説明

静油圧/機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションを動作させるための方法、および該方法を実施するためのトランスミッション

【課題】静油圧/機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションを動作させるための新規な方法を提供すること。
【解決手段】トランスミッション10は、駆動入力シャフト12により内燃機関11に結合され、ポンプとして動作する第1の静油圧ユニットH1と、モータとして動作する第2の静油圧ユニットH2とを有し、第1および第2の静油圧ユニットが、圧力ライン29、30により回路中で互いに液圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、トランスミッションが、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部13を更に備える。所定の牽引力特性を有する牽引力の制御は、第1の静油圧ユニットの容量および少なくとも1つの第2の静油圧ユニットの容量を互いに独立に調整することで可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は連続可変トランスミッションの分野に関する。本発明は、請求項1の前文による連続可変トランスミッションを動作させるための方法、および該方法を実施するためのトランスミッションに関する。
【背景技術】
【0002】
ポンプ(静油圧ユニットH1)/モータ(静油圧ユニットH2)を備えるコンセプトは、出力範囲および機器の質量にしたがって、ダイレクト駆動を有する車両で常に使用される。この場合、所要の変換範囲を提供するため、二次ゾーン(H2)は、機器のサイズが大きくなるにつれてマルチモータシステムに向かう傾向がある。一次側(H1)は、常に、ポンプH1により具現化されるが、ポンプH1は駆動出力にしたがって構成されなければならない。牽引力の所要の制御は、本質的にポンプH1の適切な制御によって達成される(例えば、独国特許出願公開第4425130号明細書または独国特許第19523963号明細書参照)。
【0003】
しかしながら、牽引力の制御に加えて、トランスミッションを制御するための改良された方法と、特に比較的高い走行速度での、高い効率と調和した、高度な制御可能性、可逆性、ならびに摩耗および損失のない動作によって特徴づけられたトランスミッションを得ることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって、本発明の目的は、対応する方法を示唆すること、および該方法を実施するための前記タイプのトランスミッションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本目的は請求項1および請求項4の特徴によって達成される。
【0006】
トランスミッションが、駆動入力シャフトにより内燃機関に結合され、かつポンプとして動作する第1の静油圧ユニットと、モータとして動作する少なくとも1つの第2の静油圧ユニットとを有し、第1の静油圧ユニットおよび第2の静油圧ユニットが、圧力ラインにより回路中で互いに油圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、トランスミッションが、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部を更に備える、静油圧/機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションを動作させるための、本発明による方法は、第1の静油圧ユニットの容量および少なくとも1つの第2の静油圧ユニットの容量を互いに独立に調整できること、ならびに容量の調整が、静油圧ユニットの油圧回路中に広がる高圧にしたがって行なわれることによって特徴付けられる。
【0007】
本発明による方法の1つの実施形態は、少なくとも1つの第2の静油圧ユニットが始動範囲内においてその最大容量の領域で動作されること、および牽引力を制御するために第1の静油圧ユニットの容量が制御されることを特徴とする。
【0008】
本発明に係る方法の1つの実施形態は、第1の静油圧ユニットの容量が、回転速度に比例する作動圧が作用するスプリング心出し作動システムによって設定されること、ならびに第1の静油圧ユニットは、スプリング心出し作動システムと併せた高圧に比例する作動力および回転速度に比例する作動圧が所望の牽引力またはトルク特性を生み出すように制御されることを特徴とする。
【0009】
本発明による方法を実施するための本発明によるトランスミッションは、駆動入力シャフトによって内燃機関に結合され、かつポンプとして動作する第1の静油圧ユニットとモータとして動作する少なくとも1つの第2の静油圧ユニットとを有し、第1および第2の静油圧ユニットが、圧力ラインにより回路中で互いに油圧的に結合され、かつトランスミッションの静油圧的分岐部を形成し、静油圧ユニットの容量を対応する作動システムにより互いに独立に調整することができ、駆動入力シャフトで利用できる出力をトランスミッションの静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部が更に設けられる。トランスミッションは、圧力ラインに結合される圧力トランスデューサの出力に接続されるコントローラが設けられ、該コントローラが、対応する制御バルブにより、作動ピストンを制御して、静油圧ユニットの容量を調整し、ピストンが作動圧力ラインに結合されるということによって特徴付けられる。
