用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛傳動(dòng)系的液壓致動(dòng)無級(jí)變速器的制造方法
【專利摘要】一種無級(jí)變速器(1)，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)的驅(qū)動(dòng)力傳輸至待驅(qū)動(dòng)的負(fù)載(DW)，特別是在車輛傳動(dòng)系中，所述無級(jí)變速器設(shè)有兩個(gè)液壓泵(10、11)以釋放液壓傳動(dòng)液的加壓供給來用于變速器(1)的致動(dòng)，其中，第一泵(10)通過發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)驅(qū)動(dòng)且第二泵(11)通過獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述無級(jí)變速器還設(shè)有主液壓管路(13)、副液壓管路(15)和管路壓力閥(14)，所述管路壓力閥通過使多余的傳動(dòng)液能夠從主管路(13)流進(jìn)副管路(15)來控制主管路(13)中的壓力(Pline)，其中，第一泵(10)連接到主管路(13)且第二泵(11)連接到副管路(15)。
【專利說明】用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛傳動(dòng)系的液壓致動(dòng)無級(jí)變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分限定的無級(jí)變速器。這樣的無級(jí)變速器總體是已知的，并如例如歐洲專利公開EP0798492A1所描述的，并且通常于乘用車輛傳動(dòng)系中應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)和其驅(qū)動(dòng)輪之間。

【背景技術(shù)】
[0002]已知的無級(jí)變速器，其可以為多種已知類型，提供的變速比可通過其電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)控制到所述變速器所覆蓋的變速比范圍中的任意值。除了所述變速比控制，變速器的致動(dòng)系統(tǒng)還控制可通過變速器傳送的扭矩。另外，即除了變速比控制和扭矩控制這兩個(gè)主功能，所述致動(dòng)系統(tǒng)還運(yùn)行所謂的變速器副功能，其通常至少包括變速器的潤(rùn)滑和其離合器的開啟和關(guān)閉。
[0003]通常，變速器的致動(dòng)系統(tǒng)的變速比控制和變速扭矩控制這兩個(gè)主致動(dòng)功能要求在最高壓水平下液壓傳動(dòng)液的最大流動(dòng)。盡管在已知的變速器中這樣的高壓水平本身會(huì)無特別難度地被實(shí)現(xiàn)和控制，但是特別是在這樣高壓水平下的傳動(dòng)液的大流量對(duì)變速器的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)的布局和/或組件帶來高要求。當(dāng)致動(dòng)系統(tǒng)的液壓泵由其中應(yīng)用變速器的傳動(dòng)系的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地驅(qū)動(dòng)時(shí)，這種高要求就特別有問題，這是由于:當(dāng)泵僅被最低限度地驅(qū)動(dòng)時(shí)，甚至在低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下該泵也必須提供所需的傳動(dòng)液流量。因此，這種已知的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵被設(shè)計(jì)為具有相當(dāng)大的沖程容積，以在所述低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下也提供傳動(dòng)液體的足夠流量。因此，在高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下，過多的傳動(dòng)液通過已知的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵循環(huán)并產(chǎn)生不必要的效率損失。
[0004]因此通常的改進(jìn)目標(biāo)是，通過降低特別是用于致動(dòng)系統(tǒng)的所述兩個(gè)主致動(dòng)功能的所需傳動(dòng)液的流量，來提高變速器效率。這個(gè)改進(jìn)的目標(biāo)例如通過進(jìn)一步增加其所應(yīng)用的壓力水平和通過上述歐洲專利描述的方式修改變速器的設(shè)計(jì)來進(jìn)行。根據(jù)該后一公開，通過驅(qū)動(dòng)帶的側(cè)面限定的、以及在帶輪的圓錐盤之間的所謂的V角，被從它的常規(guī)值22.0度有效地減小到9.1和19.3度之間的范圍內(nèi)的值。
