DE102005013882B4

DE102005013882B4 - Schaltsteuereinrichtung und zugehöriges Verfahren für stufenloses Riemengetriebe

Info

Publication number: DE102005013882B4
Application number: DE102005013882.9A
Authority: DE
Inventors: Azusa Shimoda
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: US7338406B2; KR20060041612A; JP2005273850A; DE102005013882A1; KR100693257B1; JP4524131B2; US20050215393A1

Abstract

Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe, wobei vorgesehen sind:eine primäre Riemenscheibe (21);eine sekundäre Riemenscheibe (22);ein Endlosriemen (23), der um die primäre und die sekundäre Riemenscheibe (21,22) herumgeschlungen ist;ein Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31), der das Untersetzungsverhältnis (Np/Ns) zwischen der primären Riemenscheibe (21) und der sekundären Riemenscheibe (22) steuert;einen Schaltgeschwindigkeitserfassungsabschnitt (38,51,52), der eine Schaltgeschwindigkeit (Vratio) erfasst, wobei die Schaltgeschwindigkeit (Vratio) eine Änderungsgröße des Untersetzungsverhältnisses (Np/Ns) pro Zeiteinheit (Δt) ist; undein Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40), der eine Voreilung der Untersetzungsverhältnissteuerung mit Hilfe desUntersetzungsverhältnissteuerabschnitts (31) begrenzt, um die Schaltgeschwindigkeit (V) zu begrenzen, wenn die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (RATlimit 1..3) ist, wobei der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) eine Begrenzungsgröße (K1..3) einstellt, um das Voreilen der Untersetzungsverhältnissteuerung zu begrenzen, um so die Schaltgeschwindigkeit (V) zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass derUntersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31) weiterhin einen PID-Steuerabschnitt (35) aufweist, der eine Rückkopplungskorrekturgröße (D) ausgibt, die in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit (V) verkleinert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltsteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Schaltsteuerverfahren gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 16. Eine derartige Schaltsteuereinrichtung und ein derartiges Schaltsteuerverfahren ist aus der DE 101 64 490 A1 bekannt.
Seit kurzem wurde einem stufenlose Getriebe Beachtung geschenkt, das ein Untersetzungsverhältnis oder Übersetzungsverhältnis (nachstehend zusammenfassend als Untersetzungsverhältnis bezeichnet) (oder Drehzahlverhältnis) stufenlos steuert, damit ein Schaltstoß vermieden werden kann, oder ein besserer Kraftstoffverbrauchwirkungsgrad erzielt werden kann. Insbesondere wurden zahlreiche Fahrzeuge entwickelt, die mit einem stufenlosen Getriebe ausgerüstet sind. Ein stufenloses Getriebe, das momentan in die Praxis umgesetzt wird, umfasst ein stufenloses Riemengetriebe für Brennkraftmaschinen mit relativ niedriger Ausgangsleistung und ein stufenloses Getriebe des Toroidtyps für Brennkraftmaschinen mit relativ hoher Ausgangsleistung. Das stufenlose Riemengetriebe weist eine primäre Riemenscheibe auf, die mit einer Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, eine sekundäre Riemenscheibe, die mit Antriebsrädern verbunden ist, und einen Riemen, der um diese beiden Riemenscheiben herumgeschlungen ist. Von der Brennkraftmaschine erzeugte Leistung wird von der primären Riemenscheibe auf die sekundäre Riemenscheibe über den Riemen übertragen, und an die Antriebsräder übertragen. Hierbei wirkt ein Hydraulikdruck (ein Druck für die sekundäre Riemenscheibe), der in Abhängigkeit von einer grundlegenden Eigenschaft der sekundären Riemenscheibe eingestellt ist, beispielsweise dem übertragenen Drehmoment, auf die sekundäre Riemenscheibe ein, um eine Klemmkraft für den Riemen zur Verfügung zu stellen. Ein Hydraulikdruck (ein Primärdruck), der auf die primäre Riemenscheibe einwirkt, wird so eingestellt, dass das Untersetzungsverhältnis (das Drehzahlverhältnis) eingestellt wird (oder ein effektives Radiusverhältnis der primären und der sekundären Riemenscheibe). Auf diese Weise wird ein Gangschaltvorgang durchgeführt. Üblicherweise wird bei einer derartigen Gangschaltsteuerung, wie sie voranstehend beschrieben wurde, eine Solldrehzahl der primären Riemenscheibe auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Öffnungsgrades der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine eingestellt, und wird der Primärdruck so gesteuert, dass die tatsächliche Drehzahl der primären Riemenscheibe mit deren Soll-Drehzahl übereinstimmt. Anders ausgedrückt wird eine Regelgröße für den Primärdruck in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl der primären Riemenscheibe und deren Solldrehzahl festgelegt. Wenn die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Solldrehzahl groß wird, wird die Regelgröße für den Primärdruck groß, so dass die Schaltgeschwindigkeit (die Änderungsgeschwindigkeit des Untersetzungsverhältnisses) hoch wird. Wenn daher ein abruptes Betätigen eines Gaspedals während des Fahrens im Leerlauf, bei welchem das Gaspedal nicht betätigt wird, durchgeführt wird, wird die Solldrehzahl auf einen hohen Wert entsprechend dem Öffnungswinkel der Drosselklappe eingestellt. Daher wird die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Solldrehzahl plötzlich groß, und wird die Schaltgeschwindigkeit extrem hoch. Obwohl die schnelle Schaltgeschwindigkeit eine hohe Beschleunigung ermöglicht, und dies in Bezug auf die Schaltleistung wünschenswert ist, führt die extrem hohe Schaltgeschwindigkeit wiederum dazu, dass das Untersetzungsverhältnis abrupt geändert wird, so dass ein Riemenschlupf auftritt. Im schlimmsten Fall besteht daher die Möglichkeit, dass der Riemen und die Riemenscheiben beschädigt werden.
Um einen derartigen Riemenschlupf zu verhindern, wie er voranstehend beschrieben wurde, wird in der japanischen ersten Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. 2001-304389 , veröffentlicht am 31. Oktober 2001, eine bereits vorgeschlagene Schaltsteuereinrichtung beschrieben, bei welcher dann, wenn die Schaltgeschwindigkeit größer oder gleich einem voreingestellten, vorbestimmten Wert ist, eine Voreilung der Untersetzungssteuerung unterdrückt wird, um die Schaltgeschwindigkeit herabzusetzen. Im Einzelnen wird bei der Schaltsteuereinrichtung, bei welcher die Größe (des primären (Riemenscheiben-)Drucks mit Hilfe einer Rückkopplungsregelung korrigiert wird, wenn die Schaltgeschwindigkeit einen Schwellenwert überschreitet, der auf die Nähe einer Obergrenze für die Schaltgeschwindigkeit gesetzt ist, unterhalb welcher kein Riemenschlupf auftritt, eine Korrekturgröße (beispielsweise eine Integralkorrekturgröße, eine Proportionalkorrekturgröße, oder eine Differentialkorrekturgröße) einer Hydrauliksteuerung unter Rückkopplungskorrekturgrößen in einem Fall, in welchem eine Zeitverzögerung des Anstiegs der tatsächlichen Drehzahl in Bezug auf eine Änderung des Primärdrucks infolge einer mechanischen Reaktionsverzögerung der primären Riemenscheibe auftritt, auf Null zurückgesetzt. Wenn die Schaltgeschwindigkeit kleiner oder gleich einem Schwellenwert Vo ist, kann daher die Korrektur der Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung die Schaltleistung verbessern. Wenn die Schaltgeschwindigkeit den Schwellenwert Vo überschreitet, wird die Korrekturgröße für die Rückkopplungssteuerung oder Rückkopplungsregelung verkleinert, und kann ein Anstieg der Schaltgeschwindigkeit unterdrückt werden.
Allerdings gibt es jenen Fall, in welchem die bereits vorgeschlagene Schaltsteuereinrichtung, die in der voranstehend genannten ersten Veröffentlichung einer japanischen Patentanmeldung vorgeschlagen wurde, nicht die Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit unterdrücken kann. Wenn beispielsweise die tatsächliche Drehzahl der primären Riemenscheibe etwas niedriger ist als die Solldrehzahl infolge der Reaktionsverzögerung, wird die Solldrehzahl abrupt erhöht, und wird die Rückkopplungskorrekturgröße verkleinert, so dass die Hydraulikregelgröße ebenfalls verkleinert werden kann. Daher kann eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit unterdrückt werden. Wenn jedoch im Gegensatz die tatsächliche Drehzahl der primären Riemenscheibe etwas höher ist als die Solldrehzahl, wird die Solldrehzahl abrupt erhöht, und nimmt die Rückkopplungskorrekturgröße einen negativen Wert an. Selbst wenn die Rückkopplungskorrekturgröße verkleinert wird, kann daher nicht die Auswirkung erreicht werden, den Anstieg der Schaltgeschwindigkeit zu unterdrücken.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe sowie ein Schaltsteuerverfahren für ein stufenloses Getriebe anzugeben, wobei wirksam ein Riemenschlupf bei einer abrupten Änderung des Untersetzungsverhältnisses verhindert werden kann und gleichzeitig die Schaltleistung des stufenlosen Getriebes sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltsteuerverfahren für ein stufenloses Getriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 16. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgerufen. Es zeigt.

