(57)【要約】  無段変速機のための制御システムであって、各々が調整可能な走行半径を備える二対の円錐形シーブを備え、各対のシーブは、油圧アクチュエータに結合され、各アクチュエータの入口ポートは、油圧アクチュエータ設定手段に接続され、油圧式容積型ポンプの出口ポートから供給され、油圧媒体の供給部に接続され、一方でトランスミッションの実際の伝達比の、他方でこの伝達比の変化の所望の速度の関数として生成された第１の制御信号によって電気モータの速度を制御する制御部によって制御される電気モータに結合され、これらすべてが、この第１のモータの速度が、一方でトランスミッションの伝達比の増大とともに、他方で比率の変化の速度の増大とともに増大するようにされ、容量型ポンプの出口ポートが、電子制御可能な圧力解放バルブの入口に接続され、圧力解放バルブの設定点は、一方で設定された伝達比の、他方でトランスミッションを通して伝達された実際のトルクの値の関数としての第２の制御信号によって判定され、結果として得られた油圧の値が、一方で伝達比の増大とともに、他方でトランスミッションを通して伝達されたトルクが増大するにしたがって増大するようにされる。
2018516345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機（ＣＶＴ）のための制御システムであって、前記ＣＶＴは、２対の円錐形シーブを備え、油圧アクチュエータの入口ポートが、アクチュエータからのそれぞれの排出物を油圧媒体に供給するための油圧アクチュエータ設定手段に接続され、前記油圧媒体は、前記入口ポートが油圧媒体の供給物に接続された第１の２つの象限における制御可能な油圧式容量型ポンプの出口ポートから、これらのアクチュエータに運ばれるという点で、各円錐形シーブが調整可能な走行半径を備え、かつ無限伝達手段によって相互連結され、各対の円錐形シーブにおいて、少なくとも１つのシーブが、このシーブの軸方向位置を設定する前記油圧アクチュエータに連結され、前記第１のポンプが、一方でトランスミッションの実際の伝達比の関数、および他方で前記伝達比の変化の所望の速度の関数として生成された第１の制御信号によって第１の電気モータの速度を制御する第１の２つの象限における作動している制御装置によって制御される前記第１の電気モータに結合され、これらすべてが、この第１のモータの前記速度が、一方で前記トランスミッションの伝達比の増大とともに、および他方で前記比の変化の速度の増大とともに増大するような様式であり、前記第１の容量型ポンプの出口ポートが、結果として得られた油圧の値が、一方で前記伝達比の増大とともに増大し、他方で前記トランスミッションを通して伝達されたトルクが増大するにしたがって増大するような様式で、設定点が、一方で実際に設定された伝達比、および他方で前記トランスミッションを通して伝達された実際のトルクの値の関数としての第２の制御信号によって決定される電子制御可能な圧力解放バルブの入口に接続されることを特徴とする、制御システム。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータ設定手段が、２つのポートを備える第２の、４つの象限において、油圧制御可能な容量型ポンプを備え、各ポートが、シーブアクチュエータのうちの１つのそれぞれの入口ポートに接続され、前記ポンプが、第２の電子的な４象限制御部によって制御される第２の電気モータに接続され、さらに一方で、前記シーブアクチュエータのうちの１つの前記入口ポートが、前記第１の容量型ポンプの前記出口ポートに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳ６２４３６３８から既知である、請求項１の前提部による制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