[0005]事實(shí)上，被致動(dòng)系統(tǒng)所需要以運(yùn)行它的變速比和扭矩控制這兩個(gè)主致動(dòng)功能的已知的減小傳動(dòng)液流量的改進(jìn)效果已經(jīng)很成功，以至于在一些變速器設(shè)計(jì)中致動(dòng)系統(tǒng)的副致動(dòng)功能成為傳動(dòng)液流量的最低限度需求(即對(duì)于液壓泵的泵送容量最低限度需求)的限制因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的在于使已知變速器在它的整體效率和特別在它的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)的效率方面進(jìn)一步優(yōu)化。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過提供具有兩個(gè)液壓泵的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其中，一個(gè)由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，且另一個(gè)通過電機(jī)(即獨(dú)立于車輛發(fā)動(dòng)機(jī))電驅(qū)動(dòng)，并且通過如以下權(quán)利要求1布置電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)可在三種模式下操作，即:
[0009](i)通過電驅(qū)動(dòng)泵(即完全獨(dú)立于車輛發(fā)動(dòng)機(jī))為其主和副致動(dòng)功能兩者提供液壓液，
[0010](ii)或通過電驅(qū)動(dòng)泵為其副驅(qū)動(dòng)功能提供液壓液，并通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵為其所述兩個(gè)主致動(dòng)功能提供液壓液，
[0011](iii)或通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵為其主和副致動(dòng)功能兩者提供液壓液。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)中，在通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵提供的傳動(dòng)液流量不足以執(zhí)行主和副致動(dòng)功能的操作狀態(tài)下，電致動(dòng)泵可被啟動(dòng)以為副致動(dòng)功能提供另外的變速液流量。在此，即通過有效地分離給所述兩個(gè)主致動(dòng)功能和給副致動(dòng)功能的傳動(dòng)液供給，可有利地使電驅(qū)動(dòng)泵與所述兩個(gè)主致動(dòng)功能所要求的相比在明顯較低的壓力水平下操作。因此，電驅(qū)動(dòng)泵可高效地被設(shè)計(jì)和運(yùn)行，即被優(yōu)化為僅用于為致動(dòng)系統(tǒng)的副致動(dòng)功能提供傳動(dòng)液，而發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的設(shè)計(jì)可被優(yōu)化為僅用于其所述兩個(gè)主致動(dòng)功能。在根據(jù)本發(fā)明的變速器設(shè)計(jì)中，所述兩個(gè)主致動(dòng)功能的低(或較低)液體流量需求可被充分利用以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的設(shè)計(jì)和效率。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)的附加優(yōu)點(diǎn)是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)可在例如混合動(dòng)力車輛傳動(dòng)系和/或帶有所謂的起停發(fā)動(dòng)機(jī)控制的車輛中被關(guān)閉，從而發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵完全不被驅(qū)動(dòng)。在該后一“起?！辈僮鳁l件下，電驅(qū)動(dòng)泵提供的液壓液不僅用于致動(dòng)系統(tǒng)的副致動(dòng)功能，而且還用于致動(dòng)系統(tǒng)的所述兩個(gè)主致動(dòng)功能。需要注意的是，致動(dòng)系統(tǒng)的該后一功能性和操作，就像現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣，例如在德國(guó)專利申請(qǐng)DE-A-4134268中被描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]現(xiàn)按照附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中:
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的待改進(jìn)的無級(jí)變速器的示意圖；
[0016]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的變速器的新穎的液壓構(gòu)型，以及
