DE10113504A1 - Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes - Google Patents

Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes

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Abstract

Ein Getriebemechanismus eines stufenlosen Getriebes in einem Fahrzeug umfasst eine primäre Riemenscheibe und eine sekundäre Riemenscheibe, die mit einer ersten Zylinderkammer und einer zweiten Zylinderkammer vorgesehen sind mit Rillenbreiten, die durch Zuführung von Hydraulikdruck geändert werden und einem Riemen, der zwischen den Riemenscheiben vorgesehen ist. Ein Hydraulikdruck an der ersten Zylinderkammer wird durch eine CVT-Steuereinheit über ein Schaltsteuerventil entsprechend einem Antriebszustand des Fahrzeugs gesteuert, und die zweite Zylinderkammer wird kontinuierlich mit einem Arbeitsdruck versorgt. Die CVT-Steuereinheit schließt einen internen Speicher ein, um einen Starkstromsystem-Störungsmerker entsprechend der Störungsinformation, die von einer Motorsteuereinheit eingegeben wurde, beizubehalten. Wenn beim Start des Fahrens der interne Speicher eine Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor, der eine Hydraulikpumpe antreibt, beim vorhergehenden Fahren gestört war, gibt die CVT-Steuereinheit einen Schaltbefehl aus, der ein Hochbereichsverhältnis für eine vorbestimmte Zeit zum Ziel hat, um dadurch die erste Zylinderkammer mit Hydraulikdruck zu füllen und danach einen Schaltbefehl abgibt, der ein normales Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Antriebszustand zum Ziel hat.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein stufenloses Getriebe mit einem Keilriemen zur Verwendung in Fahrzeugen usw. und bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung bei der Schaltsteuerung des stufenlosen Getriebes.
In den letzten Jahren wurde ein sogenanntes Hybridfahrzeug entwickelt, welches eine Kombination eines Verbrennungsmotors (nachstehend als eine Maschine bezeichnet) und eines Elektromotors ist, um die Umwelt zu schützen und um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Entsprechenderweise wurde eine Kombination dieses Hybridfahrzeugs und eines stufenlosen Keilriemengetriebes vorgeschlagen.
In dem stufenlosen Keilriemengetriebe läuft ein Keilriemen über eine primäre Riemenscheibe und eine sekundäre Riemenscheibe, wobei beide variable Riemenscheiben sind. Die Rillenbreite der primären Riemenscheibe wird variabel durch die Zuführung von Hydraulikdruck gesteuert.
Mehr im Besonderen, wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind eine erste Zylinderkammer 20 und eine zweite Zylinderkammer 32 für die primäre Riemenscheibe 16 und die sekundäre Riemenscheibe 26 jeweils vorgesehen. Arbeitsdruck wird kontinuierlich der zweiten Zylinderkammer 32 der zweiten Riemenscheibe 26 zugeführt. Hydraulikdruck, welcher durch Regulieren des Arbeitsdrucks als Ausgangsdruck mit einem Schaltsteuerventil 63 erlangt wird, wird der ersten Zylinderkammer 20 der primären Riemenscheibe 16 zugeführt. Der Hydraulikdruck, der der ersten Zylinderkammer 20 zugeführt wird, ändert die Rillenbreite der primären Riemenscheibe 16, um das Übersetzungsverhältnis zu ändem. In der Zwischenzeit ist der Arbeitsdruck innerhalb eines vorbestimmten Bereiches geändert, um einen Schub (Anpressdruck) gegen einen Keilriemen 24 zu steuern.
Um den Hydraulikdruck, der der ersten Zylinderkammer 20 zugeführt wird, zu steuern, reguliert das Schaltsteuerventil 63, das durch einen Schrittmotor 64 angetrieben wird, den Arbeitsdruck als den Ausgangsdruck.
Mehr im einzelnen hat das Schaltsteuerventil 63 einen primären Anschluss 63P, der mit der ersten Zylinderkammer 20 verbunden ist, einen Arbeitsdruck-Anschluss 63L, der mit dem Arbeitsdruck versorgt wird und einen Ablass-Anschluss 63T. Das Schaltsteuerventil 63 weist auch einen Steuerkolben 63a auf, welcher sich entsprechend zu den Positionen einer sich bewegenden konischen Scheibe 22 der primären Riemenscheibe 16 und des Schrittmotors 64 verschiebt. Die Verschiebung des Steuerkolbens 63a bewirkt, dass der primäre Anschluss 63P ausgewählt mit dem Arbeitsdruck-Anschluss 63L oder dem Ablass-Anschluss 63T verbunden wird, um dadurch den Hydraulikdruck zu steuern, der der ersten Zylinderkammer 20 zugeführt wird.
Öl, das der primären Riemenscheibe 16 zugeführt wird, wird als ein Hydrauliksteuerdruck der ersten Zylinderkammer 20 zugeführt, und wird auch einem Lager 14 der primären Riemenscheibe 16 über eine Drosselstelle zugeführt, um das Lager 14 zu schmieren.
Das stufenlose Getriebe dieser Art ist z. B. in der japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsnummer 11-82725 offenbart.
Das Hybridfahrzeug ist mit einer Batterie ausgerüstet, die eine große Kapazität hat, und es ist daher einfach, den Elektromotor in verschiedenen Bereichen eines Leistungssystems zu verwenden. Aus diesem Grund treibt der Elektromotor bevorzugterweise eine Hydraulikpumpe zur Verwendung bei der Schmierung jedes Teils der Maschine und bei dem Betreiben des stufenlosen Getriebes an, da dieses die stabile Drehung der Pumpe erzielt.
