JP4043527B2 - 無段調節可能な巻掛け伝動装置においてコンスタントな締付け比を調節するための液圧非常制御装置 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の液圧非常制御装置から出発する。
まだ公開されていないＤＥ１９６０９７８５明細書に基づき、電子制御式の連続的に可変の伝動装置（continuously variable transmission，CVT）のための同様の液圧非常制御装置が公知である。これに記載された、有利には自動車に使用されるＣＴＶ伝動装置は、非常走行運転のための制御装置を有している。この制御装置は、標準走行運転の電気的な制御装置の故障時に、高い伝達比を有する切換位置をもたらし、これにより、より好適な再スタート条件および発進条件が得られる。このような制御時には、特に、引張り手段とベルトプーリ対との間の、二次側の締付け力に対する一次側の締付け力の比が、中間伝達比範囲にわたってコンスタントに保持される。この中間伝達比範囲においては、伝達比は被駆動軸の所要トルクに応じて変化する。高いトルクが必要な場合には、停止状態から発進を可能にする高い伝達比が選択され、これに対して低いトルクが必要とされる場合、例えばエンジンブレーキトルクが発生すると、小さな伝達比が生ぜしめられる。このために必要となる手段は、前記明細書において第１図および第２図に示されている。
発明の利点
本発明による液圧非常制御装置は、標準走行運転中に作動する電気液圧式の制御装置の助成なしに、無段変速式の巻掛け伝動装置を全伝達比範囲にわたって活用するために必要となるものである。液圧非常制御装置によって、所定の種類の車両において例えば山道における発進または地下ガレージからの発進を可能にするために、車両スタート時には、ロー範囲における発進伝達比が生ぜしめられるようになっている。同様に、走行速度が高く機関トルクが低い場合には、「オーバドライブ」範囲の伝達比が生ぜしめられるようになっている。この場合重要なのは、エンジンブレーキ運転中、例えば車両の制動時に、伝達比がオーバドライブ範囲内にまで完全には低下せず、車両機関の、新たな始動または加速に起因する急速な回転数上昇後すぐに「ロー」の方向に伝達比が調節されることである。
本発明による液圧非常制御装置の場合、締付け力比は、圧送されたポンプ容積流もしくは機関回転数に応じて変化する。このことを目的として、一次側および二次側の軸方向調節装置のそれぞれのピストン室に圧力媒体を供給するために、開いた液圧回路において、少なくとも１つのチョーク弁が配置されている。このチョーク弁で生ぜしめられた、容積流に関連した圧力変化が、別の弁によって助成されて、対応するベルトプーリ対における圧着圧力を変化させる。一次側の圧力および二次側の圧力を調整するために、それぞれ１つの一次側弁と二次側弁とが使用される。各弁は、非常走行運転中には開いている各１つの電磁操作式の前制御弁を介して制御される。これらの前制御弁はオリフィス弁を介して、特に二次側弁の出口に接続されている。一次側のピストン室内の圧力媒体圧は付加的に一次側圧力制限弁によって制限される。このような圧力制限弁の出口は制御管路を介して、一次側の前制御弁と一次側弁との間に位置する制御管路に接続されている。これと共に、圧力制限弁の出口に配置された制御管路が前制御弁から延びる制御管路内に開口する開口部と、前制御弁から延びる制御管路が、一次側の前制御弁に通じる供給管路から分岐する分岐部との間に、１つのオリフィス弁が配置されている。
このような液圧回路は、特にエンジンブレーキ運転中、つまり伝達比がオーバドライブの方向に動かされる場合に、非常走行運転時に機関回転数が短時間で上昇すると、一次側の圧力制限弁の制限圧力を超えるような一次側の圧力上昇によって反応する。これによりオリフィス弁と一次側弁の制御入口との間の制御管路内に短時間滞留する圧力媒体が、一次側弁を戻し位置に動かす。この戻し位置においては一次側のピストン室の圧力媒体がタンク内に放圧される。これにより、巻掛け伝動装置の伝達比が上昇し、これにより車両の新たな加速が可能になる。
本発明の別の構成が、請求項２以下および図面に示した実施例から得られる。
図面
本発明の実施例を、図面に液圧回路図の形で概略的に示した背景技術とともに、次の図面および簡単に示した線図につき詳しく説明する。
第１図は、予め選択された締付け力比を調節するための液圧回路図である。
