DE19503000A1 - Steuerungssystem für ein kontinuierlich variables Getriebe - Google Patents
Steuerungssystem für ein kontinuierlich variables GetriebeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für
ein Getriebe, wie beispielsweise ein kontinuierlich variables
Getriebe (CVT) und insbesondere ein Übersetzungsverhältnis-
Steuerungssystem, das in der Lage ist, die Lenkleistung und
die Bremsleistung, beispielsweise wie die Stopzeit und -weg
eines Fahrzeuges, insbesondere auf einer Straßenoberfläche
mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten (µ), wie beispiels
weise eine mit Eis oder Schnee bedeckte Straßenoberfläche
oder eine nasse gepflasterte Straßenoberfläche, zu verbes
sern.
Um ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangs- und der
Ausgangsgeschwindigkeit kontinuierlich zu variieren, variiert
ein CVT des Riementyps das sogenannte Riemenscheibenverhält
nis durch das Variieren eines Kontaktpunktradius zwischen ei
nem Riemen und einer Riemenscheibe. In dem Falle des Riemen
typs-CVT wird es aufgrund dessen Natur als unerwünscht be
trachtet, ein Mittel vorzusehen, wie eine Einwegkupplung zum
Begrenzen der Richtung der Drehmomentübertragung, wie es in
einem normalen automatischen Getriebe bereitgestellt wird,
das aus einem Drehmomentkonverter und einem Schaltsystem be
steht. Um das Riemenscheibenverhältnis zu variieren, ist der
Riementyp-CVT so beschaffen, die Breite einer Riemenscheiben
nut, die zwischen einer festen Riemenscheibe und einer beweg
lichen Riemenscheibe ausgebildet ist, durch das Versetzen der
beweglichen Scheibe relativ zu der festen Riemenscheibe durch
die Verwendung eines Fluiddruckes, wie ein Öldruck von einem
Kolben, zu variieren.
In dem Getriebe dieses Typs ist im allgemeinen ein Steuerung
vorgesehen, um das Übersetzungsverhältnis als Antwort auf
einen oder mehrere vorbestimmte Betriebsparameter, wie bei
spielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, Drosselklappenöff
nung und Motorgeschwindigkeit, entsprechend einem vorbestimm
ten Schaltmuster innerhalb eines Übersetzungsverhältnissteu
erbereichs entsprechend jeder Schaltposition, zu steuern. Das
Übersetzungsverhältnis wird innerhalb eines Übertragungsver
hältnissteuerungsbereichs des D-Bereichs (oder zwischen D-Be
reichsverhältnisgrenzen) gesteuert, wenn ein normaler Fahrbe
reich (beispielsweise ein D-Bereich) ausgewählt wird, und in
nerhalb eines Übertragungsverhältnisbereichs des Motorbrems
bereichs (oder zwischen Motorbremsbereichsverhältnisgrenzen)
wenn der Fahrer einen Motorbremsbereich (beispielsweise einen
2-Bereich, D-Bereich, L-Bereich oder 1-Bereich) auswählt, der
einen Maschinenbremseffekt bewirkt und der ein Minimum-Über
setzungsverhältnis größer als das Minimum-Übersetzungsver
hältnis des normalen Fahrbereichs hat. Wenn das Gaspedal zu
rückgenommen und die Drosselklappenöffnung verringert wird,
tendiert die Steuerung dieses Typs dazu, das Übersetzungsver
hältnis auf ein vorbestimmtes Verhältnis kontinuierlich unab
hängig von dem gegenwärtigen Maschinendrehzustand zu halten.
Insbesondere in einem Leerlaufzustand, in dem die Drossel
klappenöffnung klein und die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ
hoch ist, wird das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich auf
dem Minimumverhältnis gehalten.
Auf einer trockenen gepflasterten Straße mit einem hohen Rei
bungskoeffizienten µ, kann der Fahrer während des Rücknehmens
des Gaspedals mit der Intention des Abbremsens des Fahrzeugs
durch die Maschinenbremse die Schaltposition von dem D-Be
reich auf den Maschinenbremsbereich wie den L-Bereich oder
den 2-Bereich wechseln. Vor diesem manuellen Herunterschalten
befindet sich das Übersetzungsverhältnis in dem Minimumver
hältnis des D-Bereichs aufgrund der Reduktion der Drossel
klappenöffnung. Daher wird das Übersetzungsverhältnis unter
Zwang abrupt von dem Minimumverhältnis des D-Bereichs auf das
Minimumverhältnis des Maschinenbremsbereichs erhöht. Mit die
sem Verhältniswechsel wird ein rückwärtiges Drehmoment der
Maschine oder der Maschinenbremse als eine Bremskraft auf die
Antriebsräder gegeben. Wenn dies während einem Bergabwärtsbe
trieb auftritt, wirkt die Gravitationsbeschleunigung auf den
Fahrzeugkörper in die Richtung entgegengesetzt der Abnahme
der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit (oder der Fahrzeuggeschwin
digkeit), und das Übersetzungsverhältnis wird in dem unter
Zwang bewirkten Zustand für eine relativ lange Zeit gehalten.
Während dieser variiert daher die Umdrehungsgeschwindigkeit
des Eingangsschaftes des CVT stark, was eine transiente Fluk
tuation des Trägheitsdrehmomentes verursacht und die Möglich
keit des Schlupfs zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe
auftritt.
Um einem derartigen Riemenschlupf vorzubeugen, schlägt eine
Japanische Provisorische Patentpublikation S4(1992)-203665
ein CVT-Steuerungssystem vor, das eine Beschleunigung mißt,
die auf den Fahrzeugkörper wirkt, und die, falls die gemes
sene Beschleunigung einen vorbestimmten Pegel überschreitet,
die Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses aufgrund des
manuellen Herunterschaltens aus dem D-Bereich in den Maschi
nenbremsbereich begrenzt. Dieses System verhindert auf diese
Weise einen abrupten Wechsel des Übersetzungsverhältnisses
und verhindert dadurch den Riemenschlupf.
Jedoch ist das in dem obenerwähnten Dokument S4(1992)-203665
offenbarte Steuerungssystem nicht in der Lage, das Trägheits
drehmoment des Getriebes entgegen einem Eingang der Räder zu
erniedrigen und daher insbesondere auf einer Straßenoberflä
che mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ungenügend.
Auf einer derartigen Straßenoberfläche ist die Reifenhaftung
schlecht und der Grad des Reifenschlupfs (Rad) tendiert zum
Wachsen über einen wünschbaren Bereich des Reifenschlupfs
(beispielsweise 10 bis 30%), wenn eine Bremskraft ausgeübt
wird. Wenn die Maschinenbremse durch das manuelle Herunter
schalten in den Maschinenbremsbereich angewendet wird, wobei
das Gaspedal losgelassen wird, werden die Räder nur durch die
Eingangsumdrehung angetrieben, die durch die anfängliche Be
wegung des Fahrzeugkörpers verursacht ist, und die Reifen
versuchen auf der Straßenoberfläche zu haften. In dem Ge
triebe ohne eine Einwegkupplung oder ein anderes richtungsbe
grenzendes Mittel auf der Ausgangsseite des CVTs (dies heißt
zwischen dem CVT und den Antriebsrädern), wird die Eingangs
umdrehung von den Antriebsrädern durch das CTV auf die Ein
gangsseite des CVTs in Richtung der Maschine transmittiert.
In diesem Falle wird das CVT auf das Minimumverhältnis des
Maschinenbremsbereichs gesteuert, und die Eingangskraft von
der Straße muß die Räder gegen das große Trägheitsdrehmoment
des CVTs entsprechend dem Minimumverhältnis des Maschinen
bremsbereichs antreiben. Dies macht es schwierig, die Radge
schwindigkeit für den optimalen Radschlupf zurückzugewinnen.
Ein ähnliches Phänomen tritt ebenfalls auf, wenn ein Anti
blockierbremssteuerungssystem die Bremsstellkraft erniedrigt,
um einen gewünschten Radschlupf zu erreichen, oder wenn ein
geübter Fahrer einen sogenannten Pumpenbremsbetrieb ähnlich
dem Antiblockierbremssystem ausführt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Übersetzungsverhältnis Steuerungssystem zu schaffen, das die
Steuerungs- und Bremscharakteristiken eines Fahrzeugs insbe
sondere auf einer Straßenoberfläche mit einem niedrigen Rei
bungskoeffizienten verbessert, indem die Antriebsräder in die
Lage versetzt werden, eine Radgeschwindigkeit wiederzugewin
nen, um einen gewünschten Pegel des Reifenschlupfs zu erzie
len.
Ein Auskoppeln einer Kupplung auf der Eingangsseite des Ge
triebes ist effektiv, um einer Maschinenblockierung vorzubeu
gen. Jedoch ist es nicht möglich, die Räder auf der schlüpf
rigen Straße durch das Auskuppeln der Transmission zwischen
der Maschine und den Antriebsrädern zu drehen. Das Steue
rungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung hält die Ma
schine und die Antriebsräder in dem verbundenen Zustand durch
die Transmission, benutzt den Antriebsraddrehzustand als Teil
der Eingabe auf die Steuerung und variiert den Übersetzungs
steuerbereich des Maschinenbremsbereichs. In der vorliegenden
Erfindung stellt sich heraus, daß das Trägheitsdrehmoment des
Getriebes auf diese Weise reduziert werden kann, und dies
trägt zur Verbesserung der Bremsfähigkeit und der Richtungs
steuerung eines Fahrzeuges insbesondere auf einer schlüpfri
gen Straßenoberfläche bei.
Die Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ver
schiedenen Mittel zeigt, die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können.
Die Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Antriebssy
stem eines kontinuierlich variablen Getriebesystems zeigt,
das in der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Die Fig. 3A und 3B sind schematische Ansichten, die ein
hydraulisches System zeigen, das in der ersten, zweiten,
dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung eingesetzt werden kann.
Die Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Schalt
steuerung zeigt, die in der ersten, zweiten, dritten und
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt
werden kann.
Die Fig. 5A und 5B sind Flußdiagramme, die eine Basis
schaltsteuerungsprozedur zeigen, die in der ersten, zweiten,
dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung eingesetzt werden kann.
Die Fig. 6 ist eine Zeichnung zum Darstellen eines Schaltmu
sters, das in der ersten, zweiten, dritten und vierten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
Die Fig. 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung des grundle
genden Prinzips der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das eine Schaltmusterände
rungsprozedur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung zeigt.
Die Fig. 9 ist eine Darstellung zum Zeigen eines Maschinen
bremsbereichsschaltmusters, das von der Prozedur der Fig. 8
geändert wurde.
Die Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das eine Schaltmusterände
rungsprozedur gemäß der zweiten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung zeigt.
Die Fig. 11 ist eine Darstellung, die ein Maschinenbremsbe
reichsschaltmuster zeigt, das von der Prozedur der Fig. 10
geändert wurde.
Die Fig. 12 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Variationen
der Radgeschwindigkeit und des Übersetzungsverhältnisses des
CVT gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das eine Schaltänderungs
prozedur gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
Die Fig. 14 ist eine Darstellung zum Illustrieren eines Ma
schinenbremsbereichsschaltmusters, das von der Prozedur der
Fig. 13 geändert wurde.
Die Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das eine Schaltmusterände
rungsprozedur gemäß der vierten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung zeigt.
Die Fig. 16 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Maschi
nenbremsbereichsschaltmusters, das von der Prozedur der Fig.
15 geändert wurde.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
den Fig. 2 bis 9 dargestellt. Ein in diesen Figuren ge
zeigtes CVT-System ist in der Basisanordnung ähnlich zu CVT-
Systemen, die in Patentdokumenten offenbart sind; einige Bei
spiele sind Japanische Provisorische Patentpublikation
S61(1986)-105353, und U.S.-Patente Nr. 4,735,113; 5,067,372;
5,240,094; und 5,249,482. Die Erklärungen dieser Dokumente
werden hier unter Bezugnahme eingeschlossen, insbesondere
über einen CVT-Mechanismus, eine Steuerungseinheit, eine
hydraulische Schaltung und eine grundlegende Schaltsteue
rungsprozedur.
In dem dargestellten Beispiel wird die vorliegende Erfindung
auf ein FF-Fahrzeug (Vorderradantrieb) angewendet, indem
linke und rechte Vorderräder durch eine Maschine angetrieben
werden. Das Fahrzeug hat ein Bremssystem, das ein Bremspedal,
einen mit dem Bremspedal verbundenen Hauptzylinder und Radzy
lindern aufweist. Jedes Rad des Fahrzeugs ist mit einem ein
zigen der Radzylinder versehen zum Konvertieren eines hydrau
lischen Fluiddrucks in eine mechanische Kraft zum Stellen der
Bremse. In diesem Beispiel wird der jedem Radzylinder zuge
führte Fluiddruck durch das gleichmäßige Teilen des Hauptzy
linderfluiddrucks des Hauptzylinders erzielt. Das Fahrzeug
dieses Beispiels ist nicht mit einem Antiblockierbremssteue
rungssystem ausgerüstet.
Die Fig. 2 zeigt ein Antriebssystem, das ein kontinuierlich
variables Getriebe einschließt. Dieses Antriebssystem umfaßt
eine Fluidkupplung 12, einen Vorwärts-/Rückwärts-Wechselme
chanismus 15, ein Getriebe 29, das in diesem Beispiel ein
kontinuierlich variables Getriebe (CVT) des V-Riementyps ist,
und eine Differentialeinheit 56. Dieses CVT-System kann eine
Drehung eines Ausgangsschaftes 10a einer Maschine 10 auf ein
Paar von Ausgangsschäften (oder Antriebsachsschäften) 66 und
68 mit einem gewünschten Übersetzungsverhältnis in einer ge
wünschten Umdrehungsrichtung übertragen.
Die Fluidkupplung 12 umfaßt eine Absperrfluid(Öl)-Kammer 12a,
einen von der Maschine 10 angetriebenen Pumpenimpeller 12b,
einen Turbinenläufer 12c und eine Absperrkupplung 12d zum di
rekten Koppeln des Pumpenimpellers 12b und des Turbinenläu
fers 12c. Der Pumpenimpeller 12b und der Turbinenläufer 12c
definieren einen Fluidschaltkreis, so daß dazwischen Leistung
durch den dynamischen Fluidbetrieb übertragen wird. Der Tur
binenläufer 12c ist mit dem Wechselmechanismus 15 durch einen
drehenden Schaft (oder Turbinenschaft) 13 verbunden.
Der Vorwärts-/Rückwärts-Fahrrichtungsumwechselmechanismus 15
umfaßt ein Planetengetriebesystem 17, eine Vorwärtskupplung
40 und eine Rückwartsbremse 50. Das Planetengetriebesystem 17
umfaßt ein Sonnengetriebe 19, eine Vielzahl von Doppelritzel
sätzen, wobei jeder ein inneres Planetenritzel 21, das in
Eingriff mit dem Sonnengetriebe 19 ist, und ein äußeres Pla
netenritzel 23 umfaßt, das mit dem inneren Ritzel 21 in Ein
griff ist, einen Planetenritzelträger 25, der die Planeten
ritzel trägt, und ein Ringgetriebe 27 (inneres Getriebe), das
in Eingriff mit den äußeren Planetenritzeln 23 ist. Das Son
nengetriebe 19 ist auf dem Turbinenschaft 13 befestigt und
antriebsmäßig mit dem Turbinenläufer 12c durch den Turbinen
schaft 13 verbunden. Die Vorwärtskupplung 40 ist zwischen dem
Turbinenschaft 13 und dem Planetenträger 25 angeordnet. Die
Rückwartsbremse 50 ist zwischen dem Ringgetriebe 27 und einem
stationären Gehäuse angeordnet. Der Planetenträger 25 ist an
treibbar mit dem V-Riemen-CVT 29 durch einen Antriebsschaft
14 verbunden. Der Wechselmechanismus 15 ist in dem Vorwärts
fahrzustand, wenn die Vorwärtskupplung 40 eingekuppelt ist
und die Rückwartsbremse 50 ausgekuppelt ist, und in den ent
gegengesetzten Fahrzustand, wenn die Vorwärtskupplung 40 aus
gekuppelt und die Rückwartsbremse 50 eingekuppelt ist.
Das V-Riemen-CVT 29 umfaßt eine Treiberriemenscheibe 16, eine
angetriebene Riemenscheibe 26 und einen V-Riemen 24 zum Über
tragen der Leistung zwischen den Riemenscheiben. Die An
triebsriemenscheibe 16 ist auf dem Antriebsschaft 14 befe
stigt und umfaßt eine in axialer Richtung stationäre konische
Scheibe 18, eine Antriebsriemenzylinderkammer 20, bestehend
aus einer ersten Kammer 20a und einer zweiten Kammer 20b,
eine in axialer Richtung bewegliche konische Scheibe 22, und
eine Nut 22a. Die stationäre konische Scheibe 18 und die be
wegliche konische Scheibe 22 stehen einander gegenüber und
definieren eine V-förmige Riemenscheibennut. Die angetriebene
Riemenscheibe 26 umfaßt eine in axialer Richtung stationäre
konische Scheibe 30, eine angetriebene Riemenscheibenzylin
derkammer 32 und eine in axialer Richtung bewegliche konische
Scheibe 34. Eine V-förmige Riemenscheibennut ist durch die
Scheiben 30 und 34 definiert. Die angetriebene Riemenscheibe
26 ist auf dem angetriebenen Schaft 28 befestigt.