Wenn der Elektromotor die hydraulische Pumpe antreibt, stoppt die Hydraulikpumpe jedoch die Arbeitsweise und die Zuführung des Arbeitsdrucks, wenn eine Störung (failure) in einem Leistungszuführungssystem des Elektromotors auftritt, während das Fahrzeug fährt.
In diesem Fall wird ein Alarm od. dgl. gegeben, um über die Störung zu warnen, und das Fahrzeug wird gestoppt, um das System in einen normalen Arbeitszustand zurückzuführen. Wenn das Fahrzeug wieder angetrieben wird, kann jedoch das Schalten nicht normal ausgeführt werden.
Entsprechend einer Forschung resultiert das obige Problem aus einem Schlupf zwischen den variablen Riemenscheiben und dem Keilriemen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stufenloses Getriebe zu schaffen, welches den Schlupf zwischen den variablen Riemenscheiben und dem Keilriemen verhindert, auch dann, wenn die Zuführung des Hydraulikdrucks vorübergehend gestoppt wird aufgrund der Störung in dem Leistungszuführungssystem des Elektromotors, der die Hydraulikpumpe antreibt.
Entsprechend einer weiteren Forschung über den Schlupf wird, wenn die Hydraulikpumpe stoppt, um die Zuführung des Leitungsdrucks zu beenden, der Schrittmotor zu einem Lo-Bereich (Niedrigübersetzungsbereich) mit der Verzögerung des Fahrzeugs hin gesteuert. Da der Resthydraulikdruck allmählich aus einem Hydraulikkreislauf herauskommt, wird der Hydraulikdruck der zweiten Zylinderkammer 32 der zweiten Riemenscheibe abgesenkt. Demzufolge stoppt das Fahrzeug, währenddessen der Schrittmotor nicht in die Position entsprechend zu dem niedrigsten Übersetzungsverhältnis zurückkehren kann.
Da Zeit verstreicht, wird der Hydraulikdruck in der ersten Zylinderkammer der primären Riemenscheibe weiter abgesenkt. Wenn darüber hinaus das Öl auch dem Lager 14 zugeführt wird, entweicht der Hydraulikdruck. Demzufolge wird das Öl in der ersten Zylinderkammer 20 verringert.
Wenn daher das Fahrzeug die Fahrt wiedererlangt, nachdem das Leistungszuführungssystems des Elektromotors auf einen normalen Betriebszustand nachfolgend zu der Störung wiedererlangt ist, kann die Schaltung nicht aus dem niedrigsten Übersetzungsverhältnis begonnen werden und der Anpressdruck der Riemenscheiben gegen den Keilriemen verbleibt in einem starken Maße. Zusätzlich wird das Schalten mit nur einer geringen Menge an zugeführtem Hydraulikdruck begonnen. Dieses resultiert in dem Schlupf zwischen den Riemenscheiben und dem Keilriemen.
Um die oben erläuterten Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes, welche umfasst: einen Getriebemechanismus, der ein Paar variabler Riemenscheiben mit Rillenbreiten umfasst, die durch Zuführung von Hydraulikdruck geändert werden, und einen Riemen umfasst, der über das Paar der variablen Riemenscheiben läuft; eine Hydraulikpumpe, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen; eine Arbeitsdruck- Steuereinrichtung zum Regulieren des Hydraulikdruck und der Hydraulikpumpe auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck; eine Schaltsteuereinrichtung zum Abgeben eines Schaltbefehls entsprechend einem Antriebszustand; und ein Schaltsteuerventil zum Zuführen von Hydraulikdruck, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist an das Paar der variablen Riemenscheiben in dem Getriebemechanismus gemäß dem Schaltbefehl; wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes außerdem umfasst: eine Störungsinformation-Halteeinrichtung zum Halten der Störungsinformation bei einer Störung des Elektromotors; und wobei beim Start des Fahrens die Störungsinformation- Halteeinrichtung die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor bei dem vorhergehenden Fahren gestört ist, und wobei die Schaltsteuereinrichtung einen vorbestimmten Schaltbefehl abgibt, um dadurch die variablen Riemenscheiben mit Hydraulikdruck über das Schaltsteuerventil zu füllen.
Wenn der Elektromotor bei dem vorhergehenden Fahren des Fahrzeugs gestört war, werden die variablen Riemenscheiben mit dem Hydraulikdruck über das Schaltsteuerventil gefüllt. Entsprechenderweise wird, wenn kein Hydraulikdruck in den variablen Riemenscheiben verbleibt und es daher notwendig ist, den Schlupf zu verhindern, das Schaltsteuerventil gesteuert, um die variablen Riemenscheiben mit dem Hydraulikdruck zu füllen, um den Schlupf zwischen den Riemenscheiben und dem Riemen zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Steuerungsvorrichtung eines stufenlosen Getriebes, welche umfasst: einen Getriebemechanismus, der eine primäre Riemenscheibe und eine sekundäre Riemenscheibe umfasst, die mit einer ersten Zylinderkammer und einer zweiten Zylinderkammer versehen ist mit Rillenbreiten, die durch Zuführung von Hydraulikdruck jeweils geändert werden und einen Keilriemen, der über die primäre Riemenscheibe und die sekundäre Riemenscheibe läuft; eine Hydraulikpumpe, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen; eine Arbeitsdruck-Steuereinrichtung zum Regulieren des Hydraulikdrucks von der Hydraulikpumpe auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck und zum kontinuierlichen Zuführen des Arbeitsdrucks zu der zweiten Zylinderkammer; ein Schaltsteuerventil, das durch ein Betätigungsorgan angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist, an die erste Zylinderkammer; und eine Schaltsteuereinrichtung zum Abgeben eines Schaltbefehls zum Steuern des Betätigungsorgans entsprechend einem Antriebszustand, wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes außerdem umfasst: eine Störungsinformation- Halteeinrichtung zum Halten der Störungsinformation bezüglich der Störung des Elektromotors; und wobei, wenn beim Start des Fahrens die Störungsinformation- Halteeinrichtung die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor bei dem vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung einen Schaltbefehl abgibt, der ein Hochbereichverhältnis zum Ziel hat, um dadurch die erste Zylinderkammer der primären Riemenscheibe mit Hydraulikdruck zu füllen.
