DE102004027114A1 - Multi-range transmission performance deriving method for range alternating switch, involves adjusting coupling and variator within synchronizing point range such that moment of motor and revolution of radar maintain constant progression - Google Patents

Multi-range transmission performance deriving method for range alternating switch, involves adjusting coupling and variator within synchronizing point range such that moment of motor and revolution of radar maintain constant progression Download PDF

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Abstract

The method involves coordinately adjusting a coupling and a variator within a range of a synchronizing point in such a manner that moment on a drive side or an output side of a motor as well as revolution of a radar maintain constant progression. The coupling is joined with a range alternating switch. A parabola function is used as a control function for a variator transmission during a range change.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereichswechselschaltung für leistungsverzweigte Mehrbereichsgetriebe mit kontinuierlicher Übersetzung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a method for range switching for power split Multi-range transmission with continuous transmission according to the preamble of claim 1

Mehrbereichsgetriebe mit kontinuierlicher Übersetzung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen ein stufenlos verstellbares Getriebe, welches mit üblicherweise zwei weiteren Antriebsstrangelementen bzw. Getrieben über Schaltelemente wahlweise verbindbar ist, so dass durch die erzielte Leistungsverzweigung bzw. durch die zwei Leistungsbereiche der nutzbare Übersetzungsbereich des stufenlos verstellbaren Getriebes mehrfach durchfahrbar ist. Dadurch wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Getriebes bei einem größeren Übersetzungsbereich erzielt.Range transmission with continuous translation are known from the prior art. They include a stepless adjustable transmission, which usually with two more Powertrain elements or gearboxes via switching elements optionally is connectable, so that through the achieved power split or through the two power ranges of the usable translation range the continuously variable transmission is repeatedly passed through. This will improve the efficiency of the transmission with a larger translation range achieved.

Aus der DE 196 31 236 C2 ist eine Getriebeeinheit und ein Verfahren zur Verwendung einer Getriebeeinheit bekannt. Hierbei wird vorgeschlagen, bei Getriebeeinheiten mit Getrieben, welche mit den stufenlos verstellbaren Getrieben über wenigstens zwei wechselweise zu- und abschaltbare Kupplungen mit veränderbarem übertragbaren Moment verbindbar sind, den Schaltvorgang bei Differenzdrehzahl zu beginnen, wobei der Schaltvorgang schleifend erfolgt. Bei dem aus der DE 196 31 236 C2 bekannten Verfahren wird die Variatorübersetzung während des Bereichswechsels festgehalten, was in nachteiliger Weise in mangelnder Dynamik des Systems resultiert. Ferner wird je nach Schaltzustand über den Neutralpunkt hinaus verstellt, wodurch der Verstellbereich des Variators nicht voll genutzt werden kann.From the DE 196 31 236 C2 For example, a transmission unit and a method for using a transmission unit are known. It is proposed in transmission units with transmissions, which can be connected to the continuously variable transmissions via at least two alternately switched on and off clutches with variable transmissible torque to begin the shift at differential speed, the switching operation is carried out grinding. In the from the DE 196 31 236 C2 known methods, the variator ratio is recorded during the range change, which results in a disadvantageous lack of dynamics of the system. Further, depending on the switching state is adjusted beyond the neutral point, whereby the adjustment of the variator can not be fully utilized.

