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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leitungsdrucksteuerungsvorrichtung
für ein
stufenloses Getriebe des Keilriementyps, die den oberen Grenzwert
des Leitungsdrucks bei einer hohen Motordrehzahl reguliert.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Herkömmlich ist
ein stufenloses Getriebe des Keilriementyps (nachfolgend kurz „CVT-Getriebe"), das in einem Fahrzeug
bereitgestellt ist, solcherart konstruiert, dass eine Primärriemenscheibe und
eine Sekundärriemenscheibe,
deren Nutbreiten je nach Öldruck
variabel gesteuert werden, einen Keilriemen dadurch halten, dass
dieser dazwischen eingelegt ist, und Kraft durch Berührungsreibungskräfte des
Keilriemens übertragen
wird.
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Ein
Beispiel eines CVT-Getriebes wurde in der japanischen Patentauslegeschrift
11-37237 offenbart, die alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs
1 aufweist. Bei dem in dieser Patentauslegeschrift offenbarten CVT-Getriebe
wird der Axialdruck der Riemenscheiben auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments
und des Übersetzungsverhältnisses
festgestellt, und er wird in einen Öldruckwert gemäß vorgegebener
Werte umgewandelt, die für
die Druck aufnehmenden Bereiche der Primär- und der Sekundärriemenscheibe
oder dergleichen stehen, und der Öldruckwert wird als Zielleitungsdruck
zu einem Getriebemechanismus geleitet.
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Als
Getriebemechanismus wurden ein mechanischer Rückkopplungsmechanismus und
ein Übersetzungsverhältnis-Steuermechanismus
offenbart, die einen Schrittmotor dazu veranlassen, entsprechend
des Zielübersetzungsverhältnisses
ein Schaltsteuerungsventil zu öffnen,
und die eine Servoverbindung, mit der die Primärriemenscheibe verbunden ist,
veranlassen, das Schaltsteuerungsventil entsprechend der Nutbreite
der Primärriemenscheibe
zu schließen,
um den Gangwechsel zu beenden, wenn die Nutbreite der Primärriemenscheibe
einen Wert erreicht, der dem Zielübersetzungsverhältnis entspricht.
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Ferner
wird in dem CVT-Getriebe ein Leitungsdruck erzeugt, indem ein Öldruck reguliert
wird, der von einer Ölpumpe
geliefert wird. Der Leitungsdruck wird zur Sekundärriemenscheibe
geleitet, und ein Primärdruck,
der durch die Regulierung des Leitungsdrucks erzielt wird, wird über das
Schaltsteuerungsventil zur Primärriemenscheibe
geleitet.
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Das
oben beschriebene herkömmliche CVT-Getriebe
weist jedoch das Problem auf, dass bei hoher Motordrehzahl Kavitationsgeräusche in
der Ölpumpe
auftreten, die Leitungsdruck zur Verwendung in dem stufenlosen Getriebe
erzeugt.
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US 6,168,547 betrifft einen
Regler für
ein Leitungsdrucksteuergerät
eines Getriebes. Der Zielleitungsdruck wird auf der Grundlage der
Umdrehungen des Motors eingestellt. Der Zielleitungsdruck wird aus
den Werten des CVT-Getriebedrucks, einem Kupplungsdruck und einem
Schmierungsdruck ausgewählt,
je nach der Drehzahl des Motors und den Vergleichen der Werte.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Leitungsdrucksteuerungsvorrichtung
für ein
stufenloses Getriebe des Keilriementyps bereitzustellen, die in
der Lage ist, bei hoher Motordrehzahl das Auftreten von Kavitationsgeräuschen in
einer Ölpumpe
zu verhindern.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird
eine Leitungsdrucksteuerungsvorrichtung für ein stufenloses Getriebe
des Keilriementyps bereitgestellt, die Drehzahlerfassungsmittel
zur Erfassung einer Drehzahl; ein Mittel zur Einstellung eines oberen Leitungsdrucksgrenzwertes
zur Einstellung eines oberen Grenzwerts des Leitungsdrucks und ein
Leitungsdrucksteuerungsmittel zur Steuerung des Leitungsdrucks gemäß dem Betriebszustand
aufweist; und wobei das Mittel zur Einstellung des oberen Leitungsdrucksgrenzwertes
betriebsfähig
ist, wenn die Drehzahl, die durch das Drehzahlerfassungsmittel erfasst
wird, gleich oder größer als
eine vorgegebene Drehzahl ist, um den oberen Grenzwert des Leitungsdrucks
einzustellen; und das Leitungsdrucksteuerungsmittel den Leitungsdruck
so steuert, dass der Leitungsdruck den oberen Grenzwert des Leitungsdrucks,
der durch das Mittel zur Einstellung des oberen Leitungsdrucksgrenzwertes
eingestellt wird, nicht übersteigt.