Zwischen dem CVT 29 und der Differentialeinheit 56 ist ein
Getriebesatz angeordnet, der ein Antriebsgetriebe 46, das auf
dem angetriebenen Schaft 28 befestigt ist, ein auf dem Leer
laufschaft 52 montiertes und in Eingriff mit dem Antriebsge
triebe 46 stehendes Leerlaufgetriebe 48, ein auf dem Leer
laufschaft 52 befestigtes Ritzelgetriebe 54 und ein Schlußge
triebe 44 umfaßt, das in Eingriff mit dem Ritzelgetriebe 54
ist.
Das Differential 56 umfaßt ein Differentialgehäuse, das dreh
bar mit dem Schlußgetriebe 44 ist, einen in dem Differential
gehäuse montierten Differentialritzelschaft, Differentialrit
zelgetriebe 58 und 60, die drehbar auf dem Differentialrit
zelschaft montiert sind, und Seitengetriebe 62 und 64, die
auf den entsprechenden Achsenschäften 66 und 68 befestigt
sind.
Das druckaufnehmende Gebiet der angetriebene Riemenscheiben
zylinderkammer 32 hat ungefähr die halbe Größe des druckauf
nehmenden Gebiets von jedem der ersten und zweiten Kammern
20a und 20b der Antriebsriemenscheibe 16. Ein Leitungsdruck
wird als ein gemeinsamer Betriebsöldruck der angetriebene Zy
linderkammer 32 von einem in den Fig. 3A und 3B gezeigten
Hydrauliksystem zugeführt. Ein gesteuerter Fluiddruck wird
von dem Hydrauliksystem jedem Abschnitt 20a oder 20b der Zy
linderkammer 20 der Antriebsriemenscheibe 16 zugeführt. Mit
diesem gesteuerten Fluiddruck variiert die Antriebsriemen
scheibe die Weite der V-förmigen Riemenscheibennut, und da
durch variiert der effektive Radius der Kontaktposition zwi
schen dem V-Riemen 24 und der Antriebsriemenscheibe 16. Ande
rerseits wird die Weite der V-förmigen Nut der angetriebene
Riemenscheibe 26 variiert, um den effektiven Kontaktpunktra
dius zu variieren, um so umgekehrt proportional zu der Größe
der Änderung der V-Nutweite der Antriebsriemenscheibe 16 zu
sein, während der V-Riemen 24 ohne Schlupf von der mittleren
Riemenscheibe ergriffen wird. Auf diese Weise kann dieses
Riemengetriebe 29 das Riemenscheibenverhältnis der Riemen
scheiben 16 und 26 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis
kontinuierlich variieren.
Die Fig. 3 zeigt das hydraulische Steuerungssystem zum Steu
ern des Fluiddrucks.
Das in der Fig. 3 gezeigte hydraulische System umfaßt eine
Fluidpumpe 101 (Öl), ein leitungsdruckregulierendes Ventil
102, ein manuelles Ventil 104, ein Schaltkontrollventil 106,
ein Justierdruckauswahlventil 108, einen Schrittmotor 110,
einen Schaltbetriebsmechanismus 112, ein Drosselklappenventil
114, einen konstanten Druck regulierendes Ventil 116, ein
elektromagnetisches Ventil 118, ein Koppeldruck regulierendes
Ventil 120 und ein Absperrsteuerventil 122. Diese Komponenten
sind miteinander und mit der Vorwärtskupplung 40, der Rück
wartsbremse 50, der Fluidkupplung 12, der Absperrkammer 12a,
der Antriebsriemenscheibenzylinderkammer 20 und der angetrie
bene Riemenscheibenzylinderkammer 32 verbunden, wie in den
Fig. 3A und 3B dargestellt, in der gleichen Weise wie in
der vorerwähnten Japanischen Provisorischen Patentpublikation
S61-105353, U.S.-Patente 4,735,113 und 5,067,37 und den ande
ren aufgezählten Dokumenten.
In diesem in den Fig. 3A und 3B gezeigten Beispiel hat das
manuelle Ventil 104 sechs Auswahlpositionen für die L-, 2-,
D-, N-, R-, P-Bereiche. Das heißt, die Position für den 2-Be
reich ist zwischen den Positionen für den L- und den D-Berei
chen angeordnet. Eine Spule 136 wird in einer dieser sechs
Positionen gehalten. Im Gegensatz zu dem Zusatz der Auswahl
position für den 2-Bereich bleibt der Betriebsfluiddruck in
diesem hydraulischen System im wesentlichen unverändert, aber
es kommt eine leichte Änderung bei dem Betreiben in einem
später erwähnten Mikrocomputer auf.
Die Fluidpumpe 101 zieht ein hydraulisches Fluid aus einem
Reservoirtank 130 durch ein Sieb 131 und gibt das Fluid in
eine Fluidleitung (Passage) 132.
Das leitungsdruckregulierende Ventil 102 ist so angeordnet,
um einen Leitungsfluiddruck durch das Regulieren des von der
Pumpe 101 zugeführten Fluiddrucks zu erzeugen. Das leitungs
druckregulierende Ventil 102 hat Anschlüsse 146b, 146d und
146e, zu denen das Fluid von der Pumpe 101 durch die Fluid
leitung 132 zugeführt wird. Die Fluidleitung 132 ist weiter
hin mit einem Anschluß 192c des Drosselklappenventils 114,
einem Anschluß 172c des Schaltsteuerungsventils 106, einem
Anschluß 204b des konstanten druckregulierenden Ventils 116
und einem Überdruckventil 133 verbunden.
Das manuelle Ventil 104 hat einen mit Ventilbohrungen 134,
Anschlüssen 134a-134e und der obenerwähnten Spule 136 mit
Stegen 136a und 136b ausgebildeten Ventilkörper. Die Spule
136 wird zwischen den sechs Auswahlpositionen durch einen
Auswahlhebel (nicht dargestellt) nahe dem Fahrersitz bewegt.
Der Anschluß 134b kommuniziert mit der Vorwärtskupplung 40
über eine Fluidleitung 142, die eine Einwegöffnung 143 hat.
Der Anschluß 134d kommuniziert mit der Rückwartsbremse 40
über eine Fluidleitung 136, die eine Einwegöffnung 139 hat.
Das manuelle Ventil 104 steuert den zu der Vorwärtskupplung
40 und der Rückwärtsbremse 50 gelieferten Fluiddruck. Wenn
die Spule 136 in der P-Auswahlposition und der N-Auswahlposi
tion ist, sind die Vorwärtskupplung 40 und die Rückwarts
bremse beide ausgekuppelt, und Leistung wird nicht von dem
Turbinenschaft 13 auf den Antriebsschaft 14 übertragen. Die
Rückwartsbremse 40 ist eingekuppelt, wenn die Spule 136 in
der R-Auswahlposition ist, und die Vorwärtskupplung 40 ist
eingekuppelt, wenn die Spule 136 sich in der D-, 2- oder L-
Auswahlposition befindet.
Das leitungsdruckregulierende Ventil 102 hat einen mit sieben
Anschlüssen 146a-146g, einer Ventilbohrung 146, einer Spule
148 mit Stegen 148a-148e, einer in axialer Richtung beweg
lichen Büchse 150 und zwei konzentrischen Federn 152 und 154
ausgebildeten Ventilkörper. Ein Druckglied
(Übersetzungsverhältnis übertragendes Glied) 158 wird in axi
aler Richtung gleitbar von dem Ventilkörper getragen. Das
Druckglied 158 hat ein erstes Ende zum Drücken der Büchse 150
in die axiale Richtung nach links, entsprechend gesehen in
den Fig. 3A und 3B, und ein zweites Ende hat einen vor
springenden Abschnitt, der in der Nut 22a aufgenommen wird,
die in der äußeren Peripherie der beweglichen Scheibe 22 der
Antriebsriemenscheibe 16 ausgebildet ist. Die Büchse 150 be
wegt sich in den Figuren nach links, wenn das Übersetzungs
verhältnis größer wird und bewegt sich nach rechts, wenn das
Übersetzungsverhältnis abnimmt. Der Anschluß 146g befindet
sich in einer Fluidverbindung mit einer Drosselklappendruck
leitung 140. Der Anschluß 146c ist in Verbindung mit einer
Abzugsleitung 164. Der Anschluß 146f ist in Fluidverbindung
über eine Leitung 165 mit einem Anschluß 230b des kopplungs
druckregulierenden Ventils 120. Der Anschluß 165 kommuniziert
mit der Leitungsdruckleitung 132 durch eine Öffnung 199. Öff
nungen 166 und 170 sind entsprechend in den Eingängen der An
schlüsse 146b und 146g ausgebildet.
Das Schaltsteuerventil 106 hat einen Ventilkörper, der mit
einer Ventilbohrung 172 und fünf Anschlüssen 172a-172e, ei
ner Spule 174 mit Stegen 174a, 174b und 174c und einer Feder
175 versehen ist. Eine Fluidleitung 176 erstreckt sich von
dem Anschluß 170b zu der Antriebsriemenscheibenzylinderkammer
20. Eine Öffnung 177 ist in dem Ausgang des Anschlusses 172a
ausgebildet. Eine Fluidleitung 179 erstreckt sich von dem An
schluß 172d zu den angetriebenen Riemenscheibenzylinderkam
mern 32. Wenn die Spule 174 sich nach links bewegt, nimmt der
Druck in den Antriebsriemenscheibenzylinderkammern 20 zu, um
die Riemenscheibennutenbreite der Antriebsriemenscheibe 16 zu
verkleinern und die Riemenscheibennut der angetriebenen Rie
menscheibe 26 wird größer. Das heißt, der V-Riemenkontakt
punktradius der Antriebsriemenscheibe 16 nimmt zu, der V-Rie
menkontaktpunktradius der angetriebenen Riemenscheibe 26
nimmt ab, und als Ergebnis wird das Übersetzungsverhältnis
herabgesetzt. Wenn die Spule 174 sich nach rechts bewegt,
wird das Übersetzungsverhältnis sich erhöhen.
Der Schaltbetriebsmechanismus 112 umfaßt einen Hebel 178, der
einen mittleren Abschnitt hat, der mit einem Ende der Spule
174 des Schaltsteuerungsventils 106 durch einen Stift 181
verbunden ist, ein erstes Hebelende, das mit dem zweiten Ende
des Druckgliedes 156 durch einen Stift 138 verbunden ist, und
ein zweites Hebelende, das mit einem Stab 182 durch einen
Stift 185 verbunden ist. Der Stab 182 hat eine Zahnstange
182c, die in Eingriff mit einem Zahntriebwerk 110a des
Schaltmotors 110 in der Form eines Schrittmotors ist.
Unter der Steuerung einer Schaltsteuereinheit 300, die in der
Fig. 4 gezeigt ist, bewegt der Schrittmotor 110 die Spule 174
des Schaltsteuerventils 106 durch das Bewegen des Stabes 182,
und dadurch variiert das Übersetzungsverhältnis des CVT 29.
Das Auswahlventil 108 hat eine Ventilbohrung 186 und An
schlüsse 186a-186d. Der Stab 182 dient als ein Ventilele
ment des Auswahlventiles 108. Der Stab 182 ist mit Stegen
182a und 182d versehen. Der Anschluß 186a kommuniziert mit
einer Fluidleitung 188, und der Anschluß 186b ist in Verbin
dung über eine Leitung 190 mit dem elektromagnetischen Ventil
118. Der Anschluß 186c kommuniziert mit einer Leitung 189.
Das Drosselklappenventil 114 hat eine Ventilbohrung 192, An
schlüsse 192a-192g, eine Spule 194 mit 194a-194e, und
eine Vakuummembran 198. Öffnungen 202 und 203 sind entspre
chend in den Eingängen der Anschlüsse 192b und 192g ausgebil
det.
Das konstantdruckregulierende Ventil 116 hat eine Ventilboh
rung 204, Anschlüsse 204a-204e, eine Spule 206 mit Stegen
206a und 206b, und eine Feder 208. Die Anschlüsse 204a und
204c sind in Verbindung mit einer Fluidleitung 209, die mit
einem Filter 211 versehen ist. Eine Öffnung 216 ist in dem
Eingang des Anschlusses 204a ausgebildet.
Das elektromagnetische Ventil 118 hat einen Anschluß 222,
einen Solenoiden 224, eine Tauchspule 224a und eine Feder
225. Die Steuerungseinheit 300 steuert ein Einschaltverhält
nis (oder Einschaltdauer oder Arbeitszyklus) des Solenoiden
224.
Das kupplungsdruckregulierende Ventil 120 hat eine Ventilboh
rung 230, Anschlüsse 230a-230e, eine Spule 232 mit Stegen
232a und 232b und eine Feder 234. Eine Fluidleitung 235 ist
in Verbindung mit den Anschlüssen 230a und 230c, und eine
Öffnung 236 ist in dem Eingang des Anschlusses 230a ausgebil
det.
Das Absperrsteuerventil 122 hat eine Ventilbohrung 240, An
schlüsse 240a-240h, eine Spule 242 mit Stegen 242a-242e.
Eine Fluidleitung 243 erstreckt sich von den Anschlüssen 240c
und 240f zu der Absperrkammer 12a. Eine Fluidleitung 245 er
streckt sich von den Anschlüssen 240d zu der Fluidkupplung
12. Öffnungen 246, 247, 248 und 249 sind entsprechend in den
Eingängen der Anschlüsse 240b, 240c, 240g und 240h ausgebil
det.
Es sind ferner vorgesehen starterklappenartige Drosselklap
penventile 250 und 253 (Begrenzer), ein Abführventil 151 in
der Fluidleitung 245 und ein druckhaltendes Ventil 252 in der
Fluidleitung 245. Eine Fluidleitung 254 erstreckt sich von
dem druckhaltenden Ventil 252 zu einem Kühler 256 zum Kühlen
des Fluids (Öl) zur Verwendung als Schmiermittel. Ein kühler
druckhaltendes Ventil 258 ist in der Leitung 254 vorgesehen.
Die Leitung 164 erstreckt sich von diesem Ventil 258 zu der
Ansaugseite der Fluidpumpe 101. Die Leitung 254 ist mit der
Leitung 235 durch eine Öffnung 259 verbunden. Es ist weiter
hin ein Wechseldetektionsschalter 298 vorgesehen.
Die Fig. 4 zeigt die Schaltsteuereinheit 300 zum Steuern des
Schrittmotors 110 und des Solenoiden 224. In diesem Beispiel
ist die Steuerungseinheit 300 eine elektronische Steuerungs
einheit in der Form eines Mikrocomputers, der auf dem Fahr
zeug montiert ist.
Der Mikrocomputer 300 umfaßt eine Eingangsschnittstelle 311,
einen Referenzpulsgenerator 112, eine zentrale Verarbeitungs
einheit (CPU) 313, einen Nurlesespeicher (ROM) 314, einen
Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 315 und eine Ausgangs
schnittstelle 316, die durch einen Adressenbus 319 und einen
Datenbus 320 verbunden sind.
Eine Sensorgruppe führt Eingangssignale dem Mikrocomputer 300
zu. Die Sensorgruppe dieses Beispiels umfaßt einen Maschinen
umdrehungsgeschwindigkeitssensor 301, einen Fahrzeuggeschwin
digkeitssensor 302, einen Drosselklappenöffnungssensor 303,
einen Schaltpositionsschalter 304, einen Turbinenumdrehungs
geschwindigkeitssensor 305, einen Motorkühlmitteltemperatur
sensor 306, einen Bremsensensor 307, den obenerwähnten Wech
seldetektionsschalter 298, einen Geschwindigkeitssensor 402
des linken Antriebsrades (Front) und einen Geschwindigkeits
sensor 404 des rechten Antriebsrades (Front). In dem in der
Fig. 4 gezeigten Beispiel werden die Signale von den Sensor
vorrichtungen 304, 306, 307 und 298 direkt auf die Eingangs
schnittstelle 311 des Mikrocomputers 300 gegeben. Die Signale
der Sensorvorrichtungen 301, 302, 305, 402 und 404 werden
durch entsprechende Wellenformer 308, 309, 310, 322, 412 und
414 eingegeben, und das Signal von dem Sensor 303 wird durch
einen Analog-zu-Digital-Konverter 310 eingegeben.
Ein Steuersignal für den Schrittmotor 110 wird durch einen
Verstärker 317 und den Signalleitungen 317a-317d ausgege
ben. Der Mikrocomputer 300 gibt ferner ein Steuersignal an
den Solenoiden 224 aus.
Der Schaltpositionsschalter 304 dieses Beispiels erzeugt ein
Schaltpositionssignal, das eine der sechs Schaltpositionen P,
R, N, D, 2 und L anzeigt. Jede der Antriebsrädergeschwindig
keitssensoren 402 und 404 erzeugt ein sinusförmiges Signal,
das der Radgeschwindigkeit des damit verbundenen Antriebsra
des entspricht, und der entsprechende Wellenformer 412 oder
414 empfängt dieses sinusförmige Signal und erzeugt ein Puls
signal, das eine gemessene Antriebsradgeschwindigkeit VWL und
VWR darstellt.
In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fahrzeugge
schwindigkeit V von den Radgeschwindigkeiten der linken und
der rechten nicht angetriebenen Rädern zu bestimmen. In dem
Fall eines Vorderradantriebsfahrzeugs kann die Kraftfahrzeug
geschwindigkeit V gleichgesetzt werden einem Mittelwert
(arithmetisches Mittel) der linken Hinterradgeschwindigkeit,
die von einem linken Hinterradgeschwindigkeitssensor ermit
telt wurde, und der rechten Hinterradgeschwindigkeit, die von
einem rechten Hinterradgeschwindigkeitssensor ermittelt
wurde.
