DE19580588B4

DE19580588B4 - Steuer-System und -Verfahren für ein Fahrzeug mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe

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Publication number: DE19580588B4
Application number: DE19580588T
Authority: DE
Inventors: Masuo Atsugi Kashiwabara; Masayuki Atsugi Hosono; Hiroyuki Atsugi Yuasa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2015-03-01
Also published as: KR0149573B1; JPH07239002A; US5790968A; WO1995023302A1; DE19580588T1; JP3459290B2; KR960702082A

Abstract

Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe (1) zwischen einem Motor und einer Antriebsachse, mit
einer Stationärübersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung (a, S1) zum Berechnen eines stationären Übersetzungsverhältnisses (Basis-i) gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeuges;
einer Übersetzungsverhältnis-Erfassungseinrichtung (b, S3) zum Erfassen eines momentanen Übersetzungsverhältnisses (i);
einer Ausgangswellen-Drehzahl-Erfassungseinrichtung (c, S2) zum Erfassen einer Ausgangswellen-Drehzahl (N_o) des Getriebes (1);
einer Parameterberechnungseinrichtung (d, S4) zum Berechnen eines Parameters (TTINR), der durch den Betriebszustand des Fahrzeugs bestimmt ist;
einer Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung (e, S4) zum Bestimmen einer Schaltgeschwindigkeit (SV) beim Schalten gemäß zumindest dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i), der Ausgangswellendrehzahl und (N_o) dem Parameter; und
einer Schaltsteuereinrichtung (f, S6-S9) zum Steuern eines Schaltelements des Getriebes (1) gemäß der Schaltgeschwindigkeit (SV), um dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i) nahezukommen;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung
(e) die Schaltgeschwindigkeit (SV) durch Berechnen des Bruchs gemäß folgender Gleichung bestimmt, dessen Zähler gleich dem Parameter (TTINR) ist, und dessen...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuer-System und ein -Verfahren für ein Fahrzeug mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe zwischen einem Motor und einer Antriebsachse.
Technischer Hintergrund
Im Fall eines Getriebes (CVT; CVT = continuously variable transmission = durchgehend variables (stufenlos) Getriebe) sind bisher folgende Probleme bekannt, die entstehen, wenn eine Schaltgeschwindigkeit während eines Schaltens hoch ist.

(1) Aufgrund des Auftretens eines negativen Trägheits-Drehmoments entsteht ein Gefühl einer Geschwindigkeitsabnahme (einer Verzögerung) während eines Herunterschaltens und ein Gefühl eines Ausschlagens während eines Hochschaltens.
(2) Beim Herunterschalten nimmt die Motordrehzahl vor einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit zu, was ein unnatürliches Gefühl, das charakteristisch für ein CVT ist, zur Folge hat.

Im Gegensatz dazu ist ein System, das in einem offiziellen Amtsblatt der vorläufigen (ungeprüften) japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-149526 offenbart ist, beispielsweise angeordnet, um die Schaltgeschwindigkeit aus einer Abweichung zwischen einem stationären Übersetzungsverhältnis als einem endgültigen Zielwert und einem momentanen Übersetzungsverhältnis zu bestimmen, wobei eine Korrekturgröße durch eine Drosselöffnungsgeschwindigkeit bestimmt wird.
Jedoch scheint das System des oben genannten offiziellen Amtsblatts aus dem folgenden Grund nicht ausreichend zu sein, um das Problem, das oben bei (1) genannt wurde, zu lösen.
Ein Trägheits-Drehmoment T_I während eines Schaltens ist durch die folgenden Gleichungen bestimmt, vorausgesetzt, daß eine Motorträgheit I_E vorherrschend ist: TI = IE·dωE/dt·i ωE = 2πNE/60,wobei i ein Übersetzungsverhältnis ist, ω_E eine Winkelgeschwindigkeit des Motors ist und N_E eine Drehzahl oder eine Anzahl von Umdrehungen des Motors ist (eine Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes).
Unter der Annahme von dN_o/dt<<dN_E/dt während einer Schaltoperation, wird aus N_E = i·N_o folgende Gleichung: TI = IE·di/dt·i·No (1)wobei T_I das Trägheits-Drehmoment ist, I_E die Motorträgheit (fester Wert) ist, di/dt die Schaltgeschwindigkeit ist, i das Übersetzungsverhältnis ist, und N_o eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes ist.
Daher muß die Drehzahl N_o der Ausgangswelle des Getriebes (nämlich die Fahrzeuggeschwindigkeit) berücksichtigt werden, um die Schaltgeschwindigkeit unter Betrachtung des Trägheits-Drehmoments zu steuern.