【0010】
本発明によるトランスミッションの1つの実施形態は、第1の静油圧ユニットのための作動ピストンがスプリング心出し作動ピストンとして具現化されることを特徴とする。
【0011】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、コントローラに接続される回転速度ピックアップが駆動入力シャフトに配置されることを特徴とする。
【0012】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、特に加速および制動のための複数の入力デバイスがコントローラに接続されることを特徴とする。
【0013】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、回転方向を逆にするために、第1の静油圧ユニットをゼロ位置から反対方向に回動させることができること、および前進走行と後進走行との間を切り換えるためのセレクタスイッチがコントローラに接続されることを特徴とする。
【0014】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、駆動入力シャフトがプラネタリ駆動部の遊星キャリアに結合されること、第1の静油圧ユニットがプラネタリ駆動部の環体と係合すること、および少なくとも1つの第2の静油圧ユニットがプラネタリ駆動部の太陽歯車および駆動出力シャフトと係合することを特徴とする。
【0015】
本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、静油圧ユニットが斜交軸型(斜板型)静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする。
【0016】
更に、本発明によるトランスミッションの他の実施形態は、同じ種類の複数の第2の静油圧ユニットが設けられることを特徴とする。
【0017】
以下、図面と関連する例示的な実施形態を参照して、本発明を更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の1つの例示的な実施形態によるトランスミッションのトランスミッションレイアウトを示している。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明は静油圧/機械トルク分割を有する連続可変トランスミッションに関する。かかるトランスミッションのトランスミッションレイアウトが図1に示されている。図1のトランスミッション10は、駆動入力シャフト12により、クランクシャフトによって象徴される内燃機関11に結合される。駆動入力シャフトは、プラネタリ駆動部13の遊星キャリア14および遊星歯車15に結合され、プラネタリ駆動部13は内燃機関11による出力をトランスミッションの静油圧的分岐部とトランスミッションの機械的分岐部との間で分割することに関与する。静油圧的分岐部は、2つの静油圧ユニットH1およびH2によって形成され、好ましくは広い回動角を有する斜交軸型静油圧ユニットとして形成される。2つの静油圧ユニットH1およびH2は、それらの容量を互いに独立に調整できる。第1の静油圧ユニットH1はポンプとして動作し、第2の静油圧ユニットH2はモータとして動作される。
【0020】
第1の静油圧ユニットH1は、その静油圧ユニットシャフト25により、歯車18、歯車19、および中空シャフト20を備える歯車機構を介して、プラネタリ駆動部13の環体16と係合する。第2の静油圧ユニットH2は、一方では、その静油圧ユニットシャフト24により、歯車22、歯車23および中心シャフト20を備える歯車機構を介して、プラネタリ駆動部13の太陽歯車と結合され、他方では、歯車27および28により駆動出力シャフト26に結合される。
【0021】
静油圧ユニットシャフト24は、同時に、個々の分岐部を介して伝達される出力を加圧するための加圧シャフトとしての機能を果たす。
【0022】
第1の静油圧ユニットH1の容量は、スプリング心出し作動ピストン33によって調整され、スプリング心出し作動ピストン33は調整機構32により第1の静油圧ユニットH1のヨークを回動させる。作動ピストン33は2つの制御バルブ37および制御バルブ38により作動圧力ライン39に選択的に結合され、該作動圧力ラインを介して、内燃機関11の速度に依存する対応した作動圧力が、作動ピストンの一方側または他方側に作用する。制御バルブ37および38は中央コントローラ40によって制御される。
【0023】
第2の静油圧ユニットH2の容量は、他の作動ピストン34によって調整され、作動ピストン34は他の制御バルブ36により作動圧力ライン39に結合される。制御バルブ36も中央コントローラ40に接続される。
【0024】
静油圧ユニットH1およびH2の両方は、ある回路を与えてトランスミッション10の静油圧的分岐部を形成するために2つの圧力ライン29および圧力ライン30により互いに油圧的に結合される。機械的分岐部は、プラネタリ駆動部13の要素、中心シャフト20、ならびに歯車22および23によって形成される。
