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    • 专利摘要:
    Ungeachtetdes Betriebszustnds, soll der Flächdruckder Traktionsabschnitte, die in Kontakt stehen mit den peripherenFlächender Antriebsrollen 6, 6 und den Innenseitenflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben2 und 5, auf einem optimalen Wert gehalten werden.Die Rotationsgeschwindigkeitder Eingangsscheiben 2, 2 und das Drehmoment werden mittels desDrehmomentsensors 17 und des Eingangsrotationssensors 15 erfasst.Die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangsscheibe 5 wird mittelsdes Ausgangsrotationssenors 16 erfasst. Basierend auf den Erfassungswertender einzelnen Sensoren 15 bis 17 steuert die Öldrucksteuerungsvorrichtung20 den Öldruck,der in die hydraulische Druckanlage 12a geleitet werden soll. Dieoben genannte Öldrucksteuerungsvorrichutng20 lässtvon der Speichereinheit eine Matrix speichern, die aus einer Vielzahlvon Zellen besteht, die wiederum aus der Eingangsrotationsgeschwindigkeitund dem Drehmoment, dem Übersetzungsverhältnis unddem optimalen Öldruckzusammengesetzt sind. Es werden die dem jeweiligen Zustand entsprechendenZellen ausgewählt; dannwird der Öldruckder besagten Zellen abgelesen und in die oben genannte Druckanlage12a geleitet. Mit diesem Aufbau kann ein geeigneter Öldruck schnellin die Druckanlage 12a geleitet werden.
    公开号:DE102004022583A1
    申请号:DE200410022583
    申请日:2004-05-07
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Daiki Fujizawa Nishii；Rainer Petersen
    申请人:Volkswagen AG；
    IPC主号:G01M13-02
    专利说明:
    [0001] Dastoroidförmigestufenlose Getriebe, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist,wird als Getriebeeinheit fürein Fahrzeug mit Automatikgetriebe als ein Getriebe zur Regulierungder Fahrgeschwindigkeit diverser industrieller Maschinen wie zumBeispiel einer Pumpe etc. verwendet.
    [0002] Eswird erforscht, ob ein in der 6 dargestelltestoroidförmigesGetriebe als Automatikgetriebe fürKraftfahrzeuge verwendet werden kann; teilweise ist es zu einerAusführungin der Praxis gekommen. Bei dem toroidförmigen stufenlosen Getriebe handeltes sich um ein Doppelhohlraummodell, bei dem ein Paar der Eingangsscheiben 2, 2 inder Nähe derbeiden Endabschnitte der Eingangswelle 1 mit Hilfe derKugelverzahnungen 3, 3 gestützt werden. Folglich werdendie beiden Eingangsscheiben 2, 2 gegenseitig konzentrischzueinander und außerdem miteiner synchronen Rotation versehen gestützt. In der Umgebung des Zwischenabschnittsder oben genannten Eingangswelle 1 wird ein Abtriebszahnrad 4 relativfrei rotierend gegenüberder Eingangswelle 1 gestützt. Das Paar der Ausgangsscheiben 5, 5 an denbeiden Endabschnitten des zylindrischen Abschnitts, der im Mittelpunktdes Abtriebszahnrads 4 angebracht ist, werden keilverzahnt.Folglich rotieren die beiden Ausgangsscheiben 5, 5 synchronmit dem oben genannten Abtriebszahnrad 4.
    [0003] Zwischenden oben genannten einzelnen Eingangsscheiben 2, 2 undden oben genannten einzelnen Ausgangsscheiben 5, 5 sindmehrere einzelne (normalerweise jeweils 2 bis 3 Stück) Antriebsrollen 6, 6 vorhanden.Diese einzelnen Antriebsrollen 6, 6 werden mitHilfe mehrerer Rollenlager und den Stützachsen 30, 30 ander Innenseite der jeweiligen Lagerzapfen 7, 7 freirotierend gehalten. Die oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 habenals Mittelpunkt die Drehzapfen 8, 8 (siehe 2 mit der Ausführungsgestaltder vorliegenden Erfindung), die jeweils konzentrisch zueinanderan den einzelnen Lagerzapfen 7, 7 an den beidenEndabschnitten in Längsrichtung(vordere und hintere Richtung der 6)angebracht sind; sie sind daher frei schwingend und verlagern ihrePosition.
    [0004] DieArbeit, mit der die einzelnen Lagerzapfen 7, 7 geneigtwerden, wird dadurch ausgeführt,dass die einzelnen Lagerzapfen 7, 7 durch diehydraulischen Aktuatoren 9, 9 in Richtung deroben genannten einzelnen Drehzapfen 8, 8 in ihrePositionen verlagern. Durch die Beschickung/Entfernung des Drucköls zu/ausden oben genannten Aktuatoren 9, 9 zum Zeitpunktdes Gangwechsels verlagern die einzelnen Lagerzapfen 7, 7 ihrePosition in Axialrichtung der oben genannten Drehzapfen 8, 8.Daraus resultiert, dass die Richtung der Kraft geändert wird,die in Richtung der Kontaktlinie des Kontaktabschnitts zwischender peripheren Flächeder oben genannten Antriebsrollen 6, 6 und denInnenflächender oben genannten Eingangsscheiben 2, 2 und Ausgangsscheiben 5, 5 wirkt.Aus diesem Grund verlagern die oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 mit Schwerpunktauf die oben genannten Drehzapfen 8, 8 schwingendihre Position. Die Neigungswinkel sämtlicher Lagerzapfen 7, 7 sindin einem hydraulischen und in einem maschinellen/mechanischen Systemsynchron zueinander.
