ES2235434T3 - Transmision continuamente variable con sistema de control electroñhidraulico y metodo de funcionamiento de tal transmision. - Google Patents

Abstract

Transmisión continuamente variable provista de una primera polea (1) que tiene dos discos (5, 7) de polea, de una segunda polea (2) que tiene dos discos (6, 8) de polea y de una correa de transmisión (10) que corre en torno a dichas poleas (1, 2) para transmitir un par entre ellas, pudiendo ser desplazado axialmente al menos un disco (7) de la primera polea (1) con respecto al otro disco (5) de la citada polea (1) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (7) mediante la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (11) de un conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con dicha primera polea (1), y pudiendo, también, ser desplazado axialmente al menos un disco (8) de la segunda polea (2) con respecto al otro disco (6) de dicha polea (2) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (8) por la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (12) de un conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2), estando provista además la transmisión continuamente variable de un sistema de control capaz de controlar la presión en dicho cilindro (11) del conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con dicha primera polea (1), y que comprende una bomba (17) para generar un flujo de medio hidráulico desde un depósito (34) hacia una conducción hidráulica principal (15) y una válvula (18) de presión de conducción que puede ser hecha funcionar, al menos, por una presión de control (PCP) que es regulada por un regulador de presión (29) que puede ser hecho funcionar electrónicamente, para controlar una presión de conducción (PLP) en dicha conducción hidráulica principal (15), en la que la presión del cilindro (11) del conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con la primera polea (1) es, esencialmente, igual a la presión de conducción (PLP), y en la que el sistema de control comprende, además, medios (40; 41; 42) de control de presión capaces de influir sobre la presión de conducción (PLP) aplicando otra presión (PFP) sobre una parte (20) de la válvula (18) de presión de conducción, caracterizada porque dichos medios (40; 41; 42) de control de la presión están provistos de un paso (41) para dirigir la presión del cilindro (12) del conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2) a la válvula (18) de presión de conducción de tal forma que dicha presión sirva como dicha otra presión (PFP).

Description

Transmisión continuamente variable con sistema de control electro-hidráulico y método de funcionamiento de tal transmisión.

El invento se refiere a una transmisión continuamente variable o CVT provista de un sistema de control electro-hidráulico y a un método de funcionamiento de la misma. La CVT es conocida, por ejemplo, a partir del documento EP-A-0.787.927 y, en particular, es adecuada para vehículos de motor.

La CVT conocida comprende una correa de transmisión del tipo en V envuelta alrededor de una primera polea prevista en un primer árbol y de una segunda polea prevista en un segundo árbol. Ambas poleas tienen dos discos cónicos cuya separación axial es ajustable por medio de un conjunto de pistón/cilindro de cada polea. Durante el funcionamiento de la transmisión, la correa de transmisión es sujetada con una primera fuerza de sujeción entre los discos de la primera polea y con una segunda fuerza de sujeción entre los discos de la segunda polea. Las fuerzas de sujeción se generan ejerciendo una presión en un conjunto de pistón/cilindro asociado con una polea, para cada una de las mencionadas primera y segunda poleas. El valor de las fuerzas de sujeción determina la magnitud máxima del par que puede ser transmitido entre dichos primero y segundo árboles virtualmente sin movimiento relativo en la dirección tangencial entre la correa de transmisión y los discos de las poleas, es decir, sin que ocurra resbalamiento de la correa. La magnitud máxima (instantánea) del par es la capacidad de transmisión de par (instantánea) de la CVT. En la CVT, una relación de transmisión está relacionada con la relación entre los radios con que corre la correa de transmisión entre los discos de las poleas, sobre los que puede influirse cambiando la proporción de las presiones en los conjuntos de pistón/cilindro. Hay previsto un sistema de control electro-hidráulico para controlar dichas presiones y para conseguir una relación de transmisión y una capacidad de transmisión de par apropiadas de la transmisión continuamente variable.

En la técnica es generalmente sabido que la eficacia de la CVT es inversamente proporcional a las fuerzas de sujeción aplicadas por los discos de las poleas a la correa de transmisión. Por tanto, el sistema de control está dispuesto, preferiblemente, de tal forma que, a la correa le sea aplicada la menor fuerza de sujeción posible para lograr una transmisión de par sin que resbale la correa. Para conseguir las fuerzas de sujeción, el sistema de control está provisto de un sistema hidráulico que comprende una fuente de medio hidráulico en forma de bomba y una válvula de presión de conducción para controlar la presión del medio entregado por la bomba a una conducción hidráulica principal, la denominada presión de conducción. Con el fin de reducir al mínimo la pérdida de energía, dicha presión de conducción es igual, pero no mayor, que la presión máxima aplicada en los cilindros de los conjuntos de pistón/cilindro. El sistema de control está provisto, además, de un sistema electrónico que comprende una unidad electrónica de control (ECU) para generar una corriente de control para hacer funcionar dicha válvula de presión de conducción dependiendo de una o más variables del sistema, tales como la relación de transmisión, la velocidad de rotación de las poleas y/o el par que ha de ser transmitido por la transmisión. Usualmente, dicha válvula de presión de conducción es hecha funcionar merced a la aplicación de un margen de presiones a dicha válvula, cuya presión de control es regulada mediante un regulador de presión que puede ser hecho funcionar electrónicamente el cual, a su vez, es hecho funcionar por dicha corriente de control. El regulador de presión deriva dicha presión de control a partir de una presión de alimentación al regulador de presión, esencialmente constante, que es algo mayor que el valor máximo de la presión de control que ha de aplicarse. La corriente de control generada por la ECU para hacer funcionar el regulador de presión varía, típicamente, en un margen de entre 0 y 1 amperios. Dependiendo de dicha corriente de control, la presión de control regulada por el regulador de presión varía, típicamente, en un margen de entre 0 y 6 bar, mientras que la presión de alimentación es, típicamente, de 7,5 bar aproximadamente.

