DE3640157B4

DE3640157B4 - Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes

Info

Publication number: DE3640157B4
Application number: DE3640157A
Authority: DE
Inventors: Haruyoshi Kumura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2006-11-26
Also published as: JPS62122834A; US4836054A; JPH0712811B2; DE3640157A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeuges, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist,
wobei das stufenlos verstellbare Getriebe verschiedene Übersetzungsverhältnisse entsprechend einem Steuersignal zur Verfügung stellt, um einen Istwert (N_EA) eines vorbestimmten Betriebsparameters, welcher die Motordrehzahl, die Antriebsriemenscheibendrehzahl oder das Übersetzungsverhältnis sein kann, in eine derartige Richtung zu ändern, dass die Abweichung des Istwertes (N_EA) des vorbestimmten Betriebsparameters von einem Sollwert (N_ED) des vorbestimmten Betriebsparameters auf Null verringert wird,
und wobei eine Steuereinheit (1300) den Sollwert (N_ED) abhängig vom Drosselöffnungsgrad (TH) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V_S) festlegt und abhängig von der Abweichung des Istwertes (N_EA) von dem Sollwert (N_ED) ein Steuersignal erzeugt,
wobei, wenn das Kraftfahrzeug verzögert, die Steuereinheit (1300) die Größe der Verzögerung (–DV_S) bestimmt und abhängig von der Größe der Verzögerung (–DV_S) ein Inkrement (N_up) des vorbestimmten Betriebsparameters festlegt, und zum Sollwert (N_ED) das Inkrement (N_up) addiert...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeuges, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, nach Patentansprüchen 1 bzw. 2.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung 58-170958 zeigt eine Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis eines stufenlos regelbaren Getriebes. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis beginnt der Abfluß von Hydraulikfluid von der Antriebsriemenscheibe, nachdem ein Bremsbetätigungssignal erhalten wurde, das im Zusammenhang mit dem Niederdrücken des Bremspedales erzeugt wurde und daß das Getriebe veranlaßt, in Richtung des größten Übersetzungsverhältnisses herunterzuschalten. Die offengelegte japanische Patentanmeldung 58-170959 zeigt eine weitere Steuereinrichtung für das Übersetzungsverhältnis, bei dem die Getriebeübersetzung unmittelbar nach dem vollständigen Schließen der Drosselklappe beginnt, sich in Richtung des größten Übersetzungsverhältnisses zu verschieben. Diese bekannten Steuerungseinrichtungen für das Übersetzungsverhältnis, die für eine Verschiebung der Getriebeübersetzung in Richtung Vergrößerung sorgen, nachdem eine Änderung des Betriebszustandes des Fahrzeuges indiziert wurde, die empirisch als einem gewünschten Motorbremsbetrieb vorausgehend gekennzeichnet ist, hat den Vorteil, daß, selbst dann, wenn das stufenlos regelbare Getriebe relativ reaktionsträge in bezug auf die Änderung seines Übersetzungsverhältnisses ist, der Motorbremsbetrieb, wie gewünscht, schnell herbeigeführt werden kann.

Jedoch ist die Geschwindigkeit, mit der die Zunahme des Übersetzungsverhältnisses erfolgt, nicht groß genug, so daß das Getriebe nicht das größtmögliche Übersetzungsverhältnis einnehmen kann, bevor das Fahrzeug zum Halten kommt, wenn das Fahrzeug äußerst schnell abgebremst wird, und zwar in einem solchen Maße, daß die Fahrzeugräder blockieren, wobei die Abtriebswelle des Getriebes ebenfalls zum Stillstand kommt. Wenn die Fahrzeugräder während des Bremsvorganges blockieren, wird das Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, gleich Null. Dies veranlaßt zwar eine weitere Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses in Richtung des größtmöglichen Überset zungsverhältnisses, die tatsächliche Wirkung ist aber gering, da bei Stillstehen der Abtriebswelle des Getriebes auch die Antriebsriemenscheibe nicht rotiert. Wenn das Gaspedal sofort niedergedrückt wird, nachdem die Getriebeübersetzung sich in Richtung auf ein großes Übersetzungsverhältnis durch Abgabe von Hydraulikfluid aus dem Bereich der Antriebsriemenscheibe verschoben hat, tritt ein starker Schlupf des Keilriemens des Getriebes auf, der das Drehmoment nicht übertragen kann, mit der Folge, daß der Keilriemen einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist. Dies rührt daher, daß die Reibung zwischen dem Keilriemen und der Antriebsriemenscheibe im wesentlichen verlorengeht, wenn das Hydraulikfluid aus der zugehörigen Fluidkammer der Antriebsriemenscheibe zur Ausführung einer Heraufsetzung des Übersetzungsverhältnisses bzw. Untersetzungsverhältnisses abgeführt wird.

Auf der Grundlage der Funktionsweise, daß die Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses unmittelbar im Anschluß an eine veränderte Betriebsweise in Erwartung der Notwendigkeit eines Motorbremsbetriebes ausgelöst wird, kann zusätzlich zu dem vorgenannten Problem die Schwierigkeit auftreten, daß das Getriebe bei einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer heruntergeschaltet wird, ohne daß dieser die Absicht hat, einen Motorbremsbetrieb einzuleiten. In diesem Fall reagiert das Fahrzeug nicht entsprechend den Wünschen des Fahrers.