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Mit
obenstehender Anordnung wird, wenn die Drehzahl gleich oder größer als
eine vorgegebene Drehzahl ist, d.h. bei hoher Motordrehzahl, der obere
Grenzwert des Leitungsdrucks so eingestellt, dass die Leitungsdrucksteuerungsvorrichtung
einen Anstieg des Leitungsdrucks einschränkt. Somit ist es möglich, das
Auftreten von Kavitationsgeräuschen
in einer Ölpumpe,
die den Basisdruck für
den Leitungsdruck erzeugt, zu verhindern.
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Die
obenstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
erschließen sich
weiter aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Übersicht,
die den Aufbau einer Leitungsdrucksteuerungsvorrichtung für ein stufenloses
Getriebe gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Übersicht,
die den Aufbau einer Öldrucksteuerungseinheit
und einer CVT-Getriebesteuerungseinheit
zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Vorgang der Einstellung
des oberen Leitungsdruckgrenzwertes zeigt, der von einem Abschnitt
zur Einstellung des Leitungsdrucks ausgeführt wird; und
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4 ist
in Diagramm, das die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem oberen
Leitungsdruckgrenzwert zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen, die eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung zeigen, ausführlich
beschrieben.
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1 ist
eine Übersicht,
die schematisch den Aufbau eines CVT-Getriebes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine Übersicht,
die den Aufbau einer hydraulischen Steuerungseinheit und einer CVT-Getriebesteuerungseinheit
zeigt.
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In 1 ist
ein Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe mit einem Motor 1 über einen Drehmomentwandler 2 verbunden,
der eine Überbrückungskupplung
und einen Vorwärts-Rückwärts-Fahrtrichtungsumschaltmechanismus 4 umfasst.
Der Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe besteht aus einem Paar verstellbarer Riemenscheiben,
das sich aus einer Primärriemenscheibe 10 auf
der Seite der Eingangswelle und einer Sekundärriemenscheibe 11,
die mit einer Ausgangswelle 13 verbunden ist, zusammensetzt,
und das Paar verstellbarer Riemenscheiben 10 und 11 ist über ein Laufrad 14 mit
einem Diffentialgetriebe 6 und mit einer Antriebswelle
verbunden.
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Das Übersetzungsverhältnis des
Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe und die Berührungsreibungskraft, die von
dem Keilriemen 12 erzeugt wird, werden durch eine hydraulische
Steuerungseinheit 100 gesteuert, die als Reaktion auf Anweisungen
von einer CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 betriebsfähig ist.
Die CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 bestimmt
das Übersetzungsverhältnis und
die Berührungsreibungskraft
entsprechend den Informationen zum Eingangsdrehmoment, die von einer
Motorsteuerungseinheit (nachfolgend kurz „MSE"), welche den Motor 1 steuert,
gewonnen werden, entsprechend der Drehzahl, die von einem Drehzahlsensor 15 erfasst
wird, und entsprechend Angaben, die von Sensoren und dergleichen,
die später
beschrieben werden, ausgegeben werden.
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Die
Primärriemenscheibe 10 des
Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe besteht aus einer feststehenden konischen
Platte 10b, die einstückig mit
einer Eingangswelle rotiert, und einer beweglichen konischen Platte 10a,
die der feststehenden konischen Platte 10b so gegenüber liegt,
dass sie eine V-förmige
Riemenscheibennut bilden, und die in axialer Richtung entsprechend
eines Öldrucks
(nachfolgend „Primärdruck") verschoben werden
kann, der an einer Zylinderkammer 10c der Primärriemenscheibe
anliegt.
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Die
Sekundärriemenscheibe 11 besteht
aus einer feststehenden konischen Platte 11b, die einstückig mit
der Ausgangswelle 13 rotiert, und einer beweglichen konischen
Platte 11a, die der feststehenden konischen Platte 11b so
gegenüber
liegt, dass sie eine V-förmige
Riemenscheibennut bilden, und die in axialer Richtung entsprechend
eines Öldrucks (nachfolgend „Sekundärdruck") verschoben werden kann,
der an einer Zylinderkammer 11c der Sekundärriemenscheibe
anliegt.
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Der
Druck aufnehmende Bereich der Zylinderkammer 10c der Primärriemenscheibe
ist so eingestellt, dass er größer als
der der Zylinderkammer 11c der Sekundärriemenscheibe ist.
