專利名稱：Cvt控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多狀態(tài)(multi-regime )無(wú)級(jí)變速器(CVT )的控制。
背景技術(shù)：
CVT典型地包括變換器。在這里，詞語(yǔ)"變換器"將用來(lái)指具 有轉(zhuǎn)動(dòng)輸入和轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的裝置，與能被無(wú)級(jí)變速相比，其將傳動(dòng)以
一傳動(dòng)比(輸出速度與輸入速度的比)從一個(gè)傳遞至另一個(gè)。大多 凄史情況下，變換器具有包括在傳動(dòng)傳遞中的可移動(dòng)4丑矩傳遞部，扭-矩傳遞部的 <立置與變才灸器比率(variator ratio )相應(yīng)。在7>知的環(huán)形 滾道中，滾動(dòng)牽引型變換器、輥?zhàn)佑米骺梢苿?dòng)扭矩傳遞部。輥?zhàn)訉?傳動(dòng)從一個(gè)環(huán)形凹入的滾道傳遞至另一個(gè)滾道，并且，其運(yùn)動(dòng)包括 輥?zhàn)觾A斜度的變化，此變化與變換器傳動(dòng)比的變化有關(guān)。對(duì)可移動(dòng) 扭矩傳遞部施加力，以影響其位置，乂人而影響變換器傳動(dòng)比。這樣， 可以控制變換器。
CVT通常包4舌一些用于在兩個(gè)或多個(gè)狀態(tài)(regime)之間進(jìn)4亍 選擇并擴(kuò)大變速器比率的可用范圍的離合器裝置(在部分實(shí)例中， 其可簡(jiǎn)單地形成為剎車裝置)
CVT的控制典型地由復(fù)雜的電子控制器來(lái)執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種用于提供CVT中的變換器比率比和狀態(tài)的協(xié)調(diào)控制的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。


現(xiàn)在將參考附圖，僅以實(shí)例的方式描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，
附圖中
圖la和圖lb是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的變換器的簡(jiǎn)化圖，為了簡(jiǎn) 單起見(jiàn)，圖la省略了某些部4牛，并且，圖la是沿著徑向方向的禍L 圖，而圖lb是透一見(jiàn)圖2a和圖2b是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的CVT的簡(jiǎn)化圖3a是體現(xiàn)本發(fā)明的變換器控制系統(tǒng)的示意圖3b和圖3c示出了兩種不同狀態(tài)中的系統(tǒng)的狀態(tài)控制閥；
圖3d和圖3e示出了不同狀態(tài)中的系統(tǒng)的空檔釋i文閥(neutral rel6as6 valve );
圖4是系統(tǒng)的比率控制閥和相關(guān)部件的更詳細(xì)圖。
具體實(shí)施例方式
變換器
圖la和圖lb示出了7>知的環(huán)形滾道滾動(dòng)牽引型變換器10。本 發(fā)明在使用這種類型的變換器的CVT方面進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，此變換器特 別適合于本目的，但是原則上也可〗吏用其他類型的變換器。
變換器10包括同軸安裝的輸入和輸出滾道12、 14、 12，、 14，， 其相鄰面6, 8是半環(huán)形凹入的并限定基本環(huán)形的腔體16, 16，，腔體16， 16，包含輥?zhàn)?8、 18，形式的可移動(dòng)扭矩傳遞部。變換器典型 i也具有兩個(gè)或三個(gè)這種在每個(gè)腔體16、 16，的周圍以周向間隔隔開(kāi) 的輥?zhàn)?。每個(gè)輥?zhàn)?8、 18，在各個(gè)滾道12、 14的面6、 8上運(yùn)轉(zhuǎn)， 由此用來(lái)將傳動(dòng)/人一個(gè)滾道傳遞至另一個(gè)滾道。輥?zhàn)?8能夠沿著圍 繞滾道12、 14的/>共軸線20的周向方向前后移動(dòng)。其也能夠產(chǎn)生 旋進(jìn)(precess)。也就是說(shuō)，輥?zhàn)拥妮S線能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)將改變輥 子軸線相對(duì)于盤軸線的傾斜度。在所示實(shí)施例中，通過(guò)在支架22 中可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝輥?zhàn)?8來(lái)4是供這些運(yùn)動(dòng)，其中支架22通過(guò)4干24 與致動(dòng)器28的活塞26接合。從活塞26的中心到輥?zhàn)?8的中心的 線19組成旋進(jìn)軸線，整個(gè)組件能夠圍繞該旋進(jìn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。輥?zhàn)拥男?進(jìn)導(dǎo)致輥?zhàn)釉跐L道12、 14上運(yùn)動(dòng)的^各徑的半徑發(fā)生變化，乂人而導(dǎo)致 變換器傳動(dòng)比發(fā)生變化。