    [0005] ZumZeitpunkt des Betriebs eines solchen toroidförmigen stufenlosen Getriebeswird durch die Antriebsachse 11, die mit der Antriebsquellezum Beispiel die des Motors etc. (siehe 1 mit einer Ausführungsgestalt der vorliegendenErfindung) verbunden ist, die eine Eingangsscheibe 2 (linksin der 6) mittels derDruckkraftvorrichtung in Form eines Belastungsnockens 12 rotierendangetrieben. Daraus resultiert, dass das 1 Paar der Eingangsscheiben 2, 2,das von beiden Endabschnitten der besagten Eingangswelle 1 gehaltenwird, in die gegenseitig sich annähernde Richtung gedrückt wird undderweil synchron rotiert. Diese Rotation wird durch die oben genannteneinzelnen Antriebsrollen 6, 6 auf die oben genannteneinzelnen Ausgangsscheiben 5, 5 übertragenund von dem oben genannten Abtriebszahnrad 4 aufgenommen.
    [0006] Indem Fall, dass das Verhältnisder Rotationsgeschwindigkeit zwischen der oben genannten Eingangswelle 1 unddem Abtriebszahnrad 4 verändert wird, schwingen die obengenannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 in die Position,die in der 6 dargestelltist, wenn zunächstzwischen der Eingangswelle 1 und dem Abtriebszahnrad 4 dieGeschwindigkeit reduziert wird; wie die 6 weiter veranschaulicht, stoßen dieperipheren Flächender oben genannten einzelnen Antriebsrollen 6, 6 anden mittleren Abschnitt der Innenseitenfläche der oben genannten einzelnenEingangsscheiben 2, 2 und an die äußere Peripherieder Innenseitenflächeder oben genannten Ausgangsscheiben 5, 5. In demFall, dass andererseits die Geschwindigkeit erhöht wird, schwingen die obengenannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 in die zuder 6 entgegengesetztenRichtung, wobei die oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 dergestaltgeneigt werden, dass die peripheren Flächen der oben genannten Antriebsrollen 6, 6 genauumgekehrt zu dem Zustand in der 6, nämlich einmalauf den peripheren Abschnitt der Innenseitenfläche der oben genannten einzelnen Eingangsscheiben 2, 2 undauf den mittleren Abschnitt der Innenseitenfläche der oben genannten einzelnen Ausgangsscheiben 5, 5 stoßen. Wenndie Neigungswinkel der einzelnen Lagerzapfen 7, 7 einenmittleren Wert einnehmen, wird zwischen der Antriebsachse 1 unddem Abtriebszahnrad 4 eine mittlere Geschwindigkeitsrate(Übersetzungsverhältnis) erzielt.
    [0007] Indem Fall des oben beschriebenen Aufbaus wird als Druckkraftvorrichtung 12 zumZwecke der Gewährleistungdes Flächendrucksder Rollkontaktabschnitte (Traktionsabschnitt) zwischen der Innenseitenfläche dereinzelnen Eingangs- und Ausgangsscheiben 2 und 5 undder peripheren Flächen dereinzelnen Antriebsrollen 6, 6 eine Vorrichtungdes Typs eines Belastungsnockens verwendet, mit der die Druckkraftmaschinell erzeugt wird. Daher ist die Größe der erzeugten Druckkraftnur proportional mit der Größe des Drehmoments,das von der besagten Antriebsachse 11 auf die oben genannteEingangswelle 1 übertragenwird. Demgegenüberverändert sichdie Größe der notwendigenDruckkraft nicht nur allein durch die Größe des Drehmoments, sondern auchdurch andere Elemente.
    [0008] UnterBerücksichtigungeiner solchen Sachlage sind als ein solcher Aufbau, mit dem auchandere Elemente als die Größe des Drehmomentsbetrachtet werden und die oben genannte Druckkraft ausüben, Vorrichtungenbekannt, die in den Patentenliteraturen 1 bis 3 beschrieben sind.
    [0009] Diein der Patentliteratur 1 beschriebene Vorrichtung ist dergestaltaufgebaut, dass der Belastungsnocken und der Öldruckzylinder kombiniert sind,so dass durch den Belastungsnocken eine dem Eingangsdrehmoment entsprechendeDruckkraft erzeugt wird, so dass gleichzeitig durch den Öldruckzylindereine dem Übersetzungsverhältnis entsprechendeDruckkraft erzeugt wird.
    [0010] Diein der Patentliteratur 2 beschriebene Vorrichtung ist dergestaltaufgebaut, dass die kinematische Viskosität des Traktionsöls mit einemViskositätssensorgemessen wird, wobei die Druckkraft, die von der Druckkraftvorrichtungerzeugt wird, entsprechend der kinematischen Viskosität verändert wird.
    [0011] Inder Patentliteratur 3 wird ein Aufbau beschrieben, bei dem in einemstufenlosen Getriebe, das aus einem toroidförmigen stufenlosen Getriebe, einemPlanetengetriebe und einer Kupplung zur Modusumschaltung besteht,als Druckkraftvorrichtung, das in das toroidförmige stufenlose Getriebe eingebautwird, ein Öldrucksystemverwendet wird. Bei einem Hochgeschwindigkeitsmodus, bei dem das Drehmoment,welches das oben genannte toroidförmige stufenlose Getriebe passiert,verringert wird, wird der Öldruckreduziert, der in die oben genannte Druckkraftvorrichtung eingeführt wird. (Patentliteratur1) Patentveröffentlichungmit der Nummer HEI 6 – 72652(1994 – 72652). (Patentliteratur2) Patentveröffentlichungmit der Nummer 2000 – 65193. (Patentliteratur3) Patentveröffentlichungmit der Nummer HEI 11 – 63146(1999 – 63146).
