NL1032577C2 - Continu variabele transmissie met een hydraulisch regelsysteem en werkwijze voor het regelen daarvan. - Google Patents

Description

CONTINU VARIABELE TRANSMISSIE MET EEN HYDRAULISCH REGELSYSTEEM EN WERKWIJZE VOOR HET REGELEN DAARVAN

De huidige uitvinding heeft betrekking op een continu variabele transmissie met 5 een hydraulisch regelsysteem, meer in het bijzonder op een werkwijze voor het regelen daarvan zoals omschreven in de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke transmissie is bekend, bijvoorbeeld uit de Europese octrooipublicatie EP-A-0.451.887. De bekende transmissie is voorzien van een drijfriem en van twee poelies, elk voorzien van twee, onderling in axiale zin beweegbare conische 1 o poelieschijven waartussen -een deel van- de drijfriem is opgenomen. Tijdens bedrijf van de transmissie wordt de drijfriem tussen de poelieschijven van de beide poelies ingeklemd door de schijven van een poelie onder invloed van een op tenminste één schijf uitgeoefende hydraulische druk naar elkaar toe te dringen. Het niveau van de hydraulische poeliedrukken is daarbij bepalend voor enerzijds de overbrengings-15 verhouding van de transmissie en anderzijds het maximaal tussen de poelies over te brengen koppel.

Ten einde de genoemde poeliedrukken op het gewenste niveau te kunnen afregelen is de transmissie voorzien van een hydraulisch regelsysteem. Het hydraulisch regelsysteem omvat daarbij een oliereservoir, een oliepomp voor het genereren van een 2 0 oliestroom en tenminste twee poeliedruk-regelventielen voor het afregelen van de afzonderlijke poeliedrukken. Behalve de poeliedrukken wordt ook de druk van de tijdens bedrijf door de oliepomp afgegeven oliestroom, oftewel de lijndruk, afgeregeld door het hydraulisch regelsysteem, dat daartoe voorzien is van een lijndruk-regelventiel. Het lijndrukventiel regelt de lijndruk op het gewenste niveau af door de pomp afgegeven 25 oliestroom, kortweg pompstroom, in meer of minder mate door te laten naar een hydraulische leiding van het hydraulisch regelsysteem waarin een lagere druk heerst. Het is daarbij mogelïjk dat de lijndruk gelijk is aan een poeliedruk, zodat het lijndrukventiel tevens een poeliedrukventiel is. Bij voorkeur, maar niet noodzakelijk, worden de genoemde regelventielen aangestuurd met behulp van een elektronische regeleenheid. 30 In het algemeen kan worden gesteld dat het voor de werking van de bekende transmissie van belang is dat het hydraulisch regelsysteem de poeliedrukken snel, nauwkeurig en op stabiele wijze kan afregelen in reactie op het over te dragen koppel en de gewenste overbrengingsverhouding. De werkelijke uitgeoefende poeliedrukken dienen dus onder alle omstandigheden zo goed mogelijk overeen te stemmen met de gewenste 35 poeliedrukken. Het is een doel van de onderhavige uitvinding de bekende continu 1032577 2 variabele transmissie specifiek ten aanzien van het voornoemde aspect te verbeteren. De uitvinding voorziet daartoe in de constructie volgens de navolgende conclusie 1, waarmee in het bijzonder de reactietijd en stabiliteit van de regelventielen kan worden verbeterd.

5 De uitvinding komt tegemoet aan de beperking van het bekende regelsysteem dat de grootte van de pompstroom invloed heeft op de afmeting en werking van de regelventielen. Hierbij geldt bijvoorbeeld dat het voor de grootte en de regelbaarheid van het ventiel voordelig is dat er een relatief kleine oliestroom door het ventiel vloeit. Er geldt echter tevens dat een relatief grote pompstroom juist voordelig, of zelfs noodzakelijk is 1 o voor de werking van de transmissie als geheel. Bijvoorbeeld wanneer de overbrengings- verhouding van de transmissie wordt gewijzigd is een relatief grote pompstroom nodig om de daarbij optredende verplaatsing van de poelieschijven te kunnen realiseren. Daarnaast wordt de oliepomp doorgaans rechtstreeks aangedreven door de motor van het voertuig waarin de transmissie wordt toegepast, zodat deze reeds bij een laag, 15 bijvoorbeeld stationair, toerental van de motor in staat dient te zijn een oliestroom van voldoende grootte te genereren. De bij hogere toerentallen gegenereerde pompstroom is dan evenredig en eigenlijk onnodig groter.

