(57)【要約】【課題】静油圧／機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションを動作させるための新規な方法を提供すること。【解決手段】トランスミッション１０は、駆動入力シャフト１２により内燃機関１１に結合され、ポンプとして動作する第１の静油圧ユニットＨ１と、モータとして動作する第２の静油圧ユニットＨ２とを有し、第１および第２の静油圧ユニットが、圧力ライン２９、３０により回路中で互いに液圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、トランスミッションが、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部１３を更に備える。所定の牽引力特性を有する牽引力の制御は、第１の静油圧ユニットの容量および少なくとも１つの第２の静油圧ユニットの容量を互いに独立に調整することで可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静油圧／機械トルク分割を有する連続可変型のトランスミッション（１０）を動作させるための方法であって、
前記トランスミッション（１０）が、駆動入力シャフト（１２）により内燃機関（１１）に結合され、かつポンプとして動作する第１の静油圧ユニット（Ｈ１）と、モータとして動作する少なくとも１つの第２の静油圧ユニット（Ｈ２）とを有し、前記第１の静油圧ユニットおよび前記第２の静油圧ユニットが、圧力ライン（２９、３０）により回路中で互いに油圧的に結合され、かつ前記トランスミッション（１０）の静油圧的分岐部を形成し、前記トランスミッション（１０）が、前記駆動入力シャフト（１２）で利用できる出力を前記トランスミッション（１０）の静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部（１３）を更に備える、方法において、
前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量と少なくとも１つの前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量とを互いに独立に調整できること、および、容量の調整が、静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の油圧回路中に広がる高圧にしたがって行なわれることを特徴とする、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）が始動範囲内においてその最大容量の領域で動作されること、および、牽引力を制御するために前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が制御されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が、回転速度に比例する作動圧が作用するスプリング心出し作動システム（３２、３３、３７、３８、３９）によって設定されること、および、前記スプリング心出し作動システム（３２、３３、３７、３８、３９）と併せた高圧に比例する作動力と回転速度とに比例する作動圧が、所望の牽引力またはトルク特性を生み出すように、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）が制御されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法を実施するためのトランスミッション（１０）であって、
当該トランスミッション（１０）が、駆動入力シャフト（１２）によって内燃機関（１１）に結合され、かつポンプとして動作する第１の静油圧ユニット（Ｈ１）とモータとして動作する少なくとも１つの第２の静油圧ユニット（Ｈ２）とを有し、前記第１の静油圧ユニットおよび前記第２の静油圧ユニットが、圧力ライン（２９、３０）により回路中で互いに油圧的に結合され、かつ当該トランスミッション（１０）の静油圧的分岐部を形成し、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量および前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量を対応する作動システム（それぞれ３２、３３、３７、３８、３９および３４、３６、３９）により互いに独立に調整でき、当該トランスミッション（１０）が、駆動入力シャフト（１２）で利用できる出力を当該トランスミッション（１０）の静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部（１３）を更に備える、トランスミッション（１０）において、
前記圧力ライン（２９、３０）に接続される圧力トランスデューサ（２１）の出力に接続されるコントローラ（４０）が設けられ、前記コントローラが、対応する制御バルブ（３６；３７、３８）により作動ピストン（３３、３４）を制御して、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量および前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量を調整し、前記ピストンが作動圧力ライン（３９）に結合されることを特徴とする、トランスミッション。
【請求項５】