Das Schaltsteuerventil wird gesteuert, um die erste Zylinderkammer mit dem Hydraulikdruck zu füllen entsprechend dem Schaltbefehl, der das Hochbereichsverhältnis zum Ziel hat. Dieses vermindert die Rillenbreite der primären Riemenscheibe und vermeidet einen Zwischenraum zwischen der primären und sekundären Riemenscheibe und dem Riemen, um somit den Schlupf zu verhindern.
In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird die erste Zylinderkammer mit Hydraulikdruck gefüllt durch Halten eines Schaltbefehls, der ein Hochbereichsverhältnis für eine vorbestimmte Zeitperiode zum Ziel hat.
Die vorbestimmte Zeitperiode wird im voraus durch Durchführen eines Experimentes herausgefunden, und der Schaltbefehl wird für die vorbestimmte Zeitperiode gehalten. Daher kann die erste Zylinderkammer mit dem Hydraulikdruck ohne Störung gefüllt werden.
Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes in einem Fahrzeug, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Getriebemechanismus, der eine primäre Riemenscheibe und eine sekundäre Riemenscheibe umfasst, die mit einer ersten Zylinderkammer und einer zweiten Zylinderkammer jeweils versehen sind, und einen Riemen, der über die primäre Riemenscheibe und die sekundäre Riemenscheibe mit Rillenbreiten läuft, die durch Zuführung von Hydraulikdruck geändert werden; eine Hydraulikpumpe, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen; eine Arbeitsdruck- Steuereinrichtung zum Regulieren von Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck und zum kontinuierlichen Zuführen des Arbeitsdrucks zu der zweiten Zylinderkammer; ein Schaltsteuerventil, das durch ein Betätigungsorgan angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist, an die erste Zylinderkammer; und eine Schaltsteuereinrichtung zum Abgeben eines Schaltbefehls zum Steuern des Betätigungsorgans entsprechend einem Antriebszustand, wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes umfasst: eine Störungsinformation-Halteeinrichtung zum Halten der Störungsinformation betreffend eine Störung des Elektromotors; und wobei, wenn beim Start des Fahrens die Störungsinformation-Halteeinrichtung die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor beim vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung einen Schaltbefehl abgibt, der ein Hochbereichsverhältnis zum Ziel hat für eine vorbestimmte Zeitperiode einer Zeit vor dem Start des Fahrens, um dadurch die erste Zylinderkammer der primären Riemenscheibe mit Hydraulikdruck zu füllen und das Abgeben eines Schaltbefehls zu starten, der ein normales Übersetzungsverhältnis zum Ziel hat, entsprechend dem Antriebszustand, nachdem eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wurde nach dem Start des Fahrens.
Wie oben erläutert, geht die Steuerung zum Verhindern des Schlupfes zu der normalen Schaltsteuerung über, nachdem die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, welches die stabile Ermittlung der Eingangs-/Ausgangsdrehzahlen usw. ermöglicht, erreicht ist. Dieses vermeidet die Möglichkeit der Instabilität während des Übergangs von der Steuerung zum Verhindern des Schlupfes zur normalen Schaltsteuerung.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert eine Motorsteuereinheit den Elektromotor; die Störungsinformation-Halteeinrichtung ist ein interner Speicher der Schaltsteuereinrichtung, welche einen Starkstromsystem- Störungsmerker entsprechend einer Störungsinformation festhält, der von der Motorsteuereinheit empfangen wurde; und der Starkstromsystem-Störungsmerker wird zurückgesetzt, nachdem die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist.
Wie oben erläutert, hält die Schaltsteuereinrichtung die Störungsinformation betreffend die Störung bei dem vorhergehenden Fahren des Fahrzeugs, und es ist daher möglich, schnell die Steuerung zum Verhindern des Schlupfes auszuführen, ohne auf einen Befehl od. dgl. von einer anderen Steuereinheit zu warten. Es ist auch möglich, eine unnötige Wiederholung der Steuerung zur Verhinderung des Schlupfes zu verhindern, wenn das Fahrzeug das nächste mal angetrieben wird, da der Starkstromsystem- Störungsmerker, der die Störungsinformation repräsentiert, nach der Ausführung der Steuerung zum Verhindern des Schlupfes zurückgesetzt wird.
Das Wesen dieser Erfindung sowie andere Ziele und Vorteile derselben werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile bei den Figuren bezeichnen, und in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die ein System eines Hybridfahrzeugs zeigt;
Fig. 2 ein Blockschema ist, das ein stufenloses Getriebe gemäß einer Ausführungsform zeigt;
Fig. 3 eine grafische Darstellung ist, die einen Hydrauliksteuerkreislauf des stufenlosen Getriebes zeigt;
Fig. 4 ein Flussplan ist, der den Ablauf der Steuerung zeigt, wenn das stufenlose Getriebe der Ausführungsform aktiviert wird; und
Fig. 5 eine grafische Darstellung ist, die die Verbindung zwischen den variablen Riemenscheiben und einem Schaltsteuerventil zeigt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein System eines Hybridfahrzeugs zeigt, das mit einem stufenlosen Keilriemengetriebe entsprechend einer Ausführungsform ausgestattet ist.