Wie durch die Charakteristika bei tiefen und hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten in 10 gezeigt ist, unterscheidet sich das Trägheits-Drehmoment zwischen dem Niedergeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs und dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs, selbst wenn die Breite des Überset zungsverhältnisses die gleiche ist. Das System, das in dem oben genannten Amtsblatt erwähnt ist, steuert nichtsdestotrotz mit der gleichen Schaltgeschwindigkeit. Speziell bei dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs wird daher das Ausgangsdrehmoment durch ein Anwachsen der Motordrehzahl verringert. Dieses System leidet unter einem solchen Nachteil.
Bezüglich des Problems, das in (2) genannt ist, ist das in dem oben erwähnten Amtsblatt genannte System angeordnet, um die Schaltgeschwindigkeit zu modifizieren, bevor die Absicht eines Fahrers einer schnellen Beschleunigung durch die Drosselöffnungsgeschwindigkeit ermittelt wird.
Jedoch kann die Verwendung der Drosselöffnung ein Gefühl einer schnellen Erhöhung der Motorumdrehung speziell bei einer großen Öffnung bewirken, da die Beziehung zwischen der Antriebskraft und der Drosselöffnung nicht linear ist, und somit die Absicht einer Beschleunigung und eine tatsächliche Beschleunigung nicht zusammenfallen.
Aus der EP 0228897 A2 ist ein Übertragungsverhältnissteuerungssystem für ein kontinuierlich veränderliches Getriebe bekannt. Ein Getriebe umfasst zwei Riemenräder, welche mittels eines Riemens miteinander verbunden sind. Jedes Riemenrad umfasst ein bewegliches Element. Zur Steuerung des Übertragungsverhältnisses werden vier Eingangsparameter verwendet, nämlich die Drehzahl eines Antriebsriemens, die Drehzahl eines angetriebenen Riemens, die Drosselklappenstellung sowie die Motordrehzahl. Eine erwünschte Übertragungsverhältnisänderungsgeschwindigkeit wird auf der Grundlage eines tatsächlichen Übertragungsverhältnisses sowie auf der Grundlage eines Koeffizienten bestimmt, der aus der Beschleunigung bestimmt wird, die wiederum aus der Drosselklappenstellung abgeleitet wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeugsteuersystem und Fahrzeugsteuerverfahren zu schaffen, bei denen die Veränderung der Motordrehzahl beim Herunterschalten vor einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie das Auftreten eines negativen Trägheits-Drehmoments beim Hochschalten des Getriebes vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem gemäß Anspruch 1 und ein Steuerverfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.
Hinsichtlich des genannten Stands der Technik ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Trägheits-Drehmoment während eines Schaltens auf einen gewünschten Wert zu steuern, in einem Fahrzeug, das mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe ausgerüstet ist, und die Herleitbarkeit durch eine Steuerung der Schaltgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Absicht eines Fahrers zu verbessern. Ein konkreterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu liefern, das das Trägheits-Drehmoment auf den gewünschten Wert steuern kann, und das die Absicht des Fahrers widerspiegelt, indem die Schaltgeschwindigkeit als eine abnehmende Funktion bezüglich des momentanen Übersetzungsverhältnisses i und der Ausgangswellen-Drehzahl N_o und als eine zunehmende Funktion bezüglich des Koeffizienten TTINR bestimmt wird.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu schaffen, die einen Schritt in dem Übersetzungsverhältnis durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR auf der Basis einer Beziehung zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis und einem Übersetzungsverhältnis in einem stationären Zustand berücksichtigen können.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu liefern, die einen Ausgangsleistungsschritt (Pferdestärke; horse power) berücksichtigen können, und die durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR, basierend auf einer Beziehung zwischen ei ner momentanen Ausgangsleistung (Pferdestärke) und einer Ausgangsleistung (Pferdestärke) in einem stationären Zustand, eine Charakteristik liefern, die einem Fahrzeugverhalten entspricht.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu schaffen, die einen Schritt einer Antriebskraft eines Fahrzeugs berücksichtigen können, und die durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR basierend auf einer Beziehung zwischen einer momentanen Antriebskraft des Fahrzeugs und einer Antriebskraft des Fahrzeugs in einem stationären Zustand eine Charakteristik liefern, die einem Fahrzeugverhalten entspricht.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und -Verfahren zu schaffen, die den Berechnungsprozeß durch das Verwenden, beispielsweise der oben genannten Beziehung, einer Differenz zwischen dem Wert in dem stationären Zustand und dem momentanen Wert erleichtern, und die durch das Verwenden, beispielsweise der oben genannten Beziehung, eines Verhältnisses zwischen dem stationären Wert und dem momentanen Wert eine inherentere Korrektur ermöglichen.