Die Fig. 5A und 5B zeigen eine grundlegende CVT-Schalt
steuerungsprozedur, die von dem Mikrocomputer 300 durchge
führt wird. Diese Steuerprozedur wird von einem periodischen
Taktinterrupt an einem vorbestimmten Zeitintervall (ΔT)
durchgeführt. Gemäß dieser Prozedur steuert der Mikrocomputer
300 dieses Beispiels das Übersetzungsverhältnis des CVT 29.
Die CPU 313 liest die Schaltposition, die von dem Schaltposi
tionsschalter 304 detektiert wurde, in dem Schritt 502 und
bestimmt in einem Schritt 504, ob die Schaltposition in dem
D-, 2-, L- oder R-Bereich ist. Falls die Schaltposition in
einem der D-, 2-, L- und R-Bereiche ist, fährt die CPU 313
mit einem Schritt 508 fort. Falls die Schaltposition in dem
P- oder N-Bereich sich befindet, fährt die CPU 313 mit einem
Schritt 506 fort.
Die CPU 313 liest den Drosselklappenöffnungsgrad TH, der von
dem Drosselklappenöffnungssensor 303 in dem Schritt 508 er
mittelt wurde, liest die Fahrzeuggeschwindigkeit V des von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 302 in einem Schritt 510
abgeleiteten Signals, liest die Maschinengeschwindigkeit Ne
des von dem Maschinengeschwindigkeitssensor 301 in einem
Schritt 512 abgeleiteten Signals, und liest die Turbinenge
schwindigkeit Nt, die von dem Turbinengeschwindigkeitssensor
305 in einem Schritt 514 bestimmt wurde.
Dann berechnet die CPU 313 die Geschwindigkeitsabweichung Nd
zwischen der Maschinengeschwindigkeit Ne und der Turbinenge
schwindigkeit Nt (d. h. Nd = Ne - Nt) in einem Schritt 516. In
einem nächsten Schritt 518 bestimmt die CPU 313 eine Absperr-
Ein-Fahrzeuggeschwindigkeit Von und eine Absperr-Aus-Fahr
zeuggeschwindigkeit Voff unter Verwendung einer gespeicherten
Steuerkarte. Jede der Absperr-Ein- und Aus-Fahrzeuggeschwin
digkeiten Von und Voff ist eine Funktion der Fahrzeugge
schwindigkeit V und des Drosselklappenöffnungsgrades TH, wie
in der Fig. 6 des U.S.-Patents 4,735,113 dargestellt.
In einem Schritt 520 nachfolgend dem Schritt 518 bestimmt die
CPU 313, ob eine Absperrflagge LUF gesetzt ist oder nicht.
Die CPU 313 fährt mit einem Schritt 544 fort, falls die
Flagge LUF gesetzt ist, und mit einem Schritt 522, falls sie
nicht gesetzt ist. Die CPU 313 bestimmt in dem Schritt 544,
ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als die Ab
sperr-Aus-Geschwindigkeit Voff oder nicht. Die CPU 313 fährt
mit einem Schritt 540 fort, falls V < Voff, und mit einem
Schritt 546, falls V Voff. Die CPU 313 bestimmt in dem
Schritt 522, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die
Absperr-Ein-Geschwindigkeit Von ist und fährt fort mit einem
Schritt 524, falls V < Von, und mit einem 540, falls V Von.
In dem Schritt 524 berechnet die CPU 313 eine gewünschte Ab
weichung e durch das Subtrahieren eines ersten Zielwertes Nm1
von einer gemessenen Geschwindigkeitsabweichung Nd, die in
dem Schritt 516 (d. h. e = Nd - Nm1) bestimmt wurde. Danach,
in einem Schritt 526, bestimmt die CPU 313 eine erste Rück
kopplungsverstärkung G1 entsprechend einer gewünschten Abwei
chung e durch das Wiedergewinnen (Retrieval) aus einer ge
speicherten Steuerkarte. Die CPU 313 bestimmt in einem näch
sten Schritt 528, ob die gemessene Geschwindigkeitsabweichung
Nd kleiner als eine Steuerschwelle No ist, und fährt mit ei
nem Schritt 530 fort, falls Nd < No, und mit einem Schritt
338, falls Nd No.
Die CPU 313 stellt ein gegewärtiges Leistungsverhältnis (oder
Leistungsfaktor) ein, das gleich ist einer Summe, die erhal
ten wird durch das Addieren einer sehr kleinen vorbestimmten
Menge α zu einem vorherigen Leistungsverhältnis (oder Lei
stungsfaktor) in einem Schritt 530. Dann bestimmt die CPU 313
in einem Schritt 532, ob das so bestimmte gegenwärtige Lei
stungsverhältnis kleiner als 100% ist, und fährt fort mit
einem Schritt 602, falls es kleiner als 100% ist, und mit
einem Schritt 534, falls es das nicht ist. Die CPU 313 verän
dert das gegenwärtige Leistungsverhältnis auf 100% in einem
Schritt 534, setzt die Absperrflagge LUF in einem Schritt 536
und fährt dann mit einem Schritt 602 fort. Die CPU 313 be
rechnet das gegenwärtige Leistungsverhältnis von der ge
wünschten Geschwindigkeitsabweichung e und der ersten Rück
kopplungsverstärkung G1 gemäß einer vorbestimmten mathemati
schen Beziehung in einem Schritt 538 und fährt dann mit dem
Schritt 602 fort. In dem Schritt 540 wird das gegenwärtige
Leistungsverhältnis auf Null gesetzt, und dann setzt die CPU
313 (berechnet) die Absperrflagge LUF in einem Schritt 542
zurück und fährt mit einem Schritt 602 fort. In dem Schritt
546 wird das gegenwärtige Leistungsverhältnis auf 100% ge
setzt und die CPU 313 fährt mit dem Schritt 602 fort.
In dem Schritt 602 bestimmt die CPU 313, ob die Fahrzeugge
schwindigkeit V niedriger als die Schaltsteuerungsschwellen
geschwindigkeit Vo ist. Die CPU 313 fährt mit einem Schritt
604 fort, falls V < Vo und mit einem Schritt 624, falls V
Vo. In dem Schritt 604 bestimmt die CPU 313, ob der Drossel
klappenöffnungsgrad Th kleiner als eine Leerlaufsbeurtei
lungsschwellenöffnung Tho ist. Die CPU 313 fährt mit einem
Schritt 610 fort, falls TH < THo und mit einem Schritt 606,
falls TH THo. In dem Schritt 606 wird das gegenwärtige Lei
stungsverhältnis auf 0% gesetzt. Dann stellt die CPU 313
eine gewünschte Anzahl von Pulsen Pd gleich einer maximalen
Übersetzungsverhältniszahl P1 in einem Schritt 608 ein und
fährt mit einem Schritt 630 fort. In dem Schritt 506 wird das
gegenwärtige Leistungsverhältnis gleich 0% gesetzt, und die
CPU 313 fährt mit dem Schritt 630 fort.
In dem Schritt 624 wird bestimmt, ob die Schaltposition in
dem D-Bereich ist. Falls sie in dem D-Bereich ist, dann be
stimmt die CPU 313 das Übersetzungsverhältnis entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselklappenöffnung
Th durch das Wiedergewinnen von einem Schaltmuster für den D-
Bereich in einem Schritt 626 und fährt dann mit einem Schritt
630 fort. Falls die Schaltposition nicht in dem D-Bereich
ist, bestimmt die CPU in einem Schritt 639, ob die Schaltpo
sition in dem 2-Bereich ist.
Falls sich die Schaltposition in dem 2-Bereich befindet, be
stimmt die CPU 313 das Übersetzungsverhältnis entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselklappenöffnung
TH durch das Wiedergewinnen aus einem Schaltmuster für den 2-
Bereich in einem Schritt 640 und fährt dann mit dem Schritt
630 fort. Falls die Schaltposition nicht in dem 2-Bereich
ist, bestimmt die CPU 313 in einem Schritt 642, ob die
Schaltposition in dem L-Bereich sich befindet. Falls die
Schaltposition sich in dem L-Bereich befindet, bestimmt die
CPU 313 das Übersetzungsverhältnis entsprechend der Fahrzeug
geschwindigkeit V und der Drosselklappenöffnung TH durch das
Wiedergewinnen aus einem Schaltmuster für den L-Bereich in
einem Schritt 628 und fährt dann mit einem Schritt 630 fort.
Falls die Schaltposition sich nicht in dem L-Bereich befin
det, bestimmt die CPU 313 das Übersetzungsverhältnis entspre
chend der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselklappen
öffnung TH durch das Wiederaufnehmen aus einem Schaltmuster
für den R-Bereich in einem Schritt 644 und fährt dann mit dem
Schritt 630 fort.
In dem Schritt 610 bestimmt die CPU 313, ob der Wechseldetek
tionsschalter 298 sich in dem An- oder Aus-Zustand befindet.
Die CPU 313 fährt dann mit einem Schritt 612 fort, falls er
An ist, und mit einem Schritt 620, falls er es nicht ist. In
dem Schritt 612 berechnet die CPU 313 die gewünschte Ge
schwindigkeitsabweichung e durch das Subtrahieren eines zwei
ten Zielwertes Nm2 von der bestimmten Geschwindigkeitsabwei
chung Nd (d. h. e = Nd - Nm2). Dann bestimmt die CPU 313 eine
zweite Rückkopplungsverstärkung G2 entsprechend der so be
stimmten Abweichung e durch das Wiedergewinnen von einer ge
speicherten Steuerkarte. Danach bestimmt die CPU 313 das ge
genwärtige Leistungsverhältnis von der Abweichung e und der
zweiten Rückkopplungsverstärkung G2 gemäß einer vorbestimmten
mathematischen Beziehung in einem Schritt 616, setzt die ge
genwärtige Anzahl der Pulse Pa für den Schrittmotor 110 auf
Null in einem Schritt 616 (Pa 0) und fährt mit einem
Schritt 636 fort.
In dem Schritt 630 vergleicht die CPU 313 die gegenwärtige
Anzahl Pa der Pulse mit der gewünschten Anzahl Pd. Die CPU
fährt mit einem Schritt 636 fort, falls Pa = Pd, mit einem
Schritt 632, falls Pa < Pd und mit dem Schritt 620, falls Pa
< Pd. Falls Pa < Pd, variiert die CPU 313 das Schrittmotoran
triebssignal in einer Hochschaltrichtung in dem Schritt 632,
erneuert die gegenwärtige Nummer Pa der Pulse durch das Ad
dieren von 1 auf die gegenwärtige Nummer Pa (Pa ← Pa + 1) und
fährt mit dem Schritt 636 fort. Falls Pa < Pd, variiert die
CPU 313 das Schrittmotorantriebssignal in einer Herunter
schaltrichtung in dem Schritt 620, erneuert die gegenwärtige
Anzahl Pa der Pulse durch das Subtrahieren von 1 von der ge
genwärtigen Nummer Pa (Pa ← Pa - 1) und fährt mit dem Schritt
636 fort.
In dem Schritt 636 wird das Schrittmotortreibersignal ausge
geben, und danach gibt die CPU 313 ferner das Solenoidtrei
bersignal in einem Schritt 638 aus und kehrt zu einem Haupt
programm zurück.
In diesem Beispiel, ausgenommen das Schaltmuster des R-Be
reichs, ist jeder der normalen Schaltmuster für die D-, 2-
und L-Bereiche, wie sie in den Schritten 626, 640 und 628
verwendet werden, ungefähr in der Form von einem in der Fig.
6 gezeigten Muster. In jedem dieser normalen Schaltmuster des
D, 2 und L kann die CPU 313 eindeutig das Übersetzungsver
hältnis bestimmen durch das Wiedergewinnen eines Überset
zungsverhältniswerts entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und der Drosselklappenöffnung TH aus der Steuerkarte des
Übersetzungsverhältnisses mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V
und der Drosselklappenöffnung TH als Argumente. Wenn das Mu
ster der Fig. 6 betrachtet wird als eine totale Steuerkarte
eines Schaltmusters, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V
entlang der horizontalen Achse ausgedrückt ist, die Maschi
nengeschwindigkeit Me entlang der vertikalen Achse ausge
drückt ist und die Drosselklappenöffnung TH ein Parameter
ist, wird das Übersetzungsverhältnis als konstant entlang ei
ner geraden Linie betrachtet, die eine konstante Steigung hat
und durch den Ursprung verläuft. Eine steilste gerade Linie,
die durch den Ursprung verläuft und die größte Steigung in
allen Bereichen des Schaltmusters hat, stellt ein maximales
Übersetzungsverhältnis Cmax entsprechend eines maximalen Ge
samtgeschwindigkeitsreduktionsverhältnisses des Fahrzeugs
dar. Eine flachste gerade Linie, die durch den Ursprung ver
läuft und eine geringste Steigung hat, stellt ein Minimum
übersetzungsverhältnis Cmin dar, das einem minimalen Gesamt
reduktionsverhältnis des Fahrzeugs entspricht. Das Minimum
verhältnis Cmin ist gleich einem Minimumverhältnis CDmin des
D-Bereichs.
Ein Minimumverhältnis (normales Grenzverhältnis) C2min des 2-
Bereichs ist normalerweise größer als das D-Bereichs-Minimum
verhältnis CDmin. In diesem Beispiel ist dieses (normale) 2-
Bereichs-Minimumverhältnis C2min kleiner als das Maximalver
hältnis Cmax. Die Steigung der geraden Linie, die das
(normale) 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min darstellt, ist
angeordnet zwischen den Steigungen der steilsten geraden Li
nie von Cmax und der flachsten geraden Linie von Cmin, wie in
der Fig. 6 dargestellt. In dem Falle des 2-Bereichs wird das
Übersetzungsverhältnis gemäß den Maschinen- und den Fahrzeug
betriebsparametern wie TH und V zwischen dem maximalen Ver
hältnis Cmax und dem (normalen) 2-Bereichs-Minimumverhältnis
C2min gesteuert. Der (normale) 2-Bereichs-Minimumverhältnis
C2min ist ein Hochschaltgrenze des normalen 2-Bereichs, über
das hinaus das Übersetzungsverhältnis daran gehindert wird
abzunehmen. Das Übersetzungsverhältnis wird dahin gesteuert,
gleich oder größer als diese 2-Bereichs-Hochschaltgrenze zu
sein. In dem Schaltmuster des normalen 2-Bereichs variiert
das Übersetzungsverhältnis mit der Zeit entlang einer Steuer
kurve gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drossel
klappenöffnung TH zwischen dem Maximumverhältnis Cmax und dem
normalen 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min.
Ein Minimumverhältnis (normales Grenzverhältnis) CLmin des L-
Bereichs dieses Beispiels ist gleich dem Maximumverhältnis
Cmax. Das heißt, das Schaltmuster des normalen L-Bereichs ist
fest auf das maximale Übersetzungsverhältnis Cmax unabhängig
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselklappenöff
nung TH eingestellt. In dem normalen L-Bereich wird das Über
setzungsverhältnis konstant mit dem Maximumverhältnis Cmax
beibehalten. In diesem Beispiel wird die Hochschaltgrenze des
L-Bereichs normalerweise gleich dem Maximumverhältnis Cmax
gesetzt.
Das Minimumverhältnis CDmin des D-Bereichs ist gleich dem Ge
samtminimumverhältnis Cmin. In dem D-Bereich wird das Über
setzungsverhältnis in Übereinstimmung mit der Maschine und
den Fahrzeugbetriebsparametern zwischen dem Maximumverhältnis
Cmax und dem Minimumverhältnis Cmin (= CDmin) gesteuert. In
dem Schaltmuster des D-Bereichs variiert das Übersetzungsver
hältnis mit der Zeit entlang einer Steuerkurve in Überein
stimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drossel
klappenöffnung TH zwischen dem Maximumverhältnis Cmax und dem
D-Bereichsminimumverhältnis CDmin. Das Steuerungssystem kann
das Übersetzungsverhältnis unterhalb der 2-Bereich-normalen
Hochschaltgrenze C2min bis zu dem Gesamtminimumverhältnis
Cmin verringern.
In der Fig. 6 ist eine L-2-Hochschaltgrenzdifferenz ΔCL-2
eine Differenz zwischen dem normalen Minimumverhältnis CLmin
(= Cmax) und dem normalen 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min.
Das heißt, ΔCL-2 = CLmin - C2min. Eine L-D-Hochschaltgrenz
differenz ΔCL - D ist eine Differenz zwischen dem normalen
L-Bereichs-Minimumverhältnis CLmin (CLmin = Cmax) und dem D-
Bereichs-Minimumverhältnis CDmin. Das heißt, ΔCL-D = CLmin -
CDmin.
In dem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer
ist als die Schaltsteuerungsschwellengeschwindigkeit Vo, wird
das Übersetzungsverhältnis (d. h. das Schaltmuster) auf das
Maximumverhältnis Cmax ohne Betrachtung der Bereiche der
Schaltpositionen fixiert. Diese Schwellenfahrzeuggeschwindig
keit Vo ist eine Obergrenze einer Kriechsteuerung zum Steuern
eines Kriechens, das in einem Fahrzeug auftritt, das mit ei
ner automatischen Schaltung versehen ist. Eine Schaltsteuer
schwellendrosselklappenöffnung TH1 ist ein Wert der Drossel
klappenöffnung TH an dem Maximumverhältnis Cmax, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Vo ist. Eine normale 2-Be
reichs-Minimumverhältnis-Fahrzeugsgeschwindigkeit V21 ist ein
Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die das normale 2-Be
reichs-Minimumverhältnis C2min an der Pegelöffnung TH1 be
reitstellt. Eine D-Bereichs-Minimumverhältnisfahrzeugge
schwindigkeit VD1 ist ein Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V,
die das D-Bereichs-Minimumverhältnis CDmin an der Pegelöff
nung TH1 bereitstellt. Diese Minimumverhältnisfahrzeugge
schwindigkeiten V21 und VD1 werden einfach bezogen auf eine
normale Bereichsminimumverhältnisfahrzeuggeschwindigkeit Vj1.