Des weiteren ist aus der WO 02/095267 der Anmelderin ein Mehrbereichsgetriebe für ein Fahrzeug bekannt, bei dem bei einem Bereichswechsel eine Lastumverlegung an wenigstens einem reibschlüssig ausgebildeten Schaltelement durch eine gleichzeitig zur Umschaltung der Schaltelemente durchgeführte Verstellung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes erfolgt, wobei die Lastumverteilung an den beteiligten Schaltelementen derart vorgenommen wird, dass zum richtigen Zeitpunkt das abschaltende Schaltelement entlastet wird, während das zuschaltende Schaltelement so belastet wird, dass am Abtrieb ein möglichst kontinuierlicher Übergang des Getriebeausgangsmomentes herrscht.Of further from WO 02/095267 of the applicant is a multi-range transmission for a Vehicle known in which a change in a load relocation at least one frictionally engaged trained switching element by a simultaneously switching the switching elements performed Adjustment of the translation the continuously variable transmission takes place, the load redistribution the switching elements involved is made such that the right time the switching off switching element is relieved, while that zuschaltende switching element is loaded so that the downforce a preferably continuous transition the transmission output torque prevails.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem genannten Stand der Technik, ein Verfahren zur Bereichswechselschaltung für leistungsverzweigte Mehrbereichsgetriebe mit kontinuierlicher Übersetzung anzugeben, welches den Schaltkomfort beim Bereichswechsel bei verschiedenen Fahrsituationen optimiert. Des weiteren sollen die Stellanforderungen an den Variator und die beteiligten Schaltelemente bezüglich der Dynamik weitgehend minimiert werden. Ferner soll das erfindungsgemäße Verfahren für unterschiedliche Getriebekonfigurationen anwendbar sein.Of the present invention is based on the object, starting from the cited prior art, a method for area switching for power split To specify multi-range transmission with continuous translation, which the shifting comfort when changing the range in different driving situations optimized. Furthermore, the setting requirements for the variator and the switching elements involved largely with respect to the dynamics be minimized. Furthermore, the inventive method for different Gearbox configurations are applicable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is solved by the features of claim 1. Further Embodiments of the invention and advantages are apparent from the dependent claims.

Demnach wird vorgeschlagen, die bei der Bereichswechselschaltung beteiligten Kupplungen sowie den Variator im Bereich des Synchronpunkts koordiniert derart zu verstellen, dass sowohl auf der Antriebs- wie auf der Abtriebsseite die Momente sowie die Drehzahlen einen stetigen Verlauf beibehalten. Dies führt in vorteilhafter Weise zu gleichmäßigen Beschleunigungen des Fahrzeugs.Therefore It is suggested that those involved in the area switching circuit Couplings and the variator coordinated in the region of the synchronization point adjusted so that both on the drive and on the Output side the moments as well as the speeds a steady course maintained. this leads to advantageously to uniform accelerations of the Vehicle.

Außerhalb eines Bereichswechsels können Drehzahlen (Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen) gut gemessen werden; das Drehmoment des Motors kann aus Kennlinien abgeschätzt werden, wobei auch das Abtriebsmoment über eine Schätzung ermittelbar ist. Wird nun ein Bereichswechsel eingeleitet, werden die gemessenen/geschätzten Größen gemäß der Erfindung für den Zeitraum des Bereichswechsels stetig extrapoliert und als Soll-Ausgang in die Bereichswechsel-Ablaufsteuerung eingespeist.Outside A range change can be speeds (Input and output speeds) are measured well; the torque of the engine can be estimated from characteristics, where also the Output torque over an estimate can be determined. If a range change is initiated, then the measured / estimated Sizes according to the invention for the Period of range change continuously extrapolated and as target output fed into the area change sequence control.

Erfindungsgemäß wird die Übersetzung des Variators als weitere Soll-Ausgangsgröße verwendet. Hierbei wird gefordert, dass sich die Übersetzung von einem Anfangswert hin über den Synchronpunkt hinweg auf einen Endwert hin stetig ändert. Dadurch wird gewährleistet, dass zum einen die Momentenumkehr im Variator möglichst sanft erfolgt und zum anderen der unterlagerten Übersetzungsregelung des Variators minimale Stellanforderungen abverlangt werden. Gemäß der Erfindung kann diese Forderung beispielsweise durch einen parabolischen Verlauf der Übersetzung des Variators im Bereichswechsel gewährleistet sein.According to the invention, the translation of the variator used as another target output. in this connection it is required that the translation from an initial value over the synchronization point changes continuously towards a final value. This will guaranteed on the one hand, the momentum reversal in the variator is as gentle as possible and on the other hand the subordinate translation system of the Variators minimum parking requirements are required. According to the invention This requirement can be achieved, for example, by a parabolic course the translation be ensured by the variator in range change.

Im Rahmen des hier vorgestellten Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Stellgröße der zu öffnenden Kupplung innerhalb der Bedingung, dass sie vom zuletzt übertragenen Moment monoton auf Null zurückgeht, frei gewählt werden kann. Zugunsten geringer Stellanforderungen wird auch hier ein möglichst glatter Verlauf gewählt.in the Under the method presented here it is proposed that the manipulated variable of the opening Clutch within the condition that it is transferred from last Moment returns monotonically to zero, freely selected can be. In favor of lower parking requirements is also here one possible smooth course selected.