システムの容積型ポンプの制御は、一定の動作状況下においては、障害となる現象を伴う場合がある。トランスミッションが、伝達比が事実上変化のないままである状態にある場合、上記ポンプは、低い内部漏れ損失のみを補償し、そのため歩留まりを実質的に提供せず、それによって、このポンプおよびこの駆動電気モータが、一定の間隔で止まるようにされる必要がある。しかしながら、このゼロ点を中心とした高感度な制御を達成することは、互いに接触しかつ互いに対して可動である２つの可動部を備える構成では、これらのパーツ間の動摩擦係数は、常に静摩擦係数よりも低いという事実によって引き起こされる、周知の「スティックスリップ」効果によって無効にされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、これらの欠点を回避することを目的とする。本発明によれば、このことは、主クレームの要部で説明された方法によって達成される。
【０００４】
これらの方法によって、第２のポンプが常に、そしてまたトランスミッションの準定常状態において、一定の最小軸速度を有するはずであり、「スティックスリップ」効果をもはや生じさせないようにすることが達成される。システム圧力の制御に関与するオーバーフローバルブは、非常に迅速に反応することができるため、本システムは、非常に高速な反応を示す。
【０００５】
好ましくは、本発明による方法は、請求項２による方法と組み合わせて適用される。
【０００６】
ＵＳ２００４／０２５４０４７は、無段変速機のための制御システムを記載し、媒体供給ポンプの出口ポートは、ばね付勢圧力開放バルブに接続されることに気づく。本発明のステップは、この刊行物から導き出されることができる。
【０００７】
加えて、ＥＰ１１０５６６４およびそれとともに対応するＵＳ６７３９９９４について参照がなされ、両件とも本出願人の名によるものである。
【０００８】
本発明は、図面によってより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による制御システムと協働するＣＶＴの一実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、無段変速機１と、関連する制御システム２との組み合わせを示す。無段変速機１は、一般的に知られるように、シャフト５（これは、このトランスミッションの入力シャフトであってもよい）に堅固に接続された円錐ディスク６と、第１のチャンバ７内に圧力を加えることによって、シャフト５に対して軸方向に可動な円錐ディスク８とで構成される、第１の円錐ディスク対４を備える。円錐ディスク８は、チャンバ７とともに、ＣＶＴ１の第１のアクチュエータを形成する。このアクチュエータは、接続ポート１５を介して制御システム２に通じる油圧管路１６に接続される。
【００１１】
さらに、ＣＶＴ１には、第２の円錐ディスク対９が設けられ、これは、第２のシャフト１０（トランスミッションの出力シャフトであってもよい）に装着され、シャフト１０に接続された円錐ディスク１１と、第２のチャンバ１２に圧力を加えることによって、シャフト１０に対して軸方向に可動な円錐ディスク１３とで構成される。円錐ディスク１３は、チャンバ１２とともに、ＣＶＴ１の第２のアクチュエータを形成する。このアクチュエータは、接続ポート１７を介して制御システム２に通じる油圧管路１８に接続される。
【００１２】
チャンバ７および１２は、好適な油圧媒体、例えば油で充填される。円錐ディスク６、８と１１、１３との間には、台形の断面を有する無限伝達手段１４が組み込まれている。この伝達手段は、柔軟なストラップ、ベルトまたはチェーンであることができる。
【００１３】
伝達手段１４における張力と、円錐ディスク対上での伝達手段１４の走行半径によって判定されたＣＶＴの伝達比とに影響を及ぼすことは、制御システムを用いて、チャンバ７および１２内に圧力を付与することによって、およびこれらのチャンバへの、およびそこからの油流を制御することによって行われる。伝達比が一方向に変化している間、円錐ディスク８および１３の両方が右に動いて、チャンバ７の容積が増大し、チャンバ１２の容積が減少し、そして伝達比が反対方向に変化すると、円錐ディスク８および１３の両方が左に動いて、チャンバ７の容積が減少し、チャンバ１２の容積が増大する。制御システム２は、チャンバ７および１２に通じる２つの油圧管路１６および１８を通して、ＣＶＴを制御する。
【００１４】