El ajuste conocido del sistema de control se adopta tanto en las CVT usuales, en las que las presiones de conducción que se aplican van desde unos pocos bar a 45 bar, como en los diseños de transmisiones actualmente preferidos, en los que el valor máximo de la presión de conducción puede estar comprendido entre 80 y 90 bar, dependiendo de especificaciones de diseño de la CVT. Los actuales desarrollos en los diseños de las CVT indican que dicho valor máximo podría aumentar aún más.

Parece que en los diseños de las CVT actualmente preferidos, la precisión con que puede controlarse la presión de conducción no alcanza la precisión que anteriormente se conseguía en los diseños de CVT usuales. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, es deseable, por consideraciones de eficacia, poder controlar con exactitud la presión de conducción, de forma que se fije el valor de presión de conducción más bajo permisible, al tiempo que todavía se impide, de manera eficaz, el resbalamiento de la correa.

Un objeto del invento es mejorar la eficacia de los diseños de CVT actualmente preferidos y, en general, dotar a una CVT de un sistema de control capaz de controlar con precisión la presión de conducción. De acuerdo con el invento, estos objetos pueden conseguirse mediante una CVT que tenga las características definidas en la parte caracterizante de la reivindicación 1. También es un objeto del invento proporcionar un método para hacer funcionar con precisión y eficazmente la CVT cuyo diseño se prefiere en la actualidad. De acuerdo con el invento, este objeto puede conseguirse adoptando el método de acuerdo con la reivindicación 7.

La CVT de acuerdo con la reivindicación 1 se caracteriza por medios de control de la presión capaces de influir sobre la presión de conducción mediante otra presión que actúa sobre una parte de la válvula de presión de conducción. En efecto, esto quiere decir que la válvula de presión de conducción es controlable tanto mediante dicha presión de control como mediante dicha otra presión. Esto tiene la ventaja de que se dispone de un abanico de opciones para conseguir una mejora considerable de la precisión del sistema de control y, por tanto, de la eficacia de la transmisión. De acuerdo con el invento, por ejemplo, es posible utilizar la presión de control para hacer funcionar la válvula de presión de conducción de manera que se ajuste, aproximadamente, la presión de conducción requerida, y utilizar la otra presión para lograr un ajuste fino de la válvula de presión de conducción. De esta forma, se consigue mejorar considerablemente la precisión del control de las presiones de conducción y, por tanto, también la eficacia de la CVT.

En la transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, que ilustra una CVT que tiene un circuito hidráulico que está dispuesto de tal manera que la presión en el cilindro del pistón/cilindro asociado con la primera polea sea dicha presión de conducción, mientras que la presión en el cilindro del pistón/cilindro asociado con la segunda polea viene determinada por medio de una válvula de control del flujo capaz de controlar un flujo de medio hidráulico procedente de dicha conducción hidráulica principal hacia dicho conjunto de pistón/cilindro o un flujo procedente de dicho conjunto de pistón/cilindro hacia dicho depósito. De acuerdo con el invento, los medios de control de la presión comprenden un paso que conecta el conjunto de pistón/cilindro asociado con la segunda polea con la válvula de presión de conducción, de tal forma que la presión en dicho conjunto de pistón/cilindro sirva como dicha otra presión capaz de influir sobre la presión de conducción. El sistema de control o, más en particular, la válvula de presión de conducción, está dispuesto de manera que cuando aumenta dicha presión en el conjunto pistón/cilindro asociado con la segunda polea, disminuye el margen de los valores de presión de conducción que pueden fijarse regulando la presión de control. Como el margen de valores de presión de control permanece invariable, se obtiene una relación cada vez más favorable entre el margen de valores de presión de conducción y el margen de valores de presión de control, cuando aumenta la presión en el cilindro del conjunto de pistón/cilindro de la segunda polea. Se hace así que la precisión con que el sistema de control puede controlar la presión de conducción, dependa de la presión en el conjunto de pistón/cilindro de la segunda polea, de manera tal que dicha precisión aumente al aumentar dicha última presión. Como la presión en el conjunto de pistón/cilindro de la segunda polea aumenta al crecer la relación de transmisión, que para este propósito se define como la velocidad de rotación de la primera polea dividida por la de la segunda polea, la precisión del sistema de control aumenta al crecer la relación de transmisión.

La ventaja de un sistema de control de esta clase viene dada por la suposición de que una CVT es hecha funcionar durante períodos de tiempo relativamente largos a las relaciones de transmisión más elevadas, las denominadas relaciones de OD (sobremarcha). Las relaciones de transmisión más bajas, las denominadas "marchas bajas" se utilizan usualmente de manera principal durante la aceleración de un vehículo. En términos de eficacia, es por tanto importante poder controlar con precisión la presión de conducción cuando la transmisión está en una relación de OD, en tanto que un control relativamente impreciso de la presión de conducción en una marcha baja no tendrá un impacto grande sobre la eficacia global de la transmisión. La presente realización del invento proporciona medios sencillos y eficientes, desde el punto de vista del coste, para mejorar la precisión del sistema de control, particularmente en relaciones de OD. El factor en el que se mejora la precisión del sistema de control en relaciones de OD, en comparación con la precisión en marchas bajas, depende del diseño de la válvula de presión de conducción pero, típicamente, puede ser de aproximadamente 2 o, incluso, mayor.

Entre otras cosas, se hace notar que en la solicitud de patente alemana DE-A-19829642, que se considera que constituye la técnica anterior más parecida, se describe una CVT provista de un sistema hidráulico que incluye una válvula de presión de conducción hecha funcionar por una presión de control determinada electrónicamente y que está provista de medios para mejorar la precisión con la que una presión de conducción puede ser fijada por la válvula de presión de conducción a valores relativamente bajos de la presión de conducción. Estos medios conocidos comprenden otra válvula para controlar otra presión dependiendo del valor de la presión de control, cuya otra presión influye sobre la válvula de presión de conducción, además de la presión de control. Con estos medios puede conseguirse, así, que dicha precisión varíe con el valor de la presión de conducción, en lugar de con la relación de transmisión, como se hace en la actualidad.