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Das
Eingangsdrehmoment, das vom Motor 1 eingegeben wird, wird über den
Drehmomentwandler 2 und den Vorwärts-Rückwärts-Fahrtrichtungsumschaltmechanismus 4 in
den Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe eingegeben und wird von der Primärriemenscheibe 10 über den
Keilriemen 12 zur Sekundärriemenscheibe 11 übertragen.
Die bewegliche konische Platte 10a der Primärriemenscheibe 10 und
die bewegliche konische Platte 11a der Sekundärriemenscheibe 11 werden
in axialer Richtung verschoben, um den Berührungsradius zwischen dem Keilriemen 12 und
jeder der Riemenscheiben 10 und 11 zu ändern, so
dass das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Primärriemenscheibe 10 und
der Sekundärriemenscheibe 11 stufenlos
geändert
werden kann.
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Wie
in 2 dargestellt, besteht die hydraulische Steuerungseinheit 100 hauptsächlich aus
einem Druckregulierungsventil 60, das den Leitungsdruck
steuert, einem Schaltsteuerungsventil 30, das den Primärdruck (Pri)
steuert, der an die Zylinderkammer 10c der Primärriemenscheibe
angelegt wird, und einem Drucksenkungsventil 61, das den
Sekundärdruck
(Sek) steuert, der an die Zylinderkammer 11c der Sekundärriemenscheibe
angelegt wird.
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Das
Schaltsteuerungsventil 30 ist mit einer Servoverbindung 50 verbunden
und bildet so einen mechanischen Rückkopplungsmechanismus, so dass
das Schaltsteuerungsventil 30 von einem Schrittmotor 40 angetrieben
wird, der mit einem Ende der Servoverbindung 50 verbunden
ist, und Rückmeldungen über die
Nutbreite, d.h. das tatsächliche Übersetzungsverhältnis, von
der beweglichen konischen Platte 10a der Primärriemenscheibe 10,
die mit dem anderen Ende der Servoverbindung 50 verbunden
ist, erhält.
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Ein
Leitungsdrucksteuerungssystem besteht aus dem Druckregulierungsventil 60,
das einen Magneten 59 umfasst, welcher einen Öldruck,
der von einer Ölpumpe 80 bereitgestellt
wird, so reguliert, dass der Öldruck
entsprechend des Betriebszustands gemäß eines Befehls (z.B. eines
Betriebssignals) von der CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 auf
einen vorgegebenen Leitungsdruck gesteuert wird.
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Der
Leitungsdruck wird an das Schaltsteuerungsventil 30 angelegt,
das den Primärdruck
steuert, und an das Drucksenkungsventil 61, das einen Magneten 62 umfasst
und den Sekundärdruck
steuert.
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Das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Primärriemenscheibe 10 und
der Sekundärriemenscheibe 11 wird
von dem Schrittmotor 40 gesteuert, der als Reaktion auf
ein Schaltbefehlssignal von der CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 angetrieben
wird, und ein Kolben 31 des Schaltsteuerungsventils 30 wird
entsprechend der Verschiebung der Servoverbindung 50 angetrieben,
der sich als Reaktion auf den Schrittmotor 40 bewegt, um
die Primärriemenscheibe 10 mit
dem Primärdruck
zu versorgen, der dadurch erzielt wird, dass der Leitungsdruck reguliert wird,
der an das Schaltsteuerungsventil 30 angelegt wird, so
dass die Nutbreite verstellbar gesteuert wird, um ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis einzustellen.
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Es
sollte angemerkt werden, dass das Schaltsteuerungsventil 30 den Öldruck zur
und von der Zylinderkammer 10c der Primärriemenscheibe entsprechend
der Verschiebung des Kolben 31 anlegt und freigibt, und
den Primärdruck
so steuert, dass das Zielübersetzungsverhältnis in
einer Position erzielt werden kann, an der der Schrittmotor 40 angetrieben
wird. Wenn das Umschalten des Gangs tatsächlich erfolgt ist, schließt das Schaltsteuerungsventil 30 den
Kolben 31 als Reaktion auf die Verschiebung der Servoverbindung 50.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 das Übersetzungsverhältnis und
die Berührungsreibungskraft des
Keilriemens 12 variabel steuert, indem sie Signale von
einem Drehzahlsensor 26 der Primärriemenscheibe liest, der die
Rotationsgeschwindigkeit der Primärriemenscheibe 10 des
Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe erfasst, von einem zweiten Drehzahlsensor 27 der
Sekundärriemenscheibe,
der die Drehgeschwindigkeit der Sekundärriemenscheibe 11 (oder
die Fahrzeuggeschwindigkeit) erfasst und von einem Sekundärdrucksensor 28,
der den Sekundärdruck
erfasst, der an die Zylinderkammer 11c der Sekundärriemenscheibe
angelegt wird, die alle in 1 sichtbar
sind, und ein Range-Signal, das von einem Inhibitor-Schalter 23 ausgegeben
wird, der in 1 erscheint, sowie den Gaspedalhub,
der von dem Hubsensor 24 ausgegeben wird, und die Öltemperatur
des Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe, die von einem Temperatursensor 25 erfasst wird,
der in 1 erscheint.