In de constructie volgens de uitvinding wordt althans de effectief aan het regelsysteem afgegeven oliestroom voordelig afgestemd op de omstandigheden, c.q. het 2 0 momentane olieverbruik van het regelsysteem in het bijzonder ten behoeve van een verandering van de overbrengingsverhouding en de gebruikelijke, drukafhankelijke lekverliezen. Hierdoor kan de door het lijndrukventiel doorgelaten oliestroom relatief klein zijn en bovendien slechts in geringe mate variëren, zodat dit ventiel zeer stabiel de gewenste lijndruk kan afregelen en bovendien snel kan reageren op een verandering 2 5 daarvan.

In een eerste nadere uitwerking van de uitvinding is een regelbare pomp voorzien, zoals een variabel aandrijfbare elektrische pomp, waarvan de afgegeven pompstroom in afhankelijkheid van het genoemde olieverbruik van het regelsysteem wordt afgeregeld. In een tweede nadere uitwerking van de uitvinding, die in het bijzonder geschikt is 3 0 om te worden toegepast in combinatie met een niet-regelbare pomp, wordt een dergelijk overschot van de door de pomp afgegeven oliestroom omgeleid, dat wil zeggen parallel aan de lijndruk· en poeliedrukventielen afgevoerd, waartoe tussen de pomp en een hydraulische retourleiding een pompstroomregelventiel is voorzien. Het pompstroom-regelventiel is daarbij regelbaar in afhankelijkheid van het genoemde overschot, oftewel 35 het verschil tussen de door de pomp afgegeven oliestroom en de momentaan door het 3 regelsysteem gevraagde oliestroom. Het pompstroomregelventiel functioneert daarbij dus als een regelbare hydraulische restrictie. De retourleiding voert de omgeleide stroom olie bijvoorbeeld direct terug naar het reservoir of door naar draaiende delen van de transmissie ten behoeve van de koeling en/of smering daarvan.

5 De uitvinding zal thans bij wijze van voorbeeld nader worden toegelicht aan de tekening waarin: figuur 1 een schematische weergave van een deel van een continu variabele transmissie met drijfriem en poelies is, figuur 2 op schematische wijze een hydraulisch regelsysteem van de transmissie uit de 10 figuur 1 weergeeft, figuur 3 een eerste uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergeeft, figuur 4 een tweede uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergeeft, 15 figuur 5 een derde uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergeeft, en figuur 6 een vierde uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergeeft, en

Figuur 1 toont de centrale delen van een continu variabele transmissie zoals die 2 o wordt toegepast in de aandrijving van bijvoorbeeld personenvoertuigen. De transmissie is op zich algemeen bekend en omvat een primaire poelie 1 en een secundaire poelie 2, die ieder twee poelieschijven 4, 5 omvatten, en een daartussen opgenomen drijfriem 3. De poelieschijven 4,5 zijn conisch gevormd en ten minste één schijf 4 van een poelie 1,2 is axiaal verplaatsbaar over een respectievelijke as 6, 7 waarop de schijven 4, 5 zijn 2 5 aangebracht. De in figuur 1 getoonde drijfriem 3 omvat een paar eindloze metalen dragerelementen 31, elk bestaand uit een stel geneste dunne metalen ringen, die een drager vormen voor een reeks metalen dwarselementen 32, die de tussen de schijven 4, 5 van een poelie 1,2 uitgeoefende klemkrachten opnemen en die, door een rotatie van een aandrijvende poelie 1, elkaar onderling voortduwend over de dragerelementen 31 3 o naar een aangedreven poelie 2 worden bewogen. Een dergelijk type drijfriem staat ook wel bekend als de Van Doorne duwband en is nader omschreven in bijvoorbeeld het Europese octrooi EP-A-0.626.526.