Gemäß der Erfindung wird mit den bekannten Stell- bzw. Soll-Ausgangsgrößen, nämlich mit den Drehzahlen, dem Motordrehmoment, dem Abtriebsmoment, der Variatorübersetzung und der Stellgröße der zu öffnenden Kupplung, die restliche Stellgröße, nämlich das Moment an der zu schließenden Kupplung, durch Invertieren des mathematischen Getriebemodells berechnet.According to the invention, with the known actuating or desired output variables, namely with the rotational speeds, the engine torque, the output torque, the Variatorübersetzung and the manipulated variable of the openable clutch, the remaining manipulated variable, namely the torque at the clutch to be closed, calculated by inverting the mathematical transmission model.

Hierbei kann vorzugsweise das Differentialgleichungssystem des Getriebes unter Annahme von rutschenden Kupplungen aufgestellt und nach dem Moment an der zu schließenden Kupplung umgeformt werden. Dies wird zweckmäßigerweise mit einer Computer-Algebra-Software durchgeführt.in this connection may preferably be the differential equation system of the transmission set up with the assumption of slipping clutches and after the moment at the to be closed Clutch be reshaped. This is conveniently done with a computer algebra software carried out.

Als Steuerfunktion für die Variatorübersetzung während des Bereichswechsels kann, wie bereits erläutert, eine Parabel gewählt werden. Damit werden die Forderungen nach einem stetigen Verlauf durch den Synchronpunkt hindurch erfüllt.When Control function for the variator ratio while the range change can, as already explained, a parabola be selected. Thus, the demands for a steady course through the Sync point through fulfilled.

Die Parabelgleichung hat die Form: i ^V(t) = c2t2 + c1t + c0 wobei bei t=0 der Bereichswechsel beginnt, iv die momentane Variatorübersetzung und i ^'V der Gradient der momentanen Variatorübersetzung ist.The parabola equation has the form: i ^ V (t) = c 2 t 2 + c 1 t + c 0 where at t = 0 the range change begins, i v is the instantaneous variator ratio and i ^ ' V is the gradient of the current variator ratio.

Daraus ergibt sich für die bis zum Erreichen des Synchronpunktes benötigte Zeit TSync mit dem Gleichungssystem i ^V(0) = iV ⇒ c0 = iV i ^V'(0) = iV' ⇒ c1 = iV' i ^V'(TSync) = 0 ⇒ c2 = –iV'/2TSync i ^V(TSync) = iF ⇒ iF = c2T2Sync + c1TSync + c0 folgende Lösung:

Figure 00040001
This results in T sync with the equation system for the time required until the synchronization point is reached i ^ V (0) = i V ⇒ c 0 = i V i ^ V '(0) = i V '⇒ c 1 = i V ' i ^ V '(T Sync ) = 0 ⇒ c 2 = -I V '/ 2T Sync i ^ V (T Sync ) = i F ⇒ i F = c 2 T 2 Sync + c 1 T Sync + c 0 following solution:
Figure 00040001

Ebenso kann gemäß der Erfindung das zu übertragende Moment über die zu schließende Kupplung abgeschätzt werden, woraus sich die benötigte Zeit TClose zum Schließen dieser Kupplung ermitteln lässt. Der Bereichswechsel wird genau dann gestartet, wenn TSync < TClose wird. Damit ist gewährleistet, dass die Dauer des Bereichswechsels so kurz wie möglich ist.Likewise, according to the invention, the torque to be transmitted can be estimated via the clutch to be closed, from which the required time T Close for closing this clutch can be determined. The range change is started exactly when T Sync <T Close . This ensures that the duration of the range change is as short as possible.

Erfindungsgemäß wird die Dauer des Bereichswechsels TSync um einen parametrierbaren, prozentualen Faktor verlängert, um die Übersetzung über das Maximum der Parabel hinaus zu verstellen. Die jeweilige Kupplung wird derart geschlossen, dass sie das komplette Moment genau zum Zeitpunkt TSync überträgt und die andere, abzuschaltende Kupplung dann offen ist.According to the invention, the duration of the range change T Sync is extended by a parameterizable, percentage factor in order to adjust the ratio beyond the maximum of the parabola. The respective clutch is closed so that it transmits the complete moment exactly at time T sync and the other clutch to be disconnected is then open.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine komplette Regelstruktur vorgeschlagen, die ausgehend vom Fahrerwunsch den Motor sowie das Getriebe ansteuert. Sie umfasst einen ersten Teilregler, dessen Eingangsgrößen eine Sollbeschleunigung sowie die Ist-Geschwindigkeit und dessen Ausgangsgröße die Soll-Leistung ist, die der Motor an das Fahrzeug abgeben soll.in the The scope of the present invention becomes a complete control structure proposed, based on the driver's request, the engine and the transmission controls. It includes a first sub-controller whose input variables a Target acceleration as well as the actual speed and its output quantity the target power is that the engine should deliver to the vehicle.