Diese oberen Grenzen der Kriechsteuerung können geeignet be
stimmt werden, um der später erwähnten Steuerung zum Sicher
stellen der Radgeschwindigkeit zu entsprechen. Es ist mög
lich, diese oberen Grenzen einer Kriechkontrolle auszu
schließen, wenn die Radgeschwindigkeit auf einer niedrigen µ-
Straßenoberfläche beispielsweise nicht sichergestellt ist.
Das Steuerungssystem dieser Ausführungsform ist auf die fol
genden Prinzipien gegründet.
In diesem Beispiel wird jedes der 2- und der L-Bereiche als
ein Maschinenbremsbereich bezeichnet. Das Minimumüberset
zungsverhältnis jedes Maschinenbremsbereichs, das heißt das
normale L-Bereichs-Minimumverhältnis CLmin oder das normale
2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min, ist größer als das Mini
mumverhältnis CDmin des D-Bereichs. Mit anderen Worten, das
Minimumverhältnis von jedem Maschinenbremsbereich entspricht
einem größeren Fahrzeugreduktionsverhältnis und das D-Be
reichsminimumverhältnis CDmin entspricht einem kleineren
Fahrzeugreduktionsverhältnis. Daher wird in dem Zustand, in
dem einer dieser Maschinenbremsbereiche ausgewählt und die
Drosselklappenöffnung durch ein Loslassen des Gaspedals klein
wird, wie in einem Leerlaufbetrieb, die auf die Antriebsräder
ausgeübte Bremskraft aufgrund der Maschinenbremse größer als
diejenige, die in dem Leerlaufbetrieb in dem D-Bereich er
zielt wird. In diesem Fall werden die Antriebsräder gegen die
große Bremskraft der Maschine durch die Antriebskraft am Rol
len gehalten, die von der Straßenoberfläche aufgrund des Rei
fenhaftung und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit aufgebracht
wird.
Andererseits hat das CVT ein größeres Trägheitsdrehmoment ge
genüber der obenerwähnten Antriebskraft von der Straßenober
fläche in dem Zustand, in dem das Übersetzungsverhältnis auf
das normale Minimumverhältnis eines der Maschinenbremsberei
che gesteuert wird, als in dem Fall des Minimumverhältnisses
des D-Bereichs. Nämlich die Antriebskraft von der Straßen
oberfläche muß die Antriebsräder gegen dieses große Träg
heitsdrehmoment bewegen. Jedoch ist die Reifenhaftkraft auf
einer schlüpfrigen, mit niedrigem µ versehenen Straßenober
fläche gering und mehr noch, die gegenwärtige Schlupfrate
übersteigt die gewünschte Schlupfrate, was weiter die Haft
möglichkeit der Reifen erniedrigt. An der Straßenoberfläche
mit niedrigen µ ist daher die Antriebskraft von der Straßen
oberfläche sehr klein. Als Ergebnis kann es in dem Fahrzeug,
das das CVT auf das normale Minimumverhältnis des Maschinen
bremsbereichs gesteuert hat, schwierig sein, die Geschwindig
keiten der Antriebsräder in dem gewünschten Radgeschwindig
keitsbereich zu halten, um eine Bedingung der gewünschten
Schlupfrate zu erfüllen, oder die Antriebsradgeschwindigkei
ten auf den gewünschten Radgeschwindigkeitsbereich durch das
Erhöhen der Radgeschwindigkeiten zurückzubringen. Dieses Pro
blem kann in einem Herunterschaltbetrieb, einem Leerlaufbe
triebszustand mit einem Maschinenbremsbereich oder in allen
anderen Fällen auftreten, in denen die von der Maschine auf
die Antriebsräder übertragene Antriebskraft ungenügend wird,
da der Niederdruckgrad des Gaspedals klein oder Null ist. In
dem Fall von einem gewollten Bremsbetrieb durch das Nieder
drücken des Bremspedals oder die Steueroperation eines Anti
blockierbremssteuerungssystems, kann dieses Problem ebenso
auftreten, falls die Antriebsradgeschwindigkeit niedriger als
ein gewünschter Radgeschwindigkeitspegel wird, der benötigt
wird, um den Grad des Radschlupfs innerhalb eines gewünschten
Bereichs des Radschlupfs zu halten.
Dieses Problem ist graphisch in der Fig. 7 dargestellt. In
dieser Fig. wird das Trägheitsdrehmoment des CVT auf ein
axiales Drehmoment konvertiert, wie es für eine axiale Umdre
hung benötigt wird und als TFCVT bezeichnet. Die Antriebs
kraft der Straßenoberfläche bei einem statischen Reibungsko
effizienten µ zwischen jedem Reifen und der Straßenoberfläche
wird in Termen eines axialen Drehmoments berechnet, wie er
für eine axiale Umdrehung benötigt wird und als Tµ wie T0,80,
T0,30 und T0,10 bezeichnet. Wie sich aus der Fig. 7 ergibt,
nimmt die Antriebskraft Tµ der Straße ab, wenn der Reibungs
koeffizient µ der Straßenoberfläche niedrig wird. Das Träg
heitsdrehmoment TFCVT des CVT nimmt ab, wenn das Überset
zungsverhältnis des CVT kleiner wird. Das Trägheitsdrehmoment
TFCVT des CVT erreicht einen Minimumwert, wenn das Minimum
übersetzungsverhältnis des D-Bereichs (normaler Fahrbereich)
eingestellt ist. Im Vergleich zu diesem Minimumwert des TFCVT
ist der Wert des Trägheitsdrehmoments TFCVT des CVT an dem
Minimumverhältnis C2min des 2-Bereichs wesentlich größer.
In dem Falle, daß der Straßenoberflächenreibungskoeffizient µ
ungefähr 0,80 beträgt, fällt die charakteristische Kurve der
Straßenantriebskraft T0,80 nicht unter die Kurve des Träg
heitsdrehmoments TFCVT des CVT. Daher blockieren die An
triebsräder nicht auf der Straßenoberfläche eines derartig
hohen Reibungskoeffizienten selbst dann, wenn das CVT-Über
tragungsverhältnis auf das Minimumverhältnis jedes Maschinen
bremsbereichs gesteuert wird.
Jedoch wird die Straßenantriebskraftkurve T0,30 eines Rei
bungskoeffizienten von ungefähr 0,30 niedriger als die Träg
heitsdrehmomentkurve TFCVT des CVT in dem Bereich, in dem das
Übersetzungsverhältnis relativ groß ist. Dieser Bereich, in
dem das Übersetzungsverhältnis gleich oder größer als Ca ist,
kann als ein Radblockierbereich (Antriebsrad) bezeichnet wer
den. In dem Falle eines Reibungskoeffizienten von ungefähr
0,10 schneidet die Straßenantriebskraftkurve T0,10 die Träg
heitsdrehmomentkurve TFCVT des CVTs bei einem ziemlich nied
rigen Verhältnis Cb, so daß T0,10 niedriger ist, als TFCVT in
einem breiteren Bereich. Der Radblockierbereich (Antriebsrad)
eines µ von 0,10 ist viel breiter als der Radblockierbereich
von µ = 0,30, wie in der Fig. 7 dargestellt. In dem Rad
blockierbereich, in dem die Straßenantriebskraftkurve Tµ
niedriger als die Trägheitsdrehmomentkurve TFCVT des CVT ist,
wird das Antriebsrad blockieren, wenn nicht die Antriebskraft
der Maschine zunimmt.
Aus diesem Grund werden die Maschinen und die Antriebsräder
durch die Transmission verbunden gehalten, die Antriebsradge
schwindigkeit wird als Teil eines Eingangs verwendet, um den
gewünschten Radgeschwindigkeitspegel beizubehalten oder die
Radgeschwindigkeit auf einem gewünschten Pegel anzuheben, und
zu der gleichen Zeit wird die Schaltgrenze (oder Minimumüber
tragungsverhältnis) des Maschinenbremsbereiches (wie bei
spielsweise der L-Bereich oder der 2-Bereich) herabgesetzt
von dem normalen Grenzverhältnis (wie beispielsweise das nor
male L-Bereichs-Minimumverhältnis CLmin oder dem normalen 2-
Bereichs-Minimumverhältnis C2min) auf ein verändertes Grenz
verhältnis (ein Maschinenbremsbereich-Minimumverhältnis
C′EBmin (CLFLO) niedriger Reibung wie ein niedriges µ-L-Be
reich-Minimumverhältnis C′L-min oder ein niedriges µ-2-Be
reichs-Minimumverhältnis C′2min), um die Bremskraft aufgrund
der Maschinenbremse auf die Antriebsräder zu reduzieren und
das Trägheitsdrehmoment des CVT gegen die Straßenantriebs
kraft zu reduzieren, und so dazu beizutragen, daß die An
triebsräder sich durch die Antriebskraft der Straßenoberflä
che und der Fahrzeugkörperbewegung umdrehen.
Das obenerwähnte niedrige µ-Maschinenbremsbereichs-Minimum
verhältnis CLFLO muß niedriger gesetzt werden als der An
triebsradblockierbereich. Beispielsweise ist es möglich, das
niedrige µ-Maschinenbreinsbereichs-Minimuinverhältnis CLFLO auf
ein erstes Radblockierverhinderungs-Minimumverhältnis
C0,30min kleiner Ca zu setzen, wenn der Reibungskoeffizient µ
ungefähr 0,30 ist, und auf ein zweites Minimumverhältnis
C0,10min zum Verhindern einer Radblockierung zu setzen, das
kleiner als Cb ist, wenn der Reibungskoeffizient µ ungefähr
0,10 beträgt. In dem Steuerungssystem gemäß dieser Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Minimum
verhältnis des niedrigen µ-Maschinenbremsbereichs CLFLO auf
das D-Bereichs-Minimumverhältnis CDmin eingestellt, um die
Maschinenbremskraft auf die Antriebsräder und das CVT-An
triebsdrehmoment soweit wie möglich zu reduzieren unter Be
rücksichtigung der Sicherheit in verschiedenen Situationen.
Die Größe der Radverzögerung hinsichtlich einer vorbestimmten
Bremskraft wächst in Abhängigkeit von der Abnahme des Stra
ßenreibungskoeffizienten µ. Daher ist es möglich, das Mini
mumverhältnis Cµmin zum Verhindern der Radblockierung
(beispielsweise C0,30min und C0,10min) aus der Radverzögerung
zu berechnen, und das so berechnete Verhältnis Cµmin als das
Minimumverhältnis des Maschinenbremsbereichs niedriger Rei
bung CLFLO zu verwenden. Zusätzlich ist beabsichtigt, daß
dieses Minimumverhältnis CLFLO des Maschinenbremsbereichs
niedriger Reibung der Steuerung Priorität gibt, so daß die
Antriebsräder von der Antriebskraft der Straße gedreht werden
können und daher es praktisch keine Rolle spielt, ob der L-
Bereich und der 2-Bereich ausgebildet wird.
Auf einer Straßenoberfläche mit einem hohen Reibungskoeffizi
enten unterhält jeder Reifen eine ausreichende Haftkraft, und
daher würde die Steuerung der Reduzierung der Schaltgrenze
des Maschinenbremsbereichs möglicherweise die Bremsleistungs
fähigkeit verschlechtern durch das unnötige Verringern der
Bremskraft von der Maschine auf die Antriebskraft. Das Steue
rungssystem gemäß dieser Ausführungsform ist daher ausgelegt,
die Schaltgrenzenreduktionssteuerung des Maschinenbremsbe
reichs nur dann durchzuführen, wenn die Verringerungsrate der
Radgeschwindigkeit hinsichtlich der Zeit größer als ein vor
bestimmter Wert ist.
Das Steuerungssystem gemäß dieser Ausführungsform ist ferner
ausgelegt die Schaltgrenzenreduktionssteuerung des Maschinen
bremsbereichs zu beenden, wenn ein Übersetzungsschaltbereich,
(wie ein D-, P-, R- oder N-Bereich) anders als der Maschinen
bremsbereich ausgewählt wird, da die Maschinenbremskraft und
das Trägheitsdrehmoment des Getriebes nicht problematisch
sind, und die Schaltgrenzenreduktionssteuerung nicht ge
wünscht wird.
Fig. 8 zeigt eine Schaltmusteränderungsprozedur gemäß der er
sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Mikro
computer 300 führt diese Prozedur aus, um das Schaltmuster an
regulären Intervallen einer vorbestimmten Zykluszeit (ΔT)
durch einen Taktunterbrecher durchzuführen. Das in dieser
Prozedur berechnete Schaltmuster ist in dem RAM 315 gespei
chert und der Mikrocomputer 300 führt die Schaltsteuerung der
Fig. 5 unter Verwendung des gerade vergangenen, in dem RAM
315 gespeicherten Schaltmusters durch. Daher ist die Priori
tät der Prozedur der Fig. 8 höher als diejenige der Fig. 5.
Am Schritt S1 liest die CPU 313 des Bordmikrocomputers 300
jede Radgeschwindigkeit Vwj, die von dem linken Antriebsrad
geschwindigkeitssensor 402 oder dem rechten Antriebsradge
schwindigkeitssensor 404 gemessen wurde.
In einem Schritt S2 liest die CPU 313 die von dem Schaltposi
tionsschalter 304 gemessene Schaltposition.
In einem Schritt S3 bestimmt die CPU 313, ob die in dem
Schritt S2 erhaltene Schaltposition in dem Maschinenbremsbe
reich liegt oder nicht. In diesem Beispiel bestimmt die CPU
313, ob die Schaltposition in einem der L- und 2-Bereiche ist
oder nicht. Falls die gemessene Schaltposition in einem der
P-, R-, N- und B-Bereiche ist, dann fährt die CPU 313 von dem
Schritt S3 zu einem Schritt S4 fort. Falls die Schaltposition
in dem Maschinenbremsbereich ist, d. h., falls der L- oder 2-
Bereich ausgewählt ist, schreitet die CPU 313 von dem Schritt
S3 zu einem Schritt S5 fort.
In dem Schritt S4 setzt die CPU 313 die Schaltgrenzen der L-
und S-Bereiche in den Steuerkarten entsprechend auf das nor
malen L-Bereich-Minimumverhältnis CLmin (= Cmax) und C2min,
und speichert die so erneuerten Schaltgrenzen der L- und 2-
Bereiche in dem RAM 315. Dann fährt die CPU 313 von dem
Schritt S4 zu einem Schritt S6 fort.
In dem Schritt S5 liest die CPU 313 einen gerade vergangenen
Wert jeder vorherigen Radgeschwindigkeit Vwjo, die in dem RAM
316 gespeichert ist.
In dem Schritt S7 nachfolgend dem Schritt S5, berechnet die
CPU 313 jede Radverzögerung αwj gemäß der folgenden Gleichung
(1) unter Verwendung der entsprechenden gegenwärtigen Radge
schwindigkeit Vwj, die in dem Schritt S1 erhalten wurden und
der entsprechenden vorangegangenen Radgeschwindigkeit Vwjo,
die in dem Schritt S5 erhalten wurde.
αwj = (Vwjo - Vwj)/ΔT (1)
In einem Schritt S8 nachfolgend dem Schritt S7 wählt die CPU
313 eine kleinere der Radverzögerung αwj der linken und rech
ten Antriebsräder aus, die in dem Schritt S7 bestimmt wurden,
durch die Durchführung des Auswahl-Niedrig (select-low) und
setzt eine Radverzögerung αw gleich dem ausgewählten kleine
ren Verzögerungswert. Dann fährt die CPU 313 mit einem
Schritt S9 fort.
In dem Schritt S9 bestimmt die CPU 313, ob die in dem Schritt
S8 bestimmte Radverzögerung αw größer als ein vorbestimmter
Radverzögerungswert αwo ist. Die CPU 313 fährt direkt mit dem
Schritt S6 fort, falls aw kleiner als αwo ist, und mit einem
Schritt S10, falls αw größer als αwo ist. Es ist möglich, die
Radverzögerung, die die Rate der Veränderung der Radgeschwin
digkeit ist, und die positiv ist, wenn die Radgeschwindigkeit
zunimmt und negativ, wenn die Radgeschwindigkeit abnimmt, zu
verwenden. In diesem Falle bestimmt die CPU in dem Schritt
S9, ob die negative Radverzögerung gleich oder kleiner als
der vorbestimmte negative Radverzögerungswert ist, dessen ab
soluter Wert gleich αwo ist. Falls der absolute Wert der ne
gativen Radbeschleunigung gleich oder größer als der absolute
Wert des vorbestimmten negativen Radbeschleunigungswerts ist,
fährt die CPU 313 mit dem Schritt S10 fort.
Der vorbestimmte Radverzögerungswert αwo wird wie folgt aus
gewählt: Die Radverzögerung überschreitet diesen vorbestimm
ten Verzögerungswert αwo, wenn das Rad eine große Bremskraft
auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizien
ten erfährt und unter Zunahme der Tendenz zum Radblockieren
verzögert, aber die Radverzögerung überschreitet diesen Wert
αwo auf der Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten
selbst bei einem harten Bremsen nicht.