    [0012] Beiden oben beschriebenen herkömmlichen Modellenkommt es in dem Fall des in der 6 dargestelltenAufbaus häufigvor, dass die Druckkraft zu groß ist,die von der Belastungsvorrichtung des Typs Belastungsnockens 12 erzeugtwird; dies ist im Hinblick auf die Gewährleistung einer hohen Lebensdauerder strukturellen Bauteile des toroidförmigen stufenlosen Getriebesunvorteilhaft. Die Druckkraft, die von der oben genannten Druckkraftvorrichtung 12 angefordertwird, verändertsich entsprechend den Veränderungender Viskositätdes Traktionsölsim Zuge der Änderungenvon Temperatur und des Übersetzungsverhältnisses.Andererseits ist die Druckkraft, die von der Belastungsvorrichtungdes Typs Belastungsnockens 12 erzeugt wird, solange konstant, wiedas Drehmoment identisch ist, das auf den Eingangsabschnitt derDruckkraftvorrichtung 12 ausgeübt wird. Daher wird die Belastungsvorrichtungdes Typs Belastungsnockens 12 dergestalt aufgebaut, dasseine maximale anzufordernde Druckkraft erzeugt werden kann. Konkretist damit ein Aufbau gemeint, bei dem eine Druckkraft erzeugt wird,die in dem Zustand angefordert wird, in dem basierend auf einemTemperaturanstieg die oben genannte Viskosität verringert wird, wobei das Übersetzungsverhältnis bei1 liegt. In dem Fall, dass eine große Abweichung von dem Übersetzungsverhältnis, dasbei 1 liegt, vorhanden ist, und in dem Fall, dass die Temperaturrelativ niedrig ist, aber die oben genannte Viskosität hoch ist,wird die Druckkraft zu groß,die von der oben genannten Druckkraftvorrichtung 12 erzeugt wird.
    [0013] Einezu großeDruckkraft ist sowohl in der Hinsicht, dass das Format eines toroidförmigen stufenlosenGetriebes verkleinert werden soll, als auch in der Hinsicht unvorteilhaft,als dass ein optimaler Getriebewirkungsgrad (Übertragungswirkungsgrad) gewährleistetwerden soll. Außerdemist sie ebenfalls im Hinblick darauf nachteilig, dass eine hoheLebensdauer der strukturellen Bestandteile gewährleistet werden soll.
    [0014] Diein der Patentliteratur 1 beschriebene Vorrichtung kann eine Druckkrafterzeugen, die das Eingangsdrehmoment und das Übersetzungsverhältnis berücksichtigt,aber eine noch feinere Regulierung ist unmöglich.
    [0015] Diein der Patentliteratur 2 beschriebene Vorrichtung kann eine Druckkraftentsprechend der kinematischen Viskosität des Traktionsöls erzeugen, abereine noch feinere Regulierung ist unmöglich. Außerdem ist die Messung derkinematischen Viskositätdes Traktionsabschnitts selbst sehr kompliziert. Und selbst wenndie Messung vorläufigfunktioniert, ist es nicht zu vermeiden, dass die Anlage sehr kompliziertaufgebaut sein wird.
    [0016] Diein der Patentliteratur 3 beschriebene Vorrichtung hat lediglichdie Tatsache bedacht, dass bei einem Hochgeschwindigkeitsmodus,in dem das Drehmoment verringert wird, dass das toroidförmige stufenloseGetriebe passiert, der Öldruckverringert wird, der von der Druckkraftvorrichtung erzeugt wird. Daherbesteht hier die Möglichkeit,dass im Hinblick auf die Gewährleistungder Lebensdauer und auf die Gewährleistungdes Getriebewirkungsgrads nicht unbedingt ein ausreichender Effekterreicht wird.
    [0017] Dievorliegende Erfindung hat diese Sachlage berücksichtigt und hat einen Aufbaurealisiert, der einfach zu bewerkstelligen ist, bei dem der Flächendruckdes Traktionsabschnitts optimiert wird und bei dem sowohl die Lebensdauerals auch der Getriebewirkungsgrad des toroidförmigen stufenlosen Getriebesgewährleistetwerden können.
    [0018] Beidem toroidförmigenstufenlosen Getriebe und der Testvorrichtung für ein toroidförmiges stufenlosesGetriebe aus der vorliegenden Erfindung ist das in dem Anspruch1 beschriebene toroidförmige stufenloseGetriebe mit einer Eingangsscheibe und einer Ausgangsscheibe, diejeweils zueinander konzentrisch und relativ frei rotierend angebrachtsind, mit mehreren Antriebsrollen, die sich zwischen den beidenInnenseitenflächender beiden gegenüberliegendenScheiben befinden und die Antriebskraft zwischen den beiden Scheiben übertragen,und mit einer hydraulischen (Öldruck)Druckkraftvorrichtung ausgestattet, die eine der beiden Scheibengegen die andere der beiden Scheiben drückt.
    [0019] Insbesondereist das toroidförmigestufenlose Getriebe aus der vorliegenden Erfindung mit einem Eingangsrotationssensorzum Zwecke der Erfassung der Eingangsrotationsgeschwindigkeit, welchedie Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Eingangsscheibeoder der Abschnitte ist, die synchron mit der Eingangsscheibe rotieren,mit einem Ausgangsrotationssensor zum Zwecke der Erfassung der Ausgangssrotationsgeschwindigkeit,welche die Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Ausgangsscheibeoder der Abschnitte ist, die synchron mit der Ausgangsscheibe rotieren,mit einem Drehmomentsensor zum Zwecke der Erfassung des Eingangsdrehmomentsfür dieoben genannte Eingangsscheibe, und mit einer Öldrucksteuerungsvorrichtungzum Zwecke der Steuerung des Öldrucks ausgestattet,der entsprechend den Erfassungswerten aus den einzelnen Sensorenzur oben genannten Druckkraftvorrichtung geleitet wird.
