-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln des übersetzungsverhältnisses von einer Antriebsdrehzahl zu einer Abtriebsdrehzahl eines Getriebes, insbesondere eines CVT-Getriebes. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln des Übersetzungsverhältnisses von einer Antriebsdrehzahl zu einer Abtriebsdrehzahl eines Getriebes, insbesondere eines CVT-Getriebes.
-
Stand der Technik
-
CVT-Getriebe sind stufenlos arbeitende Getriebe (CVT = Continuously Variable Transmission). Diese umfassen im Wesentlichen zwei Kegelradpaare und ein beispielsweise als Schubgliederband ausgelegtes Umschlingungsteil, beispielsweise bekannt aus der
DE 197 43 058 A1 . Dabei ist eines der Kegelradpaare mit einem Antrieb verbunden, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, während das andere Kegelradpaar mit einem Abtrieb verbunden ist. Zur Einstellung der Übersetzung des CVT-Getriebes und der Spannung des Umschlingungsteils bestehen das Antriebskegelradpaar und das Abtriebskegelradpaar im Allgemeinen aus je einem axial feststehenden und einem axial beweglichen Kegelrad. Das Antriebskegelradpaar wird auch als Antriebsscheibe oder Primärscheibe bezeichnet; das Abtriebskegelradpaar wird auch als Antriebsscheibe beziehungsweise Sekundärscheibe bezeichnet. Die Anspressung der axial beweglichen Kegelräder gegen das Umschlingungsteil erfolgt im Allgemeinen durch Aufbau eines hydraulischen Drucks, beispielsweise durch eine Pumpe. Durch eine geeignete Wahl der Anpressdrücke kann die gewünschte Übersetzung des CVT-Getriebes und die erforderliche Spannung des Umschlingungsteils eingestellt werden. Die Pumpe für den hydraulischen Antrieb der Kegelräder kann beispielsweise durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden. Für die Kraftübertragung vom Verbrennungsmotor zum Antriebskegelradpaar kann beispielsweise ein Drehmomentenwandler und ein Planetensatz mit Kupplungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vorhanden sein. Die CVT-Getriebe erlauben eine stufenlose Drehzahlverstellung in weiten Bereichen.
-
Vorteile der Erfindung
-
Das gattungsgemäße Verfahren baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass das Übersetzungsverhältnis für eine im Wesentlichen konstante Abtriebsdrehzahl und/oder ein im Wesentlichen konstantes Abtriebsmoment zunächst so lange verringert wird, bis Schwingungen der Antriebsdrehzahl auftreten, und dass das Übersetzungsverhältnis anschließend zumindest wieder geringfügig erhöht wird, um Schwingungen der Antriebsdrehzahl im Wesentlichen auszuschließen. Durch die erfindungsgemäße Lösung können unerwünschte Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden, die beispielsweise im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen zu einem Fahrzeugruckeln führen können, das den Fahrkomfort beeinträchtigt.
-
Besondere Vorteile werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt, wenn vorgesehen ist, dass die Schwingungen der Antriebsdrehzahl durch eine Unterschreitung einer Minimaldrehzahl eines den Antrieb bildenden Antriebsmotors hervorgerufen werden. Eine derartige Minimaldrehzahl des Antriebsmotors kann je nach Typ des Antriebsmotors beispielsweise zwischen 3200 und 1000 Umdrehungen pro Minute liegen.
-
Insbesondere in diesem Zusammenhang sieht das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise weiterhin vor, dass die sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellende Antriebsdrehzahl eine Minimaldrehzahl ist, insbesondere die Minimaldrehzahl eines den Antrieb bildenden Antriebsmotors. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer geringen Leistungsanforderung, beispielsweise durch den Fahrer, die Antriebsdrehzahl weit abgesenkt werden. Dies führt beispielsweise bei Verbrennungsmotoren aufgrund des in diesem Fall meist besseren Triebstrangwirkungsgrades zu Kraftstoffeinsparungen. Da durch die erfindungsgemäße Lösung Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden, kann beispielsweise der Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren verringert werden, ohne dass Nachteile beim Fahrtkomfort entstehen.
-
Zusätzlich oder alternativ kann im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Schwingungen der Antriebsdrehzahl durch Torsionsschwingungen hervorgerufen werden. Im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren können derartige Torsionsschwingungen innerhalb des gesamten Drehzahl- und Lastbereiches auftreten. Auch durch derartige Torsionsschwingungen hervorgerufene Schwingungen der Antriebsdrehzahl werden durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden.