前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）のための前記作動ピストン（３３）がスプリング心出し作動ピストンとして具現化されることを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション。
【請求項６】
前記コントローラ（４０）に結合される回転速度ピックアップ（３５）が駆動入力シャフト（１１）に配置されることを特徴とする、請求項４または５に記載のトランスミッション。
【請求項７】
特に加速および制動のための複数の入力デバイス（４１、４２、４３）が前記コントローラ（４０）に接続されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項８】
回転方向を逆にするために、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）をゼロ位置から反対方向に回動させることができること、および前進走行（Ｖ）と後進走行（Ｒ）との間を切り換えるためのセレクタスイッチ（４４）が前記コントローラ（４０）に接続されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項９】
前記駆動入力シャフト（１２）が前記プラネタリ駆動部（１３）の遊星キャリア（１４）に結合されること、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）が前記プラネタリ駆動部（１３）の環体（１６）と係合すること、および、少なくとも１つの前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）が前記プラネタリ駆動部（１３）の太陽歯車（１７）および駆動出力シャフト（２６）と係合することを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項１０】
前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）が斜交軸型静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項１１】
同じ種類の複数の第２の静油圧ユニット（Ｈ２）が設けられることを特徴とする、請求項４〜１０のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続可変トランスミッションの分野に関する。本発明は、請求項１の前文による連続可変トランスミッションを動作させるための方法、および該方法を実施するためのトランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ（静油圧ユニットＨ１）／モータ（静油圧ユニットＨ２）を備えるコンセプトは、出力範囲および機器の質量にしたがって、ダイレクト駆動を有する車両で常に使用される。この場合、所要の変換範囲を提供するため、二次ゾーン（Ｈ２）は、機器のサイズが大きくなるにつれてマルチモータシステムに向かう傾向がある。一次側（Ｈ１）は、常に、ポンプＨ１により具現化されるが、ポンプＨ１は駆動出力にしたがって構成されなければならない。牽引力の所要の制御は、本質的にポンプＨ１の適切な制御によって達成される（例えば、独国特許出願公開第４４２５１３０号明細書または独国特許第１９５２３９６３号明細書参照）。
【０００３】
しかしながら、牽引力の制御に加えて、トランスミッションを制御するための改良された方法と、特に比較的高い走行速度での、高い効率と調和した、高度な制御可能性、可逆性、ならびに摩耗および損失のない動作によって特徴づけられたトランスミッションを得ることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、対応する方法を示唆すること、および該方法を実施するための前記タイプのトランスミッションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本目的は請求項１および請求項４の特徴によって達成される。
【０００６】
トランスミッションが、駆動入力シャフトにより内燃機関に結合され、かつポンプとして動作する第１の静油圧ユニットと、モータとして動作する少なくとも１つの第２の静油圧ユニットとを有し、第１の静油圧ユニットおよび第２の静油圧ユニットが、圧力ラインにより回路中で互いに油圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、トランスミッションが、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部を更に備える、静油圧／機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションを動作させるための、本発明による方法は、第１の静油圧ユニットの容量および少なくとも１つの第２の静油圧ユニットの容量を互いに独立に調整できること、ならびに容量の調整が、静油圧ユニットの油圧回路中に広がる高圧にしたがって行なわれることによって特徴付けられる。
【０００７】
本発明による方法の１つの実施形態は、少なくとも１つの第２の静油圧ユニットが始動範囲内においてその最大容量の領域で動作されること、および牽引力を制御するために第１の静油圧ユニットの容量が制御されることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る方法の１つの実施形態は、第１の静油圧ユニットの容量が、回転速度に比例する作動圧が作用するスプリング心出し作動システムによって設定されること、ならびに第１の静油圧ユニットは、スプリング心出し作動システムと併せた高圧に比例する作動力および回転速度に比例する作動圧が所望の牽引力またはトルク特性を生み出すように制御されることを特徴とする。