制御システム２は、図１に示されるように、接続ポート２０および２３を備える管路１６および１８を通して、両方のチャンバ７とおよび１２との間に挿入された油圧ポンプ１９を備える。ポンプ１９は、モータ２１によって二方向に駆動され、モータは、一般的に知られるように、接続部３１を介してコンバータ３２に与えられた速度信号に基づいて、モータ制御部３０から制御される。このポンプ・モータ結合体は、媒体をチャンバ７からチャンバ１２に、およびその逆に動かすための能力を提供する。この点において、チャンバ内の油圧媒体量の容積は変化し、チャンバに接続された円錐ディスク８および１３は、軸方向に動いて、円錐ディスク対４および９に対する伝達手段の位置を変化させる。このように、伝達比は、両方の円錐ディスク対上の伝達手段によって取られた走行半径間の比率として定義され、絶えず変動する。このすべてが最新である。
【００１５】
示された制御システムでは、第２の油圧ポンプ２５の出力ポート２４は、油圧管路１３を介して油圧管路１８に接続され、その後ポート１７に接続され、ポンプ２５の他の接続ポート２６は、油圧管路２７を介して、油圧媒体を収容するリザーバ２８に接続される。媒体がリザーバ２８へ逆流する必要がある状況下では、ポンプ・モータ結合体は、ハイドロモータとして機能し、伝達比の変更に干渉しない。チャンバ７または１２のうち一方を離れる媒体の量が、他方のチャンバによって取り上げられた媒体の量よりも少ない場合、ポンプ・モータ結合体は、ポンプとして機能し、不足を補充する。そのようなケースでは、媒体は、貯蔵空間２８からの管路２７から、管路１８に流れる。ポンプ・モータ結合体２５の接続ポート２４における圧力は、接続ポート２６における圧力よりも常に高く、一方で媒体は、二方向に（ポート２６からポート２４に、またはその逆に）流れることができる。ポンプ・モータ結合体２５は、二象限で制御可能であり、好ましくは制御可能な歩留まりを有するタイプである。このように具現化されたポンプ・モータ結合体のケースでは、出力ポート２４における圧力を制御し、ＣＶＴの実際の現在のトルク負荷および伝達比に依存して、それを最小要求値に適合させることが可能である。定常状態中、すなわち、一定の伝達比において、結果として、流れを必要な限り、ＣＶＴ１において、および制御システム２においてできるだけ少ない漏れ損失が生じることを補償するために必要な体積まで低減させることができるという利点が得られる。ポンプ・モータ結合体２５がハイドロモータの役割を果たすこれらの状況下では、このことは、エネルギを提供し得る。制御システム２は、基本的に、このエネルギを回収し、そしてさらにはＣＶＴのエネルギ効率を全体として増大させる可能性をもたらす。
【００１６】
今までのところ、説明された制御システムは、最新技術から既知であるものに従っている。
【００１７】
上記で説明されたように、前記第２のポンプ２５が、ポート２６からポート２４までの正であり得るか、またはポート２４からポート２６までの負であり得る、非常に少ない流量のみを運ぶことが要求される動作状況があり得る。これら両方のケースでは、「ゼロ点」は、任意の流量を運ぶためにポンプが全く必要ではない状況であり、通過される。それは、「スティックスリップ」効果がポンプの正確な特定の動作を妨害するかもしれない状況下である。このことは、結果として、特にこのゼロ点の周囲では、モータ・ポンプ結合体が短時間の間静止し、それゆえに歩留まりが本制御によって必要とされるよりも大きいかまたはより小さい動作に「シュートスルー」する結果となる。このように、ゼロ点の周囲では、言わば「グレー」エリアがあり、ポンプに作用する駆動トルクと、ポンプによって運ばれる圧力との間の関係は、明確には判定されない。
【００１８】
本発明は、以下の方法を通してこの問題を克服する。
制御ユニット４３から発せられ、接続部４１を通してこのバルブに提供される電気制御信号によって、管路１８内の、そしてチャンバ１２内の圧力を判定する比例制御された圧力開放バルブ３４がある。このバルブ３４は、油圧管路３８に組み込まれ、ポンプ２５によって提供されるシステム圧力が広がる管路１８と、貯蔵空間２８との間に位置し、実際にはポンプ２５と並行である。システム圧力の制御の精度は、圧力コンバータ４０から発信されたフィードバック信号を、接続部４２を介して制御ユニット４３に提供することによって、（任意には）さらに向上され得る。加えて、コンバータ３６は、制御ユニット４６によって生成された制御信号を、接続部４４を介して受信し、２つの制御信号、すなわち
