JP2010500508A - 統合されたハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置を有する円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを制限するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

ハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置（Ｄ）を有し、該回転モーメントセンサ装置（Ｄ）が伝動装置の入力軸（Ｉ）から出力軸（ＩＩ）との間の伝達路に配置されておりかつ円錐円板対の間で有効な圧着力が調節部材の位置に関連して制御され、前記調節部材の位置が入力軸（Ｉ）に作用するモーメントに関連している形式の円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを制限する方法において、前記入力モーメントが回転モーメントセンサ装置により決定された値の検出によって決定される。

Description

本発明はハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置を有する円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを制限する方法と装置とに関する。

内燃機関又はその他の駆動モータの出力が、無段に可変な伝動比を有する伝動装置、有利には円錐円板巻掛け伝動装置を介して、駆動された車輪に伝達される自動車駆動トレーンは、近年では、その高い快適性の他にその良好な有効性と種々異なる条件に対する好適な適合性とに基づき次第に多く使用されている。

このような自動車駆動トレーンは例えばＤＥ４２３４２９４Ａ１号明細書によって公知であり、図２に概略的に示されている。

内燃機関ＢＫＭは、クラッチＫを介して、無段に可変な伝動比を有する伝動装置Ｇに連結されている。クラッチＫの出力軸は円錐円板巻掛け伝動装置Ｇのための入力軸Ｉを形成する。円錐円板巻掛け伝動装置Ｇの出力軸ＩＩは図示されていないディファレンシャルを介して自動車の駆動車輪を駆動する。

入力軸Ｉは回転モーメントセンサ装置Ｄを有している。入力軸Ｉの上には相対回動不能に円板対１が配置され、出力軸ＩＩの上には相対回動不能に円板対２が配置されている。各円板対は軸方向に可動な円板１ａと２ａ及び軸方向で不動な円板１ｂと２ｂとを有している。両方の円板対１と２との間にはモーメント伝達のためにチェーン３の形をした巻掛け部材が設けられている。

軸方向に移動可能な被駆動側の円板２ａには、伝達比に関連した力が皿ばね４によって作用させられる。この皿ばね４は、チェーン３が駆動側の円板対１の半径方向内方の領域にあると、チェーン３により強い力が生ぜしめられ、チェーン３が駆動側の円板対１の比較的に大きい直径領域にあると、チェーン３に比較的に小さい力が生ぜしめられるように組込まれかつ構成されている。

皿ばね４は半径方向内方の領域で、軸方向に可動な円板２ａに支えられ、半径方向外側で、ピストンシリンダユニット６のピストン５として示された軸方向に不動な構成部分に支えられかつ前記ユニットの液体室６ａ内に配置されている。軸方向に可動なシリンダ部分は符号７で示され、軸方向で可動な円板２ａと結合されている。

駆動側の円板対１では、同様に軸方向で可動な円板１ａがピストンシリンダユニット９の、循環する、軸方向で可動なシリンダと結合されている。ピストンシリンダユニット９の連行されるが軸方向で不動なピストン部分はリングピストン１０として構成されている。

ピストンシリンダユニット９の半径方向内部にはこれに対し平行にピストンシリンダユニット１１が構成されている。このピストンシリンダユニット１１の軸方向で不動であるかもしくは入力軸Ｉと相対回動不能に結合されたシリンダ部分１２は、外側のピストンシリンダユニット９のピストン１０と不動に結合され、その軸方向に移動可能であるが入力軸Ｉと相対回動不能に結合されたピストン１３は、外側のピストンシリンダユニット９のシリンダ部分８に不動に結合されている。

入力軸Ｉはポンプ１４を駆動する。このポンプ１４は所望のもしくは必要な伝動比に関連して制御された単縁スライダもしくは３／２方向制御弁１５を介して導管１６を経て圧力媒体を内側のピストンシリンダユニット１１の圧力室１１ａへ送出することができる。弁１５の位置に応じて圧力媒体は導管１６を介して圧力室１１ａに圧送され、ひいてはチェーン３が円板対にて外方へ−皿ばね４の力に相応して−移動させられるか又は弁１５の相応する位置によって圧力媒体が導管１７を通って油溜めに戻される。圧力媒体流においてはポンプ１４の前にフィルタ１８が配置され、ポンプ１４と弁１５との間には圧力制限弁１９が配置されている。