【０００９】
本発明による方法を実施するための本発明によるトランスミッションは、駆動入力シャフトによって内燃機関に結合され、かつポンプとして動作する第１の静油圧ユニットとモータとして動作する少なくとも１つの第２の静油圧ユニットとを有し、第１および第２の静油圧ユニットが、圧力ラインにより回路中で互いに油圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、静油圧ユニットの容量を対応する作動システムにより互いに独立に調整することができ、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部が更に設けられる。トランスミッションは、圧力ラインに結合される圧力トランスデューサの出力に接続されるコントローラが設けられ、該コントローラが、対応する制御バルブにより、作動ピストンを制御して、静油圧ユニットの容量を調整し、ピストンが作動圧力ラインに結合されるということによって特徴付けられる。
【００１０】
本発明によるトランスミッションの１つの実施形態は、第１の静油圧ユニットのための作動ピストンがスプリング心出し作動ピストンとして具現化されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、コントローラに接続される回転速度ピックアップが駆動入力シャフトに配置されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、特に加速および制動のための複数の入力デバイスがコントローラに接続されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、回転方向を逆にするために、第１の静油圧ユニットをゼロ位置から反対方向に回動させることができること、および前進走行と後進走行との間を切り換えるためのセレクタスイッチがコントローラに接続されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、駆動入力シャフトがプラネタリ駆動部の遊星キャリアに結合されること、第１の静油圧ユニットがプラネタリ駆動部の環体と係合すること、および少なくとも１つの第２の静油圧ユニットがプラネタリ駆動部の太陽歯車および駆動出力シャフトと係合することを特徴とする。
【００１５】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、静油圧ユニットが斜交軸型（斜板型）静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、同じ種類の複数の第２の静油圧ユニットが設けられることを特徴とする。
【００１７】
以下、図面と関連する例示的な実施形態を参照して、本発明を更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１つの例示的な実施形態によるトランスミッションのトランスミッションレイアウトを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は静油圧／機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションに関する。かかるトランスミッションのトランスミッションレイアウトが図１に示されている。図１のトランスミッション１０は、駆動入力シャフト１２により、クランクシャフトによって象徴される内燃機関１１に結合される。駆動入力シャフトは、プラネタリ駆動部１３の遊星キャリア１４および遊星歯車１５に結合され、プラネタリ駆動部１３は内燃機関１１による出力をトランスミッションの静油圧的分岐部とトランスミッションの機械的分岐部との間で分割することに関与する。静油圧的分岐部は、２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２によって形成され、好ましくは広い回動角を有する斜交軸型静油圧ユニットとして形成される。２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２は、それらの容量を互いに独立に調整できる。第１の静油圧ユニットＨ１はポンプとして動作し、第２の静油圧ユニットＨ２はモータとして動作される。
【００２０】
第１の静油圧ユニットＨ１は、その静油圧ユニットシャフト２５により、歯車１８、歯車１９、および中空シャフト２０を備える歯車機構を介して、プラネタリ駆動部１３の環体１６と係合する。第２の静油圧ユニットＨ２は、一方では、その静油圧ユニットシャフト２４により、歯車２２、歯車２３および中心シャフト２０を備える歯車機構を介して、プラネタリ駆動部１３の太陽歯車と結合され、他方では、歯車２７および２８により駆動出力シャフト２６に結合される。
【００２１】
静油圧ユニットシャフト２４は、同時に、個々の分岐部を介して伝達される出力を加圧するための加圧シャフトとしての機能を果たす。
【００２２】
第１の静油圧ユニットＨ１の容量は、スプリング心出し作動ピストン３３によって調整され、スプリング心出し作動ピストン３３は調整機構３２により第１の静油圧ユニットＨ１のヨークを回動させる。作動ピストン３３は２つの制御バルブ３７および制御バルブ３８により作動圧力ライン３９に選択的に結合され、該作動圧力ラインを介して、内燃機関１１の速度に依存する対応した作動圧力が、作動ピストンの一方側または他方側に作用する。制御バルブ３７および３８は中央コントローラ４０によって制御される。