注意，在此實(shí)施例中，旋進(jìn)軸線19并不正好處于垂直于公共軸 線20的平面中，而是朝向此平面傾殺牛。傾殺牛角在圖中^皮才示為CA, 其被稱為"后傾角"。當(dāng)輥?zhàn)忧昂笠苿?dòng)時(shí)，其沿著以公共軸線20為 中心的圓形路徑而行。此外，滾道12、 14對(duì)輥?zhàn)拥淖饔卯a(chǎn)生轉(zhuǎn)向力 矩，該轉(zhuǎn)向力矩傾向于將其保持在這種傾斜狀態(tài)，即，使得輥?zhàn)虞S 線與公共軸線20相交。盡管輥?zhàn)友刂鋱A形路徑前后運(yùn)動(dòng)，但是由 于后傾角的作用，仍能夠保持軸線的這種相交。當(dāng)輥?zhàn)友刂渎窂?運(yùn)動(dòng)時(shí)，其也因?yàn)闈L道的作用而^皮轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致其旋進(jìn)，以保持軸線 的相交。結(jié)果是，輥?zhàn)友刂渎窂降奈恢门c一定的輥?zhàn)觾A斜狀態(tài)相 應(yīng)，由jt匕，與一定的變4奐器傳動(dòng)比相應(yīng)。
致動(dòng)器28通過(guò)供應(yīng)管線Sl, S2接收相對(duì)的液壓液的壓力。因 此，由致動(dòng)器28產(chǎn)生的力將輥?zhàn)友刂鋰@7>共軸線20的圓形3各 徑推動(dòng)，并且，在平纟軒狀態(tài)中，其^皮滾道12、 14施加在輥?zhàn)由系牧?所平衡。滾道施加的力與外部施加至變換器滾道的扭矩的總和成比例。此總和(變換器輸入扭矩加上變換器輸出扭矩)是必定與變換 器固定架起作用的凈扭矩，并被稱作是反扭矩。變速器圖2a和圖2b以非常程式化的形式示出了適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的兩 狀態(tài)變速器的一個(gè)實(shí)例。本領(lǐng)域中已知有多種不同類型的多狀態(tài) CVT,其中多數(shù)都可用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，在描述變速器的結(jié)構(gòu) 細(xì)節(jié)時(shí)，這些不應(yīng)^皮認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍限制。在圖中，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力源(在本實(shí)例中是內(nèi)燃機(jī))用ENG表示， 并且其驅(qū)動(dòng)變換器10的輸入滾道12、 12，。變速器具有周轉(zhuǎn)"分路" 齒輪系E，周轉(zhuǎn)"分路"齒輪系E具有通過(guò)齒輪系G與發(fā)動(dòng)機(jī)接合 的行星輪架PC、以及與變換器的變換器輸出滾道14、 14，接合的太 陽(yáng)輪S。盡管在其他變速器中經(jīng)常使用從變換器輸出端中同軸地輸 出的動(dòng)力，但是，在所示的實(shí)施方式中，通過(guò)鏈條CHA實(shí)現(xiàn)此接 合。安裝在行星輪架PC上的行星輪P驅(qū)動(dòng)環(huán)形輸出齒輪A，并與 太陽(yáng)輪S嚙合。被驅(qū)動(dòng)的車輪用W表示。所示變速器在可通過(guò)高速狀態(tài)離合器CH和低速狀態(tài)離合器Ct而接合的高速狀態(tài)和低速狀態(tài)中可操作。當(dāng)接合低速狀態(tài)離合器Cl 時(shí)，分路E的輸出齒輪A與車輪接合。注意，輸出齒輪A的速度 由行星輪架PC的速度(該速度是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的倍數(shù))和太陽(yáng)輪S 的速度(其速度隨著變換器比率的變化而變化)確定。在特定的變 速器比率("空檔齒輪比")，這些速度彼此抵消，從而，輸出齒輪A 靜止。在此情況中，變速器有效地^是供了無(wú)級(jí)減速，盡管與運(yùn)行中 的發(fā)動(dòng)枳4幾械地接合，^f旦是其輸出是靜止的。這種情況;故稱為"齒 輪空檔"。當(dāng)變速器處于低速狀態(tài)中時(shí)，僅通過(guò)調(diào)節(jié)變換器比率，便 能獲纟尋齒4侖空檔的4壬一側(cè)上的一是供正向車輛4于#呈和反向車輛^^呈的 變速器比率的范圍。脫開(kāi)低速狀態(tài)離合器Ct并接合高速狀態(tài)離合器CH的操作將變速器置于高速狀態(tài)中，可獲得增加的正向傳動(dòng)比范圍。