Es ist noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu schaffen, die die Absicht einer Beschleunigung durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR durch die Verwendung einer Änderungsrate eines stationären Übersetzungsverhältnisses, einer Änderungsrate der stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) oder einer Änderungsrate der stationären Antriebskraft des Fahrzeuges widerspiegeln können.
Es ist noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugsteuer-System und ein -Verfahren zu schaffen, die die Absicht einer Beschleunigung durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR unter Verwendung einer Änderungsrate des Drosselöffnungsgrads widerspiegeln können.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher ein Steuer-System oder eine -Vorrichtung für ein Fahrzeug, das mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe ausgerüstet ist, durch das Vorsehen folgender Merkmale aufgebaut: eine Stationärübersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung a zum Bestimmen eines Übersetzungsverhältnisses in einem stationären Zustand gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeugs; eine Übersetzungsverhältnis-Erfassungseinrichtung b zum Erfassen eines momentanen Übersetzungsverhältnisses; eine Ausgangswellen-Drehzahl-Erfassungseinrichtung c zum Erfassen einer Anzahl von Umdrehungen einer Ausgangswelle des Getriebes; eine Koeffizientenberechnungseinrichtung d zum Berechnen eines Koeffizienten, der durch einen Betriebszustand des Fahrzeugs bestimmt ist; eine Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung e zum Bestimmen einer Schaltgeschwindigkeit beim Schalten gemäß zumindest dem momentanen Übersetzungsverhältnis, der Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle und dem Koeffizienten; und eine Schaltsteuereinrichtung f zum Steuern eines Schaltelements des Getriebes gemäß der Schaltgeschwindigkeit, um sich dem stationären Übersetzungsverhältnis zu nähern.
Die Schaltgeschwindigkeit, die durch die Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung e bestimmt wird, kann eine abnehmende Funktion (eine monotone, nicht zunehmende Funktion) bezüglich des momentanen Übersetzungsverhältnisses und der Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle, und eine zunehmende Funktion (eine monotone, nicht-abnehmende Funktion) bezüglich des Koeffizienten sein.
Daher kann dieses Steuersystem die Schaltsteuerung unter Berücksichtigung des Trägheits-Drehmoments durchführen, indem die Schaltgeschwindigkeit gemäß dem momentanen Übersetzungsverhältnis i, der Anzahl von Umdrehungen der Getriebeausgangswelle N_o und dem Koeffizienten TTINR, der durch den Fahrzeugbetriebszustand bestimmt ist, bestimmt wird, spezieller in der Form einer abnehmenden Funktion (einer monotonen, nicht-zunehmenden Funktion) bezüglich des momentanen Übersetzungsverhältnisses i und der Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle N_o, und in der Form einer zunehmenden Funktion (einer monotonen, nicht-abnehmenden Funktion) bezüglich des oben genannten Koeffizienten TTINR.
Der Grund dafür liegt darin, daß gemäß Gleichung (1) die Schaltgeschwindigkeit lautet: di/dt = TTINR/(I_E·N·i).
Außerdem kann die oben genannte Koeffizientenberechnungseinrichtung d eine Schrittdifferenz des Übersetzungsverhältnisses durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR gemäß einer Beziehung zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis und dem stationären Übersetzungsverhältnis berücksichtigen.
Die Koeffizientenberechnungseinrichtung d kann eine Schrittdifferenz der Ausgangsleistung (Pferdestärke) berücksichtigen und eine Charakteristik, die einem Fahrzeugverhalten entspricht, liefern, indem eine Momentanausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer momentanen Ausgangsleistung (Pferdestärke) gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand, und eine Stationärausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand und dem stationären Übersetzungsverhältnis vorgesehen sind, und indem der Koeffizient TTINR gemäß einer Beziehung zwischen der gegenwärtigen Ausgangsleistung und der stationären Ausgangsleistung berechnet wird.
Die Koeffizientenberechnungseinrichtung d kann ferner einen Schritt der Fahrzeugantriebskraft berücksichtigen und eine Charakteristik liefern, die einem Fahrzeugverhalten entspricht, indem eine Momentanantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer momentanen Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand und eine Stationärantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand und dem stationären Übertragungsverhältnis vorgesehen sind, und indem der Koeffizient TTINR gemäß einer Beziehung zwischen der momentanen Antriebskraft des Fahrzeugs und der stationären Antriebskraft des Fahrzeugs berechnet wird.
Wenn die Beziehung in der Koeffizientenberechnungseinrichtung d die Differenz zwischen dem stationären Wert und dem momentanen Wert ist, kann der Berechnungsprozeß einfacher gemacht werden.
Wenn die Beziehung in der Koeffizientenberechnungseinrichtung d das Verhältnis zwischen dem stationären Wert und dem momentanen Wert ist, ist eine inherentere Korrektur möglich, da beispielsweise zwischen dem Schalten des Übersetzungsverhältnisses 1,0 --> 2,0 und dem Schalten des Übersetzungsverhältnisses 2,0 --> 3,0 die Verwendung des Verhältnisses verschiedene Steuerungen liefern kann, während die Verwendung der Differenz die gleiche Steuerung zur Folge hat.