In dem Schritt S10 setzt die CPU 313 die Hochschaltgrenzen
der L- und 2-Bereiche auf die niedrigen µ-Minimumverhältnis
ses C′Lmin und C′2min (kleine modifizierte Grenzverhält
nisse). In diesem Beispiel sind das niedrige µ-L-Bereichs-Mi
nimumverhältnis C′Lmin und das niedrige µ-2-Bereichs-Minimum
verhältnis C′2min beide gleich dem Minimumverhältnis Cmin (=
D-Bereichs-Minimumverhältnis CDmin). Dann speichert die CPU
313 diese Werte in dem RAM 315 und fährt von dem Schritt S10
mit dem Schritt S6 fort.
Der Schritt S6 wird von dem Schritt S4 oder dem Schritt S10
erreicht. In dem Schritt S6 erneuert die CPU 313 die vorange
gangenen Radgeschwindigkeiten Vwjo durch das Speichern der
gegenwärtigen Radgeschwindigkeiten, die in dem Schritt S1 als
die vorangegangenen Radgeschwindigkeiten erzielt wurden, in
dem RAM 315. Nach dem Schritt S6 kehrt die CPU 313 zu dem
Hauptprogramm zurück.
Dieses Steuerungssystem wird wie folgt betrieben:
Wenn das Fahrzeug sich auf einer Straßenoberfläche eines ho hen Reibungskoeffizienten wie beispielsweise eine trockene gepflasterte Straßenoberfläche bewegt, wobei das Gaspedal losgelassen und der D-Bereich ausgewählt wird, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird oder die Fahr zeuggeschwindigkeit zunimmt, wiederholt das Steuerungssystem den Fluß der Schritte S1, S4, S6 und des Endschrittes, um zu dem Hauptprogramm zurückzukehren. Daher führt das Steuerungs system die normale Übersetzungsverhältnissteuerung der Fig. 5 ohne das Ändern der Schaltmuster aus.
Wenn das Fahrzeug sich auf einer Straßenoberfläche eines ho hen Reibungskoeffizienten wie beispielsweise eine trockene gepflasterte Straßenoberfläche bewegt, wobei das Gaspedal losgelassen und der D-Bereich ausgewählt wird, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird oder die Fahr zeuggeschwindigkeit zunimmt, wiederholt das Steuerungssystem den Fluß der Schritte S1, S4, S6 und des Endschrittes, um zu dem Hauptprogramm zurückzukehren. Daher führt das Steuerungs system die normale Übersetzungsverhältnissteuerung der Fig. 5 ohne das Ändern der Schaltmuster aus.
Falls, von diesem Zustand, der Fahrer das Gaspedal ohne die
Betätigung der Bremsen losläßt, kommt das Fahrzeug in einen
Leerlaufbetrieb. In diesem Leerlaufbetrieb wird ein sogenann
tes Rückdrehmoment aufgrund der Maschinenbremse auf jedes Rad
als eine Bremskraft ausgeübt. Das Steuerungssystem folgt je
doch der Sequenz der Schritte S1, S4 und S6, da das Getriebe
sich immer noch in dem D-Bereich befindet.
Falls, auf der Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizi
enten das Übersetzungsverhältnis unter Zwang erhöht wird und
die Maschinenbremse auf jedes Antriebsrad durch ein manuelles
Herunterschalten von dem D-Bereich in dem L- oder 2-Bereich
ausgeübt wird, tritt das Steuerungssystem in den Zweig der
Schritte S5, S7 und S8 von dem Schritt S2 aus ein. Auf der
Straßenoberfläche mit hohem µ überschreitet die Radverzöge
rung αw nicht den vorbestimmten Pegel αwo, außer das Bremspe
dal wird niedergetreten. Daher geht das Steuerungssystem von
dem Schritt S5 zu dem Schritt S6 unter Umgehung des Schrittes
S10 über und hält die normalen Schaltmuster des L- und 2-Be
reiche unverändert, die in dem RAM 315 gespeichert sind. Da
her steuert das Steuerungssystem das Übersetzungsverhältnis
auf einen größeren Pegel, was in einem größeren Gesamtreduk
tionsverhältnis des Fahrzeuges resultiert und hilft so, die
Bremsleistungsfähigkeit des Fahrzeuges zu verbessern, indem
es der Maschine ermöglicht, ein größeres Maschinenbremsrück
drehmoment auf die Antriebsräder auszuüben.
Wenn, immer noch in dem Zustand des hohen Reibungskoeffizien
ten des L- oder 2-Bereiches, das Fahrzeug mit dem Leerlauf
beginnt, wie es in einem Übergang von einem Hügelaufwärtsbe
trieb in einen Hügelabwärts- oder Pegelbetrieb ist, reduziert
sich die Antriebskraft von der Maschine bemerkenswert, und
das Übersetzungsverhältnis wird auf das Minimumverhältnis des
L- oder 2-Bereichs wegen einer Abnahme der Drosselklappenöff
nung gesetzt, so daß jedes Antriebsrad eine große Bremsung
von dem Rückdrehmoment der Maschinenbremse empfängt und das
CVT-Trägheitsdrehmoment relativ groß bleibt. In diesem Fall
jedoch bleibt die Tendenz in Richtung des Radblockierens ge
ring auf dieser Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizi
enten und die Radverzögerung αw bleibt unter dem vorbestimm
ten Pegel αwo. Daher umgeht das Steuerungssystem immer noch
den Schritt S10, hält das Maschinenbremsbereichsschaltmuster
unverändert und ermöglicht es der Maschinenbremse, eine große
Bremskraft auf die Antriebsräder auszuüben.
Auf diese Weise auf der Straße mit großem Reibungskoeffizien
ten erniedrigt dieses Steuerungssystem nicht die Schaltgren
zen der L- und 2-Bereiche und stellt die ausreichende Brems
möglichkeit sicher durch das Durchführen der besten Verwen
dung der Maschinenbremse.
Auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem µ, wie eine mit
Schnee oder Eis bedeckte Straßenoberfläche oder einer nassen
gepflasterten Straßenoberfläche, erhöht im Gegensatz dazu die
Bremskraft bereitwillig die Tendenz der Räder zu blockieren
und die von der Straßenoberfläche mit niedrigem µ aufge
brachte Antriebskraft auf das Rad ist nicht ausreichend, um
die Radgeschwindigkeit wieder zu erreichen. Auf einer derar
tigen schlüpfrigen Straßenoberfläche wird daher die Radge
schwindigkeit sofort erniedrigt und die Radverzögerung wird
auf oberhalb des Grenzwertes αwo erhöht durch eine Betätigung
des Bremspedals oder eines manuellen Herabschaltens oder ei
nes Übergang in einen Leerlaufzustand in dem L- oder 2-Be
reich. Wenn die Radverzögerung auf diese Weise in dem L- oder
2-Bereich zunimmt, prüft das Steuerungssystem dieses Beispie
les die Radverzögerung in dem Schritt S9 der Fig. 9 und än
dert in dem Schritt S10 die Schaltgrenze der L- und der 2-Be
reiche auf die reduzierten, modifizierten Grenzverhältnisse,
die in diesem Beispiel untereinander gleich sind, d. h. C′Lmin
= C′2min = CLFLO und die in diesem Beispiel gleich dem D-Be
reich-Minimumverhältnis CDmin sind, d. h. C′Lmin = C′2min -
CLFLO = CDmin. Das Steuerungssystem verändert so die Schalt
muster der L- und 2-Bereiche durch das Speichern dieser redu
zierten modifizierten Grenzverhältnisse C′Lmin und C′2min in
dem RAM 315 anstelle der normalen Grenzverhältnisse CLmin und
C2min. Nachdem die Schaltmuster in dem Schritt S10 geändert
sind, hält das Steuerungssystem die modifizierten Schaltmu
ster mit den modifizierten Schaltgrenzen in den Steuerkarten
bei, solange wie die Schaltposition in dem L- oder 2-Bereich
ist, unabhängig von der Größe der Radverzögerung, d. h. unab
hängig, ob die Antwort auf den Schritt S9 bejahend oder nega
tiv ist.
Während die Schaltposition unverändert in dem L- oder 2-Be
reich gehalten wird, und die Schaltgrenzen der L- oder 2-Be
reiche gleich dem reduzierten modifizierten Grenzverhältnis
sen C′Lmin und C′2min gehalten werden, die gleich dem P-Be
reichs-Minimumverhältnis CDmin ist, steuert das Steuerungssy
stem das Übersetzungsverhältnis des CVT 29 in der gleichen
Weise wie in dem D-Bereich, in Übereinstimmung mit den Ma
schinen- und Fahrzeugbetriebsparametern durch Ausführen der
Steuerprozeduren der Fig. 5A und 5B. Daher kann das Steue
rungssystem genügend das Gesamtreduktionsverhältnis das Fahr
zeugs erniedrigen, indem das Übersetzungsverhältnis des CVT
über die normalen Hochschaltgrenzen der L- und 2-Bereiche als
Antwort auf eine Abnahme der Drosselklappenöffnung erniedrigt
werden. Dadurch kann das Steuerungssystem die Bremskraft von
der Maschine und dem Getriebeträgheitsdrehmoment, die gegen
die Antriebskraft von der Straßenoberfläche wirken, erniedri
gen und helfen, daß die Antriebsräder die wünschenswerte Rad
geschwindigkeit beibehalten oder wiederherstellen. Auf diese
Weise kann das Steuerungssystem die Lenksteuerung und den
Bremsweg verbessern.
Wenn der Fahrer den Auswahlhebel von der L- oder 2-Position
für den Maschinenbremsbereich zu der D-Position oder einer
anderen Schaltposition, wie die P-, N- oder R-Position, be
wegt, erreicht das Steuerungssystem den Schritt S4 von dem
Schritt S3 aus und stellt die Schaltmuster der L- und 2-Be
reiche auf die normalen begrenzten Bereiche mit den normalen
L- und 2-Bereichs-Minimumverhältnissen CLmin und C2min wieder
her.
Falls der Fahrer den 2-Bereich auswählt und das Gaspedal
freiläßt oder losläßt, um einen Leerlaufbetrieb zu beginnen,
wenn das Übersetzungsverhältnis mit einem Verhältnis Ccoast
gesteuert wird, welches größer als das normale 2-Bereichs-Mi
nimumverhältnis C2min ist, wie in der Fig. 9 dargestellt,
dann erniedrigt das Steuerungssystem das Übersetzungsverhält
nis von Ccoast in Übereinstimmung mit der Abnahme des Dros
selklappenöffnungsgrads TH, und das Übersetzungsverhältnis
erreicht das normale 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min bald
nach dem Beginn des Leerlaufbetriebs. Falls die Bremskraft
der Maschinenbremse klein bleibt und die Antriebsradverzöge
rung αw unter dem voreingestellten Wert αwo bleibt, dann
schreitet das Steuerungssystem von dem Schritt S9 direkt zu
dem Schritt S6 und verhindert, daß das Übersetzungsverhältnis
unterhalb des normalen 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min er
niedrigt wurde durch das Auslassen des Schrittes S10. Dieses
normale 2-Bereichs-Minimum C2min ist größer als ein Minimum
übersetzungsverhältnis Clock (Cblockier), dargestellt in der
Fig. 9, zum Verhindern eines Radblockierens auf einer
schlüpfrigen Straßenoberfläche mit einer statischen Reibungs
koeffizienten µ der Reifen-Straßenoberfläche eines niedrigen
Pegels wie beispielsweise 0,30 oder 0,10. Dieses blockierver
hindernde Minimumverhältnis Clock wird durch die Konversion
von dem CVT-Trägheitsdrehmoment TFCVT erreicht. Falls daher
die Begrenzung des Hochschaltens auf dieses normale 2-Be
reichs-Minimumverhältnis C2min fortgesetzt wird auf der
schlüpfrigen Radoberfläche, würde die Antriebskraft von der
schlüpfrigen Radoberfläche zu schwach bleiben, um die Radge
schwindigkeit gegenüber der Maschinenbremskraft und dem CVT-
Trägheitsdrehmoment zu erhöhen, und die Antriebsräder würden
die Geschwindigkeit schnell verlieren und in das Radblockie
ren fallen. Das Steuerungssystem gemäß dieser Ausführungsform
kann dieses vermeiden durch das Beobachten der Antriebsrad
verzögerung in dem Schritt S9 und das Erweitern der Überset
zungsverhältnissteuerbereiche der L- und 2-Bereiche auf die
Breite (ΔCL-D) des D-Bereichs. Das Steuerungssystem ernied
rigt daher das Übersetzungsverhältnis über die normale Hoch
schaltgrenze C2min auf das D-Bereichs-Minimum CDmin in Über
einstimmung damit, daß die Drosselklappenöffnung TH von dem
Leerlaufbetrieb erniedrigt wird. Daher kann das Steuerungssy
stem die Maschinenbremskraft und das CVT-Trägheitsdrehmoment
erniedrigen, und die Antriebskraft Tµ der Straßenoberfläche
in die Lage versetzen, die Antriebsräder gegen das CTV-Träg
heitsdrehmoment TFCVT, wie dargestellt in der Fig. 7, zu dre
hen. Die Antriebsräder gewinnen daher ihre Radgeschwindigkeit
wieder oder halten die Radgeschwindigkeit in dem optimalen
Bereich, um eine entsprechende Bremswirkung zu schaffen.
Währenddies durchläuft die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindig
keit nur geringe oder keine Änderungen, und das Steuerungssy
stem erniedrigt das Übersetzungsverhältnis entlang einer ver
tikalen geraden Linie einer konstanten Fahrzeuggeschwindig
keit, wie in der Fig. 9 dargestellt, auf das D-Bereichs-Mini
mumverhältnis, obwohl das Übersetzungsverhältnis auf dem nor
malen 2-Bereichs-Minimumverhältnis für eine Weile gehalten
werden kann. Der Wechsel (oder das Ersetzen) der Schaltgren
zen der Maschinenbremsbereiche verursacht eine temporäre
leichte Fluktuation der Maschinengeschwindigkeit, aber diese
Fluktuation verschwindet sofort.
Durch den so erzielten Bremseffekt erniedrigt sich die Fahr
zeuggeschwindigkeit V, und das Übersetzungsverhältnis wird in
dem D-Bereichs-Minimumverhältnis gehalten, bis die Fahrzeug
geschwindigkeit V die D-Bereichs-Minimumverhältnis-Fahrzeug
geschwindigkeit VD1 erreicht, dargestellt in den Fig. 6
und 7. Mit einer weiteren Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
wird das Übersetzungsverhältnis entlang einem horizontalen
Linienabschnitt des Drosselklappenöffnungs-Schwellenventils
TH1 erhöht, dargestellt in den Fig. 6 und 9. In diesem Zu
stand wirkt die Maschinenbremskraft effektiv und das Steue
rungssystem kann das Übersetzungsverhältnis ohne Verschlech
terung der Bremswirkung erhöhen.
Jede der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in
einem Fahrzeug betreibbar, das mit einem Antiblockierbrems
steuerungssystem (ebenfalls als Reifenschlupfbremssteuerungs
system bezeichnet) ausgerüstet ist. In diesem Fall kann das
Steuerungssystem die Prozedur der Fig. 8 (in dem Falle der
ersten Ausführungsform) zusammen mit dem Stellsignal des An
tiblockierbremssteuerungssystems durchführen. Mehr noch, es
ist möglich, einen Betrieb zu verwenden (als ein Schritt in
dem Flußdiagramm der Fig. 8 in dem Falle der ersten Ausfüh
rungsform), um den Grad des Reifenschlupfs zusätzlich zu dem
Schritt des Bestimmens der Radverzögerung zu bestimmen.
In der ersten Ausführungsform, obwohl verschiedene andere In
terpretationen möglich sind, ist es möglich oder optional die
Schritte S1, S5, S6, S7 und S8 der Fig. 8 als entsprechend
einem Radverzögerungssensormittel 801 zu betrachten, darge
stellt in der Fig. 1; zumindest der Schritt S10 als entspre
chend einem Schaltgrenzänderungsmittel 802 zu betrachten,
dargestellt in der Fig. 1; zumindest der Schritt S4 als ent
sprechend dem Schaltgrenz- (oder Muster)-Wiederherstellungs
mittel 803 zu betrachten, und die Steuerprozedur der Fig. 5
als entsprechend einem Verhältnissteuerungsmittel 702 zu be
trachten, dargestellt in der Fig. 1.
Eine zweite Ausführungsform ist in den Fig. 10 und 11 dar
gestellt. Ein CVT-Schaltsteuerungssystem gemäß der zweiten
Ausführungsform ist nahezu das gleiche wie das in den Fig.
2 bis 9 dargestellte CVT-System. Insbesondere das Antriebssy
stem, das hydraulische System, die Steuerungseinheit und die
grundlegenden Schaltsteuerungsprozeduren und die grundlegen
den Schaltmuster gemäß der zweiten Ausführungsform sind im
wesentlichen identisch mit denjenigen gemäß der ersten Aus
führungsform, dargestellt in den Fig. 2, den Fig. 3A
und B, Fig. 4, Fig. 5A und 5B und den Fig. 6 und 7. Die
Fig. 1 bis 7 sind für die erste und zweite Ausführungsform
und den nachfolgenden Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung gemeinsam.
Das Steuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform ist
ausgelegt, die Hochschaltgrenze des zumindestens einen Ma
schinenbremsbereichs durch eine Größe (ΔCLmin, ΔC2min) zu
erniedrigen, der in Übereinstimmung mit dem gemessenen Rad
verzögerungszustand bestimmt wird, wenn die Radverzögerung αw
größer als der vorbestimmte Pegel αwo aus den folgenden Grün
den ist.