Diese Soll-Leistung wird als Eingangsgröße an die Motorsteuerung weitergeleitet, die daraus kennfeld-basiert eine passende Soll-Motordrehzahl und Drosselstellung ausgibt, wobei die Drosselstellung direkt an den Motor weitergeleitet wird. Ferner ist ein Drehzahl/Übersetzungs-Regler vorgesehen, dessen Eingangsgrößen die Soll-Motordrehzahl und die Ist-Motordrehzahl sind, der über die Gesamtübersetzung des Getriebes als Ausgangsgröße diese Soll- und Ist-Drehzahlen in Übereinstimmung bringen soll. Diese Regelstruktur ist allgemein verwendbar und unabhängig von der benutzten Getriebekonfiguration.These Target power is forwarded as an input to the motor control, the resulting map-based a suitable setpoint engine speed and Throttle position outputs, the throttle position directly to the Engine is forwarded. Furthermore, a speed / translation controller provided, whose input variables the Target engine speed and the actual engine speed are over the total translation of the transmission as the output variable these setpoint and actual speeds in accordance should bring. This rule structure is generally usable and independent of the used transmission configuration.

Des weiteren gehen Soll-Beschleunigung des Fahrzeugs, Soll-Gesamtübersetzung des Getriebes, Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und Ist-Motordreh zahl als Eingangsgrößen in den Getrieberegler ein, der als Ausgang den Variator und die Kupplungen des Getriebes ansteuert.Of go further target acceleration of the vehicle, target overall ratio of the transmission, actual vehicle speed and actual engine speed as input variables in the Gearbox controller, which outputs the variator and the clutches of the Gearbox controls.

Im Folgenden wird der Getrieberegler am Beispiel eines Geared-Neutral Getriebes (stehender Abtrieb bei Antriebsdrehzahlen ungleich Null) beschrieben. Der Getrieberegler regelt den Geared-Neutral-Punkt sowie das entsprechende Anfahren bzw. Anhalten und stellt die Variatorübersetzung gemäß der Vorgabe durch die Soll-Gesamtübersetzung ein. Ferner werden durch den Getrieberegler die Stellglieder beim Bereichswechsel von Low nach High und umgekehrt koordiniert.in the The following is the transmission controller using the example of a geared neutral Gearbox (stationary output at drive speeds not equal to zero) described. The transmission controller controls the geared neutral point as well as the corresponding start or stop and provides the Variatorübersetzung according to the specification through the target total translation one. Furthermore, by the transmission controller, the actuators at Range change from low to high and vice versa coordinated.

Gemäß der Erfindung wird das Gleichungssystem des Getriebes für den speziellen Fall, dass beide Kupplungen schleifen, aufgestellt, welches die zwei Größen TC1 und TC2 enthält, die das übertragene Moment an den beiden Kupplungen repräsentieren. Die Annahme, dass beide Kupplungen schleifen, trifft nur während des Bereichswechsels zu und insbesondere dann, wenn die übertragenen Momente an beiden Kupplungen so eingestellt werden, dass nicht eine der beiden Kupplungen haftet.According to the invention will be the system of equations of the transmission for the special case that both Grind couplings, situated the two sizes TC1 and TC2 contains that the transferred Moment on the two clutches represent. The assumption that Both clutches grind, only during the range change to and especially if the transmitted moments at both Clutches can be adjusted so that not one of the two clutches liable.

Eine wichtige Maßnahme, um diesen Zustand annähernd zu erreichen, besteht darin, die geschlossene Kupplung so anzusteuern, dass sie möglichst genau das zu übertragende Moment übertragen kann, ohne große Reserven. Dann ist sichergestellt, dass sie beim Öffnen rasch zu schleifen beginnt.An important measure to achieve this state approximately, is to control the closed clutch so that they can transmit as accurately as possible the torque to be transmitted, without large reserves. Then it is ensured that they grind quickly when opening be begins.