-
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die Antriebsdrehzahl zur Detektion von Schwingungen der Antriebsdrehzahl gefiltert und/oder integriert wird. Zu diesem Zweck wird die Antriebsdrehzahl vorzugsweise mittels eines Sensors erfasst und durch den Fachmann an sich bekannte Hard- und Softwaremittel ausgewertet.
-
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass es betriebspunktabhängig durchgeführt wird. Die Betriebspunkte können dabei beispielsweise von der Last, den Drehzahlen und Temperaturen abhängen. Im Zusammenhang mit CVT-Getrieben von Kraftfahrzeugen kommt eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl für den gefeuerten Betrieb eines Verbrennungsmotors als auch für den ungefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors beziehungsweise einen Schubbetrieb in Betracht.
-
Zusätzlich oder alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren vorsehen, dass die Filterparameter des zur Detektion der Schwingungen der Antriebsdrehzahl verwendeten Filters betriebspunktabhängig sind. Die Betriebspunkte können auch in diesem Fall von der Last, den Drehzahlen und Temperaturen abhängen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass eine oder mehrere der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Antriebsdrehzahlen gespeichert wird. Diese Speicherung kann beispielsweise in einem nichtflüchtigen Schreib-/Lesespeicher erfolgen. Durch die Speicherung von einer oder mehreren der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Antriebsdrehzahlen ist es beispielsweise möglich, Schwingungen der Antriebsdrehzahl zu vermeiden, die bei bestimmten Antriebsdrehzahlen auftreten, indem direkt die gespeicherten Antriebsdrehzahlen verwendet werden, ohne dass das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden muss.
-
Zusätzlich oder alternativ kann im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Übersetzungsverhältnisse gespeichert werden. Auch durch die Verwendung der gespeicherten Übersetzungsverhältnisse können Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden, ohne dass das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden muss.
-
Zum selben Zweck kann das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich oder alternativ vorsehen, dass eine oder mehrere der Antriebsdrehzahlen gespeichert werden, bei denen Schwingungen der Antriebsdrehzahl aufgetreten sind.
-
Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit vorherbestimmten Intervallen durchgeführt wird. Im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen können diese Intervalle über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeuges verteilt sein. Auf diese Weise können beispielsweise im Verlauf der Fahrzeuglebensdauer auftretende Verschleißerscheinungen berücksichtigt und gegebenenfalls zumindest teilweise kompensiert werden.
-
Jede Vorrichtung, die zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.
-
Die gattungsgemäße Vorrichtung baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass die Vorrichtung das Übersetzungsverhältnis für eine im Wesentlichen konstante Abtriebsdrehzahl und/oder ein im Wesentlichen konstantes Abtriebsmoment zunächst so lange verringert, bis Schwingungen der Antriebsdrehzahl auftreten, und dass die Vorrichtung das Übersetzungsverhältnis anschließend zumindest wieder geringfügig erhöht, um Schwingungen der Antriebsdrehzahl im Wesentlichen auszuschließen. Auch durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können unerwünschte Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden, die beispielsweise im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen zu einem Fahrzeugruckeln führen können, das den Fahrkomfort beeinträchtigt, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde.
-
Besondere Vorteile werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt, wenn vorgesehen ist, dass sie Schwingungen der Antriebsdrehzahl detektiert, die durch eine Unterschreitung einer Minimaldrehzahl eines den Antrieb bildenden Antriebsmotors hervorgerufen werden. Eine derartige Minimaldrehzahl des Antriebsmotors kann auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung je nach Typ des Antriebsmotors beispielsweise zwischen 3200 und 1000 Umdrehungen pro Minute liegen.
-
Insbesondere in diesem Zusammenhang sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise weiterhin vor, dass sie die sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellende Antriebsdrehzahl als eine Minimaldrehzahl festlegt, insbesondere die Minimaldrehzahl eines den Antrieb bildenden Antriebsmotors. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer geringen Leistungsanforderung, beispielsweise durch den Fahrer, die Antriebsdrehzahl weit abgesenkt werden, ähnlich wie im Fall des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dies führt beispielsweise bei Verbrennungsmotoren aufgrund des in diesem Fall meist besseren Triebstrangwirkungsgrades zu Kraftstoffeinsparungen, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde. Da durch die erfindungsgemäße Lösung Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden, kann auch durch die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise der Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren verringert werden, ohne dass Nachteile beim Fahrtkomfort entstehen.
-
Zusätzlich oder alternativ kann im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass sie Schwingungen der Antriebsdrehzahl detektiert, die durch Torsionsschwingungen hervorgerufen werden. Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, können derartige Torsionsschwingungen im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren innerhalb des gesamten Drehzahl- und Lastbereiches auftreten. Auch durch derartige Torsionsschwingungen hervorgerufene Schwingungen der Antriebsdrehzahl werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden.