在此情況中，只有圖2b中能看到的部件處于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪之間的能量流路徑中。 變換器輸出通過(guò)能量輸出CHA、和高速狀態(tài)離合器CH而與車輪W 接合。在高速狀態(tài)中無(wú)法獲得齒輪空檔。兩個(gè)狀態(tài)中的變換器比率與變速器比率(變速器輸出速度與變 速器輸入速度的比率)之間的關(guān)系是不同的。在高速狀態(tài)中，增加 變換器比率導(dǎo)致整個(gè)變速器比率增加。在低速狀態(tài)中，增加變換器 比率導(dǎo)致整個(gè)變速器比率減小。在控制變換器時(shí)，必須考慮到這一點(diǎn)。選擇變速器中的齒輪比，使得在一些變換器比率(同步比)，高 速狀態(tài)和低速狀態(tài)都能產(chǎn)生相同的變速器比率，所述一些變換器比 率是變換器比率范圍的一個(gè)極值。在同步比能夠平穩(wěn)地執(zhí)行狀態(tài)變 換，因?yàn)榇俗儞Q不會(huì)導(dǎo)致由變速器整體上提供的比率變化。使用者可操作控制現(xiàn)在將參考圖3描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)用來(lái) 執(zhí)行下列兩個(gè)控制的協(xié)調(diào)控制(a)施加至變換器的液壓控制壓力 以及由此產(chǎn)生的變換器比率、以及(b)施加至高速狀態(tài)離合器CH 和低速狀態(tài)離合器Cl的液壓控制壓力。駕駛員的主要控制由使用者可操作部50形成，其在本實(shí)施例中 形成為手柄，盡管其也可采用其他形式，但在下列說(shuō)明中將采用這 種形式。手柄50可圍繞圖3中垂直于紙面的第一軸線52前后移動(dòng)， 并可圍繞紙面中的第二軸線54橫向地移動(dòng)。將根據(jù)手柄的運(yùn)動(dòng)而使 用術(shù)語(yǔ)"前后"和"橫向"，這僅是為了方便的原因，但是并不必須 反應(yīng)手柄相對(duì)于車輛的4于程的方向。通過(guò)與導(dǎo)^反58中的成型槽56后延伸部分(將被 稱作低速狀態(tài)區(qū)60 )、第二前后延伸部分(將被稱作高速狀態(tài)區(qū)62 )、 以及從低速狀態(tài)區(qū)橫向地延伸至高速狀態(tài)區(qū)的部分(將被稱作門 64)。此外，沿著低速狀態(tài)區(qū)的中間設(shè)置橫向分路(將被稱作空檔區(qū) 66)。通過(guò)移動(dòng)手柄50,駕駛員在變換器IO和萬(wàn)合器Ch與d上執(zhí)行控制。在本實(shí)施例中，駕駛員可簡(jiǎn)單地通過(guò)移動(dòng)手柄50而獲得變 速器范圍內(nèi)的任意比率，包括齒輪空檔。然而，本系統(tǒng)還具有4吏用者可才喿作的扭矩釋》文控制裝置，其在 本實(shí)施例中形成為扭矩釋放踏板68。同樣，此控制裝置可采用其他 形式(例如，手可操作柄)。扭矩釋放踏板68的功能與車輛中的離 合器踏板的功能類似。通過(guò)操作此踏板，使用者可有效地將傳動(dòng)輸 出與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，并使得其憑慣性前進(jìn)。下面將說(shuō)明實(shí)現(xiàn)此效果的 方式。變換器比率控制變換器比率——以及由變速器整體上提供的傳動(dòng)比——通過(guò)前 后移動(dòng)手柄50而進(jìn)行調(diào)節(jié)。將手柄50移動(dòng)至其最后端的J立置70, 會(huì)導(dǎo)致變換器采用其可獲得的最大比率，并且，由于上述分^^齒4侖 的作用，隨著低速狀態(tài)離合器Cl的接合，會(huì)導(dǎo)致變速器整體上采 用其可獲得的最大反向齒輪比。因此，導(dǎo)致車輛向后行駛。如果向 前推動(dòng)手柄50，其減小變換器比率，從而減小整個(gè)變速器的反向齒 輪比。當(dāng)手柄50到達(dá)空檔區(qū)66 (圖3中所示的位置)時(shí)，無(wú)級(jí)變 速器處于齒輪空檔，即其輸出是靜止的，車輛也同樣處于靜止。沿 著低速狀態(tài)區(qū)60進(jìn)一步向前推動(dòng)手柄50，會(huì)導(dǎo)致變換器比率繼續(xù) 減小，并導(dǎo)致變速器提供向前的傳動(dòng)比，此傳動(dòng)比一直增大，直到當(dāng)手柄50到達(dá)門64,變換器處于其最小比率(如上所述，是其同 步比)并且變速器處于低速狀態(tài)中可獲得的最大前向傳動(dòng)比時(shí)為止。
為了進(jìn)一步向前4,動(dòng)手柄50,必須將其越過(guò)門64。如下面將要 說(shuō)明的，這導(dǎo)致變速器產(chǎn)生從低速狀態(tài)至高速狀態(tài)的狀態(tài)變換。