De transmissie omvat verder een hydraulisch regelsysteem, dat aan de genoemde éne schijf 4 van de beide poelies 1, 2 een hydraulische druk P kan opleggen, 3 5 zodanig dat de drijfriem 3 tussen de respectievelijke poelieschijven 4,5 wordt ingeklemd 4 en dat door middel van wrijving in het conische contactvlak tussen de schijven 4,5 en de drijfriem 3 een mechanisch vermogen kan worden overgebracht tussen de poelies 1,2. Een voorbeeld van een dergelijk regelsysteem is in de figuur 2 op schematische wijze weergegeven.

5 Het regelsysteem is ingericht om een gewenste primaire hydraulische druk Pp in een primaire drukcilinder 11 van de primaire poelie 1 en een gewenste secundaire hydraulische druk Ps in een secundaire drukcilinder 12 van de secundaire poelie 2 af te regelen. In het hier getoonde regelsysteem is dit daartoe voorzien van een reservoir 40 voor hydraulisch medium, c.q. olie, een pomp 41 voor het genereren van een oliestroom, ïo een primair ventiel 42 voor het afregelen van de primaire druk Pp en een secundair ventiel 43 voor het afregelen van de secundaire druk Ps. De beide ventielen 42, 43 worden elektronisch aangestuurd. De tijdens bedrijf door de oliepomp 41 gegenereerde oliestroom, kortweg de pompstroom, wordt door het secundair ventiel 43 op de gewenste lijndruk PI gebracht, die althans in dit voorbeeld tevens dienst doet als de secundaire druk 15 Ps, waarbij het ventiel 43 een overschot van de pompstroom naar een hydraulische afvoerleiding 44 doorlaat. In dit voorbeeld voert de afvoerleiding 44 direct terug naar het reservoir 40. Bij voorkeur, maar niet noodzakelijk, worden de genoemde regelventielen 42,43 aangestuurd met behulp van een elektronische regeleenheid (niet weergegeven).

Een nadeel van de in de figuur 1 getoonde, bekende opzet van het regelsysteem 2 o is, dat er in het bijzonder in zogenaamde statische bedrijfscondities, waarin het volume van de drukcilinders 11,12 in hoofdzaak constant is, een relatief grote oliestroom via het secundair ventiel 43 wordt afgevoerd. Als gevolg daarvan dient het secundair ventiel 43 overeenkomstig groot te zijn, waardoor de regelbaarheid daarvan onder de gegeven omstandigheden niet optimaal is en zal dit bijvoorbeeld niet optimaal snel en/of precies 2 5 kunnen reageren op een verandering van de gewenste secundaire druk Ps en/of op een verandering van het volume van de drukcilinders 11,12.

In de figuur 3 is een eerste uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergegeven. In dit regelsysteem volgens de uitvinding is het afvoerkanaal 44 voorzien van oliestroom-meetmiddelen 45 voor het 3 o meten van de naar het reservoir 40 afgevoerde oliestroom en van een regelbare pomp 46, zoals bijvoorbeeld een elektrisch aangedreven pomp, waarvan de te genereren oliestroom naar wens kan worden gevarieerd. In het hydraulisch systeem volgens de uitvinding wordt de regelbare pomp 46 in relatie tot de door de oliestroom-meetmiddelen 45 gemeten oliestroom aangestuurd. Hiertoe geven de oliestroom-meetmiddelen 45 een 3 5 signaal dat representatief is voor die gemeten oliestroom af aan de regelbare pomp 46, 5 althans aan pompregelmiddelen daarvan (niet weergegeven), hetgeen in de figuur 3 gesymboliseerd wordt door de gestreepte verbindingslijn 47. Met dit regelsysteem kan de via het secundair ventiel 43 afgevoerde oliestroom voordelig worden gereduceerd, bijvoorbeeld door de pompstroom van de regelbare pomp 46 omgekeerd evenredig met 5 de door de oliestroom-meetmiddelen 45 gemeten oliestroom af te regelen, bij voorkeur zodanig dat deze laatste een althans nagenoeg constante waarde aanneemt.