Eine Ausgangswelle einer Maschine 90 ist mit einem Ende eines Rotors eines Hauptmotors 92 über eine elektromagnetische Kupplung 91 verbunden. Ein Getriebemechanismus 10, der aus variablen Riemenscheiben (einer primären Riemenscheibe 16 und einer sekundären Riemenscheibe 26) und einem Keilriemen 24 besteht, ist zwischen dem anderen Ende des Rotors des Hauptmotors 92 und einer Welle 94 vorgesehen.
Der Getriebemechanismus 10 ist mit einem Hydrauliksteuerventil 3 verbunden, welches durch eine CVT-Steuereinheit (CVTCU) 1 gesteuert wird. Das Hydrauliksteuerventil 3 wird mit einem Hydraulikdruck von einer Hydraulikpumpe 80 versorgt, welches durch einen Elektromotor 81 angetrieben wird. Ein Anlassermotor 95 ist an der Maschine 90 angebracht.
Der Hauptmotor 92, der Anlassermotor 95 und der Elektromotor 81 sind mit einer Batterie 85 verbunden, die eine Leistungsquelle für diese ist.
Eine Maschinensteuereinheit (ECU) 101 steuert die Maschine 90; eine Motorsteuereinheit (MCU) 102 steuert den Hauptmotor 92, den Anlassermotor 95 und den Elektromotor 81; eine Batteriesteuereinheit (BCU) 103 steuert die Batterie 85; und eine Kupplungssteuereinheit (CCU) 104 steuert die elektromagnetische Kupplung 91. Diese Steuereinheiten sowie die CVT-Steuereinheit 1 sind mit einer Hybridsteuereinheit 100 über ein Steuernetzwerk 105 so verbunden, dass sie integriert gesteuert werden können.
Die Motorsteuereinheit 102 betreibt den Hauptmotor 92 und den Elektromotor 81 über einen Wechselrichter (nicht gezeigt) durch Steuern eines PWM.
Der Hauptmotor 92 und der Anlassermotor 95 erzeugen eine Leistung und führen eine Regenerationsenergie der Batterie 95 unter bestimmten Steuerbedingungen zu, währenddessen das Fahrzeug fährt.
Wenn bei der obigen Anordnung die elektromagnetische Kupplung 91 abgeschaltet ist, d. h. beim Start des Fahrzeugs, um zu bewirken, dass der Hauptmotor 92 das Fahrzeug antreibt, kann das Fahrzeug gleichförmig ohne Ausstoßen von unverbranntem Gas starten. Wenn die Abgabe einer hohen Leistung erforderlich ist, wird die elektromagnetische Kupplung 91 in Eingriff gebracht, um zu bewirken, dass sowohl die Maschine 90 als auch der Hauptmotor 92 das Fahrzeug antreiben, um die Regenerationsenergie von dem Hauptmotor 92 zu erlangen, währenddessen die Maschine 90 das Fahrzeug antreibt.
Wenn eine Störung in den Antriebssystemen des Hauptmotors 92 und des Elektromotors 81 für die Hydraulikpumpe 80 auftritt, währenddessen das Fahrzeug fährt, überträgt die Motorsteuereinheit 102 ein Starkstromsystem-Störungssignal (heavy-current system fail signal) an die CVT-Steuereinheit 1. In Ansprechen auf dieses Signal setzt die CVT- Steuereinheit 1 einen Starkstromsystem-Störungsmerker (heavy-current sytem fail flag). Der Merker wird gespeichert und in einem internen Speicher als eine Störungsinformation-Halteeinrichtung gehalten, auch wenn die Leistungsversorgung der CVT-Steuereinheit 1 abgeschaltet ist.
Das Starkstromsystem-Störungssignal kann durch ein Relaistrennsignal ersetzt werden, das von der Motorsteuereinheit 102 an die Hybridsteuereinheit 100 abgegeben wird, wenn eine Störung auftritt, oder ein PWM-Stoppsignal ersetzt werden, das an den Elektromotor 81 in der Motorsteuereinheit 102 abgegeben wird.
Fig. 2 ist ein Blockschema, das das stufenlose Getriebe zeigt, und Fig. 3 zeigt einen hydraulischen Steuerkreislauf desselben.
Der Getriebemechanismus 10 ist so aufgebaut, dass der Keilriemen 24 über die primäre Riemenscheibe 16 und die sekundäre Riemenscheibe 26 läuft. Auf der primären Riemenscheibe 16 wird eine V-förmige Rille durch eine feststehende konische Scheibe (conical board) 18 gebildet, die sich integriert mit dem Rotor des Hauptmotors dreht, und eine sich bewegende konische Scheibe 22 gebildet, die der feststehenden konischen Scheibe 22 gegenüberliegt. Die primäre Riemenscheibe 16 ist mit einer ersten Zylinderkammer 20 versehen, welche den Hydraulikdruck zu der Rückfläche der sich bewegenden konischen Scheibe 22 aufbringt, um diese axial zu verschieben.
Auf der sekundären Riemenscheibe 26 ist eine V-förmige Riemenscheibenrille durch eine feststehende konische Scheibe 30 gebildet, die sich integriert mit einer Ausgangswelle für die Welle dreht und eine sich bewegende konische Schreibe 34 gebildet, die der feststehenden konischen Scheibe gegenüberliegt. Eine Rückstellfeder, nicht gezeigt, presst die sich bewegende konische Scheibe 34 in eine solche Richtung, dass sie die Breite der Riemenscheibenrille vermindert. Die sekundäre Riemenscheibe 26 ist mit einer zweiten Zylinderkammer 32 versehen, welche den Hydraulikdruck an die Rückfläche der sich bewegenden konischen Scheibe 34 aufbringt, um diese axial zu verschieben.