Aus der Druckschrift DE 34 39 542 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeuggetriebes bekannt, bei dem das Übersetzungsverhältnis abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motorlast gesteuert wird, und bei dem ein durch eine geschlossene Drosselklappe detektierter Motorbremsbetrieb, d.h. ein Schubbetrieb des Fahrzeugs, durch eine Zunahme des Übersetzungsverhältnisses unterstützt wird. Diese Zunahme des Übersetzungsverhältnisses wird in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeugs, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, zu schaffen, wobei das Getriebe in zuverlässiger Weise einsetzbar und an die Betriebsanforderungen angepaßt ist.

Gemäß einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeugs, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeugs, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 2.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in dem Unteranspruch dargelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Kraftübertragung eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung eines stufenlos regelbaren Keilriemengetriebes,

2A und 2B ein hydraulisches Steuersystem für das stufenlos regelbare Keilriemengetriebe, wobei diese Figuren in Kombination miteinander zu betrachten sind,

3 ein Blockdiagramm einer elektronischen Steuereinheit 1300 zur Steuerung eines Betätigungselementes in Gestalt eines Schrittmotors 1110 und eines Steuermotors 1224, gezeigt in den 2A und 2B,

4 ein Flußdiagramm für den Ablauf eines Steuerungsprogramms, wie es durch die Steuerungseinrichtung nach der vorliegenden technischen Lehre realisiert wird,

5 ein Diagramm für die Wiederauffindung der Zielwertdaten von Motorzieldrehzahl über Fahrzeuggeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Drosselung, wobei diese Datentafel zur Realisierung eines optimalen Schaltmusters dient, bei dem sich das Übersetzungsverhältnis in D-Betriebsstellung des Getriebewahlhebels ändert,

6 ist ein Diagramm, das einen Zuwachs der Motordrehzahl N_UP über Verzögerung (Abbremsung) zeigt,

7 in Vollinien Veränderungen der Motorzieldrehzahl, der Motor-Ist-Drehzahl, des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses und des hydraulischen Druckes in der Hydraulikkammer der Antriebsriemenscheiben während des Übergangs, nachdem die Abbremsung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges begonnen hat, und

8 ein Flußdiagramm eines Programmablaufes, der nach einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung für die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses nach der vorliegenden technischen Lehre ausgeführt wird.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden technischen Lehre erläutert.
1 zeigt eine Kraftübertragung im Zusammenhang mit einem stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe für ein Kraftfahrzeug.
Die 2A und 2B zeigen das Wirkschaltbild eines hydraulischen Steuerungssystems für das stufenlos regelbare Keilriemengetriebe.
Eine detaillierte Beschreibung der 1 und 2A bzw. 2B ist in der US 4 579 021 , veröffentlicht am 1. April 1986 und in der korrespondierenden europäischen Patentanmeldung EP 00 93 413 A1 , veröffentlicht am 9. November 1983 (s. insbesondere 24 und 25A bzw. 25B) gegeben.
Bezugnehmend auf 1 ist eine Eingangswelle 1002, die mit einer Kurbelwelle des Motors verbindbar ist, über eine Vorwärtskupplung mit einer Antriebswelle 1008 verbindbar, die eine antreibende Riemenscheibe 1006 trägt. Auf der Eingangswelle 1002 ist eine Ölpumpe 1010 festgelegt, die ein Antriebszahnrad 1012 und ein angetriebenes Zahnrad 1014 aufweist. Mit der Eingangswelle 1002 ist integral ein rotierender, endloser Meßkanal 1016 verbunden, wobei dieser Meßkanal 1016 durch nach Innenkröpfung des äußeren Randes eines im wesentlichen scheibenförmigen Körpers gebildet wird, um ein Ölreservoir 1018 zu bilden. Der Meßkanal 1016 ist mit einem nicht gezeigten Rohr versehen, durch das eine bestimmte Ölmenge dem Ölreservoir 1018 zugeführt wird.
In dem Ölreservoir 1018 des Meßkanales 1016 ist ein Pitot-Rohr 1020 angeordnet. Eine Hilfswelle 1022 ist drehbar parallel, zu der Eingangswelle 1002 angeordnet und trägt an ihrem einen Ende eine Rückwärtskupplung 1024. Die Eingangswelle 1002 und die Hilfswelle 1022 tragen jeweils ein Zahnrad 1026 und 1028, die miteinander kämmen. Die Hilfswelle 1022 trägt an ihrem anderen Ende integral ein Zahnrad 1034, das mit einem Leerlaufrad 1032 kämmt. Das Leerlaufrad 1032 kämmt mit einem Zahnrad 1030, das drehbar mit der Antriebswelle 1008 gelagert ist. Die Vorwärtskupplung 1004 und die Rückwärtskupplung 1024 sind eingerückt, wenn sich in ihren Kolbenkammern 1036 und 1038 jeweils ein Öldruck aufbaut.