伝動装置Ｇによって伝達されたモーメントに関連した圧力を生ぜしめるためには、フィルタ１８の後ろにポンプ２０が設けられている。このポンプ２０は導管２１を介して、被駆動側の円錐円板対２のピストンシリンダユニット６の圧力室６ａに圧力媒体を供給する。導管２２からは別の導管２３が回転モーメントセンサ装置Ｄの圧力室２４ａに通じている。この圧力室２４ａは全体として伝動比及びモーメント制御された弁を形成し、直接的に回転モーメントをクラッチＫの出口から駆動側の円板対１に伝達する。回転モーメントセンサ装置Ｄは軸方向に不動なカム円板２４ｂと軸方向で移動可能なカム円板２４ｃとを、それぞれ一体成形された乗上げ斜面と共に有している。この乗上げ斜面の間には球２４ｃの形をした拡開体が配置されている。流出開口２４ｅには導管２５が接続されており、該導管２５はチェーン３もしくは円板を開口２４ｅから流出する液圧媒体で潤滑するために用いられる。調節された伝動比と円板２４ｂと２４ｃとの間で作用する回転モーメントとに応じて、制御ピストンとして作用する円板２４ｃを介して、流出開口２４ｅは多かれ少なかれ閉じられ、ひいては伝動比と発生するモーメントとに相応する圧力が圧力室２４ａ、導管２３，２２及び２１、ひいては圧力室９ａ及び６ａにも発生させられる。この場合にはピストンシリンダユニット１１と９とが並列に接続されていることに基づき、伝動比及びモーメントに関連した圧力が伝動比のための調節圧に加えられる。

皿ばね４を有するピストンシリンダユニット６の代りに円錐円板対２に同様に、駆動側の円板対１のピストンシリンダユニット９，１１に類似した構成、配置及び作用を有する２つのピストンシリンダユニットが設けられていることができる。この場合には内側のピストンシリンダユニットは皿ばね４の機能を引受け、自体公知のフォーエッジスライダを用いて伝動比を調節するために適当な圧力で負荷されることができる。

記述した、自体公知の配置の構成的な形態のためには多数のバリエーションが、例えば前述のＤＥ４２３４２９４Ａ１号明細書に記載されているように公知である。

記述した駆動トレーンを制御するためには、入力部４２が駆動トレーンの運転に重要な運転パラメータを検出するためのセンサ、例えば内燃機関ＢＫＭの回転数を検出するためのセンサ４４、入力軸Ｉの回転数を検出するためのセンサ４６、伝動装置Ｇの出力軸ＩＩの回転数を検出するためのセンサ４８、走行ペダルの位置を検出するためのセンサ５０、伝動装置セレクトレバーの位置を検出するためのセンサ５２等々と接続されている。電子的な制御装置４０にはプログラムが記憶され、このプログラムに応じて、制御装置４０の出力部４２に接続されたアクチエータ、例えば内燃機関の出力調節部材のアクチエータ５４、クラッチＫを作動するためのアクチエータ５５、並びに伝動装置Ｇの伝動比を調節するための弁１５のためのアクチエータ５６が作動される。この場合、特にアクチエータ５６は、制御装置４０にて算出された伝動装置の目標伝動比が、センサ４６，４８により検出された実際伝動比と合致しているか否かを検査し、偏差がある場合に実際伝動比を適当に後調整する調整装置に統合されていることができる。記述した自体公知の装置は同様に自体公知の形式で変更させられることができる。例えば、記述されている構成例では伝動装置Ｇに統合されている回転モーメントセンサ装置Ｄは、その都度の伝動比が連続的ではなく段階的に考慮されかつ／又は付加的に回転数が考慮されるように構成されていることができる。さらに伝動比及び回転数の検出のない簡単な構成も可能である。

実地における運転では、円錐円板対１と２並びにチェーン３から成るバリエータの他に図示されていないコンポーネントを含む完全な伝動装置も、寿命を損う可能性のある過負荷に対し保護されなければならないことが判明した。このような過負荷は種々異なる影響、例えば、内燃機関が元来見込んでいたモーメントを越えるモーメントを生ぜしめることになる内燃機関の制御装置のチップチューニングが発生の原因になる。さらに過負荷は所定の負荷点にて、例えばきわめて高いスラストモーメントを有する貨物自動車の場合にモータ又は伝動装置入力側の継続制動によって又は不明であるモーメントによる中間出力によって過負荷を受けるかもしくは付加的な負荷が作用することで発生することができる。

本発明の課題は円錐円板巻掛け伝動装置、特にそのバリエータを、許容できない高い負荷に対し保護することである。

この課題はハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置を有する円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを制限する方法であって、回転モーメントセンサ装置が伝動装置の入力軸から出力軸への伝達路に含まれており、円錐円板対の間に作用する圧着力を調節部材の位置に関連して制御し、この調節部材の位置が入力軸に作用する回転モーメントに関連しており、この場合、入力モーメントが回転モーメントセンサ装置により決定された値により決定される方法によって解決された。