    [0020] Die Öldrucksteuerungsvorrichtungwählt aus derVielzahl der Kombinationen, die eine Beziehung zum Öldruck,zum Übersetzungsverhältnis, dasein Verhältniszwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit ist,zum Eingangsdrehmoment und zur Eingangsgeschwindigkeit besitzen,die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Kombination aus,die dem Übersetzungsverhältnis unddem Eingangsdrehmoment und der Eingangsrotationsgeschwindigkeitzu diesem Zeitpunkt entspricht, wobei die Öldrucksteuerungsvorrichtungdie Funktion besitzt, den Öldruck derausgewähltenKombination zur oben genannten Druckkraftvorrichtung zu leiten.
    [0021] Indem Falle eines solch aufgebauten toroidförmigen stufenlosen Getriebesaus der vorliegenden Erfindung wird die Druckkraft, die von derDruckkraftvorrichtung erzeugt wird, gemäß den 3 Bedingungen reguliert,die einen großenEinfluss auf den Fahr- und Betriebszustand ausüben, nämlich die Eingangsrotationsgeschwindigkeit,das Eingangsdrehmoment und das Übersetzungsverhältnis. Daherkann ungeachtet des Betriebszustands des toroidförmigen stufenlosen Getriebesdie Druckkraft auf einen optimalen Wert eingestellt werden.
    [0022] Daaußerdemder Öldruckzum Zwecke der Erzeugung der Druckkraft unter Kombination mit den obengenannten 3 Bedingungen (als Matrix) im voraus in der Speichereinheitder Öldrucksteuerungsvorrichtunggespeichert worden ist, kann ein Betrieb schnell und reibungslosdurchgeführtwerden, mit dem der optimale Öldruckausgewähltwird. Sollte die Notwendigkeit bestehen, dass der oben genannte Öldruck durchandere Bedingungen als die oben genannten 3 Bedingungen reguliertwerden soll, wird basierend auf den Signalen aus den Sensoren, die diebesagten Bedingungen messen, der ausgewählte Öldruck korrigierend unterstützt.
    [0023] Die 1 bis 3 zeigen das erste Beispiel einer Ausführungsgestaltder vorliegenden Erfindung entsprechend dem Anspruch 1. Das vorliegendeBeispiel zeigt den Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf eintoroidförmigesstufenloses Getriebe des Doppelhohlraumtyps angewendet wird, beidem – wiein der 6 dargestellt – jeweils2 Eingangsscheiben 2, 2 und 2 Ausgangsscheiben 5, 5 parallel zueinanderin Bezug auf die Übertragungsrichtung derAntriebskraft angebracht sind. Die Antriebskraft, die vom Motor 10 aufdie Eingangswelle 1 übertragen wird,wird von den Eingangsscheiben 2, 2, die an den beidenEndabschnitten der Eingangswelle 1 gehalten werden, mitHilfe der einzelnen Antriebsrollen 6, 6 auf dieAusgangsscheiben 5, 5 übertragen und von dem Abtriebszahnrad 4 aufgenommen.
    [0024] Dieoben genannten einzelnen Antriebsrollen 6, 6 werdenan den Innenseitenflächender jeweiligen Lagerzapfen 7, 7 durch mehrereRollenlager und Stützwellen 30, 30 freirotierend gehalten. Die oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 verlagernmit Schwerpunkt auf das jeweilige Paar der Drehzapfen 8, 8,die an den beiden Endabschnitten in Längsrichtung (Richtung nachoben und unten in der 2)zueinander konzentrisch an den einzelnen Lagerzapfen 7, 7 befestigtsind, frei schwingend ihre Positionen. Mit den oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 sinddie jeweiligen Öldruckaktuatoren 9, 9 verbunden,so dass sie in Axialrichtung der oben genannten einzelnen Drehzapfen 8, 8 ihrePositionen verändern.
    [0025] Während desBetriebs einer solchen toroidförmigenstufenlosen Getriebeeinheit wird eine der Eingangsscheiben 2 (linksin der 1) durch die Antriebsachse 11,die mit der Antriebsquelle wie dem Motor 10 etc. verbundenist, mit Hilfe der hydraulischen Druckanlage 12a rotierendangetrieben. Diese Druckanlage 12a führt dadurch, dass eine Keilverzahnunginstalliert wird, die Übertragungder Rotationskraft durch; um die oben genannte Eingangsscheibe 2 herunterzudrücken, werdendie Maßein Axialrichtung verändert.Die andere Eingangsscheibe 2 (rechts in der 1) ist mit dem Endabschnitt deroben genannten Eingangswelle 1 verbunden und wird zum Zeitpunktdes Betriebs (Extension auf die Gesamtlänge) der oben genannten Druckanlage 12a inRichtung der anderen Eingangsscheibe 2 gezogen. Der Aufbaudes Abschnitts, bei dem sich im Zuge der Extension der Maße in Axialrichtungder oben genannten Druckanlage 12a die beiden Eingangsscheiben 2, 2,die 1 Paar bilden, annähern,ist inklusive des in der 6 dargestelltenAufbaus aus zahlreichen Beschreibungen in Patentveröffentlichungenbekannt. Da dieser Aufbau nicht Kernpunkt der vorliegenden Erfindungist, wird er in der 1 ausgelassen.Auch weitergehende Beschreibungen werden ausgelassen.
    [0026] Wenndas Paar der Eingangsscheiben 2, 2 in die Richtunggedrücktwird, in der die beiden sich annähernund synchron rotieren, wird diese Rotation mittels der oben genannteneinzelnen Antriebsrollen 6, 6 auf die oben genannteneinzelnen Ausgangsscheiben 5, 5 übertragenund von dem oben genannten Abtriebszahnrad 4 aufgenommen.Wenn auf diese Art und Weise das toroidförmige stufenlose Getriebe dieAntriebskraft von den oben genannten einzelnen Eingangsscheiben 2, 2 aufdie oben genannten einzelnen Ausgangsscheiben 5, 5 überträgt, wird aufdie oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 inAxialrichtung der oben genannten einzelnen Drehzapfen 8, 8 eineAxialschubbelastung ausgeübt.Diese Axialschubbelastung wird in dem technischen Bereich des toroidförmigen stufenlosenGetriebes auch 2Ft genannt und ist weithin bekannt; sie wird anden Rollkontaktstellen (Traktionsabschnitt) zwischen den peripherenFlächender Antriebsrollen 6, 6, die an den oben genannteneinzelnen Lagerzapfen 7, 7 gehalten werden, undden Innenseitenflächender oben genannten einzelnen Scheiben 2 und 5 erzeugtund mittels der oben genannten einzelnen Antriebsrollen 6, 6 aufdie oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 ausgeübt.
