NL1009954C1 - Regelsysteem voor een continu variabele transmissie met twee door een eindloos transmissiemiddel gekoppelde in loopstraal instelbare kegelschijfparen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Regelsysteem voor een continu variabele transmissie met twee door een eindloos transmissie-middel gekoppelde in loopstraal instelbare kegelschijf-paren.

De uitvinding heeft betrekking op een regelsysteem van de soort zoals beschreven in de aanhef van conclusie 1 zoals op zich bekend uit EP-A-0 423 536.

Bij deze bekende transmissie is de uitgangspoort 5 van de opvoerpomp die het hydraulisch medium onder druk vanuit de voorraadruimte opvoert, via twee terugslagkleppen verbonden met de respectievelijke inlaatpoorten van elk der instelorganen, die aldus uitsluitend via de eerste hydraulische pomp-motor met elkaar zijn verbonden 10 en van waar dus geen hydraulisch medium naar de voorraadruimte kan terugstromen.

Deze bekende transmissie heeft twee principiële bezwaren. Het eerste bezwaar is dat deze transmissie slechts bevredigend kan werken in een zeer smal bereik 15 van overbrengingen aan weerskanten van de transmissie-verhouding één. Dit is een gevolg van het feit dat, wanneer de transmissieverhouding sterk van de waarde één afwijkt, dus wanneer de loopstraal van het transmissie-middel op het ene kegelschijfpaar klein is, en die op 20 het andere kegelschijfpaar groot is, bij het verstellen der kegelschijven - waarbij de kegelschijven met de kleine loopstraal naar elkaar toe en die met de grote loopstraal van elkaar af bewegen - de afstand waarover de kegelschijven in axiale richting ten opzichte van 25 elkaar moeren worden versteld voor de beide kegelschijf-paren ongelijk is; daarmee zijn dan uiteraard ook de respectievelijke hoeveelheden verdrongen hydraulisch medium ongelijk. Bij de bekende inrichting kan er echter als gevolg van de aanwezigheid der terugslagkleppen geen 30 hydraulisch medium naar de voorraadruimte terugstromen zodat het regelsysteem bij dergelijke verstellingen onherroepelijk zal vastlopen.

1009354 -2-

Een tweede bezwaar is het feit dat de tweede hydraulische opvoerpomp een eenvoudige, met een instelbare veerbelaste overloopklep gekoppelde opvoerpomp is die constant wordt aangedreven. Zolang de transmissieverhou-5 ding niet veranderd wordt, wordt alle door de pomp geleverde energie in de overstroomklep in nutteloze warmte omgezet. De pomp veroorzaakt daarmee een aanzienlijk energieverlies dat het totaalrendement van de transmissie merkbaar verminderd.

10 De uitvinding beoogt een regelsysteem van de in de aanhef genoemde soort zodanig te verbeteren dat dit over over een zeer groot instelbereik met een minimum aan verliezen kan worden bedreven. Dit doel wordt bereikt met de maatregelen volgens het kenmerk van conclusie 1.

15 Door de open verbinding tussen de uitgangspoort van de in twee kwadranten bestuurde tweede pomp-motor en de ingangspoort van een der instelorganen kan vanuit de voorraadruimte zowel medium worden opgevoerd als teruggevoerd, daarmee verzekerend dat met de in vier kwadran-20 ten bestuurbare eerste pomp-motor probleemloos het gehele regelbereik van de transmissie bestreken kan worden, terwijl de twee kwadranten bestuurbaarheid der tweede pomp-motor tot gevolg heeft dat met deze tweede pomp-motor slechts een minimum drukniveau in een der instel-25 organen behoeft te worden ingesteld dat ligt op een waarde die slechts weinig ligt boven de waarde waarbij onder de momentaan heersende transmissieverhouding en koppeloverdracht slippen van het transmissiemiddel zou optreden. De op te brengen volumestroom is uiterst ge-30 ring, niet groter dan nodig ter compensatie van het verschil in volumestroom van het ene instelorgaan naar het andere, gesommeerd met eventueel in de tranmissie of het regelsysteem optredende in- en externe lekverliezen. Bij constante transmissieverhouding blijft deze volu-35 mestroom zelfs beperkt tot uitsluitend de ter compensatie van de eventuele lekverliezen benodigde hoeveelheid.

Bijgevolg zal het energieverbruik van de tweede pomp- j 1009954 -3- motor slechts zeer gering zijn en zal het totale rendement der transmissie dienovereenkomstig worden verhoogd.

Voorkeursuitvoeringsvormen van het regelsysteem volgens de uitvinding zijn gegeven in de conclusies 2 5 tot en met 10.

Daarbij wordt opgemerkt dat de maatregelen volgens conclusie 2 tot en met 4 leiden tot een transmissie waarvan het regel- en voedingssyteem is uitgevoerd met eenvoudige, relatief goedkope en compacte elektromotoren 10 die bij de huidige stand der regeltechniek volkomen betrouwbaar bedreven en bestuurd kunnen worden. Het is niet meer nodig gebruik te maken van een veel verliezen veroorzakende en door de met de transmissie samenwerkende motor aan te drijven hydraulische pomp.