De acuerdo con una realización del invento, los medios de control de la presión comprenden otro regulador de presión capaz de regular la otra presión de control que sirve como dicha otra presión. De acuerdo con el invento, es ventajoso que en una primera parte del margen de valores de presión de conducción aplicados, por ejemplo, la mitad inferior, entre unos pocos bar y aproximadamente 45 bar, la válvula de presión de conducción sea controlada por la presión de control regulada por el regulador de presión conocido, mientras que en una segunda parte del mencionado margen, por ejemplo en la mitad superior, aproximadamente entre 45 y 87 bar, la válvula sea controlada por la otra presión de control que sirve como dicha otra presión, y es regulada por el otro regulador de presión. De esta manera, el regulador de presión y el otro regulador de presión están acoplados, efectivamente, en serie, de modo que, en esencia, se duplica el margen total de valores de presión de control disponibles para controlar la válvula de presión de conducción. Se ha encontrado que el coste adicional que supone incorporar tales medios de control de presión podría ser compensado por el efecto positivo que tienen sobre la eficacia de la CVT.

De acuerdo con todavía otra realización del invento, los medios de control de la presión comprenden otra válvula capaz de permitir selectivamente que una presión auxiliar sustancialmente constante, sirva como dicha otra presión. Preferiblemente, dicha otra válvula es una válvula del tipo de interruptor, la cual permite que la presión de control o la presión auxiliar controle la válvula de presión de conducción. Dicha presión auxiliar se elige algo mayor que el valor máximo de la presión de control que puede ser regulada mediante el regulador de presión. La válvula de presión de conducción está dispuesta de tal forma que bajo la influencia de dicha presión auxiliar, se ajuste el valor máximo aplicado de la presión de conducción. De acuerdo con el invento, la presión de alimentación del regulador de presión es particularmente adecuada para servir como dicha presión auxiliar. La presión de alimentación se utiliza para fijar el valor de la presión de conducción cuando la presión de conducción aplicada se encuentra en la parte superior del margen de valores de presión de conducción aplicados, mientras que la válvula de presión de conducción es controlada por la presión de control cuando dicha presión de conducción requerida para evitar el resbalamiento de la correa se encuentra en otras partes del mencionado margen. De acuerdo con el invento, puede calcularse una presión de umbral P_{LP,th} en la que comienza dicha parte superior, a partir de

P_{LP,th} = P_{CP,max}/P_{AUX} = P_{LP,max}

en donde

P_{CP,max} es el valor máximo aplicado de la presión de control,

P_{AUX} es la presión auxiliar que, en este caso, es igual a la presión P_{PR} de alimentación del regulador de presión,

P_{LP,max} es el valor máximo aplicado de la presión de conducción.

La ventaja de esta realización particular del sistema de control de acuerdo con el invento viene dada por la comprensión de que las presiones de conducción más altas solamente se aplican, de manera usual, cuando se transmiten los máximos valores de par, por ejemplo, durante aceleraciones rápidas de un vehículo en el que está montada la CVT. Se ha encontrado que, durante el funcionamiento de la CVT, tales valores de par solamente ocurren en una parte relativamente pequeña del período total de tiempo de funcionamiento. Esto es particularmente cierto si la CVT está provista de un convertidor de par, como es práctica común en el diseño de las CVT. Es posible, así, fijar el valor máximo de la presión de conducción utilizando la presión auxiliar, incluso si realmente se necesita una presión de conducción algo menor para evitar el resbalamiento de la correa al tiempo que se sigue manteniendo, todavía, una buena eficacia de transmisión. Entonces, todo el margen de valores de presión de control está disponible para controlar la presión de conducción dentro de, sólo, parte del margen de los valores aplicados de la presión de conducción. La precisión del sistema de control se ve mejorada, por tanto, en un factor que viene dado por la relación entre la presión auxiliar y el máximo del margen de valores de la presión de control.

El invento proporciona, también, un método que permite el control exacto de la presión de conducción de la CVT. El método de acuerdo con la reivindicación 4 es adecuado para la CVT conocida, en la que el sistema de control es capaz de controlar la presión de conducción dentro de un margen de valores de la presión de conducción aplicados por medio de una válvula de presión de conducción cuando es hecha funcionar por una presión de control que varía dentro de un margen de la presión de control. En un sistema de control de esta clase, una resolución de la presión de control puede definirse como la relación existente entre dichos valores de presión de control del margen y un margen de valores de presión de conducción que han de ser aplicados por medio de una válvula de presión de conducción cuando es hecha funcionar en el citado margen de valores de la presión de control. Esta resolución es una medida de la precisión del control de la presión de conducción. De acuerdo con el invento, dicha resolución puede mejorarse proporcionando otra presión capaz de influir sobre la válvula de presión de conducción. En efecto, esto significa que se abren varias opciones para mejorar la precisión del sistema de control reduciendo dicho margen de valores de presión de conducción a aplicar por medio de una válvula de presión de conducción cuando es hecha funcionar en dicho margen de valores de presión de control. El método comprende, al menos, las operaciones de:

- determinar una presión de conducción deseada basándose en varias señales que representan, al menos, la relación de transmisión, el par a transmitir y la velocidad de rotación de una polea,

- generar la corriente de control para controlar el regulador de presión dependiendo, al menos, de dicha presión de conducción deseada,

- proporcionar otra presión capaz de controlar dicha válvula de presión de conducción con el fin de conseguir un incremento de la resolución de la presión de control reduciendo el margen de valores de presión de conducción aplicados por medio de una válvula de presión de conducción cuando es hecha funcionar en dicho margen de valores de presión de control, y

- determinar una presión realmente presente en el cilindro del conjunto de pistón/cilindro asociado con la segunda polea, que sirve como dicha otra presión.