Das Verfahren wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.The Method will be explained in more detail below by way of example with reference to the accompanying figures.

Es stellen dar:It represent:

1 ein Diagramm, welches den Verlauf der Variatorübersetzung als Funktion der Zeit während eines Bereichswechsels gemäß der Erfindung darstellt; 1 a diagram illustrating the variation of variator ratio as a function of time during a range change according to the invention;

2 ein Diagramm, welches den Verlauf der Momente an der abschaltenden Kupplung C1 und der zu schaltenden Kupplung C2 als Funktion der Zeit während eines Bereichswechsels gemäß der Erfindung darstellt; 2 a diagram showing the course of the moments on the turn-off clutch C1 and the clutch C2 to be switched as a function of time during a range change according to the invention;

3, 4 jeweils ein Diagramm der Verläufe der Kupplungsmomente für eine Rück/Hoch-Schaltung gemäß einer Simulation des erfindungsgemäßen Verfahrens und 3 . 4 in each case a diagram of the curves of the clutch torques for a reverse / high circuit according to a simulation of the method according to the invention and

5, 6 jeweils ein Diagramm der Verläufe der Beschleunigung und der Variatorübersetzung für die Diagramme gemäß 3 bzw. 4. 5 . 6 in each case a diagram of the curves of the acceleration and the variator ratio for the diagrams according to 3 respectively. 4 ,

In den folgenden Beispielen wird für den Low-Bereich die Kupplung C1 geschlossen und für den High-Bereich die Kupplung C2.In The following examples will be for closed the low range clutch C1 and for the high range the clutch C2.

Wenn beispielsweise im Low-Bereich die Kupplung C1 geschlossen ist, dann wird deren übertragenes Moment über eine wählbare, glatte Funktion fC1(t) vom Wert zu Beginn des Bereichswechsels auf Null verstellt. Die Gleichung für das zu Beginn übertragene Moment kann aus dem Gleichungssystem des Getriebes erhalten werden, mit der Annahme, dass das von der zu schließenden Kupplung C2 übertragene Moment Null ist, wobei nach Elimination aller Zwischengrößen und Auflösen des Gleichungssystems eine Steuerfunktion für die zu schließende Kupplung bzw. für das von der zu schließenden Kupplung übertragene Moment ermittelbar ist. In 2 ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare Verlauf der Momente an den beiden Kupplungen C1, C2 veranschaulicht, wobei Kurve A den Verlauf des Momentes für die Kupplung C1 und Kurve B den entsprechenden Verlauf für C2 darstellt.If, for example, the clutch C1 is closed in the low range, then its transmitted torque is adjusted to zero via a selectable, smooth function f C1 (t) from the value at the beginning of the range change. The equation for the torque transmitted at the beginning can be obtained from the equation system of the transmission, with the assumption that the torque transmitted by the clutch C2 to be closed is zero, with a control function for the clutch to be closed after elimination of all intermediate variables and resolution of the system of equations or can be determined for the transmitted from the clutch to be closed moment. In 2 is the achievable by the method according to the invention course of the moments on the two clutches C1, C2 illustrated, wherein curve A represents the course of the moment for the clutch C1 and curve B the corresponding curve for C2.

Wie bereits erläutert und im Rahmen von 1 veranschaulicht wird, wird die Variatorübersetzung während des Bereichswechsels bis zum Synchronpunkt vorzugsweise mit einer Parabelfunktion angesteuert, so dass über eine zweifache Integration der Sollwert der Variatorübersetzung bestimmt werden kann, wodurch die Steuerfunktionen für alle Stellglieder definiert sind. Analog dazu kann die Steuerfunktion für die Kupplung C1 beim Bereichswechsel von High nach Low ermittelt werden, indem das von der im High-Bereich geschlossenen Kupplung C2 übertragene Moment über eine wählbare, glatte Funktion fC2(t) vom Wert zu Beginn des Bereichswechsel auf Null verstellt wird und in der Gleichung für das zu Beginn übertragene Moment das von der zu schaltenden Kupplung übertragene Moment zu Null gesetzt wird.As already explained and in the context of 1 is illustrated, the Variatorübersetzung is preferably controlled during the range change to the synchronization point with a parabola function, so that over a dual integration of the setpoint variator ratio can be determined, whereby the control functions are defined for all actuators. Similarly, the control function for the clutch C1 in the range change from high to low can be determined by the torque transmitted by the clutch C2 closed in the high range via a selectable, smooth function f C2 (t) from the value at the beginning of the range change to zero is adjusted and set in the equation for the moment transmitted at the beginning, the torque transmitted by the clutch to be switched to zero.

Die verwendeten Eingangsgrößen können wie folgt ermittelt werden: Die Drehzahl des Motors und deren Ableitung werden gemessen. Ebenso wird die Abtriebsdrehzahl und deren Ableitung am Getriebe-Ausgang gemessen; alternativ dazu können zur Messung der Abtriebsdrehzahl die Drehzahlen der Räder herangezogen werden. Des weiteren werden als Variatorübersetzung und deren Ableitung die Sollgrößen des Reglers benutzt unter der Annahme, dass der unterlagerte Übersetzungsregler des Variators ausreichend genau arbeitet. Ferner wird das Moment am Getriebe-Ausgang vorzugsweise über eine geeignete Funktion geschätzt, wobei hierfür das Soll-Ausgangsmoment des Motors aus dem überlagerten Geschwindigkeitsregler verwendet wird.The used input variables can like be determined follows: The speed of the motor and its derivative are measured. Likewise, the output speed and its derivative measured at the gearbox output; Alternatively, for measuring the output speed the speeds of the wheels be used. Furthermore, as Variatorübersetzung and their derivation the nominal values of Regulator uses on the assumption that the subordinate translation regulator the variator operates sufficiently accurately. Further, the moment becomes preferably at the transmission output via a suitable function estimated, with this the target output torque of the motor from the superimposed speed controller is used.

In den in den 3, 4, 5, und 6 enthaltenen Diagrammen werden zwei im Rahmen einer Simulation durchgeführte Rück-/Hoch-Schaltungen in den Beschleunigungsphasen beim Bereichswechsel genau betrachtet. In 3 sind die Kupplungs-Momente aufgetragen (die gestrichelte Linie ist das vorgegebene, maximale Moment, Kurve A entspricht dem Momentenverlauf für die Kupplung C1 und Kurve B entspricht dem Momentenverlauf für die Kupplung C2). In den 5 und 6 sind die den Diagrammen aus 3 bzw. 4 entsprechenden Verläufe der Variatorübersetzung i_v (Kurve C) und der Beschleunigung a (Kurve D) dargestellt.In the in the 3 . 4 . 5 , and 6 In the diagrams contained in FIG. 2, two back-to-backshoots performed in the course of a simulation are precisely considered in the acceleration phases during the range change. In 3 the clutch moments are plotted (the dashed line is the predetermined, maximum torque, curve A corresponds to the torque curve for the clutch C1 and curve B corresponds to the torque curve for the clutch C2). In the 5 and 6 are the ones out of the charts 3 respectively. 4 corresponding curves of the variator i_v (curve C) and the acceleration a (curve D) shown.

Nimmt man die maximale Abweichung der Beschleunigung a als Gütemaß für den Bereichswechsel, dann kann man anhand der 5 und 6 die hohe Qualität dieser Bereichswechsel erkennen. Der kleine Sprung zu Anfang der Rückschaltung beträgt gerade 0,1 m/s2.If one takes the maximum deviation of the acceleration a as a yardstick for the change of range, then one can use the 5 and 6 recognize the high quality of these area changes. The small jump at the beginning of the downshift is just 0.1 m / s 2 .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Verwendung eines geschlossenen mathematischen Verfahrens (Invertieren des mathematischen Getriebemodells) für die Bereichswechselstrategie auf verschiedene Getriebekonfigurationen und verschiedene Variatortypen (Umschlingungsvariator, Reibradvariator, Wandler) anwendbar.The inventive method is through the use of a closed mathematical process (Inverting the mathematical transmission model) for the range change strategy different gearbox configurations and different types of variators (Wrap variator, Reibradvariator, converter) applicable.

Ferner werden durch den stetig gestalteten Übergang von geregelter Variatorübersetzung außerhalb der Bereichswechsel und gesteuerter Variatorübersetzung während der Bereichswechsel die Stellanforderungen minimal gehalten. Zudem kann die Steuerfunktion für die Variatorübersetzung während des Bereichswechsels in vorteilhafter Weise den Erfordernissen des Variators angepasst werden.Furthermore, the steadily designed transition of controlled variator ratio outside the range change and controlled variator ratio during the range change keeps the setpoint requirements to a minimum. In addition, the Control function for the Variatorübersetzung during the range change advantageously be adapted to the requirements of the variator.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass sich durch die gleichzeitige Betätigung aller Stellgrößen eine Übersetzungsverstellung auch während des Bereichswechsels ergibt, wobei durch Angabe einer maximal zulässigen Verstellgeschwindigkeit des Variators zwischen komfortablem und sportlichem Fahrverhalten gewählt werden kann.One Another advantage of the method is that through the simultaneous operation all manipulated variables a translation adjustment even while of the range change results, by specifying a maximum allowable adjustment speed the variator between comfortable and sporty handling chosen can be.

AA
Verlauf des Momentes in der Kupplung C1course of the moment in the clutch C1
BB
Verlauf des Momentes in der Kupplung C2course the moment in the clutch C2
CC
Verlauf der Variatorübersetzungcourse the variator ratio
DD
Verlauf der Fahrzeugbeschleunigungcourse the vehicle acceleration
fC1(t)f C1 (t)
Steuerfunktion für das von der Kupplung C1 übertragene Momentcontrol function for the transmitted from the clutch C1 moment
fC2(t)f C2 (t)
Steuerfunktion für das von der Kupplung C2 übertragene Momentcontrol function for the transmitted from the clutch C2 moment
TClose T Close
Zeit, die für das Schließen einer Kupplung beim BereichswechselTime, the for the closing a clutch when changing range
benötigt wirdis needed
TSync T Sync
Zeit, die bis zum Erreichen des Synchronpunktes benötigt wirdTime, which is required until the synchronization point is reached
MM
Momentmoment
ii
Variatorübersetzungvariator
aa
Fahrzeugbeschleunigungvehicle acceleration
tt
ZeitTime

Claims (11)