    [0027] DieGröße der Axialschubbelastung(2Ft), die auf die einzelnen Lagerzapfen 7, 7 ausgeübt wird, istmit dem Drehmoment der oben genannten Antriebskraft proportional.Die Axialschubbelastung wird durch die oben genannten Aktuatoren 9, 9 unterstützt. ImZuge der Unterstützungder Axialschubbelastung wird in dem Öldruck im Inneren der Öldruckkammern 14a, 14b,die ein Paar bilden, bei dem die Kolben 13, 13 vorhandensind, welche die einzelnen Aktuatoren 9, 9 bilden,eine Differenz erzeugt. Durch die Öldruckkammer 14a (14b)an der Hochdruckseite wird die oben genannte Axialschubbelastungempfangen, wobei ungeachtet der Axialschubbelastung die oben genannteneinzelnen Lagerzapfen 7, 7 nicht ihre Positionin Axialrichtung der oben genannten einzelnen Drehzapfen 8, 8 verlagern.Wenn die Druckflächeder oben genannten einzelnen Kolben 13, 13 mitA, der Öldruckder Öldruckkammeran der Hochdruckseite mit PH und der Öldruck der Öldruckkammeran der Niedrigdruckseite mit PL bezeichnetwerden, gilt die Formel: 2Ft = (PH – PL) A.
    [0028] Dastoroidförmigestufenlose Getriebe des vorliegenden Beispiels ist mit einem Eingangsrotationssensor 15,mit einem Ausgangsrotationssensor 15 und mit einem Drehmomentsensor 17 ausgestattet.Der Eingangsrotationssensor 15 ist in einer dem Kodiergerät (nichtdargestellt), das im Zwischenabschnitt der Antriebsachse 11 angebrachtist, gegenüberliegendenPosition befestigt und erfasst unabhängig die Rotationsgeschwindigkeitder Antriebsachse 11, die synchron mit der oben genanntenEingangsscheibe 2 rotiert. Der oben genannte Ausgangsrotationssensor 16 istin einer Position befestigt, die gegenüber dem Kodiergerät (nichtdargestellt) liegt, das am Endabschnitt der Verbindungswelle 19 befestigt ist,bei der das Getrieberad 18 am Endabschnitt angebracht ist,das mit dem oben genannte Abtriebszahnrad 4 verzahnt ist;er erfasst die Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Verbindungswelle 19,die synchron mit der oben genannten Ausgangsscheibe 5 rotiert.Der Drehmomentsensor 17 ist im Zwischenabschnitt der obengenannten Antriebsachse 11 befestigt und erfasst das Eingangsdrehmoment,das von der Antriebsachse 11 in die oben genannte Eingangsscheibe 2 eingegebenwird. Die Erfassungssignale der oben genannten einzelnen Sensoren 15 bis 17 werdenin die Öldrucksteuerungsvorrichtung 20 eingegeben,damit der Öldruck,der in das Innere der oben genannten Druckanlage 12a geleitetwird, reguliert werden kann.
    [0029] Die Öldrucksteuerungsvorrichtung 20 besitzt eineneingebauten Mikrocomputer, der mit einer Speichereinheit ausgestattetist; basierend auf den Erfassungssignalen aus den oben genannteneinzelnen Sensoren 15 bis 17 wird der Öldruck ermittelt, derin das Innere der Öldruckkammer 21 deroben genannten Druckanlage 12a geleitet wird. In dieser Speichereinheitwerden die 3 Variablen bestehend aus der EingangsrotationsgeschwindigkeitNI, des Eingangsdrehmoments TI unddem Übersetzungsverhältnis e(=NI/NO), das einVerhältniszwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit NI undder Ausgangsrotationsgeschwindigkeit NO ist,zu Parametern, wobei die Kombinationen (Zellen) aus diesen Parameternund dem oben genannten Öldruckals Matrix gespeichert werden, die in der 3 dargestellt ist. Bei der in der 3 dargestellten Matrix bestehendie oben genannte Eingangsrotationsgeschwindigkeit NI aus12, das oben genannte Eingangsdrehmoment TI aus14 und das oben genannte Übersetzungsverhältnis eaus 15 Zellen, die jeweils eingeteilt insgesamt 2520 (12 × 14 × 15) Zellenbilden. In diesen 2520 Zellen wird mit den Kombinationen aus derEingangsrotationsgeschwindigkeit NI, demEingangsdrehmoment TI und dem Übersetzungsverhältnis e,die unterschiedlich sind, der jeweilige geeignete Öldruck kombiniert.Der mit den oben genannten Zellen kombinierte Öldruck wird unter Berücksichtigungder Bedingungen, die einen stabilen und sicheren Betrieb des toroidförmigen stufenlosen Getriebeswie zum Beispiel die minimale Druckkraft, die Sicherheitsrate undder Traktionskoeffizient etc. beeinflussen, in Versuchen und durchBerechnungen ermittelt.