【0025】
駆動入力シャフト12に配置される回転速度ピックアップ35から、コントローラ40は、トランスミッション10の入力側の回転速度に関する情報を受け取る。静油圧ユニットH1およびH2の油圧回路に接続される圧力トランスデューサ21を介して、コントローラ40は、回路中に広がる高圧に関する情報を更に受け取る。加速、制動、およびインチングモードに対する複数の入力デバイス41、42および43を介して、ならびに中立位置、前進走行V、および後進走行Rの間を切り換えるためのセレクタスイッチ44を介して、コントローラ40で外部介入を行なうことができる。
【0026】
トランスミッション10の特別な特徴は、駆動出力シャフト26に出力されるトルクを任意の所望の態様で制御できるようにその構成および制御が具現化されているという点である。図示のトランスミッション10は、出力伝達が始動プロセス中に100%の静油圧状態であり、かつ走行速度の増大(機械的な出力分力の増大)に伴って連続的に減少するように設計される。したがって、始動および後進モードにおいて静油圧式伝動の利点を十分に利用できる。これらは、特に、牽引力についての摩耗がない動き、最適な優れた制御、およびトランスミッション10が車輪付きローダーで使用される場合には、可変制御であり、またこの可変制御は、ポンプとして動作する第1の静油圧ユニットH1の可変圧力制御によって達成される。
【0027】
牽引力を制御する利点、すなわち、車輪スリップの回避、うまく制御される駆動、および急な動きのない駆動は、低速駆動範囲または始動範囲(0km/h〜6km/h)に特に必要とされる。
【0028】
トランスミッション10の特性により、ポンプとしての第1の静油圧ユニットH1およびモータとしての第2の静油圧ユニットH2を用いる静油圧伝動は、第2の静油圧ユニットすなわちモータH2が大きい容量に調整されるように、したがって0km/h〜8km/hの範囲の高い出力トルクに調整されるように設定される。したがって、牽引力の制御を第1の静油圧ユニットH1に制限することができ、これは制御をかなり簡素化するとともに費用をかなり低減する。
【0029】
この場合、牽引力の制御またはトルクの制御は、駆動出力シャフト26での出力トルクに比例して上昇する静油圧ユニットの回路圧に基づいており、したがって、変形実施形態の全てが、静油圧ユニットの回路圧をコントローラ40のための測定信号として使用する。ここでは、いかなる機械的なシフト点も制御範囲に不利な影響を及ぼさないように制御範囲が静油圧的に具現化されるべきであり、これは、考慮中のトランスミッション10において可能である。
【0030】
このタイプの制御においては、第1および第2の静油圧ユニット、または一次ユニットH1および二次ユニットH2を別々に制御できることが必須条件である。図1に示される例示的な実施形態において、第2の静油圧ユニットまたは二次ユニットH2は、出力速度のプロファイルにしたがって比例的に制御されるELである。
【0031】
第1の静油圧ユニットH1は、作動ピストン33を有するスプリング心出し作動システムと併せた回路圧に比例する作動力および作動圧力ライン39からの回転速度に比例する作動圧が所要の牽引力(またはトルク)特性を生み出すように制御される。
【0032】
別の方法では、直接作用する作動ピストンに必要とされる信号を圧力センサによって生成することができ、また、所要の牽引力特性をパイロット制御比例調整(油圧的または電気油圧的な調整)によって生成することができる。ここでは、車両に配置される上昇動作のための作動ポンプを低い走行速度において高い送出率で動作させることができるので有利である。
【符号の説明】
【0033】
10 トランスミッション(静油圧式/機械式の動力分割を有する連続可変型)
11 内燃機関
12 駆動入力シャフト
13 プラネタリ駆動部
14 遊星キャリア
15 遊星歯車
16 環体
17 太陽歯車
18、19 歯車
20 中心シャフト
20a 中空シャフト
21 圧力トランスデューサ
22、23 歯車
24、25 静油圧ユニットシャフト
26 駆動出力シャフト
27、28 歯車
29、30 圧力ライン
31、32 調整機構
33、34 作動ピストン
35 回転速度ピックアップ
36、37、38 制御バルブ
39 作動圧力ライン
40 コントローラ
41、42、43 入力デバイス
44 セレクタスイッチ
H1、H2 (特に斜交軸タイプの)静油圧ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
静油圧/機械トルク分割を有する連続可変型のトランスミッション(10)を動作させるための方法であって、
前記トランスミッション(10)が、駆動入力シャフト(12)により内燃機関(11)に結合され、かつポンプとして動作する第1の静油圧ユニット(H1)と、モータとして動作する少なくとも1つの第2の静油圧ユニット(H2)とを有し、前記第1の静油圧ユニットおよび前記第2の静油圧ユニットが、圧力ライン(29、30)により回路中で互いに油圧的に結合され、かつ前記トランスミッション(10)の静油圧的分岐部を形成し、前記トランスミッション(10)が、前記駆動入力シャフト(12)で利用できる出力を前記トランスミッション(10)の静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部(13)を更に備える、方法において、
前記第1の静油圧ユニット(H1)の容量と少なくとも1つの前記第2の静油圧ユニット(H2)の容量とを互いに独立に調整できること、および、容量の調整が、静油圧ユニット(H1、H2)の油圧回路中に広がる高圧にしたがって行なわれることを特徴とする、方法。
【請求項2】
少なくとも1つの前記第2の静油圧ユニット(H2)が始動範囲内においてその最大容量の領域で動作されること、および、牽引力を制御するために前記第1の静油圧ユニット(H1)の容量が制御されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1の静油圧ユニット(H1)の容量が、回転速度に比例する作動圧が作用するスプリング心出し作動システム(32、33、37、38、39)によって設定されること、および、前記スプリング心出し作動システム(32、33、37、38、39)と併せた高圧に比例する作動力と回転速度とに比例する作動圧が、所望の牽引力またはトルク特性を生み出すように、前記第1の静油圧ユニット(H1)が制御されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の方法を実施するためのトランスミッション(10)であって、
当該トランスミッション(10)が、駆動入力シャフト(12)によって内燃機関(11)に結合され、かつポンプとして動作する第1の静油圧ユニット(H1)とモータとして動作する少なくとも1つの第2の静油圧ユニット(H2)とを有し、前記第1の静油圧ユニットおよび前記第2の静油圧ユニットが、圧力ライン(29、30)により回路中で互いに油圧的に結合され、かつ当該トランスミッション(10)の静油圧的分岐部を形成し、前記第1の静油圧ユニット(H1)の容量および前記第2の静油圧ユニット(H2)の容量を対応する作動システム(それぞれ32、33、37、38、39および34、36、39)により互いに独立に調整でき、当該トランスミッション(10)が、駆動入力シャフト(12)で利用できる出力を当該トランスミッション(10)の静油圧的分岐部と機械的分岐部との間で分割するためのプラネタリ駆動部(13)を更に備える、トランスミッション(10)において、
前記圧力ライン(29、30)に接続される圧力トランスデューサ(21)の出力に接続されるコントローラ(40)が設けられ、前記コントローラが、対応する制御バルブ(36;37、38)により作動ピストン(33、34)を制御して、前記第1の静油圧ユニット(H1)の容量および前記第2の静油圧ユニット(H2)の容量を調整し、前記ピストンが作動圧力ライン(39)に結合されることを特徴とする、トランスミッション。
【請求項5】
前記第1の静油圧ユニット(H1)のための前記作動ピストン(33)がスプリング心出し作動ピストンとして具現化されることを特徴とする、請求項4に記載のトランスミッション。
【請求項6】
前記コントローラ(40)に結合される回転速度ピックアップ(35)が駆動入力シャフト(11)に配置されることを特徴とする、請求項4または5に記載のトランスミッション。
【請求項7】
特に加速および制動のための複数の入力デバイス(41、42、43)が前記コントローラ(40)に接続されることを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項8】
回転方向を逆にするために、前記第1の静油圧ユニット(H1)をゼロ位置から反対方向に回動させることができること、および前進走行(V)と後進走行(R)との間を切り換えるためのセレクタスイッチ(44)が前記コントローラ(40)に接続されることを特徴とする、請求項4〜7のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項9】
前記駆動入力シャフト(12)が前記プラネタリ駆動部(13)の遊星キャリア(14)に結合されること、前記第1の静油圧ユニット(H1)が前記プラネタリ駆動部(13)の環体(16)と係合すること、および、少なくとも1つの前記第2の静油圧ユニット(H2)が前記プラネタリ駆動部(13)の太陽歯車(17)および駆動出力シャフト(26)と係合することを特徴とする、請求項4〜8のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項10】
前記静油圧ユニット(H1、H2)が斜交軸型静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする、請求項4〜9のいずれか一項に記載のトランスミッション。
【請求項11】
同じ種類の複数の第2の静油圧ユニット(H2)が設けられることを特徴とする、請求項4〜10のいずれか一項に記載のトランスミッション。

【図1】
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【公開番号】特開2012−37052(P2012−37052A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−160901(P2011−160901)
【出願日】平成23年7月22日(2011.7.22)
【出願人】(511178832)マリ ホールディング アーゲー (1)
【Fターム(参考)】