-
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass sie die Antriebsdrehzahl zur Detektion von Schwingungen der Antriebsdrehzahl filtert und/oder integriert. Zu diesem Zweck wird die Antriebsdrehzahl vorzugsweise mittels eines Sensors erfasst und durch den Fachmann an sich bekannte Hard- und Softwaremittel ausgewertet.
-
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie betriebspunktabhängig arbeitet. Die Betriebspunkte können auch in diesem Fall beispielsweise von der Last, den Drehzahlen und Temperaturen abhängen. Im Zusammenhang mit CVT-Getrieben von Kraftfahrzeugen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl für den gefeuerten Betrieb eines Verbrennungsmotors als auch für den angefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors beziehungsweise einen Schubbetrieb eingesetzt werden.
-
Zusätzlich oder alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorsehen, dass sie die Filterparameter des zur Detektion der Schwingungen der Antriebsdrehzahl verwendeten Filters betriebspunktabhängig ändert. Die Betriebspunkte können auch in diesem Fall von der Last, den Drehzahlen und Temperaturen abhängen, ähnlich wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin vorsehen, dass sie eine oder mehrere der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Antriebsdrehzahlen speichert. Diese Speicherung kann beispielsweise in einem nichtflüchtigen Schreib-/Lesespeicher erfolgen. Durch die Speicherung von einer oder mehreren der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Antriebsdrehzahlen ist es beispielsweise möglich, Schwingungen der Antriebsdrehzahl zu vermeiden, die bei bestimmten Antriebsdrehzahlen auftreten, indem direkt die gespeicherten Antriebsdrehzahlen verwendet werden, ähnlich wie dies bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde.
-
Zusätzlich oder alternativ kann im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass sie eine oder mehrere der sich nach der zumindest geringfügigen Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses einstellenden Übersetzungsverhältnisse speichert. Durch die Verwendung der gespeicherten Übersetzungsverhältnisse können, wie bereits bei der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt, Schwingungen der Antriebsdrehzahl vermieden werden.
-
Zum selben Zweck kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich oder alternativ vorsehen, dass sie eine oder mehrere der Antriebsdrehzahlen speichert, bei denen Schwingungen der Antriebsdrehzahl aufgetreten sind. Es wird auch in diesem Zusammenhang als vorteilhaft angesehen, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren mit vorherbestimmten Intervallen durchführt. Im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen können diese Intervalle über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeuges verteilt sein. Auf diese Weise können beispielsweise im Verlauf der Fahrzeuglebensdauer auftretende Verschleißerscheinungen berücksichtigt und gegebenenfalls zumindest teilweise kompensiert werden, ähnlich wie dies bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde.
-
Zeichnungen
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, und
-
2 eine schematische Darstellung, die das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem CVT-Getriebe veranschaulicht.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Dabei ergibt sich die Bedeutung der in
1 dargestellten Schritte S1 bis S5 aus der folgenden Tabelle.
| Schritt | Bedeutung |
| S1 | Start |
| S2 | Antriebsdrehzahl und/oder Antriebsmoment im Wesentlichen konstant? |
| S3 | Verringere das Übersetzungsverhältnis |
| S4 | Schwingungen der Antriebsdrehzahl detektiert? |
| S5 | Erhöhe das Übersetzungsverhältnis zumindest geringfügig |
-
Die in 1 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beginnt beim Schritt S1.
-
Beim Schritt S2 wird überprüft, ob die Abtriebsdrehzahl n2 und/oder das Abtriebsmoment im Wesentlichen konstant ist. Im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug kann dies beispielsweise bedeuten, dass die Leistungsanforderung durch den Fahrer kleiner als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, so dass es sich um einen quasistationären Betrieb handelt. Weiterhin kann gegebenenfalls überprüft werden, ob die Antriebsdrehzahl kleiner oder gleich als ein vorherbestimmter Antriebsdrehzahlschwellenwert ist. Sofern die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt ist, beispielsweise weil der Fahrer eines Kraftfahrzeuges über die Gaspedalstellung mehr Leistung anfordert, wird zum Schritt S1 zurückgekehrt. Sofern die Bedingung des Schrittes S2 erfüllt ist, wird zum Schritt S3 verzweigt.
-
Im Schritt S3 wird das Übersetzungsverhältnis verringert und damit die Antriebsdrehzahl gesenkt.