[0017]圖3示出了圖2中新穎的變速器構(gòu)型的三個(gè)操作模式。

【具體實(shí)施方式】
[0018]在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)相應(yīng)的技術(shù)功能或結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體情況而定。
[0019]圖1示意性地顯示了已知的無級(jí)變速器1，比如在乘用車的傳動(dòng)系中通常應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)VE和其驅(qū)動(dòng)輪DW之間的無級(jí)變速器I。已知的變速器包括:機(jī)械系統(tǒng)MS，用于實(shí)現(xiàn)和改變變速器I的輸入軸2和輸出軸3之間的變速比和變速扭矩比；和電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)AS，用于變速器1(即，變速器I的主和副功能)的控制。變速器I的這些主功能是變速比和/或扭矩比的控制以及通過變速器I在其輸入和輸出軸2、3之間傳遞的扭矩的控制。致動(dòng)系統(tǒng)AS通?？刂谱兯倨鱅的多個(gè)其他或副致動(dòng)功能AAF-1、AAF-1I，通常至少包括移動(dòng)部件的主動(dòng)潤(rùn)滑AAF-1和用于旋轉(zhuǎn)地連接或斷開車輛發(fā)動(dòng)機(jī)VE和驅(qū)動(dòng)輪DW的傳動(dòng)系離合器的致動(dòng)功能AAF-1I。
[0020]在這個(gè)特定的說明性示例中，已知的變速器I的機(jī)械系統(tǒng)MS包括柔性帶4，其纏繞分別設(shè)置在變速器I的輸入軸2和軸3上的兩個(gè)變速器帶輪5和6。帶輪5和6分別包括兩個(gè)帶輪盤，為與該盤摩擦地配合的帶4提供有效的圓錐形接觸表面。每個(gè)相應(yīng)的帶輪5或6的帶輪盤在施加于該相應(yīng)的帶輪5或6的活塞-汽缸組件的液壓腔7或8中的液壓壓力的影響下朝向彼此被推壓。通過同時(shí)在輸入帶輪壓力腔7中施加輸入帶輪壓力Pin和在輸出帶輪壓力腔8中施加輸出帶輪壓力Pout，帶4不僅在帶輪5、6之間拉緊、使得扭矩可以在變速器I的輸入軸2和輸出軸3之間傳遞，而且還在每個(gè)帶輪5、6的帶輪盤之間采取某個(gè)徑向位置，該徑向位置表示并提供變速器I的某個(gè)變速比。
[0021]輸出帶輪壓力Pin和輸出帶輪壓力Pout通過致動(dòng)系統(tǒng)AS控制，在此情況下，從而控制變速比控制和變速扭矩控制這兩個(gè)主致動(dòng)功能。為了執(zhí)行這兩個(gè)主致動(dòng)功能，致動(dòng)系統(tǒng)AS設(shè)有基于多個(gè)輸入信號(hào)的電控單元(未示出)，以公知的方式產(chǎn)生用于兩個(gè)帶輪壓力閥23和27的操作的輸出信號(hào)，從而分別在輸入帶輪壓力腔7和輸出帶輪壓力腔8中設(shè)置壓力 Pin、Pout。
[0022]已知的致動(dòng)系統(tǒng)AS還設(shè)有兩個(gè)液壓泵10和11以從貯存器12中引入液壓傳動(dòng)液并將該傳動(dòng)液泵入致動(dòng)系統(tǒng)AS的主液壓管路13中，所述主液壓管路13連接到所述兩個(gè)壓力閥23和27。在該主管路13中的壓力水平或管路壓力Pline因此應(yīng)當(dāng)一直與輸入帶輪壓力Pin和輸出帶輪壓力Pout中的最高值至少一樣高。管路壓力Pline借助于管路壓力閥14設(shè)定，所述閥14也通過致動(dòng)系統(tǒng)AS的電控單元(未示出)操作。
[0023]管路壓力閥14將任何剩余傳動(dòng)液從主管路13傳入副液壓管路15。該副管路15中的壓力值或副壓力Paux會(huì)因此一直低于管路壓力Pline并且借助于副壓力閥16設(shè)定。副壓力閥16可被動(dòng)地被控制以設(shè)定恒定副壓力Paux，然而，在目前描述的實(shí)施例中，該閥16也通過致動(dòng)系統(tǒng)AS的電控單元(未示出)操作。當(dāng)使用從該副管路15提供的傳動(dòng)液時(shí)，變速器I的所述副致動(dòng)功能AAF-1和AAF-1I由致動(dòng)系統(tǒng)AS操作和控制。至少在已知致動(dòng)系統(tǒng)AS中的本示例中，副壓力閥16將任何剩余過多的傳動(dòng)液從副管路15送回貯存器12中。在該后一方面，需要注意的是，在致動(dòng)系統(tǒng)AS的所述主和副致動(dòng)功能中、或通過致動(dòng)系統(tǒng)AS的所述主和副致動(dòng)功能使用的傳動(dòng)液在這種使用后也返回貯存器12，從而致動(dòng)系統(tǒng)AS的液壓部件形成封閉環(huán)路，傳動(dòng)液至少在變速器I運(yùn)行期間通過泵10、11在該封閉環(huán)路中循環(huán)。