1 den Aufbau eines Kraftübertragungssystems und eines Steuersystems eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Riemengetriebe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung von Funktionen einer Schaltsteuerung der Schaltsteuereinrichtung bei der in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform;
3 ein Beispiel für ein Steuerkennfeld für die Schaltsteuerung in der in 1 gezeigten Schaltsteuereinrichtung;
4 ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Steuervorgängen der Schaltsteuereinrichtung der in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform;
5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Steuervorgängen der Schaltsteuereinrichtung bei der in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform;
6A, 6B und 6C eine Zusammenfassung eines Zeitablaufdiagramms zur Erläuterung der Auswirkungen der Schaltsteuerung der Schaltsteuereinrichtung bei der in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform;
7 ein Funktionsblockdiagramm eines Berechnungsabschnitts für die Schaltbezugseinschaltdauer der in 1 gezeigten Schaltsteuereinrichtung; und
8 ein Funktionsblockdiagramm der Schaltsteuereinrichtung für das stufenlose Riemengetriebe gemäß einer Abänderung der bevorzugten Ausführungsform.

Um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird nachstehend Bezug auf die Zeichnungen genommen.
Die 1 bis 7 zeigen eine Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Riemengetriebe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt schematisch eine Darstellung zur Erläuterung eines Kraftübertragungssystems und eines Steuersystems, bei welchem eine Schaltsteuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einsetzbar ist. 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung der Funktionen einer Schaltsteuerung bei der in 1 gezeigten Schaltsteuereinrichtung. 3 zeigt ein Steuerkennfeld für die Schaltsteuerung bei der Schaltsteuereinrichtung bei dieser Ausführungsform. Die 4 und 5 zeigen Steuerflussdiagramme zur Erläuterung von Steuervorgängen der in 1 gezeigten Schaltsteuereinrichtung. 6A zeigt ein Diagramm, das die Änderung einer tatsächlichen Schalteinschaltdauer D zeigt, die an einen Elektromagneten zum Zwecke der Schaltsteuerung ausgegeben wird. 6B zeigt ein Diagramm, das die Änderung eines Untersetzungsverhältnisses zwischen einer primären Riemenscheibe und einer sekundären Riemenscheibe zeigt. 6C zeigt ein Diagramm, das eine Änderung einer Änderungsgeschwindigkeit zeigt. 7 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, welches einen Berechnungsabschnitt für die Schaltbezugseinschaltdauer bei der Schaltsteuereinrichtung zeigt. 8 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Abänderung der Schaltsteuereinrichtung der bevorzugten Ausführungsform.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 ein Fahrzeugkraftübertragungsmechanismus erläutert, bei welchem eine Schaltsteuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einsetzbar ist. Ein Fahrzeug, bei welchem die Schaltsteuereinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform einsetzbar ist, ist ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb. Die Drehung, die von einer Brennkraftmaschine 1 ausgegeben wird, wird an Vorderräder 3, 3 in einem Gang ausgegeben, der mit Hilfe eines stufenlosen Getriebes geschaltet wird. Das stufenlose Getriebe 2 weist einen Drehmomentwandler 4, einen Schaltmechanismus 5 der Drehung in Vorwärtsrichtung und in Rückwärtsrichtung, einen stufenlosen Riemengetriebemechanismus 6, einen Drehzahluntersetzungsmechanismus 7, und einen Differentialmechanismus (vorderes Differential) 8 auf. Der Drehmomentwandler 4 ist mit einer Ausgangswelle (Achse) 1a der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Die Drehung der Brennkraftmaschine 1 wird an den Schaltmechanismus 5 der Drehung in Vorwärtsrichtung bzw. Rückwärtsrichtung über den Drehmomentwandler 4 übertragen, und wird an den stufenlosen Riemengetriebemechanismus 6 über den Schaltmechanismus 5 für Drehung in Vorwärtsrichtung bzw. Rückwärtsrichtung übertragen. Wenn dann im stufenlosen Riemengetriebe 6 der richtige Gang eingestellt ist, wird die Leistung an den Differentialmechanismus 8 über den Drehzahluntersetzungsmechanismus 7 übertragen, und an das linke und rechte Vorderrad 3, 3 verteilt. Es wird darauf hingewiesen, dass der Drehmomentwandler 4, der Schaltmechanismus 5 für Drehung in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung, der Drehzahluntersetzungsmechanismus 7, und der Differentialmechanismus 8 bereits bekannt sind, und daher nicht im Einzelnen beschrieben werden.
Das stufenlose Riemengetriebe 6 weist eine primäre Riemenscheibe 21, eine sekundäre Riemenscheibe 22, und einen Riemen 23 auf. Die Drehung, die von dem Schaltmechanismus 5 für Drehung in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung einer Primärwelle 24 zugeführt wird, wird von einer primären Riemenscheibe, die koaxial mit der Primärwelle 24 verbunden ist, einer sekundären Riemenscheibe über den Riemen 23 zugeführt. Die primäre Riemenscheibe 21 und die sekundäre Riemenscheibe 22 werden durch zwei Antriebsscheiben 21a, 21b bzw. 22a, 22b gebildet, die sich jeweils zusammen drehen. Eine der Antriebsscheiben 21a, 22a ist eine in Axialrichtung ortsfeste Antriebsscheibe, und die andere Antriebsscheibe 21b, 22b, ist eine, mit Hilfe eines Hydraulikkolbens 21c, 22c, in Axialrichtung bewegbare Scheibe.
Jeder Hydraulikkolben 21c, 22c empfängt einen gesteuerten Hydraulikdruck, der dadurch erhalten wird, dass eine Ölpumpe 42 Druck auf ein Arbeitsöl in einem Öltank 41 ausübt. Im einzelnen empfängt der Hydraulikkolben 22c der sekundären Riemenscheibe 22 einen Leitungsdruck P_L, der mit Hilfe eines Druckregelventils (Leitungsdruckeinstellventils) 43 eingestellt wird, und der Hydraulikkolben 21c der primären Riemenscheibe 21 empfängt ein Arbeitsöl, dessen Flussmenge mit Hilfe eines Flussmengensteuerventils (Untersetzungsverhältniseinstellventils) 44 eingestellt wird. Das Arbeitsöl, das der sekundären Riemenscheibe 22 zugeführt wird, wirkt als Hydraulikdruck (Sekundärdruck) zum Klemmen des Riemens 23, und das Arbeitsöl, das der primären Riemenscheibe 21 zugeführt wird, wirkt als Untersetzungsverhältniseinstellöldruck (Primärdruck) P_P. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ölpumpe 42 durch die Ausgangsachse 1a der Brennkraftmaschine 1 zur Drehung veranlasst wird.
Als nächstes wird das Fahrzeugsteuersystem beschrieben. Der voranstehend geschilderte Kraftübertragungsmechanismus wird insgesamt mit Hilfe einer ECU (elektronische Steuereinheit) 30 gesteuert. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfassen Erfassungsvorrichtungen zum Erfassen verschiedener Arten von Information in Bezug auf den Fahrzustand des Fahrzeugs: einen primären Drehsensor 51, der eine Drehzahl (primäre Drehzahl) N_P der primären Riemenscheibe 21 erfasst; einen sekundären Drehsensor 52, der eine Drehzahl (sekundäre Drehzahl) N_S der sekundären Riemenscheibe 22 erfasst; einen Leitungsdrucksensor 53, der einen Leitungsdruck P_L erfasst, einen primären Drucksensor 54, der den Primärdruck P_P erfasst; und einen Drosselklappenöffnungssensor 55, der den Drosselklappenöffnungswinkel θs der Brennkraftmaschine 1 erfasst. Es wird darauf hingewiesen, dass die Brennkraftmaschinendrehzahl (die Drehzahl der Ausgangsachse der Brennkraftmaschine 1) aus der primären Drehzahl N_P berechnet wird, die von dem primären Drehsensor 51 erfasst wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs) kann aus der sekundären Drehzahl N_S berechnet werden, die von dem sekundären Drehsensor 52 berechnet wird.
Die ECU 30 empfängt Mess- oder Erfassungssignale von den verschiedenen Sensoren 51 bis 55. Die ECU 30 steuert die Brennkraftmaschine 1 und das stufenlose Getriebe 2 auf Grundlage dieser Messsignale und von Auswahlsignalen. Genauer gesagt steuert zum Steuern des stufenlosen Getriebes 2 die ECU 30 das Druckregelventil 43 und das Flussmengensteuerventil 44, die in einem Hydrauliksystem vorgesehen sind, für jede Riemenscheibe 21, 22. Es wird darauf hingewiesen, dass das Druckregelventil 43 dadurch gesteuert wird, dass ein Leitungsdrucksteuerelektromagnet 43A gesteuert wird, unter Verwendung einer Einschaltdauer (Tastverhältnis) eines dort zugeführten elektrischen Signals, und dass das Flussmengensteuerventil 44 dadurch gesteuert wird, dass ein Untersetzungsverhältnissteuerelektromagnet (Schaltsteuerelektromagneten) 44A unter Verwendung einer Einschaltdauer (Tastverhältnis) eines dort zugeführten elektrischen Signals gesteuert wird.
Im einzelnen weist die ECU 30 einen Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 auf, um das Flussmengensteuerventil zu steuern (Untersetzungsverhältnissteuerung), und einen Leitungsdrucksteuerabschnitt 32 zum Steuern des Druckregelventils 43 (Leitungsdrucksteuerung). Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 einen Rückkopplungsregelabschnitt, der eine Rückkopplungsregelung des Flussmengensteuerventils 44 durchführt, welches das Hydrauliksteuersystem der primären Riemenscheibe 21 darstellt.
