem Akkumulator ohne Verwendung eines Elektromotors reaktionsfähig zu speichern.
Wie bereits oben erläutert ist das dritte Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass nur der antriebsseitige Getriebedruck-Kanal 55 für das Zuführen des hydraulischen Druckes zu der abtriebsseitigen Getriebekolbenkammer 12 vorgesehen ist, während der Kanal für die abtriebsseitige Getriebekolbenkammer 22 weggelassen wird. Außerdem ist der Getriebedruck-Kanal 52 für das Zuführen des hydraulischen Drucks von der einen hydraulischen Quelle durch das Service-Ventil (das in der Lage ist, den gewünschten hydraulischen Druck festzulegen) in dem antriebsseitigen Getriebedruck-Ölkanal 55 vorgesehen. D. h., der Spanndruck für das Spannen des Riemens 3 wird durch die Spannkolbenkammern 9 und 19 festgelegt. Demzufolge wird durch das unabhängige Steuern des antriebsseitigen Getriebedruck-Ölkanals 55 mittels des Service-Ventils 90, durch Vorsehen des elastischen Teiles 70 für das Erzeugen einer vorbestimmten Druckkraft in der abtriebsseitigen Getriebekolbenkammer 22 und durch Steuern des hydraulischen Druckes der antriebsseitigen Getriebekolbenkammer 12 die Getriebesteuerung erreicht. Diese Anordnung erleichtert die Konstruktion des Steuerungssystems des CVT vom Riemen-Typ.
Obwohl die Erfindung oben in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Veränderungen des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles werden für diejenigen, die auf diesem Gebiet der Technik Fachleute sind, im Lichte der obigen Lehre möglich. Z. B. da der hydraulische Druck in den Kolbenkammern 9 und 19 grundsätzlich ein statisch hydraulischer Druck ist, kann der notwendige hydraulische Druck durch Aufbringen einer Last auf einen vollständig (fest) abgedichteten Zylinder, wie in einem Bremssystem, an Stelle des Verwendens des akkumulierten Drucks des Akkumulators 48 als der Zuführdruck erzeugt werden. Der Umfang der Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Ansprüche gebildet.

Claims

Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen- Typ, aufweisend: eine Antriebsriemenscheibe (10), die eine antriebsseitige Getriebekolbenkammer (12) und eine antriebsseitige Spannkolbenkammer (9) hat; eine Abtriebsriemenscheibe (20), die eine abtriebsseitige Getriebekolbenkammer (22) und eine abtriebsseitige Spannkolbenkammer (19) hat; einen endlosen Riemen (3), rund um die Antriebsriemenscheibe (10) und die Abtriebsriemenscheibe (20) geschlungen, um eine Antriebskraft von der Antriebsriemenscheibe (10) auf die Abtriebsriemenscheibe (20) zu übertragen; einen Hydraulikkreislauf, der die wirksamen Durchmesser der Riemenscheiben der Antriebsriemenscheibe (10) und der Abtriebsriemenscheibe (20) relativ zu dem Riemen (3) entsprechend einer den Fahrzeugzustand repräsentierenden Information steuert, um ein Übersetzungsverhältnis des stufenlos veränderbaren Getriebes vom Riemen- Typ stufenlos zu verändern; wobei eine effektive Querschnittsfläche der antriebsseitigen Getriebekolbenkammer (12) zu einer effektiven Querschnittsfläche der abtriebsseitige Getriebekolbenkammer (22) gleich ist, und oder eine effektive Querschnittsfläche der antriebsseitigen Spannkolbenkammer (9) zu der effektiven Querschnittsfläche der antriebsseitigen Spannkolbenkammer (19) gleich ist; und wobei ein gemeinsamer Kanal (31, 32) des Hydraulikkreislaufes die antriebsseitige Spannkolbenkammer (9) und die abtriebsseitige Spannkolbenkammer (19) fluidverbindet, und ein Spanndruck-Zuführungskanal (42) konfiguriert ist, um den Hydraulikdruck von einer Hydraulikdruckquelle (40, 80) zu dem gemeinsamen Kanal (31, 32) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulator (48) in dem Spanndruck-Zuführungskanal (42) des Hydraulikkreislaufes angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spanndruck-Zuführungskanal (42) konfiguriert ist, den Hydraulikdruck von der Hydraulikdruckquelle (40, 80) zu dem gemeinsamen Kanal (31, 32) durch ein Druckreduzierungsventil (46) zum Steuern des Hydrau likdrucks entsprechend einer Veränderung des Eingangsdrehmomentes zuzuführen.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckreduzierungsventil (46) auf der Grundlage der Veränderung des Eingangsdrehmomentes elektrisch gesteuert wird.