Das Hydrauliksteuerventil 3 steuert den Getriebemechanismus 10 entsprechend einem Signal von der CVT-Steuereinheit 1.
Die zweite Zylinderkammer 32 wird kontinuierlich mit dem Arbeitsdruck von dem Hydrauliksteuerventil 3 versorgt. Das Hydrauliksteuerventil 3 weist ein Schaltsteuerventil 63 auf, das den Hydraulikdruck, welcher durch Regulieren des Arbeitsdrucks als dem Ausgangsdruck erlangt, der ersten Zylinderkammer 20 zuführt.
Ein Netto-Druckaufnahmebereich (pressure receiving net area) der ersten Zylinderkammer 20 wird so festgelegt, dass er größer als der der zweiten Zylinderkammer 32 ist.
Der Hydraulikdruck, der auf die erste Zylinderkammer 20 aufgebracht wird, wird durch das Schaltsteuerventil 63 gesteuert, um dadurch die Rillenbreite der primären Riemenscheibe 16 zu ändern, und der Arbeitsdruck wird der zweiten Zylinderkammer 32 zugeführt, um den Anpressdruck gegen den Keilriemen 24 zu steuern, um dadurch ein Schalten auszuführen. Somit wird die Antriebskraft entsprechend der Kontaktreibkraft des Keilriemens 24 und der Riemenscheiben 16, 26 übertragen.
Wenn vom Standpunkt der Drehzahlen die Rillenbreite der primären Riemenscheibe 16 vergrößert wird, um ein niedriges Riemenscheibenverhältnis zu erhöhen, bei welchem der Kontaktradius des Keilriemens 24 klein ist und der Kontaktradius der zweiten Riemenscheibe 26 groß ist, wird das Übersetzungsverhältnis erhöht, um reduzierte Drehzahlen der Maschine zu der Welle zu übertragen. Andererseits wird das Übersetzungsverhältnis bei einem hohen Riemenscheibenverhältnis umgekehrt zu dem oben erläuterten niedrigen Riemenscheibenverhältnis verringert. In der Zwischenzeit wird das Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Kontaktradiusverhältnis der primären Riemenscheibe 16 zu der sekundären Riemenscheibe 26 verändert.
Die zweite Zylinderkammer 32 wird kontinuierlich mit dem Arbeitsdruck versorgt, welcher durch Regulieren des Hydraulikdrucks von der Hydraulikpumpe mit einem Arbeitsdruck- Regler 60 durch das Hydrauliksteuerventil 3, wie oben angegeben, erlangt wird. Der Arbeitsdruck wird auch dem Schaltsteuerventil 63 des Hydrauliksteuerventils 3 zugeführt. Um den Hydraulikdruck, der der ersten Zylinderkammer 20 zugeführt wird, zu steuern, reguliert das Schaltsteuerventil 63, das durch den Schrittmotor 64 angetrieben wird, den Arbeitsdruck als den Ausgangsdruck.
Das Hydrauliksteuerventil 3 weist auch ein Arbeitsdrucksolenoid 4, einen Druckmodifizierer 62 und ein Vorsteuerventil 61 auf.
Die CVT-Steuereinheit 1 findet den notwendigen Arbeitsdruck entsprechend einem Eingangsdrehmomentbefehl und einem Eingangsdrehzahlbefehl von der Hybridsteuereinheit. Die CVT-Steuereinheit 1 gibt dann ein entsprechendes Tastverhältnissignal als ein Hydraulikdruckbefehl an das Leitungsdrucksolenoid 4 ab und gibt einen Schaltbefehl an den Schrittmotor 64 ab.
Der Schrittmotor 64 ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass er eine lineare Verschiebung abgibt. Zum Beispiel sind die Positionen von 20 bis 170 Schritten innerhalb des Bereiches von 200 Schritten entsprechend einem Zielübersetzungsverhältnis ausgewählt.
Das Arbeitsdrucksolenoid 4 führt den Hydraulikdruck von dem Vorsteuerventil 61 dem Druckmodifizierer 62 entsprechend dem Tastverhältnissignal von der CVT-Steuereinheit 1 zu. Der Arbeitsdruck-Regler 60 setzt den Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe 80 auf den Arbeitsdruck entsprechend dem Hydraulikdruck, der von dem Druckmodifizierer 62 ausgegeben wird. Der Arbeitsdruck wird innerhalb eines vorbestimmten Bereiches entsprechend der notwendigen Getriebeantriebskraft verändert und wird dann abgegeben.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform bildet die CVT-Steuereinheit 1 die Schaltsteuereinrichtung. Das Arbeitsdrucksolenoid 4, der Druckmodifizierer 62, das Vorsteuerventil 61 und der Arbeitsdruckregler 60 bilden die Arbeitsdruck- Steuereinrichtung.
Ein Steuerkolben 63a des Schaltsteuerventils 63 wird entsprechend der Verschiebung eines Umstellgelenks (shift link) 67 angetrieben, das sich zwischen der sich bewegenden konischen Scheibe 22 der primären Riemenscheibe 16 und dem Schrittmotor 64 erstreckt. Dieses bewirkt, dass das Schaltsteuerventil 63 den Arbeitsdruck von dem Arbeitsdruckregler 60 einstellt und den eingestellten Arbeitsdruck der ersten Zylinderkammer 20 zuführt. Wenn die Rillenbreite einen Wert erreicht hat, der der Position des Schrittmotors 64 entspricht, wird die Zuführung des Hydraulikdrucks zu der ersten Zylinderkammer 20 durch die Verschiebung des Umstellgelenkes 67 gestoppt, das in Koordination mit der sich bewegenden konischen Scheibe 22 arbeitet. Dieses steuert variabel die Rillenbreite der primären Riemenscheibe 16 und erzielt ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis.
