JP4646380B2

JP4646380B2 - エレクトロ・ハイドロリック制御システムを有する連続可変トランスミッション及びそのトランスミッションの制御方法

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Publication number: JP4646380B2
Application number: JP2000341807A
Authority: JP
Inventors: ヨハンネスマリアファンヴィークヴィルヘルムス; アドリアヌスアーノルヅスヴィルヘルミナペルデルスヘンドリクス
Original assignee: Bosch Transmission Technology BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: US6517455B1; EP1099886B1; DE69923688D1; DE69923688T2; EP1099886A1; ES2235434T3; JP2001182811A; ATE289026T1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエレクトロ・ハイドロリック制御システムを設けた連続可変トランスミッションもしくはＣＶＴとそれの操作方法に係るものである。このＣＶＴは既知であり、例えばそれはＥＰ−Ａ−０．７８７．９２７に開示されており、特に自動車に適している。
【０００２】
【従来の技術】
既知のＣＶＴは第１のシャフトに設けた第１のプーリと第２のシャフトに設けた第２のプーリとの周りに巻き掛けたＶ字型駆動ベルトを備えている。両方のプーリは２つの円錐ディスクを有し、それらの軸方向の離隔はそれぞれのプーリのピストン／シリンダ組立体により調整できる。トランスミッションの作動中駆動ベルトは第１のプーリのディスク間の第１の締め付け力と第２のプーリのディスク間の第２の締め付け力とで締め付けられている。締め付け力は、前記第１と第２のプーリに、それぞれのプーリと組み合わせたピストン／シリンダ組立体が圧力を働かせることにより作用する。締め付け力のレベルは、プーリのディスクと駆動ベルトとの間で接線方向に相対的な運動なしで、すなわち、ベルトのスリップなしで前記第１と第２のシャフト間に伝えることのできる最大トルクを決めている。この（瞬時）最大トルクは、ＣＶＴの（瞬時）トルク伝達能として参照される。ＣＶＴにおいてトランスミッション比はプーリのディスク間の駆動ベルトの走行半径の比に関連し、それはピストン／シリンダ組立体内の圧力比を変えることにより変わる。エレクトロ・ハイドロリック制御システムは、前記圧力を制御するために、そして連続可変トランスミッションの適当な伝達比とトルク伝達能を実現するために設けられる。
【０００３】
ＣＶＴの効率は駆動ベルトへプーリディスクが加える締め付け力に逆比例することが一般的に知られている。それゆえ、制御システムは、ベルトスリップなしのトルク伝達を達成するため最小許容締め付け力がベルトへ加えられるよう配置されるのが好ましい。締め付け力を生じさせるため制御システムには液圧システムが設けられ、この液圧システムはポンプの形の液圧媒体源とこのポンプによって主液圧ラインへ送られる媒体の圧力、いわゆるライン圧力を制御するライン圧力弁とを備えている。エネルギ損失を最小とするために、前記ライン圧力はピストン／シリンダ組立体のシリンダに加えられる最高圧力と等しくするが、それよりは高くはしない。さらに、制御システムには電子システムが設けられる。この電子システムは電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えており、その電子制御ユニットは、一つもしくはそれ以上の変数、例えば、トランスミッション比、プーリの回転速度及びまたはトランスミッションにより伝達されるトルクに応じて前記ライン圧力弁を操作する制御電流を発生する。通常、前記ライン圧力弁はそれにある範囲の制御圧力を加えることによって操作されるのであるが、その制御圧力は電子的に操作できる圧力調整器により調整される。この圧力調整器は前記制御電流により作動させられる。圧力調整器は本質的に一定の圧力調整器供給圧から前記制御圧力を取り出し、この圧力調整器供給圧は加えようとする制御圧力の最大レベルよりも幾らか高い。圧力調整器を作動するためＥＣＵが発生する制御電流は０アンペアと１アンペアとの間の範囲で変化するのが典型である。この制御電流に応じて圧力調整器により調整される制御圧は０バール（ｂａｒ）と６バールの間の範囲で変化するのが典型であり、他方供給圧力は約７．５バールであるのが典型である。
【０００４】
制御システムの既知のセットアップは従来のＣＶＴ（ライン圧力は数バールから４５バール）と、現在最も人気のあるトランスミッション設計（最大ライン圧力レベルはＣＶＴ設計の規格によって異なるが８０から９０バールの範囲である）との両方に採用されている。ＣＶＴ設計における進歩は、前記最高レベルが更に増大するかもしれないことを示している。
【０００５】