Wenn beispielsweise die Räder eine große Bremskraft während
einem relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbetrieb auf einer
Straßenoberfläche mit niedrigem µ aufnehmen, dann wird die
Radgeschwindigkeit mit einer hohen Rate von einem Pegel aus
verringert, der Schritt mit der Fahrzeuggeschwindigkeit hält
und sehr von einem gewünschten Radgeschwindigkeitspegel ab
weicht, um den Grad des Reifenschlupfs (der aus der Radge
schwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird,
innerhalb des gewünschten Bereiches zu halten. Um nun schnell
diese große Abweichung der gegenwärtigen Radgeschwindigkeit
von dem gewünschten Pegel zu reduzieren und dabei die Brems
wirkung sicherzustellen, ist es wünschenswert, die Redukti
onsgrößen, durch die die Maschinenbremskraft und das CVT-
Trägheitsdrehmoment reduziert werden, in Übereinstimmung mit
dieser Abweichung zu erhöhen. Daher ist es in einem gewissen
Sinne möglich und nützlich, die Reduktionsgröße (ΔCLmin, Δ
C2min) der Hochschaltgrenze des Maschinenbremsbereichs in
Übereinstimmung mit der Abweichung der gemessenen gegenwärti
gen Radgeschwindigkeit von der gewünschten Radgeschwindigkeit
zu erhöhen. Jedoch ist die Abweichung ein Ergebnis der Verzö
gerung durch die Maschinenbremskraft und des CVT-Trägheits
drehmoments und entspricht einem Integral der Antriebsradver
zögerung, so daß diese Abweichung eine Verzögerung einführt,
wenn sie als Eingang in das Steuerungssystem verwendet wird.
In der zweiten Ausführungsform wird daher die Reduktionsgröße
(ΔCLmin, ΔC2min) der Maschinenbremsbereichsschaltgrenze in
Übereinstimmung mit der Radverzögerung bestimmt.
Die Fig. 10 zeigt eine Schaltmusteränderungsprozedur gemäß
der zweiten Ausführungsform, die der Mikrocomputer 300 durch
führt, um das Schaltmuster in regulären Intervallen einer
vorbestimmten Zykluszeit (ΔT) durch eine Taktinterruptrou
tine zu ändern.
In einem Schritt S11 liest die CPU 313 des Steuerungssystems
gemäß der zweiten Ausführungsform die linken und rechten An
triebsrädergeschwindigkeiten VwL und VwR, die von dem linken
Antriebsradgeschwindigkeitssensor 402 und dem rechten An
triebsradgeschwindigkeitssensors 404 gemessen wurden.
In einem Schritt S12 liest die CPU 313 die Schaltposition,
die von dem Schaltpositionsschalter 304 gemessen wurde.
In einem Schritt S13 prüft die CPU 313 die in dem Schritt S12
erhaltene Schaltposition und bestimmt, ob der Maschinenbrems
bereich (der in diesem Beispiel der 2-Bereich oder der L-Be
reich ist) ausgewählt wurde oder nicht. Falls der ausgewählte
Bereich einer der P-, R-, N- und D-Bereiche ist, fährt die
CPU 313 von dem Schritt S13 mit einem Schritt S14 fort. Falls
die Schaltposition in der Position ist, um den Maschinen
bremsbereich auszuwählen, d. h. falls der L- oder 2-Bereich
ausgewählt wird, dann schreitet die CPU 313 von dem Schritt
S13 zu einem Schritt S15 fort.
In dem Schritt S14 setzt die CPU 313 die Hochschaltgrenzen
der L- und 2-Bereiche in den Steuerkarten entsprechend der
Fig. 6 gleich dem normalen L-Bereichsminimumverhältnis CLmin
(= Cmax) und dem entsprechenden C2min, und speichert die so
erneuerten Schaltgrenzen des L- und des 2-Bereichs in dem RAM
315, dann fährt die CPU 313 von dem Schritt S14 mit einem
Schritt S16 fort.
In dem Schritt S15 liest die CPU 313 die gerade vergangenen
Werte der vorangegangenen linken und rechten Antriebsradge
schwindigkeiten Vwjo, die in dem RAM 315 gespeichert sind.
In dem Schritt S17 berechnet die CPU 313 die linken und rech
ten Radverzögerungen αwL und αwR gemäß der folgenden Glei
chungen (1a) und (1b) unter Verwendung der gegenwärtigen lin
ken und rechten Antriebsradgeschwindigkeiten VwL und VwR, die
in dem Schritt S11 erhalten wurden, und der vorangegangenen
linken und rechten Radgeschwindigkeit VwLo und VwRo, die in
dem Schritt S15 erhalten wurden.
αwL = (VwLo - VwL)/ΔT (1a)
αwR = (VwRo - VwR)/ΔT (1b)
In einem Schritt S18 bestimmt die CPU 313 die
(representative) Radverzögerung αw, die in diesem Beispiel
gleich einer kleineren der linken und rechten Antriebsradver
zögerung αwL und αwR gesetzt wird. Dann fährt die CPU 313 mit
einem Schritt S19 fort.
In dem Schritt S19 bestimmt die CPU 313, ob die in dem
Schritt S18 bestimmte Radverzögerung αw größer als die vorbe
stimmte Radverzögerung αwo ist. Die CPU 313 fährt mit einem
Schritt S16 fort, der dem Schritt S6 in Fig. 8 entspricht,
falls αw < αwo, und mit einem Schritt S20, falls αw < αwo.
Wenn αwo = αwo, fährt das Programm dieses Beispiels mit dem
Schritt S16 fort, aber das Programm kann ausgelegt sein,
statt dessen mit dem Schritt S20 fortzufahren. Normalerweise
überschreitet die Radverzögerung nicht diesen Wert αwo auf
einer Straßenoberfläche mit hoher Reibung, selbst durch ein
hartes Betätigen des Bremspedals, aber dieser Radverzöge
rungswert αwo wird überschritten, wenn eine große Bremskraft
auf einer Straßenoberfläche niedriger Reibung ausgeübt wird,
und die Tendenz zum Radblockieren vergrößert sich.
Die Schritte S11 bis S19 der Fig. 10 sind im wesentlichen
identisch mit den Schritten S1 bis S9 der Fig. 8.
In dem Schritt S20 berechnet die CPU 313 einen absoluten Wert
des Radverzögerungsabweichungsbetrags |Δαw| unter Verwendung
der Radverzögerung αw, die in dem Schritt S18 erhalten wurde,
und dem obenerwähnten vorbestimmten Radverzögerungswert αwo.
Das heißt;
|αw| = |αwo - αw| (2)
Nach dem Schritt S20 fährt die CPU 313 mit einem Schritt S21
fort.
In dem Schritt S21 berechnet die CPU 313 eine L-Bereichs-
Grenzverhältnisreduktion ΔCLmin und eine 2-Bereichs-Grenz
verhältnisreduktion ΔC2min gemäß den folgenden Gleichungen
(3) und (4) unter Verwendung des in dem Schritt S20 erhalte
nen Verzögerungsabweichungsbetrags |Δαw|.
ΔCLmin = k|Δαaw| (3)
ΔC2min = ΔCLmin - ΔCL-2 = k|Δαw| - ΔCL-2 (4)
In diesen Gleichungen ist k eine vorbestimmte Proportionali
tätskonstante. Nach dem Schritt S20 fährt die CPU 313 mit ei
nem Schritt S22 fort.
In dem Schritt S22 bestimmt die CPU 313, ob die in dem
Schritt S21 berechnete L-Bereichsverhältnisreduktion ΔCLmin
gleich oder größer als die größte Verhältnisdifferenz ΔCL-D
ist, dargestellt in der Fig. 6. Falls die L-Bereichsverhält
nisreduktion ΔCLmin, die eine Differenz ist, die sich aus
der Subtraktion des Gesamtminimumverhältnisses Cmin (= CDmin)
von dem Gesamtmaximumverhältnis Cmax (CLmin) ergibt, dann
fährt die CPU von dem Schritt S22 mit einem Schritt 23 fort.
Falls ΔCLmin < ΔCL-D, dann fährt die CPU 313 mit einem
Schritt S24 fort.
In dem Schritt S23 setzt die CPU 313 jede der Hochschaltgren
zen der L- und 2-Bereiche gleich dem D-Bereichs-Minimumver
hältnis CDmin (= Cmin) und speichert die so erneuerten Grenz
verhältnisse der L- und 2-Bereiche in dem RAM 315. Nach dem
Schritt S23 fährt die CPU 313 mit dem Schritt S16 fort.
Auf der anderen Seite, in dem Schritt S24 berechnet die CPU
313 die modifizierten (niedriges µ) Grenzverhältnisse C′Lmin
und C′2min der L- und 2-Bereiche gemäß der folgenden Glei
chung unter Verwendung der Verhältnisreduktionsgrößen ΔC2min
und ΔCLmin, die in dem Schritt S21 bestimmt werden.
C′Lmin = CLmin - ΔCLmin (5a)
C′2min = C2min - ΔC2min (5a)
In diesem Beispiel sind die modifizierten (niedriges µ)
Grenzverhältnisse C′Lmin und C′2min der L- und 2-Bereiche
miteinander gleich. Das heißt C′Lmin = C′2min = CLFLO. Von
dem Schritt S24 fährt die CPU 313 mit einem Schritt S25 fort.
In dem Schritt S25 setzt die CPU 313 die Hochschaltgrenzen
der L- und 2-Bereiche gleich den modifizierten Grenzverhält
nissen, die in dem Schritt S24 bestimmt wurden, und speichert
die so erneuerten Hochschaltgrenzen in dem RAM 315. Dann
fährt die CPU 313 mit dem Schritt S16 fort.
In dem Schritt S16 erneuert die CPU 313 die vorangegangenen
Radgeschwindigkeiten durch das Speichern der gegenwärtigen
Radgeschwindigkeiten, die in dem Schritt S5 erhalten wurden,
als die vorangegangenen Radgeschwindigkeiten in dem RAM 315.
Nach dem Schritt S16 wird die Steuerung dem Hauptprogramm
übergeben.
An 29723 00070 552 001000280000000200012000285912961200040 0002019503000 00004 29604einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten erniedrigt
dieses Steuerungssystem nicht die Schaltgrenzen der 2- und L-
Bereiche und sichert die ausreichende Bremsfähigkeit durch
Ausnutzen der besten Verwendung der Maschinenbremse als das
Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform.
Wenn die Radverzögerung auf einer Straßenoberfläche niedriger
Reibung in dem L- oder 2-Bereich zunimmt, prüft das Steue
rungssystem dieses Beispiels die Radverzögerung in dem
Schritt S19 der Fig. 10. Falls die Radverzögerung größer als
der vorbestimmte Pegel αwo ist, verringert das Steuerungssy
stem die Schaltgrenzen der L- und 2-Bereiche um die Größen,
die den ΔCLmin und ΔCL2min gleichen, die in dem Schritt S21
berechnet wurden. Auf diese Weise wird die Schaltgrenze von
zumindestens einem Maschinenbremsbereich auf das modifizierte
Grenzverhältnis geändert, und die Größe der Änderung wird va
riiert in Übereinstimmung mit der gemessenen Radverzögerung.
In diesem Beispiel nimmt die Menge der Änderung (ΔCLmin und
ΔC2min) stetig und monoton zu, wenn die Radverzögerung zu
nimmt, und insbesondere ist die Menge der Änderung (ΔCLmin
und ΔC2min) dieses Beispiels proportional zu der Abweichung
der gemessenen Radgeschwindigkeit αw von den vorbestimmten
Werten αwo. Die modifizierten Grenzverhältnisse werden daran
gehindert, das CDmin in dem Schritten S22 und S23 zu über
steigen. Wenn die Schaltmuster in dem Schritten S23 oder S25
verändert werden, kehrt das Steuerungssystem nicht die
Schaltmuster zu den normalen Formen zurück, solange wie die
Schaltposition in der L- oder 2-Position ist, unabhängig von
der Größe der Radverzögerung, d. h. unabhängig davon, ob die
Antwort auf den Schritt S19 bejahend oder negativ ist.
In der zweiten Ausführungsform wird die Schaltgrenze des Ma
schinenbremsbereichs in Übereinstimmung mit der Radverzöge
rung verringert. Daher wirkt eine Maschinenbremskraft einer
adäquaten Größe effektiv auf die Antriebsräder gegen die An
triebskraft der Straßenoberfläche. Das modifizierte Grenzver
hältnis des Maschinenbremsbereichs wird zwischen dem D-Be
reichsminimum und dem normalen Grenzverhältnis bestimmt in
Abhängigkeit von der Radverzögerung, nämlich in Abhängigkeit
von der Abweichung der Antriebskraft von der Straße von der
Maschinenbremskraft auf die Antriebsräder und des Getriebe
trägheitsdrehmoments an dem normalen Grenzverhältnis. Auf
diese Weise kann das Steuerungssystem gemäß der zweiten Aus
führungsform eine optimale Bremswirkung entsprechend dem Rei
bungskoeffizienten der Straßenoberfläche bewirken.
Falls beispielsweise der Fahrer den 2-Bereich auswählt und
das Gaspedal losläßt, um einen Leerlaufbetrieb zu starten,
wenn das Übersetzungsverhältnis auf ein Verhältnis Ccoast ge
steuert ist, welches größer als das normale 2-Bereichs-Mini
mumverhältnis C2min ist, dargestellt in der Fig. 11, dann
verringert das Steuerungssystem das Übersetzungsverhältnis
von Ccoast in Übereinstimmung mit der Abnahme des Drossel
klappenöffnungsgrades TH und das Übersetzungsverhältnis er
reicht das normale 2-Bereich-Minimumverhältnis C2min bald
nach dem Start des Leerlaufbetriebes. Falls in diesem Falle
der Reibungskoeffizient der Straße niedrig ist, nimmt die An
triebsradgeschwindigkeit scharf ab, und die Rate der Abnahme
überschreitet den Schwellenpegel αwo. Als Antwort auf diese
scharfe Abnahme der Antriebsradgeschwindigkeit erweitert das
Steuerungssystem den Bereich der Verhältnissteuerung des 2-
Bereichs auf das reduzierte modifizierte 2-Bereichs-Minimum
verhältnis C′2min, dargestellt in der Fig. 11, und ermög
licht, daß das Übersetzungsverhältnis weiter abnimmt hinter
dieses normale Grenzverhältnis C2min. In diesem Falle wird
das modifizierte Grenzverhältnis C′2min bestimmt in Abhängig
keit von der Radverzögerung, die äquivalent zu der Abweichung
der Maschinenbremskraft und des CVT-Trägheitsdrehmomentes von
der Antriebskraft von der Straßenoberfläche ist. Daher wird
das modifizierte Grenzverhältnis C′2min auf einen Wert ge
setzt, der ein wenig kleiner ist als das blockiervermeidende
Verhältnis Clock, wie dargestellt in der Fig. 11. Da dieses
modifizierte Verhältnis C′2min größer ist als das D-Bereichs
minimum CDmin, wird die Bremskraft der Maschinenbremse auf
die Antriebsräder gegeben, um den Bremsweg zu verbessern.
Währenddessen ändert sich die gegenwärtige Fahrzeuggeschwin
digkeit kaum und das Steuerungssystem erniedrigt das Überset
zungsverhältnis entlang einer vertikalen geraden Linie einer
konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit, wie dargestellt in der
Fig. 11, zu dem modifizierten Grenzverhältnis C′2min.
Danach wird das Übersetzungsverhältnis auf dem modifizierten
Grenzverhältnis C′2min gehalten, bis die Fahrzeuggeschwindig
keit V abnimmt und die Minimumverhältnisfahrzeuggeschwindig
keit VLF1 des Maschinenbremsbereichs bei niedrigem µ
erreicht, dargestellt in der Fig. 11. Mit der weiteren
Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V wird das
Übersetzungsverhältnis entlang einer horizontalen Linie des
Drosselklappenöffnungsschwellenventils TH1 erhöht,
dargestellt in der Fig. 11. In diesem Zustand wirkt die
Maschinenbremskraft effektiv und das Steuerungssystem kann
das Übersetzungsverhältnis ohne Verschlechtern der
Bremswirkung erhöhen.
Das Steuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform kann
Gebrauch machen von einer geeigneten Maschinenbremskraft, um
die Bremswirkung des Fahrzeuges zu verbessern durch das
Bestimmen der Menge der Änderung der Schaltgrenze des
Maschinenbremsbereichs in Übereinstimmung mit der
Radverzögerung. In der zweiten Ausführungsform ist es
möglich, zumindest die Schritte S22 bis S25 als entsprechend
einem Schaltgrenzänderungsmittel (oder Musteränderungsmittel)
802 zu betrachten, dargestellt in der Fig. 1.
Die Fig. 12 stellt die Weise dar, in der das Steuerungssystem
gemäß jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
die Radgeschwindigkeit erhöht. Die Fig. 12 ist das Ergebnis
eines Simulationsexperiments, um zu bestätigen, wie die
Antriebsradgeschwindigkeit Vwj und das
Transmissionsverhältnis CD des CVT mit der Zeit sich ändern,
wenn die Schaltposition von der D-Position zu der 2-Position
in einem Zeitpunkt t1 während des Fahrens auf einer
Straßenoberfläche niedriger Reibung geändert wird. Um das
Verständnis zu erleichtern, verwendet das Beispiel der Fig.