Wie in 2 gezeigt, weist der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (Ganguntersetzungssteuerabschnitt) 31 auf: einen Soll-Primärdrehzahleinstellabschnitt 33; einen Subtrahierer 34; einen PID-Steuerabschnitt 35, einen Untersetzungsverhältnisbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt (Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt) 36; einen Addierer 37; einen Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38, einen Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39; und einen Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40. Jedes Funktionselement wird nachstehend genauer erläutert. Der Soll-Primärdrehzahleinstellabschnitt 33 stellt die Solldrehzahl N_P0 der primären Riemenscheibe 41 ein, aus einem Parameter entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit (im vorliegenden Fall der Drehzahl (der sekundären Drehzahl) der sekundären Riemenscheibe 22 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit), und der Last (Drosselklappenöffnungswinkel θs) der Brennkraftmaschine 1. Hierbei wird die Soll-primären Drehzahl N_P0 aus einem in 3 dargestellten Steuerkennfeld bestimmt.
Bei dem in 3 gezeigten Steuerkennfeld M1 wird die Soll-primären Drehzahl N_P0 höher eingestellt, wenn der Drosselklappenöffnungsgrad (Drosselklappenöffnungswinkel) θs größer wird, und wird maximal zum Zeitpunkt eines Zustands mit voller Last (der Drosselklappenöffnungswinkel θs befindet sich auf 100 %). Weiterhin ist eine Linie FL, die im Steuerkennfeld M1 dargestellt ist, eine Schaltlinie, wenn das Untersetzungsverhältnis maximal ist (also bei vollständiger Last), und eine Linie OD ist eine Schaltlinie, wenn das Untersetzungsverhältnis minimal ist (also ein Overdrive). Die Soll-primären Drehzahl N_P0 wird innerhalb eines Bereiches eingestellt, der von der Linie FL und der Linie OD begrenzt wird.
Wenn bei unbetätigtem Gaspedal der Drosselklappenöffnungswinkel θs einer vollständig geschlossenen Drosselklappe entspricht, wird die Soll-primären Drehzahl N_P0 auf die Linie OD eingestellt. Wenn dann die Fahrzeuggeschwindigkeit (nämlich die sekundäre Drehzahl N_S) abnimmt, wird die Soll-primären Drehzahl N_P0 verringert, und entlang der Linie OD eingestellt. Wenn jedoch die sekundäre Drehzahl N_S kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert N_S1 ist, wird die Soll-primären Drehzahl N_P0 auf einem vorbestimmten Wert N_P1 außerhalb der Linie OD gehalten.
Der Subtrahierer 34 berechnet eine Abweichung ΔN_P (=N_P0-N_P) zwischen der tatsächlichen Drehzahl (der tatsächlichen primären Drehzahl N_P) der primären Riemenscheibe 21, die von dem primären Drehsensor 51 erfasst wird, und der Soll-primären Drehzahl N_P0. Die berechnete Abweichung ΔN_P wird an den PID-Steuerabschnitt 35 ausgegeben. Der PID-Steuerabschnitt 35 führt eine Korrektur für die Abweichung ΔN_P (N_P0-N_P) durch, die vom Subtrahierer 34 berechnet wird, mit Hilfe einer PID-Steuerung (Proportional-Integral-Differential-Steuerung). Genauer gesagt, weist der PID-Steuerabschnitt 35 auf: einen Proportionalkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 60 zur Berechnung einer Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe einer Proportionalsteuerung (P-Steuerung); einen Integralkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 61 zur Berechnung einer Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe einer Integralsteuerung (I-Steuerung); einen Differentialkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 62 zur Berechnung einer Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe einer Differentialsteuerung (D-Steuerung); und einen Addierer 63, bei welchem sämtliche Rückkopplungskorrekturgrößen miteinander addiert werden.
Der Proportionalkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 60 berechnet eine Proportionalkorrekturgröße D_FP (=K_P × ΔN_P) (Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe der Proportionalsteuerung), durch Multiplizieren der Abweichung ΔN_P mit einer vorbestimmten Proportionalsteuerverstärkung K_P. Der Integralkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 61 berechnet eine Integralkorrekturgröße D_FI [∫(K_I × ΔN_P)dt] (Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe der Integralsteuerung), durch Integrieren der Abweichung ΔN_P, multipliziert mit einer vorbestimmten Integrationssteuerverstärkung K_I. Weiterhin berechnet der Differentialkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 62 eine Differentialkorrekturgröße D_FD [=d(K_D × ΔN_P)/dt] (Rückkopplungskorrekturgröße mit Hilfe der Differentialsteuerung) durch Differenzieren der Abweichung ΔN_P, multipliziert mit einer vorbestimmten Differentialsteuerverstärkung K_D, Es wird darauf hingewiesen, dass jede Verstärkung K_P, K_I, und K_D mit der primären Drehzahl N_P, der sekundären Drehzahl N_S, und der Öltemperatur als Parameter eingestellt wird. Sämtliche Korrekturgrößen D_FP, D_FI, und D_FD, die von dem jeweiligen Korrekturgrößenberechnungsabschnitt 60, 61 bzw. 62 berechnet wird, werden am Addierer 63 addiert, und an einen Addierer 37 als Rückkopplungskorrekturgröße D_F ausgegeben (= D_FP + D_FI + D_FD).
Der Addierer 37 empfängt zusätzlich zur Rückkopplungskorrekturgröße D_F eine Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE von einem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36. Die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE ist eine Einschaltdauer für das Zuführen eines erforderlichen Öldrucks (Primärdrucks) zur Aufrechterhaltung der momentanen Untersetzung. Der Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 wandelt den Leitungsdruck P_L, der von dem Leitungsdrucksensor 53 erfasst wird, in eine Einschaltdauer um, unter Verwendung eines vorher gespeicherten Kennfeldes, und berechnet die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE mittels Durchführung einer Korrektur in Abhängigkeit von dem Öldruck, dem Untersetzungsverhältnis (N_P/N_S), einem Eingangsdrehmoment, und der Brennkraftmaschinendrehzahl N_E. Dieser Addierer 37 addiert die Rückkopplungskorrekturgröße D_F zur Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, und gibt das Ergebnis der Addition als eine Schalteinschaltdauer D_D (= D_BASE + D_F) am dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus.
Der Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 weist, wie in 7 gezeigt, einen Wandler 71, der den vom Leitungsdrucksensor 53 erfassten Leitungsdruck P_L in die Einschaltdauer umwandelt, sowie einen Öldruckkorrekturabschnitt 76, einen Lernwertkorrekturabschnitt 77, einen Drehzahlkorrekturabschnitt 78, und einen Korrekturabschnitt 79 für externe Störungen auf. Diesen Korrekturabschnitten 76, 77, 78 und 79 wird jeweils die Öltemperatur bzw. der Primärdruck P_P, die Brennkraftmaschinendrehzahl N_E, ein Eingangsdrehmoment, und das Untersetzungsverhältnis N_P/N_S zugeführt. Es wird der Korrekturwert für die Einschaltdauer entsprechend diesen Parametern berechnet. Im Einzelnen wird ein Kennfeld entsprechend dem Korrekturwert für die Einschaltdauer für jeden Parameter auf Grundlage von Experimenten erzeugt. Jeder Korrekturwert wird Addierern 72, 73, 74, und 75 für die Einschaltdauer hinzuaddiert, die vom Wandler 71 ausgegeben wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Lernwertkorrekturabschnitt (eine Lernwertkorrektur) 77 eine Differenz zwischen der Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE (nämlich einer Einschaltdauer-Regelgröße als Sollwert der primären Riemenscheibe), die von dem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 selbst berechnet wird, und der Einschaltdauer entsprechend dem tatsächlichen Primärdruck, bei welchem das Untersetzungsverhältnis des Fahrzeugs in einem vollständig niedrigen Zustand gehalten wird (maximales Untersetzungsverhältnis), im angehaltenen Zustand des Fahrzeugs (in einem Zustand, bei welchem ein Schalthebel auf den Bereich D geschaltet ist), als einen Lernwert speichert. Es wird die Korrektur entsprechend dem Lernwert durchgeführt. (Es wird darauf hingewiesen, dass für die Korrektur entsprechend dem Lernwert ein entsprechendes Kennfeld zwischen dem Lernwert und dem Korrekturwert eingesetzt werden kann).
Weiterhin wird in einem Anfangszustand (einem Zustand, in welchem das Getriebe zum ersten Mal eingesetzt wurde, und die Zeit seit dem ersten Einsatz des Getriebes nicht lang ist), die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, die von dem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 berechnet wird, so eingestellt, dass sie zu einer niedrigen Einschaltdauer tendiert. Der Lernwertkorrekturabschnitt 77 korrigiert zusätzlich die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE entsprechend dem Lernen. Im einzelnen wird, verglichen mit der Einschaltdauer entsprechend dem tatsächlich Primärdruck, die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE als geringfügig kleiner Wert berechnet, und wird ihre Differenz als der Lernwert gespeichert. Entsprechend dieser Speicherung können Änderungen des Berechnungsergebnisses für die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, die infolge unterschiedlicher Getriebe auftreten, ausgeglichen werden.