現在人気のあるＣＶＴ設計ではライン圧力を制御する精度は従来のＣＶＴ設計でこれまで達成されていた精度に合っていないように見える。前に述べたように、効率を考慮する上で望ましいのはライン圧力を精度よく制御することであり、それで最低の許容ライン圧力が設定され、しかもベルトスリップを有効に阻止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は現在人気のあるＣＶＴ設計の効率を改善することであり、そして一般には、ライン圧力を精確に制御できる制御システムを持つＣＶＴを提供することである。また、本発明の別の目的は現在人気の設計のＣＶＴを精確に、そして効率よく操作する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分に記載の特徴を有するＣＶＴによりこれらの目的が達成される。
【０００８】
請求項１に記載のＣＶＴの特徴は、ライン圧力弁の部分に作用する別の圧力によってライン圧力に影響を与えることのできる圧力制御手段にある。実際このことが意味していることは、前記制御圧力と前記別の圧力との両方によりライン圧力弁が制御できると言うことである。その利点は、制御システムの精度をかなり改善すること、そしてそれによりトランスミッションの効率をかなり改善することに幾つもの選択肢があるということである。例えば、本発明によって可能となるのは、制御圧力を使ってライン圧力弁を操作して必要とするライン圧力がほぼ設定され、そして別の圧力を使ってライン圧力弁の設定を微調整することである。このようにしてライン圧力制御の精度とＣＶＴの効率とはかなり改善される。
【０００９】
さらに本発明の精緻なものとして、圧力制御手段は前記別の圧力として働く別の制御圧力を調整できる別の圧力調整器を備えている。この本発明の利点としては、印加ライン圧力レベルの範囲の第１の部分においては、例えば数バールと約４５バールとの間の低い方の半分において、ライン圧力弁は既知の圧力調整器により調整される制御圧力によって制御され、第２の部分においては、例えば約４５バールと８７バールとの間の高い方の半分において、該弁は前記別の圧力として働く別の制御圧力により制御され、そして別の圧力調整器により調整される。このようにして、圧力調整器と別の圧力調整器とは直列に効果的に使用され、ライン圧力弁を制御するのに使用できる制御圧力レベルの全範囲は２倍になる。このような制御手段を装備することにより生じる余分のコストにＣＶＴの効率に対する有効な効果は見合うものであるということが見出された。
【００１０】
本発明のさらに精緻なものは以下のように液圧回路を有するＣＶＴに特に適している。すなわち、その液圧回路では、第１のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内圧力が前記ライン圧力であって、第２のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内圧力は前記主液圧ラインからそのピストン／シリンダ組立体への液圧媒体の流れ、もしくはそのピストン／シリンダ組立体から貯蔵部への流れを制御できる流れ制御弁により決められるようになっている。本発明によれば圧力制御手段は第２のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体をライン圧力弁へ接続する通路を備え、そのピストン／シリンダ組立体内の圧力はライン圧力に影響することのできる前記別の圧力として働くようになっている。制御システム、具体的に言えばライン圧力弁は、第２のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体内の前記圧力が増大するとき、制御圧力を調整することにより設定できるライン圧力レベルの範囲が減少するように配置されている。制御圧力レベルの範囲が不変であるので、第２のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内の圧力が増大するときに、ライン圧力レベルの範囲と制御圧力レベルの範囲との間の益々好都合となっていく比が得られる。制御システムがライン圧力を制御する精度は、第２のプーリに組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内の圧力が増大するとき該精度が増大すると言う仕方で、後者の圧力に依存する。第２のプーリのピストン／シリンダ組立体の圧力がトランスミッション比（第１のプーリの回転速度を第２のプーリの回転速度で除した値）の増大につれて増大するので、制御システムの精度はトランスミッション比の増大につれて増大する。
【００１１】
このような制御システムの利点は、高いトランスミッション比で、いわゆるＯＤ比で比較的長い時間ＣＶＴを作動させるということに目をつけたことによって得られたのである。最低トランスミッション比、いわゆるロー比は車の加速中に主として使用されるのが普通である。効率で重要なことは、トランスミッションがＯＤ比にあるときライン圧力を精確に制御できるということであって、ロー（Ｌｏｗ）比における比較的不正確なライン圧力制御は全体のトランスミッション効率に大きなインパクトとなることはない。こうしてＯＤ比における制御システムの精度を改善する簡単で経済効果のある手段が本発明によりもたらされる。ロー比における精度に比較してＯＤ比において制御システムの精度が改善される程度はライン圧力弁の設計にかかっており、その程度は約２倍もしくはそれ以上である。