円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントが、回転モーメントセンサ装置により検出されたモーメントから直接的に導出されることで、実際の入力モーメントは瞬間的に利用可能であり、したがって、駆動モータ又はクラッチ又は円錐円板巻掛け伝動装置の圧着力自体が適当な形式で制御されることで、入力モーメントはあらかじめ決定された値に確実に、制限されることができる。付加的なコンポーネントはセンサを除いて不要である。

有利には、入力モーメントを決定する、回転モーメントセンサ装置によって調節される値は、回転モーメントセンサ装置により調節された圧着力である。

有効な入力モーメントを決定する場合には、円錐円板巻掛け伝動装置の瞬間的な伝動比に関連した圧着力を表現する回転モーメントセンサ装置の特性線が考慮されると有利である。

円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントは有利には円錐円板巻掛け伝動装置の運転パラメータに関連した値に制限される。

さらに本発明の方法は、円錐円板巻掛け伝動装置を含んでいる駆動トレーンの運転パラメータに関連して入力モーメントが制限されるように実施されることができる。

入力モーメントは例えば駆動モータにより生ぜしめられた駆動モーメントの制限によって制限されることができる。

さらに、入力モーメントを、円錐円板巻掛け伝動装置の前又は後ろに接続されたクラッチにより伝達可能なモーメントの制限によって制限することが可能である。

ハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置Ｄを有し、該回転モーメントセンサ装置Ｄが伝動装置の入力軸Ｉと出力軸ＩＩとの間の伝達経路に配置されておりかつ円錐円板対の間で有効な圧着力を調節部材の位置に関連して制御し、前記調節部材の位置が入力軸Ｉに作用する回転モーメントに関連している円錐円板巻掛け伝動装置Ｇの入力モーメントを制限するための装置は、回転モーメントセンサ装置により調節された値を検出するためのモーメントセンサと、円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを調節するためのアクチエータと、モーメントセンサとアクチエータとに接続された電子的な制御装置とを有し、該制御装置が入力モーメントを調節するためのアクチエータを、モーメントセンサにより検出された値があらかじめ規定された値を超えないように制御する。

本発明の装置は利点をもって、円錐円板巻掛け伝動装置を含む駆動トレーンの運転パラメータを検出する別のセンサを有している。この場合、特性域は少なくとも１つの運転パラメータに関連して最大許容可能な入力モーメントを呈示する。

さらに本発明の装置は、円錐円板巻掛け伝動装置を含む駆動トレーンの少なくとも１つの運転パラメータの集団を記憶するために、読取り可能な記録構成ブロックを有することができる。

以下、本発明を概略的な図に基づき例示的にかつ詳細に説明する。

本発明を説明するフローチャート。 円錐円板巻掛け伝動装置を有する、大部分公知である駆動トレーンのブロック回路図。

既に冒頭で説明した図２に示されている駆動トレーンは、本発明によれば圧力センサ５８を有し、該圧力センサ５８は回転モーメントセンサ装置Ｄの圧力室２４ａを支配している圧力を検出し、制御装置４０の入力部に接続されている。

制御装置４０には回転モーメントセンサ装置Ｄの特性域が記憶されている。この特性域は円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントと同じである回転モーメントセンサ装置から伝達されたモーメントを、圧力センサ５８により検出された圧力に関連して並びに場合によっては円錐円板巻掛け伝動装置の別の運転パラメータ、例えばその伝動比（センサ４６と４８を用いて検出可能である）及びその回転数等を含んでいる。選択的に、回転モーメントセンサ装置Ｄから伝達可能な円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントは、カム円板２４ｃの位置の直接的な検出によっても検出されることもできる。このカム円板２４ｃの位置は適当なセンサによって検出され、室２４ａにおける圧力に法則的関係にある。この場合にはポンプ２０の吐出圧はコンスタントであることが前提条件となっている。

本発明の方法の１実施形態は図１のフローチャートに基づき示されている。ステップ６０においては駆動トレーンの運転パラメータ、例えば伝動装置の伝動比に関連した高いスラストモーメント又は伝動装置の流体回路における許容できない温度の確認する試験プログラムがスタートする。ステップ６２においては場合によっては運転条件に関連した、伝動装置Ｇにより伝達可能な許容される最大のモーメントＮＥ_ｍａｘが計算される。ステップ６４においては、伝動装置によって伝達可能な瞬間のモーメントが圧力室２４ａにおける圧力の測定値から算出される。