Ein Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung) 40 berechnet eine tatsächliche Schalteinschaltdauer D durch Multiplizieren der Schalteinschaltdauer D_D, die vom Addierer 37 eingegeben wird, mit einem vorbestimmten Koeffizienten, und gibt die tatsächliche Schalteinschaltdauer D an den Schaltsteuerelektromagneten 44A aus. Es wird darauf hingewiesen, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 einen vorbestimmten Koeffizienten einstellen kann, zur Berechnung der tatsächlichen Schalteinschaltdauer D in Abhängigkeit von einer Schaltgeschwindigkeit (genauer gesagt, in Abhängigkeit von einem Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal), wie dies nachstehend erläutert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der vorbestimmte Koeffizient einen Prozentsatz zwischen der Schalteinschaltdauer D_D, die von dem Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 berechnet wird, und der tatsächlichen Schalteinschaltdauer D repräsentiert, die tatsächlich beim Steuern des Schaltsteuerelektromagneten 44A verwendet wird. Ein Schalteinschaltverhältnis D_D wird verkleinert, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D durch Multiplizieren der Schalteinschaltdauer D_D mit einem vorbestimmten Koeffizienten zu berechnen. Im einzelnen kann die Größe der Einschaltdauer, die zum tatsächlichen Steuern des Schaltsteuerelektromagneten 44A verwendet wird, vereinigt zu einem Zeitpunkt verringert werden, unmittelbar bevor die Einschaltdauer an den Schaltsteuerelektromagneten 44A ausgegeben wird.
Der Schaltsteuerelektromagnet 44A betreibt das Flussmengensteuerventil 44 entsprechend der Schalteinschaltdauer D, die von dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 eingegeben wird. Daher wird der Primärdruck so eingestellt, dass die tatsächliche primäre Drehzahl N_P der primären Riemenscheibe 21 sich an die primäre Solldrehzahl N_P0 annähert.
Als nächstes werden ein Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt (Schaltgeschwindigkeitserfassungsabschnitt) 38 und ein Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 nachstehend beschrieben. Dieser Funktionsabschnitt arbeitet so, dass er einen Riemenschlupf verhindert, durch Verringerung der Schaltgeschwindigkeit in einem Fall, in welchem die Schaltgeschwindigkeit, nämlich die Änderungsgeschwindigkeit des Untersetzungsverhältnisses, zu hoch ist. Deswegen berechnet der Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38 die Schaltgeschwindigkeit von dem primären Drehsensor 51 und auch der sekundären Drehzahl N_S, die von dem sekundären Drehsensor 52 erfasst wird. Der primäre Drehsensor 51, der sekundäre Drehsensor 52, und der Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38 bilden daher einen Schaltgeschwindigkeitserfassungsabschnitt (eine entsprechende Vorrichtung) zur Erfassung der Schaltgeschwindigkeit. Die Verwendung der Schlupfgeschwindigkeit als Kriterium zur Bestimmung einer Verhinderung des Riemenschlupfes liegt an folgendem: der Riemenschlupf steht nämlich in Beziehung zur Bewegungsgeschwindigkeit des Riemens 23 in Radialrichtung. Überschreitet diese Bewegungsgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit, so tritt ein Riemenschlupf auf. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Riemens 23 entspricht exakt der Schaltgeschwindigkeit in einer Beziehung von 1:1. Wenn die Schaltgeschwindigkeit als Kriterium für die Festlegung verwendet wird, kann daher der Riemenschlupf exakt bestimmt werden. Wenn andererseits beispielsweise die Brennkraftmaschinenbeschleunigung als das Kriterium für die Bestimmung verwendet wird, entspricht die Brennkraftmaschinenbeschleunigung nicht direkt der Bewegungsgeschwindigkeit in Radialrichtung. Selbst bei derselben Beschleunigung kann die Bewegungsgeschwindigkeit in Radialrichtung des Riemens 23 unterschiedlich sein, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Daher ist die Brennkraftmaschinenbeschleunigung ungeeignet als Festlegungskriterium zum Verhindern des Riemenschlupfes.
Im Einzelnen berechnet der Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38 ein Verhältnis zwischen der primären Drehzahl N_P und der sekundären Drehzahl N_S für jeden Berechnungszeitraum, also das Untersetzungsverhältnis (oder so genannte Drehzahlverhältnis) Ratio (= N_P/N_S). Dann berechnet der Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38 eine Abweichung ΔRatio (= Ratio - Ratio_old) aus dem Untersetzungsverhältnis Ratio_old, das im vorherigen Berechnungszeitraum berechnet wurde, und dividiert diese Abweichung durch den Berechnungszeitraum Δt, um die Schaltgeschwindigkeit V_Ratio (= ΔRatio/Δt) zu bestimmen.
Der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 stellt eine Änderung einer Unterdrückungsgröße zum Unterdrücken eines Voreilens der Untersetzungsverhältnissteuerung entsprechend der Schaltgeschwindigkeit V_Ratio ein, die von dem Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38 berechnet wird. Auf diese Weise wird die Schaltgeschwindigkeit V_Ratio unterdrückt oder verringert. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 fest, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_Ratio, berechnet vom Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 38, größer oder gleich mehreren vorbestimmten Schwellenwerten ist, und zwar schrittweise. Auf Grundlage des Ermittlungsergebnisses wird eine Unterdrückungssteuerung für die Schaltgeschwindigkeit am PID-Steuerabschnitt 35 und am Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt durchgeführt.
Zuerst stellt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 fest, ob die Schaltgeschwindigkeit V_Ratio größer oder gleich einem ersten Schwellenwert (einem vorbestimmten Wert) RAT_limit1 ist. Dieser erste Schwellenwert RAT_limit1 ist auf einen Wert eingestellt, der ausreichend kleiner ist als eine Schaltgeschwindigkeitsgrenze (ein zulässiger Wert für die Schaltgeschwindigkeit), an welcher der Riemen schlupft. Andererseits wird bei der früher vorgeschlagenen Schaltsteuereinrichtung, die in der ersten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-304389 beschrieben wird, der Schwellenwert Vo aus Versuchen bestimmt, und wird so eingestellt, dass der Schwellenwert Vo in der Nähe einer Obergrenze für die Schaltgeschwindigkeit liegt, bei welcher kein Schlupf des Riemens auftritt. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch werden mehrere Schwellenwerte eingestellt. Der erste Schwellenwert RAT_limit1 ist so eingestellt, dass er kleiner ist als der Schwellenwert Vo.
Wenn die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1, wird kein Signal an den PID-Steuerabschnitt 35 und den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 ausgegeben. Wenn jedoch die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio als größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 festgestellt wird, gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein erstes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den PID-Steuerabschnitt 35 und den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus. Im Einzelnen wird, wenn die Schaltgeschwindigkeit (deren Größe) kleiner ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1, eine normale Schaltsteuerung durchgeführt, da keine Möglichkeit für einen Riemenschlupf besteht. Ist die Schaltgeschwindigkeit größer oder gleich dem ersten Schwellenwert, wird eine Schaltgeschwindigkeitsverringerungssteuerung durchgeführt.
Weiterhin stellt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 fest, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 ist, der größer ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1, jedoch kleiner als der zulässige Wert für die Schaltgeschwindigkeit. Wenn von der Schaltgeschwindigkeit V_ratio festgestellt wird, dass sie kleiner ist als der zweite Schwellenwert RAT_limit2, werden der Vergleich und die Bestimmung zwischen der Schaltgeschwindigkeit V_ratio und dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 wiederholt, da die Schaltgeschwindigkeit V_ratio zu diesem Zeitpunkt innerhalb eines Bereiches von dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 bis zum zweiten Schwellenwert RAT_limit2 liegt. Wenn andererseits von der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio festgestellt wird, dass sie größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 ist, gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein zweites Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus. Weiterhin stellt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 fest, ob die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich einem dritten Schwellenwert RAT_limit3 ist, der so eingestellt ist, dass er größer ist als der zweite Schwellenwert, jedoch kleiner als der zulässige Wert für die Schaltgeschwindigkeit. Wenn in diesem Fall die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der dritte Schwellenwert RAT_limit3, werden der Vergleich und die Bestimmung zwischen der Schaltgeschwindigkeit V_ratio und dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 wiederholt. Ist die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem dritten Schwellenwert RAT_limit3, gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein drittes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den PID-Steuerabschnitt 35 und den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus.
Auf diese Weise bestimmt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise, und gibt das Schalteinschaltdauersignal entsprechend einem zugehörigen Schritt aus. Die Einzelheiten der Unterdrückungssteuerung oder Begrenzungssteuerung der Schaltgeschwindigkeit V_ratio mit Hilfe des Schalteinschaltdauerbegrenzungssignals werden nachstehend erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von drei Schwellenwerten, nämlich des ersten Schwellenwertes RAT_limit1, des zweiten Schwellenwertes RAT_limit2, und des dritten Schwellenwertes RAT_limit3, die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise bestimmt wird, und drei Arten von Schalteinschaltdauerbegrenzungssignalen ausgegeben werden. Allerdings ist die Anzahl an Schritten zur Bestimmung der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio frei wählbar. So kann beispielsweise die Größe der Schaltgeschwindigkeit kontinuierlich bestimmt werden, und die Unterdrückungssteuerung oder Begrenzungssteuerung entsprechend dem bestimmten Wert durchgeführt werden.