15 De voorkeursuitvoeringsvorm volgens conclusie 5 heeft het voordeel dat de tweede pomp-motor altijd zal zijn verbonden met dat besturingsorgaan waarin de laagste hydraulische insteldruk heerst zodat deze tweede pomp-motor, ongeacht de richting waarin de energie door 20 de transmissie wordt geleid en ongeacht de actuele transmissieverhouding altijd het laagst mogelijke druk-niveau behoeft te leveren zodat het energieverbruik van deze pomp-motor nog verder wordt gereduceerd. Nadere uitwerkingen van dit principe zijn beschreven in conclu-25 sie 7, 8 en 9.

Specifieke uitvoeringsvormen van een regelsysteem volgens de uitvinding tenslotte zijn beschreven in de conclusies 10 en 11.

Het gevraagde uitsluitende recht omvat voorts een 30 continu variabele transmissie zoals geformuleerd in conclusie 12.

Hieronder zal de uitvinding aan de hand van in de tekeningen weergegeven voorbeelden nader worden toegelicht. In deze tekeningen zijn dezelfde verwijzingscij- 1 ^ O .... j ..j.

-4- fers gebruikt voor soortgelijke onderdelen. Hierbij toont:

Figuur 1, een eerste uitvoeringsvorm van een CVT voorzien van het regelsysteem overeenkomstig de uitvinding;

5 Figuur 2, een schematische weergave van een CVT

waarin enkele van de verschillende mogelijke posities van de zich tussen de kegelschijfparen bevindende eindloze transmissiemiddel zijn getoond;

Figuur 3, een diagram dat het verband aangeeft 10 tussen de loopstralen van het transmissiemiddel op de kegelschijfparen.

Figuur 4, een relevant gedeelte van een voorkeurs-uitvoering van het regelsysteem met automatisch werkende keuzeklep overeenkomstig de uitvinding; 15 Figuur 5, een verdere uitvoeringsvorm van de in figuur 4 toegepaste keuzeklep;

Figuur 6, nog een uitvoeringsvorm van de in figuur 4 toegepaste keuzeklep.

Figuur 7, een relevant gedeelte van nog een uitvoe-: 20 ring van het regelsysteem overeenkomstig de uitvinding;

Figuur 8, een relevant gedeelte van nog een verdere uitvoeringsvorm van het regelsysteem overeenkomstig de uitvinding.

Figuur 9, een eenvoudige uitvoeringsvorm van het 25 regelsysteem met CVT overeenkomstig de uitvinding;

Figuur 1 toont een combinatie van een continu variabele transmissie l, en beneden de onderscheidingslijn 3, een bijbehorend regelsysteem 2. De continu variabele transmissie .1 is voorzien van een eerste kegelschijfpaar 3 0 4, opgebouwd uit een met een as 5 vast verbonden kegel schij f 6, en een ten opzichte van de as 5 door drukuit-oefening in een eerste kamer 7 in axiale, met de pijl x1# aangeduide richting verplaatsbare kegelschijf 8. De kegelschijf 8, met daaraan gekoppeld zuigeroppervlak 21 35 met oppervlak Ax, vormt tezamen met de kamer 7 het eerste instelorgaan van de CVT 1. Dit instelorgaan is via de 1008954 -5- aansluitpoort 15 verbonden met de naar het regelsysteem 2 lopende leiding 16.

De CVT 1 is voorts voorzien van een tweede kegelschijf-paar 9, welke gemonteerd is op een rond zijn hartlijn 5 roterende as 10 en is opgebouwd uit een met as 10 vast verbonden kegelschijf 11 en een d.m.v. drukuitoefening in een tweede kamer 12 t.o.v. de as 10 in axiale met de pijl x2 aangeduide richting verplaatsbare kegelschijf 13. De kegelschijf 11, met daaraan gekoppeld zuigeropper-10 vlak 22 met oppervlak A2, vormt tezamen met de kamer 12 het tweede instelorgaan van de CVT 1. Dit instelorgaan is via de aansluitpoort 17 verbonden met de naar het regelsysteem 2 lopende leiding 18.

De kamers 7 en 12 zijn gevuld met een geschikt 15 hydraulisch medium, bijvoorbeeld olie. Tussen de kegel-schijven 6,8 en 11,13 is een eindloos transmissiemiddel met trapeziumvormige doorsnede 14 gelegen. Dit transmissiemiddel kan bestaan uit een flexibele band, riem of ketting of niet flexibele massieve ring.

20 In figuur 2 zijn de ene uiterste positie "A", een willekeurige tussenpositie "B" en de andere uiterste positie "C" aangegeven, welke het transmissiemiddel 14 tussen de kegelschijfparen 4 en 9 kan innemen. Voorts zijn in deze figuur de toerentallen nx en n2, en de be-25 lastingskoppels TL en T2 van de kegelschijfparen 4 resp.