Der Eingriffszustand der Vorwärtskupplung 1004 führt dazu, daß die Drehungen der Kurbelwelle auf die Antriebswelle 1008 übertragen werden, während der Eingriffszustand der Rückwärtskupplung 1024 dafür sorgt, daß die Kurbelwellendrehung auf die Antriebswelle 1008 durch die Zahnräder 1026, 1028, 1034, 1032 und 1030 übertragen wird, wobei die Drehrichtung umgekehrt wird.
Die Antriebsriemenscheibe 1006 weist eine feste, konische Scheibe 1040 auf, die mit der Antriebswelle 1008 drehbar ist, sowie eine bewegliche konische Scheibe 1044, die der festen konischen Scheibe 1040 zugewandt gegenüberliegt, um eine V-förmige Riemenscheibennut zwischen den Scheiben 1040 und 1044 zu bilden. Die bewegliche konische Scheibe 1044 ist axial in Abhängigkeit von der Höhe des Öldruckes in der zugehörigen Zylinderkammer 1042 beweglich. Die feste konische Scheibe 1040 der Antriebsriemenscheibe 1006 ist mit einem rotierenden endlosen Meßkanal 1046 versehen, der dem vorerwähnten Meßkanal 1016 entspricht. Der dynamische Druck des Öles innerhalb eines Ölreservoirs 1047 des Meßkanales 1046 wird durch ein Pitot-Rohr 1048 gemessen. Die Antriebsriemenscheibe 1006 ist mit der angetriebenen Riemenscheibe 1051 durch einen Keilriemen 1050, der die Riemenscheiben umschlingt, verbunden. Die angetriebene Riemenscheibe 1051 ist auf einer drehbar angetriebenen Welle 1052 befestigt. Die angetriebene Riemenscheibe 1051 umfaßt eine feste konische Scheibe 1054 auf der angetriebenen Welle 1052 und eine bewegliche konische Scheibe 1058, die der festen konischen Scheibe 1054 zugewandt gegenüberliegt, um eine V-förmige Riemenscheibennut zu bilden und ist axial infolge des Öldruckes in ihrer zugehörigen Zylinderkammer 1056 und einer darin befindlichen Feder 1057 beweglich. Die Drehung der angetriebenen Welle 1052 wird durch ein Zahnrad 1060 auf einen Zahnkranz 1062 eines Differentialgehäuses 1064 übertragen, in dem ein Differentialgetriebe 1070, bestehend aus einem Paar kleinen Differentialantriebskegelrädern 1066 und 1068 und einem Paar Hinterachswellenrädern 1072 und 1074 besteht, die mit den Differentialantriebskegelrädern 1066 und 1068 kämmen. Abtriebswellen 1076 und 1078 sind jeweils mit den Hinterachswellenrädern 1072 und 1074 gekoppelt.
Bezugnehmend auf die 2A und 2B ist in diesen ein hydraulisches Steuersystem für ein stufenlos regelbares Getriebe gezeigt, das nachfolgend erläutert wird. Wie in den 2A und 2B verdeutlicht, enthält das Steuersystem eine Ölpumpe 1010, ein Systemdruckregulierventil 1106, ein Steuerventil 1108 für den vollständigen Kupplungseingriff, einen Stellmotor in Form eines Schrittmotors 1110, eine Einrichtung 1112 zur Ausführung einer Getriebeeinstellbetätigung, ein Drosselventil 1114, ein Startventil 1116, ein Starteinstellventil 1118, ein Ventil 1120 zur Aufrechterhaltung eines maximalen Übersetzungsverhältnisses, ein Rückwärts-Blockierventil 1122, ein Schmierventil 1124, einen Steuermotor 1224 und eine elektronische Steuereinheit 1300.
Die Steuereinheit 1300 ist in 3 der US 4 603 602 , veröffentlicht 5. August 1986 oder der zugehörigen europäischen Patentanmeldung EP 0111891 A2 veröffentlicht 21. August 1985 erläutert.
Wie in 3 gezeigt ist, werden verschiedene Eingangssignale der Steuereinheit 1300 zugeführt. Diese umfassen elektrische Signale, erzeugt durch einen Sensor 301 zur Erfassung der Motordrehzahl, einen Sensor 302 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Sensor 303 zur Erfassung des Öffnungsgrades der Drosselklappe (oder des Unterdruckes im Ansaugkrümmer), einen Fahrbereichserfassungsschalter 304, einen Einstellungsvergleichsschalter 1298, einen Temperatursensor 306 zur Erfassung der Temperatur eines Motorkühlmittels, einen Bremssensor 307 und durch einen Sensor 321 zur Erfassung des Startdruckes. Die Signale, die durch den Erfassungssensor für die Motordrehzahl 301 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 302 erzeugt werden, werden an ein Eingangsinterface geführt, nachdem sie jeweils durch Wellenformkorrekturglieder 308 und 309 geführt wurden und die elektrische Spannung von dem Sensor 303 zur Erfassung des Drosselöffnungsgrades oder des Unterdrucksensors im Ansaugkrümmer, wird durch einen A/D-Wandler 310 in ein digitales Signal umgewandelt, bevor es dem Eingangs-Interface 311 zugeführt wird. Die Steuereinheit 1300 enthält auch einen Referenz-Impulsgenerator 312, eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 313, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 315, einen Festwertspeicher (ROM) 314 und ein Aus gangs-Interface 316. Die vorerwähnten Elemente der Steuereinheit 1300 sind untereinander durch einen Adressbus 319 und einen Datenbus 320 verbunden.