Der Aufbau des Schaltsteuerventils 63 ist der gleiche, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Die CVT-Steuereinheit 1 ist mit einem ersten Drehzahlsensor 6 und einem zweiten Drehzahlsensor 7 zum Ermitteln der Eingangs-/Ausgangsdrehzahlen Npri und Nsec der primären Riemenscheibe 16 und der sekundären Riemenscheibe 26 jeweils verbunden. Ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis an dem Getriebemechanismus 10 wird entsprechend den Sensorsignalen erzielt, die von jenen Sensoren übertragen werden.
Um das stufenlose Getriebe zu aktivieren, führt die CVT-Steuereinheit 1 die Schaltsteuerung entsprechend davon aus, ob der Starkstromsystem-Störungsmerker gesetzt ist oder nicht.
Fig. 4 zeigt einen Flussplan, der den Ablauf der Schaltsteuerung zeigt, wenn das stufenlose Getriebe aktiviert ist.
Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, um die Fahrt des Fahrzeugs wieder in Gang zu setzen, ermittelt die CVT-Steuereinheit 1, ob der Starkstromsystem-Störungsmerker gesetzt ist oder nicht in einer Stufe 101.
Wenn der Starkstromsystem-Störungsmerker gesetzt ist, setzt die CVT-Steuereinheit 1 ein Zielübersetzungsverhältnis in einem hohen Bereich, bevorzugterweise bei einem Übersetzungsverhältnis 1 und betreibt den Schrittmotor 64 in einer Stufe 102.
In einer Stufe 103 ermittelt die CVT-Steuereinheit 1, ob die verstrichene Zeit vom Einschalten des Zündschalters eine vorgegebene Zeit T0 erreicht hat oder nicht. Das Übersetzungsverhältnis 1 wird aufrechterhalten, bis die vorgegebene Zeit T0 verstrichen ist.
Die Zeit T0 ist auf etwa fünf Sekunden gesetzt, welche erforderlich sind, um die erste Zylinderkammer 20 der primären Riemenscheibe 16 mit Öl zu füllen. Bei einer niedrigen Temperatur wird die Zeit T0 auf einen längeren Zeitraum gesetzt, da die Viskosität sich entsprechend der Temperatur verändert.
Wenn die Zeit T0 verstrichen ist, geht der Prozess zu einer Stufe 104, bei der die CVT- Steuereinheit 1 ein Vorbereitungsbeendigungssignal (preparation completion signal) an die Hybridsteuereinheit 100 überträgt.
Im Ansprechen auf das Vorbereitungsbeendigungssignal überträgt die Hybridsteuereinheit 100 ein Starterlaubnissignal an die Maschinensteuereinheit 101, die Motorsteuereinheit 102 und die Kupplungssteuereinheit 104, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug fährt.
In einer nächsten Stufe 105 wird ermittelt, ob eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das das Fahren begonnen hat, einen vorbestimmten Wert S erreicht hat oder nicht. Der vorbestimmte Wert S wird in einer solchen Weise festgelegt, das dem ersten und zweiten Drehzahlsensor 6, 7 ermöglicht wird, die Drehzahlen stabil zu ermitteln. Zum Beispiel ist der vorbestimmte Wert S auf 5 km/h gesetzt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert S erreicht hat, geht der Prozess zu einer Stufe 106, um den Starkstromsystem-Störungsmerker zurückzusetzen. In einer nächsten Stufe 107 wird die Position (die Anzahl der Schritte) des Schrittmotors 16, die das Übersetzungsverhältnis 1 beibehalten, aufgehoben, um die normale Schaltsteuerung zu starten in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmomentbefehl und dem Eingangsdrehzahlbefehl von der Hybridsteuereinheit 100.
Wenn in der Stufe 101 ermittelt wurde, dass der Starkstromsystem-Störungsmerker nicht gesetzt wurde, geht der Prozess direkt zu der Stufe 107, um die normale Schaltsteuerung zu starten, die in dem Lo-Bereich beginnt.
Wenn, wie oben erläutert wurde, der Starkstromsystem-Störungsmerker, welcher angibt, dass das Leistungszuführungssystem des Elektromotors 81 der Hydraulikpumpe 18 bei dem vorhergehenden Fahren gestört war, beim Starten des Fahrens gesetzt wird, wird das Schaltsteuerventil 63 durch Festlegen des Übersetzungsverhältnisses auf 1 für eine Zeitspanne geöffnet. Dann wird die erste Zylinderkammer 20 der primären Riemenscheibe 16, welche leer sein kann, mit dem Hydraulikdruck gefüllt. Danach wird dem Fahrzeug erlaubt zu starten, und der Riemenscheibe wird ermöglicht, sich zu drehen. Dieses sichert den Anpressdruck gegen die Riemenscheibe 24 ab und verhindert den Schlupf zwischen den Riemenscheiben und dem Keilriemen.
Nach dem Start des Fahrzeugs wird das Übersetzungsverhältnis auf 1 beibehalten, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit den vorbestimmten Wert S erreicht hat, welcher die stabile Ermittlung der Drehzahlen ermöglicht. Dieses vermeidet die Möglichkeit der Instabilität während des Übergangs zu der normalen Schaltsteuerung.