然后，當(dāng)沿著高速狀態(tài)區(qū)62向前推動(dòng)手柄時(shí)，其導(dǎo)致變換器比 率增加，并且，現(xiàn)在4妄合高速狀態(tài)離合器CH且脫開(kāi)低速狀態(tài)離合 器Cp該操作導(dǎo)致整個(gè)變速器的傳動(dòng)比同樣地增加，直到手柄50 處于其^于程的前端72時(shí)達(dá)到最大前向齒4侖比為止。
手柄50控制變換器10時(shí)所通過(guò)的機(jī)構(gòu)是液壓機(jī)械的，并且該 機(jī)構(gòu)包括(a)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，將手柄50的位置轉(zhuǎn)換成代表所需變換 器比率的位置信號(hào)；(b)比較器，用來(lái)將實(shí)際變換器比率與所需變 換器比率比進(jìn)行比較并產(chǎn)生相應(yīng)的校正信號(hào)；以及(c)比率控制 器，接收校正信號(hào)并作出響應(yīng)對(duì)變換器施加校正力，以迫使其釆用 所需比率。比較器和比率控制器共同在變換器上^t是供閉環(huán)控制，以 使其采用由轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)指示的值。將在下面依次描述這三個(gè)功能單元 的物J里結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括凸輪78和從動(dòng)件80。當(dāng)手柄50前后移動(dòng)時(shí)，凸 輪78圍繞第 一軸線52轉(zhuǎn)動(dòng)，從而，從動(dòng)件78偏移。從動(dòng)件80的
位置形成代表所需變換器比率的機(jī)械信號(hào)。
如上所述，因?yàn)樵趦蓚€(gè)狀態(tài)中手柄位置和所需變換器比率之間 的關(guān)系是不同的，所以需要轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。在低速狀態(tài)中，向前推動(dòng)的 手柄50減小變換器比率。在高速狀態(tài)中，向前4,動(dòng)的手柄50增大 變換器比率。在圖3中，以虛影的方式示出了手柄50的四個(gè)位置 A-D。手柄位置A和D分別代表最大反向變速器比率(低速狀態(tài)中 的)和最大前向變速器比率(高速狀態(tài)中的)。都需要使變換器處于其最大比率中，因此，相應(yīng)的凸4侖半徑a和d相同。在所示實(shí)施例 中，這些是最小的凸輪半徑。手柄位置C與齒輪空檔相應(yīng)，凸輪半 徑c選擇為提供齒輪空檔變換器比率。當(dāng)手柄50處于門中且變換器 處于同步比(即處于其可獲得的最小值)時(shí)，獲得手柄位置B。凸 輪半徑b選擇為提供此變換器比率，在此實(shí)例中，凸輪半徑b是凸 輪的最大半徑。
在此實(shí)施例中，比較器是簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置，并且，才支術(shù)人員能 夠重新設(shè)計(jì)出適于此目的的多種其他裝置。其使用比較器桿82，比 較器桿82的第 一端與從動(dòng)件80接合，第二端與變換器10的輥?zhàn)?圖 3中用84示意性地表示)接合。在所示實(shí)例中，通過(guò)在88處具有 支點(diǎn)的活動(dòng)桿86,實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件80與比較器桿的4妄合。該活動(dòng)桿的 一端承載從動(dòng)件80。其另 一端通過(guò)導(dǎo)線連接裝置卯與比較器桿82 連接。彈簧92保持導(dǎo)線連接裝置卯處于張緊狀態(tài)，并用來(lái)將^v動(dòng) 件80抵在凸輪78上。比較器桿的中點(diǎn)94與比率控制器接合，在此 實(shí)施例中，比率控制器采用比率控制閥96的形式。
圖4示出了比率控制閥96,其閥芯(spool)通過(guò)桿98與比4交 器桿的中點(diǎn)94連接。比率控制閥96的入口 100與泵102連接，并 4皮才是供有加壓流體。排出口 104通向變速器的才幾油箱106。供應(yīng)口 108和110通向各個(gè)管線Sl和S2，從而通向控制變換器輥?zhàn)拥幕?塞26的相對(duì)側(cè)(在這點(diǎn)上再次參考圖1)。閥具有中間位置、Sl供 應(yīng)位置和S2供應(yīng)位置，其中在中間位置處，其關(guān)閉所有開(kāi)口；在 Sl供應(yīng)位置處，管線Sl與泵102連4妄且管線S2 4非出至才幾油箱106; 在S2供應(yīng)位置處，泵102對(duì)供應(yīng)管線S2加壓且Sl排出至機(jī)油箱 106。閥的響應(yīng)是成比例的。也就是說(shuō)，其開(kāi)口的打開(kāi)程度隨著其閥 芯位置的變化而連續(xù)變化。