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (48) zwischen der Hydraulikdruckquelle (40, 80) zum Erzeugen des Hydraulikdrucks des Hydraulikkreislaufes und dem Druckreduzierungsventil (46) angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (43) zwischen der Hydraulikdruckquelle (40, 80) und dem Akkumulator (48) angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebedruckkanal (52) zum Zuführen des Hydraulikdrucks zu den antriebsseitigen und abtriebsseitigen Getriebekolbenkammern (12, 22) angeordnet ist zwischen einer Pumpe (80) der Hydraulikdruckquelle und dem Rückschlagventil (43), und wobei eine Drucksteuereinrichtung (53, 54) zum Verändern des Hydraulikdrucks auf einen gewünschten Druck in dem Getriebedruckkanal (52) angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuereinrichtung (54) ein Entlastungsventil oder ein Drucksteuerventil enthält.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerfassungseinrichtung (49) konfiguriert ist, um ein erstes Signal für das Festlegen eines Festlegdruckes der Drucksteuereinrichtung (53, 54) auf einen ersten Druck niedriger als ein Festlegungsdruck des Akkumulators (48) auszugeben, wenn der Akkumulatordruck höher als ein erster vorbestimmter Druck ist, und die Druckerfassungseinrichtung (49) konfiguriert ist, um ein zweites Signal für das Festlegen des Festlegdruckes der Drucksteuereinrichtung (53, 54) auf einen zweiten Druck höher als der Festle gungsdruck des Akkumulators (48) auszugeben, wenn der Akkumulatordruck niedriger als ein zweiter vorbestimmter Druck ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch außerdem aufweisend eine Druckerfassungseinrichtung (49) zum Ausgeben eines Signales, wenn ein Druck in dem Akkumulator (48) höher als ein vorbestimmter Druck ist, wobei die Druckerfassungseinrichtung (49) zwischen dem Rückschlagventil (43) und dem Akkumulator (48) angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerfassungseinrichtung (49) einen Druckschalter oder einen Drucksensor enthält.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerfassungseinrichtung (49) ein Betätigungssignal zu einer Pumpe (40) der Hydraulikdruckquelle ausgibt, wenn der Druck in dem Akkumulator (48) geringer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablassventil (91) in dem Spanndruck-Kanal (42) angeordnet ist, wobei das Ablassventil (91) die Pumpe (40) entlädt, wenn der Druck in dem Akkumulator (48) höher als ein vorbestimmter Druck ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein antriebsseitiger Getriebedruckkanal (55) zum Zuführen von Hydraulikdruck zu der antriebsseitigen Getriebekolbenkammer (12) und/oder ein abtriebsseitiger Getriebedruckkanal (56) zum Zuführen von Hydraulikdruck zu einer abtriebsseitigen Getriebekolbenkammer (22) in dem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, und dadurch, dass ein Getriebedruckkanal (52) zum Zuführen von Hydraulikdruck von einer Pumpe (50, 80) durch ein Übersetzungsverhältnis-Steuerventil (54) für das gewünschte Festlegen des Hydraulikdruckes in dem antriebsseitigen Getriebedruckkanal (55) und/oder dem abtriebsseitigen Getriebedruckkanal (56) angeordnet ist.
Stufenlos veränderbares Getriebe vom Riemen-Typ nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis-Steuerventil ein Dreipositions-Auswahlventil (54), angeordnet in dem Getriebedruck-Zuführungskanal (52), ist, das Dreipositions-Auswahlventil (54) wahlweise einen ersten, zweiten oder dritten Zustand einnimmt, der Hydraulikdruck zu dem antriebsseitigen Getriebedruckkanal (55) zugeführt wird und von dem abtriebsseitigen Getriebedruckkanal (56) entlastet wird, wenn das Dreipositions-Auswahlventil (54) den ersten Zustand einnimmt, der Hydraulikdruck zu dem abtriebsseitigen Getriebedruckkanal (56) zugeführt wird und von dem antriebsseitigen Getriebedruckkanal (55) entlastet wird, wenn das Dreipositions-Auswahlventil (54) den zweiten Zustand einnimmt, wobei sowohl der antriebsseitige Getriebedruckkanal (55), als auch der abtriebsseitige Getriebedruckkanal (56) von dem Hydraulikdruck abgeschlossen sind, wenn das Dreipositions-Auswahlventil (54) den dritten Zustand einnimmt; und wobei die effektive Querschnittsfläche der antriebsseitige Getriebekolbenkammer (12) gleich ist der effektiven Querschnittsfläche der abtriebsseitigen Getriebekolbenkammer (22).