De acuerdo con el invento, en este caso puede preverse una conducción hidráulica que conecte el cilindro del conjunto pistón/cilindro de la segunda polea con la válvula de presión de conducción, de tal forma que la presión en el mencionado cilindro sirva como dicha otra presión.

Además, con el fin de generar la corriente de control apropiada para controlar el regulador de presión, dicha corriente es generada, adicionalmente, dependiendo del valor de dicha presión realmente presente en el cilindro del conjunto de pistón/cilindro asociado con la segunda polea. La ventaja particular de este desarrollo del invento es que el método puede llevarse a la práctica con bajo coste.

De acuerdo con un desarrollo del invento, puede preverse otro regulador de presión para regular otra presión de control que sirva como dicha otra presión. En este caso, el método de acuerdo con el invento comprende, además, la operación de:

- generar otra corriente de control para controlar otro regulador de presión dependiendo, al menos, de dicha presión de conducción deseada, tal que se regule otra presión de control que sirva como dicha otra presión.

Las ventajas particulares de este desarrollo del invento son que la precisión del sistema de control puede mejorarse en todo el margen de funcionamiento de la CVT, por ejemplo con independencia de la relación de transmisión, y que la mejora puede ser muy notable, por ejemplo, hasta el doble de un factor de 2.

De acuerdo con todavía otro desarrollo del invento, puede preverse una válvula para permitir selectivamente que la válvula de presión de conducción sea controlada por la presión de control o por una presión auxiliar, esencialmente constante, que sirva como dicha otra presión. En este caso, el método de acuerdo con el invento comprende, además, las operaciones de:

- determinar si la presión de conducción deseada es mayor que una presión de umbral predeterminada, y

- ajustar la válvula de presión de conducción por medio de una presión auxiliar, esencialmente constante, que sirva como dicha otra presión, si la presión de conducción deseada es mayor que la citada presión de umbral predeterminada.

La ventaja particular de este desarrollo del invento es que puede mejorarse la precisión del sistema de control en todo el margen de funcionamiento de la CVT, por ejemplo, con independencia de la relación de transmisión.

En lo que sigue, se explicará el invento con mayor detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas.

La figura 1 muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema electro-hidráulico de control de acuerdo con el estado de la técnica.

La figura 2 es una vista en sección transversal simplificada de una válvula de presión de conducción.

La figura 3 ilustra la relación entre corriente de control, presión de control y presión de conducción, para la CVT conocida.

La figura 4 ilustra una representación esquemática de una CVT con un sistema electrónico de control de acuerdo con una primera realización del invento.

La figura 5 es una vista en sección transversal simplificada, de una válvula de presión de conducción adecuada para aplicación en la CVT de acuerdo con la figura 4.

La figura 6 muestra una relación preferida entre corriente de control, presión de control y presión de conducción para la CVT de acuerdo con la figura 4.

La figura 7 ilustra una representación esquemática de una CVT con un sistema electrónico de control de acuerdo con una segunda realización del invento.

La figura 8 es una vista en sección transversal simplificada de una válvula de presión de conducción adecuada para aplicación en la CVT de acuerdo con la figura 7.

La figura 9 muestra una relación preferida entre corriente de control, presión de control y presión de conducción para la CVT de acuerdo con la figura 7.

La figura 10 muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema electrónico de control de acuerdo con una tercera realización del invento.

La figura 11 es una vista en sección transversal simplificada de una válvula de presión de conducción adecuada para aplicación en la CVT de acuerdo con la figura 10.

La figura 12 muestra una relación preferida entre corriente de control, presión de control y presión de conducción para la CVT de acuerdo con la figura 10.

La figura 1 muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema electro-hidráulico de control de acuerdo con el estado de la técnica. La CVT comprende una primera polea 1 en un primer árbol 3 y una segunda polea 2 en un segundo árbol 4. Una correa 10 de transmisión está montada en torno a dichas poleas 1, 2, para transmitir un par entre dichos árboles 3, 4. Cada polea 1 o 2 tiene un disco fijo 5 o 6 y un disco axialmente móvil 7 u 8, respectivamente. Hay previstos conjuntos 11, 13 y 12, 14 de pistón/cilindro para desplazar axialmente dichos discos móviles 7 y 8. Los cilindros 11 y 12 de los conjuntos de pistón/cilindro 11, 13 y 12, 14, son parte de un sistema electro-hidráulico de control y están conectados a otras partes del sistema por medio de una conducción hidráulica principal 15 y otra conducción hidráulica 16, respectivamente. El sistema de control comprende un circuito hidráulico que está provisto de una bomba 17 para generar un flujo de medio hidráulico desde un depósito 34 a dicha conducción hidráulica principal 15 y de una válvula 18 de presión de conducción para controlar una presión de conducción P_{LP} del citado medio hidráulico en la conducción hidráulica principal 15 y, así, en el cilindro 11 de la primera polea, dentro de un margen de valores de presión de conducción aplicados en CVT.