12 als die Fahrzeuggeschwindigkeit einer Quasi-
Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie in dem
Antiblockierbremssystem verwendet wird, d. h. eine
Maximumradgeschwindigkeit VwHi. Eine gewünschte
Radgeschwindigkeit V*wj wird gleichgesetzt einem Produkt, das
erhalten wird durch das Multiplizieren der
Fahrzeuggeschwindigkeit V (= VwHi) mit einem vorbestimmten
Koeffizienten (der gleich 0,7 in diesem Beispiel ist), um den
oberen Grenzwert von ungefähr 30% des gewünschten Bereichs
des Radschlupfgrades hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit
V zu erreichen. In dem Beispiel der Fig. 12 ist das Gaspedal
nicht niedergedrückt und die Drosselöffnung TH ist sehr
klein. In der Fig. 12 zeigen zwei Strichpunktlinien die
Charakteristiken des Übertragungsverhältnisses CDN und der
Radgeschwindigkeit Vwjn, wenn die Schaltkontrollsteuerung
durchgeführt wird mit den normalen Schaltmustern ohne die
Schaltgrenzänderungssteuerung der vorliegenden Erfindung. Die
Fig. 12 zeigt ferner das Blockierminimumverhältnis Clock
dieser Straßenoberfläche mit niedriger Reibung, die erzielt
wird durch die Konversion von dem obenerwähnten CVT-
Trägheitsdrehmoment TFCVT.
Kurz nach dem manuellen Schalten in den 2-Bereich zum
Zeitpunkt t1 wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis
gleich dem normalen 2-Bereichs-Minimumverhältnis C2min
gesetzt, und daher wird das gegenwärtige
Übersetzungsverhältnis CD des CVT graduell erhöht. Als
Ergebnis nimmt die Radgeschwindigkeit Vwj schnell ab und die
Radverzögerung αw, dargestellt durch die Form der
Radgeschwindigkeitscharakteristikkurve, überschreitet den
vorbestimmten Pegel αwo zu einem Zeitpunkt t2. Daher
erniedrigt das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung die Hochschaltgrenze des 2-Bereichs von dem
normalen Grenzverhältnis C2min auf das modifizierte
Grenzverhältnis C′2min, und ermöglicht es dem gewünschten
Übersetzungsverhältnis, weiterhin entsprechend abzunehmen.
Daher wird das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis CD mit
einer relativ hohen Rate erniedrigt, wie in der Fig. 12
dargestellt. Als ein Ergebnis verursacht die
Maschinenumdrehung an der Leerlaufdrehzahl (rpm), daß die
Antriebsradgeschwindigkeit Vwj schnell auf einer
Straßenoberfläche mit niedrigem µ zunimmt, und die
Radgeschwindigkeit Vwj größer ist als die Kraftfahrzeugge
schwindigkeit V für eine Zeit von einem Zeitpunkt t3 bis zu
einem Zeitpunkt t4, während der ein sogenannter Schlupfver
lust auftritt. Nachdem Zeitpunkt t4 jedoch wirkt die An
triebskraft der Straßenoberfläche, und die Bremskraft der Ma
schine effektiv auf die Antriebsräder und die Fahrzeugge
schwindigkeit V nimmt stetig ab. Während dieses nimmt die An
triebsradgeschwindigkeit Vwj nicht unterhalb der gewünschten
unteren Radgeschwindigkeitsgrenze V*wj ab zum Erfüllen der
Bedingung des gewünschten Radschlupfgrades, so daß die Lenk
kontrolle und die Bremswirkung des Fahrzeuges beibehalten
werden. Dies ist deshalb, da das gewünschte Überset
zungsverhältnis an einem geringen 2-Bereichs-Minimumverhält
nis C′2min relativ kleinen µ gehalten wird und konsequenter
weise das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis CD sanft zu
nimmt in Übereinstimmung mit der Abnahme der Fahrzeugge
schwindigkeit V. Währenddessen nimmt das aktuelle Überset
zungsverhältnis CD nicht über das Blockierminimumverhältnis
Clock zu, und daher werden die Räder an einer Radblockierung
gehindert, solange nicht eine gewollte Bremskraft zuaddiert
wird.
In dem Falle des konventionellen Systems ohne die Schaltgren
zänderungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung fährt
die Radgeschwindigkeit Vwjn mit der Abnahme nach t2 fort, und
daher wird das Übersetzungs CDN weiter angehoben. An einem
Zeitpunkt t5, an dem das Übersetzungsverhältnis das Blockier
minimumverhältnis Clock überschreitet, wird die Antriebsrad
geschwindigkeit Vwjn auf Null reduziert und das Rad blockiert
komplett.
Eine dritte Ausführungsform ist in den Fig. 13 und 14 ge
zeigt. Ein CVT-Schaltkontrollsystem gemäß der dritten Ausfüh
rungsform ist nahezu das gleiche wie das in den Fig. 2 bis
9 dargestellte CVT-System. Insbesondere sind das Antriebssy
stem, das Hydrauliksystem, die Steuerungseinheit, die grund
legende Schaltsteuerungsprozedur und das grundlegende Schalt
muster gemäß der dritten Ausführungsform im wesentlichen
identisch zu denjenigen der ersten Ausführungsform, die in
der Fig. 2, den Fig. 3A und 3B, der Fig. 4, den Fig. 5A
und 5B, und den Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
In der dritten Ausführungsform wird das modifizierte Grenz
verhältnis (C′Lmin, C′2min) von zumindestens einem Maschinen
bremsbereich einem derartigen Wert gleichgesetzt, um so die
Antriebsradgeschwindigkeit Vw gleich 70% der Fahrzeugkörper
geschwindigkeit Vc beispielsweise zu machen, und daher den
Grad des Antriebsradschlupfes gleich 30% beispielsweise zu
setzen, um die Steuerkontrolle und den Bremsweg sicherzustel
len. In der dritten Ausführungsform wird das D-Bereichs-Mini
mumverhältnis CDmin als ein Verhältnis betrachtet, das die
Antriebsradgeschwindigkeit in die Lage versetzt, auf die An
triebskörpergeschwindigkeit zurückzukehren und das modifi
zierte Maschinenbremsbereichsgrenzverhältnis (C′Lmin, C′2min)
wird gleichgesetzt einem Quotienten, der sich ergibt durch
das Dividieren des D-Bereichs-Minimumverhältnis CDmin durch
eine vorbestimmte Konstante (f), die kleiner als 1 und größer
als Null ist. Vorzugsweise ist die Konstante f größer als 0,7
und gleich oder kleiner als 0,9. In dem in der Fig. 13 ge
zeigten Beispiel ist diese Konstante 0,7 und das modifizierte
Maschinenbremsbereichs-Minimumverhältnis C′EBmin wird gegeben
durch;
C′EBmin = CDmin/f (6)
f = 0,7
f = 0,7
In der in der Fig. 14 gezeigten Karte kann die Radgeschwin
digkeit Vw in Termen der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit Vc
entlang der horizontalen Achse der Fig. 14 gemessen werden.
So zeigt die Fig. 14, daß das modifizierte Maschinenbremsbe
reichs-Minimumverhältnis C′EBmin (wie auch C′Lmin und
C′2min), gegeben durch die Gleichung (6), Vw = 0,7 Vc er
füllt. Es ist möglich, zuerst die horizontale Achse dieser
Karte als die Radgeschwindigkeit Vw zu betrachten, dann die
Radgeschwindigkeit auf die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit Vc
zu konvertieren, um aus dem D-Bereichs-Minimumverhältnis
CDmin eine Linie des modifizierten Maschinenbremsbereichs-Mi
nimumverhältnis C′EBmin entsprechend der Gleichung Vw = 0,7
Vc zu bestimmen, und wiederum auf die Radgeschwindigkeit zu
konvertieren, wenn die Karte verwendet wird.
In der dritten Ausführungsform ist es möglich, das modifi
zierte Maschinenbremsbereichs-Minimumverhältnis auf einige
andere Weisen zu bestimmen. Beispielsweise kann die folgende
Gleichung (6′) anstelle der Gleichung (6) verwendet werden.
Entsprechend der Gleichung (6′) berechnet das Steuerungssy
stem das modifizierte Maschinenbremsbereichs-Minimumverhält
nis C′EBmin aus der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (=
Vc) des Maschinengeschwindigkeitssensors 302 und aus der ge
messenen Maschinengeschwindigkeit Neo des Maschinengeschwin
digkeitssensors 301, die erhalten werden, wenn Vw = Vc und in
einem Shiftregister oder in einem anderen Speicherort gespei
chert ist.
C′EBmin = Neo/(f·V) (6′)
f = 0,7
f = 0,7
Die Fig. 13 zeigt eine Schaltmusteränderungsprozedur gemäß
der dritten Ausführungsform, die der Mikrocomputer 300 durch
führt, um das Schaltmuster an regulären Intervallen einer
vorbestimmten Zykluszeit (ΔT) zu ändern.
Die in der Fig. 13 gezeigte Schaltmusteränderungsprozedur ist
nur in einem Schritt S201 verschieden von der Prozedur 8. Die
anderen Schritte S201-S209 sind im wesentlichen identisch
mit den Schritten S1 bis S9 der Fig. 8.
Der Schritt S210 wird nur dann erreicht, wenn der L- oder 2-
Bereich ausgewählt wird und die Radverzögerung größer als der
vorbestimmte Verzögerungswert (d. h. wenn die Antworten der
Schritte S203 und S209 beide bejahend sind) ist wie in den
vorangegangenen Beispielen. In dem Schritt S210 setzt die CPU
313 die Hochschaltgrenzen der 2- und L-Bereiche gleich den
Minimumverhältnissen C′2min und C′Lmin mit niedrigem µ
(modifizierte Grenzverhältnisse). In der dritten Ausführungs
form wird das Minimumverhältnis C′2min des 2-Bereichs mit
niedrigem µ und das Minimumverhältnis C′Lmin des L-Bereichs
mit niedrigem µ durch die folgende Gleichungen (6a) und (6b)
gegeben.
C′Lmin = CDmin/f (6a)
C′2min = CDmin/f (6b)
In diesem Beispiel ist die Konstante f gleich 0,7 gesetzt.
Das heißt, f = 0,7. Die CPU 313 speichert diese Werte in dem
RAM 315, fährt dann von dem Schritt S210 mit dem Schritt S206
fort.
Die in der Fig. 13 dargestellte Schaltgrenzänderungsprozedur
ändert die Schaltgrenzen der L- und 2-Bereiche auf die modi
fizierten Grenzverhältnisse, die es für die Antriebsradge
schwindigkeit ermöglichen, die Fahrzeuggeschwindigkeit V mo
difiziert mit 0,7 zu erreichen, und wodurch jede Antriebsrad
geschwindigkeit auf oder jede Antriebsradgeschwindigkeit ge
halten wird auf dem Level erhöht wird, um den Antriebsrad
schlupf gleich 30% zur optimalen Lenksteuerung und Bremswir
kung zu halten.
Eine vierte Ausführungsform ist in den Fig. 15 und 16 ge
zeigt. Ein CVT-Schaltsteuerungssystem gemäß der vierten Aus
führungsform ist nahezu das gleiche wie das in den Fig. 2
bis 9 dargestellte CVT-System. Insbesondere das Antriebssy
stem, das Hydrauliksystem, die Steuerungseinheit, die grund
legende Schaltsteuerungsprozedur und das grundlegende Schalt
muster gemäß der vierten Ausführungsform sind im wesentlichen
identisch mit denjenigen gemäß der ersten Ausführungsform,
die in den Fig. 2, den Fig. 3A und 3B, der Fig. 4, den
Fig. 5A und 5B, und den Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
Das Steuerungssystem gemäß der vierten Ausführungsform ist
ausgelegt, um den Reibungskoeffizienten µ der Straßenoberflä
che zu schätzen durch das Beobachten der Antriebsradsverzöge
rung und des Übersetzungsverhältnisses; anschließend das Be
rechnen eines Referenzübersetzungsverhältnisses C′′EBmin
(oder CLFS), um die Antriebsradgeschwindigkeit zu der Fahr
zeuggeschwindigkeit zurückzubringen; und schließlich zum Be
rechnen des modifizierten Maschinenbremsbereichs-Minimumver
hältnisses C′EBmin, um die Antriebsradgeschwindigkeit gleich
der Fahrzeuggeschwindigkeit modifiziert durch 0,7-0,9 zu
machen, um einen optimalen Antriebsradschlupf zu schaffen.
In der vierten Ausführungsform wird das Referenzübersetzungs
verhältnis C′′EBmin (oder CLFS) des Maschinenbremsbereichs in
der gleichen Weise wie die Grenzverhältnisse C′Lmin und
C′2min der modifizierten L- und 2-Bereiche gemäß der zweiten
Ausführungsform berechnet, dargestellt in der Fig. 10, unter
Verwendung einer Maschinenbremsbereichs-Verhältnisreduktions
größe ΔCEBmin, wie die L-Bereichs-Verhältnisreduktionsgröße
ΔCLmin und die 2-Bereichs-Verhältnisreduktionsgröße ΔC2min
(wie die Reduktionen der auf den Antriebsrädern und dem CVT-
Trägheitsdrehmoment aufgebrachten Maschinenbremskraft ent
spricht). Das heißt:
ΔC′′EBmin = CEBmin - ΔCEBmin (7)
In der vierten Ausführungsform ist es möglich, die Redukti
onsgröße (ΔCLmin, ΔC2min, ΔCEBmin) der Hochschaltgrenze
des Maschinenbremsbereichs zu vergrößern in Übereinstimmung
mit der Abweichung der gemessenen aktuellen Radgeschwindig
keit von der gewünschten Radgeschwindigkeit (die in diesem
Falle gleich der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit ist). Jedoch
in der vierten Ausführungsform wird die Reduktionsgröße
(ΔCLmin, ΔC2min, ΔCEBmin) der Maschinenbremsbereichs
schaltgrenze bestimmt in Übereinstimmung mit der Radverzöge
rung wie in der zweiten Ausführungsform.
Von dem in dem gleichen (7) gegebenen Referenzverhältnis
C′′EBmin (= CLFS) bestimmt das Steuerungssystem gemäß der
vierten Ausführungsform das modifizierte Maschinenbremsbe
reichs-Minimumverhältnis C′EBmin gemäß der folgenden Glei
chung (8), um die Antriebsradgeschwindigkeit gleich der Fahr
zeuggeschwindigkeit multipliziert durch 0,9, beispielsweise
zu machen.
C′EBmin = C′′EBmin/g (8)
In dieser Gleichung ist g eine Konstante, die größer als Null
und kleiner als 1 ist. Vorzugsweise ist die Konstante g in
dem Bereich von 0,7 bis 0,9, wie die Konstante f. In dem in
der Fig. 15 gezeigten Beispiel ist g = 0,9. Die Fig. 16
zeigt, daß das modifizierte Maschinenbremsbereichs-Minimum
verhältnis C′EBmin (wie C′Lmin und C′2min), gegeben durch die
Gleichung (8), Vw = 0,9 Vc erfüllt.
Es ist möglich, die Verhältnisreduktion
(ΔCLmin, ΔC2min, ΔCEBmin) zu bestimmen, die benötigt wird,
um Vw = 0,9 Vc zu erzielen, indem die proportionale Konstante
k auf einen vorbestimmten Wert geändert wird. In diesem Falle
wird das modifizierte Grenzverhältnis C′EBmin gleich der Dif
ferenz gesetzt, die erhalten wird durch das Subtrahieren die
ser Reduktion (ΔCEBmin) von dem normalen Grenzverhältnis
CEBmin (wie CLmin und C2min).
Die Fig. 15 zeigt eine Shiftmusteränderungsprozedur gemäß der
vierten Ausführungsform, die der Mikrocomputer 300 durch
führt, um das Schaltmuster an regulären Intervallen einer
vorbestimmten Zykluszeit (ΔT) zu ändern.
Die in der Fig. 15 gezeigte Schaltmusteränderungsprozedur ist
von der Prozedur der Fig. 10 nur in einem Programmabschnitt
der Schritte S222-S226 unterschiedlich. Die anderen
Schritte S211-S221 sind im wesentlichen identisch mit den
Schritten S11-S21 der Fig. 10.
Wenn der L- oder 2-Bereich ausgewählt wird und die Radverzö
gerung größer wird wie ein vorbestimmter Verzögerungswert
(d. h. wenn die Antwort auf die Schritte S3 und S9 beide beja
hend sind), führt die CPU 313 die Schritte S220 und S221 ent
sprechend den Schritten S20 und S21 durch und fährt dann mit
dem Schritt S222 fort.
In dem Schritt S222 berechnet die CPU 313 Referenzgrenzver
hältnisse (geringes µ) C′′Lmin und C′′2min der L- und 2-Be
reiche gemäß der folgenden Gleichungen unter Verwendung der
Verhältnisreduktionsgrößen ΔCLmin und ΔC2min, die in dem
Schritt S221 bestimmt wurden.
C′′Lmin = CLmin - ΔCLmin (7a)
C′′2min = C2min - ΔC2min = C′′Lmin (7b)
In diesem Beispiel sind die Referenzgrenzverhältnisse
(geringes µ) C′′Lmin und C′′2min der L- und 2-Bereiche mit
einander gleich. Das heißt C′′Lmin = C′′2min = CLFS, wobei
CLFS das gemeinsame Referenzmaschinenbremsbereichsgrenz
verhältnis ist. Von dem Schritt S222 fährt die CPU 313 mit
dem Schritt S223 fort.
In dem Schritt S223 berechnet die CPU 313 die modifizierten
(geringes µ) Grenzverhältnisse C′Lmin und C′2min gemäß den
folgenden Gleichungen (8a) und (8b) unter Verwendung der in
den Schritten S222 (C′′Lmin = C′′2min = CLFS) bestimmten Re
ferenzverhältnisse.