如果在(a)由使用者通過(guò)手柄50和轉(zhuǎn)換4幾構(gòu)而指示的比率與 (b)實(shí)際變換器比率之間產(chǎn)生失配，考慮會(huì)發(fā)生什么。為了舉例，假設(shè)，如所看到的，由于手柄50移動(dòng)而會(huì)產(chǎn)生失配(由于比率稍樣史 偏離所需值，也同樣會(huì)產(chǎn)生失配)，以使比較器桿82的第一端向右 移動(dòng)。如果我們假設(shè)，比較器桿82的第二端是靜止的，那么，桿的 中點(diǎn)也必須向右移動(dòng)，以對(duì)比率控制閥96進(jìn)行調(diào)節(jié)。這才羊，調(diào)節(jié)了 S1和S2中的壓力，傾向于將變換器比率調(diào)節(jié)至所需值，這導(dǎo)致比 較器桿的第二端向左運(yùn)動(dòng)，直到達(dá)到所需比率且比率控制閥96的閥 芯回復(fù)至其中間位置為止。此效果是提供變換器比率的閉環(huán)控制。
狀態(tài)控制
變換器控制系統(tǒng)必須管理變速器的離合器C h和C ^的致動(dòng)。具 體地
i. 當(dāng)手柄50處于低速狀態(tài)區(qū)60中且使用者還未^f吏變速器脫開(kāi) 時(shí)，低速狀態(tài)離合器Ct接合且高速狀態(tài)離合器CH脫開(kāi)；
ii. 當(dāng)手柄50處于高速狀態(tài)區(qū)62中且使用者還未4吏變速器脫開(kāi) 時(shí)，高速狀態(tài)離合器Ch接合且低速狀悉萬(wàn)合器Ct脫開(kāi)；以及
iii. 當(dāng)變速器以同步比運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須管理乂人j氐速狀態(tài)離合器4妻 合至高速狀態(tài)離合器接合的轉(zhuǎn)換，并且必須管理與此相反的轉(zhuǎn)換。
在圖3所示的實(shí)施例中，在手柄50的行程中具有一個(gè)點(diǎn)，其#皮 稱作低速離合器轉(zhuǎn)換點(diǎn)(LCTP)，移動(dòng)通過(guò)該點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致當(dāng)手柄前 進(jìn)時(shí)低速離合器的狀態(tài)從接合變?yōu)槊撻_(kāi)，當(dāng)手柄回退時(shí)低速離合器 的狀態(tài)從脫開(kāi)變?yōu)榻雍?。同樣，手柄具有高速離合器轉(zhuǎn)換點(diǎn) (HCTP)，移動(dòng)通過(guò)該點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致當(dāng)手柄前進(jìn)時(shí)高速離合器的狀態(tài) 從脫開(kāi)變?yōu)榻雍?，?dāng)手柄回退時(shí)高速離合器的狀態(tài)從接合變?yōu)槊撻_(kāi)。 LCTP和HCTP兩者均處于與齒4侖空檔相應(yīng)的手柄位置。原則上， 它們可以重合，從而兩個(gè)離合器可同時(shí)改變狀態(tài)，但是，在本實(shí)施例中，LCTP比HCTP位于更靠前的手柄位置處。因此，在釋方文舊 離合器之前接合新離合器。因?yàn)樵谕奖劝l(fā)生狀態(tài)的改變，所以這
是可能的。
在所示實(shí)施例中，當(dāng)手柄50移動(dòng)得越過(guò)門64時(shí)，發(fā)生狀態(tài)的 改變。結(jié)果，使得駕駛員知道正在發(fā)生可能是所期望的狀態(tài)的改變。 手柄50的橫向位置通過(guò)高速離合器閥112和4氐速離合器閥114控制 離合器，高速離合器閥112和低速離合器闊114的閥芯與手柄50 4妻
合，并通過(guò)其一黃向運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。
高速離合器閥112和低速離合器閥114均具有通向相關(guān)的離合 器ch和cl的離合器供應(yīng)口 116H、 116^、通向才幾油箱106的離合器 排出口118h、 118l、以及與泵(該泵可以是與用來(lái)供應(yīng)變換器控制 壓力的泵相同的泵102)連4妄以供應(yīng)加壓液壓流體的入口 120H、 120L。
當(dāng)變速器處于高速狀態(tài)中時(shí)，手柄50處于高速狀態(tài)區(qū)62中并 因此處于圖3b所示的橫向位置中。低速狀態(tài)離合器cl通過(guò)低速離 合器閥114被排空，高速狀態(tài)離合器ch通過(guò)高速離合器閥112而#皮 加壓，因此，僅有高速狀態(tài)離合器Ch被接合。當(dāng)變速器處于低速 狀態(tài)中時(shí)，手柄50處于低速狀態(tài)區(qū)60中并因此處于圖3c所示的損-向位置中。高速狀態(tài)離合器被排空。低速狀態(tài)離合器被加壓，從而 其被4秦合。僅當(dāng)手柄處于門64中并且進(jìn)而變速器處于同步比時(shí)，從 這些狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)變成另一個(gè)狀態(tài)所需的手柄50的橫向運(yùn)動(dòng) 才能夠發(fā)生。