La válvula 18 de presión de conducción se ilustra con más detalle en la figura 2. La válvula 18 comprende un alojamiento 19 de válvula y un cuerpo 20 de válvula montado a deslizamiento en dicho alojamiento 19 de válvula. Dependiendo de la posición del cuerpo 20 de válvula, se permite que circule un flujo, menor o mayor, de medio hidráulico desde la conducción hidráulica principal 15 a otra parte del circuito hidráulico, designada en este caso como conducción hidráulica 21. Si dicho flujo es menor que el flujo generado por la bomba 17, aumenta la presión de conducción P_{LP} y viceversa. La posición del cuerpo 20 de válvula está determinada por un equilibrio entre, por una parte, una fuerza hacia la derecha debida a la presión de conducción P_{LP} que actúa sobre la cara 22 a través del paso 23, provisto con frecuencia de una restricción hidráulica 24, y la presión de control P_{CP} que actúa sobre la cara 25 a través del paso 26, y, por otra parte, una fuerza hacia la izquierda debida al resorte 27. Así, si la presión de control P_{CP} es pequeña, la presión de conducción P_{LP} se hará mayor con el fin de equilibrar la fuerza de dicho resorte 27 y viceversa. La relación entre las áreas de las caras 22 y 25 se elige, usualmente, tal que la presión de control P_{CP} máxima aplicada sea pequeño en comparación con el valor máximo P_{LP,max} de la presión de conducción aplicada. La cara 25 está provista de un saliente 28 que impide el bloqueo del paso 26 por el cuerpo 20 de válvula cuando éste es empujado hacia la izquierda.

La válvula 18 representada en la figura 2 está equipada con un resorte 27 lo que quiere decir que, si no se aplica presión de control P_{CP} a la cara 25, el cuerpo 20 de válvula bloquea el flujo desde el canal hidráulico 13 al canal hidráulico 21 hasta que la presión de conducción P_{LP} que actúa sobre la cara 22 de la superficie extrema sea capaz de mover al cuerpo 18 de válvula hacia la derecha en contra de la fuerza ejercida por el resorte 27. La válvula 18 del tipo NC fijará así un valor máximo P_{LP,max} de presión de conducción cuando la presión de control P_{CP} sea mínima. En caso de una válvula sin resorte, el valor máximo P_{LP,max} de la presión de conducción aplicada se fija cuando se aplique un valor máximo P_{CP,max} de la presión de control. La construcción del último tipo de válvula se ilustra después en la figura 11.

Volviendo a la figura 1, se utiliza un regulador de presión 29 para regular la presión de control P_{CP} en el paso 26. El regulador de presión 29 es alimentado con medio hidráulico por la conducción 21 a una presión de alimentación P_{PR} esencialmente constante, que es algo mayor que el valor máximo P_{CP,max} de presión de control aplicada. Una válvula 30 de presión de alimentación determina el valor de la presión de alimentación P_{PR}. La válvula 30 es de construcción similar a la de la válvula 18; sin embargo, en este caso no se aplica presión de control alguna, ya que la presión de alimentación P_{PR} es esencialmente constante. La fuerza ejercida por el resorte 31 determina la presión de alimentación P_{PR}. El sistema de control conocido está provisto, además, de una válvula 32 de control del flujo controlada por una presión de control regulada por un regulador de presión 33 asociado, cuya válvula 32 determina el flujo a través de la otra conducción 16, bien desde la conducción hidráulica principal 15 al cilindro 12 de la segunda polea 2, o bien desde dicho cilindro 12 a un depósito 34 para medio hidráulico, controlando por tanto la presión en el mencionado cilindro 12 en un valor comprendido entre la presión de conducción P_{LP} y la presión del medio en el depósito 34.

La presión de alimentación P_{PR} suministrada a los reguladores de presión 29, 33 por la conducción 21 es, típicamente, de unos 7,5 bar, mientras que los reguladores de presión 29, 33 son capaces de derivar una presión de control P_{CP} a partir de dicha presión de alimentación P_{PR} de, aproximadamente, entre 0 y 6 bar. Se deja que el medio hidráulico en exceso fluya desde las válvulas 30, 32 y los reguladores de presión 29, 33 hasta un depósito para medio hidráulico 34. Los reguladores de presión 29, 33 son de construcción generalmente conocida y pueden ser hechos funcionar electrónicamente mediante un sistema electrónico que comprende una ECU 35 que determina las corrientes de control I_{PC} apropiadas para los mencionados reguladores de presión 29, 33 basándose en variables adecuadas, tales como la relación de transmisión i, la velocidad de rotación de la primera polea Nf y el par T que ha de ser transmitido por la CVT.

Aunque las funciones de las CVT conocidas son, de por sí, satisfactorias, la eficacia de los diseños actuales de CVT no es óptima, como se ilustra en la figura 3. Las presiones de conducción P_{LP} aplicadas típicamente, en las CVT usuales van desde unos pocos bar hasta 45 bar, como se muestra mediante el margen II. Dentro de dicho margen, la presión de conducción P_{LP} es controlada utilizando presiones de control P_{CP} en un margen I que va desde aproximadamente 0 a 6 bar, dependiendo de una corriente de control I_{PC}, que puede variar en un margen de desde 0 a 1 amperios, aproximadamente. Dicho de otro modo, el factor de amplificación del sistema de control, que en este caso está definido como el margen II de la presión de conducción P_{LP} aplicada dividido por el margen I de presiones de control P_{CP} aplicadas es, de manera típica, de aproximadamente 7. Las imprecisiones inevitables de la presión de control P_{CP} tienen como consecuencia, así, imprecisiones de la presión de conducción P_{LP} que son, aproximadamente, 7 veces mayores. Sin embargo, en los diseños de CVT actualmente preferidos, las presiones de conducción P_{LP} aplicadas pueden ir desde unos pocos bar a 80 bar o, incluso, más, como se muestra mediante el margen III, lo que da un factor de amplificación de, aproximadamente, 14 o, incluso, mayor. Debido a esta gran amplificación, la imprecisión del valor real de la presión de conducción P_{LP} en la conducción hidráulica principal 15, es bastante mayor. Aunque el sistema de control puede estar diseñado de modo que, como media, la presión de conducción P_{LP} real se aproxime a un valor deseado para esa presión, la presión de conducción P_{LP} real es muy inestable y, a veces, puede desviarse considerablemente del valor medio. Esto exige la aplicación de presiones de conducción P_{LP} que sean considerablemente mayores que la presión de conducción P_{LP} requerida para evitar, de forma adecuada, el movimiento tangencial mutuo de la correa de transmisión 10 y los discos 5, 7 ó 6, 8 de una polea 1 ó 2, es decir, el resbalamiento de la correa, afectando, por tanto, negativamente a la eficacia de la transmisión.