Wenn eines der voranstehend geschilderten Schalteinschaltdauerbegrenzungssignale dem PID-Steuerabschnitt 35 und dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 zugeführt wird, wird die Begrenzungssteuerung oder Unterdrückungssteuerung entsprechend dem zugeführten Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal durchgeführt. Zuerst addiert der PID-Steuerabschnitt 35 jede Korrekturgröße, die von jedem Steuerabschnitt berechnet wird, nämlich dem Proportionalkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 60, dem Integralkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 61, und dem Differentialkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 62, um eine Rückkopplungskorrekturgröße D_F wie voranstehend geschildert zu berechnen, in einem Fall, in welchem kein Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird. Wenn jedoch das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, stellt der PID-Steuerabschnitt 35 die Rückkopplungskorrekturgröße D_F so ein, dass sie verkleinert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Wert der Addition (nachstehend als Rückkopplungsadditionswert bezeichnet) jeder Korrekturgröße, die vom Proportionalkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 60 berechnet wird, vom Integralkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 61, und vom Differentialkorrekturgrößenberechnungsabschnitt 62, multipliziert mit einer ersten Korrekturverstärkung J₁ (0 < J₁ < 1), als Rückkopplungskorrekturgröße D_F ausgegeben. Weiterhin wird in einem Fall, in welchem das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, der Wert des Rückkopplungsadditionswertes, multipliziert mit einer zweiten Korrekturverstärkung J₂ (J₂ < J₁, 0 < J₂ < 1) als Rückkopplungskorrekturgröße D_F ausgegeben. In einem Fall, in welchem das dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, wird der Wert des Rückkopplungsadditionswertes, multipliziert mit einer dritten Korrekturverstärkung J₃, die so eingestellt ist, dass sie noch kleiner ist als die zweite Korrekturverstärkung J₂, als Rückkopplungskorrekturwert-Durchführung ausgegeben. Auf diese Weise wird im PID-Steuerabschnitt 35 die Rückkopplungskorrekturgröße D_F, die in Abhängigkeit von der Schaltgeschwindigkeit berechnet wird, so eingestellt, dass sie verkleinert wird.
Im Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 wird eine derartige normale Unterdrückungssteuerung durchgeführt, dass die tatsächliche Schalteinschaltdauer D dadurch berechnet wird, dass die Schalteinschaltdauer D_D mit einem vorbestimmten, normalen Koeffizienten K₀ (D = K₀ × D_D) multipliziert wird, in einem Fall, in welchem kein Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird. Wenn jedoch das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, wird die tatsächliche Schalteinschaltdauer D dadurch berechnet, dass der erste Koeffizient K₁ mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert wird (D = K₁ × D_D). Weiterhin wird, wenn das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, ein zweiter Koeffizient K₂, der auf einen Wert kleiner als jenen des ersten Koeffizienten K₁ eingestellt ist, mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen (D = K₂ × D_D). Weiterhin wird, wenn das dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal eingegeben wird, ein dritter Koeffizient K₃, der auf einen kleineren Wert eingestellt als jenen des zweiten Koeffizienten K₂, mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen (D = K₃ × D_D).
Auf diese Weise wird in dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 auf dieselbe Weise wie beim PID-Steuerabschnitt 35 die Verringerungsgröße zum Begrenzen oder Unterdrücken des Voreilens der Untersetzungsverhältnissteuerung entsprechend der Schaltgeschwindigkeit eingestellt. Hierbei wird, wenn die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 ist, der mit der Schalteinschaltdauer D_D multiplizierte Koeffizient klein, und wird die tatsächliche Schalteinschaltdauer D verkleinert (nämlich K₃ < K₂ < K₁ < K₀).
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl der erste Koeffizient K₁ als auch der zweite Koeffizient K₂ und der dritte Koeffizient K₃ auf einen festen Wert eingestellt werden. Es ist vorzuziehen, dass jeder Koeffizient in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Flussmengensteuerventils 44 eingestellt wird. Darüber hinaus kann beispielsweise jeder Koeffizient als Funktion eingestellt werden, mit dem Untersetzungsverhältnis Ratio und der primären Drehzahl N_P als Parameter. Da die Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Riemengetriebe bei der bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet ist, wie dies voranstehend geschildert wurde, wird die Schaltsteuerung für das stufenlose Riemengetriebe so durchgeführt, wie dies in den Flussdiagrammen der 4 und 5 angegeben ist.
Bei dem in 4 dargestellten Flussdiagramm bestimmt der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 im Schritt A10 die Soll-primären Drehzahl N_P0 aus einem Steuerkennfeld auf Grundlage der sekundären Drehzahl N_S und des Drosselklappenöffnungswinkels θs. Im nächsten Schritt A20 liest der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 die tatsächliche primären Drehzahl N_P, die mit Hilfe eines primären Drehsensors 51 erfasst wird, und berechnet eine Rückkopplungskorrekturgröße D (= D_FP + D_FI + D_FD), mittels einer Proportional-, Integral- und Differentialsteuerung, auf Grundlage der Abweichung ΔN_P (= N_PD - N_P) zwischen der Soll-primären Drehzahl N_P0 und der tatsächlichen primären Drehzahl N_P.
Dann berechnet in einem Schritt A40 der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 das Untersetzungsverhältnis Ratio (= N_P/N_S) auf Grundlage der primären Drehzahl N_P und der sekundären Drehzahl N_S, und berechnet in einem Schritt A50 die Schaltgeschwindigkeit V_ratio (= ΔRatio/Δt), auf der Grundlage der Abweichung ΔRatio (= Ratio - Ratio_old) zwischen dem momentan berechneten Untersetzungsverhältnis Ratio und dem vorher berechneten Untersetzungsverhältnis Ratio_old. Dann wird in einem Schritt A60 das Untersetzungsverhältniseinschaltdauerverringerungssignal gelesen. Dann liest in einem Schritt S60 der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal. Dann wird in einem Schritt S70 die Begrenzungssteuerung für die Schaltgeschwindigkeit entsprechend dem Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal durchgeführt.
Bei dem im Flussdiagramm dargestellten Vorgang wird das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal, das im Schritt A60 gelesen wurde, von dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 durch das in 5 gezeigte Flussdiagramm ausgegeben. Dies bedeutet, dass der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 wiederholt die Betriebsabläufe der Flussdiagramme der 4 und 5 parallel zueinander steuert. Die berechneten Daten und Ermittlungsergebnisse bei den beiden Betriebsabläufen werden aneinander übertragen.
Bei dem in 5 gezeigten Flussdiagramm bestimmt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 in einem Schritt B10, ob die Schaltgeschwindigkeit V_ratio, berechnet im Schritt A50, größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 ist. Für V_ratio ≥ RAT_limit1, geht der Betriebsablauf zu einem Schritt B20 über. Im Schritt B20 gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein erstes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den PID-Steuerabschnitt 35 und den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus, und dann geht der Betriebsablauf zu einem Schritt B30 über. Für V_ratio ≤ RAT_limit1 (NEIN) im Schritt B10 wird kein Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgegeben, und endet dieser Betriebablauf. Im Schritt B30 stellt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 fest, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 ist. Für V_ratio ≥ RAT_limit2 geht der Betriebsablauf zu einem Schritt B40 über. Im Schritt B40 gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein zweites Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den PID-Steuerabschnitt 35 und den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus. Dann geht der Betriebsablauf zu einem Schritt B50 über. Wenn in diesem Schritt B30 die Bedingung V_ratio < RAT_limit2 erfüllt ist, kehrt der Betriebsablauf zum Schritt B10 zurück.
Es wird angenommen, dass dieser Betriebsablauf beendet wurde, wenn die Bedingung für die Abfrage im Schritt B30 nicht erfüllt ist. Wird dieser Betriebsablauf durchgeführt, empfängt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal. Daher wird die Begrenzungssteuerung für die Schaltgeschwindigkeit in jedem der Schritte A60 und A70 durchgeführt. In diesem Fall hängt der Zeitraum, in welchem das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal aktualisiert wird, von dem Zeitraum für die Ausführung dieses Betriebsablaufs ab. Zumindest wird der Zeitraum länger als der Ausführungszeitraum für diesen Betriebsablauf.
Daher kehrt bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Bedingung für die Abfrage im Schritt B30 nicht erfüllt ist, der Betriebsablauf zum Schritt B10 zurück. Im Schritt B10 wird der Vergleich zwischen der Schaltgeschwindigkeit V_ratio und dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 erneut durchgeführt, so dass eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Im einzelnen wird der Zeitraum für den Vergleich zwischen der Schaltgeschwindigkeit V_ratio und dem Schwellenwert auf den kürzest möglichen Zeitraum verkürzt, und kann das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal mit einer schnellen Reaktionsantwort auf die Änderung der Schaltgeschwindigkeit V_ratio ausgegeben werden.
Dann bestimmt im Schritt B50 der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem dritten Schwellenwert RAT_limit3 ist. Für V_ratio ≥ RAT_limit3 geht der Betriebsablauf zum Schritt B60 über. Im Schritt B60 gibt der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ein drittes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal an den PID-Steuerabschnitt 35 und an den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 aus. Dann kehrt der Betriebsablauf zum Schritt B50 zurück, in welchem der Vergleich zwischen der Schaltgeschwindigkeit V_ratio und dem dritten Schwellenwert RAT_limit3 wiederholt durchgeführt wird. Falls im Schritt B50 die Bedingung V_ratio < RAT_limit2 erfüllt ist, kehrt der Betriebsablauf zum Schritt B30 zurück.
Der in 5 dargestellte Betriebsablauf wird in einem im Wesentlichen konstanten Zeitraum durchgeführt, wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1 (in diesem Fall wird das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal nicht ausgegeben). Sobald die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 ist, wird das Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgegeben, und endet der Betriebsablauf nicht, bis die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1.