扭矩釋放
在帶有手動(dòng)變速器的傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車中，駕駛員被提供有與離合器 液壓地接合的離合器踏板，其中所述離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與齒輪箱連接，從而，駕駛員踩下離合器踏板會(huì)斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)，并允許車輛憑慣性前
進(jìn)。扭矩釋放踏板68提供有點(diǎn)類似的功能，但以不同的方式進(jìn)行才喿作。
在圖2所示類型的變速器中，原則上，有兩種將車4侖與發(fā)動(dòng)枳^ 操作地脫離的方式。第一種是將離合器CH、 Cl雨者都幹放。第二 種是在管線Sl和S2中排出壓力。當(dāng)這些壓力排空時(shí)，活塞26不 能對(duì)變換器輥?zhàn)?8施加任何力(在這一點(diǎn)上，再一次參考圖1)。 因此，變換器IO進(jìn)而也不能保持反扭矩。在此情況下，變換器自動(dòng) 地釆用由發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪的相對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的比率。車輪在務(wù)理丄并不 與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，而是能夠憑慣性前進(jìn)，因?yàn)樽儞Q器不能對(duì)其施加扭* 矩。這種，乘作一莫式將纟皮稱作"反扭矩釋放"。
圖3示出了反扭矩釋放閥124，其是由使用者通過(guò)與扭矩釋》文 控制裝置68的機(jī)械接合來(lái)控制的比例閥。反扭矩釋放閥124與互鎖 閥126共同工作，如箭頭128所示，互鎖閥126的閥芯受到來(lái)自于 低速狀態(tài)離合器Ct的控制壓力。
當(dāng)變速器處于低速狀態(tài)中時(shí)，互鎖閥126由此保持在這樣的狀 態(tài)其與反扭矩釋方文閥124的開(kāi)口 a和b聯(lián)^妄。反4丑頭巨釋放閥124 的開(kāi)口 c和d分別與供應(yīng)管線Sl和S2連接。在變速器處于低速狀 態(tài)中的同時(shí)，駕駛員對(duì)扭矩釋放踏板68的致動(dòng)打開(kāi)了反扭矩釋放閥 124,并在壓力供應(yīng)管線Sl和S2之間提供^各徑。當(dāng)此閥完全打開(kāi) 時(shí)，Sl和S2中的壓力至少基本相等，以便提供反扭矩釋放功能。 可保持一些壓力差，提供"蠕變扭矩(creep toruqe)"的程度。同樣， 反扭矩釋放閥124是比例閥，從而駕,駛員可部分地踩下4a矩釋^^t 板68,以設(shè)定中間水平的車輪扭矩，這與傳統(tǒng)的離合器控制一樣。
熟悉手動(dòng)變速器的駕駛員通過(guò)踩下扭矩釋放踏板68并使用剎 車可能會(huì)使車輛停止。假設(shè)變速器處于低速狀態(tài)，這不會(huì)有因難產(chǎn)生。當(dāng)車輛停止時(shí)，變速器進(jìn)入齒輪空檔狀態(tài)。然而，如果車輛處 于高速狀態(tài)時(shí)，釋放的變換器反扭矩將不能夠使駕駛員停止車輛， 因?yàn)楦咚贍顟B(tài)不包含齒輪空檔狀態(tài)。為了以另 一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一 點(diǎn)，在車輛停止之前，變換器將到達(dá)其比率范圍的端值。
處于高速4犬態(tài)時(shí)，互鎖閥126與反扭矩釋》文閥124上的開(kāi)口 a 和b脫開(kāi)，這使得此閥失效。因此，在高速狀態(tài)時(shí)無(wú)法獲得反扭矩 釋放。相反地，通過(guò)控制高速狀態(tài)離合器CH來(lái)提供扭矩釋放。注 意，在這點(diǎn)上，從高速離合器閥112輸出的壓力并不直接與高速狀 態(tài)離合器連接，而是通向高速離合器調(diào)制閥130,高速離合器調(diào)制 閥130自身通過(guò)與扭矩釋放踏板68的機(jī)械接合來(lái)控制，3采下扭矩釋 放踏板68將導(dǎo)致高速狀態(tài)離合器排空到機(jī)油箱。因此，通過(guò)踩下5齡 板68，使用者釋放高速狀態(tài)離合器CH,并從而將發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪脫 離。
齒輪空檔