入力部４８においては、任意の所与の時間で要求される、ＣＶＴプーリディスクの伝達比を表す信号と、
入力５０においては、ＣＶＴ１の入力シャフト（ここでは、シャフト５）上の実際の現在のトルク負荷を表す信号と、
を受信する。
【００１９】
オーバーフローバルブ３４の正しい動作を確実にするために、一方では、最小量の作動液がこのバルブを通って常時流れることが必要であるが、他方では、このバルブを介して消散されるエネルギ量を可能な限り少なく維持するために、この体積流は大きすぎてはならない。この目的のために、ポンプ２５を駆動する電気モータ２５ｂの速度は、急速なギアチェンジによるＣＶＴの動的動作中であっても、制御ユニット５６によってその大きさおよび方向が制御されることができる。この速度が制御される精度は、簡易なエンコーダ２５ａから接続部４５を介して制御ユニット５６に対して発せられるフィードバック信号を与えることによって、（任意には）さらに向上され得る。
【００２０】
制御ユニット５２およびコンバータユニット５４の支援によって、ポンプ２５を駆動する電気モータ２５ｂのためのモータ制御部５６は、接続部５１を介して、速度および回転方向が制御される。このことは、すなわち
制御ユニット５２の入力５８において、所与のモーメントで存在する、ＣＶＴの伝達比を表す信号の形式と、
入力６０において、ＣＶＴの伝達比の所望の変化率を表す信号の形式と、
の２つの制御パラメータに基づく。
【００２１】
モータ２５ｂの速度を制御する制御ユニット５２の動作は、このモータ２５ｂの速度が、トランスミッションの伝達比の増大とともに、また伝達比の変化率の増大とともに増大するものである。
【００２２】
トランスミッションに導入されるトルクのサイズは、駆動シャフトに含まれるトルクセンサによって判定されることができるか、または本エンジンの電子制御ユニットに存在するエンジンパラメータから導き出されることができる。
【００２３】
トランスミッションの実際の伝達比の判定に関しては、２つの可能性がある。
変位トランスデューサによって、プーリディスク８または１３のうち一方の軸方向位置から伝達比を判定すること、または
速度センサによってシャフト５の旋回速度を判定し、対応する速度センサでシャフト１０の旋回速度を判定し、これら２つの変数の比率から伝達比を判定すること。これら２つの方法は、最新技術である。
【００２４】
実際の伝達比の変化率の判定は、そのようにして判定された変数を単に微分することによって算出されることができる。
【００２５】
それぞれのモータ２１および２５ｂの実際の速度の判定は、図示されない周知のセンサによって、簡潔な方法で行われることができる。
【００２６】
さまざまな得られた信号の電子的処理、および本発明による制御を実現する支援による、そこからの必要な制御変数の導出は、当業者には問題とはならない。
【００２７】
本発明によれば、ポンプ２５によって任意の所与のモーメントで運ばれる流れは、このように、その時実施されている条件下で厳密に要求されるよりもわずかに大きく選択される。余剰分は、電子制御されたオーバーフローバルブ３４を通して放出される。したがって、ポンプ２５が静止点の周囲で動作することがもはや生じず、その結果、スティックスリップ効果によって引き起こされる問題は、もはや存在しない。さらに、電子制御された圧力解放バルブが、非常に速い応答時間を有し、特に従来技術によるトルク制御されたポンプ・モータ結合体の応答速度よりもはるかに速いことは有利であり、応答時間は、電気モータの回転子およびポンプの回転質量慣性に依存する。このように、本発明は、特に急速なギアチェンジ中の動的条件下での、ＣＶＴの改善された制御性に寄与する。
【図１】
2018516345.tif 000003
【国際調査報告】
2018516345.tif 000004
2018516345.tif 000005