9 aangeduid. Verder zijn in deze figuur de loopstralen van het transmissiemiddel 14 op de kegelschijfparen zichtbaar. Voor de willekeurige tussenpositie zijn deze aangeduid met rL op het kegelschij fpaar 4 en met r2 op het 30 kegelschijfpaar 9. In het algemeen kan rx zowel kleiner als groter zijn dan r2, terwijl in een bijzondere tussenpositie, verder de middenpositie genoemd, de situatie op kan treden dat rx gelijk is aan r2. De kegelschijfparen 4 en 9 zijn via het transmissiemiddel 14 met elkaar ver-35 bonden. Afgezien van een in het algemeen tijdens bedrijf optredende kleine elastische rek, zal de omtrekslengte L van het transmissiemiddel constant blijven. Er bestaat 1 00 995 4

V

» -6- daarom een vrijwel vast, door de geometrie van de CVT bepaald, verband tussen de loopstralen rx en r2, waarvoor wiskundig kan worden afgeleid dat dit in zeer goede benadering voldoet aan de formule: 5 r2 = Γ1 ~~2'a + -J^x2 '&2 ~2-&2+nL-2n-a-T^ waarin a de hartafstand tussen de kegelschijfparen voorstelt, zoals in figuur 2 is aangegeven. Uit deze formule : blijkt duidelijk dat het verband tussen ^ en r2 niet lineair is.

10 In figuur 3 is bovengenoemd verband grafisch uitge zet, waarbij horizontaal de loopstraal rx is uitgezet en verticaal op gelijke schaal de loopstraal r2. De loopstralen in de uiterste posities zijn in deze figuur van de indices min resp. max voorzien. Op grond van deze 15 figuur kan worden geconcludeerd dat tijdens het wijzigen van de transmissieverhouding, gedefinieerd als de verhouding tussen r1 en r2, de kleinere van de twee loopstralen meer verandert dan de grotere. In het punt ra = r2 verloopt de tangent aan de curve onder een hoek van 20 45° en uitsluitend rond dit punt zullen de loopstralen in ongeveer gelijke mate veranderen. In dat punt bedraagt de transmissieverhouding één.

Het beïnvloeden van de spanning in het transmissie-middel 14 en de door de loopstralen van het transmissie-25 middel 14 op de kegelschijfparen bepaalde transmissieverhouding van de CVT vindt plaats met behulp van het regelsysteem 2 door het uitoefenen van druk in de kamers 7 en 12, en het regelen van de oliestroom van en naar deze kamers. Tijdens het wijzigen van de transmissiever-30 houding in de ene richting bewegen beide kegelschijven 8 en 13 naar links, waarbij het volume van de kamer 7 toeneemt en het volume van kamer 12 afneemt. Bij een wijziging van de transmissieverhouding in omgekeerde richting bewegen beide kegelschijven 8 en 13 naar rechts 35 terwijl het volume in kamer 7 af neemt en in kamer 12 j 1009954 -7- toeneemt. Het regelsysteem 2 is via de twee naar de kamers 7 en 12 lopende leidingen 16 en 18 met de CVT 1 verbonden.

In de in figuur 1 weergegeven eerste uitvoe- 5 ringsvorm van het regelsysteem 2 bevat dit de via de leidingen 16 en 18 tussen de beide kamers 7 en 12 geschakelde hydraulische pomp-motor 19 met aansluitpoorten 20 en 23. Deze pomp-motor verschaft de mogelijkheid medium te verplaatsen van kamer 7 naar kamer 12 en omge-10 keerd. Hierdoor zal het volume van de in de kamers aanwezige hoeveelheid medium wijzigen en zullen de met de kamers in verbinding staande kegelschijven 8 en 13 zich in axiale richting verplaatsen, als gevolg waarvan de positie van het transmissiemiddel ten opzichte van de 15 kegelschijfparen 4 en 9 zal veranderen. Bij verplaatsing van medium vanuit kamer 12 naar kamer 7 zal het transmissiemiddel zich daarbij in de richting van de in figuur 2 aangegeven uiterste positie "C" bewegen, terwijl bij een verplaatsing van medium in de omgekeerde rich-20 ting het transmissiemiddel zich in de richting van de andere uiterste positie "A" beweegt. Op deze wijze wordt de transmissieverhouding, gedefinieerd als de verhouding tussen de op de beide kegelschijfparen door het transmissiemiddel ingenomen loopstralen, traploos gevarieerd. 25 Het is van groot belang hierbij op te merken dat de hierbij naar en van de kamers 7 en 12 verplaatste hoeveelheid media als gevolg van het bovengenoemde niet lineaire verband tussen de loopstralen in het algemeen ongelijk aan elkaar zijn. De verplaatsingen in de rich-30 tingen en x2 van de verplaatsbare kegelschi jven 8 resp. 13 zijn namelijk evenredig met de veranderingen van de loopstralen rx resp. r2 en veroorzaken een ongelijke volumeverplaatsing. Dit is ook het geval indien de zui-geroppervlakken Ax en A2 aan elkaar gelijk zijn. Onder 3 5 omstandigheden kan de hoeveelheid medium die een der kamers 7 of 12 verlaat groter zijn dan de hoeveelheid medium die de andere kamer opneemt. Ergens in het uit de