En la figura 4 se muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema de control electro-hidráulico de acuerdo con una primera realización del invento. El sistema de control comprende medios 40; 41; 42 de control de presión que están provistos de otro regulador de presión 40 capaz de regular otra presión de control que sirva como la otra presión P_{FP} para influir sobre la presión de conducción P_{LP}. Al igual que el regulador de presión 29, el otro regulador de presión 40 es controlado por una corriente de control I_{FP} que es generada por la ECU 35. El cuerpo 20 de válvula de la válvula 18 de presión de conducción, está provisto de otra cara 44 para permitir que dicha otra presión P_{FP} influya sobre la presión de conducción, como se muestra en la figura 5. El sistema de control está provisto, también, de un paso 43 que conecta dicho otro regulador 40 con la válvula 18 de presión de conducción. El efecto de esta realización del invento sobre la dependencia de la presión de conducción P_{LP} respecto de la presión de control P_{CP} y respecto de la otra presión P_{FP}, se ilustra en la figura 6. En este caso, las áreas de las caras 25 y 44 se eligen de manera que tanto el regulador de presión 29 como el otro regulador de presión 40, sean capaces de controlar la presión de conducción P_{LP} en una parte igual IV, respectivamente V, del margen III de valores de presión de conducción aplicados. Así, cuando tanto la presión de control P_{CP} como la otra presión P_{FP} a, alcanzan su valor máximo (típicamente de unos 6 bar), la presión de conducción P_{LP} llega a su valor mínimo que, en este ejemplo, es de 3 bar. Cuando la presión de control P_{CP} es regulada a su valor mínimo (de manera típica, 0 bar aproximadamente), la presión de conducción P_{LP} es controlada en la parte inferior IV del margen de presión de conducción total desde dicho valor mínimo a un valor intermedio que, en este ejemplos, es de 45 bar. Cuando, subsiguientemente, la otra presión P_{FP} es regulada a su valor mínimo, la presión de conducción P_{LP} es controlada en una parte superior V del margen total de presiones de conducción desde dicho valor intermedio hasta un valor máximo que, en este ejemplo, es de 87 bar. Se consigue, así, que el margen (I) de valores de presión de control sea utilizado para controlar la presión de conducción P_{LP} dentro de, sólo, parte del margen total de presiones de conducción P_{LP}. En el ejemplo ilustrado en la figura 6, el factor de amplificación del sistema de control es, esencialmente, dividido por la mitad merced a la presencia del otro regulador 40 de presión que regula la otra presión P_{FP}, mejorando por tanto de manera radical la precisión del sistema de control.

Una ventaja adicional de esta realización particular del invento consiste en que la eficacia y la capacidad de transmisión de la CVT pueden mejorarse, también, en las situaciones en que falla el sistema eléctrico de control, por ejemplo, debido a que se ha agotado la batería del vehículo. Esto puede entenderse como sigue. En la CVT conocida, ilustrada en la figura 1, el sistema de control está dispuesto de tal forma que el regulador de presión 26 regula automáticamente la presión de control P_{CP} a su valor mínimo cuando no recibe corriente de control I_{PC}. Así, en estas circunstancias, se aplica el valor máximo P_{LP,max} de la presión de conducción, con el fin de evitar siempre el resbalamiento de la polea 10 de transmisión. Debido al valor máximo P_{LP,max} de la presión de conducción aplicada constantemente, la eficacia de la transmisión será muy mala y la carga sobre la correa de transmisión 10 muy elevada, lo cual puede causar un desgaste innecesario de la correa de transmisión 10. El sistema de control de acuerdo con el invento está equipado con dos reguladores de presión, 26 y 40. Tales reguladores de presión 26 y 40 funcionan de manera parecida a cualquiera de los diferentes tipos de válvula 18 descritos anteriormente. Un regulador de presión provisto de un resorte es conocido como válvula de tipo NO (normalmente abierta), mientras que un regulador de presión sin resorte se denomina válvula de tipo NC (normalmente cerrada). El sistema de control puede estar dispuesto, así, de tal forma que durante un fallo eléctrico, el regulador de presión 26 regule automáticamente la presión de control P_{CP} a su valor mínimo, mientras que el otro regulador de presión 40 regula automáticamente la otra presión P_{FP} a a su valor máximo, o viceversa. De este modo, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 20 de válvula de la válvula 18 de presión de conducción no es cero durante un fallo eléctrico, sino que es determinada por la otra presión P_{FP} que actúa sobre la otra cara 44. La presión de conducción P_{LP} aplicada no está a su valor máximo P_{LP,max} sino a un valor algo menor, dependiente del área de la cara 44 y del valor de la otra presión P_{FP}, mejorando de este modo la eficacia de la transmisión al reducir la carga sobre la correa de transmisión 10.