對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，使用扭矩釋放踏板來(lái)使車輛停止并不是必須 的?？商娲?，他/她可簡(jiǎn)單地使用手柄50來(lái)將變速器置于齒輪空 檔位置，在本實(shí)施例中，這可通過(guò)以筆直的正向的方式^)夸手柄沖黃向 地移動(dòng)入空檔區(qū)66中來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，如果由空檔區(qū)66所指示的手 柄位置與需要實(shí)現(xiàn)的齒輪空檔位置稍有不同(例如，由于微小的失 調(diào))，那么在原理上，結(jié)果可以是在車輪上不可避免地3皮施加4交大 的扭矩。為了避免任何這種困難，當(dāng)手柄50—皮移入空檔區(qū)66時(shí)， 所示系統(tǒng)適于釋放變換器反扭矩。這可通過(guò)使用空檔釋放閥132 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中所述空檔釋i文閥132具有連4妄至供應(yīng)管線Sl和S2 的各個(gè)開(kāi)口。通過(guò)研究圖3,圖3d和圖3e, ^1尋能確定的是，當(dāng)手 柄50處于任何其"驅(qū)動(dòng)"區(qū)(高速狀態(tài)區(qū)62、低速狀態(tài)區(qū)60和 門64)時(shí)，空檔釋放閥132關(guān)閉上述開(kāi)口并對(duì)變速器操作沒(méi)有影響。當(dāng)手柄50移入空檔區(qū)66時(shí)，這些開(kāi)口打開(kāi)，以4非空供應(yīng)管線
Sl和S2，從而釋放變速器反扭矩。
權(quán)利要求
1.一種用于控制無(wú)級(jí)變速器的系統(tǒng)，包括變換器、用于選擇地接合低變速狀態(tài)的低速狀態(tài)離合器，以及用于選擇地接合高速狀態(tài)的高速狀態(tài)離合器，所述系統(tǒng)包括控制部，可由使用者沿著控制路徑從低比率端移動(dòng)至高比率端，所述控制部的位置表示變換比率和變速器比率；低速狀態(tài)離合器控制裝置，當(dāng)所述控制部處于其路徑的低比率端與低速離合器變換點(diǎn)之間時(shí)，所述低速狀態(tài)離合器控制裝置與低速離合器接合，并且當(dāng)所述控制部處于低速離合器變換點(diǎn)與其路徑的高比率端之間時(shí)，所述低速狀態(tài)離合器控制裝置釋放所述低速離合器；以及高速狀態(tài)離合器控制裝置，當(dāng)所述控制部處于其路徑的低比率端與高速離合器變換點(diǎn)之間時(shí)，所述高速狀態(tài)離合器控制裝置釋放高速狀態(tài)離合器，并且當(dāng)所述控制部處于高速離合器變換點(diǎn)與其路徑的高比率端之間時(shí)，所述高速狀態(tài)離合器控制裝置與高速狀態(tài)離合器接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述低速離合器變 換點(diǎn)和所述高速離合器變換點(diǎn)兩者都是控制路徑中與同步變 換器比率相應(yīng)的點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高速離合器變 換點(diǎn)比所述低速離合器變換點(diǎn)更靠近所述控制路徑的低比率 端，從而當(dāng)控制部處于所述變換點(diǎn)之間時(shí)，兩個(gè)離合器都被接合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高速離合器變 換點(diǎn)和所述低速離合器變換點(diǎn)是相同的。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括將控制部位置轉(zhuǎn) 換成代表所需變換器比率的機(jī)械信號(hào)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特;f正在于，所述轉(zhuǎn)換才幾構(gòu)包4舌 凸4侖表面和從動(dòng)件，所述乂人動(dòng)件的位置形成積4成信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述凸輪表面的形 狀是這樣的當(dāng)控制部從其控制^各徑的^f氐比率端移動(dòng)至高比率 端時(shí)，所述乂人動(dòng)件一皮所述凸4侖表面先在一個(gè)方向上偏移，然后 在相對(duì)方向上偏移。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述從動(dòng)件處于 與變換器的齒輪空檔比相應(yīng)的位置中時(shí)，所述從動(dòng)件發(fā)生相反 方向上的移動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，代表 所需變換器比率的機(jī)械信號(hào)耦合至比較器，所述比較器也接收 代表當(dāng)前變換器比率的機(jī)械信號(hào)，并且所述比較器提供代表變 換器比率誤差的枳4成信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，當(dāng)所述權(quán)利要求9從屬于權(quán)利要 求6時(shí)，其特征在于，所述比較器包括桿，所述桿在第一點(diǎn)與 所述從動(dòng)件接合并在第二點(diǎn)與所述變換器輥?zhàn)咏雍希ㄟ^(guò)與所 述第 一和第二點(diǎn)中間的桿的接合提供機(jī)械信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述比較器 控制用來(lái)將液壓控制壓力施加至變換器的比率控制閥。