【００２３】
第２の静油圧ユニットＨ２の容量は、他の作動ピストン３４によって調整され、作動ピストン３４は他の制御バルブ３６により作動圧力ライン３９に結合される。制御バルブ３６も中央コントローラ４０に接続される。
【００２４】
静油圧ユニットＨ１およびＨ２の両方は、ある回路を与えてトランスミッション１０の静油圧的分岐部を形成するために２つの圧力ライン２９および圧力ライン３０により互いに油圧的に結合される。機械的分岐部は、プラネタリ駆動部１３の要素、中心シャフト２０、ならびに歯車２２および２３によって形成される。
【００２５】
駆動入力シャフト１２に配置される回転速度ピックアップ３５から、コントローラ４０は、トランスミッション１０の入力側の回転速度に関する情報を受け取る。静油圧ユニットＨ１およびＨ２の油圧回路に接続される圧力トランスデューサ２１を介して、コントローラ４０は、回路中に広がる高圧に関する情報を更に受け取る。加速、制動、およびインチングモードに対する複数の入力デバイス４１、４２および４３を介して、ならびに中立位置、前進走行Ｖ、および後進走行Ｒの間を切り換えるためのセレクタスイッチ４４を介して、コントローラ４０で外部介入を行なうことができる。
【００２６】
トランスミッション１０の特別な特徴は、駆動出力シャフト２６に出力されるトルクを任意の所望の態様で制御できるようにその構成および制御が具現化されているという点である。図示のトランスミッション１０は、出力伝達が始動プロセス中に１００％の静油圧状態であり、かつ走行速度の増大（機械的な出力分力の増大）に伴って連続的に減少するように設計される。したがって、始動および後進モードにおいて静油圧式伝動の利点を十分に利用できる。これらは、特に、牽引力についての摩耗がない動き、最適な優れた制御、およびトランスミッション１０が車輪付きローダーで使用される場合には、可変制御であり、またこの可変制御は、ポンプとして動作する第１の静油圧ユニットＨ１の可変圧力制御によって達成される。
【００２７】
牽引力を制御する利点、すなわち、車輪スリップの回避、うまく制御される駆動、および急な動きのない駆動は、低速駆動範囲または始動範囲（０ｋｍ／ｈ〜６ｋｍ／ｈ）に特に必要とされる。
【００２８】
トランスミッション１０の特性により、ポンプとしての第１の静油圧ユニットＨ１およびモータとしての第２の静油圧ユニットＨ２を用いる静油圧伝動は、第２の静油圧ユニットすなわちモータＨ２が大きい容量に調整されるように、したがって０ｋｍ／ｈ〜８ｋｍ／ｈの範囲の高い出力トルクに調整されるように設定される。したがって、牽引力の制御を第１の静油圧ユニットＨ１に制限することができ、これは制御をかなり簡素化するとともに費用をかなり低減する。
【００２９】
この場合、牽引力の制御またはトルクの制御は、駆動出力シャフト２６での出力トルクに比例して上昇する静油圧ユニットの回路圧に基づいており、したがって、変形実施形態の全てが、静油圧ユニットの回路圧をコントローラ４０のための測定信号として使用する。ここでは、いかなる機械的なシフト点も制御範囲に不利な影響を及ぼさないように制御範囲が静油圧的に具現化されるべきであり、これは、考慮中のトランスミッション１０において可能である。
【００３０】
このタイプの制御においては、第１および第２の静油圧ユニット、または一次ユニットＨ１および二次ユニットＨ２を別々に制御できることが必須条件である。図１に示される例示的な実施形態において、第２の静油圧ユニットまたは二次ユニットＨ２は、出力速度のプロファイルにしたがって比例的に制御されるＥＬである。
【００３１】
第１の静油圧ユニットＨ１は、作動ピストン３３を有するスプリング心出し作動システムと併せた回路圧に比例する作動力および作動圧力ライン３９からの回転速度に比例する作動圧が所要の牽引力（またはトルク）特性を生み出すように制御される。
【００３２】
別の方法では、直接作用する作動ピストンに必要とされる信号を圧力センサによって生成することができ、また、所要の牽引力特性をパイロット制御比例調整（油圧的または電気油圧的な調整）によって生成することができる。ここでは、車両に配置される上昇動作のための作動ポンプを低い走行速度において高い送出率で動作させることができるので有利である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  トランスミッション（静油圧式／機械式の動力分割を有する連続可変型）
１１  内燃機関
１２  駆動入力シャフト
１３  プラネタリ駆動部
１４  遊星キャリア
１５  遊星歯車
１６  環体
１７  太陽歯車
１８、１９  歯車
２０  中心シャフト
２０ａ  中空シャフト
２１  圧力トランスデューサ
２２、２３  歯車
２４、２５  静油圧ユニットシャフト
２６  駆動出力シャフト
２７、２８  歯車
２９、３０  圧力ライン
３１、３２  調整機構
３３、３４  作動ピストン
３５  回転速度ピックアップ
３６、３７、３８  制御バルブ
３９  作動圧力ライン
４０  コントローラ
４１、４２、４３  入力デバイス
４４  セレクタスイッチ
Ｈ１、Ｈ２  （特に斜交軸タイプの）静油圧ユニット
【図１】
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【外国語明細書】
2012037052000001.pdf