第２図は締付け力比の線図である。
第３図は一次側弁に通じる制御管路内にオリフィス弁を備えた、第１図と同様の液圧回路図である。
第４図は別の２つのオリフィス弁を備えた、第３図と同様の液圧回路図である。
実施例の説明
第１図は、無段変速式の巻掛け伝動装置の駆動側および被駆動側の圧力シリンダの作動油圧力を制御するための液圧回路図から、従来技術に相当する部分を示している。公知の巻掛け伝動装置１０は２つのベルトプーリ対を有している。これらのベルトプーリの間には、伝達手段１４、例えば摺動コマ板ベルト、チェーン、Ｖベルトなどが配置されている。両ベルトプーリ対はそれぞれ２つのベルトプーリ１１，１２；１５，１６から成っている。これらのベルトプーリは液圧式に互いに緊定可能に形成されている。このために必要なピストン部分およびシリンダ部分は、有利には少なくともベルトプーリの一部に組み込まれている。これらの部分によって閉じ込められたピストン室は一次側ではピストン室１３であり、二次側ではピストン室１７である。これらのピストン室は、調節しようとする伝達比に応じて、このために必要な作業圧力で負荷される。一次側のベルトプーリ対は例えば車両機関によって駆動され、これに対して二次側のベルトプーリは車両の駆動系に作用する。
ベルトプーリ対１１，１２と１５，１６とに必要な締付け力を付与するために、例えば車両機関によって駆動された流体静力学的なポンプ７が両ピストン室１３，１７に作動油を供給する。ここに記載した構成においては、必要な被駆動側の二次側圧力は、必要な駆動側の一次側圧力よりも大きいか、またはこれに等しい。
二次側のピストン室１７は、作業管路１０２と二次側圧力管路１０３とを介して弁の介在なしに圧力媒体を供給される。二次側圧力は二次側弁６０および圧力制限弁として形成された前制御弁７０によって調節される。両弁６０および７０の間には作業管路１１１が位置している。作業管路１１１内には、前制御弁７０の手前にオリフィス弁７７が配置されている。
二次側弁６０は外力により制御される圧力制限弁である。前制御弁７０は電磁式に操作可能な圧力制限弁である。この圧力制限弁の出力はタンク内に放圧される。前制御弁７０の制御管路７１はオリフィス弁７７の後ろで分岐している。この制御管路７１は付加的に液圧貯え器７５に接続されている。
ピストン室１３内の一次側オイル圧力は３ポート３位置・比例方向切換弁として形成された一次側弁２０によって調節される。作業管路１０４を介して二次側圧力管路１０３からオイルを供給されるこのような一次側弁２０は、一次側圧力管路１０５を介してピストン室１３に接続されている。一次側弁２０は一方では左側に制御接続部２５を、他方では右側に機械的な戻しばね２１を有している。一次側弁２０の流入接続部に通じる作業管路１０４には、チョーク弁２９が装着されている。一次側圧力管路１０５からは作業管路１０６が分岐している。この作業管路１０６は２つの圧力制限弁３０および４０を介して伝動装置潤滑媒体管路１２１内に通じている。作業管路１０６内には、一次側弁２０の流出部に接続された戻し管路１０７が開口している。このような開口と一次側圧力管路１０５からの作業管路１０６の分岐部との間に、前記圧力制限弁３０が設けられている。戻し管路１０７の開口と圧力制限弁４０との間では、作業管路１０６は作業管路１１１に交差している。
作業管路１１１からは、別の作業管路１１２が分岐している。この作業管路１１２は、電磁的に操作可能な圧力制限弁５０内で、タンク放圧部で終わっている。圧力制限弁５０は一次側弁２０のための前制御弁である。前制御弁５０の手前には、オリフィス弁５７が配置されている。このオリフィス弁５７と前制御弁５０の供給接続部との間には、制御管路５１が分岐している。この制御管路には液圧貯え器５５が接続されている。この分岐部の領域には、制御管路２３が接続されている。この制御管路は一次側弁２０の制御接続部２５に通じている。
伝動装置潤滑媒体管路１２１とタンクとの間には、タンク戻し管路１２５が配置されている。このタンク戻し管路は、例えばポンプ７の手前で作業管路１０１内に開口している。タンク戻し管路１２５には、潤滑圧力弁８０が装着されている。この潤滑圧力弁は圧力制限弁として形成されている。この圧力制限弁は潤滑圧力を上方に向かって制限する。