【００１２】
本発明のさらに別の精緻なものとして、圧力制御手段は本質的に一定の補助圧力に前記別の圧力として選択的に作用させることができる別の弁を備えるようにしている。前記別の弁は切り替え型弁であって制御圧力か、もしくは補助圧力かのどちらかにライン圧力弁を制御させる。前記補助圧力は、圧力調整器が調整する最大制御圧力よりも幾らか高く選定されている。ライン圧力弁は前記補助圧力の影響下で最大の印加ライン圧力がセットされるように配置される。本発明によれば圧力調整器供給圧は前記補助圧力として働くのに特に適している。印加ライン圧力がそれのレベル範囲の上方の大部分にあるときに、供給圧はライン圧力弁をセットするのに使用され、ベルトスリップを阻止するに必要な前記ライン圧力が前記範囲の下の方の部分にあるとき、ライン圧力弁は制御圧力によって制御される。前記上方の大部分は閾値において始まり、本発明に従って閾値圧Ｐ_LP，_thは次式から求められる。
Ｐ_LP，_th＝Ｐ_CP，_max／Ｐ_AUX・Ｐ_LP，_max
ここで、Ｐ_CP，_maxは最大の印加制御圧力レベルである。
Ｐ_AUXは補助圧力であり、この場合圧力調整器供給圧Ｐ_PRに等しい。
Ｐ_LP，_maxは最大の印加ライン圧力レベルである。
【００１３】
本発明の制御システムのこの精緻な設計の利点は、最高トルクレベルを伝達しているとき，例えばＣＶＴが採用されている車の急速な加速中だけ高いライン圧力が加えられるのが通常であるということに目をつけたことによって得られたのである。ＣＶＴの作動中そのトルクレベルは全作動時間の比較的小さな部分で生じるだけであるということに気づいたのである。このことは、ＣＶＴにトルクコンバータを設けたとき（ＣＶＴ設計では普通のことであるが）特にそうである。十分なトランスミッション効率を維持しながらも、たとえベルトスリップの防止のため幾らか低いライン圧力が実際に必要であったとしても、補助圧力を使用して最大ライン圧力レベルをセットすることができる。その場合、制御圧力レベルの全範囲が、印加ライン圧力レベルの範囲のほんの一部分内でライン圧力の制御に使える。制御システムの精度は、補助圧力と制御圧力レベルの範囲の最大との間の比により与えられる係数だけ改善される。
【００１４】
また、本発明はＣＶＴのライン圧力を精確に制御する方法を提供する。この方法は、制御圧力の範囲内で変化する制御圧力により操作されるときライン圧力弁により加えられるライン圧力の範囲内で制御システムがライン圧力を制御できるようにした既知のＣＶＴに適応している。そのような制御システムでは制御圧力分解能(control pressure resolution)は、前記制御圧力レベルと前記制御圧力レベル範囲により操作されるライン圧力弁によって加えられるライン圧力レベルの範囲との間の比として定義される。この制御圧力分解能はライン圧力制御の精度のための標準を示す。本発明ではこの制御圧力分解能はライン圧力弁に影響を与えることのできる別の圧力を与えることにより改善される。実際にこのことが意味していることは、前記制御圧力レベルの範囲により操作されるときライン圧力弁によって加えられる前記ライン圧力レベルの範囲を減少させることによって制御システムの精度を改善するいくつかの選択肢が与えられるということである。この方法は少なくとも次の段階を含んでいる。
【００１５】
トランスミッション比、伝達されるトルク及びプーリの回転速度を少なくとも表しているいくつかの信号に基づいて所望のライン圧力を決定する段階、
この所望のライン圧力に少なくとも応じて圧力調整器の制御のための制御電流を発生する段階、そして
前記制御圧力レベルの範囲により操作されるときライン圧力弁によって加えられるライン圧力レベルの範囲を減少させることにより最小可能制御圧力値を増大させるように前記ライン圧力弁を制御することのできる別の圧力を与える段階。
【００１６】
本発明を発展させて前記別の圧力として作用する別の制御圧力を調整する別の圧力調整器が設けられる。この場合本発明の方法はさらに以下の段階を含むことになる。
【００１７】
前記所望のライン圧力に少なくとも応じて別の圧力調整器の制御のための別の制御電流を発生して、前記別の圧力として働く別の制御圧力が調整される段階。
この発展させた本発明の利点は、制御システムの精度がＣＶＴの全作動範囲で、例えば、トランスミッション比とは無関係に、改善されることであり、そしてその改善は全く大きく、すなわち２倍までになる。
【００１８】
本発明をさらに発展させて、第２のプーリのピストン／シリンダ組立体のシリンダをライン圧力弁へ接続する液圧ラインが設けられて、そのシリンダ内の圧力が前記別の圧力として働くようにする。この場合本発明の方法はさらに以下の段階を含む。
【００１９】