[0024]在該已知的致動(dòng)系統(tǒng)AS中，兩個(gè)液壓泵10、11中的第一泵10由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)VE機(jī)械地驅(qū)動(dòng)，從而由該第一泵10提供的傳動(dòng)液的流量由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)VE(的曲軸)的(旋轉(zhuǎn))速度決定。另外，兩個(gè)液壓泵10、11中的第二泵11是電驅(qū)動(dòng)的，即由獨(dú)立于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)VE的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此第二泵11可按需要啟動(dòng)并且啟動(dòng)至可變的程度，特別是在變速器I的機(jī)械系統(tǒng)MS的動(dòng)態(tài)操作期間或當(dāng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)VE以及第一泵10停機(jī)時(shí)。單向或止回閥17、18設(shè)置在每個(gè)泵10、11和主管路13之間，以防止當(dāng)泵10、11中任一個(gè)停機(jī)時(shí)傳動(dòng)液從主管路13經(jīng)過該相應(yīng)的泵10、11流回貯存器12。
[0025]如在前言部分已經(jīng)提到的，該已知的變速器I具有好的整體效率，特別是與更傳統(tǒng)的只具有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10的變速器設(shè)計(jì)相比較。然而，根據(jù)本發(fā)明，即使此處圖1中的變速器設(shè)計(jì)在整體變速效率方面仍然可被改進(jìn)，其改進(jìn)后的變速器設(shè)計(jì)在圖2中示意性地顯不O
[0026]圖2，即其中描述的變速器1，大致上與圖1中已知的變速器I對(duì)應(yīng)，然而，具有兩個(gè)重要的差別。第一差別是所述兩個(gè)液壓泵10、11中的第二泵、S卩電驅(qū)動(dòng)泵11連接到(即，將傳動(dòng)液泵送至)致動(dòng)系統(tǒng)AS的副管路15。此外，第一泵、即發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10的泵送能力可被設(shè)計(jì)以適于致動(dòng)系統(tǒng)AS的所述兩個(gè)主致動(dòng)功能(即使在低發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí))，即不必考慮否則會(huì)額外被需要以用于副致動(dòng)功能AAF-1、AAF-1I的泵送能力。
[0027]該第一差別(即電驅(qū)動(dòng)泵11被連接到副管路15(即管路壓力閥14的下游)的結(jié)構(gòu)特征)因此有利地通過減小發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10的泵送能力而實(shí)現(xiàn)變速器效率的提高。
[0028]圖2的根據(jù)本發(fā)明的變速器I與圖1中已知的變速器I之間的第二差別是旁通液壓管路20設(shè)置在主管路13和副管路15之間，從而旁通管路壓力閥14，所述旁通管路20包括另一止回閥21，且所述旁通管路20并聯(lián)于管路壓力閥14。旁通管路20的所述另一止回閥21被裝配成:使得傳動(dòng)液被允許從副管路15流入主管路13 (只要副壓力Paux高于管路壓力Pline)，但是不沿相反的方向流動(dòng)。因此，電驅(qū)動(dòng)泵11仍能夠通過將傳動(dòng)液不僅提供至并用于變速器I的致動(dòng)系統(tǒng)AS的所述副致動(dòng)功能AAF-1、AAF-1I，而且還提供至并用于其變速比控制和變速扭矩控制這所述兩個(gè)主致動(dòng)功能，以支持發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10。
[0029]結(jié)合上述的第一差別，該第二差別(即將副管路15連接到主管路13的所述旁通管路20和所述另一止回閥21的結(jié)構(gòu)特征)因此有利地允許車輛發(fā)動(dòng)機(jī)在變速器I的操作過程中以已知的方式關(guān)停。
[0030]圖2的根據(jù)本發(fā)明的電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)AS可以三種不同模式操作，分別如圖3A、3B和3C所示。在這些圖3A、3B和3C中，致動(dòng)系統(tǒng)AS的被從或通過電驅(qū)動(dòng)泵11提供傳動(dòng)液的部分或部件用粗虛線表示，而致動(dòng)系統(tǒng)AS的被從或通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10提供傳動(dòng)液的部分或部件用粗實(shí)線表不。