Durch das Berechnen des Koeffizienten TTINR auf der Basis der Änderungsrate des stationären Übersetzungsverhältnisses kann die Koeffizientenberechnungseinrichtung d die Absicht einer Beschleunigung in der Form der Änderungsrate wider spiegeln.
Die Koeffizientenberechnungseinrichtung d kann ferner die Beschleunigungsabsicht widerspiegeln, indem eine Stationärausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand und dem stationären Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist, und indem der Koeffizient TTINR gemäß der Änderungsrate der stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) berechnet wird.
Die Koeffizientenberechnungseinrichtung d kann ferner die Beschleunigungsabsicht widerspiegeln, indem eine Stationärantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Antriebskraft des Motors gemäß einem Fahrzeugbetriebszustand und dem stationären Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist, und indem der Koeffizient TTINR gemäß der Änderungsrate der stationären Antriebskraft des Fahrzeugs berechnet wird.
Ferner kann die Koeffizientenberechnungseinrichtung d die Beschleunigungsabsicht widerspiegeln, indem der Koeffizient TTINR gemäß der Änderungsrate des Drosselöffnungsgrads berechnet wird.
Kurze Erklärung der Zeichnungen
1 ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Systemansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Flußdiagramm, das eine Schaltsteuerroutine zeigt;
4 ein Flußdiagramm einer Koeffizientenberechnungs-Un terroutine (1);
5 ein Flußdiagramm einer Koeffizientenberechnungs-Unterroutine (2);
6 ein Flußdiagramm einer Koeffizientenberechnungs-Unterroutine (3);
7 eine Ansicht, die eine Tabelle für die Koeffizientenberechnung zeigt;
8 eine Ansicht, die Charakteristika gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein Flußdiagramm einer Koeffizientenberechnungs-Unterroutine (4); und
10 eine Ansicht, die Charakteristika eines herkömmlichen Beispiels zeigt.
Beste Art zum Durchführen der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
2 ist eine Systemansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) 1 besitzt eine primäre Riemenscheibe 2 auf einer Motorseite, eine sekundäre Riemenscheibe 3 auf einer Antriebsachsenseite (einer Differentialseite) und einen Riemen 4, der diese Riemenscheiben verbindet. Dieses Getriebe kann das Übersetzungsverhältnis auf eine stufenlose Art und Weise variieren, indem ein Riemenscheiben-Verhältnis durch Regeln eines Schaltdrucks auf ein Betätigungsglied 2a auf einer Seite der primären Riemenscheibe und eines Leitungsdrucks auf ein Betäti gungsglied 3a auf einer Seite der sekundären Riemenscheibe variiert wird. Optional kann ein anderer Typ eines CVT verwendet werden, beispielsweise ein CVT eines Toroid-Typs.
Der Schaltdruck und der Liniendruck werden durch das Steuern eines Öldrucks einer hydraulischen Schaltung 6, die mit einer Ölpumpe 5 verbunden ist, mit elektromagnetischen Ventilen 7 und 8, die eine Entlastungsfunktion aufweisen, geregelt. Eine Steuerung 9 steuert die elektromagnetischen Ventile 7 und 8.
Daher kann die Steuerung 9 das Übersetzungsverhältnis durch Steuern des Schaltdrucks und des Liniendrucks mit den elektromagnetischen Ventilen 7 und 8 steuern.
Für die Übersetzungsverhältnis-Steuerung empfängt die Steuerung 9 Sensorsignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, einem Drosselsensor 11 zum Erfassen eines Drosselöffnungsgrads TVO und einem Motorumdrehungssensor 12 zum Erfassen einer Motordrehzahl N_E.
Die Steuerung 9 führt eine Schaltsteuerung durch das Einstellen des Übersetzungsverhältnisses gemäß diesen Sensorsignalen mittels eines Mikrocomputers, der in der Steuerung 9 enthalten ist, und das Steuern der elektromagnetischen Ventile 7 und 8, um das bestimmte Übersetzungsverhältnis zu erhalten, durch.
3 ist ein Flußdiagramm, das eine Schaltsteuerroutine, die zu jedem vorbestimmten Einheitszeitintervall durchgeführt wird, zeigt.