前記別の圧力として働く第２のプーリと組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内の実際の圧力を決定する段階。
さらに、圧力調整器の制御のための適当な制御電流を発生させるため、第２のプーリと組み合わせたピストン／シリンダ組立体のシリンダ内の実際の圧力のレベルに応じて前記電流を付加的に発生させる。この発展させた本発明の利点はその方法が低コストで実施できるということである。
【００２０】
本発明をさらに発展させて、前記別の圧力として作用する本質的に一定の補助圧力によるか、制御圧力によるかのいずれかによって選択的にライン圧力弁を制御する弁が設けられてもよい。この場合、本発明の方法は追加として以下の段階を含む。
【００２１】
所望のライン圧力が所定の閾値圧よりも高いか、どうかを決定する段階、そして
もしも所望のライン圧力が所定の閾値圧よりも高いならば、前記別の圧力として働く本質的に一定の補助圧力によってライン圧力弁をセットする段階。
この発展させた本発明の利点は、制御システムの精度がＣＶＴの全作動範囲において、例えば、トランスミッション比とは関係なく改善されることである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明につき、以下において添付図を参照して詳述する。
図１は従来のエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの略図である。ＣＶＴは第１のシャフト３に第１のプーリ１を、そして第２のシャフト４に第２のプーリ２を備えている。駆動ベルト１０はこれらのプーリ１，２に巻き掛けられていてシャフト３，４間にトルクを伝達する。各プーリ１もしくは２は固定ディスク５もしくは６と、軸方向に可動のディスク７もしくは８をそれぞれ有している。ピストン／シリンダ組立体１１，１３及び１２，１４は可動ディスク７と８とを軸方向に動かすために設けられている。ピストン／シリンダ組立体１１，１３及び１２，１４のシリンダ１１，１２はエレクトロ・ハイドロリック制御システムの部分であり、そして主油圧ライン１５と別の油圧ライン１６によりエレクトロ・ハイドロリック制御システムの他の部分へそれぞれ接続されている。制御システムの油圧回路には、貯蔵部３４から主油圧ライン１５へ油圧媒体の流れをつくるポンプ１７と、主油圧ライン１５内の、従って第１のプーリ１のシリンダ１１内の油圧媒体のライン圧力ＰＬＰを、ＣＶＴに加えたライン圧力レベルの範囲内で制御するライン圧力弁１８とが備えられている。
【００２３】
ライン圧力弁１８は図２に詳細に示されている。この弁１８は弁ハウジング１９とこの弁ハウジング１９に滑動するように取付けた弁体２０とから成る。弁体２０の位置に応じて小さいまたは大きい油圧媒体の流れが主油圧ライン１５から油圧回路の別の部分（ここでは油圧ライン２１としている）へ流される。もしこの流れがポンプ１７によりつくられた流れよりも小さいと、ライン圧力Ｐ_LPは増大し、そしてこの流れがポンプ１７によりつくられた流れよりも大きいと、ライン圧力Ｐ_LPは減少する。弁体２０の位置は、路２３（この路にはしばしば狭窄部２４を設けることがある）を介して面２２に作用するライン圧力Ｐ_LPと路２６を介して面２５に作用する制御圧力Ｐ_CPとの両方によって右にかかる力と、スプリング２７によって左にかかる力との間の平衡によって決まる。もしも制御圧力Ｐ_CPが小さければライン圧力Ｐ_LPは大きくなってスプリング２７の力と均衡をとり、制御圧力Ｐ_CPが大きければライン圧力Ｐ_LPは小さくなってスプリング２７の力と均衡をとる。面２２と２５の表面積の間の比は、最大印加制御圧力Ｐ_CPのレベルが最大印加圧力レベルＰ_LP，_maxと比較して小さいように選択されるのが通常である。面２５に設けた突起２８は、弁体２０が左へ押されるとき該弁体２０による路２６の閉塞を防いでいる。
【００２４】
図２の弁１８にスプリング２７を設けていることの意味は、もし制御圧力Ｐ_CPが面２５へ加えられないと、端面２２にかかるライン圧力Ｐ_LPがスプリング２７による力に抗して右へ弁体１８を動かせるようになるまで油圧チャンネル１５から油圧チャンネル２１への流れを阻止するということである。ＮＣタイプ弁１８は制御圧力Ｐ_CPが最低であるときに最大ライン圧力レベルＰ_LP，_maxをセットする。スプリングのない弁の場合には最大印加ライン圧力レベルＰ_LP，_maxは最大制御圧力レベルＰ_CP，_maxが加えられたときにセットされる。この後のタイプの弁の構造を図１１に示す。
【００２５】
図１に戻って、圧力調整器２９は、路２６内の制御圧力Ｐ_CPを調整するために使われる。この圧力調整器２９は、ライン２１を介してほぼ一定の供給圧力Ｐ_PRの油圧媒体が供給される。この供給圧力Ｐ_PRは最大印加制御圧力レベルＰ_CP，_maxよりもいくらか高い。供給圧力弁３０は供給圧力Ｐ_PRの圧力レベルを決定する。供給圧力弁３０は弁１８と同じ構造をしているが、この場合制御圧力は加えられない。供給圧力Ｐ_PRは本質的に一定だからである。スプリング３１による付勢力は供給圧力Ｐ_PRを決定する。この既知の制御システムは流れ制御弁３２がさらに設けられており、この流れ制御弁３２は付設してある圧力調整器３３により調整される制御圧力によって制御され、そして流れ制御弁３２は主油圧ライン１５から第２のプーリ２のシリンダ１２へ、もしくはシリンダ１２から油圧媒体の貯蔵部３４へのどちらかで、別の路１６を介して流れを決定して、それによりライン圧力Ｐ_LPと貯蔵部３４内の媒体の圧力との間のレベルにシリンダ１２内の圧力を調整する。