En la figura 7, se muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema de control electro-hidráulico de acuerdo con una segunda realización del invento. Esta realización del invento resulta particularmente adecuada para una CVT en la que la presión en el cilindro 12 del conjunto 12, 14 de pistón/cilindro asociado con la segunda polea 2 es derivada de la presión de conducción P_{LP}, de modo que la relación entre la presión en el mencionado cilindro 12 y la presión en el cilindro 11 del conjunto 11, 13 de pistón/cilindro asociado con la primera polea, se encuentre siempre entre 0 y 1. Los medios 41; 42; 43 de control de presión de acuerdo con esta realización, comprenden un paso hidráulico 41, que conecta el conjunto 12, 14 de pistón/cilindro asociado con la segunda polea 2 con la válvula 18 de presión de conducción, de forma que la presión en el citado cilindro 12 sirva como dicha otra presión P_{FP}, como se muestra en la figura 8. La cara 44 de la válvula 18 de presión de conducción permite ahora que la presión en dicho cilindro 12 de la segunda polea 2 ejerza una fuerza sobre el cuerpo 20 de válvula, influyendo por tanto sobre la presión de conducción P_{LP}. El efecto de los medios 40; 41; 42 de control de presión de acuerdo con esta realización del invento sobre la dependencia de la presión de conducción P_{LP} respecto de la presión de control P_{CP} y de la otra presión P_{FP}, se muestra en la figura 9. Puede comprenderse fácilmente que, cuando dicha presión en el cilindro 12 del conjunto 12, 14 de pistón/cilindro asociado con la segunda polea 2 se aproxima a cero, el comportamiento de la válvula 18 de presión de conducción no varía en lo que respecta a la técnica anterior descrita en lo que antecede con referencia a las figuras 1 a 3. Sin embargo, durante el funcionamiento normal de la CVT, dicha última relación de presión aumenta desde casi cero hasta el valor P_{LP} de la presión de conducción, cuando la relación de transmisión i aumenta desde una relación baja, en la que el radio de arrastre de la correa de transmisión 10 entre los discos 5, 7 de la primera polea 6, 8 es mínimo, hasta una relación de OD, en la que dicho radio de arrastre es máximo, y viceversa. Como se muestra en la figura 9, esto provoca un cambio en el margen de presiones de conducción P_{LP} que puede ser controlado por medio de la válvula 18 de presión de conducción, de tal forma que dicho margen sea menor cuando la citada presión en el cilindro 12 aumenta. Se consigue así, mediante el invento, que el factor de amplificación del sistema de control disminuya. En este ejemplo, dicho factor disminuye de 14, en la relación baja, a 7 en la relación de OD, proporcionando un control de transmisión considerablemente más preciso en OD que en baja.

En la figura 10 se muestra una representación esquemática de una CVT con un sistema de control electro-hidráulico de acuerdo con una tercera realización del invento. En la figura 10 se ilustran una válvula 48 de control de presión adicional y un regulador 49 de presión adicional. Dicha válvula 48 y dicho regulador de presión 49 se utilizan para controlar una presión en la conducción 50 que lleva a otras partes del circuito hidráulico, tales como un circuito secundario para lubricación o para el control de los embragues de la CVT. Los medios 40; 41; 42 de control de presión de acuerdo con esta realización del invento están provistos de otra válvula 42 en forma de válvula de interruptor, que es capaz de permitir, selectivamente, que la presión de conducción P_{LP} resulte influenciada por dicha presión de control P_{CP} o por una presión auxiliar P_{AUX} esencialmente constante que sirva como dicha otra presión P_{FP}. Un paso hidráulico 45 conecta dicha válvula de interruptor 42 con la válvula 18 de presión de conducción. En la construcción representada en la figura 10, la presión de alimentación P_{PR} del regulador de presión sirve como dicha presión auxiliar P_{AUX} y, por tanto, como dicha otra presión P_{FP}; sin embargo, cualquier presión esencialmente constante del sistema de control, tal como la presión de lubricación, podría ser una presión auxiliar P_{AUX} adecuada. La otra válvula 42 es hecha funcionar, por una parte, por la presión de control P_{CP} regulada por el regulador de presión 29 y, por otra parte, por un resorte 46, por lo que dicha válvula 42 está dispuesta de tal manera que se establezca una primera conexión hidráulica 26, 45, entre el regulador de presión 29 y la válvula 18 de presión de conducción, cuando dicha presión de control P_{CP} sea menor que su valor máximo P_{CP,max} mientras que, cuando dicha presión de control P_{CP} se encuentre sustancialmente a dicho valor máximo P_{CP,max}, se establece una segunda conexión hidráulica 21, 45 entre la válvula 30 de presión de alimentación y la válvula 18 de presión de conducción. En efecto, se consigue así que la válvula 18 de presión de conducción sea controlada por la presión de control P_{CP} cuando dicha presión de control P_{CP} sea menor que su valor máximo P_{CP,max} mientras que cuando se aplica el valor máximo P_{CP,max} de la presión de control, la válvula 18 de presión de conducción es ajustada por la otra presión constante P_{FP}. En la figura 11 se representa una válvula 18 de presión de conducción adecuada para esta realización particular del invento. La válvula no está provista de un resorte y la presión de control P_{CP} y la presión de conducción P_{LP} actúan a lados opuestos del cuerpo 20 de válvula. En este caso, la presión de conducción P_{LP} es alta cuando la presión de control P_{CP} es alta, y viceversa. El efecto de esta realización del invento sobre el sistema de control se muestra en la figura 12. Como se muestra, la presión de control P_{CP} varía dentro de un margen de entre 0 y 6 bar, dependiendo de la corriente I_{PC} aplicada al regulador 29 de presión. Las caras 22 y 25 de la válvula 18 de presión de conducción están dimensionadas de manera que la presión de conducción P_{LP} varía entre unos pocos bar y una presión de umbral P_{LP,th} de unos 70 bar, dependiendo de dicha presión de control P_{CP}. Cuando se regula el valor máximo P_{CP,max} de la presión de control, se establece dicha segunda conexión hidráulica y la presión de conducción es fijada a su valor máximo P_{LP,max} por dicha otra presión P_{FP} que, en este caso, es la presión de alimentación P_{PR} del regulador de presión. De este modo, se consigue merced al invento que el factor de amplificación del sistema de control resulte mejorado en una magnitud que es igual a la relación entre el valor máximo P_{LP,max} aplicado de la presión de conducción y la presión de umbral P_{LP,th} que, a su vez, es igual a la relación existente entre P_{FP} y P_{CP,max}, lo cual quiere decir que dicho factor es, típicamente, de aproximadamente 1,25.