In einem Schritt 1 (der in der Figur als S1 bezeichnet ist, wobei das gleiche auch für nachfolgende Figuren gelten soll) zieht die Steuerung eine Tabelle zu Rate, um ein stationäres Übersetzungsverhältnis (ein endgültiges Zielübersetzungsverhältnis) als ein endgültiges Ziel gemäß der Fahrzeugge schwindigkeit VSP und des Drosselöffnungsgrads TVO zu bestimmen, und liest aus den tatsächlichen Werte VSP und TVO das Stationär-Übersetzungsverhältnis Basis-i (endgültiges Zielverhältnis) ein. Dieser Abschnitt entspricht einer Stationärübersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung.
In einen Schritt 2 wird eine Drehzahl N_o einer Ausgangswelle des Getriebes erfaßt. Diese Erfassung kann mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitsensors durchgeführt werden. Dieser Abschnitt entspricht einer Ausgangswellen-Drehzahl-Erfassungseinrichtung.
Im Schritt 3 wird ein momentanes Übersetzungsverhältnis i erfaßt. Das Übersetzungsverhältnis i kann aus der Motordrehzahl (der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes) N_E und der Ausgangswellen-Drehzahl N_o des Getriebes als ein Verhältnis (N_E/N_o) dieser Drehzahlen bestimmt werden. Daher wird das momentane Übersetzungsverhältnis i aus diesen Drehzahlen berechnet. Dieser Abschnitt entspricht einer Übersetzungsverhältnis-Erfassungseinrichtung.
In einem Schritt 4 berechnet die Steuerung einen Koeffizienten TTINR (wobei TTINR eine Abkürzung für Zielträgheits-Drehmoment ist), der durch einen Betriebszustand bestimmt ist. Dieser Abschnitt entspricht einer Koeffizientenberechnungseinrichtung.
Der Koeffizient wird gemäß einem der Berechnungsverfahren, die in den 4 bis 6 gezeigt sind, berechnet.
Bei dem Verfahren von 4 berechnet die Steuerung zuerst in einem Schritt 401 eine Differenz (den Absolutwert derselben) |Basis-i – i| des stationären Übertragungsverhältnisses Basis-i und des momentanen Übersetzungsverhältnisses i, oder das Verhältnis Basis-i/i (oder i/Basis-i) oder eine Änderungsrate Δ Basis-i des stationären Übersetzungsverhältnisses Basis-i (welches der Absolutwert eines Änderungsbetrags pro Zeiteinheit ist, und welches der Absolutwert einer Differenz von dem Wert, der bei der vorherigen Ausführung der Routine berechnet wurde, ist). Wenn das Verhältnis verwendet wird, ist es optional, das Verhältnis i/Basis-i beim Hochschalten und das Verhältnis Basis-i/i beim Herunterschalten zu verwenden.
In einem Schritt 402 bestimmt die Steuerung den Koeffizienten TTINR durch Zurateziehen einer Tabelle von 7(A) in dem Fall der Differenz, oder einer Tabelle von 7(B) in dem Fall des Verhältnisses, oder einer Tabelle von 7(C) in dem Fall der Änderungsrate. In den Tabellen sind die Charakteristika beim Hochschalten und Herunterschalten voneinander differenziert.
Bei dem Verfahren von 5 berechnet die Steuerung zuerst ein Motordrehmoment TQ_ENG aus der Motordrehzahl N_E und dem Drosselöffnungsgrad TVO, durch Zurateziehen einer Tabelle in einem Schritt 411, und bestimmt dann eine momentane Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER = TQ_ENG × N_E aus dem Motordrehmoment TQ_ENG und der Motordrehzahl N_E in einem Schritt 412. Dieser Abschnitt entspricht einer Momentanausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung.
Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 413 aus der Ausgangswellen-Drehzahl N_o des Getriebes und dem stationären Übersetzungsverhältnis Basis-i eine stationäre Motordrehzahl N_E' = N_o × Basis-i. Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 414 aus der stationären Motordrehzahl N_E' und dem Drosselöffnungsgrad TVO ein stationäres Motordrehmoment TQ_ENG', durch das Zurateziehen der Tabelle (die in dem Schritt 411 verwendet wurde). In einem Schritt 415 berechnet die Steuerung aus dem stationären Motordrehmoment TQ_ENG' und der stationären Motordrehzahl N_E' eine stationäre Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER' = TQ_ENG' × N_E'. Dieser Abschnitt entspricht einer Stationärausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung.
Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 416 eine Dif ferenz (den Absolutwert derselben) |POWER' – POWER| zwischen der stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER' und der momentanen Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER, oder ein Verhältnis POWER'/POWER (oder POWER/POWER'), oder eine Änderungsrate ΔPOWER' der stationären Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER' (d.h. den Absolutwert eines Änderungsbetrags pro Zeiteinheit, und d.h. den Absolutwert einer Differenz von dem berechneten Wert bei der vorherigen Ausführung der Routine).