【００２６】
ライン２１を介して圧力調整器２９，３３へ送られる供給圧力Ｐ_PRは典型的には約７．５バールであり、圧力調整器２９，３３はこの供給圧力Ｐ_PRからほぼ０と６バールの間の制御圧力Ｐ_CPを取り出すことができる。余分の油圧媒体が弁３０，３２と圧力調整器２９，３３とから油圧媒体の貯蔵部３４へ流される。圧力調整器２９，３３は一般に知られている構造であって、ＥＣＵ３５を備える電気システムにより電子的に作動でき、この電気システムは適当な変数、例えばトランスミッション比ｉ、第１のプーリの回転速度Ｎｆ及びＣＶＴにより伝達されようとするトルクＴに基づいて圧力調整器２９，３３のための適当な制御電流Ｉ_PCを決定する。
【００２７】
この既知のＣＶＴの機能それ自体は満足すべきものであるが、現代のＣＶＴ設計の効率は図３に示すように最良ではない。従来のＣＶＴにおける典型的な印加ライン圧力Ｐ_LPはレンジＩＩにより示すように数バールから４５バールの範囲にある。このレンジ内でライン圧力Ｐ_LPは、制御電流Ｉ_PC（０ないし１アンペアの範囲内で変化する）に応じて約０から６バールの範囲Ｉ内の制御圧力Ｐ_CPを使って制御される。換言すれば、制御システムの増幅係数（これはレンジＩＩの印加ライン圧力Ｐ_LPをレンジＩの印加制御圧力Ｐ_CPで除したものとして定義される）が典型的に約７である。制御圧力Ｐ_CPにおける不可避の不正確さがライン圧力Ｐ_LPの不正確さを７倍以上にもする結果となる。現在人気のあるＣＶＴ設計では印加ライン圧力Ｐ_LPはレンジＩＩＩに示されるように、数バールから８０バールもしくはそれ以上の範囲にわたっており、１４もしくはそれ以上の増幅係数を生じる。この大きな増幅のため主油圧ライン１５のライン圧力Ｐ_LPの実際のレベルの不正確さは大きくなる。制御システムは、平均すると実際のライン圧力Ｐ_LPがほぼ所望のレベルになるように設計されるけれども、実際のライン圧力Ｐ_LPは全く不安定であり、そして時々平均レベルからかなりずれることがある。このことは、プーリ１もしくは２のディスク５，７もしくは６，８と駆動ベルト１０の相互接線運動、すなわちトランスミッション効率を低下させるベルトスリップを防止するに足るライン圧力Ｐ_LPよりもかなり高いライン圧力Ｐ_LPの印加を必要にするのである。
【００２８】
図４に本発明の第１の実施例に係るエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴが示されている。この制御システムは、別の圧力調整器４０を装備している圧力制御手段４０，４１，４２を含んでいる。圧力調整器４０はライン圧力Ｐ_LPに影響する別の圧力Ｐ_FPとして働く別の制御圧力を調整できる。圧力調整器２９のように別の圧力調整器４０はＥＣＵ３５が発生する制御電流Ｉ_FPにより制御される。ライン圧力弁１８の弁体２０は、前記別の圧力Ｐ_FPが図５に示すようにライン圧力に影響を与えるような別の面４４を備えている。制御システムは前記別の調整器４０をライン圧力弁１８に接続する路４３を備えている。制御圧力Ｐ_CPと別の圧力Ｐ_FPとにライン圧力Ｐ_LPが依存するというこの発明の設計の効果は図６に示されている。この場合、面２５と４４との表面積は、圧力調整器２９と別の圧力調整器４０との両方が印加ライン圧力レベルＩＩＩの範囲の等しい部分ＩＶ，Ｖにおいてライン圧力Ｐ_LPを制御できるように選定される。かくして、制御圧力Ｐ_CPと別の圧力Ｐ_FPとの両方がそれらの最大レベル（典型的には約６バール）であるとき、ライン圧力Ｐ_LPはそれの最小圧力にあって、それはこの例では３バールである。制御圧力Ｐ_CPがそれの最小レベル（典型的に約０バール）に調整されるとき、ライン圧力Ｐ_LPは全ライン圧力範囲の下方の部分ＩＶにおいて前記最小レベルから中間レベル（この例では４５バール）へ制御される。次ぎに別の圧力Ｐ_FPがそれの最小レベルに調整されるとき、ライン圧力Ｐ_LPは全ライン圧力範囲の上方の部分Ｖにおいて前記中間レベルから最大レベル（この例では８７バール）へ調整される。こうして、制御圧力レベル（Ｉ）の範囲は全ライン圧力範囲の一部分だけのライン圧力Ｐ_LPを制御するために使用されるということが達成されている。図６の例では制御システムの増幅係数は別の圧力Ｐ_FPを調整する別の圧力調整器４０の存在によって半分とされ、それにより制御システムの精度を大きく改善する。
【００２９】