In der obigen Beschreibung der Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung für das stufenlose Keilriemengetriebe zur Verwendung in dem Hybridfahrzeug verwendet, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt sein sollte. Die vorliegende Erfindung kann auch auf ein stufenloses Getriebe mit variablen Riemenscheiben angewendet werden, welche mit Hydraulikdruck von einer Hydraulikpumpe versorgt werden, die durch einen Elektromotor angetrieben werden zur Verwendung in verschiedenen Arten von Fahrzeugen.
Wie oben angegeben, schafft die vorliegende Erfindung die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes, welche umfasst: den Getriebemechanismus, der das Paar von variablen Riemenscheiben mit Rillenbreiten umfasst, die durch Zuführung von Hydraulikdruck geändert werden, und den Riemen, der über das Paar der variablen Riemenscheiben läuft; und die Hydraulikpumpe, die durch den Elektromotor angetrieben wird, um den Hydraulikdruck zuzuführen, wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes umfasst: eine Strömungsinformation-Halteeinrichtung zum Halten der Störungsinformation über eine Störung des Elektromotors; und wobei, wenn beim Start des Fahrens, die Störungsinformation-Halteeinrichtung die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor bei dem vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung den vorbestimmten Schaltbefehl abgibt, um dadurch die variablen Riemenscheiben mit Hydraulikdruck über das Schaltsteuerventil zu füllen. Wenn daher kein Hydraulikdruck in den variablen Riemenscheiben aufgrund der Störung des Elektromotors bleibt, wird das Schaltsteuerventil so gesteuert, dass die variablen Riemenscheiben mit dem Hydraulikdruck gefüllt werden, um den Schlupf zwischen den Riemenscheiben und dem Riemen zu verhindern. Wenn die Störungsinformation- Halteeinrichtung keine Störungsinformation hält, kann das Fahrzeug unter der normalen Schaltsteuerung vom Beginn gestartet werden.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes, bei welchem der Getriebemechanismus die primäre Riemenscheibe und die sekundäre Riemenscheibe umfasst, die mit der ersten Zylinderkammer und der zweiten Zylinderkammer jeweils versehen sind und den Riemen umfasst, der über die primäre Riemenscheibe und die sekundäre Riemenscheibe mit Rillenbreiten läuft, die durch Zuführung des Hydraulikdrucks verändert werden und wobei das Schaltsteuerventil durch ein Betätigungsorgan angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist, an die erste Zylinderkammer, dadurch gekennzeichnet, dass wenn beim Start des Fahrens die Störungsinformation-Halteeinrichtung die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor beim vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung den Schaltbefehl abgibt, der das Hochbereichsverhältnis zum Ziel hat, um dadurch die erste Zylinderkammer der primären Riemenscheibe mit Hydraulikdruck zu füllen. Da das Schaltsteuerventil gesteuert wird, um die erste Zylinderkammer mit dem Hydraulikdruck entsprechend dem Schaltbefehl zu füllen, der das Hochbereichverhältnis zum Ziel hat, wird die Rillenbreite der primären Riemenscheibe vermindert, um einen Zwischenraum zwischen der primären und sekundären Riemenscheibe und dem Riemen zu vermeiden, um dadurch den Schlupf zu verhindern.
Darüber hinaus kann die erste Zylinderkammer mit dem Hydraulikdruck gefüllt werden ohne Störung durch Halten des Schaltbefehls, das ein Hochbereichsverhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer zum Ziel hat.
Wenn ferner das stufenlose Getriebe in dem Fahrzeug vorgesehen ist, hat der Schaltbefehl, der das Hochbereichsverhältnis zum Ziel hat, für eine vorbestimmte Zeitperiode vor dem Start des Fahrzeugs abgegeben. Das Fahrzeug wird gestartet, nachdem die erste Zylinderkammer der primären Riemenscheibe mit dem Hydraulikdruck gefüllt ist. Die Abgabe eines Schaltbefehls, der ein normales Übersetzungsverhältnis zum Ziel hat, das dem Antriebszustand entspricht, wird gestartet, nachdem eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wurde. Dieses vermeidet die Möglichkeit der Instabilität während des Übergangs von der Steuerung zur Verhinderung des Schlupfes zu der normalen Schaltsteuerung.
Wenn zusätzlich die Motorsteuereinheit den Elektromotor steuert, wird die Störungsinformation, die von der Motorsteuereinheit eingegeben wird, als der Starkstromsystem-Störungsmerker in dem internen Speicher der Schaltsteuereinrichtung gespeichert und wird zurückgesetzt, nachdem die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wurde. Dieses ermöglicht die schnelle Ausführung der Steuerung zur Verhinderung des Schlupfes ohne Warten auf einen Befehl od. dgl. von einer anderen Steuereinheit und verhindert die unnötige Wiederholung der Steuerung zur Verhinderung des Schlupfes, bis das Fahrzeug das nächste mal angetrieben wird.
Es sollte jedoch verstanden werden, dass keine Absicht besteht, die Erfindung auf spezifische offenbarte Ausführungsformen zu begrenzen, sondern im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente abdecken, die in Geist und Schutzumfang der Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen ausgedrückt sind.