[0031]在電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)AS的第一操作模式中，如圖3A所示，只有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10在泵送傳動(dòng)液。也就是說，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10產(chǎn)生的傳動(dòng)液的流量足以使致動(dòng)系統(tǒng)AS能夠執(zhí)行變速比和扭矩控制這兩個(gè)主致動(dòng)功能“MAF”和其任何副致動(dòng)功能“AAF”。在該第一操作模式中，電驅(qū)動(dòng)泵11被為完全停用或至少可被完全停用。
[0032]在電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)AS的第二操作模式中，如圖3B所示，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10和電驅(qū)動(dòng)泵11在泵送傳動(dòng)液。也就是說，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10產(chǎn)生的傳動(dòng)液的流量不足以在執(zhí)行致動(dòng)系統(tǒng)AS的兩個(gè)主致動(dòng)功能“MAF”之外還完全執(zhí)行致動(dòng)系統(tǒng)AS的副致動(dòng)功能“AAF”。在該第二操作模式中，電驅(qū)動(dòng)泵11被啟動(dòng)以產(chǎn)生傳動(dòng)液的額外流動(dòng)以使致動(dòng)系統(tǒng)AS也能夠完全執(zhí)行其副致動(dòng)功能“AAF”。
[0033]在電-液壓致動(dòng)系統(tǒng)AS的第三操作模式中，如圖3C所示，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵10被停用并且只有電驅(qū)動(dòng)泵11在泵送傳動(dòng)液。也就是說，電驅(qū)動(dòng)泵11被啟動(dòng)以使由此產(chǎn)生的傳動(dòng)液的流量足以使致動(dòng)系統(tǒng)AS能夠執(zhí)行其變速比和扭矩控制這兩個(gè)主致動(dòng)功能“MAF”及其任何副致動(dòng)功能“AAF”。
[0034]本發(fā)明不限于以上討論的示例，但額外涵蓋其可能不偏離由說明書、附圖和附圖中示出的所有結(jié)構(gòu)特征以及權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的各種修改和改進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)的驅(qū)動(dòng)力傳輸至待驅(qū)動(dòng)的負(fù)載(DW)的無級(jí)變速器(1)，特別是在車輛傳動(dòng)系中，所述無級(jí)變速器(I)設(shè)有兩個(gè)液壓泵(10、11)以釋放液壓傳動(dòng)液的加壓供給來用于變速器(I)的致動(dòng)，其中，第一泵(10)通過發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)驅(qū)動(dòng)且第二泵(11)通過獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)(VE)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述無級(jí)變速器(I)還設(shè)有主液壓管路(13)、副液壓管路(15)和管路壓力閥(14)，所述管路壓力閥(14)通過使多余的傳動(dòng)液能夠從主管路(13)流進(jìn)副管路(15)來控制主管路(13)中的壓力(Pline)，其中，第一泵(10)連接到主管路(13)，其特征在于，第二泵(11)連接到副管路(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級(jí)變速器(I)，其特征在于，具有止回閥(21)的旁通液壓管路(20)設(shè)置于主管路(13)和副管路(15)之間，該止回閥(21)布置為:使傳動(dòng)液能夠從副管路(15)流動(dòng)經(jīng)過旁通管路(20)到主管路(13)，并能夠阻擋傳動(dòng)液的反向流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無級(jí)變速器(I)，其特征在于，變速器的操作包括變速比控制和變速器傳動(dòng)扭矩控制這兩個(gè)主變速致動(dòng)功能(MAF)以及一個(gè)或多個(gè)副變速致動(dòng)功能(AAF)、例如潤(rùn)滑和/或變速離合器控制，兩個(gè)主變速致動(dòng)功能(MAF)被實(shí)施為使用從主管路(13)引入的傳動(dòng)液，所述一個(gè)或多個(gè)副變速致動(dòng)功能(AAF)被實(shí)施為使用從副管路(15)引入的傳動(dòng)液。
【文檔編號(hào)】F16H57/04GK104160180SQ201180076133
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】F·M·A·范德斯勒伊斯, P·費(fèi)爾赫芬, A·范特雷耶恩, A·E·范霍滕 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司