^ t‘ ' ·' \ if A

( ‘J V.· J O

-8- kamers 7 en 12, de leidingen 16 en 18 en pomp-motor 19 bestaande circuit moet dus de mogelijkheid aanwezig zijn dat medium terugvloeit naar de voorraadruimte. Bij de bekende inrichting is dit terugstromen door de aanwezig-5 heid van terugslagkleppen geblokkeerd, zodat onder deze omstandigheden een wijziging van de transmissieverhou-ding slechts in een zeer beperkt gebied rond de positie waarbij r1 = r2 mogelijk is. Bij het regelsysteem volgens de uitvinding is dit probleem opgelost door de uitgangs-10 poort 24 van een tweede hydraulische pomp-motor 25 aan te sluiten op één der leidingen 16 of 18 van het genoemde circuit, zodat deze pomp-motor rechtstreeks (d.w.z. zonder toepassing van een terugslagklep) in verbinding staat met één der aansluitpoorten 15 of 17 van de in-15 stelorganen van de CVT 1. In deze uitvoeringsvorm is gekozen voor aansluiting op de poort 17. De andere aan-sluitpoort 26 van de pomp-motor 25 staat via de leiding 27 in verbinding met de voorraadruimte 28. Onder omstandigheden waarbij medium terug moet stromen naar de voor-20 raadruimte fungeert de pomp-motor als hydromotor en zal de transmissieverhouding thans wèl kunnen worden gewijzigd. In geval de hoeveelheid medium die een der kamers 7 of 12 verlaat kleiner is dan de hoeveelheid medium die de andere kamer opneemt, fungeert de pomp-motor 25 als 25 pomp en vult het tekort aan. In dat geval stroomt medium via de leiding 27 vanuit de voorrraadruimte 28 naar de leiding 18. De druk bij de aansluitpoort 24 van de pomp-motor 25 is altijd hoger dan de druk bij de aansluitpoort 26, terwijl het medium in twee richtingen kan 3 0 stromen (van de poort 26 naar de poort 24 of omgekeerd) . De pomp-motor 25 is volgens het voorstel der uitvinding van een type dat in twee kwadranten bestuurbaar is en beschikt bij voorkeur over een regelbare opbrengst. Bij een aldus uitgevoerde pomp-motor is het mogelijk de druk 35 aan de uitgangspoort 24 te besturen en aan te passen aan de tijdens bedrijf, afhankelijk van de momentaan aanwe-. zige belasting en transmissieverhouding, minimaal beno- 1 GO 93 54 -9- digde waarde. Tijdens stationaire omstandigheden, dat wil zeggen bij constante transmissieverhouding, ontstaat daarbij het voordeel dat de opbrengst zover kan worden teruggebracht als noodzakelijk is tot het voor compen-5 satie van eventueel in de CVT 1 en regelsysteem 2 optredende kleine lekverliezen benodigde volume. In de bekende inrichting wordt daarentegen onder dergelijke omstandigheden de volledige opbrengst van de pomp in de over-stroomklep omgezet in nutteloze warmte. Omdat deze ver-10 liezen thans niet meer optreden, wordt het rendement van de CVT verhoogd. Voorts kan onder die omstandigheden waarin de pomp-motor 25 als hydromotor fungeert, deze energie leveren. Het regelsysteem 2 biedt in principe de mogelijkheid deze energie terug te winnen, waardoor het 15 rendement van de CVT als geheel nog verder wordt verhoogd .

Bij de pomp-motor 19 kan de druk bij poort 23 tijdens bedrijf, afhankelijk van de momentane belasting en transmissieverhouding van de CVT, zowel hoger als lager 20 zijn dan bij poort 20, terwijl afhankelijk van de richting waarin de transmissieverhouding gewijzigd wordt, de stromingsrichting zowel van poort 20 naar poort 23 als omgekeerd kan zijn. Pomp-motor 19 is daarom van een type dat in vier kwadranten bestuurbaar is en beschikt bij 25 voorkeur eveneens over een regelbare opbrengst, zodat door besturing van de volumestroom de transmissieverhouding en de snelheid waarmee deze verandert, nauwkeurig in de hand kunnen worden gehouden. Tijdens bedrijf staat over de aansluitpoorten 20 en 23 slechts het momentaan 30 tussen de kamers 7 en 12 heersende drukverschil. In geval de pomp-motor 19 als pomp functioneert zal het energieverbruik betrekkelijk gering zijn, terwijl in het andere geval waarbij deze als hydromotor fungeert, in principe zelfs de mogelijkheid ontstaat om energie terug 35 te winnen.

Bij voorkeur bezitten de pomp-motoren 19 en 25 een vast slagvolume en zijn bijvoorbeeld uitgevoerd als i u u ï w -10- eenvoudige, en goedkope, tandradpompen. Pomp-motor 19 wordt via as 35 aangedreven door een in toeren bestuurbare aandrijfbron 29 en pomp-motor 25 wordt via as 36 aangedreven door een in koppel bestuurbare aandrijfbron 5 30. Deze aandrijf bronnen zijn bij voorkeur van het elek trische type en worden via de elektrische leidingen 69 resp. 70 bestuurd door volgens algemeen bekende technieken uitgevoerde elektrische besturingseenheden 31 resp. 32, waarbij aan de klemmen 33 resp. 34 een toeren- resp. 10 koppelbesturingssignaal wordt aangeboden. Het drukverschil over pomp-motor 25 is uitsluitend positief, terwijl de volumestroom door deze pomp-motor zowel positief als negatief kan zijn. De besturingseenheid 32 zal daarom bij voorkeur zijn uitgevoerd als tweekwadrantrege-15 ling. Onder die omstandigheden waarbij een volumestroom door pomp-motor 25 in de richting van de voorraadruimte 28 optreedt, zal deze pomp-motor als hydromotor fungeren en aandrijfbron 30 als generator, en kan besturingseenheid 32 in principe elektrische energie leveren. Bij 20 pomp-motor 19 kunnen zowel het drukverschil als de stro-mingsrichting zowel positief als negatief zijn. Besturingseenheid 31 is daarom bij voorkeur ingericht als vierkwadrantregeling en kan onder die omstandigheden, 5 waarbij pomp-motor 19 als hydromotor en de aandrijfbron 25 29 als generator fungeert, in principe eveneens elektri sche energie leveren. In hun eenvoudigste vorm bestaan de besturingseenheden 31 en 32 resp. uit een spanningen een stroombesturingseenheid.