電子制御装置の故障時には、前制御弁５０，７０の電磁石はもはや給電されない。前制御弁５０，７０は開く。制御管路６２，２３の圧力は低下する。続いて二次側弁６０が最大制限圧力を調節する一方、一次側弁２０は切換位置３に動かされる。作業管路１０６内の圧力制限弁３０は、予め設定された最大一次側圧力を超えると開く。圧力媒体は、二次側圧力管路１０３から作業管路１０４と、チョーク弁２９と、一次側弁２０と、一次側圧力管路１０５と、一次側の圧力制限弁３０と、作業管路１０６とを介して、圧力制限弁４０に流れる。この圧力制限弁４０において、前制御弁５０，７０を制御するための圧力媒体が提供される。
二次側弁６０および一次側の圧力制限弁３０の制限圧力がコンスタントである場合には、ピストン室１３，１７にコンスタントな締付け力比Ｋ_ｐ／Ｋ_ｓが生ぜしめられる。
第２図は、一次側シリンダの締付け力Ｋ_ｐと二次側のシリンダの締付け力Ｋ_ｓとの間の比を、巻掛け伝動装置の伝達比ｉに関して概略的に示した線図である。この線図の横座標軸には伝達比が右に向かって増大するようにプロットされている。「ロー」と呼ばれる最大伝達比が、通常の場合車両の発進時に選択されるのに対して、「オーバドライブ」と呼ばれる最小伝達比は最高ギヤ段に相当する。伝達比範囲全体をカバーする上側の曲線１は、全負荷運転時のトルク伝達に必要な締付け力比を表している。やはり伝達範囲全体をカバーする下側の曲線２は、伝達しようとするトルクがほぼゼロである場合のための締付け力比を再現している。
第１図に示した液圧回路に基づき生ぜしめられた締付け力比Ｋ_ｐ／Ｋ_ｓは、第２図においてはほぼ中央の水平な線３に相当する。これによれば、例えば発進時のほぼ「ロー」の状態と、ほぼ「オーバドライブ」の状態との間の伝達比調節が例えばより高速時のエンジンブレーキ運転中において可能である。
第１図に示した液圧回路はエンジン回転数が低い時に不都合を有している。この不都合は特に発進時に生ぜしめられる。規定の一次側制限圧力に達したあとに一次側の圧力制限弁３０が開くと、場合によっては、ポンプ７によって圧送された全ての容積流が、二次側弁６０が開くことなしに、チョーク弁２９と、一次側弁２０と、一次側の圧力制限弁３０とを介して、圧力制限弁４０に導かれることがある。これにより、締付け力比は、チョーク弁２９の圧力低下と一次側の圧力制限弁３０の制限圧力とによって規定される。二次側圧力の低下によって、締付け力比Ｋ_ｐ／Ｋ_ｓが上昇する、すなわち線３は線５に向かってずらされる。線５においては、伝動装置伝達比はエンジンブレーキ運転中にはオーバドライブに向かってシフトさせられ、全負荷時には、「ロー」に向いた伝達比調節は僅かしか可能ではない。このことは発進時には不都合である。
コンスタントな締付け力比を自動車機関の比較的低い回転数においても保証するために、第３図に示した液圧回路図には、一次側の圧力制限弁３０′に出口が、制御管路２４を介して、一次側の前制御弁５０に通じる制御管路２３に接続されている。制御管路２３には、制御管路２４の開口部と前制御弁５０との間にオリフィス弁３１が配置されている。付加的に、一次側弁２０の戻し接続部がタンクに結合されている。
非常走行運転時に一次側圧力が圧力制限弁３０′の制限圧力を超えると、圧力媒体が一次側圧力管路１０５から、開かれた前制御弁５０を介してタンク内に流入する。この際に圧力媒体は、作業管路１０６′と、一次側の圧力制限弁３０′と、制御管路２４と、オリフィス弁３１を備えた制御管路２３とを通過する。
一次側の圧力制限弁３０′が充分に大きく開かれると、オリフィス弁３１の手前で、制御管路２４内の圧力と、オリフィス弁３１と一次側弁２０との間の制御管路２３内の圧力とが高まるので、一次側弁２０のスライダが、戻しばね２１の力に抗して切換位置１に動かされる。これにより、一次側圧力管路１０５が直接的にタンク内に放圧される。一次側のピストン室１３内の圧力が降下する。ベルトプーリ１１および１２の相互間隔が増大させられる。こうして、巻掛け伝動装置の伝達比が「ロー」に向かって調節される。
第３図に示した液圧回路図においては、二次側圧力管路１０３から、チョーク弁２９と一次側弁２０とを介して一次側圧力管路１０５に小さな圧力媒体容積流しか達しないので、二次側弁６０は、小さなポンプフィード量もしくは車両機関の低い回転数において既に開く。従って、広い回転数範囲にわたってコンスタントな締付け力比Ｋ_ｐ／Ｋ_ｓを、第２図のＫ_ｐ／Ｋ_ｓ線図における水平な線３に相応して実現することができる。
この場合には小さな圧力媒体容積流しか圧力制限弁３０′を介して流れないので、この圧力制限弁は、第１図に示した圧力制限弁３０と比べて一層小さく寸法設定することができる。これにより、液圧非常制御に必要となる構造スペースがより小さくなる。