Dann bestimmt die Steuerung in einem Schritt 417 den Koeffizienten TTINR durch Zurateziehen der Tabelle von 7(A) in dem Fall der Differenz, oder der Tabelle von 7(B) im Falle des Verhältnisses, oder der Tabelle von 7(C) in dem Fall der Änderungsrate.
Bei dem Verfahren von 6 berechnet die Steuerung zuerst das Motordrehmoment TQ_ENG aus der Motordrehzahl N_E und dem Drosselöffnungsgrad TVO, durch Zurateziehen der Tabelle in einem Schritt 421. Dann bestimmt die Steuerung in einem Schritt 422 aus dem Motordrehmoment TQ_ENG, dem momentanen Übersetzungsverhältnis i und einer vorbestimmten Konstante K (einer Konstante, die einen Reifenradius, eine differentielle Charakteristik, einschließt) eine momentane Fahrzeugantriebskraft F = TQ_ENG' × i × K. Dieser Abschnitt entspricht einer Momentanantriebskraft-Berechnungseinrichtung.
Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 423 aus der Drehzahl N_o der Ausgangswelle des Getriebes und dem stationären Übersetzungsverhältnis Basis-i die stationäre Motordrehzahl N_E' = N_o × Basis-i. Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 424 aus der stationären Motordrehzahl N_E' und dem Drosselöffnungsgrad TVO durch Zurateziehen der Tabelle (die im Schritt 421 verwendet wurde) das stationäre Motordrehmoment TQ_ENG'. Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 425 aus dem stationären Motordrehmoment TQ_ENG', dem stationären Übersetzungsverhältnis Basis-i und der vorbestimmten Konstante K eine stationäre Fahrzeugantriebskraft F' = TQ_ENG' × Basis-i × K. Dieser Abschnitt entspricht einer Stationärantriebskraft-Berechnungseinrichtung.
Dann berechnet die Steuerung in einem Schritt 426 eine Differenz (den Absolutwert derselben) |F' – F| zwischen der stationären Antriebskraft F' des Fahrzeugs und der momentanen Antriebskraft F des Fahrzeugs, oder ein Verhältnis F'/F (oder F/F'), oder eine Änderungsrate ΔF' der stationären Fahrzeugantriebskraft F' (d.h. den Absolutwert eines Änderungsbetrags pro Zeiteinheit, und d.h. den Absolutwert einer Differenz von dem berechneten Wert bei der vorherigen Ausführung der Routine).
Dann bestimmt die Steuerung in einem Schritt 427 den Koeffizienten TTINR durch Zurateziehen der Tabelle von 7(A) in dem Fall der Differenz, oder der Tabelle von 7(B) in dem Fall des Verhältnisses, oder der Tabelle von 7(C) in dem Fall der Änderungsrate.
Die Beschreibung kehrt nun zu 3 zurück.
In einem Schritt 5 bestimmt die Steuerung aus dem momentanen Übersetzungsverhältnis i, der Drehzahl N_o der Ausgangswelle des Getriebes und dem vorherigen Koeffizienten TTINR einen Betrag SV einer Zunahme oder eine Abnahme, der die Schaltgeschwindigkeit gemäß folgender Gleichung bestimmt. Dieser Abschnitt entspricht einer Schaltgeschwindigkeit-Bestimmungseinrichtung. SV = TTINR/(IE × i × No)wobei I_E eine Konstante ist, die einer Motorträgheit entspricht.
In einem Schritt 6 vergleicht die Steuerung ein momentan eingestelltes Übersetzungsverhältnis (Zielübersetzungsverhältnis) Nächstes-i und das stationäre Übersetzungsverhältnis Basis-i, das das endgültige Ziel ist, um zu bestimmen, welches größer ist.
Wenn Nächstes-i > Basis-i, bedeutet dies eine Anforderung für ein Hochschalten (eine Anforderung für eine Erniedrigung des Übersetzungsverhältnisses), weshalb die Steuerung zu einem Schritt 7 springt.
Im Schritt 7 verringert die Steuerung das eingestellte Übersetzungsverhältnis (Zielübersetzungsverhältnis) Nächstes-i um den oben genannten Zunahme- oder Abnahme-Betrag SV bezüglich des momentanen Werts (vergleiche nächste Gleichung). Nächstes-i = Nächstes-i – SV
Wenn Nächstes-i < Basis-i, bedeutet dies eine Anforderung für ein Herunterschalten (eine Anforderung für eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses), weshalb die Steuerung zu einem Schritt 8 springt.
Im Schritt 8 erhöht die Steuerung das eingestellte Übersetzungsverhältnis (Zielübersetzungsverhältnis) Nächstes-i um den oben genannten Zunahme- oder Abnahme-Betrag SV bezüglich des momentanen Werts (vergleiche nächste Gleichung). Nächstes-i = Nächstes-i + SV
Nachdem somit das eingestellte Übersetzungsverhältnis (Zielübersetzungsverhältnis) Nächstes-i bestimmt ist, springt die Steuerung zu einem Schritt S9.
Im Schritt 9 führt die Steuerung eine Rückkopplungssteuerung durch, um das eingestellte Übersetzungsverhältnis (Zielübersetzungsverhältnis) Nächstes-i zu erhalten. Die Übersetzungsverhältnissteuerung wird nämlich durchgeführt, um das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis i, das als das Verhältnis (N_E/N_o) zwischen der Motordrehzahl N_E und der Drehzahl N_o der Ausgangswelle des Getriebes erfaßt wird, näher an das eingestellte Übersetzungsverhältnis Nächstes-i zu bringen.
Daher entspricht der Abschnitt der Schritte 6 bis 9 einer Schaltsteuer-Einrichtung.
Infolge der derart angeordneten Steuerung, ändert sich, wie in 8 gezeigt ist, welche Charakteristika bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt, die Schaltgeschwindigkeit zwischen dem Niedergeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs und dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs, obwohl die Änderung des Übersetzungsverhältnisses die gleiche ist. Speziell in dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs wird die Schaltgeschwindigkeit graduell, weshalb das Trägheits-Drehmoment näherungsweise konstant wird. Folglich kann dieses Steuersystem eine Abnahme des Ausgangsdrehmoments, wie bei dem herkömmlichen Beispiel, das in 10 gezeigt ist, vermeiden.
9 zeigt ein weiters Beispiel des Verfahrens zum Berechnen des oben genannten Koeffizienten TTINR.
In einem Schritt 431 berechnet die Steuerung eine Änderungsrate ΔTVO des Drosselöffnungsgrads (den Absolutwert eines Änderungsbetrags pro Zeiteinheit, oder den Absolutwert einer Differenz zwischen dem erfaßten Wert TVO der momentanen Routine und dem erfaßten Wert TVO_alt der gesamten oder vorherigen Routine).
Danach bestimmt die Steuerung in einem Schritt 432 den Koeffizienten TTINR aus der Änderungsrate des Drosselöffnungsgrads ΔTVO durch Zurateziehen einer Tabelle, die 7(C) entspricht.
Die Verwendung des Koeffizienten TTINR, der der somit bestimmten Änderungsrate des Drosselöffnungsgrads ΔTVO entspricht, kann ebenfalls eine Beschleunigungsabsicht widerspiegeln.
Zusätzlich zu den oben genannten Verfahren zum Berechnen des Koeffizienten TTINR ist es optional, ein Verfahren zum direkten Bestimmen des Koeffizienten aus der Ausgangsleistung (Pferdestärke) POWER, der Fahrzeugantriebskraft F, der Motordrehzahl N_E, des Drosselöffnungsgrads TVO, der Ansaugluftflußrate Q oder einer elementaren Kraftstoffeinspritzmenge (die Q/N_E entspricht) zu verwenden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben erklärt wurde, ist das Steuer-System und das -Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug, das mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe ausgerüstet ist, nicht nur auf das oben genannte kontinuierlich veränderbare Getriebe zum Verändern des Übersetzungsverhältnis auf eine stufenlose Art und Weise durch Ändern des Riemenscheiben-Verhältnisses mit einer Regelung des Schaltdrucks, der dem Betätigungsglied auf der Seite der Primärriemenscheibe geliefert wird, und des Leitungsdrucks, der dem Betätigungsglied auf der Seite der Sekundärriemenscheibe geliefert wird, anwendbar, sondern ferner auf beliebige andere kontinuierlich veränderbare Getriebe, beispielsweise Getriebe eines Toroid-Typs.

Claims

Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe (1) zwischen einem Motor und einer Antriebsachse, mit einer Stationärübersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtung (a, S1) zum Berechnen eines stationären Übersetzungsverhältnisses (Basis-i) gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeuges; einer Übersetzungsverhältnis-Erfassungseinrichtung (b, S3) zum Erfassen eines momentanen Übersetzungsverhältnisses (i); einer Ausgangswellen-Drehzahl-Erfassungseinrichtung (c, S2) zum Erfassen einer Ausgangswellen-Drehzahl (N_o) des Getriebes (1); einer Parameterberechnungseinrichtung (d, S4) zum Berechnen eines Parameters (TTINR), der durch den Betriebszustand des Fahrzeugs bestimmt ist; einer Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung (e, S4) zum Bestimmen einer Schaltgeschwindigkeit (SV) beim Schalten gemäß zumindest dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i), der Ausgangswellendrehzahl und (N_o) dem Parameter; und einer Schaltsteuereinrichtung (f, S6-S9) zum Steuern eines Schaltelements des Getriebes (1) gemäß der Schaltgeschwindigkeit (SV), um dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i) nahezukommen; dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeschwindigkeits-Bestimmungseinrichtung (e) die Schaltgeschwindigkeit (SV) durch Berechnen des Bruchs gemäß folgender Gleichung bestimmt, dessen Zähler gleich dem Parameter (TTINR) ist, und dessen Nenner proportional zu dem Produkt aus dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und der Ausgangswellen-Drehzahl (N_o) ist.
wobei IE eine Konstante ist; und daß die Parameterberechnungseinrichtung (d) den Parameter gemäß (1) einer Differenz (Basis-i – i) zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i), (2) einem Verhältnis (Basis-i/i, i/Basis-i) zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i), (3) einer Differenz (Power' – Power) zwischen einer momentanen Ausgangsleistung (Power) und einer stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (4) einem Verhältnis (Power'/Power, Power/Power') zwischen der momentanen Ausgangsleistung (Power) und der stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (5) einer Differenz (F' – F) zwischen einer momentanen Fahrzeugantriebskraft (F) und einer stationären Fahrzeugantriebskraft (F'), (6) einem Verhältnis (F'/F, F/F') zwischen der momentanen Fahrzeugantriebskraft (F) und der stationären Fahrzeugantriebskraft (F'), (7) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔBasis-i) des stationären Übersetzungsverhältnisses (Basis-i), (8) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔPower') der stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (9) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔF') der stationären Antriebskraft (F'), oder (10) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔTVO) eines Drosselöffnungsgrades (TVO) berechnet.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameterberechnungseinrichtung (d) eine Momentanausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer momentanen Ausgangsleistung gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und eine Stationärausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Ausgangsleistung gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und dem stationären Übersetzungsverhältnis aufweist.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameterberechnungseinrichtung (d) eine Momentanantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer momentanen Fahrzeugantriebskraft gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und eine Stationärantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Fahrzeugantriebskraft gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und dem stationären Übersetzungsverhältnis aufweist.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameterberechnungseinrichtung (d) eine Stationärausgangsleistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Stationärausgangsleistung gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und dem stationären Übersetzungsverhältnis aufweist.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameterberechnungseinrichtung (d) eine Stationärantriebskraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer stationären Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs und dem stationären Übersetzungsverhältnis aufweist.
Steuerverfahren für ein Fahrzeug mit einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe (1) zwischen einem Motor und einer Antriebsachse, mit folgenden Schritten: Berechnen (S1) eines stationären Übertragungsverhältnisses (Basis-i) gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeuges, Erfassen (S3) eines momentanen Übertragungsverhältnisses (i), Erfassen (S2) einer Ausgangswellen-Drehzahl (No) des Getriebes (1), Berechnen (S4) eines Parameters (TTINR), der durch den Motorbetriebszustand bestimmt ist, Bestimmen (S5) einer Schaltgeschwindigkeit (SV) gemäß zumindest dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i), der Ausgangswellen-Drehzahl (No) und dem Parameter, und Steuern (S6, S7, S8, S9) eines Schaltelements des Getriebes (1) gemäß der Schaltgeschwindigkeit (V), um sich dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i) zu nähern; dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bestimmens (S5) der Schaltgeschwindigkeit die Schaltgeschwindigkeit (SV) durch Berechnen des Bruchs gemäß folgender Gleichung bestimmt, dessen Zähler gleich dem Parameter (TTINR) ist, und dessen Nenner proportional zu dem Produkt aus dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und der Ausgangswellen-Drehzahl (No) ist:
wobei IE eine Konstante ist; und daß der Schritt des Berechnens (S4) den Parameter gemäß (1) einer Differenz (Basis-i – i) zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i), (2) einem Verhältnis (Basis-i/i, i/Basis-i) zwischen dem momentanen Übersetzungsverhältnis (i) und dem stationären Übersetzungsverhältnis (Basis-i), (3) einer Differenz (Power' – Power) zwischen einer momentanen Ausgangsleistung (Power) und einer stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (4) einem Verhältnis (Power'/Power, Power/Power') zwischen der momentanen Ausgangsleistung (Power) und der stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (5) einer Differenz (F' – F) zwischen einer momentanen Fahrzeugantriebskraft (F) und einer stationären Fahrzeugantriebskraft (F'), (6) einem Verhältnis (F'/F, F/F') zwischen der momentanen Fahrzeugantriebskraft (F) und der stationären Fahrzeugantriebskraft (F'), (7) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔBasis-i) des stationären Übersetzungsverhältnisses (Basis-i), (8) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔPower') der stationären Ausgangsleistung (Power') des Motors, (9) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔF') der stationären Antriebskraft (F'), oder (10) einer zeitlichen Änderungsrate (ΔTVO) eines Drosselöffnungsgrades (TVO) berechnet.