Naast het voordeel van de verhoging van het rendement 30 van de CVT als geheel biedt een aldus uitgevoerd regelsysteem het grote voordeel dat het eenvoudig is en tegen lage kosten te produceren is. Bovendien leent het zich uitstekend voor de aansturing vanuit een, een bij voorkeur een microprocessor omvattend, elektronisch systeem, 35 dat aan de klemmen 33 en 34 de benodigde elektrische besturingssignalen levert.

1 n r, r\ λ r < I u ü 5? b O 4

J

-11-

Dit elektronische systeem is daartoe bij voorkeur verbonden met sensoren die signalen leveren die de actuele waarde van de transmissieverhouding respectievelijk het doorgeleide koppel representeren. Voor het bepalen 5 van de transmissieverhouding bestaan deze sensoren bij voorkeur uit met de kegelschijfparen 4 en 9 gekoppelde toerentalopnemers of uit een met een der verplaatsbare schijven 8 of 13 gekoppelde positiesensor. Voor het bepalen van het doorgeleide koppel wordt bij voorkeur 10 gebruik gemaakt van een in de assen 5 of 10 opgenomen koppelsensor, of is dit signaal afkomstig uit de CVT aandrijvende energiebron of de door de CVT aangedreven last. Het toerental van pomp-motor 19 en de daarmee samenhangende transmissieverhouding of wijzigingssnel-15 heid daarvan, kan hierbij in principe op eenvoudige wijze worden aangestuurd overeenkomstig de eisen die afhangen van de energiebron en het lastproces waartussen de CVT is geplaatst. Met behulp van de uit de sensoren afkomstige signalen kan de door pomp-motor 25 geleverde 20 druk via besturing van het door de aandrijfbron 30 geleverde koppel worden aangepast aan de tijdens bedrijf minimaal benodigde waarde.

Afhankelijk van de toepassing van de CVT, is van voordeel dat met een aldus uitgevoerd regelsysteem nog 25 een verdere verhoging van het rendement van de CVT als geheel mogelijk is door Ax ongelijk te maken aan A2. Bijvoorbeeld zal bij toepassing in een voertuigaandrij-ving, waarbij kegelschijfpaar 4 in verbinding staat met een verbrandingsmotor en kegelschijfpaar 9 gekoppeld is 30 met de aandrijvende wielen, de absolute druk in de kamers 7 en 12, alsmede het drukverschil tussen deze kamers, het hoogst zijn in de positie "A" van het trans-missiemiddel 14. Voorts zal tijdens een volgas acceleratie de snelheid waarmee de transmissieverhouding wijzigt 35 het hoogst zijn in de positie "A" en bij het toenemen van de voertuigsnelheid geleidelijk afnemen tot de positie "C" is bereikt. Als gevolg hiervan is de door het O ^ . .. - - s ί v_/ *’/ -12- regel systeem 2 gebruikte hoeveelheid energie in de positie "A" het hoogst.

Uit figuur 3 kan worden afgeleid dat, in geval Ai=A2, de hoeveelheid olie die naar kamer 7 stroomt groter is dan 5 hoeveelheid olie die kamer 14 verlaat. Door A2 groter uit te voeren dan A2/ wordt dit verschil kleiner, waardoor het door de pomp-motor 19 op te brengen volume afneemt en bovendien de door deze pomp-motor te leveren druk verlaagd wordt. Door deze beide effecten wordt de door 10 deze pomp-motor gevraagde energie kleiner, zodat het rendement van de CVT als geheel thans nog verder is verhoogd.

Figuur 4 toont een relevant gedeelte van de voorkeursuitvoering van het regelsysteem volgens de uitvin-15 ding, waarbij de in het regelsysteem optredende verliezen nog verder zijn verminderd. De uitvoering en besturing van de pomp-motoren 19 en 25 is gelijk aan die, welke bij figuur 1 reeds is besproken. In deze uitvoeringsvorm wordt echter een parallel aan de pomp-motor 19 20 geschakelde automatisch werkende keuzeklep 37 toegepast, die voorzien is van een voedingspoort 38, waarop medium onder een basisdruk wordt aangeboden, die door de pomp-motor 25 wordt opgebracht. De keuzeklep 37 is voorts voorzien van op de leidingen 16 en 18 aangesloten stuur-25 poorten 3 9 en 40 en eveneens op de leidingen 16 en 18 aangesloten uitgangspoorten 41 en 42, waartussen de pomp-motor 19 is geschakeld.