Die Ausgangssignale von der Steuereinheit 1300 werden zu dem Schrittmotor 1110 und dem Steuermotor 1224 jeweils über einen Verstärker 317 und einen elektrischen Stromverstärker 318 geführt.
Der Schrittmotor 1110 und der Steuermotor 1224 werden durch die Steuereinheit 1300 gesteuert. Der Inhalt der Steuerung, die durch die Steuereinheit 1300 in bezug auf die Steuerung des Schrittmotors 1110 und des Steuermotors 1224 ausgeführt wird, kann in ein Steuerprogramm für den Steuermotor, ein Steuerprogramm für einen vollständigen Kupplungseingriff, und ein Steuerprogramm 700 für den Schrittmotor eingeteilt werden, das weiter unten erläutert wird. In Bezug auf das Steuerprogramm für den Steuermotor und das Steuerprogramm für den kompletten Kupplungseingriff wird auf die US 4 603 602 , veröffentlicht am 5. August 1986 oder die zugehörige europäische Patentanmeldung EP 0111891 A2 , veröffentlicht am 21. August 1985 verwiesen. Kurz gesagt, ist das Steuerprogramm für den Steuermotor in 4 der US 4 603 602 oder der EP 0111891 A2 erläutert. Mit diesem Steuerprogramm für den Steuermotor wird die Höhe des Startdruckes P_S über das Start-Einstellventil 1118 und das Startventil. 1116 gesteuert, wenn das Fahrzeug im wesentlichen stillsteht und der Motor im Leerlauf Läuft, um die Vorwärtskupplung 1004 (oder die Rückwärtskupplung 1024) in einem unmittelbar vorbereitenden Vor-Eingriffszustand zu halten, kurz bevor die Kupplung einrückt. Das Steuerprogramm für den vollständigen Kupplungseingriff ist in den 5(a), 5(b) und 6 der US 4 603 602 oder der EP 0111891 A2 gezeigt. Durch das Steuerprogramm für den vollständigen Kupplungseingriff wird die Steuerung des Eingriffes der Kupplungen 1004 oder 1024 vollzogen.
Die vorerwähnte US 4 603 602 oder die EP 0111891 A2 zeigt in den 22(a) und 22(b) ein Steuerprogramm für einen Schrittmotor, daß ähnlich dem nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 erläuterten Steuerprogramm 700 für einen Schrittmotor abläuft.
4 zeigt ein Flußschema des Steuerprogramms 700 für den Schrittmotor. Im Schritt 705 wird ein Wert von dem Fahrbereichserfassungsschalter 304 gespeichert, der den durch das Handwahlventil 1104 momentan eingestellten Fahrbereich erfaßt. Im Schritt 707 wird bestimmt, ob der im Schritt 705 gespeicherte Wert einer Einstellung des Handventils 1104 auf den D-Fahrbereich entspricht. Falls dies der Fall ist, d.h. falls das Handwahlventil 1104 in den D-Fahrbereich gesetzt worden ist, wird im Schritt 902 eine gespeicherte Tabelle zur Ermittlung des Verschiebungsmusters für die Getriebeübersetzung im D-Fahrbereich verwendet, in welcher der Öffnungsgrad der Drosselöffnung TH und die Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet werden, die bereits während des Steuerprogramms für den Steuermotor gespeichert wurden, und im Schritt 902 wird ein Zielwert für die Motordrehzahl bestimmt, der als Adressenname N_ED gespeichert wird. Das Verschiebungs- bzw. Getriebeeinstellmuster für den D-Bereich ist in 5 dargestellt.
Die Zielwerte der Motordrehzahl sind über verschiedenen Werten für die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen mit dem Drosselöffnungsgrad als Parameter, wie dies in 5 gezeigt ist und diese Zielwerte für die Motordrehzahl werden in dem Festwertspeicher (ROM) 314 in entsprechenden Adressen gespeichert.
Der Schritt 904 wird ausgeführt, um zu entscheiden, ob der Motor bei vollständig geschlossener Drosselklappe läuft oder nicht. Somit kann im Schritt 904 ein Vergleich des gespeicherten Drosselöffnungsgrades TH mit einem bestimmten sehr kleinen Wert des Öffnungsgrades nahe Null ausgeführt oder bestimmt werden, ob ein Leerlaufschalter im EIN-Zustand ist, falls ein Leerlaufschalter vorgesehen ist. Falls der Motor bei im wesentlichen vollständig geschlossener Drosselklappe läuft, wird im Schritt 906 entschieden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V_S gleich Null ist oder nicht. Falls im Ergebnis der Entscheidung im Schritt 906 die Fahrzeuggeschwindigkeit V_S nicht gleich Null ist, wird eine Beschleunigung DV_S bestimmt. Die Beschleunigung DV_S kann durch Subtraktion des Istwertes von V_S von dem alten Wert für V_S, der während des vorangegangenen Programmablaufes des Steuerprogramms gespeichert wurde, erhalten werden. Die Art der Bestimmung der Momentanbeschleunigung ist gut bekannt aus der US 4 589 071 , ausgegeben am 13. Mai 1986 oder aus der zugehörigen europäischen Patentanmeldung EP 0092227 A1 veröffentlicht am 26. Oktober 1983 (s. insbesondere 9(c) zur Bestimmung einer Beschleunigung A_V). Auf eine detaillierte Beschreibung der Bestimmung der Beschleunigung DV_S kann somit verzichtet werden.