In de figuur 4 is een tweede uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding weergegeven met de gebruikelijk toegepaste, mechanisch aangedreven pomp 41 met een vast pompvolume per omwenteling/slag. In 1 o dit regelsysteem volgens de uitvinding is de pomp 41 via een pompstroomregelventiel 48 met een retourleiding 49 verbonden, terwijl tevens oliestroom-meetmiddelen 45 voor het meten van de via het secundair ventiel 43 naar het reservoir 40 afgevoerde oliestroom zijn voorzien. Door middel van het pompstroomregelventiel 48 en de retourleiding 49 kan een groter of kleiner deel van de pomp stroom worden omgeleid, dat wil zeggen parallel 15 aan het secundair ventiel 43 worden afgevoerd.

In het hydraulisch systeem volgens de uitvinding wordt het pompstroomregelventiel 48 in relatie tot de door de oliestroom-meetmiddelen 45 gemeten oliestroom aangestuurd. Hiertoe geven de oliestroom-meetmiddelen 45 een signaal dat representatief is voor die gemeten oliestroom af aan het pompstroomregelventiel 48, 20 althans aan ventielregelmiddelen daarvan (niet weergegeven), hetgeen in de figuur 4 gesymboliseerd wordt door de gestreepte verbindingslijn 60. Het pompstroomregelventiel 48 functioneert hierbij dus min of meer als de bekende regelbare hydraulische restrictie. Met dit regelsysteem kan de via het secundair ventiel 43 afgevoerde oliestroom voordelig worden gereduceerd, door de door het pompstroomregelventiel 48 omgeleide oliestroom 25 in directe relatie de door de oliestroom-meetmiddelen 45 gemeten oliestroom af te regelen, bij voorkeur zodanig dat deze laatste een althans nagenoeg constante waarde aanneemt. Aldus wordt het overschot van de door de pomp 41 afgegeven oliestroom parallel aan het secundair ventiel 43 naar het reservoir 40 afgevoerd.

Volgens de uitvinding kan een eenvoudige hydraulische restrictie 50 in de 30 afvoerleiding 44 daarbij dienst doen als de genoemde oliestroom-meetmiddelen, welk derde uitvoeringsvoorbeeld van het hydraulisch regelsysteem volgens de uitvinding in de figuur 5 is weergegeven. Immers een eerste drukniveau PI net voor, d.w.z. stroomopwaarts van de restrictie 50 wordt bepaald door (het volume van) de oliestroom die door de restrictie vloeit, tenminste voorzover een tweede drukniveau P2 net voorbij, 3 5 d.w.z. stroomafwaarts van de restrictie 50 constant is. Dit laatste is bijvoorbeeld het geval 6 indien de oliestroom voorbij de restrictie 50 vrij uit de afvoerleiding 44, en bijvoorbeeld in het reservoir 40, kan stromen, of indien een dat tweede drukniveau P2 door middel van een aanvullende drukregelventiel 51 wordt afgeregeld.

(n de lay-out van het regelsysteem in figuur 5 wordt in de afvoerleiding 44 van het 5 secundair ventiel 43 een constant drukniveau gerealiseerd met behulp van een aanvullend drukregelventiel 51. Een dergelijke aanvullende systeemdruk en bijbehorende oliestroom verzorgt één of meer van de gebruikelijke verdere functies F van het regelsysteem, zoals het openen en sluiten van koppelingen in de transmissie en het voeden van zogenaamde solenoïdes ten behoeve van de hydraulische aansturing van de io genoemde ventielen 43, 48 en 51. De oliestroom die vervolgens door het aanvullende drukregelventiel 51 wordt doorgelaten wordt tenslotte gebruikt voor het smeren en koelen van roterende transmissiecomponenten, hier enkel schematisch aangeduid als een aantal hydraulische restricties 52. Een belangrijk voordeel van een dergelijke opzet van het regelsysteem volgens de uitvinding is, dat het genoemde eerste drukniveau PI direct 15 kan worden benut voor de aansturing van het pompstroomregelventiel 48 via een eenvoudige hydraulische drukterugkoppelings- of regelleiding 53.

Een alternatieve mogelijkheid is volgens de uitvinding dat het smeerdrukniveau dienst doet als het genoemde eerste drukniveau PI, door dit door middel van een regelleiding 54 terug te koppelen op het pompstroomregelventiel 48. Een belangrijk 2 o voordeel van een dergelijke opzet van het regelsysteem volgens de uitvinding is dat een additionele restrictie 50 en bijbehorende additionele drukval niet nodig zijn. Daarnaast is een voorheen gebruikelijk toegepast smeerdrukregelventiel overbodig geworden, omdat het smeerdrukniveau nu indirect wordt geregeld doordat de oliestroom die door de relevante hydraulische restricties 52 vloeit wordt afgeregeld op een gewenst niveau met 25 behulp van de hier beschreven aansturing van het pompstroomregelventiel 48.

Opgemerkt wordt dat, hoewel de onderhavige uitvinding tot nu toe werd beschreven in relatie tot één enkele pomp, deze zondermeer ook kan worden toegepast op een hydraulisch regelsysteem met twee of meer pompen waarvan de oliestromen op bekende en bijvoorbeeld in EP-A-1482215 beschreven wijze onderling schakelbaar 3 0 kunnen zijn. In de figuur 6 is hiervan een voorbeeld gegeven in de vorm van een pompstroomregelventiel 48 volgens de uitvinding dat geschikt is om te worden toegepast in een zogenaamde single/dual-schakeling van twee pompen 41a en 41b.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de uitvoeringsvormen die hierboven zijn beschreven, maar heeft ook betrekking op alle details in de figuren en de inhoud van 35 de navolgende conclusies.

1 0 3 ? 5 7 7

Claims (6)

1. Werkwijze voor het regelen van een continu variabele transmissie voorzien van een drijfriem (6) aangebracht tussen een primaire poelie (1) en een secundaire poelie (2) van de transmissie met elk twee poelieschijven (4, 5) waarvan er telkens tenminste één 5 poelieschijf (4) axiaal verplaatsbaar is onder invloed van een in een drukcilinder (11; 12) van een respectievelijke poelie (1; 2) uitgeoefende hydraulische druk, en van een hydraulisch regelsysteem voor het regelen van de genoemde drukken, dat tenminste een reservoir (40) voor hydraulisch medium, een regelbare pomp (46) voor het genereren van een regelbare pompstroom van hydraulisch medium vanuit het reservoir (40) en een io drukregelventiel (43) voor het regelen van de hydraulische druk van de pompstroom omvat, waarin een overschot van de pompstroom wordt afgevoerd door het drukregelventiel (43) in de richting van het reservoir (40), met het kenmerk, dat de pompstroom in afhankelijkheid van een naar het reservoir (40) teruggevoerde oliestroom wordt geregeld.

2. Werkwijze voor het regelen van een continu variabele transmissie voorzien van een drijfriem (6) aangebracht tussen een primaire poelie (1) en een secundaire poelie (2) van de transmissie met elk twee poelieschijven (4,5), waarvan er telkens tenminste één poelieschijf (4) axiaal verplaatsbaar is onder invloed van een in een drukcilinder (11; 12) van een respectievelijke poelie (1; 2) uitgeoefende hydraulische druk, en van een 2. hydraulisch regelsysteem voor het regelen van de genoemde drukken, dat tenminste een reservoir (40) voor hydraulisch medium, een pomp (41) voor het genereren van een stroom van hydraulisch medium vanuit het reservoir (40) en een drukregelventiel (43) voor het regelen van de hydraulische druk van die pompstroom omvat, waarin een overschot van de pompstroom wordt afgevoerd door het drukregelventiel (43) in de 25 richting van het reservoir (40), met het kenmerk, dat het systeem tevens is voorzien van oliestroom-meetmiddelen (45; 50; 52) en van een verder regelventiel (48), dat bestemd is voor het parallel aan het drukregelventiel (43) via een retourleiding (49) naar het reservoir (40) afvoeren van een deel van de pompstroom, en dat de grootte van het parallel afgevoerde deel van de pompstroom in afhankelijkheid van de door de oliestroom- 3. meetmiddelen (45; 50; 52) gemeten oliestroom wordt geregeld.

3. Continu variabele transmissie voorzien van een drijfriem (6) aangebracht tussen een primaire poelie (1) en een secundaire poelie (2) van de transmissie met elk twee poelieschijven (4, 5), waarvan er telkens tenminste één poelieschijf (4) axiaal verplaatsbaar is onder invloed van een in een drukcilinder (11; 12) van een 1032577 respectievelijke poelie (1; 2) uitgeoefende hydraulische druk, en van een hydraulisch regelsysteem voor het regelen van de genoemde drukken, dat tenminste een reservoir (40) voor hydraulisch medium, een regelbare pomp (46) voor het genereren van een regelbare pompstroom van hydraulisch medium vanuit het reservoir (40) en een 5 drukregelventiel (43) voor het regelen van de hydraulische druk van de pompstroom omvat, waarbij het drukregelventiel (43) een overschot van de pompstroom afvoert in de richting van het reservoir (40), met het kenmerk, dat het systeem middelen omvat (45, 47) voor het regelen van de pompstroom in afhankelijkheid van een naar het reservoir (40) teruggevoerde oliestroom.

4. Continu variabele transmissie voorzien van een drijfriem (6) aangebracht tussen een primaire poelie (1) en een secundaire poelie (2) van de transmissie met elk twee poelieschijven (4, 5), waarvan er telkens tenminste één poelieschijf (4) axiaal verplaatsbaar is onder invloed van een in een drukcilinder (11; 12) van een respectievelijke poelie (1; 2) uitgeoefende hydraulische druk, en van een hydraulisch 15 regelsysteem voor het regelen van de genoemde drukken, dat tenminste een reservoir (40) voor hydraulisch medium, een pomp (41) voor het genereren van een stroom van hydraulisch medium vanuit het reservoir (40) en een drukregelventiel (43) voor het regelen van de hydraulische druk van die pompstroom omvat, waarbij het drukregelventiel (43) een overschot van de pompstroom via een afvoerleiding (44) 2. afvoert in de richting van het reservoir (40), met het kenmerk, dat het systeem tevens is voorzien van oliestroom-meetmiddelen (45; 50; 52) en van een verder regelventiel (48), dat bestemd is voor het parallel aan het drukregelventiel (43) via een retourleiding (49) naar het reservoir (40) afvoeren van een deel van de pompstroom en dat is voorzien van regelmiddelen (60; 53; 54) voor het regelen van de grootte van het parallel afgevoerde 2. deel van de pompstroom in afhankelijkheid van de door de oliestroom-meetmiddelen (45; 50; 52) gemeten oliestroom.

5. Continu variabele transmissie volgens de conclusie 4, met het kenmerk, dat de oliestroom-meetmiddelen (45; 50; 52) een hydraulische restrictie (45; 50; 52) omvatten en dat de regelmiddelen (60; 53; 54) de pompstroom in afhankelijkheid van het 3. drukniveau net voor, d.w.z. stroomopwaarts van de restrictie (45; 50; 52) regelen.

6. Continu variabele transmissie volgens de conclusie 4, met het kenmerk dat, de regelmiddelen (60; 53; 54) een drukterugkoppelingsleiding (60; 53; 54) omvatten die de net voor, d.w.z. stroomopwaarts van de restrictie (45; 50; 52) heersende druk terugkoppelt op het drukregelventiel (43). ^ ^ 3 2 5 γ γ