    [0030] Dieoben genannte Öldrucksteuerungsvorrichtung 20 ruftbasierend auf den Erfassungssignalen aus den oben genannten einzelnenSensoren 15 bis 17 aus den besagten 2520 Zellendie Zellen auf, die mit dem Betriebszustand des toroidförmigen stufenlosenGetriebes zu diesem Zeitpunkt übereinstimmen,und liest den Öldruckder aufgerufenen Zellen ab. Außerdemwird der Öffnungsgraddes nicht dargestellten Öldrucksteuerungsventilsreguliert, das zwischen der Öldruckkammer 21 undder nicht dargestellten Öldruckquelleangebracht ist und das den abgelesenen Öldruck in das Innere der Öldruckkammer 21 deroben genannten Druckanlage 12a leiten soll. Als Öldrucksteuerungsventilkönnendiverse Steuerungsventile wie zum Beispiel ein Servoventil oderein Proportionalsteuerungsventil etc. verwendet werden, die seitjeher fürdie Steuerung des Öldrucks eingesetztwerden.
    [0031] Beidem toroidförmigenstufenlosen Getriebe des vorliegenden Beispiels wird die Druckkraft,die von der oben genannten Druckanlage 12a erzeugt wird,entsprechend den drei Variablen der EingangsrotationsgeschwindigkeitNI, des Eingangsdrehmoments TI unddes Übersetzungsverhältnissese reguliert. Daher kann die Druckkraft ungeachtet des Betriebszustandsdes oben genannten toroidförmigen stufenlosenGetriebes auf einen optimalen Wert eingestellt werden. Der Mikrocomputer,der in der oben genannten Öldrucksteuerungsvorrichtung 20 eingebautist, ruft entsprechend den Erfassungswerten aus den oben genanntenSensoren 15 bis 17 die Zellen auf, die dem augenblicklichenBetriebszustand entsprechen, liest den mit den besagten Zellen verbundenen Öldruck abund leitet ihn in das Innere der Öldruckkammer 21 deroben genannten Druckanlage 12a. Folglich kann die Druckkraft,die von der Druckanlage 12a erzeugt wird, stets auf einenoptimalen Wert oder auf einen diesem optimalen Wert sehr nahen Werteingestellt werden. Außerdemwird der optimale Öldruckaus den Erfassungswerten der oben genannten einzelnen Sensoren 15 bis 17 ermittelt,so dass die Arbeit, mit der der Flächendruck der einzelnen Traktionsabschnitteauf einen optimalen Wert eingestellt wird, schnell und reibungslosdurchgeführt werdenkann. Daraus resultiert, dass die Probleme, dass bei diesen einzelnenTraktionsabschnitten kurzzeitig ein übermäßiger Schlupf (Bruttoschlupf)erzeugt wird oder der Flächendruckder einzelnen Traktionsabschnitte problematisch wird, verhindertwerden können,so dass die Gewährleistungeiner hohen Lebensdauer und eines Getriebewirkungsgrads des obengenannten toroidförmigenstufenlosen Getriebes angestrebt werden kann.
    [0032] Alsnächsteswird in den 4 und 5 als zweites Beispiel derAusführungsgestaltder vorliegenden Erfindung, das dem Anspruch 2 entspricht, der Falldargestellt, in dem die vorliegende Erfindung auf eine Testvorrichtungfür eintoroidförmigesstufenloses Getriebe angewendet wird. Bei dieser Testvorrichtungsind zwischen dem ersten Dynamo 22 (Antriebsseite oderEingangsseite) und dem zweiten Dynamo 23 (Ansaugseite oderAusgabeseite/Abtriebsseite) das toroidförmige stufenlose Getriebe 24 und derDrehmomentmesser 25 (genau in dieser Reihenfolge von demersten Dynamo aus gesehen) zueinander geradlinig angeordnet. Mitdem oben genannten zweiten Dynamo 23 ist ein Schwungrad 26 verbunden,wobei mit der Ausgangsseite/Abtriebsseite des oben genannten toroidförmigen stufenlosenGetriebes 24 eine Trägheitsmasseverbunden ist, die auf das tatsächlicheFahrzeug abgestimmt ist.
    [0033] UnterVerwendung einer solchen Testvorrichtung wird von dem oben genanntenersten Dynamo 22 das Drehmoment geändert, welches das oben genanntetoroidförmigestufenlose Getriebe 24 passiert; wenn aus der Rotationsgeschwindigkeitan 2 Positionen, zwischen denen sich das toroidförmige stufenlose Getriebe 24 befindet,die Änderungendes Übersetzungsverhältnissesdes toroidförmigenstufenlosen Getriebes 24 ermittelt werden, können Erkenntnisse über dasVerhalten des toroidförmigen stufenlosenGetriebes 24 gegenüberden Schwankungen im Drehmoment gesammelt werden.
    [0034] Indem Fall, dass mittels einer solchen Testvorrichtung das Verhaltendes oben genannten toroidförmigenstufenlosen Getriebes 24 gegenüber den Veränderungen des Drehmoments beobachtetwird, wird die Druckkraft, die von der hydraulischen Druckanlage 12a (siehe 1), die mit dem toroidförmigen stufenlosenGetriebe zusammenhängt,wie in dem beschriebenen Beispiel 1 reguliert. Aus diesem Grundwerden bei diesem Beispiel an der Eingangswelle 27, diemit dem Antriebsabschnitt des oben genannten toroidförmigen stufenlosenGetriebes 24 verbunden ist, ein Eingangsrotationssensor 15a zum Zweckeder Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle 27 undein Drehmomentsensor 17a zum Zwecke der Erfassung des Drehmoments angebracht,das von der Eingangswelle 27 übertragen wird. An der Ausgangswelle 28,die mit dem Antriebsabschnitt des oben genannten toroidförmigen stufenlosenGetriebes 24 verbunden ist, wird ein Ausgangsrotationssensor 16 zumZwecke der Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangswelle 28 angebracht.Die Erfassungssignale dieser Sensoren 15a bis 17a werdenin die Öldrucksteuerungsvorrichtung 20a eingegeben,so dass die Öldruckeinheit 29 inKombination mit der Öldruckquelleund dem Öldrucksteuerungsventilgesteuert wird.