Im Schritt 908 wird die Beschleunigung DV_S mit Null verglichen, um festzustellen, ob DV_S größer oder gleich Null ist. Falls diese Entscheidung im Schritt 908 negativ ausfällt, d.h. wenn die Beschleunigung DV_S kleiner als Null und damit negativ ist, wird Schritt 910 ausgeführt, indem auf eine Tafel gemäß 6 zurückgegriffen wird, um einen inkrementalen Zuwachs N_up zu bestimmen. Wie in 6 gezeigt ist, ist der Zuwachs N_up proportional zur Größe der Beschleunigung –DV_S bzw. der Verzögerung DV_S. Der Wert des Zuwachses N_up repräsentiert eine gewünschte Änderung in der Motorzieldrehzahl für eine bestimmte Größe der Verzögerung.
Anschließend wird Schritt 912 ausgeführt, der eine Erhöhung der Motor-Ziel-Drehzahl N_ED, erlangt in Wiederaufgreifen des Schrittes 902, um den Zuwachs N_up, bestimmt im Schritt 910, umfaßt.
Anschließend geht der Programmsteuerungsablauf zum Schritt 2783 über. Wenn die Frage im Schritt 904 mit Nein, die Frage im Schritt 906 mit Ja oder die Frage im Schritt 908 mit Ja beantwortet werden, geht die Steuerung unter Überspringen der zwei Schritte 910 und 912 direkt zu dem Schritt 9783 über. In diesem Fall bleibt der Wert von N_ED, der im Schritt 902 erhalten wurde, unverändert.
Im Schritt 2783 wird der von dem Sensor 301 für die Motordrehzahl erhaltene Datenwert als Motordrehzahl-Istwert N_EA gespeichert. Anschließend wird Schritt 2785 ausgeführt, der die Subtraktion eines bestimmten kleinen Wertes ΔN_L, von dem gespeicherten Zielwert von N_ED der Motordrehzahl umfaßt, um eine Untergrenze N_L für den Zielwert der Motordrehzahl festzulegen. Anschließend wird Schritt 2787 ausgeführt, der den Vergleich der Untergrenze N_L des Zielwertes der Motordrehzahl mit dem Istwert der Motordrehzahl N_EA umfaßt, um zu entscheiden, ob N_EA kleiner als N_L ist. Falls N_EA kleiner als N_L ist, geht die Steuerung mit dem Schritt 713 weiter. Falls N_EA nicht kleiner als N_L ist, setzt der Programmablauf mit dem Schritt 2789 fort.
Im Schritt 713 werden Daten des Einstell-Vergleichsschalters 1298 gespeichert. Im Schritt 715 bildet der gespeicherte Wert von dem Einstell-Vergleichsschalter 1298 die Entscheidungsgrundlage, um festzustellen, ob der Einstell-Vergleichsschalter 1298 eingeschaltet ist. Wenn die Antwort auf diese Frage im Schritt 715 positiv ausfällt, d.h. wenn der Einstell-Vergleichsschalter 1298 eingeschaltet ist, wird eine Impulsanzahl N_A des Schrittmotors gleich Null gesetzt oder zurückgesetzt und anschließend werden im Schritt 811 die gleichen Betätigungssignale für den Schrittmotor, wie jene, die in dem vorangehenden Programmablauf erhalten wurden, ausgegeben. Der Einstell- Vergleichsschalter 1298 ist so ausgelegt, daß er eingeschaltet ist, wenn eine Stange 1182 der Einstell-Betätigungseinrichtung 1112 eine bestimmte Lage einnimmt, die sie immer dann hat, wenn das größte Übersetzungsverhältnis eingestellt ist. Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 715 negativ ist, d.h. wenn der Einstell-Vergleichsschalter 1298 ausgeschaltet ist, wird Schritt 801 ausgeführt, indem festgelegt wird, ob ein gespeicherter Zeitgeberwert T kleiner oder gleich Null ist. Wenn der gespeicherte Zeitgeberwert T größer als Null ist, wird der Zeitgeberwert T um einen bestimmten kleinen Betrag T im Schritt 803 vermindert und die gleichen Betätigungssignale für den Schrittmotor, wie in dem vorangehenden Programmzyklus werden im Schritt 811 ausgegeben.
Da der Zeitgeberwert T im Schritt 803 vermindert wurde, fällt der Zeitgeberwert T auf oder unter Null ab, nachdem dieser Programmteil einschließlich des Schrittes 803 wiederholt abgearbeitet wurde. Wenn der Zeitgeberwert T gleich Null wird oder einen Wert kleiner als Null annimmt, wird die Antwort auf die Frage im Schritt 801 ja und Schritt 805 wird ausgeführt, indem die Betätigungssignale für den Schrittmotor um einen Schritt in Richtung eines Herunterschaltens des Getriebes vermindert werden.