Claims (4)

1. Transmisión continuamente variable provista de una primera polea (1) que tiene dos discos (5, 7) de polea, de una segunda polea (2) que tiene dos discos (6, 8) de polea y de una correa de transmisión (10) que corre en torno a dichas poleas (1, 2) para transmitir un par entre ellas, pudiendo ser desplazado axialmente al menos un disco (7) de la primera polea (1) con respecto al otro disco (5) de la citada polea (1) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (7) mediante la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (11) de un conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con dicha primera polea (1), y pudiendo, también, ser desplazado axialmente al menos un disco (8) de la segunda polea (2) con respecto al otro disco (6) de dicha polea (2) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (8) por la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (12) de un conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2), estando provista además la transmisión continuamente variable de un sistema de control capaz de controlar la presión en dicho cilindro (11) del conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con dicha primera polea (1), y que comprende una bomba (17) para generar un flujo de medio hidráulico desde un depósito (34) hacia una conducción hidráulica principal (15) y una válvula (18) de presión de conducción que puede ser hecha funcionar, al menos, por una presión de control (P_{CP}) que es regulada por un regulador de presión (29) que puede ser hecho funcionar electrónicamente, para controlar una presión de conducción (P_{LP}) en dicha conducción hidráulica principal (15), en la que la presión del cilindro (11) del conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con la primera polea (1) es, esencialmente, igual a la presión de conducción (P_{LP}), y en la que el sistema de control comprende, además, medios (40; 41; 42) de control de presión capaces de influir sobre la presión de conducción (P_{LP}) aplicando otra presión (P_{FP}) sobre una parte (20) de la válvula (18) de presión de conducción, caracterizada porque dichos medios (40; 41; 42) de control de la presión están provistos de un paso (41) para dirigir la presión del cilindro (12) del conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2) a la válvula (18) de presión de conducción de tal forma que dicha presión sirva como dicha otra presión (P_{FP}).

2. Transmisión continuamente variable de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la válvula (18) de presión de conducción está provista de un cuerpo (20) de válvula montado a deslizamiento en un alojamiento (19) de válvula, por lo que una posición de dicho cuerpo (20) de válvula dentro del alojamiento (18) de válvula está determinada por un equilibrio del número de fuerzas que actúan sobre dicho cuerpo (20) de válvula, comprendiendo dichas fuerzas, por lo menos, una fuerza ejercida por la presión de conducción (P_{LP}) sobre una cara (22) de dicho cuerpo (20) y una fuerza ejercida por la presión de control (P_{CP}) sobre otra cara (25) de dicho cuerpo (20) de válvula, caracterizada porque la otra presión (P_{FP}) se aplica sobre una cara (25, 44) del cuerpo (20) de válvula ejerciendo por tanto una fuerza sobre el cuerpo (20) de válvula que influye sobre dicho equilibrio.

3. Transmisión continuamente variable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en la transmisión continuamente variable se aplica un margen de valores de presión de conducción que tiene un valor máximo (P_{LP,max}) que es mayor que 45 bar.

4. Método para controlar una presión de conducción (P_{LP}) en una transmisión continuamente variable provista de una primera polea (1) que tiene dos discos (5, 7) de polea, de una segunda polea (2) que tiene dos discos (6, 8) de polea y de una correa de transmisión (10) que corre en torno a dichas poleas (1, 2) para transmitir un par entre ellas, pudiendo ser desplazado axialmente al menos un disco (7) de la primera polea (1) con respecto al otro disco (5) de la citada polea (1) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (7) mediante la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (11) de un conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con dicha primera polea (1), y pudiendo, también, ser desplazado axialmente al menos un disco (8) de la segunda polea (2) con respecto al otro disco (6) de dicha polea (2) bajo la influencia de una fuerza axial aplicada sobre dicho disco movible (8) por la actuación de una presión hidráulica en un cilindro (12) de un conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2), estando provista además la transmisión continuamente variable de un sistema de control capaz, al menos, de controlar una presión de conducción (P_{LP}) en una conducción hidráulica principal (15) dentro de un margen (II; III) de valores de presión aplicada por medio de una válvula (18) de presión de conducción cuando es hecha funcionar por una presión de control (P_{CP}) que es regulada mediante un regulador (29) de presión dentro de un margen (I) de valores de la presión de control, siendo dicha presión en el cilindro (11) del conjunto (11, 13) de pistón/cilindro asociado con la primera polea (1) esencialmente igual a la presión de conducción (P_{LP}) y definiéndose una resolución de la presión de control como la relación existente entre el margen (I) de valores de la presión de control y el margen (II; III) de valores de la presión de conducción, comprendiendo el método, al menos, las operaciones de:

- determinar una presión de conducción (P_{LP}) deseada basándose en varias señales que representan, al menos, una relación (i) de transmisión, un par (T) a transmitir y una velocidad de rotación (Nf) de una polea (1 ó 2),

- determinar una presión realmente reinante en el cilindro (12) del conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2),

- generar una corriente de control (I_{PC}) para el control del regulador (29) de presión dependiendo, al menos, de dicha presión de conducción (P_{LP}) deseada y de la presión realmente reinante en el cilindro (12) del conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2), y

- proporcionar otra presión (P_{FP}) capaz de hacer funcionar dicha válvula (18) de presión de conducción con el fin de conseguir un incremento de la resolución de la presión de control reduciendo el margen (IV; VI; VII) de valores de la presión de conducción aplicados por medio de una válvula (18) de presión de conducción cuando es hecha funcionar en dicho margen (I) de valores de presión de control, por lo que dicha presión realmente reinante en el cilindro (12) del conjunto (12, 14) de pistón/cilindro asociado con la segunda polea (2) sirve como dicha otra presión (P_{FP}).