De werking van het regelsysteem 2 is in deze uitvoeringen zodanig dat de positie van het in de boring 71 30 van het klephuis 44 verschuifbare kleplichaam 43 wordt bepaald door de verschildruk in de kamers 7 en 12, zodat telkens de laagste van de drukken in de kamers 7 en 12 gelijk zal zijn aan de aan de voedingspoort 38 aangeboden druk. Dit betekent dat in de weergegeven situaties 35 van figuur 2, de druk van de pomp-motor 25 bij de posities tussen "A" en ongeveer de middenpositie, waarbij de druk in kamer 7 lager is dan die in kamer 12, zal werken 1 ΠΠ Q 0 Γ ,·: i \J V <„’ v ] -13- in kamer 7 en in het gebied tussen ongeveer de middenpositie en de positie "C", waarbij de druk in kamer 7 hoger is dan die in kamer 12, in kamer 12. De door de pomp-motor 25 geleverde druk zal daarmede automatisch in 5 de juiste kamer 7 of 12 terechtkomen. Aangezien de druk van pomp-motor 19 thans onder alle omstandigheden de laagste der twee drukken is, wordt het energieverbruik van deze pomp-motor verder verlaagd en wordt het transmissierendement van de CVT als geheel verder verhoogd. 10 Voorts werkt de druk van pomp-motor 25 voor vrijwel elke positie van het transmissiemiddel in de kamer van dat kegelschijvenpaar, waarop het transmissiemiddel op dat moment de kleinste loopstraal inneemt. Op dat kegel-schijvenpaar is de neiging tot slippen van het transmis-15 siemiddel het grootst en is van voordeel dat de druk in deze kamer rechtsstreeks wordt aangestuurd en daardoor nauwkeurig met de momentane waarden van de transmissie-verhouding en doorgeleid koppel Tx of T2 in overeenstem-ming gebracht kan worden.

2 0 De maatvoering van het kleplichaam 43 is verder zodanig, dat in de middenpositie van de klep de voe-dingspoort 38 via de ruimte rond het versmalde middendeel 68 van het kleplichaam tenminste verbonden blijft met één der met de uitgangspoorten 41 of 42 in verbin-25 ding staande in het klephuis 44 uitgespaarde ringvormige uitgangspoortruimten 66 en 67. Voorts zijn de snijkanten van de klep zodanig uitgevoerd dat een geleidelijke verbinding met de uitgangspoorten tot stand komt, bijvoorbeeld door de snijkanten van het kleplichaam of het 30 klephuis van afschuiningen 45 te voorzien.

Figuur 5 toont een verdere uitvoering van de keu-zeklep 37, die met name geschikt is voor toepassing in die CVT-systemen waarin de respectievelijke instelorga-nen van de kegelschijfparen ongelijke oppervlakken Ax en 35 A2 hebben, waarbij dan bijvoorbeeld het rechter kopvlak van het kleplichaam 45, in geval dat Ax < A2, is vergroot. Met behulp van de aan beide kopvlakken van het 1 G 0 -14- kleplichaam aangebrachte eindschakelaars 46 en 47 staan signalen ter beschikking die aanduiden welke van de beide kamers 7 en 12 op een bepaald moment in verbinding staan met pomp-motor 25, die gebruikt worden om het aan 5 de klem 34 aangeboden stuursignaal aan te passen aan de grootte van het desbetreffende zuigeroppervlak. Overigens kan elk ander geschikt type positiesensor worden toegepast om de kleppositie te bepalen.

Figuur 6 toont nog een uitvoeringsvorm van de keu-10 zeklep 37, waarbij met name de lekverliezen in de middenpositie van het kleplichaam 43 minimaal zijn. De maatvoering van het kleplichaam 43 is daartoe zodanig, dat in de middenpositie geen directe verbinding tussen de voedingspoort 38 en de uitgangspoorten 41 of 42 tot 15 stand komt. In deze positie wordt de door pomp-motor 25 geleverde druk via de leidingen 48 of 49 met de daarin opgenomen terugslagkleppen 50 en 51, welke uitsluitend een volumestroom in de richting van de uitgangspoorten toestaan, met één der uitgangspoorten 41 of 42 verbon-20 den. Op deze wijze komt een verbinding tot stand met die poort, die op dat moment de laagste druk heeft.

Figuur 7 toont een relevant gedeelte van nog een ^ uitvoeringsvorm van het regelsysteem 2 overeenkomstig de . uitvinding. Bij deze uitvoering zijn de eerste en tweede 25 pomp-motor vervangen door een derde pomp-motor 72 en vierde pomp-motor 77. De uitgangspoorten 73 en 78 van de pomp-motoren 72 en 77 staan via de leidingen 16 en 18 rechtstreeks in verbinding met de kamers 7 en 12. In dit geval fungeert de ene pomp-motor als pomp-motor waarmee 30 een onafhankelijk drukniveau in één der kamers kan worden ingesteld, terwijl met de andere pomp-motor, door beïnvloeding van de volumestroom, de transmissieverhou-ding geregeld wordt. Bij beide pomp-motoren is de druk aan de uitgangspoorten 73 resp. 78 tijdens bedrijf 35 steeds hoger dan die aan de ingangspoorten 74 resp. 79, zodat beide pomp-motoren van een in twee kwadranten bestuurbaar type zijn. Bij voorkeur is in dit systeem i 1009954