この発明の格別の精巧さの付加的な利点は、ＣＶＴの効率と駆動能力とは、例えば車のバッテリの充電がなくなって電気制御システムが作動しなくなった場合でも改善されるということである。このことは以下のことから理解されよう。図１の既知のＣＶＴでは、圧力調整器２９が制御電流Ｉ_PCを受けないとき、該圧力調整器２９が自動的に制御圧力Ｐ_CPを調整するように制御システムは構成されている。こうして、これらの状態では最大ライン圧力レベルＰ_LP，_maxが加えられて駆動ベルト１０のスリップを常に防止するようにしている。最大ライン圧力レベルＰ_LP，_maxが絶えず加えられるので、トランスミッションの効率は非常に悪く、そして駆動ベルト１０の負荷は非常に高く、そのため駆動ベルト１０は不必要に磨耗してしまう。本発明に係る制御システムは２つの圧力調整器２９，４０が装備されている。これらの圧力調整器２９，４０は上に述べた弁１８の異なるタイプのいずれであってもそれと同じように作動する。スプリングを設けた圧力調整器は通常時開(Normary Open)の（ＮＯ）−タイプ弁であり、スプリングを設けない圧力調整器は通常時閉(Normary Closed)の（ＮＣ）−タイプ弁である。停電中、圧力調整器２９は自動的に制御圧力Ｐ_CPをそれの最小レベルへ調整し、別の圧力調整器４０は自動的に別の圧力Ｐ_FPをそれの最大レベルへ調整し、または圧力調整器２９は自動的に制御圧力Ｐ_CPをそれの最大レベルへ調整し、別の圧力調整器４０は自動的に別の圧力Ｐ_FPをそれの最小レベルへ調整する。こうして停電中ライン圧力弁１８の弁体２０にかかる力はゼロではなく、別の面４４にかかる別の圧力Ｐ_FPにより決められる。印可されるライン圧力Ｐ_LPはそれの最大圧力レベルＰ_LP，_maxではなく、面４４の表面積と別の圧力Ｐ_FPのレベルに依存する幾らか低いレベルであって、それによりトランスミッションの効率を改善し、駆動ベルト１０にかかる負荷を減少させる。
【００３０】
図７は本発明の第２の実施例のエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴを示す概略図である。この第２の実施例の設計は、第２のプーリ２と組み合わせたピストン／シリンダ組立体１２，１４のシリンダ１２内の圧力がライン圧力Ｐ_LPから取り出され、このシリンダ１２の圧力と第１のプーリ１に組み合わせたピストン／シリンダ組立体１１，１３のシリンダ１１内の圧力との比が０と１の間に常にあるようにしたＣＶＴに特に適している。圧力制御手段４１，４２，４３は油圧路４１を備えており、この油圧路４１は第２のプーリ２と組み合わせたピストン／シリンダ組立体１２，１４をライン圧力弁１８と接続して、シリンダ１２内の圧力が前記別の圧力Ｐ_FPとして働くようにしている（図８参照）。ライン圧力弁１８の面４４により第２のプーリ２のシリンダ１２内の圧力が弁体２０に力を掛け、それにより圧力Ｐ_LPに影響を与える。制御圧力Ｐ_CPと別の圧力Ｐ_FPとにライン圧力Ｐ_LPが依存していることによるこの実施例に係る圧力制御手段４０，４１，４２が与える効果は図９に示されている。直ぐ理解できることは、第２のプーリ２と組み合わせたピストン／シリンダ組立体１２，１４のシリンダ１２内の圧力がほぼゼロになるとき、図１ないし図３を参照して既に説明した先行技術ではライン圧力弁１８の挙動は不変である。しかしながら、ＣＶＴの正常動作中上に述べた後の方の圧力比は、トランスミッション比ｉが低い比（この場合第１のプーリ１のディスク５，７間の駆動ベルト１０の走行半径は最小である）からＯＤ比（この場合走行半径は最大である）へ増大するときほぼゼロからライン圧力Ｐ_LPのレベルへ増加し、そしてその逆も起こる。図９に示すように、このことはライン圧力弁１８により制御されるライン圧力Ｐ_LPの範囲を変化させ、その範囲はシリンダ１２内の圧力が増加するときに、一層小さくなる。こうして本発明により達成されることは、制御システムの増幅係数を減少させることである。この例では増幅係数はロー比における１４からＯＤ比における７に減少して、ローにおけるよりもＯＤにおいてかなり精確なトランスミッション制御を生じさせる。
【００３１】
図１０には本発明の第３実施例のエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの概略が示されている。図１０では追加の圧力制御弁４８と追加の圧力調整器４９とが示されている。これらの弁４８と圧力調整器４９はライン５０の圧力を制御するために使われる。そのライン５０は油圧回路の他の部分、例えばＣＶＴのクラッチ制御の潤滑回路へ通じている。この実施例に係る圧力制御手段４０，４１，４２には切り替え弁の形の別の弁４２が設けられており、この弁によって制御圧力Ｐ_CPか、もしくは本質的に一定の補助圧力Ｐ_AUX（これは前記別の圧力Ｐ_FPとして働く）かのいずれかによってライン圧力Ｐ_LPは影響を受ける。油圧路４５は切り替え弁４２をライン圧力弁１８へ接続する。図１０に示す構成では圧力調整器供給圧力Ｐ_PRが補助圧力Ｐ_AUX及び別の圧力Ｐ_FPとして働く。しかしながら、制御システムにおいて本質的に一定の圧力であればどの圧力であっても、例えば潤滑圧力でも補助圧力Ｐ_AUXとなれる。