-
im Schritt S4 wird überprüft, oh Schwingungen der Antriebsdrehzahl auftreten. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein von einem Antriebsdrehzahlsensor geliefertes Signal in geeigneter Weise gefiltert und integriert werden. Sofern die Bedingung des Schrittes S4 nicht erfüllt ist, das heißt solange keine (leichten) Schwingungen der Antriebsdrehzahl aufgetreten sind, wird zurück zum Schritt S3 verzweigt, in dem das Übersetzungsverhältnis weiter verringert wird. Falls die Bedingung des Schrittes S4 erfüllt ist, das heißt wenn Schwingungen der Antriebsdrehzahl aufgetreten sind und detektiert wurden, wird zum Schritt S5 verzweigt.
-
In Schritt S5 wird das Übersetzungsverhältnis zumindest geringfügig erhöht, vorzugsweise derart, dass die Antriebsdrehzahl nicht mehr schwankt beziehungsweise keine Schwingungen mehr aufweist.
-
Auf diese Weise kann beispielsweise die Minimalantriebsdrehzahl, die nicht mit der Leerlaufdrehzahl zu verwechseln ist, derart geregelt werden, dass sich gegenüber bekannten Verfahren eine Kraftstoffeinsparung ergibt.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung, die das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem CVT-Getriebe veranschaulicht. Gemäß der Darstellung von 2 weist das insgesamt mit 10 bezeichnete CVT-Getriebe zwei Kegelradpaare 30, 32 auf. Dabei ist das Kegelradpaar 30 mit einem Antrieb verbunden, der im dargestellten Fall durch einen Verbrennungsmotor 12 gebildet ist. Das Kegelradpaar 30 wird daher als Antriebskegelradpaar 30 bezeichnet. Das andere Kegelradpaar 32 ist mit einem Abtrieb 26 verbunden, der im dargestellten Fall in bekannter Weise mit einer angetriebenen Achse 28 eines Kraftfahrzeuges in Verbindung steht. Das Kegelradpaar 32 wird daher als Abtriebskegelradpaar 32 bezeichnet. Ein beide Kegelradpaare 30, 32 umschlingendes Teil ist in Form eines Schubgliederbandes 34 dargestellt. Zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses von Antriebsdrehzahl n1 zu Abtriebsdrehzahl n2 (und zur Einstellung der Spannung des Schubgliederbandes 34) weist jedes der Kegelradpaare 30, 32 jeweils ein axial feststehendes und ein axial bewegliches Kegelrad auf. Eine von einer Hydraulikansteuerung 16 angesteuerte Hydraulik 14 ist dazu vorgesehen, die axial beweglichen Kegelräder jeweils mit einem geeigneten Anpressdruck in Richtung auf die axial fest stehenden Kegelräder zuzudrücken und damit das Übersetzungsverhältnis zu variieren. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform wird die Antriebsdrehzahl n1 durch einen Antriebsdrehzahlsensor 20 erfasst, der der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18, die Bestandteil einer Motorsteuerung beziehungsweise -regelung sein kann, ein Antriebsdrehzahlsignal zuführt. Entsprechend ist ein Abtriebsdrehzahlsensor 22 vorgesehen, der der Vorrichtung 18 ein Abtriebsdrehzahlsignal zuführt. Im dargestellten Fall ist die Vorrichtung 18 weiterhin mit hier nicht näher interessierenden Stellgliedern 24 verbunden, die dem Antriebsmotor 12 zugeordnet sind. Der Vorrichtung 18 wird weiterhin ein Signal LA zugeführt, das im dargestellten Fall die Leistungsanforderung des Fahrers angibt. Ohne dass dies eine Einschränkung darstellen soll kann die Anordnung gemäß 2 beispielsweise wie folgt arbeiten. Zunächst wird die Antriebsdrehzahl n1 von einer vorgegebenen ersten Drehzahl beginnend solange abgesenkt, bis leichte Drehzahlschwingungen auftreten, die beispielsweise ein leichtes Fahrzeugruckeln verursachen können. Anschließend wird die Antriebsdrehzahl auf eine zweite vorgegebene Drehzahl angehoben, indem das Übersetzungsverhältnis entsprechend erhöht wird, um so unerwünschte Drehzahlschwingungen beziehungsweise -schwan-kungen sicher auszuschließen. Anschließend wird mit der Minimaldrehzahl gefahren, die der zweiten Drehzahl entspricht.
-
Die in 2 dargestellte Anordnung ermöglicht es weiterhin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 18 das erfindungsgemäße Verfahren derart ausführt, wie es anhand von 1 erläutert wurde.
-
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