Verfahren zur Bereichswechselschaltung für leistungsverzweigte Mehrbereichsgetriebe mit kontinuierlicher Übersetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Bereichswechselschaltung beteiligten Kupplungen sowie der Variator im Bereich des Synchronpunkts derart koordiniert verstellt werden, dass sowohl auf der Antriebs- wie auf der Abtriebsseite die Momente sowie die Drehzahlen einen stetigen Verlauf beibehalten.A method for range changeover circuit for power-split multi-range transmission with continuous translation, characterized in that the couplings involved in the area change circuit and the variator in the region of the synchronization point are coordinated so adjusted that both on the drive and on the output side of the moments and the speeds of a steady course maintained. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelstruktur vorgesehen ist, welche ausgehend vom Fahrerwunsch den Motor sowie das Getriebe ansteuert, umfassend einen ersten Teilregler, dessen Eingangsgrößen eine Soll-Beschleunigung sowie die Ist-Geschwindigkeit und dessen Ausgangsgröße die Soll-Leistung ist, die der Motor an das Fahrzeug abgeben soll, die Motorsteuerung, welche mit der Soll-Leistung als Eingangsgröße kennfeld-basiert eine passende Soll-Motordrehzahl und Drosselstellung ausgibt, wobei die Drosselstellung direkt an den Motor weitergeleitet wird und einen Drehzahl/Übersetzungs-Regler, dessen Eingangsgrößen die Soll-Motordrehzahl und die Ist-Motordrehzahl sind, der über die Soll-Gesamtübersetzung des Getriebes als Ausgangsgröße die Soll- und Ist-Drehzahlen in Übereinstimmung bringt, wobei die Regelstruktur unabhängig von der benutzten Getriebekonfiguration ist.Method for range switching according to claim 1, characterized in that a control structure is provided, which, starting from the driver's request, drives the engine and the transmission, comprising a first sub-controller whose input variables a Target acceleration and the actual speed and its output is the target power, the the engine is to deliver to the vehicle, the engine control, which with the target power as an input characteristic map-based a suitable Target engine speed and throttle position outputs, the throttle position is forwarded directly to the engine and a speed / translation controller, its input variables the target engine speed and the actual engine speed are above the target total ratio of the gearbox as output variable, the setpoint and actual speeds in accordance where the control structure is independent of the transmission configuration used. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstruktur einen von der benutzten Getriebekonfiguration abhängigen Getrieberegler umfasst, welcher aus der Soll-Beschleunigung des Fahrzeugs, der Soll-Gesamtübersetzung des Getriebes, der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und der Ist-Motordrehzahl als Eingangsgrößen den Variator und die Kupplungen des Getriebes ansteuert.Method for range switching according to claim 2, characterized in that the control structure is one of the used transmission configuration includes dependent transmission controller, which from the target acceleration of the vehicle, the target overall ratio of the transmission, the actual vehicle speed and the actual engine speed as input variables the Variator and the clutches of the transmission controls. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße beim Bereichswechsel das Moment an der zu schließenden Kupplung bzw. die Steuerfunktion für die zu schließende Kupplung verwendet wird, welche unter Annahme von rutschenden Kupplungen durch Invertieren des mathematischen Getriebemodells berechnet werden.Method for range switching according to claim 3, characterized in that as a manipulated variable in the area change the Moment at the closing Clutch or the control function for the clutch to be closed is used, which, assuming slipping clutches by inverting the mathematical transmission model. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment an der zu schließenden Kupplung bzw. die Steuerfunktion für die zu schließende Kupplung aus den Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen, dem Motordrehmoment, dem Abtriebsmoment, der Variatorübersetzung und dem Moment an der zu öffnenden Kupplung berechnet wird.Method for range switching according to claim 4, characterized in that the moment on the clutch to be closed or the control function for the closing ones Coupling of the input and output speeds, the engine torque, the output torque, the variator ratio and the moment at the clutch to be opened is calculated. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen außerhalb eines Bereichswechsels gemessen werden, dass das Drehmoment des Motors und das Abtriebsmoment abgeschätzt wird und dass, wenn ein Bereichswechsel eingeleitet wird, die gemessenen/geschätzten Größen für den Zeitraum des Bereichswechsels stetig extrapoliert werden.Method for range switching according to claim 5, characterized in that the drive and output speeds outside a range change are measured, that the torque of the Motors and the output torque is estimated and that if a Range change is initiated, the measured / estimated sizes for the period of the area change are constantly extrapolated. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Variatorübersetzung während eines Bereichswechsels von einem Anfangswert hin über den Synchronpunkt hinweg auf einen Endwert hin stetig ändert.Method for range switching according to claim 5 or 6, characterized in that the Variatorübersetzung while a range change from an initial value to the sync point is constantly changing towards a final value. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerfunktion für die Variatorübersetzung während eines Bereichswechsels eine Parabelfunktion verwendet wird.Method for range switching according to claim 7, characterized in that as a control function for the Variatorübersetzung while a range change a parabola function is used. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment an der zu öffnenden Kupplung innerhalb der Bedingung, dass es vom zuletzt übertragenen Moment monoton auf Null zurückgeht, frei gewählt wird.A method for range changeover circuit according to one of claims 5 to 8, characterized in that the moment at the clutch to be opened within the condition that it from the last over monotonously returns to zero, is chosen freely. Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem mathematischen Getriebemodell die für einen vorgegebenen Verlauf der Variatorübersetzung bis zum Erreichen des Synchronpunktes benötigte Zeit TSync berechnet wird, wobei aus der dem zu übertragenden Moment der zu schließenden Kupplung die Zeit TClose zum Schließen dieser Kupplung ermittelt wird und der Bereichswechsel dann gestartet wird, wenn TSync < TClose.Method for range changeover circuit according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the time T Sync required for a given course of the variator ratio until the synchronization point is reached is calculated from the mathematical transmission model, wherein the torque to be transmitted of the clutch to be engaged is calculated from the torque to be transmitted Time T Close is determined for closing this clutch and the range change is then started if T Sync <T Close . Verfahren zur Bereichswechselschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Bereichswechsels TSync um einen parametrierbaren, prozentualen Faktor verlängert wird, um die Übersetzung über das Maximum der Parabel hinaus zu verstellen, wobei die zu schließende Kupplung derart geschlossen wird, dass sie das komplette Moment genau zum Zeitpunkt TSync überträgt und die andere, abzuschaltende Kupplung dann offen ist.A method for range switching according to claim 10, characterized in that the duration of the range change T sync is extended by a parameterizable percentage factor in order to adjust the translation beyond the maximum of the parabola, wherein the clutch to be closed is closed so that they Complete moment exactly at time T Sync transmits and the other, clutch to be disconnected then open.
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