Wie voranstehend geschildert, führt der in 5 dargestellte Betriebsablauf dazu, dass entweder das erste, zweite oder dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal von dem Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt 39 ausgegeben wird. Wenn dieses Signal in dem in 4 gezeigten Schritt A60 gelesen wird, wird die Steuerung entsprechend dem gelesenen Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal am PID-Steuerabschnitt 35 und am Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 durchgeführt. Zuerst gibt der PID-Steuerabschnitt 35, wenn das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, den Rückkopplungsadditionswert, multipliziert mit der ersten Korrekturverstärkung J₁, an den Addierer 37 als Rückkopplungskorrekturgröße D_F aus. Wenn das zweite Schalteinschaltdauersignal zugeführt wird, gibt der PID-Steuerabschnitt 35 den Rückkopplungsadditionswert, multipliziert mit der zweiten Korrekturverstärkung J₂, an den Addierer 37 als Rückkopplungskorrekturgröße D_F aus. Andererseits multipliziert der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 die Schalteinschaltdauer D_D, die vom Addierer 37 ausgegeben wird, mit dem ersten Koeffizienten K_1, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen, und gibt die tatsächliche Schalteinschaltdauer D an den Schaltsteuerelektromagneten 44A aus, um das Flussmengensteuerventil 44 zu steuern, wenn das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird. Weiterhin multipliziert, wenn das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 die Schalteinschaltdauer D_D, die vom Addierer 37 ausgegeben wird, mit dem zweiten Koeffizient K₂, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen, und gibt die tatsächliche Schalteinschaltdauer D an den Schaltsteuerelektromagneten 44A aus, um das Flussmengensteuerventil 44 zu steuern. Auf dieselbe Weise multipliziert, wenn das dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 die Schalteinschaltdauer D_D, die vom Addierer 37 ausgegeben wird, mit dem dritten Koeffizient K₃, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen, und gibt die tatsächliche Schalteinschaltdauer D an den Schaltsteuerelektromagneten 44A aus, um das Flussmengensteuerventil 44 zu steuern.
Auf diese Weise berechnet bei dieser Ausführungsform der PID-Steuerabschnitt 35 die Rückkopplungskorrekturgröße D_F (= D_FP + D_FI + D_FD), multipliziert mit der ersten Korrekturverstärkung J₁, falls die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem vorbestimmten ersten Schwellenwert RAT_limit1 ist. Daher wird die Rückkopplungskorrekturgröße D_F, die an den Addierer 37 ausgegeben wird, verkleinert, verglichen mit einem Fall, in welchem die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der vorbestimmte erste Schwellenwert RAT_limit1. Weiterhin wird in einem Fall, in welchem die Schaltgeschwindigkeit V_ratio groß ist, die Rückkopplungskorrekturgröße D_F noch weiter verkleinert, entsprechend dem Ausmaß der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio. Daher wird ein Anstieg des Primärdrucks P_P, welcher der primären Riemenscheibe 21 zugeführt wird, unterdrückt. Daher wird die Änderungsgeschwindigkeit des Untersetzungsverhältnisses Ratio (= N_P/N_S), nämlich die Schaltgeschwindigkeit V_ratio, verringert.
Wenn beispielsweise das Gaspedal abrupt beim Fahren im Leerlauf mit freigegebenem Gaspedal betätigt wird, oder falls mechanische Reaktionsverzögerungen der Riemenscheiben auftreten, kann die Schaltgeschwindigkeit wirksam verringert werden. Während die Schaltleistung des Automatikgetriebes sichergestellt wird, kann ein Riemenschlupf infolge einer abrupten Änderung des Untersetzungsverhältnisses wirksam verhindert werden. Weiterhin wird das Ausmaß der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise bestimmt, mit Hilfe von drei Schwellenwerten, nämlich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1, dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2, und dem dritten Schwellenwert RAT_limit3 (also entsprechend dem Ausmaß einer abrupten Änderung des Untersetzungsverhältnisses). Wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio groß wird, wird die Rückkopplungskorrekturgröße D_F verkleinert (also wird das Ausmaß der Unterdrückung groß). Durch einen einfachen Aufbau kann daher die Untersetzungsverhältnissteuerung einfach durchgeführt werden. Daher kann die Schaltgeschwindigkeit V_ratio wirksam begrenzt werden.
Gleichzeitig mit der Begrenzungssteuerung für die Schaltgeschwindigkeit V_ratio im PID-Steuerabschnitt 35 multipliziert dann, wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 ist, der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt 40 die Schalteinschaltdauer D_D, die vom Addierer ausgegeben wird, mit dem ersten Koeffizient K₁, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen. Daher wird die tatsächliche Schalteinschaltdauer D, die an den Schaltsteuerelektromagneten 44A ausgegeben wird, noch weiter verkleinert. Daher wird ein Anstieg des Primärdrucks P_P unterdrückt, welcher der primären Riemenscheibe 21 zugeführt wird. Daher wird die Änderungsgeschwindigkeit des Untersetzungsverhältnisses Ratio (= N_P/N_S), nämlich die Schaltgeschwindigkeit V_ratio, noch stärker begrenzt.
Weiterhin wird das Ausmaß der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise bestimmt, mit Hilfe von drei Schwellenwerten, einem ersten Schwellenwert RAT_limit1, einem zweiten Schwellenwert RAT_limit2, und einem dritten Schwellenwert RAT_limit3. Wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer wird, wird der mit der Schalteinschaltdauer D_D multiplizierte Koeffizient kleiner (also wird die Begrenzung größer). Mit einem einfachen Aufbau kann daher die Untersetzungsverhältnissteuerung einfach durchgeführt werden, und kann die Schaltgeschwindigkeit V_ratio wirksam begrenzt werden.
Da die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise festgestellt wird, wird darüber hinaus eine schrittweise Begrenzung in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit (also von dem Ausmaß der abrupten Änderung des Untersetzungsverhältnisses) ermöglicht. Die Schaltgeschwindigkeit überschreitet nicht die Schaltgeschwindigkeitsgrenze (den zulässigen Wert für die Schaltgeschwindigkeit), und es kann die Zulässigkeitsgrenze für die Schaltgeschwindigkeit sichergestellt werden. Dies bedeutet, dass dann, wie dies in 6C mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Gaspedal zu einem Zeitpunkt t₀ betätigt, die Schaltgeschwindigkeit V_ratio anzusteigen beginnt. Wie in 6A gezeigt, wird als übliche Begrenzungssteuerung ein vorbestimmter, normaler Koeffizient K₀ mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer D zu berechnen. Danach steigt die Schaltgeschwindigkeit V_ratio weiter an. Wird die Schaltgeschwindigkeit größer oder gleich dem ersten Schwellenwert RAT_limit1, wird der erste Koeffizient K₁, der kleiner ist als der vorbestimmte, normale Koeffizient K₀, mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert, und wird die Schaltgeschwindigkeit durch die begrenzte Einschaltdauer D gesteuert (wie in 6A durch die durchgezogene Linie angedeutet). Wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 zu einem Zeitpunkt t₂ wird, wird der zweite Koeffizient K₂, der kleiner ist als der vorbestimmte erste Koeffizient K₁. mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert. Die Schaltgeschwindigkeit wird durch die weiter begrenzte, tatsächliche Schalteinschaltdauer D gesteuert. Wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der zweite Schwellenwert RAT_limit2 zu einem Zeitpunkt t₃, wird die Schaltgeschwindigkeit durch die tatsächliche Schalteinschaltdauer D gesteuert, die sich aus der Multiplikation der Schalteinschaltdauer D_D mit dem ersten Koeffizienten K₁ ergibt. Wenn die Schaltgeschwindigkeit V_ratio kleiner ist als der erste Schwellenwert RAT_limit1, zum Zeitpunkt t₄, wird der vorbestimmte, normale Koeffizient K₀ mit der Schalteinschaltdauer D_D wie bei der üblichen Steuerung multipliziert.
Es wird angenommen, dass während eines Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ (also gesteuert durch das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal) die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem dritten Schwellenwert RAT_limit3 wird (also in dem durch das dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal gesteuerten Zustand). In diesem Fall ist das Ausmaß der Begrenzung nicht ausreichend, die entsprechend dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 eingestellt wird. Da bei der vorliegenden Ausführungsform durch die noch größere Begrenzungsgröße, die durch den dritten Schwellenwert RAT_limit3 eingestellt wird, die Steuerung der Schaltgeschwindigkeit durchgeführt wird, wird die Begrenzungssteuerung entsprechend dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 durch die Begrenzungssteuerung entsprechend dem dritten Schwellenwert RAT_limit3 garantiert.
Da bei dem in den 6A bis 6C gezeigten Beispiel in dem gesteuerten Zustand mit Hilfe des ersten Schalteinschaltdauerverringerungssignals die Schaltgeschwindigkeit V_ratio größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 wird (also in dem gesteuerten Zustand mit Hilfe des zweiten Schalteinschaltdauerverringerungssignals), zum Zeitpunkt t₂, ist das Ausmaß der Begrenzung nicht ausreichend, die durch den ersten Schwellenwert RAT_limit1 eingestellt wird, und wird zu diesem Zeitpunkt ein noch größeres Ausmaß der Begrenzung durch den zweiten Schwellenwert RAT_limit2 eingestellt. Anders ausgedrückt, wird die Begrenzungssteuerung entsprechend dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 durch die Begrenzungssteuerung entsprechend dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 garantiert.
Wie voranstehend geschildert, wird die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise bestimmt, so dass die Begrenzungssteuerung für die Schaltgeschwindigkeit für jeden Schritt garantiert werden kann (es wird darauf hingewiesen, dass im Falle einer Steuerung, wie sie in der ersten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-304389 beschrieben wird, selbst dann, wenn beispielsweise der ersten Schwellenwert RAT_limit1 als Schwellenwert Vo für die Schaltgeschwindigkeit V_ratio eingestellt wird, keine Garantie für die Begrenzungssteuerung vorhanden ist). Daher kann, wie durch eine dick gepunktete Linie in 6C angedeutet, in einem Fall, in welchem die Schaltgeschwindigkeit den zulässigen Wert überschreitet, das Auftreten eines Riemenschlupfes nicht verhindert werden.