一次側弁２０に加えられる制御圧力に影響を与えるために、作業管路１０６′にも、制御管路２３の、制御管路２４の開口と制御接続部２５との間にも、１つまたは２つの別のチョーク弁またはオリフィス弁３２，３３を配置することができる（第４図）。作業管路１０６′に設けられたオリフィス弁３２は、一次側の圧力制限弁３０′の弁独自の制御管路の手前に装着されている。

Claims (9)

1. 無段式の巻掛け伝動装置（１０）の第１および第２の液圧式のベルトプーリ軸方向移動調節装置内の作動油圧力を伝達比に関連して変化させるための液圧非常制御装置であって、
   （イ）少なくとも、第２の軸方向調節装置のピストン室（１７）に直接的に作動油を供給するポンプ（７）が設けられており、
   （ロ）第２の軸方向調節装置の作動油圧力を制限する少なくとも１つの二次側弁（６０）が設けられており、
   （ハ）電磁的に操作される圧力制限弁（７０）が設けられており、該圧力制限弁が二次側弁（６０）に後置されていて、該二次側弁を遠隔制御するようになっており、圧力制限弁（７０）の供給部には、オリフィス弁（７７）が配置されており、該オリフィス弁（７７）の後方では、二次側弁（６０）を遠隔制御するための制御管路（６２）が分岐しており、
   （ニ）ピストン室（１７）の供給部から作動油を供給される比例方向切換弁（２０）が設けられており、該比例方向切換弁を介して、第１の軸方向調節装置のピストン室（１３）が圧力媒体を供給されるようになっており、
   （ホ）ピストン室（１７）の供給部と比例方向切換弁（２０）との間に、チョーク弁（２９）が配置されており、
   （ヘ）電磁的に操作される圧力制限弁（５０）が設けられており、該圧力制限弁（５０）が二次側弁（６０）に後接続されていて、比例方向切換弁（２０）を液圧的に制御するようになっており、圧力制限弁（５０）の供給部には、オリフィス弁（５７）が配置されており、該オリフィス弁（５７）の後方で、比例方向切換弁（２０）を制御するための制御管路（２３）が分岐しており、
   （ト）ピストン室（１３）の供給部内の圧力を制限する圧力制限弁（３０，３０′）が設けられている
   形式のものにおいて、
   （チ）圧力制限弁（３０′）の出口が、比例方向切換弁（２０）を制御するための前記制御管路（２３）に、制御管路（２４）を介して接続されており、
   （リ）該制御管路（２４）が比例方向切換弁を制御するための前記制御管路（２３）内に開口する開口部と、該制御管路（２３）が圧力制限弁（５０）に通じる供給管路（１１２）から分岐する分岐部との間に、オリフィス弁（３１）が配置されている
   ことを特徴とする、液圧非常制御装置。
2. 比例方向切換弁（２０）が３ポート３位置弁であり、該３ポート３位置弁のスライダが戻しばね（２１）と、制御接続部（２５）を備えた液圧的な操作部との間に緊定されていて、遮断手段位置を有している、請求項１記載の液圧非常制御装置。
3. 圧力制限弁（５０，７０）が非通電状態において開かれている、請求項１記載の液圧非常制御装置。
4. 圧力制限弁（５０，７０）の各制御管路（５１，７１）に、液圧貯え器（５５，７５）が接続されている、請求項１記載の液圧非常制御装置。
5. 圧力制限弁（５０，７０）への管路内の圧力媒体の圧力が、補助圧力弁（４０）によって制限されるようになっている、請求項１記載の液圧非常制御装置。
6. 補助圧力弁（４０）に、圧力制限弁（８０）が潤滑圧力弁として後接続されており、該潤滑圧力弁の入口の手前に潤滑媒体管路（１２１）が分岐していて、潤滑圧力弁の出口がタンク内に放圧されるか、または、ポンプ（７）の吸込接続部に供給されるようになっている、請求項５記載の液圧非常制御装置。
7. ばね負荷される弁（２０，３０，４０，６０，８０）の少なくとも一部の戻しばねのばね定数が、機械的または電気的に調節可能である、請求項１記載の液圧非常制御装置。
8. 作業管路（１０６′）に少なくとも１つのオリフィス弁（３２）が位置している、請求項１記載の液圧非常制御装置。
9. 制御管路（２３）内で、制御管路（２４）の開口部と、制御接続部（２５）との間に、少なくとも１つのオリフィス弁（３３）が配置されている、請求項１記載の液圧非常制御装置。

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