    [0035] Beieiner solch aufgebauten Testvorrichtung für ein toroidförmiges stufenlosesGetriebe aus diesem Beispiel wird im Zuge der Beobachtung des Verhaltensdes oben genannten toroidförmigenstufenlosen Getriebes 24 basierend auf den Erfassungssignalenaus den oben genannten einzelnen Sensoren 15a bis 17a dieDruckkraft, die von der oben genannten Druckanlage 12a erzeugtwird, auf einen optimalen Wert gesteuert. Während der Versuche kann die Druckkraftauf diesem optimalen Wert gehalten werden; außerdem wird verhindert, dassbei dem oben genannten toroidförmigenstufenlosen Getriebe 24 Unregelmäßigkeiten in der Synchronizität oder instabileBewegungen auftreten. Daraus resultieren Testergebnisse mit einerhohen Zuverlässigkeit.
    [0036] Beieiner manuellen Regulierung der oben genannten Druckkraft wurdeim Zuge der Änderung derTestbedingungen noch vor dieser Änderungdie Druckkraft auf einen höherenWert eingestellt; nach Änderungder Testbedingungen kehrt die Druckkraft auf den optimalen Wertzurück.Wenn eine solche Einstellung erfolgt, besteht die Möglichkeit,dass durch die Hysteresis basierend auf den Unterschieden in derStützrigidität der einzelnenAbschnitte sich vor und nach der Änderung der Testbedingungender Zustand der einzelnen Abschnitte verändert, dass Unregelmäßigkeitenin der Synchronizitätauftreten und dass die Zuverlässigkeitder Testergebnisse Einbußenerleidet. Wenn aber demgegenüberdie Steuerung gemäß des Beispielserfolgt, wird die Druckkraft, die von der oben genannten Druckanlage 12a erzeugtwird, auf einem optimalen Wert gehalten. Dadurch können dasAuftreten von Unregelmäßigkeiten inder Synchronizitätverhindert und zuverlässige Testergebnissegewährleistetwerden.
    [0037] Beiden oben beschriebenen Beispielen 1 und 2 werden die Werte des Drehmoments,der das toroidförmigestufenlose Getriebe passiert, mittels der Drehmomentsensoren 17, 17a gemessen,die an der Antriebsachse 11 und der Eingangswelle 27 installiertsind. Demgegenüberkann das oben genannte Drehmoment mit Hilfe des Öldrucks zwischen den Öldruckkammern 14a, 14b,die ein Paar bilden und jeweils als ein Paar an den Aktuatoren 9, 9 vorhandensind, durch die die Position der oben genannten einzelnen Lagerzapfen 7, 7 inAxialrichtung der oben genannten Drehzapfen 8, 8 verändert wird,ermittelt werden. Wie vorstehend beschrieben ist die Differenz derDruckkraft zwischen den Öldruckkammern 14a, 14b,die in Paar bilden und zwischen denen sich die Kolben 13, 13 befinden,in den oben genannten einzelnen Aktuatoren 9, 9 proportionalzu dem oben genannten Drehmoment. Das Drehmoment T kann durch dieFormel bestehend aus der DruckflächeA der oben genannten einzelnen Kolben 13, 13,dem ÖldruckPH der Öldruckkammeran der Hochdruckseite und dem ÖldruckPL der Öldruckkammeran der Niedrigdruckseite ermittelt werden: T ∝ 2Ft = (PH – PL) A. Da der Öldruck in den oben genannten Öldruckkammern 14a, 14b mittelsder einfachen Öldrucksensorenleicht ermittelt werden kann, muss der Aufbau zum Zwecke der Messungdes Drehmoments nicht beschrieben werden. Wie die 2 veranschaulicht, werden die Unterschiedein der Druckkraft zwischen den oben genannten einzelnen Öldruckkammern 14a, 14b mittelsdes Druckkraftsensors 31 erfasst; gleichzeitig wird dasoben genannte Drehmoment T mittels der Rechenanlage 32 ermittelt,wobei dann das ermittelte Drehmoment T in die vorgenannte Öldrucksteuerungsvorrichtung 20 eingegeben wird.
    [0038] Dievorliegende Erfindung wird mit dem beschriebenen Aufbau verwendet,so dass ein kleinformatiges toroidförmiges stufenloses Getrieberealisiert werden kann, das sowohl einen ausgezeichneten Getriebewirkungsgradals auch eine hervorragende Lebensdauer aufweist. Bei einer Anwendung beieiner Testvorrichtung fürein solches toroidförmigesstufenloses Getriebe könnenim Zuge der Änderungender Testbedingungen Unregelmäßigkeitenin der Synchronizitätoder das Auftreten von instabilen Bewegungen etc. verhindert werden,die die Zuverlässigkeitder Testergebnisse beeinträchtigen.
    [0039] 1 Verkürzte Grundrisszeichnung des Ausführungsbeispiels1 des toroidförmigenstufenlosen Getriebes der vorliegenden Erfindung.
    [0040] 2 QuerschnittszeichnungA-A der 1.
    [0041] 3 Darstellung zur Erklärung derMatrix zwischen Eingangsrotationsgeschwindigkeit, Eingangsdrehmomentund Übersetzungsverhältnis, die inder Speichereinheit der Öldrucksteuerungsvorrichtunggespeichert werden.
    [0042] 4 Seitenansicht des Ausführungsbeispiels1 des toroidförmigenstufenlosen Getriebes der vorliegenden Erfindung.
    [0043] 5 Gleiche Grundrisszeichnung.
    [0044] 6 Querschnittszeichnung,das ein Beispiel der toroidförmigenstufenlosen Getriebeeinheit darstellt, die seit langem bekannt ist.