Andererseits ist in einem Fall, in welchem die Schaltgeschwindigkeit V_ratio nicht größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert RAT_limit2 nach der Begrenzungssteuerung entsprechend dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 seit dem Zeitpunkt t₁ ist, das Ausmaß der Verringerung ausreichend, das mit Hilfe des ersten Schwellenwertes RAT_limit1 eingestellt wird. Im einzelnen kann, statt in jenem Fall, in welchem eine große Begrenzungsgröße vorher eingestellt wird, unter der Annahme, dass die Größe der Begrenzung nicht ausreicht, die entsprechend dem ersten Schwellenwert RAT_limit1 eingestellt wird, eine noch kleinere Verkleinerungsgröße die Steuerung durchführen, zusätzlich zur Sicherstellung eines ausreichenden Ausmaßes der Begrenzung. Während wirksam ein Riemenschlupf infolge einer Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit verhindert wird, kann die Schaltleistung sichergestellt werden. Dies führt dazu, dass unter wirksamer Verhinderung eines Riemenschlupfes, wie durch eine durchgezogene Linie in 6B angedeutet, die Schaltleistung im selben Ausmaß wie im Falle der Steuerung (angedeutet durch eine gepunktete Linie in 6B) erhalten werden kann, wie sie in der ersten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-304389 beschrieben wird.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, die von dem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 berechnet wird, so eingestellt, dass sie eine Tendenz zu einer kurzen Einschaltdauer aufweist, und wird die Differenz zwischen der Schalteinschaltdauer und der tatsächlichen Einschaltdauer entsprechend dem Primärdruck gelernt und korrigiert. Selbst wenn beispielsweise das Gaspedal abrupt betätigt wird, beim Fahren im Leerlauf mit freigegebenem Gaspedal, wird daher die Solldrehzahl auf einen hohen Wert entsprechend dem Drosselklappenöffnungsgrad eingestellt, und wird die Abweichung zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Solldrehzahl plötzlich groß, jedoch kann die Schaltgeschwindigkeit wirksam begrenzt werden, kann ein Riemenschlupf infolge der abrupten Änderung des Untersetzungsverhältnisses wirksam verhindert werden, während die Schaltleistung des stufenlosen Getriebes sichergestellt bleibt. Wie voranstehend erwähnt, ist die Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit im Anfangszustand des Getriebes effektiv.
Voranstehend wurde die Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform wir eine Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe (des Riementyps) eingesetzt, das einen Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt 31 aufweist, in welchem die PID-Steuerung durchgeführt wird. Wie in 8 gezeigt (in welcher dieselben Bezugszeichen gleiche Funktionselemente bezeichnen), kann auch bei eine Alternative für die Schaltsteuereinrichtung eingesetzt werden, bei welcher der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt nicht die PID-Steuerung durchführt.
Im einzelnen wird bei der üblichen Steuerung, wie anhand der voranstehend geschilderten Ausführungsform beschrieben, die Solldrehzahl der primären Riemenscheibe auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Drosselklappenöffnungswinkels eingestellt, und wird mit dem Druck für die primäre Riemenscheibe eine Rückkopplungsregelung durchgeführt, so dass die tatsächliche Drehzahl der primären Riemenscheibe mit dieser Solldrehzahl übereinstimmt. Als eine Betriebsart des stufenlosen Getriebes ist eine so genannte Sportbetriebsart vorgesehen. Da hierbei eine schnelle Schaltreaktion zum Zeitpunkt des Heraufschaltens und des Herunterschaltens benötigt wird, ist ein Obergrenzen- oder Untergrenzen-Einstellabschnitt 70 vorgesehen, um eine Regelgröße für den tatsächlichen Primärdruck auf eine mechanische Obergrenze oder Untergrenze einzustellen (vgl. 8). Eine Summe aus dem Obergrenzenwert oder dem Untergrenzenwert für die Schalteinschaltdauer, der von dem Einstellabschnitt 70 für die Obergrenze oder Untergrenze eingestellt wird, und der Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, die von dem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 berechnet wird, wird an den Schaltsteuerelektromagneten 44A ausgegeben.
In diesem Fall nimmt die PID-Steuerung nicht direkt an der Regelgröße für den Primärdruck teil. Daher kann die Schaltgeschwindigkeit nicht durch Verringerung der Rückkopplungskorrekturgröße begrenzt werden. Allerdings kann bei dieser Alternative die tatsächliche Schalteinschaltdauer D dadurch verringert werden, dass die Schalteinschaltdauer D_D, vom Addierer 37 ausgegeben wird, mit dem Koeffizient multipliziert wird, der in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit eingestellt wird. Der Anstieg des Primärdrucks P_P, welcher der primären Riemenscheibe 21 zugeführt wird, wird so begrenzt, so dass die Änderungsgeschwindigkeit von Ratio (= N_P/N_S), also die Schaltgeschwindigkeit V_ratio, begrenzt werden kann.
Darüber hinaus werden die Koeffizienten, die mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert werden sollen, entsprechend der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio eingestellt, welche schrittweise bestimmt wird. Hierdurch wird eine schrittweise Begrenzung entsprechend der Größe der Schaltgeschwindigkeit ermöglicht. Die Schaltgeschwindigkeit überschreitet nicht die Schaltgeschwindigkeitsgrenze (den zulässigen Wert für die Schaltgeschwindigkeit), und die Zulässigkeitsgrenze für die Schaltgeschwindigkeit kann sichergestellt werden. Weiterhin werden die Koeffizienten, die mit der Schalteinschaltdauer D_D multipliziert werden sollen, entsprechend der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio eingestellt, welche schrittweise bestimmt wird. Hierdurch wird eine schrittweise Begrenzung in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit ermöglicht. Die Schaltgeschwindigkeit überschreitet nicht die Schaltgeschwindigkeitsgrenze (den zulässigen Wert für die Schaltgeschwindigkeit), und die Zulässigkeitsgrenze für die Schaltgeschwindigkeit kann sichergestellt werden. Weiterhin wird bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio schrittweise mit Hilfe von drei Schwellenwerten bestimmt, nämlich einem ersten Schwellenwert RAT_limit1, einem zweiten Schwellenwert RAT_limit2, und einem dritten Schwellenwert RAT_limit3, und werden drei Arten von Schalt-Einschaltdauer-Begrenzungssignalen ausgegeben. Allerdings ist die Anzahl an Schritten zur Bestimmung der Größe der Schaltgeschwindigkeit frei wählbar. Wenn daher die Anzahl an Schritten zur Bestimmung der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio vergrößert wird, kann der Bereich für die Schaltgeschwindigkeit V_ratio, über welchen die garantierte Begrenzungssteuerung durchgeführt werden kann, erweitert werden. Zusammen mit der Erhöhung der Anzahl an Schritten zur Bestimmung der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio wird die Breite der Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio fein so eingestellt, dass die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio kontinuierlich bestimmt werden kann. In diesem Fall können dieselben Vorteile wie im Falle der zweiten Ausführungsform erreicht werden.
Die Größe der Schaltgeschwindigkeit V_ratio entsprechend der Begrenzungssteuerung wird als Funktion eingestellt. Für die Änderung der Größe kann die Begrenzungsgröße kontinuierlich eingestellt werden. Bei einer derartigen Ausbildung wird die Entsprechungsbeziehung zwischen der Schaltgeschwindigkeit und der Begrenzungsgröße zum Begrenzen des Voreilens der Untersetzungsverhältnissteuerung klar. Es kann eine exakte Steuerung erreicht werden. Zusätzlich ist bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform der Lernwertkorrekturabschnitt 77 vorhanden (eine Lernwertkorrektur in 7), der eine Differenz zwischen der Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE und der Einschaltdauer entsprechend dem tatsächlichen Primärdruck lernt und korrigiert, so dass die Schaltbezugseinschaltdauer D_BASE, die durch die Schaltbezugseinschaltdauer berechnet wird, die vom Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt 36 berechnet wird, so eingestellt wird, dass sie eine Tendenz zu einer kurzen Einschaltdauer aufweist. Allerdings sind diese Situationen nicht unbedingt erforderlich.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb beschrieben wurde. Die Antriebsart des Fahrzeugs ist jedoch frei wählbar. So ist beispielsweise die vorliegende Erfindung bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb einsetzbar, oder bei einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb.