ステップ６６においてはＮＥがＮＥ_ｍａｘと同じであるかそれよりも大きいかが検査される。この条件が満たされていると、伝動装置により伝達可能なモーメントが減少される。この場合には例えばステップ６８において内燃機関ＢＫＭの負荷調節部材が適当に調節されるか又はクラッチＫがそのアクチエータ５５によって部分的に開かれる。

次いでプログラムは改めてステップ６２と６４に跳びステップ６６にて改めて、入力モーメントを低減させる条件がまだ存在するか否かが検査される。該当条件がもはや存在しないと、プログラムはステップ６０に跳び、このステップ６０にて試験ルーティンをレリーズさせるべきか否かが検査される。

もちろん、前記プログラムを種々異なる形式で変更することは可能である。例えばステップ６８からステップ６０へ跳ぶこともできる。

記述した発明は円錐円板巻掛け伝動装置にて発生する多くの問題を解決するために適している。

リンク力、揺動押圧片の曲げ、揺動押圧片自体の間及び揺動押圧片と円板の円錐面との間の接触に関するチェーンの負荷は、ＵＤ伝達装置における駆動モーメントが同じである場合に、つまり駆動された円板対におけるチェーンの走行半径が小さい場合に最も大きい。伝達すべき周方向力又は有効力が大きく、圧着力が大きく、個々のリンクの間の屈曲角が大きいと、係合している揺動押圧片の数はしかしながら小さい。同じことはＯＤにおける入力側の円板対にも当て嵌まる。この場合には、ここでは力は比較的に小さいが、しかし走行時間の割合は一般的にきわめて大きい。したがってＵＤ伝達とＯＤ伝達の領域にて所定の運転状態で、例えば所定の回転数を超えた場合又はモーメントが高い時間の割合の長い場合に許容される入力モーメントを制限することが有意義である。

いわゆるモータチップチューニングの場合には、事情によってはモータ制御装置の瞬間情報に誤りがあるので、これを制限に関与させることができない場合がある。伝動装置が設計されている公称モーメントは、チップチューニングに際して超えられる。このような超過は入力モーメントの本発明による制限によって回避される。

特に実用車両における使用ではモータ制動に際してはきわめて高いスラストモーメントが発生する。このスラストモーメントは一方では回転モーメントセンサ装置Ｄによって良好に測定可能であり、他方では本発明によれば適時、伝動装置が損傷する前に制限されることができる。

出力が分岐させられた伝動装置の場合には、間接的にバリエータを介して伝達されたモーメントは決定が困難であるので、伝達されたモーメントの本発明による決定は確実な表出、ひいては確実な制限の可能性をもたらす。

バリエータの１度の過負荷の場合ですら、高いモーメントと高い圧着力とに基づきチェーンが円板対外径から外へ走行するとバリエータがトータル的に故障することがある。

さらに伝動装置が長い時間に亙って一定の伝動比でかつ高いモーメントで運転されることがある。これは円錐円板の領域の損傷をもたらす可能性がある。この場合には伝達されたモーメントを少なくとも短時間降下させることが合目的的である。

全体的には伝動装置によって伝達されたモーメントは本発明によれば、コンスタントな圧着力が瞬間の伝動比とは無関係に達成されるか又は走行半径、周方向力、圧着力、円板コンタクト状態にある揺動押圧片の数、リンクチェーンにおける屈曲角等の結果として生じる円錐円板のコンスタントな合成負荷が達成されるように制限される。

バリエータ総モーメントに一緒に影響を及ぼす複数の出力装置、入力装置及び／又は制動装置が使用されている場合には、それによって行なわれる回転モーメント変化は回転モーメントセンサを用いた入力モーメントの検出によって確実に認識される。

さらに本発明は、入力伝動比が大き過ぎる場合にモータモーメントが正確であるにも拘らず、バリエータの過負荷に繋がることのある誤って構成された入力段に対する防止を可能にする。

さらに本発明によってはモータモーメントの電子的に行なわれる減少の誤差機能に際しての液圧機械式のコンバーティングの結果としての入力モーメントの上昇と他の影響とに対する保護が達成される。

さらに本発明は、ハイドロダイナミック式の運転状態においてバリエータにて、伝動装置インタフェースにて公知ではないオーバモーメントが切換え過程に基づき総駆動トレーンの内部において慣性作用で出力分岐において発生すると回転モーメントを減少させる干渉を可能にする。

有利であることは、負荷集中、過負荷及び超過モーメントを電子的な制御装置８０の記憶器、例えばＥＰＲＯＭに記憶し、ひいてはこれらのデータを分析のためにかつ誤使用の証明のために提供可能であることである。