Anschließend wird im Schritt 807 der Zeitgeberwert T gleich einem vorgegebenen, positiven Wert T₂ gesetzt und im Schritt 809 wird die Impulsanzahl N_A des Schrittmotors um 1 vermindert. Die Betätigungssignale des Schrittmotors werden insbesondere unter Bezugnahme auf die 13 und 14 in der US 4 603 602 oder der EP 0111891 A2 beschrieben. Somit wird der Schrittmotor 1110 in Richtung einer Herunterschaltung des Getriebes um eine Einheit nach dem Maße des Ablaufs einer Zeitspanne T₂ aktiviert.
Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 2787 Nein ist, d.h. wenn N_EA größer oder gleich N_L ist, wird der Schritt 2789 ausgeführt, indem die gewünschte Motorzieldrehzahl N_ED um den kleinen Drehzahlwert N_u erhöht wird, um eine Obergrenze N_u für den Zielwert der Motordrehzahl festzulegen.
Anschließend wird im Schritt 2791 der obere Grenzwert N_u des Zielwertes der Motordrehzahl mit dem Istwert der Motordrehzahl N_EA verglichen, um festzustellen, ob der Istwert der Motordrehzahl N_EA größer ist als der obere Grenzwert N_u der Motor-Zieldrehzahl. Wenn die Antwort auf diese Frage im Schritt 2791 negativ ausfällt, d.h. wenn N_EA kleiner oder gleich N_u ist, werden die gleichen Betätigungssignale für den Schrittmotor ausgegeben, wie sie in dem vorangehenden Programmzyklus im Schritt 811 ausgegeben wurden. Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 2791 positiv ist, d.h. wenn N_EA größer ist als N_u, wird Schritt 2793 ausgeführt, der die Impulsanzahl N_A des Schrittmotors mit der maximalen Impulsanzahl N_Amax vergleicht, um festzustellen, ob N_A größer oder gleich N_Amax ist. Wenn die Antwort auf diese Frage im Schritt 2793 positiv ist, d.h. wenn N_A größer als oder gleich N_Amax ist, werden die gleichen Betätigungssignale für den Schrittmotor, wie im vorangehenden Programmzyklus im Schritt 811 erhalten, ausgegeben.
Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 2793 Nein ist, d.h. wenn N_A kleiner als N_Amax ist, wird Schritt 787 ausgeführt, in dem verglichen wird, ob der gespeicherte Zeitgeberwert T kleiner oder gleich Null ist. Wenn der gespeicherte Zeitgeberwert T größer als Null ist, nimmt der Zeitgeberwert T um den bestimmten, kleinen Betrag ΔT im Schritt 789 ab, und die gleichen Betätigungssignale für den Schrittmotor, wie jene, die in dem vorangehenden Programmzyklus erhalten wurden, werden im Schritt 811 ausgegeben. Da im Schritt 789 der Zeitgeberwert T vermindert wurde, fällt der Zeitgeberwert T auf oder unter Null, nachdem dieser Programmablauf einschließlich des Schrittes 789 wiederholt abgearbeitet wurde, wenn der Zeitgeberwert T gleich Null oder kleiner als Null wird, ist die Antwort auf die Frage im Schritt 787 Ja und der Schritt 791 wird ausgeführt, indem die Betätigungssignale für den Schrittmotor um einen Schritt in Richtung der Heraufsetzung des Getriebeschaltzustandes verändert werden. Anschließend wird im Schritt 793 der Zeitgeberwert T gleich einem bestimmten positiven Wert T₁ gesetzt und im Schritt 795 wird die Impulsanzahl N_A des Schrittmotors um 1 erhöht. Daher wird der Schrittmotor 1110 um eine Einheit in Richtung eines Heraufschaltens des Getriebes unter Ablauf der Zeitspanne T₁ aktiviert. Die Zeitspanne des Intervalls T₁ ist so festgesetzt, daß sie länger ist als die vorerwähnte Zeitspanne T₂. Da dann, wenn der Istwert der Motordrehzahl N_EA niedriger ist als die untere Grenze N_u der Motorzieldrehzahl, der Schrittmotor 1110 das Getriebe veranlaßt, herunterzuschalten, um eine Zunahme der Motordrehzahl zu veranlassen und andererseits dann, wenn der Istwert der Motordrehzahl höher ist als die Obergrenze N_u der Motorzieldrehzahl, der Schrittmotor 1110 betätigt wird, um ein Heraufschalten des Getriebes zu erreichen mit der Folge einer Abnahme der Motordrehzahl, wird das tatsächliche Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des Getriebes derart gesteuert, daß der Istwert der Motordrehzahl N_EA innerhalb eines bestimmten Bereiches der Zielwerte der Motordrehzahl gehalten wird, d.h. N_L ≤ N_EA ≤ N_u.
Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 707 Nein ist, wird Schritt 709 ausgeführt, um zu bestimmen, ob für das Getriebe der L-Fahrbereich gewählt ist. Wenn der Gangwahlhebel des Getriebes auf den L-Bereich eingestellt ist, wird Schritt 2740 ausgeführt, um ein Einstellmuster des Getriebes für den L-Bereich aufzugreifen und eine Motorzieldrehzahl zu bestimmen und die Steuerung wird dem Schritt 2783 fortgesetzt. Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 709 negativ ist, geht der Steuerungsablauf mit dem Schritt 713 weiter.
Von der vorangehenden Beschreibung ist somit deutlich, daß die Motorzieldrehzahl N_ED, wie sie im Schritt 902 erhalten wird, unverändert bleibt, wenn die Drosselklappe geöffnet ist (Programmablauf vom Schritt 904 zum Schritt 2783), oder wenn die Drosselklappe geschlossen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist (Programmablauf vom Schritt 904 über Schritt 906 zum Schritt 2783), oder wenn die Drosselklappe offen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht Null ist und das Fahrzeug beschleunigt wird (Programmablauf entlang der Schritte 904, 906 und 908 zum Schritt 2783), und daß somit die Motordrehzahl in Übereinstimmung mit dem Schaltmuster, wie es in 5 gezeigt ist, gesteuert wird. Es ist auch deutlich, daß die Motorzieldrehzahl N_ED durch den inkrementalen Zuwachs N_up, der zunimmt, wenn die Größe der Verzögerung zunimmt (s. 6) erhöht wird, wenn die Steuerung über den Schritt 910 zum Schritt 912 geht, d.h. wenn das Fahrzeug abgebremst wird, während die Drosselklappe vollständig geschlossen ist und die Fahrzeugräder nicht blockiert sind. Somit wird die Motorzieldrehzahl erhöht, wenn die Größe der Abbremsung des Fahrzeuges zunimmt und verursacht ein schnelles Herunterschalten des Getriebes in Richtung des größtmöglichen Übersetzungsverhältnisses.
7 zeigt in Volllinien IN, wie sich die Motor-Ziel-Drehzahl, die Motor-Ist-Drehzahl, das momentane Übersetzungsverhältnis und der Hydraulikdruck an der Antriebsriemenscheibe ändern, wenn das Fahrzeug, das mit der vorbeschriebenen Steuereinrichtung versehen ist, einer schnellen Abbremsung unterworfen ist und mit dieser Verzögerung an einem Arbeitspunkt A begonnen wird, wenn das Fahrzeug mit kleinem Übersetzungsverhältnis betrieben wird. Zu Vergleichszwecken ist in unterbrochenen Linien CON der jeweilige Kurvenverlauf angezeigt, der bei einem Fahrzeug erhalten wird, das nicht mit der Steuereinrichtung nach der vorliegenden technischen Lehre ausgerüstet ist. Es ist deutlich, daß, da die Motorzieldrehzahl durch die Zunahme N_up erhöht wurde, das Getriebe so gesteuert ist, daß es schnell herunterschaltet, um zu veranlassen, daß die Motordrehzahl erhöht wird und sich in Richtung der erhöhten Motorzieldrehzahl verändert. Dies veranlaßt das Getriebe, das größte Übersetzungsverhältnis einzunehmen, bevor das Fahrzeug zum Halten kommt. Somit bleibt der Keilriemen stets in gespanntem Zustand und ist zur Drehmomentübertragung bereit, wenn wieder ein Motordrehmoment unmittelbar vor dem Anhalten des Fahrzeuges auf das Getriebe einwirkt oder ein solches Drehmoment unmittelbar zu übertragen ist. Somit tritt kein Schlupf des Keilriemens auf. Außerdem wird ein effektiver Motorbremsbetrieb während der Abbremsung des Fahrzeuges erreicht.
Obwohl in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Motordrehzahl als gesetzter Wert und als Rückkopplungswert verwendet ist, kann die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe oder ein Übersetzungsverhältnis ebenfalls anstelle der Motordrehzahl als variable Betriebsgröße verwendet werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist nachfolgend unter Bezugnahme auf 8 erläutert, das einen Programmablauf für ein Steuerprogramm 700A des Schrittmotors zeigt, das in diesem zweiten Ausführungsbeispiel verwandt wird. Das Steuerprogramm 700A ist im wesentlichen gleich dem Steuerprogramm 700, gezeigt in 4, mit der Ausnahme, daß neue Schritte 960, 962, 964, 966, 968, 970 und 972 die Schritte 910 und 912 des Steuerprogramms 700 ersetzt haben. Entsprechend diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Motorzieldrehzahl N_ED gleich einer bestimmten Variablen K₀ gesetzt (Schritte 970 und 972), wenn die Größe der Verzögerung größer ist als ein bestimmter Wert α₁,. Die Variable K₀ gibt eine Motorzieldrehzahl an, die größer ist als die Motorzieldrehzahl, die im Schritt 902 erhalten wird und ist mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_S variabel (Schritt 970). Wenn die Größe der Beschleunigung –DV_S größer ist als der vorgegebene Wert α₁, wird im Schritt 962 ein Motorbremssignal ENB gesetzt und anschließend der Schritt 968 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Motorbremssignal ENB im Schritt 968 gesetzt wurde. Anschließend werden die Schritte 970 und 972 ausgeführt, um die Motorzieldrehzahl N_ED gleich K₀ zu setzen. Der Grund, warum die Variable K₀ mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_S variiert, besteht darin, eine ausreichend schnelle Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten herbeizuführen und eine weniger schnelle Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu bekommen, um einen übermäßigen Motorbremseffekt bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu vermeiden. Wenn die Größe der Beschleunigung –DV_S, d.h. Abbremsung, kleiner wird als ein anderer bestimmter Wert α₂ (kleiner als α₁), bleibt die Motorzieldrehzahl N_ED, die im Schritt 902 erhalten wurde, unverändert und wird im weiteren Verlauf der Steuerung verwendet (Schritte 964 und 966).
Von der obigen Beschreibung ist deutlich, daß dann, wenn das Fahrzeug verzögert bzw. abgebremst wird, das Übersetzungsverhältnis veranlaßt wird, sich schnell in Richtung des größten Übersetzungsverhältnisses in Übereinstimmung mit der Größe der Verzögerung bzw. Abbremsung zu verändern. Im Ergebnis dessen wird das größte Übersetzungsverhältnis eingestellt, bevor das Fahrzeug zum Halten kommt.
Die technische Lehre sieht eine Steuereinrichtung und ein Steuerverfahren für das Übersetzungsverhältnis eines stufenlos regelbaren Getriebes vor. Bei dieser Steuerung wird ein Zielwert einer Betriebskenngröße in einen neuen Zielwert geändert in Abhängigkeit von dem Wert der Abbremsung eines Fahrzeuges und nachdem diese Abbremsung begonnen hat, wobei die Änderung des Übersetzungsverhältnisses in einer Weise erfolgt, daß eine Differenz zwischen dem Istwert der Betriebskenngröße und dem neuen Zielwert derselben in Richtung Null verringert wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeuges, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, wobei das stufenlos verstellbare Getriebe verschiedene Übersetzungsverhältnisse entsprechend einem Steuersignal zur Verfügung stellt, um einen Istwert (N_EA) eines vorbestimmten Betriebsparameters, welcher die Motordrehzahl, die Antriebsriemenscheibendrehzahl oder das Übersetzungsverhältnis sein kann, in eine derartige Richtung zu ändern, dass die Abweichung des Istwertes (N_EA) des vorbestimmten Betriebsparameters von einem Sollwert (N_ED) des vorbestimmten Betriebsparameters auf Null verringert wird, und wobei eine Steuereinheit (1300) den Sollwert (N_ED) abhängig vom Drosselöffnungsgrad (TH) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V_S) festlegt und abhängig von der Abweichung des Istwertes (N_EA) von dem Sollwert (N_ED) ein Steuersignal erzeugt, wobei, wenn das Kraftfahrzeug verzögert, die Steuereinheit (1300) die Größe der Verzögerung (–DV_S) bestimmt und abhängig von der Größe der Verzögerung (–DV_S) ein Inkrement (N_up) des vorbestimmten Betriebsparameters festlegt, und zum Sollwert (N_ED) das Inkrement (N_up) addiert zur Bildung eines geänderten Sollwertes (N_ED + N_up), und die Steuereinheit (1300) in Abhängigkeit von der Abweichung (Ne) des Istwertes von dem geänderten Sollwert (N_ED + N_up) ein Steuersignal erzeugt, welches ein größeres Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Getriebes bewirkt.
Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeuges, das einen Motor aufweist, dessen Last mit einer Drossel steuerbar ist, wobei das stufenlos verstellbare Getriebe verschiedene Übersetzungsverhältnisse entsprechend einem Steuersignal zur Verfügung stellt, um einen Istwert (N_EA) eines vorbestimmten Betriebsparameters, welcher die Motordrehzahl, die Antriebsriemenscheibendrehzahl oder das Übersetzungsverhältnis sein kann, in eine derartige Richtung zu ändern, dass die Abweichung des Istwertes (N_EA) des vorbestimmten Betriebsparameters von einem Sollwert (N_ED) des vorbestimmten Betriebsparameters auf Null verringert wird, und wobei eine Steuereinheit (1300) den Sollwert (N_ED) abhängig vom Drosselöffnungsgrad (TH) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) festlegt und abhängig von der Abweichung des Istwertes (N_EA) von dem Sollwert (N_ED) ein Steuersignal erzeugt, wobei, wenn das Kraftfahrzeug verzögert, die Steuereinheit (1300) die Größe der Verzögerung (–DV_S) bestimmt und wenn die Größe der Verzögerung (–DV_S) größer als ein vorbestimmter Wert (α₁) ist, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit einen geänderten Sollwert (K₀) des vorbestimmten Betriebsparameters festlegt, der größer ist als der Sollwert (N_ED), der abhängig von Drosselöffnungsgrad und Fahrgeschwindigkeit gebildet wird, und die Steuereinheit (1300) in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes von dem geänderten Sollwert (K₀) ein Steuersignal erzeugt, welches ein größeres Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Getriebes bewirkt.
Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das stufenlos verstellbare Getriebe ein Riemenscheibengetriebe ist.