別の弁４２は、一方で圧力調整器２９が調整する制御圧力Ｐ_CPにより、そして他方でスプリング４６によって操作され、そうして制御圧力Ｐ_CPがそれの最大レベルＰ_CP，_maxよりも低いとき圧力調整器２９とライン圧力弁１８との間に第１の油圧接続２６，４５が設定され、制御圧力Ｐ_CPがそれの最大レベルＰ_CP，_maxのとき、第２の油圧接続２１，４５が供給圧力弁３０とライン圧力弁１８との間に設定されるように別の弁４２は動かされる。こうして以下のことが達成される。ライン圧力弁１８は制御圧力Ｐ_CPがそれの最大レベルＰ_CP，_maxよりも低いとき、制御圧力Ｐ_CPにより制御され、最大制御圧力レベルＰ_CP，_maxが加えられるときライン圧力弁１８は一定の別の圧力Ｐ_FPによりセットされる。図１１にはこの実施例に適したライン圧力弁１８が示されている。この弁にはスプリングが設けられておらず、制御圧力Ｐ_CPとライン圧力Ｐ_LPとは弁体２０の両側に働く。この場合、制御圧力Ｐ_CPが高いとライン圧力Ｐ_LPは高く、制御圧力Ｐ_CPが低いとライン圧力Ｐ_LPは低くなる。図１２には制御システムのこの実施例の効果が示されている。制御圧力Ｐ_CPは、図に示すように、圧力調整器２９へ加える電流Ｉ_PCに応じて０から６バールの範囲内で変化する。ライン圧力弁１８の面２２，２５の大きさは、制御圧力Ｐ_CPに応じて数バールと約７０バールの閾値圧力Ｐ_LP，_thとの間でライン圧力Ｐ_LPが変化するように決められる。最大制御圧力Ｐ_CP，_maxが調整されるとき、前記第２の油圧接続がなされ、そしてライン圧力は別の圧力Ｐ_FP（これはこの場合圧力調整器供給圧力Ｐ_PRである）によりそれの最大レベルＰ_LP，_maxにセットされる。こうして本発明により達成されることは，最大印加ライン圧力レベルＰ_LP，_maxと閾値圧力Ｐ_LP，_up（これはＰ_FPとＰ_CP，_maxとの間の比に等しい）との間の比に等しいファクタ（典型的には約１．２５）だけ制御システムの増幅係数を改善するということである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成され、ＣＶＴの設計の効率を改善し、ライン圧力を精確に制御することができる制御システムを有するＣＶＴと、ＣＶＴを精確にかつベルトスリップを確実に阻止して効率よく操作する制御方法を提供することが可能になるという効果を奏する。また、本発明によれば、制御システムの精度がＣＶＴの全作動範囲において、トランスミッション比とは無関係に改善され、低コストにて実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの概略構成図である。
【図２】ライン圧力弁の概略縦断面図である。
【図３】既知のＣＶＴに係る制御電流、制御圧力及びライン圧力の間の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例に係るエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの略図である。
【図５】図４のＣＶＴにおける使用に適するライン圧力弁の概略縦断面図である。
【図６】図４のＣＶＴに係る制御電流、制御圧力及びライン圧力の間の好ましい関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例に係るエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの概略構成図である。
【図８】図７のＣＶＴにおける使用に適するライン圧力弁の概略縦断面図である。
【図９】図７のＣＶＴに係る制御電流、制御圧力及びライン圧力の間の好ましい関係を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係るエレクトロ・ハイドロリック制御システムを有するＣＶＴの概略構成図である。
【図１１】図１０のＣＶＴにおける使用に適するライン圧力弁の概略縦断面図である。
【図１２】図１０のＣＶＴに係る制御電流、制御圧力及びライン圧力の間の好ましい関係を示す図である。
【符号の説明】
１：第１のプーリ、２：第２のプーリ、５：プーリディスク、６：プーリディスク、７：プーリディスク、８：プーリディスク、１１：シリンダ、１２：シリンダ、１３：ピストン、１４：ピストン、１５：主油圧ライン、１７：ポンプ、１８：ライン圧力弁、１９：弁ハウジング、２０：弁体、２２：弁体の面、２５：弁体の別の面、２９：圧力調整器、３２：流れ制御弁、４０：圧力調整器（圧力制御手段を構成する）、４１：油圧路（圧力制御手段を構成する）、４２：別の弁（圧力制御手段を構成する）、Ｐ_CP：制御圧力、Ｐ_LP：ライン圧力、Ｐ_FP：別の圧力、Ｐ_PR：供給圧力、Ｐ_AUX：補助圧力、Ｐ_LP，_UP：閾値圧、Ｉ_PC：制御電流、Ｉ_FPC：制御電流、Ｐ_CP，_max：最大制御圧力レベル、Ｐ_LP，_max：最大ライン圧力レベル、ＩＶ：ライン圧力レベル範囲、ＶＩ：ライン圧力レベル範囲、ＶＩＩ：ライン圧力レベル範囲。

Claims