    1 Eingangswelle 2 Eingangsscheibe 3 Kugelverzahnung 4 Abtriebszahnrad 5 Ausgangsscheibe 6 Antriebsrolle 7 Lagerzapfen 8 Drehzapfen 9 Aktuator 10 Motor 11 Antriebsachse 12,12a Druckanlage 13 Kolben 14a,14b Öldruckkammer 15,15a Eingangsrotationssensor 16,16a Ausgangsrotationssensor 17,17a Drehmomentsensor 18 Getrieberad 19 Verbindungswelle 20,20a Öldrucksteuerungsvorrichtung 21 Öldruckkammer 22 DynamoNr. 1 23 DynamoNr. 2 24 toroidförmiges stufenlosesGetriebe 25 Drehmomentmesser 26 Schwungrad 27 Eingangswelle 28 Ausgangswelle 29 Öldruckeinheit 30 Stützwelle 31 Druckkraftsensor 32 Rechenanlage
    权利要求:
    Claims (2)
    [1] Ein toroidförmigesstufenloses Getriebe mit dem Merkmal, dass bei einem toroidförmigen stufenlosenGetriebe, das mit einer Eingangsscheibe und einer Ausgangsscheibe,die jeweils zueinander konzentrisch und relativ frei rotierend angebrachtsind, mit mehreren Antriebsrollen, die sich zwischen den beidenInnenseitenflächender beiden gegenüberliegendenScheiben befinden und die Antriebskraft zwischen den beiden Scheiben übertragen,und mit einer hydraulischen (Öldruck)Druckkraftvorrichtung ausgestattet ist, die eine der beiden Scheibengegen die andere der beiden Scheiben drückt, ein Eingangsrotationssensorzum Zwecke der Erfassung der Eingangsrotationsgeschwindigkeit, welchedie Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Eingangsscheibeoder der Abschnitte ist, die synchron mit der Eingangsscheibe rotieren,ein Ausgangsrotationssensor zum Zwecke der Erfassung der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit,welche die Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Ausgangsscheibeoder der Abschnitte ist, die synchron mit der Ausgangsscheibe rotieren,ein Drehmomentsensor zum Zwecke der Erfassung des Eingangsdrehmomentsfür dieoben genannte Eingangsscheibe, und eine Öldrucksteuerungsvorrichtungzum Zwecke der Steuerung des Öldrucksvorhanden sind, der entsprechend den Erfassungswerten aus den einzelnen Sensorenzur oben genannten Druckkraftvorrichtung geleitet wird, wobei die Öldrucksteuerungsvorrichtungaus der Vielzahl der Kombinationen, die eine Beziehung zum Öldruck,zum Übersetzungsverhältnis, dasein Verhältniszwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeitist, zum Eingangsdrehmoment und zur Eingangsgeschwindigkeit besitzen,die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Kombination auswählt, diedem Übersetzungsverhältnis unddem Eingangsdrehmoment und der Eingangsrotationsgeschwindigkeitzu diesem Zeitpunkt entspricht, und die Öldrucksteuerungsvorrichtungdie Funktion besitzt, den Öldruckder ausgewähltenKombination zur oben genannten Druckkraftvorrichtung zu leiten.
    [2] Eine Testvorrichtung für ein toroidförmiges stufenlosesGetriebe mit dem Merkmal, dass zum Zwecke der Leistungsbewertungdes toroidförmigenstufenlosen Getriebes, das mit einer Eingangsscheibe und einer Ausgangsscheibe,die jeweils zueinander konzentrisch und relativ frei rotierend angebracht sind,mit mehreren Antriebsrollen, die sich zwischen den beiden Innenseitenflächen derbeiden gegenüberliegendenScheiben befinden und die Antriebskraft zwischen den beiden Scheiben übertragen,und mit einer hydraulischen (Öldruck)Druckkraftvorrichtung ausgestattet ist, die eine der beiden Scheiben gegendie andere der beiden Scheiben drückt, bei der Testvorrichtungfür eintoroidförmigesstufenloses Getriebe, die mit einem Dynamo Nr. 1, der mit der Eingangswelledes toroidförmigenstufenlosen Getriebes verbunden ist, und mit einem Dynamo Nr. 2 ausgestattetist, der mit der Ausgangswelle des toroidförmigen stufenlosen Getriebesverbunden ist, ein Eingangsrotationssensor zum Zwecke der Erfassung derEingangsrotationsgeschwindigkeit, welche die Rotationsgeschwindigkeitder oben genannten Eingangsscheibe oder der Abschnitte ist, diesynchron mit der Eingangsscheibe rotieren, ein Ausgangsrotationssensorzum Zwecke der Erfassung der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit, welchedie Rotationsgeschwindigkeit der oben genannten Ausgangsscheibeoder der Abschnitte ist, die synchron mit der Ausgangsscheibe rotieren,ein Drehmomentsensor zum Zwecke der Erfassung des Eingangsdrehmomentsfür dieoben genannte Eingangsscheibe, und eine Öldrucksteuerungsvorrichtungzum Zwecke der Steuerung des Öldrucksvorhanden sind, der entsprechend den Erfassungswerten aus den einzelnen Sensorenzur oben genannten Druckkraftvorrichtung geleitet wird, wobei die Öldrucksteuerungsvorrichtungaus der Vielzahl der Kombinationen, die eine Beziehung zum Öldruck,zum Übersetzungsverhältnis, dasein Verhältniszwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeitist, zum Eingangsdrehmoment und zur Eingangsgeschwindigkeit besitzen,die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Kombination auswählt, diedem Übersetzungsverhältnis unddem Eingangsdrehmoment und der Eingangsrotationsgeschwindigkeitzu diesem Zeitpunkt entspricht, und die Öldrucksteuerungsvorrichtungdie Funktion besitzt, den Öldruckder ausgewähltenKombination zur oben genannten Druckkraftvorrichtung zu leiten.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-09-22| R005| Application deemed withdrawn due to failure to request examination|Effective date: 20110509 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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