C′Lmin = C′′Lmin/g (8a)
C′2min = C′′2min/g (8b)
In diesem Beispiel ist g = 0,9. In diesem Beispiel sind die
modifizierten Grenzverhältnisse der L- und 2-Bereiche mitein
ander gleich und gleichgesetzt dem gemeinsamen modifizierten
Maschinenbremsbereichsverhältnis C′EBmin. Das heißt C′Lmin =
C′2min = C′EBmin. Nach dem Schritt S223 fährt die CPU 313 mit
dem Schritt 224 fort.
In dem Schritt S 224 bestimmt die CPU 313, ob das gemeinsame
modifizierte Grenzverhältnis C′EBmin (= C′Lmin = C′2min)
kleiner als das Fahrbereichsminimumverhältnis CDmin ist oder
nicht. Falls C′EBmin < CDmin, dann fährt die CPU 313 von dem
Schritt S224 mit dem Schritt S225 fort. Falls
C′EBmin CDmin, dann fährt die CPU 313 von dem Schritt S224
mit dem Schritt S226 fort.
In dem Schritt S225 setzt die CPU 313 jede der Hochschalt
grenzen der 2-Bereiche und der L-Bereiche gleich dem D-be
reichs-Minimumverhältnis CDmin und speichert die so erneuer
ten Werte in dem RAM 315. Nach dem Schritt S225 fährt die CPU
mit dem Schritt S216 fort.
In dem Schritt S226 setzt die CPU 313 jede der Hochschalt
grenzen der 2- und L-Bereiche gleich dem gemeinsamen modifi
zierten Maschinenbremsbereichsgrenzverhältnis C′EBmin, das in
dem Schritt S223 bestimmt wird, und speichert die so erneuer
ten Werte in dem RAM 315. Nach dem Schritt S226 fährt die CPU
mit dem Schritt S216 fort.
Auf diese Weise kann das Steuerungssystem gemäß der vorlie
genden Erfindung schnell die Antriebsradgeschwindigkeit, die
schnell auf der Straßenoberfläche mit geringem µ erniedrigt
worden ist, auf den gewünschten Radgeschwindigkeitspegel er
höhen (der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit multipliziert mit
einem Koeffizienten in dem Bereich von 0,7 bis 0,9), und hält
den Grad des Antriebsradschlupfes in dem gewünschten Bereich
von 10 bis 30%, um die Haftkraft jedes Reifens für optimales
Bremsen und Lenkkontrolle sicherzustellen.
Die Fig. 1 zeigt als ein Beispiel eine Anordnung von ver
schiedenen Mitteln, die in den illustrierten Beispielen gemäß
der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet werden. Jedoch sind nicht
alle diese Mittel immer notwendig in der vorliegenden Erfin
dung. Das Steuerungssystem des in der Fig. 1 dargestellten
Beispieles umfaßt ein kontinuierlich variables Getriebe (wie
ein Riementyp oder eine Toroidal-Typ-CVT) 701; ein Be
triebsparametersensormittel 703 zum Messen von mindestens ei
nem der Maschinen- und/oder Fahrzeugbetriebsparameter, wie
einem Drosselklappenöffnungsgrad, eine Fahrzeuggeschwindig
keit oder eine Maschinengeschwindigkeit; ein Übersetzungsver
hältnissteuermittel 702 zum Steuern eines Übersetzungsver
hältnisses des CVT 701 in Übereinstimmung mit den Betriebspa
rametern oder Parametern unter Verwendung einer der von den
Auswahlmitteln 707 von dem Speicherabschnitt 705 und 706 aus
gewählten Schaltmustern. Die Speicherabschnitte 705 und 706
speichern mindestens ein Schaltmuster eines normalen Fahrbe
reichs wie den D-Bereich, und zumindestens ein Schaltmuster
von mindestens einem Maschinenbremsbereich wie einem L-Be
reich oder einem 2-Bereich, und das Auswahlmittel wählt eines
der Schaltmuster in Übereinstimmung mit einem Schaltpositi
onssignal aus, das von einem Schaltpositionssensormittel 704
geliefert wird zum Messen einer Schaltposition für ein konti
nuierlich variables Getriebe 701. Beispielsweise mißt das
Schaltpositionssensormittel 704 eine Position eines bewegli
chen Gliedes wie eine Spule 136 des manuellen Ventils 104,
dargestellt in der Fig. 3a, oder eines manuellen Auswahlhe
bels des Fahrers nahe einem Fahrersitz. In den dargestellten
Beispielen ist die Sequenz der Schaltpositionen P, R, N, D,
2, L.
Das Steuerungssystem des in der Fig. 1 gezeigten Beispiels
umfaßt ferner ein Radzustandssensormittel 801 zum Messen ei
nes Zustands von mindestens einem Rad und zum Liefern von Da
ten zum Bestimmen einer Radverzögerung; ein zustandsdiskrimi
nierendes Mittel 804 zum Bestimmen, ob die aus dem Radzu
stand, der von dem Radzustandssensormittel 801 gemessen wird,
bestimmte Radverzögerung größer als ein vorbestimmter Radver
zögerungspegel ist; und eine Schaltgrenz-(oder Schaltmuster-)
Änderungsmittel 802 zum Absenken einer Schaltgrenze des Ma
schinenbremsbereichs, wenn die Radverzögerung größer als der
vorbestimmte Pegel ist. Das zustandsdiskriminierende Mittel
804 kann ausgelegt sein, um weiterhin das Schaltpositionssi
gnal zu beobachten, das von dem Schaltpositionssensormittel
704 geliefert wird, um zu bestimmen, ob der Maschinenbremsbe
reich ausgewählt wird oder nicht. Das Steuerungssystem des in
der Fig. 1 gezeigten Beispiels umfaßt weiterhin ein schalt
grenzwiederherstellendes Mittel 803 zum Erhöhen der Schalt
grenze des Maschinenbremsbereichs auf dem normalen Wert, wenn
die Schaltposition weg von der Schaltposition zur Auswahl des
Maschinenbremsbereichs bewegt wird. Mit dem Wiederherstell
mittel 803 kann der Fahrer eine Fahrzeugbewegung erzielen,
die der Fahrer sich wünscht.
Beispielsweise kann das Schaltgrenzänderungsmittel 802 be
trachtet werden als entsprechend den Schritten S10, S21, S25,
S210 und S220-S226, das Schaltgrenzwiederherstellmittel 802
kann betrachtet werden als entsprechend den Schritten S4,
S14, S204 und S214; und das zustandsdiskriminierende Mittel
804 kann betrachtet werden als entsprechend den Schritten S9,
S19, S209 und S219. Das zustandsdiskriminierende Mittel 804
kann ferner betrachtet werden als entsprechend den Schritten
S3, S13, S203 und S213.
Die vorliegende Erfindung ist nicht begrenzt auf riemenartige
CVTs, dargestellt in der Fig. 2, sondern diese Erfindung ist
anwendbar auf verschiedene andere Typen von kontinuierlich
variablen Getrieben und insbesondere auf verschiedene andere
kontinuierlich variable Getriebe vom Riementyp.
Die Steuerung zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses und
Ändern des Schaltmusters gemäß der vorliegenden Erfindung
kann in der Form der Kombination von elektronischen Schaltun
gen anstatt dem in dem Beispiel verwendeten Anbord-Mikrocom
puter sein, wie in der Fig. 4 dargestellt.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Vorderradan
triebsfahrzeuge (FWD), Hinterradantriebsfahrzeuge (RWD) und
auf Vierradantriebsfahrzeuge (4WD) in analoger Weise. In dem
Falle des Vierradantriebsfahrzeugs ist es möglich, als die
Fahrzeuggeschwindigkeit die Quasifahrzeuggeschwindigkeit zu
verwenden, wie sie in der ABS-Steuerung verwendet wird.
Claims (20)
1. Schaltsteuerungssystem, das aufweist:
ein kontinuierlich variables Getriebe; und
eine Schaltsteuerung, die ein Übersetzungsverhältnis dieses kontinuierlich variablen Getriebes zwischen einem Ma ximalverhältnis und einem Minimalverhältnis steuert, wenn ein normaler Fahrbereich ausgewählt wird, und die, wenn ein Ma schinenbremsbereich ausgewählt wird, verhindert, daß das Übersetzungsverhältnis verringert wird unter eine Schalt grenze des Maschinenbremsbereichs, die größer ist als das Mi nimumverhältnis,
worin das Schaltsteuerungssystem ferner aufweist ein Radzustandssensormittel zum Messen eines Umdrehungszustandes eines Rades eines Fahrzeuges, um eine Radverzögerung zu be stimmen, und die Schaltsteuerung diese Schaltgrenze des Ma schinenbremsbereichs herabsetzt, wenn die Radverzögerung gleich oder größer als ein vorbestimmter Verzögerungswert ist.
ein kontinuierlich variables Getriebe; und
eine Schaltsteuerung, die ein Übersetzungsverhältnis dieses kontinuierlich variablen Getriebes zwischen einem Ma ximalverhältnis und einem Minimalverhältnis steuert, wenn ein normaler Fahrbereich ausgewählt wird, und die, wenn ein Ma schinenbremsbereich ausgewählt wird, verhindert, daß das Übersetzungsverhältnis verringert wird unter eine Schalt grenze des Maschinenbremsbereichs, die größer ist als das Mi nimumverhältnis,
worin das Schaltsteuerungssystem ferner aufweist ein Radzustandssensormittel zum Messen eines Umdrehungszustandes eines Rades eines Fahrzeuges, um eine Radverzögerung zu be stimmen, und die Schaltsteuerung diese Schaltgrenze des Ma schinenbremsbereichs herabsetzt, wenn die Radverzögerung gleich oder größer als ein vorbestimmter Verzögerungswert ist.
2. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 1, worin die
Schaltsteuerung ein Grenzänderungsmittel umfaßt zum normalen
Halten dieser Schaltgrenze des Maschinenbremsbereichs auf ei
nem normalen Grenzverhältnis und zum Ändern der Schaltgrenze
auf einem modifizierten Grenzverhältnis, das kleiner ist als
das normale Grenzverhältnis, wenn die Radverzögerung gleich
ist oder größer ist als ein vorbestimmter Verzögerungswert,
und die Radverzögerung eine Rate der Abnahme der Antriebsrad
geschwindigkeit des Fahrzeuges hinsichtlich der Zeit ist.
3. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin die
Schaltsteuerung ein grenzwiederherstellendes Mittel zum Wie
derherstellen der Schaltgrenze des Maschinenbremsbereichs von
dem modifizierten Grenzverhältnis auf das normale Grenzver
hältnis enthält, wenn der Maschinenbremsbereich nicht ausge
wählt ist.
4. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 3, worin das
Steuerungssystem ferner aufweist ein Schaltpositionssensor
mittel zum Messen einer Schaltposition des Getriebes und zum
Erzeugen eines Schaltpositionssignals, das diese Schaltposi
tion darstellt; worin die Schaltsteuerung ferner aufweist ein
zustandsdiskriminierendes Mittel, das ein erstes Zustandssi
gnal erzeugt, wenn das Schaltpositionssignal, das von dem
Schaltpositionssensormittel gemessen wird, in einem Signalzu
stand ist, der anzeigt, daß der Maschinenbremsbereich ausge
wählt ist, und das ein zweites Zustandssignal erzeugt, wenn
die Radverzögerung gleich oder größer als ein vorbestimmter
Verzögerungswert ist; und worin das Wiederherstellungsmittel
die Schaltgrenze des Maschinenbremsbereichs auf das normale
Schaltverhältnis wiederherstellt, wenn das erste Zustandssi
gnal abwesend ist, und das Änderungsmittel die Schaltgrenze
auf das modifizierte Grenzverhältnis ändert, wenn die ersten
und zweiten Zustandssignale beide vorhanden sind.
5. Schaltsteuerungssystem nach Anspruch 2, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis gleich dem Minimumverhältnis ist.
6. Schaltsteuerungssystem nach Anspruch 2, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis bestimmt wird in Übereinstimmung mit
der Radverzögerung.
7. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 6, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis erniedrigt wird, wenn die Radverzö
gerung zunimmt.
8. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 7, worin eine Re
duktionsgröße, die eine Differenz zwischen dem normalen Grenz
verhältnis und dem modifizierten Grenzverhältnis ist, linear
erhöht wird mit der Zunahme in einer Abweichung der Radverzö
gerung von dem vorbestimmten Radverzögerungswert.
9. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 8, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis des Maschinenbremsbereichs gleich
ist oder größer ist als das Minimumverhältnis, und das nor
male Grenzverhältnis gleich ist oder kleiner ist als das Ma
ximumverhältnis, und die Schaltgrenze des Maschinenbremsbe
reichs eine Hochschaltgrenze ist, oberhalb der ein automati
sches Hochschalten des Getriebes verhindert wird, um einen
Maschinenbremseffekt zu erzielen.
10. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis gleichgesetzt wird einem Quotienten,
der sich ergibt aus der Division des Minimumverhältnisses
durch eine vorbestimmte Konstante, die kleiner ist als 1 und
größer ist als Null.
11. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 10, worin die vor
bestimmte Konstante in einem Bereich von 0,7 bis 0,9 liegt.
12. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis gleichgesetzt wird einem Quotienten,
der sich ergibt aus einer Division von einem Dividenden durch
eine vorbestimmte Konstante, die kleiner ist als 1 und größer
ist als Null, und wobei der Dividend bestimmt wird in Über
einstimmung mit der Radverzögerung.
13. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 12, worin der Di
vidend erhöht wird, wenn die Verzögerung zunimmt.
14. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 13, worin eine Re
duktionsgröße, die eine Differenz zwischen dem normalen Grenz
verhältnis und dem Dividend ist, linear erhöht wird mit der
Zunahme in einer Abweichung der Radverzögerung von dem vorbe
stimmten Radverzögerungswert, und worin die vorbestimmte Kon
stante gleich ist oder größer ist als 0,7 und gleich ist oder
kleiner ist als 0,9.
15. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das Ge
triebe eine Vielzahl von Schaltpositionen aufweist ein
schließlich einer P-Position zum Parken, einer R-Position für
Rückwärts, eine N-Position für Neutral, eine P-Position zum
Auswählen des normalen Fahrbereichs, einer zweiten Niedrigge
schwindigkeitsposition zum Auswählen eines zweiten Niedrigge
schwindigkeitsbereichs, in dem das Übersetzungsverhältnis
daran gehindert wird, herabgesetzt zu werden hinter eine
zweite Schaltgrenze, um einen Maschinenbremseffekt zu erzie
len, und eine erste Niedriggeschwindigkeitsposition zum Aus
wählen von einem ersten Niedriggeschwindigkeitsbereich, in
dem das Übersetzungsverhältnis daran gehindert wird, herabge
setzt zu werden hinter eine erste Schaltgrenze, um den Ma
schinenbremseffekt zu erzielen; und worin das Grenzänderungs
mittel der Schaltsteuerung normalerweise die ersten und zwei
ten Schaltgrenzen gleich einem ersten und zweiten normalen
Grenzverhältnis entsprechend hält, und die ersten und zweiten
Schaltgrenzen auf entsprechende erste und zweiten modifi
zierte Grenzverhältnisse ändert, wenn die Radverzögerung
gleich ist oder größer ist als der vorbestimmte Radverzöge
rungswert, wobei das erste normale Grenzverhältnis größer als
das zweite normale Grenzverhältnis ist, wobei das erste modi
fizierte Grenzverhältnis kleiner als das zweite normale
Grenzverhältnis ist, und wobei das zweite modifizierte Grenz
verhältnis kleiner als das zweite normale Grenzverhältnis
ist.
16. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 15, worin die er
sten und zweiten modifizierten Grenzverhältnisse der ersten
und zweiten Niedriggeschwindigkeitsbereiche einander gleich
sind und es verhindert wird, daß diese unter das Minimumver
hältnis erniedrigt werden.
17. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das kon
tinuierlich variable Getriebe ein kontinuierlich variables
Getriebe vom Riementyp ist, und die Schaltsteuerung eine
Speichervorrichtung zum Speichern der Schaltgrenzen des Ma
schinenbremsbereichs aufweist.
18. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das Rad
zustandssensormittel linke und rechte Antriebsradgeschwindig
keitssensoren aufweist zum Messen der linken und rechten An
triebsradgeschwindigkeiten der linken und rechten Antriebsrä
der des Fahrzeuges, und wobei die Schaltsteuerung ein An
triebsradverzögerungsberechnungsmittel aufweist zum Bestimmen
einer ersten Verzögerung, die eine Abnahmerate der linken An
triebsradgeschwindigkeit hinsichtlich der Zeit ist, und einer
zweiten Verzögerung, die eine Abnahmerate der rechten An
triebsradgeschwindigkeit hinsichtlich der Zeit ist, und zum
Bestimmen der Radverzögerung, die gleich ist der ersten Ver
zögerung, falls diese erste Verzögerung gleich ist oder klei
ner ist als die zweite Verzögerung, und zu der zweiten Verzö
gerung, falls die zweite Verzögerung kleiner als die erste
Verzögerung ist.
19. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, worin das modi
fizierte Grenzverhältnis ein derartiger Wert ist, um eine An
triebsradgeschwindigkeit eines Antriebsrades kleiner als eine
Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in einer vorbestimmten Bezie
hung zu machen.
20. Schaltsteuerungssystem gemäß Anspruch 19, worin das mo
difizierte Grenzverhältnis gleichgesetzt wird einem Wert, um
die Antriebsradgeschwindigkeit gleich auf einen vorbestimmten
Prozentsatz der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit zu halten, und
dieser vorbestimmte Prozentsatz innerhalb eines Bereiches von
70% bis 90% liegt.
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