Claims

Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe, wobei vorgesehen sind: eine primäre Riemenscheibe (21); eine sekundäre Riemenscheibe (22); ein Endlosriemen (23), der um die primäre und die sekundäre Riemenscheibe (21,22) herumgeschlungen ist; ein Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31), der das Untersetzungsverhältnis (Np/Ns) zwischen der primären Riemenscheibe (21) und der sekundären Riemenscheibe (22) steuert; einen Schaltgeschwindigkeitserfassungsabschnitt (38,51,52), der eine Schaltgeschwindigkeit (Vratio) erfasst, wobei die Schaltgeschwindigkeit (Vratio) eine Änderungsgröße des Untersetzungsverhältnisses (Np/Ns) pro Zeiteinheit (Δt) ist; und ein Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40), der eine Voreilung der Untersetzungsverhältnissteuerung mit Hilfe des Untersetzungsverhältnissteuerabschnitts (31) begrenzt, um die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) zu begrenzen, wenn die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (RATlimit 1..3) ist, wobei der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) eine Begrenzungsgröße (K1..3) einstellt, um das Voreilen der Untersetzungsverhältnissteuerung zu begrenzen, um so die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31) weiterhin einen PID-Steuerabschnitt (35) aufweist, der eine Rückkopplungskorrekturgröße (D_F) ausgibt, die in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) verkleinert wird.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) die Begrenzungsgröße (K₁..₃) als Funktion der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) in einem Bereich einstellt, in welchem die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem vorbestimmten Wert (RAT_limit1..3) ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) die Begrenzungsgröße (K_1..3) schrittweise in einem Bereich einstellt, in welchem die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem vorbestimmten Wert (RAT_limit _1..3) ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsgröße (K_1..3) größer eingestellt wird, wenn die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer wird, in einem Bereich, in welchem die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem vorbestimmten Wert (RAT_limit _1..3) ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31) einen Rückkopplungssteuerabschnitt aufweist, der eine Rückkopplungssteuerung für ein Hydrauliksteuersystem der primären Riemenscheibe (21) durchführt, auf Grundlage einer Abweichung zwischen einem Sollwert entsprechend einem Fahrzustand und einem der Drehzahl der primären Riemenscheibe (21) entsprechenden Wert, auf solche Weise, dass der der Drehzahl der primären Riemenscheibe (21) entsprechende Wert zur Übereinstimmung mit dem Sollwert veranlasst wird, wobei der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) die Begrenzungsgröße (K_1..3) so einstellt, dass die Rückkopplungskorrekturgröße (D_F), die in dem Rückkopplungskorrekturabschnitt eingesetzt wird, entsprechend der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) verkleinert wird.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitserfassungsabschnitt (38,51,52) aufweist: einen primären Drehsensor (51) zur Erfassung einer primären Drehzahl (N_P) der primären Riemenscheibe (21); einen sekundären Drehsensor (52) zur Erfassung einer sekundären Drehzahl (N_S) der sekundären Riemenscheibe (22); und einen Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt (38), welcher die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) aus der primären und der sekundären Drehzahl (N_P, N_S) berechnet.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt (38) die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) folgendermaßen berechnet: V_ratio = ΔRatio (= Ratio - Ratio_old)/Δt, wobei Δt einen vorbestimmten Berechnungszeitraum bezeichnet, Ratio = N_P/N_S ist, N_P die primäre Drehzahl bezeichnet, N_S die sekundäre Drehzahl bezeichnet, und Ratio_old Ratio bevor einem vorbestimmten Berechnungszeitraum ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersetzungsverhältnissteuerabschnitt (31) einen Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsbestimmungsabschnitt (39) aufweist, der festlegt, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich einem ersten Schwellenwert (RAT_limit1) ist, welcher dem vorbestimmten Wert (RAT_limit _1..3) entspricht, und kleiner ist als ein zulässiger Wert (Vo) für die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio), und ein erstes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgibt, wenn festgestellt wird, dass die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem ersten Schwellenwert (RAT_limit1) ist, feststellt, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert (RAT_limit2) ist, der größer ist als der erste Schwellenwert (RAT_limit1), jedoch kleiner als der zulässige für die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio), wenn das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgegeben wird, und ein zweites Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgibt, wenn festgestellt wird, dass die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert (RAT_limit2) ist, und feststellt, ob die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich einem dritten Schwellenwert (RAT_limit3) ist, der größer ist als der zweite Schwellenwert (RAT_limit2), jedoch kleiner als der zulässige Wert (Vo) für die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio), wenn das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgegeben wird, und ein drittes Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal ausgibt, wenn festgestellt wird, dass die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich dem dritten Schwellenwert (RAT_limit3) ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der PID-Steuerabschnitt (35) eine Korrektur für eine Abweichung ΔN_P (N_PO - N_P) zwischen der tatsächlichen primären Drehzahl (N_P) und einer primären Solldrehzahl (N_PO) mit Hilfe einer PID-Steuerung durchführt.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der PID-Steuerabschnitt (35) aufweist: einen Proportionalkorrekturgrößenberechnungsabschnitt (60), der eine Proportionalrückkopplungskorrekturgröße (D_FP) mit Hilfe einer Proportionalsteuerung für die Abweichung (ΔN_P) berechnet; einen Integralkorrekturgrößenberechnungsabschnitt (61), der eine Integralrückkopplungskorrekturgröße (D_FI) mit Hilfe einer Integralsteuerung für die Abweichung (ΔN_P) berechnet; einen Differentialkorrekturgrößenberechnungsabschnitt (62), der eine Differentialrückkopplungskorrekturgröße (D_FD) mit Hilfe einer Differentialsteuerung für die Abweichung (ΔN_P) berechnet; und einen ersten Addierer (63), welcher die Proportionalrückkopplungskorrekturgröße (D_FP), die Integralrückkopplungskorrekturgröße (D_FI), und die Differentialrückkopplungsgröße (D_FD) addiert, wobei das Additionsergebnis des ersten Addierers (63) die Rückkopplungskorrekturgröße (D_F) ist.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltsteuereinrichtung weiterhin einen zweiten Addierer (37) aufweist, welcher die Rückkopplungskorrekturgröße (D_F) von dem PID-Steuerabschnitt (35) zu einer Schaltbezugseinschaltdauer (D_BASE) von einem Schaltbezugseinschaltdauerberechnungsabschnitt (36) addiert, wobei die Schaltbezugseinschaltdauer eine Einschaltdauer zum Liefern eines Drucks für die primäre Riemenscheibe (21) ist, der dazu erforderlich ist, das momentane Untersetzungsverhältnis (N_P/N_S) beizubehalten, und das Additionsergebnis des zweiten Addierers (37) eine Schalteinschaltdauer (D_D) ist, die an den Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) ausgegeben wird.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) die Schalteinschaltdauer (D_D) von dem zweiten Addierer (37) mit einem vorbestimmten Koeffizienten (K₁-K₃) multipliziert, um eine tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) zu berechnen, und die tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) an einen Schaltsteuerelektromagneten (44A) eines Flussmengensteuerventils (44) ausgibt, wobei der vorbestimmte Koeffizient (K₁-K₃) in Abhängigkeit von der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) eingestellt wird.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40) den vorbestimmten Koeffizienten (K₁-K₃) entsprechend dem ersten, zweiten, und dritten Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal einstellt.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der PID-Steuerabschnitt (35), wenn das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, einen Additionswert der jeweiligen Rückkopplungskorrekturgrößen mit einer ersten Korrekturverstärkung (J₁; 0 < J₁ < 1) multipliziert, zur Ausgabe als die Rückkopplungskorrekturgröße D_F, und wenn das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, den Additionswert der jeweiligen Rückkopplungskorrekturgrößen mit einer zweiten Korrekturverstärkung (J₂ < J₁, 0 < J₂ < 1) multipliziert, zur Ausgabe als die Rückkopplungskorrekturgröße D_F, und dann, wenn das dritte Schalteinschaltdauerunterdrückungssignal zugeführt wird, den Additionswert mit einer dritten Korrekturverstärkung J₃ (J₃ < J₂, 0 < J₃ < 1) multipliziert, zur Ausgabe als die Rückkopplungskorrekturgröße D_F.
Schaltsteuereinrichtung für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungsabschnitt (40), wenn kein Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, die Schalteinschaltdauer (D_D) mit einem vorbestimmten, normalen Koeffizienten (K₀) multipliziert, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) zu berechnen (D = K₀ × D_D), und dann, wenn das erste Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, die Schalteinschaltdauer (D_D) mit einem ersten Koeffizienten (K₁) multipliziert, der kleiner ist als der vorbestimmte, normale Koeffizient (K₀), um die tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) zu berechnen (D = K₁ × D_D), und dann, wenn das zweite Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, die Schalteinschaltdauer (D_D) mit einem zweiten Koeffizienten (K₂) multipliziert, der kleiner ist als der erste Koeffizient, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) zu berechnen (D = K₂ × D_D), und dann, wenn das dritte Schalteinschaltdauerbegrenzungssignal zugeführt wird, die Schalteinschaltdauer (D_D) mit einem dritten Koeffizient (K₃) multipliziert, der kleiner ist als der zweite Koeffizient, um die tatsächliche Schalteinschaltdauer (D) zu berechnen (D = K₃ × D_D).
Schaltsteuerverfahren für ein stufenloses Getriebe, welches aufweist: eine primäre Riemenscheibe (21); eine sekundäre Riemenscheibe (22); und einen Endlosriemen (23), der um die primäre und die sekundäre Riemenscheibe (22) geschlungen ist, wobei das Schaltsteuerverfahren aufweist: Steuern eines Untersetzungsverhältnisses (Np/Ns) zwischen der primären Riemenscheibe (21) und der sekundären Riemenscheibe (22), Erfassung einer Schaltgeschwindigkeit (V_ratio), wobei die Schaltgeschwindigkeit (Vratio) eine Änderungsgröße des Untersetzungsverhältnisses (Np/Ns) pro Zeiteinheit (Δt) ist; und Begrenzen einer Voreilung der Untersetzungsverhältnissteuerung zur Begrenzung der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio), wenn die Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (RATlimit _1..3) ist, wobei während der Schaltgeschwindigkeitsbegrenzung eine Begrenzungsgröße (K1..3) so eingestellt wird, dass das Voreilen der Untersetzungsverhältnissteuerung begrenzt wird, um so die Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) zu begrenzen, gekennzeichnet durch Ausgeben einer Rückkopplungskorrekturgröße (D_F) durch einen PID-Steuerabschnitt (35), wobei die Rückkopplungskorrekturgröße (D_F) in Abhängigkeit von der Größe der Schaltgeschwindigkeit (V_ratio) verkleinert wird.