S

-15- een drukverschilsensor 52 opgenomen, welke bijvoorbeeld bestaat uit een onder invloed van het drukverschil in de leidingen 16 en 18 verplaatsbaar kleplichaam 53 en tenminste één eindschakelaar 54, welke aangesloten is op 5 een functietoewijsorgaan 55, waarmee de functies van het regelen van de druk en het beïnvloeden van de transmis-sieverhouding afwisselend aan de pomp-motoren 72 en 77 kan worden toegewezen. Zonodig kunnen de aan weerszijden van het kleplichaam aanwezige drukstuuroppervlakken 10 verschillend van grootte zijn. De werking van het functietoewijsorgaan is zodanig, dat de functie van het regelen van de druk aan die pomp-motor wordt toegewezen welke momentaan met de kamer met de laagste druk verbonden is en de andere pomp-motor met de andere kamer ver-15 bonden wordt. Zo zal in geval van een elektrische uitvoering van de pomp-motoren een op klem 56 aangesloten koppelbesturingssignaal, in geval de druk in leiding 18 hoger is dan die in leiding 16, verbonden worden met besturingseenheid 76, terwijl een aan klem 57 aangeboden 20 toerenstuursignaal gelijktijdig aan besturingseenheid 81 wordt aangeboden. In het andere geval, waarbij de druk in leiding 18 lager is dan die in leiding 16, worden de aan de besturingseenheden 31 en 32 aangeboden stuursignalen verwisseld. Bij een aldus uitgevoerd regelsysteem 25 is van voordeel dat de pomp-motor waarmee de druk wordt geregeld altijd verbonden is met de kamer waarin de laagste druk heerst, zodat energie wordt uitgespaard. Voorts biedt ook deze uitvoeringsvorm de principiële mogelijkheid energie terug te winnen in geval via de 3 0 pomp-motoren 72 of 75 medium naar het reservoir 28 terugstroomt en de pomp-motoren als hydromotor fungeren, waardoor het rendement van de CVT als geheel is verhoogd .

In een hiermee samenhangende uitvoeringsvorm ver-3 5 valt de drukverschilsensor 52, doch is het functietoewijsorgaan 55 via de ingangen 58 verbonden met sensoren die een maat leveren voor de actuele waarde van de 1 n < ' '> I u U c·· 'ö O 4 -16- transmissieverhouding en het doorgeleide koppel. Uit de aldus verkregen signalen kan, volgens overigens verder bekende karakteristieken, worden afgeleid in welke kamer de druk momentaan het laagst is, waarna een functietoe-5 wijzing aan de betreffende pomp-motor volgt.

In nog verdere uitvoeringsvormen van het regelsysteem overeenkomstig de uitvinding zijn de pomp-motoren 19 en 25 uitgevoerd als pomp-motor waarvan het slagvolu-me variabel is. Dergelijke pomp-motoren kunnen overeen-10 komstig de stand der techniek zijn ingericht als pomp-motor met variabel slagvolume waarvan, als funktie van een mechanisch, elektrisch of hydraulisch aangeboden besturingssignaal, ófwel de volumestroom, ófwel de druk, ófwel naar keuze één van deze grootheden bestuurbaar is. 15 Figuur 8 toont schematisch een relevant gedeelte van het regelsysteem overeenkomstig de uitvinding, met op deze wijze uitgevoerde pomp-motoren 19 en 25. Pomp-motor 19 is hierbij voorzien van een besturingseenheid 60, met een ingang 61 waaraan een volumestroom-stuursignaal 20 wordt aangeboden, die via beïnvloeding van het slagvolume de volumestroom bestuurt. Pomp-motor 25 is voorzien van een besturingseenheid 62, met een ingang 63 waaraan een druk-stuursignaal wordt aangeboden, die via beïnvloeding van het slagvolume de druk bestuurt. De pomp-25 motoren worden bij voorkeur via een gemeenschappelijke as 64 aangedreven, welke desgewenst gekoppeld kan zijn met een van de CVT deel uitmakende assen 5 of 10. Voor het overige is de werking van deze uitvoeringsvorm gelijk aan die volgens figuur 4. Van voordeel is dat onder 30 die omstandigheden waarbij de ene pomp-motor als hydro-motor fungeert en de andere als pomp-motor, de door de ene pomp-motor afgestane energie via de gemeenschappelijke as ter beschikking staat voor de aandrijving van de andere pomp-motor, zodat de totaal gevraagde hoeveel-3 5 heid energie af neemt en het rendement van de CVT als geheel is verhoogd. Uiteraard kunnen de pomp-motoren 19 en 25 in de uitvoeringsvormen volgens de figuren 1 tot j 1 0 0 90 o 4 -17- en met 7 en 9 op overeenkomstige wijze worden ingericht. Ook deze uitvoeringsvorm leent zich bijzonder goed voor aansturing door een, een bij voorkeur een microprocessor omvattend, elektronisch systeem, dat in dit geval de 5 aan de ingangen 61 resp. 63 benodigde volumestroom- en druksignalen levert.