２つのプーリディスク（５，７）を有する第１のプーリ（１）と、２つのプーリディスク（６，８）を有する第２のプーリ（２）と、これらのプーリ（１，２）の周りに巻き掛けられていて、それらの間にトルクを伝達する駆動ベルト（１０）とを備え、第１のプーリ（１）の少なくとも一つのディスク（７）は第１のプーリ（１）の他方のディスク（５）に対して、第１のプーリ（１）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１１，１３）のシリンダ（１１）の液圧により加えられる軸方向の力によって軸方向に可動になっている連続可変トランスミッションであって、前記シリンダ（１１）の圧力を制御できる制御システムを装備しており、この制御システムが、貯蔵部（３４）から主液圧ライン（１５）へ液圧媒体の流れをつくるポンプ（１７）と、エレクトロニック操作可能の圧力調整器（２９）により調整される制御圧力（Ｐcp）によって少なくとも操作できるライン圧力弁（１８）と、を備えて前記主液圧ライン（１５）内のライン圧力（ＰLP）を制御するようにした連続可変トランスミッションにおいて、前記制御システムは、前記ライン圧力弁（１８）の部分（２０）に別の圧力（ＰFP）を加えることによりライン圧力（ＰLP）に影響を与えることのできる圧力制御手段をさらに備え、
第１のプーリ（１）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１１，１３）のシリンダ（１１）内の圧力はライン圧力（ＰLP）に等しく、そして第２のプーリ（２）の少なくとも一つのディスク（８）は第２のプーリ（２）の他方のディスク（６）に対して、第２のプーリ（２）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１２，１４）のシリンダ（１２）内の液圧により加えられる軸方向の力によって軸方向で動くことができ、前記圧力制御手段は、第２のプーリ（２）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１２，１４）のシリンダ（１２）内の圧力をライン圧力弁（１８）へ向ける路（４１）を備え、前記圧力が前記別の圧力（ＰFP）として働くことを特徴とする連続可変トランスミッション。
ライン圧力弁（１８）には弁ハウジング（１９）内に滑動可能に組み込んだ弁体（２０）を設け、それにより弁ハウジング（１９）内の前記弁体（２０）の位置が弁体（２０）に作用する複数の力の平衡により決められ、該複数の力は少なくとも弁体（２０）の面（２２）にライン圧力（ＰLP）によって掛けられる力と弁体（２０）の別の面（２５）に制御圧力（ＰCP）によって掛けられる力とを含んでおり、別の圧力（ＰFP）が弁体（２０）の面（２５，４４）に与えられそれにより前記平衡に影響する力を該弁体（２０）に働かすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の連続可変トランスミッション。
前記圧力制御手段は別の弁（４２）を備え、この弁は、ライン圧力弁（１８）が制御圧力（ＰCP）によって作動されるか、もしくは前記別の圧力（ＰFP）として働く一定の補助圧力（ＰAUX）によって設定されるかのいずれかを選択可能にすることを特徴とする請求項１または２に記載の連続可変トランスミッション。
制御電流（ＩPC，ＩFPC）が加えられないときは、前記制御圧力（ＰCP）と前記別の制御圧力との一方が最大レベルに調整され、他方が最小レベルに調整されるように、前記圧力調整器（２９）と、前記別の圧力（ＰFP）として働く別の制御圧力を調整する別の１つの圧力調整器（４０）と、が配置されることを特徴とする請求項２に記載の連続可変トランスミッション。
前記制御システムは、第２のプーリ（２）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１２，１４）のシリンダ（１２）内の圧力が、主液圧ライン（１５）から前記シリンダ（１２）への液圧媒体の流れと、前記シリンダ（１２）から貯蔵部（３４）への流れとを決めることのできる流れ制御弁（３２）によって、決定されるよう配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の連続可変トランスミッション。
第２のプーリ（２）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１２，１４）のシリンダ（１２）内の圧力が最高となるとき、制御圧力（ＰCP）に応じて加えられる最高のライン圧力（ＰLP）は、第２のプーリ（２）と組み合わせられたピストン／シリンダ組立体（１２，１４）のシリンダ（１２）内の圧力が最低となるときの制御圧力（ＰCP）に応じて加えられる最高のライン圧力（ＰLP）の半分であることを特徴とする請求項１または２に記載の連続可変トランスミッション。
４５バールより大きい最大レベル（ＰLP，max）を有するある範囲のライン圧力レベルが連続可変トランスミッションに加えられることを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の連続可変トランスミッション。