円錐円板巻掛け伝動装置によって伝達された回転モーメントをその回転モーメントセンサ装置による検出は、入力モーメントの制限のために使用することが記述されているが、他の目的のためにも使用することができるので、出願人は回転モーメントを回転モーメントセンサ装置によって調節された値の検出自体で求めることに対する特許権の請求の権利を保留しておく。

Ｉ 入力軸
ＩＩ 出力軸
１ 円板対
２ 円板対
１ａ，２ａ 軸方向に可動な円板
１ｂ，２ｂ 軸方向に不動な円板
３ チェーン
４ 皿ばね
５ ピストン
６ ピストンシリンダユニット
６ａ 液体室
７ シリンダ部分
８ シリンダ部分
９ ピストンシリンダユニット
１０ リングピストン
１１ ピストンシリンダユニット
１２ シリンダ部分
１３ ピストン部分
１４ ポンプ
１５ 弁
１６ 導管
１７ 導管
１８ フィルタ
１９ 圧力制限弁
２０ ポンプ
２１ 導管
２３ 導管
２４ａ 圧力室
２４ｂ カム円板
２４ｃ カム円板
２４ｄ 球
２４ｅ 流出開口
２５ 導管
４０ 電子的な制御装置
４２ 入力部
４３ 出力部
４４ センサ
４５ センサ
４６ センサ
５０ センサ
５２ センサ
５４ アクチエータ
５５ アクチエータ
５６ アクチエータ
５８ 圧力センサ

Claims (10)

1. ハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置（Ｄ）を有し、該回転モーメントセンサ装置（Ｄ）が伝動装置の入力軸（Ｉ）と出力軸（ＩＩ）との間の伝達経路に配置されておりかつ円錐円板対の間で有効な圧着力を調節部材の位置に関連して制御し、前記調節部材の位置が入力軸（Ｉ）に作用する回転モーメントに関連している円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の入力モーメントを制限する方法において、前記入力モーメントが前記回転モーメントセンサ装置により決定された値の検出によって決定されることを特徴とする、円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の入力モーメントを制限するための方法。
2. 回転モーメントセンサ装置（Ｄ）により調節された、前記入力モーメントを決定する値が前記回転モーメントセンサ装置によって調節された圧着力である、請求項１記載の方法。
3. 有効な入力モーメントを決定する場合に、前記回転モーメントセンサ装置（Ｄ）の特性線であって、前記圧着力を円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の現時点の伝動比に関連して呈示する特性線を考慮する、請求項１又は２記載の方法。
4. 入力モーメントを円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の運転パラメータに関連した値に制限する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 入力モーメントを円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）が含まれている駆動トレーン（ＢＫＭ，Ｋ，Ｄ，Ｇ）の運転パラメータに関連して制限する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 入力モーメントを駆動モータ（ＢＫＭ）により生ぜしめられた駆動モーメントの制限によって制限する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 入力モーメントを円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の前又は後ろに接続されたクラッチ（Ｋ）によって伝達可能なモーメントの制限によって制限される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
8. ハイドロメカニック式の回転モーメントセンサ装置（Ｄ）を有し、該回転モーメントセンサ装置（Ｄ）が伝動装置の入力軸（Ｉ）と出力軸（ＩＩ）との間の伝達経路に配置されておりかつ円錐円板対の間で有効な圧着力を調節部材の位置に関連して制御し、前記調節部材の位置が入力軸（Ｉ）に作用する回転モーメントに関連している円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の入力モーメントを制限する装置において、回転モーメントセンサ装置によって調節された値を検出するためのモーメントセンサ（５８）と、円錐円板巻掛け伝動装置の入力モーメントを調節するためのアクチュエータ（５４，５５）と、前記モーメントセンサと前記アクチュエータとに接続された電子的な制御装置（４０）とを有し、該電子的な制御装置（４０）が、前記モーメントセンサ（５８）によって検出された値が所定の値を超えないように、入力モーメントを調節する前記アクチュエータ（５４，５５）を制御することを特徴とする、円錐円板巻掛け伝動装置（Ｇ）の入力モーメントを制限するための装置。
9. 円錐円板巻掛け伝動装置を含んでいる駆動トレーンの運転パラメータを検出する別のセンサを有しており、この場合、特性領域が少なくとも１つの運伝パラメータに関連して最大許容入力モーメントを呈示する、請求項８記載の装置。
10. 円錐円板巻掛け伝動装置を有する駆動トレーンの少なくとも１つの運転パラメータの集団を記憶するための記録ブロックを有している、請求項８又は９記載の装置。

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