Fig. 9 toont een eenvoudige vorm van het regelsysteem volgens de uitvinding, waarbij de pomp-motor 25 is weggelaten. In de kamer 22 bevindt zich geen hydraulisch 10 medium. In plaats daarvan zijn de veren 65 aangebracht, waarmee het transmissiemiddel op spanning wordt gebracht. Pomp-motor 19 staat in deze uitvoering via aan-sluitpoort 23 rechtsstreeks in verbinding met de voor-raadruimte 28 en is van het type dat in twee kwadranten 15 bestuurbaar is. Met behulp van de pomp-motor 19 wordt de transmissieverhouding of de snelheid waarmee deze wijzigt, bestuurd door het aanbieden van een toerenstuur-signaal aan de klem 33 van de besturingseenheid 31. Van voordeel is hierbij dat het regelsysteem 2 op eenvoudige 20 en goedkope wijze gerealiseerd kan worden in die gevallen waarbij het verschil tussen de uiterste posities "A" en "C" gering is en de belasting van de CVT of de transmissieverhouding tijdens bedrijf slechts weinig varieert. De in het regelsysteem optredende verliezen zijn 25 gering, zodat het rendement van de CVT als geheel hoog is.

a π f; o -· λ

Claims (12)

1. Regelsysteem voor een transmissie met twee door een eindloos transmissiemiddel gekoppelde in loopstraal instelbare kegelschijfparen, waarbij van elk paar ten minste een schijf is gekoppeld met ten minste een hy- 5 draulisch instelorgaan dat de axiale schijfstand bepaalt, en waarbij van elk instelorgaan de aansluitpoort is verbonden met een van de twee poorten van een in vier kwadranten bestuurbare eerste hydraulische pomp-motor en met een, een tweede hydraulisch pomporgaan bevattende 10 verbinding tussen een voorraad hydraulisch medium en ten minste een der instelorganen, met het kenmerk, dat het hydraulische pomporgaan een tweede, in twee kwadranten bestuurbare pomp-motor is en de uitgangspoort van deze tweede pomp-motor tijdens bedrijf is verbonden met de 15 ingangspoort van een der instelorganen.

2. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste pomp-motor wordt gevormd door de combinatie van een hydraulische verdrin- 20 gerpomp en een daarmee gekoppelde, door een vier-kwa-drant regeling bestuurbare eerste elektromotor, en de tweede pomp-motor wordt gevormd door de combinatie van een hydraulische verdringerpomp en een daarmee gekoppel-' de, door een twee-kwadrant regeling bestuurbare tweede 25 elektromotor.

3. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de eerste elektromotor in toerental bestuurbaar is. 30

4. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 2-3, met het kenmerk, dat de tweede elektromotor in afgegeven koppel bestuurbaar is. 1 Π Π ^ ·Ί I UU O & -19-

5. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de verbinding van de uitgangs-poort van de tweede pomp-motor naar de aansluitpoort van een der instelorganen verloopt via een bestuurbare keu- 5 zeklep met een, met deze uitgangspoort verbonden ingangspoort, en waarvan de uitgangspoorten elk zijn verbonden met de ingangspoort van een instelorgaan, welke klep tijdens bedrijf zodanig bestuurd wordt dat de ingangspoort der keuzeklep is verbonden met die aansluit-10 poort der instelorganen, welke de laagste druk voert.

6. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de keuzeklep wordt gevormd door een in een boring van het klephuis verschuifbaar klepli- 15 chaam, met versmald middendeel, dat in de middenstand is gelegen tussen de respectievelijke in de boring uitmondende ringvormige, met een uitgangspoort communicerende uitgangspoortruimten en de eveneens in de boring uitmondende inlaatpoort bestrijkt. 20

7. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de oppervlakten van de respectievelijke kopvlakken van het kleplichaam onderling verschillen en de keuzeklep samenwerkt een met het klepli- 25 chaam gekoppelde positiesensor waarvan het uitgangssignaal gebruikt wordt voor het besturen van de druk van de tweede hydraulische pomp-motor afhankelijk van de stand van de keuzeklep.

8. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 6-7, met het kenmerk, dat de afstand tussen de eindran-den van het versmalde middendeel van het kleplichaam groter is dan de afstand tussen de het dichst bij elkaar gelegen eindranden van de daarmee samenwerkende uit-35 gangspoortruimten. 1009354 -20-

9. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 6-7, met het kenmerk, dat de afstand tussen de eindran-den van het versmalde middendeel van het kleplichaam gelijk is aan of kleiner is dan de afstand tussen de het 5 dichtst bij elkaar gelegen eindranden van de daarmee samenwerkende uitgangspoortruimten en elk der uitgangs-poorten via een terugslagklep is verbonden met de in-laatpoort.

10. Regelsysteem voor een transmissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de functionele werking van de eerste- respectievelijk tweede pomp-motor wordt overgenomen door een derde respectievelijk vierde pomp-motor, elk opgenomen tussen de voorraad hydraulisch medium en 15 de aansluitpoort van een der instelorganen, en elk zowel in druk als volumestroom bestuurbaar, een en ander zodanig dat wanneer de ene in druk wordt bestuurd de andere in afgegeven volumestroom wordt bestuurd, en omgekeerd.

11. Regelsysteem voor een transmissie met twee door een eindloos transmissiemiddel gekoppelde in loopstraal instelbare kegelschijfparen waarbij van ten minste een paar ten minste een schijf is gekoppeld met een hydraulisch instelorgaan dat de axiale schijfstand bepaalt 25 terwijl op de instelbare schijf van het andere paar een mechanische kracht wordt uitgeoefend, en de ingangspoort van dit instelorgaan via een in twee kwadranten bestuurbare pomp-motor is verbonden met een voorraad hydraulisch medium. 30

12. Continu variabele transmissie met twee door een eindloos transmissiemiddel gekoppelde in loopstraal instelbare kegelschijfparen, waarbij van elk paar ten minste een schijf is gekoppeld met ten minste een hy-35 draulisch instelorgaan dat de axiale schijfstand bepaalt, gekenmerkt door een regelsysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies.