专利名称：用于无级变速器的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的用于无级变速器(连续可变传动装置)的控制系统。
背景技术：
例如，从公布为W0-A-2007/013792的国际专利申请可以知道这种控制系统和变 速器，所述申请涉及一种用于控制系统的特定布置的控制方法。所述已知的无级变速器包 括第一可变皮带轮或驱动可变皮带轮以及第二可变皮带轮或从动可变皮带轮，以及环形传 动元件或传动带，其可以是多种已知类型中的一种，围绕所述皮带轮缠绕并与所述皮带轮 摩擦接触。所述变速器在第一和第二皮带轮之间提供传动速比，借助于变速器的控制系统、 通过对所述可变皮带轮的适当致动，所述传动速比可以被控制成在所述变速器所涵盖的速 比范围内的任意值。更特别地，每个皮带轮包括两个轮盘(sheaves)，传动带保持在所述两 个轮盘之间，并且所述轮盘中的一个被布置成可以在控制系统的致动装置的作用下沿着相 应的皮带轮轴轴向移动。所述已知的控制系统的致动装置包括两个压力缸，每一个与所述可动轮盘的相应 一个相关联。而且，所述控制系统包括液压装置，以用于以受控的方式获得与第一皮带轮相 关联的压力缸中的压力水平，所述缸压力代表后文所指的第一压力，所述液压装置还用于 以受控的方式获得与第二皮带轮相关联的压力缸中的压力水平，所述缸压力代表后文所指 的第二压力。这些缸压力决定相应地施加给每个皮带轮的轮盘之间的传动带上的夹紧力， 并且因此决定所述速比以及由变速器传递的转矩。所述已知液压装置包括下列部件_用于将液流供给至主液压管路的液压泵，-能够将主液压管路中的液体压力控制到期望水平的可调管路压力阀，所述期望 水平代表后文所指的管路压力，-夹置在主液压管路与连接到关联于第一皮带轮的压力缸上的第一液压支路之间 并且能够将第一压力控制在第一最小压力水平与管路压力之间的可调第一压力阀，-夹置在主液压管路与连接到关联于第二皮带轮的压力缸上的第二液压支路之间 并且能够将第二压力控制在第二最小压力水平与管路压力之间的可调第二压力阀，-用于调节管路压力值从而使有效主导管路压力水平与期望值一致的管路压力阀 控制装置，-用于调节第一压力值从而使有效主导第一压力水平与期望值一致的第一压力阀 控制装置，以及-用于调节第二压力值从而使有效主导第二压力水平与期望值一致的第二压力阀 控制装置。根据W0-A-2007/013792，期望管路压力被设定成与期望第一压力和期望第二压力 中的最高值一致，由此，与所述相应最高缸压力相关联的第一或第二压力阀被调节成全开状态，也就是提供至少基本上不受限的液压连接。因此，取决于所述相应缸压力高于另一个 缸压力，管路压力交替地充当第一或第二压力。所述最高缸压力此时不受到它的相应压力 阀、即第一或第二压力阀和相关联控制装置的控制，而是受到管路压力阀和管路压力控制 装置的控制。
发明内容
尽管W0-A-2007/013792提供了一种有效果且有效率的控制方法，但它仍然依赖 于控制系统的传统设置。本发明旨在优化与上述已知控制方法相关的已知的无级变速器的 控制系统，从而对其特别改装，优选地由此降低系统的成本。根据本发明，通过所附的权利要求1或权利要求6的控制系统来实现所述目的。根 据本发明，因为每次只通过相应的阀和相关联的阀控制装置对第一和第二压力中的一个进 行有效控制，因此事实上，所述阀和阀控制装置能够在它们之间共用，也就是说，原则上，单 个缸压力阀控制装置甚至单个缸压力阀就足以控制所述两个所述缸压力。因此，相应的另 一个也就是最高缸压力在管路压力阀控制装置的作用下受到管路压力阀的控制。因此，在依照本发明的上述控制系统中，提供了切换器以用于将单个缸压力阀控 制装置二选一地与第一压力阀或第二压力阀连接，或者用于将单个缸压力阀二选一地与关 联于第一皮带轮的压力缸或与关联于第二皮带轮的压力缸连接。更特别地，所述切换器呈 液压切换阀的形式。
现在连同附图对本发明进行进一步地说明，其中图1是已知控制系统的略图，其作为由其所致动的图示无级变速器的一部分；图2是示出了由阀控制装置在依据已知控制方法操作时所决定的压力设定值的 曲线图；图3概略地示出了依据本发明的控制系统的液压装置的第一可能实施方式；图4概略地示出了依据本发明的控制系统的液压装置的第二可能实施方式；图5描述了适于本发明的液压切换阀。
具体实施例方式图1示意性地示出了无级变速器1，用于获得和改变变速器1的输入或第一轴2与 输出或第二轴3之间的变速比，所述变速器包括用于变速器1的致动的控制系统，其带有任 意辅助功能。所述辅助功能示意性地表示为例如可以代表变速器1的离合器或润滑点的液 压使用件Ul、U2。变速器1用于夹置在例如机动车的发动机E和负载L之间，用于在可能 传动比的连续范围内改变它们之间的变速比。变速器1还包括环形柔性皮带4，其围绕置于第一轴2上的第一皮带轮5和置于第二轴3上的第二皮带轮6缠绕在其间。通过由施加在与第一皮带轮5的轴向可动轮盘相关 联的第一压力缸7中的液压力即第一压力Ppri、以及由施加在与第二皮带轮6的轴向可动 轮盘相关联的第二压力缸8中的液压力即第二压力Psec所分别产生的夹紧力，皮带4与各 个皮带轮5、6的轮盘摩擦配合。
所述压力Ppri、Psec是以受控的方式由控制系统的液压装置获得的，其包括泵 10，所述泵10也可以由发动机E驱动并且将加压液压介质流供给至液压装置的主液压管路 12。由此，从存储容器11抽出这种介质作为液压介质，所述存储容器11也表示为油泵11。 主管路12中的压力水平、即管路压力Pline由可调管路压力阀13控制。管路压力阀13设 有公知的阀偏置装置，在本例子中，其包括管路压力反馈线路13a、弹簧13b和管路压力控 制线路13c。借助于控制系统的管路压力阀控制装置(未示出)，可以在管路压力控制线 路13c中产生合适的管路压力控制压力cPline，因此，管路压力设定值sPline、即期望水平 sPline实际上又将通过主管路12中的管路压力阀13获得。管路压力阀13将泵的剩余流排入辅助液压管路14，从所述管路向变速器1的辅助 液压使用件Ul、U2供给液压介质。辅助管路14中的压力水平、即辅助压力Paux由辅助压 力阀15控制，通常控制为固定的、相对较低的数巴(例如5巴)压力水平。所以，辅助压力 阀15设有辅助压力反馈线路15a和弹簧15b。在所示控制装置的实施方式中，辅助压力阀 15将泵的剩余流直接排入油泵11。第一压力Ppri能由可调另一个压力阀或第一压力阀16控制，其夹置在主管路12 与连接到第一压力缸7上的第一液压支路17之间。第一压力阀16能够通过选择性地使 第一压力缸7与主管路12连通以提高第一压力Ppri或者与油泵11连通以减小第一压力 Ppri，来控制第一压力Ppri。第一压力阀16设有公知的阀偏置装置，在本例子中，其包括第 一压力反馈线路16a、弹簧16b和第一压力控制线路16c。借助于控制系统的第一压力阀控 制装置(未示出)，可以在第一压力控制线路16c中产生合适的第一压力控制压力cPpri， 因此，第一压力设定值sPpri、即第一压力Ppri的期望水平sPpri实际上又将通过第一液压 支路17和第一缸7中的第一压力阀16获得。第二压力Psec以类似的方式由另一个可调压力阀或第二压力阀18控制，其夹置 在主管路12与连接到第二压力缸8上的第二液压支路19之间。第二压力阀18能够通过 选择性地使第二压力腔8与主管路12连通以提高第二压力Psec或者与油泵11连通以减 小第二压力Psec，来控制第二压力Psec。第二压力阀18设有公知的阀偏置装置，在本例子 中，其包括第二压力反馈线路18a、弹簧18b和第二压力控制线路18c。借助于第二压力阀控 制装置(未示出)，可以在第二压力控制线路18c中产生合适的第二压力控制压力cPsec， 因此，第二压力设定值sPsec、即第二压力Psec的期望水平sPsec实际上又将通过第二液压 支路19和第二缸8中的第二压力阀18获得。图2是示出了至少在依据特定控制方法、例如从W0-A-2007/013792中得知的方法 控制时管路压力Pline分别与第一压力Ppri和第二压力Psec之间的关系的曲线图。在图2中，在水平轴上标出时间推移T，而纵轴代表各个图示系统压力的设定值sP 的水平、即管路压力设定值sPline、第一压力设定值sPpri和第二压力设定值sPsec。由此， 点虚线表示可能的、即只是示例性的第一压力设定值sPpri和第二压力设定值sPsec相对 于时间推移T的趋势。响应于它而应用的管路压力设定值sPline由短划线表示，并且被设 成等于第一和第二压力设定值的瞬时最高值sPpri或sPsec。同时，分别能够控制所述相应 最高压力水平sPpri或sPsec的压力阀16、18被设在全开位置、即处于在主管路12与相应 液压支路17、19之间提供至少基本上不受限通路的状态。因此，通过应用所述已知方法，事 实上，只有两个阀、即管路压力阀13和第一、第二压力阀16、18中的一个受到有效控制，相应的第三阀18或16保持在所述全开状态。因为在上述方法中，在变速器工作期间的任一时刻，所述三个压力控制阀中只有效使用两个，因此现在建议可以取消第三阀的阀控制装置，或者甚至可以完全取消第三阀。 因此本发明涉及并且提供一种带有由此改进的控制系统、即特别适用于上述已知控制方法 的无级变速器。根据本发明的这种控制系统的第一实施方式在图3中示出。所述新的控制系统的 液压装置包括切换阀20和另一个液压控制线路21。所述切换阀20布置在所述另一个液压 控制线路21与第一压力控制线路16c和第二压力控制线路18c两者之间，用于在所述压力 控制线路16c和18c之间切换所述另一个控制线路21，在所述另一个控制线路21与所述两 个压力控制线路中的一个之间选择性地建立液压连接，同时将相应的另一个控制线路16c、 18c与油泵11连接。由此，第一和第二压力阀16和18以及它们相应的阀偏置装置16a-16c 和18a-18c被设计和布置成，当相应的控制压力cPpri、cPsec低、例如处于环境压力时，相 应的阀16、18在主管路12与相应的液压支路17、19之间提供至少基本上不受限的液压连 接。在控制系统的这种新布置中，使用单个的、即总的阀控制装置(未示出)来产生 合适的总控制压力cPgen，切换阀20决定所述总控制压力cPgen相应地充当第一控制压力 cPpri或第二控制压力cPsec。此外，依照本发明，根据第一压力Ppri与第二压力Psec之间 的差值来控制、即切换切换阀20，或者备选地，根据例如由相应的控制压力cPpri和cPsec 所表示的第一压力Ppri和第二压力Psec各自的设定值sPpri和sPsec之间的差值来控 制、即切换切换阀20。可以通过多种方式实现对切换阀20的控制，这对于本领域技术人员 来说是显而易见的，在图3中示出了其中一种。在图3中，切换阀20设有阀偏置装置，它们 所述阀偏置装置呈分别具有(承载)第一压力Ppri和第二压力Psec的两个液压控制线路 20d和20e的形式。备选地，如图4所示，可以提供具有足以或不足以抵消弹簧20b的作用 力的控制压力的呈弹簧20b和液压控制线路20e的形式的阀偏置装置。在图3中，控制系统示出为处于工作状态，其中，第二压力Psec高于第一压力 Ppri。在所述相应压力水平Ppri、Psec的作用下，切换阀20被设在一种状态下，其中，第二 压力控制线路18c与油泵11连接，第一压力控制线路16c与另一个控制线路21连接。在 这种情况下，液压控制线路20e中的所述控制压力因此足以抵消弹簧20的弹力。因此，在 图3中，第一压力Ppri由另一个控制线路21中的由所述单个阀控制装置(未示出)产生 的总控制压力cPgen决定。此外，第二压力阀18被设成全开状态，其中，第二液压支路19 与主管路12连接，因此第二压力Psec与管路压力Pline —致。根据本发明的这种控制系统的第二实施方式在图4中示出。所述新的控制系统的 液压装置还包括切换阀20以及中间液压管路23。在所述实施方式中，切换阀20直接布置 在主管路12与第一液压支路17、第二液压支路19两者之间，以用于在所述支路17、19之间 选择性地切换主管路12。因此切换阀20 二选一地在主管路12与相应选定的液压支路17、 19之间建立液压连接，并且还同时经由中间管路23将液压支路17、19的相应的另一个与另 一个阀或辅助压力(控制)阀22连接。所述辅助压力阀22夹置在所述中间管路23与主管路12之间，并且能够控制中间 管路23中主导的辅助压力Paux，通过使管路23与主管路12连通以提高其中的压力或者与油泵11连通以减小所述压力。此外，辅助压力阀22设有已知的阀偏置装置，在本例子中， 其包括辅助压力反馈线路22a、弹簧22b和辅助压力控制线路22c。通过控制系统的辅助压 力阀控制装置(未示出)，可以在辅助压力控制线路22c中产生合适的辅助压力控制压力 cPaux,因此，辅助压力设定值sPaux、即辅助压力Paux的期望水平sPaux实际上又将通过中 间管路23中的辅助压力阀22获得。 在控制系统的上述布置中，根据切换阀20的状态，第一压力Ppri和第二压力Psec 中的一个、即较高者等于管路压力Pline，而所述压力Ppri、Psec中的另一个、即较低者等 于所述辅助压力Paux。由此，切换阀20设有呈上述的弹簧20b和液压控制线路20e形式的
阀偏置装置。在控制系统的这种新布置中，除管路压力阀13和切换阀20之外，仅仅单个压力控 制阀22(即辅助压力阀22)就足够用来控制变速器的两个缸压力Ppri、Psec。在图4中，控制系统示出为处于工作状态，其中，第一压力Ppri高于第二压力 Psec0通过切换阀20的弹簧20b的作用力，阀20被设在一种状态下，其中，第一液压支路 17并且由此第一压力缸7与主管路12连接，第二液压支路19与中间管路23连接。因此， 在图4中，第一压力Ppri与管路压力Pline —致，第二压力Psec与辅助压力Paux —致，这 同样是由辅助压力控制线路22c中的辅助控制压力cPaux决定的。尽管在图3和4中，本发明的液压切换阀20被描述成在两个由此提供的极限切换 位置或模式之间即刻切换的独立的切换器，但实际上，它可以要求有中间阀位置或阀模式， 其中在所述切换期间，所有所述终端至少暂时地相互液压连通。由此，抑制了不期望的压力 波动和/或变化。图5示意性地示出了切换阀20的这种实际结构。图5的阀20包括阀模 式或位置24，其中，实际上所有四个阀终端a-d都相互连接，阀模式24处于切换阀20的两 个极限阀位置25和26之间。因此，中间阀位置24在阀20的极限切换位置25和26之间 提供平滑过渡，其中在切换期间，阀终端a-d不关断。
权利要求
用于无级变速器(1)的控制系统，所述无级变速器(1)带有围绕所述变速器(1)的第一可变皮带轮(5)和第二可变皮带轮(6)缠绕且与所述第一可变皮带轮(5)和所述第二可变皮带轮(6)摩擦接触的环形传动元件(4)，每个皮带轮(5、6)包括两个轮盘，所述传动元件(4)保持在所述两个轮盘之间，并且所述两个轮盘中的一个被布置成可以在所述控制系统的致动装置(7、8)的作用下沿着相应的皮带轮轴(2、3)轴向移动，所述致动装置(7、8)包括与所述第一皮带轮(5)相关联的第一压力缸(7)和与所述第二皮带轮(6)相关联的第二压力缸(8)，所述控制系统还包括用于实现所述第一压力缸(7)中的第一液压压力(Ppri)和所述第二压力缸(8)中的第二液压压力(Psec)的液压装置，所述液压装置包括-能够将液流供给至所述液压装置的主液压管路(12)的液压泵(10)，-能够控制所述主管路(12)中的管路压力(Pline)的可调管路压力阀(13)，-插入在所述主管路(12)与所述第一压力缸(7)之间并且能够控制所述第一压力(Ppri)的可调第一压力阀(16)，以及-插入在所述主管路(12)与所述第二压力缸(8)之间并且能够控制所述第二压力(Psec)的可调第二压力阀(18)，其特征在于，所述控制系统还包括-用于操纵所述液压装置的压力阀从而由此决定压力水平设定值的总阀控制装置，以及-能够选择性地允许所述总阀控制装置操纵所述第一压力阀(16)和所述第二压力阀(18)中的一个的切换器(20)。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述切换器(20)被布置成可以至少根 据所述第一压力(Ppri ；sPpri)和所述第二压力(Psec ；sPsec)两者的实际水平或期望水 平而切换、以及更特别地在所述实际水平或期望水平的作用下切换、以及更特别地根据所 述第一压力(Ppri ；sPpri)和所述第二压力(Psec ；sPsec)之间的差值切换。
3.如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述切换器(20)还能够实现所述 第一压力阀(16)和所述第二压力阀(18)中相应的另一个在所述主管路(12)与相应地关 联于所述另一个阀(16 ； 18)的所述压力缸(7 ；8)之间提供基本上不受限的液压连接。
4.如权利要求1或2或3所述的控制系统，其特征在于，所述切换器(20)被设置为 能够在所述第一和第二压力阀(16、18)之间切换由所述总阀控制装置产生的总控制压力 (cPgen)的液压阀(20)。
5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述切换阀(20)设有各自分别具有等 于或代表所述第一压力(Ppri)和所述第二压力(Psec)的压力水平的两个液压控制线路 (20d、20e)。
6.用于无级变速器(1)的控制系统，所述无级变速器(1)带有围绕所述变速器(1)的 第一可变皮带轮(5)和第二可变皮带轮(6)缠绕且与所述第一可变皮带轮(5)和所述第二 可变皮带轮(6)摩擦接触的环形传动元件(4)，每个皮带轮(5、6)包括两个轮盘，所述传动 元件(4)保持在所述两个轮盘之间，并且所述两个轮盘中的一个被布置成可以在所述控制 系统的致动装置(7、8)的作用下沿着相应的皮带轮轴(2、3)轴向移动，所述致动装置(7、 8)包括与所述第一皮带轮(5)相关联的第一压力缸(7)和与所述第二皮带轮(6)相关联 的第二压力缸(8)，所述控制系统还包括用于实现所述第一压力缸(7)中的第一液压压力(Ppri)和所述第二压力缸(8)中的第二液压压力(Psec)的液压装置，所述液压装置包括 -能够将液流供给至所述液压装置的主液压管路(12)的液压泵(10)， -能够控制所述主管路(12)中的管路压力(Pline)的可调管路压力阀(13)，以及 -插入在所述主管路(12)与中间液压管路(23)之间并且能够控制所述中间管路(23) 中的辅助压力(Paux)的可调压力阀(22)， 其特征在于，所述控制系统还包括_切换阀(20)，其用于二选一地将所述第一压力缸(7)与所述主管路(12)连接以及 将第二压力缸(8)与所述中间管路(23)连接，或者将所述第一压力缸(7)与所述中间管路 (23)连接以及将第二压力缸(8)与所述主管路(12)连接。
7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述切换阀(20)被布置成可以至少根 据所述第一压力(Ppri ；sPpri)和所述第二压力(Psec ；sPsec)两者的实际水平或期望水 平而切换、以及更特别地在所述实际水平或期望水平的作用下切换、以及更特别地根据所 述第一压力(Ppri ；sPpri)和所述第二压力(Psec ；sPsec)之间的差值切换。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述切换阀(20)设有各自分别具有等 于或代表所述第一压力(Ppri)和所述第二压力(Psec)的压力水平、或其期望水平(sPpri ； sPsec)的两个液压控制线路(20d、20e)。
全文摘要
本发明涉及一种用于无级变速器(1)的控制系统，所述无级变速器(1)包括第一和第二压力缸(7、8)以及用于获得所述第一压力缸(7)中的第一压力(Ppri)和所述第二压力缸(8)中的第二压力(Psec)的液压装置，所述液压装置包括能够将液流供给至所述液压装置的主液压管路(12)的液压泵(10)、能够控制所述主管路(12)中的管路压力(Pline)的可调管路压力阀(13)、与所述主管路(12)和压力缸(7；8)连接并且能够控制相应缸中的压力(Ppri；Psec)的至少一个另外的可调压力阀(16、18、22)、以及能够在所述压力缸(7、8)之间切换所述另外的可调压力阀(22)或者能够在所述液压装置的所述一个可调压力阀(16；18)与另外的可调压力阀(16；18)之间切换总阀控制装置的切换器(20)。
文档编号F16H61/662GK101809338SQ200780053564
公开日2010年8月18日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者F·M·A·范德斯勒伊斯, W·J·M·范维克 申请人:罗伯特·博世有限公司