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Die
CVT-Getriebesteuerungseinheit 20 besteht aus einem Schaltsteuerungsabschnitt 201,
der das Zielübersetzungsverhältnis entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gaspedalthubs bestimmt und den
Schrittmotor 40 antreibt, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis auf
das Zielübersetzungsverhältnis zu
steuern, und aus einem Riemenscheibendrucksteuerungsabschnitt 202,
der den Axialdruck (die Berührungsreibungskraft)
der Primärriemenscheibe 10 und
der Sekundärriemenscheibe 11 entsprechend
des Eingangsdrehmoments, des Übersetzungsverhältnisses,
der Öltemperatur
usw. berechnet und den berechneten Axialdruck in einen Öldruck umwandelt.
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Der
Riemenscheibendrucksteuerungsabschnitt 202 besteht aus
einem Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203, der den Leitungsdruck
steuert, einem Leitungsdruckeinstellungsabschnitt 205,
der den oberen Leitungsdruckgrenzwert einstellt, und einem Sekundärdrucksteuerungsabschnitt 204,
der den Sekundärdruck
steuert.
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Der
Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203 wandelt den Axialdruck
der Primärriemenscheibe 10 in
einen Öldruck
um, um den Primärdruck
zu berechnen, bestimmt den Zielwert des Leitungsdrucks entsprechend
des Primärdrucks
und treibt den Magneten 59 des Druckregulierungsventils 60 an
und steuert somit den Leitungsdruck. Der Sekundärdrucksteuerungsabschnitt 204 wandelt
den Axialdruck der Sekundärriemenscheibe 11 in
einen Öldruck
um, bestimmt den Zielwert des Sekundärdrucks und treibt den Magneten 62 des
Drucksenkungsventils 61 entsprechend des Zielwertes des
Sekundärdrucks
und des Sekundärdrucks
an, der von dem Öldrucksensor 28 erfasst
wurde und steuert somit den Sekundärdruck durch Rückkopplungssteuerung
(geschlossener Regelkreis).
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Nachfolgend
wird anhand eines Flussdiagramms der 3 beschrieben,
wie der obere Leitungsdruckgrenzwert von dem Leitungsdruckeinstellungsabschnitt 205 eingestellt
wird.
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Es
wird angenommen, dass der Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203 und
der Sekundärdrucksteuerungsabschnitt 204 den
Leitungsdruck und den Sekundärdruck
konstant berechnen.
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In
Schritt S1 wird bestimmt, ob die Drehzahl, die von dem Drehzahlsensor 15 eingegeben
wird, gleich oder größer als
eine voreingestellte Drehzahl 4500 rpm ist. Ist das festgestellte
Ergebnis positiv, geht der Vorgang zu Schritt S2 über. Die
Drehzahl unmittelbar vor dem Auftreten des Kavitationsgeräusches in
der Ölpumpe 80 wird
als die vorgegebene Drehzahl eingestellt. In Schritt S2 wird bestimmt,
ob ein Range-Signal, das von dem Inhibitor-Schalter 23 ausgegeben
wird, einen D-Range, einen N-P-Range oder einen anderen Range anzeigt.
Wird festgestellt, dass das Range-Signal den D-Range anzeigt, so geht
der Vorgang zu Schritt S3 über,
und wird festgestellt, dass das Range-Signal den N-P-Range anzeigt, geht der
Vorgang zu Schritt S4 über.
Wird festgestellt, dass das Range-Signal einen anderen Bereich anzeigt,
so geht der Vorgang zurück
zu Schritt S1.
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In
Schritt S3 wird der obere Leitungsdruckgrenzwert eingestellt. Wie
in 4 dargestellt, wird der obere Leitungsdruckgrenzwert
in einem Bereich eingestellt, in dem die Drehzahl gleich oder größer als
4500 rpm ist, so dass sich der obere Leitungsdruckgrenzwert in dem
Maße verringert,
wie sich die Drehzahl erhöht.
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Der
obere Leitungsdruckgrenzwert im D-Range wird solcherart reguliert,
dass er niemals kleiner wird als die Zielwerte des Primärdrucks
und des Sekundärdrucks,
die zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses
erforderlich sind.
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Wird
andererseits in Schritt S2 festgestellt, dass das Range-Signal von
dem Inhibitor-Schalter 23 den N-P-Bereich anzeigt, wird
kein Drehmoment in die Primärriemenscheibe 10 des
Mechanismus 5 für
ein stufenloses Getriebe eingegeben und daher rutscht der Keilriemen
niemals. Somit wird für
den Sekundärdruck
kein hoher Druck benötigt,
und daher kann der Wert des Leitungsdrucks ausreichend verringert
werden. Infolgedessen kann in Schritt S4, wenn das Range-Signal
den N-P-Bereich anzeigt, der obere Leitungsdruckgrenzwert so eingestellt
werden, dass er kleiner als der obere Leitungsdruckgrenzwert ist,
der in Schritt S3 eingestellt wurde.
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Nach
Abschluss der oben genannten Bearbeitungsschritte geht der Vorgang
zurück
zu Schritt S1, und der obere Leitungsdruckgrenzwert wird erneut
wie beschrieben eingestellt.
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Wenn
der Leitungsdruckeinstellungsabschnitt 205 den oberen Leitungsdruckgrenzwert
einstellt, steuert der Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203 den
Leitungsdruck solcherart, dass er den eingestellten oberen Grenzwert
nie übersteigt,
so dass eine Erhöhung
des Leitungsdrucks begrenzt werden kann.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
stellt der Drehzahlsensor 15 ein Drehzahlerfassungsmittel der
vorliegenden Erfindung dar. Ferner stellt der Schritt S2 ein Rangesignalerfassungsmittel
der vorliegenden Erfindung dar, und die Schritte S1, S3 und S4 stellen
ein Mittel zur Einstellung eines oberen Leitungsdruckgrenzwertes
dar. Ferner stellt der Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203 ein
Leitungsdrucksteuerungsmittel dar.
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Gemäß der oben
beschriebenen Erfindung stellt der Leitungsdruckeinstellungsabschnitt 205, wenn
die Drehzahl gleich oder größer als
eine vorgegebene Dehzahl ist, den oberen Leitungsdruckgrenzwert
ein, und der Leitungsdrucksteuerungsabschnitt 203 steuert
den Leitungsdruck solcherart, dass er den oberen Grenzwert nie übersteigt.
Auf diese Weise ist es durch das Einstellen des oberen Leitungsdruckgrenzwertes
und das Unterbinden einer Erhöhung
des Leitungsdrucks möglich,
eine Erhöhung
der Rotationsgeschwindigkeit der Ölpumpe 80 zu unterbinden,
die den Basisdruck für
den Leitungsdruck erzeugt. Damit ist es möglich, das Auftreten von Kavitationsgeräuschen in
der Ölpumpe
bei hoher Motordrehzahl zu verhindern.
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Da
ferner der obere Leitungsdruckgrenzwert entsprechend der Drehzahl
eingestellt wird, kann der obere Leitungsdruckgrenzwert solcherart
eingestellt werden, dass er sich mit der Erhöhung der Drehzahl verringert.
Somit ist es möglich,
das Auftreten von Kavitationsgeräuschen
in der Ölpumpe 80 wirksam zu
verhindern.
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Da
ferner der obere Leitungsdruckgrenzwert entsprechend des Range-Signals
eingestellt wird, kann der obere Leitungsdruckgrenzwert für jeden
Bereich passend eingestellt werden, und es ist daher möglich, das
Auftreten von Kavitationsgeräuschen
in der Ölpumpe 80 entsprechend
jedem Range wirksamer zu verhindern.
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Obschon
in der oben beschriebenen Ausführungsform
der Leitungsdruck gesteuert wird, wenn das Range-Signal, das von
dem Inhibitor-Schalter 23 ausgegeben wird, den D-Range
oder den N-P-Range anzeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht
darauf beschränkt,
sondern der Leitungsdruck kann in jedem anderen Bereich gesteuert
werden.
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Obschon
ferner in der oben beschriebenen Ausführungsform die Drehzahl mit
Hilfe des Drehzahlsensors 15 erfasst wird, ist die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt,
sondern die Drehzahl kann auf der Grundlage eines Motorsteuerungssignals
erfasst werden, das von der MSE 21 übertragen wird.