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制部可在第一方向上移動(dòng)以改變變4奐器比率，并可在第二方向上移動(dòng)以改變所述高速狀態(tài)離合器和所述^f氐速狀態(tài)離合器的 狀態(tài)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制路徑具 有(a) 第一部分，從所述控制部的行程的低比率端且沿所 述第一方向延伸，(b) 第二部分，沿所述第二方向延伸，以及(c) 第三部分，沿著所述第一方向延伸，/人而，將所述控制部/人所述3各徑的^f氐比率端移動(dòng)至高比率 端的移動(dòng)包括將所述控制部沿著所述第二部分移動(dòng)，以改變閥 的習(xí)犬態(tài)，并乂人而扭j于4犬態(tài)改變。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一 個(gè)閥，所述閥與所述控制部才乘作地4妻合，乂人而閥的狀態(tài)可通過(guò) 將所述控制部沿著所述第二方向移動(dòng)而改變，所述閥4空制施加 在所述離合器中的至少一個(gè)上的液壓。
15. —種無(wú)級(jí)變速器，包括控制部，其可由使用者移動(dòng)以設(shè)置所 需變速器比率；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，包括凸輪表面和從動(dòng)件，所述從動(dòng) 件可通過(guò)所述控制部相對(duì)于所述凸輪表面移動(dòng)；變換器，包括 i殳置在一只于半環(huán)形凹入的〉袞道之間的至少一個(gè)4昆子以一夸4專動(dòng) 從一個(gè)滾道傳遞至另 一個(gè)滾道，所述輥?zhàn)邮强梢苿?dòng)的以調(diào)節(jié)一 個(gè)滾道的速度與另一個(gè)滾道的速度的比；液壓致動(dòng)器，與所述 輥?zhàn)硬僮鞯亟雍?，以控制所述輥?zhàn)拥奈恢?；機(jī)械比較器，所述 機(jī)械比較器具有(a)與所述輥?zhàn)硬僮鞯亟雍弦耘c其一致移動(dòng) 的第 一輸入部、(b )與所述從動(dòng)件才喿作地接合以與其一致移動(dòng) 的第二輸入部、以及(c)與比率控制閥操作地接合的輸出部，所述IIT出部的4立置由兩個(gè)IIT入部的相對(duì)4立置決定，所述比率4空制閥設(shè)置成控制施加于液壓致動(dòng)器的液壓，從而，輥?zhàn)游恢门c 所需變速器比率之間的差異導(dǎo)致對(duì)所述輥?zhàn)邮┘右簤阂?<吏所 述輥?zhàn)右苿?dòng)，從而提供所需變速器比率。
全文摘要
一種用于控制多狀態(tài)無(wú)級(jí)變速器的簡(jiǎn)單機(jī)械裝置。所述變速器包括變換器(10)和傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置包括低速狀態(tài)離合器(C_L)和高速狀態(tài)離合器(C_H)。低速狀態(tài)離合器的接合使變速器處于低速狀態(tài)中。高速狀態(tài)離合器的接合使其處于高速狀態(tài)中?？刂葡到y(tǒng)包括可由使用者沿控制路徑從低比率端移動(dòng)至高比率端的控制部(例如手柄)?？刂撇康奈恢帽硎咀儞Q器比率和變速器比率。系統(tǒng)還包括低速狀態(tài)離合器控制裝置，當(dāng)控制部處于其路徑的低比率端與低速離合器變換點(diǎn)之間時(shí)，低速狀態(tài)離合器控制裝置與低速狀態(tài)離合器接合，當(dāng)控制部處于低速離合器變換點(diǎn)與其路徑的高比率端之間時(shí)，低速狀態(tài)離合器控制裝置釋放低速狀態(tài)離合器。系統(tǒng)還包括高速狀態(tài)離合器控制裝置，當(dāng)控制部處于其路徑的低比率端與高速離合器變換點(diǎn)之間時(shí)，高速狀態(tài)離合器控制裝置釋放高速狀態(tài)離合器，當(dāng)控制部處于高速離合器變換點(diǎn)與其路徑的高比率端之間時(shí)，高速狀態(tài)離合器控制裝置與高速狀態(tài)離合器接合。這樣，能夠提供管理傳動(dòng)比和狀態(tài)變換所需要的離合器變換的機(jī)械裝置。
文檔編號(hào)F16H37/08GK101606007SQ200880004562
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者克里斯托弗·約翰·格林伍德, 羅伯特·安德魯·奧利弗 申請(qǐng)人:托羅特拉克(開(kāi)發(fā))有限公司