Claims (5)

1. Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes gekennzeichnet durch
einen Getriebemechanismus (10), der ein Paar variabler Riemenscheiben (16, 26) mit Rillenbreiten umfasst, die durch Zuführung von Hydraulikdruck geändert werden, und einen Riemen (24) umfasst, der zwischen dem Paar variabler Riemenscheiben (16, 26) vorgesehen ist;
eine Hydraulikpumpe (80), die durch einen Elektromotor (81) angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen;
eine Arbeitsdruck-Steuereinrichtung (4, 60, 61, 62) zum Regeln von Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck;
eine Schaltsteuereinrichtung (1) zum Abgeben eines Schaltbefehls entsprechend einem Antriebszustand; und
ein Schaltsteuerventil (63) zum Zuführen von Hydraulikdruck, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist, an das Paar der variablen Riemenscheiben (16, 26) in dem Getriebemechanismus (10) entsprechend dem Schaltbefehl;
wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes umfasst:
eine Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) zum Halten einer Störungsinformation über einen Fehler des Elektromotors; und
wobei, wenn beim Start des Fahrens die Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor beim vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung einen vorbestimmten Schaltbefehl abgibt, um dadurch die variablen Riemenscheiben (16, 26) mit Hydraulikdruck über das Schaltsteuerventil (63) zu füllen.
2. Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes, gekennzeichnet durch einen Getriebemechanismus (10), der eine primäre Riemenscheibe (16) und eine sekundäre Riemenscheibe (26) umfasst, die mit einer ersten Zylinderkammer (20) und einer zweiten Zylinderkammer (32) vorgesehen sind mit Rillenbreiten, die durch Zuführung von Hydraulikdruck jeweils geändert werden, und einen Riemen (24), der zwischen der primären Riemenscheibe (16) und der sekundären Riemenscheibe (26) vorgesehen ist; eine Hydraulikpumpe (80), die durch den Elektromotor (81) angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen; eine Arbeitsdruck- Steuereinrichtung (4, 60, 61, 62) zum Regulieren des Hydraulikdrucks von der Hydraulikpumpe (80) auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck und zum kontinuierlichen Zuführen von dem Arbeitsdruck zu der zweiten Zylinderkammer (32); ein Schaltsteuerventil (63), das durch ein Betätigungsorgan angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen, dessen Ausgangsdruck der Arbeitsdruck ist an die erste Zylinderkammer (20); und eine Schaltsteuereinrichtung (1) zum Abgeben eines Schaltbefehls zum Steuern des Betätigungsorgans entsprechend einem Antriebszustand, wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes umfasst:
eine Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) zum Halten der Störungsinformation über eine Störung des Elektromotors; und
wobei, wenn beim Starten des Fahrens die Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) die Störungsinformation hält, angibt, dass der Elektromotor beim vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung einen Schaltbefehl abgibt, der ein Hochbereichsverhältnis zum Ziel hat, um dadurch die erste Zylinderkammer (20) der primären Riemenscheibe (16) mit Hydraulikdruck zu füllen.
3. Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderkammer (20) mit Hydraulikdruck durch Halten eines Schaltbefehls gefüllt wird, die das Hochbereichsverhältnis für eine vorbestimmte Zeitperiode zum Ziel hat.
4. Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes in einem Fahrzeug gekennzeichnet durch einen Getriebemechanismus (10), der eine primäre Riemenscheibe (16) und eine sekundäre Riemenscheibe (26) umfasst, die mit einer ersten Zylinderkammer (20) und einer zweiten Zylinderkammer (32) mit Rillenbreiten vorgesehen sind, die durch Zuführung von Hydraulikdruck jeweils geändert werden, und einen Riemen (24) umfasst, der zwischen der primären Riemenscheibe (16) und der sekundären Riemenscheibe (26) vorgesehen ist; eine Hydraulikpumpe (80), die durch einen Elektromotor (81) angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen; eine Arbeitsdruck-Steuereinrichtung (4, 60, 61, 62) zum Regulieren von Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe (80) auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck und kontinuierlichen Zuführen des Arbeitsdrucks zu der zweiten Zylinderkammer (32); ein Schaltsteuerventil (63), das durch ein Betätigungsorgan angetrieben wird, um Hydraulikdruck zuzuführen, dessen Ausgangsdruck der Leitungsdruck ist an die erste Zylinderkammer (20); und eine Schaltsteuereinrichtung (1) zum Abgeben eines Schaltbefehls zum Steuern des Betätigungsorgans entsprechend einem Antriebszustand, wobei die Steuervorrichtung des stufenlosen Getriebes umfasst:
eine Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) zum Halten einer Störungsinformation betreffend eine Störung des Elektromotors; und
wobei, wenn beim Start des Fahrens die Störungsinformation-Halteeinrichtung (107) die Störungsinformation hält, die angibt, dass der Elektromotor beim vorhergehenden Fahren gestört war, die Schaltsteuereinrichtung einen Schaltbefehl abgibt, der ein Hochbereichsverhältnis für eine vorbestimmte Zeitperiode vor dem Start des Fahrens zum Ziel hat, um dadurch die erste Zylinderkammer (20) der primären Riemenscheibe (16) mit Hydraulikdruck zu füllen und das Abgeben eines Schaltbefehls startet, das ein normales Übersetzungsverhältnis zum Ziel hat entsprechend dem Antriebszustand, nachdem eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit nach dem Start des Fahrens erreicht ist.
5. Steuervorrichtung eines stufenlosen Getriebes nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
eine Motorsteuereinheit (102) zum Steuern des Elektromotors (81);
wobei die Störungsinformation-Halteeinrichtung ein interner Speicher (107) der Schaltsteuereinrichtung (1) ist, wobei der interne Speicher (107) einen Starkstromsystem-Störungsmerker entsprechend der Störungsinformation beibehält, die von der Motorsteuereinheit angegeben wurde; und wobei der Starkstromsystem- Störungsmerker zurückgesetzt wird, nachdem die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist.
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