DE19706545B4

DE19706545B4 - System und Verfahren zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes

Info

Publication number: DE19706545B4
Application number: DE19706545A
Authority: DE
Inventors: Ryuzo Sakakiyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: GB9701367D0; GB2310470B; JP3513314B2; DE19706545A1; GB2310470A; JPH09229182A; US5890991A

Abstract

System zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes, das einen Automatikgetriebemodus und einen Handschaltgetriebemodus hat, wobei der Automatikgetriebemodus zur Steuerung eines Drehzahlverhältnisses dient, um es an ein Solldrehzahlverhältnis, das mindestens auf der Basis einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt wird, anzugleichen, dass ein Umschalter (26), der beim Umschalten ein Signal abgibt, den Handschaltgetriebemodus anstelle des Automatikgetriebemodus aktiviert, wenn eine Gangstufe manuell aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgewählt wird, und der Handschaltgetriebemodus dazu dient, ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten auszuführen, um das Drehzahlverhältnis so zu steuern, dass es gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis der Gangstufe wird, gekennzeichnet durch Drehzahlverhältnisveränderungseinrichtungen, die im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe derart ändern, dass es über den Drehzahlbereich des Motors variabel und abhängig von der Motordrehzahl ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE 41 20 540 C1 ist ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes mittels einer elektrohydraulischen Steuerung beschrieben. In einer ersten Betriebsart wählt die Steuereinrichtung selbsttätig eine Übersetzung des Getriebes in Abhängigkeit von den Signalen einer Wähleinrichtung und Betriebsgrößen des Kraftfahrzeuges, wie Drosselklappenwinkel, Fahrgeschwindigkeit und Motordrehzahl unter Berücksichtigung einer vom Fahrer wählbaren Kennlinie.

In einer zweiten Betriebsart wird ein vom Fahrer direkt beeinflussbares Stufengetriebe nachgebildet. Um dem Fahrer die Bedienung dieser Betriebsart zu ermöglichen, werden dem Fahrer nur einige voreingestellte, also festgelegte Übersetzungen zur Verfügung gestellt. Die voreingestellten Übersetzungen sind in verschiedenen Gruppen, die unterschiedliche Fahrstile (Fahraktivitäten) kennzeichnen, zusammengefasst. Aus Betriebsgrößen des Fahrzeuges, zumindest jedoch aus einem Drosselklappensignal wird der Fahrstil des Fahrers ermittelt und die Kenngröße der Aktivität gewonnen. Bei höherer Fahraktivität werden im Unterschied zu geringerer Fahraktivität Gruppen ausgewählt, bei denen die Übersetzungen stärker gespreizt sind und die Anzahl der Übersetzungen größer ist. An der aus der DE 41 20 540 C1 bekannten Nachbildung eines vom Fahrer direkt beeinflussbaren Stufengetriebes in einer zweiten Betriebsart ist von Nachteil, dass sich das nachgebildete Stufengetriebe wie ein mechanisches Stufengetriebe verhält, d.h., in jeder Stufe (Gangstufe oder Gang) ist ein über die gesamte Stufe fest vorgegebenes Übersetzungsverhältnis eingestellt.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein stufenlos variables Getriebe mit einem Handschaltgetriebe-Modus zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.

Zur Lösung der Aufgabe umfasst das Steuersystem eines stufenlos variablen Getriebes gemäß vorliegender Erfindung:
Einen Umschalter zum Ausgeben eines Signals, wenn ein Handschaltgetriebemodus gewählt wird; und
Einrichtungen zum Verändern des Drehzahlverhältnisses, die ansprechend auf das Signal ein Drehzahlverhältnis der von Hand ausgewählten Gangstufe in Richtung einer höheren Schaltstufe ändern, wenn die Motordrehzahl bei einer niedrigen Gangstufe hoch wird, und die Richtung einer niedrigeren Schaltstufe ändern, wenn die Fahrzeug geschwindigkeit bei einer hohen Gangstufe hoch wird.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines stufenlos variablen Fahrzeuggetriebes zeigt;

2 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit für ein stufenlos variables Getriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 ist ein Flussdiagramm einer Routine zum Festlegen einer Gangstufe im MT-Modus;

4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Satzes von Gangstufen gemäß vorliegender Erfindung zeigt; und

5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Satzes von Gangstufen nach dem Stand der Technik zeigt.

In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Motor, Bezugszeichen 2 eine Kupplung (normalerweise eine elektromagnetische Pulverkupplung), Bezugszeichen 3 eine Einrichtung zum Umschalten der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, Bezugszeichen 4 eine Primärriemenscheibe, Bezugszeichen 5 eine Sekundärriemenscheibe und Bezugszeichen 6 einen Antriebsriemen, der als Schleife um die Primärriemenscheibe 4 und die Sekundärriemenscheibe 5 gelegt ist. Das Drehmoment des Motors 1 wird über die Kupplung 2 und die Umschalteinrichtung 3 für Vorwärts- und Rückwärts-Fahrt auf die Primärriemenscheibe 4 übertragen. Ferner wird das Drehmoment durch den Antriebsriemen 6 auf die Sekundärriemenscheibe 5 übertragen. Weiter überträgt eine Ab triebswelle der Sekundärriemenscheibe 5 das Drehmoment über ein Reduktionsgetriebe und ein Differential schließlich auf ein Antriebsrad 7. Die Primärriemenscheibe 4 und die Sekundärriemenscheibe 5 haben jeweils einen Primärzylinder 8 und einen Sekundärzylinder 9 zur Steuerung der Riemenscheibenweite, so dass dann, wenn die Weite einer Riemenscheibe vergrößert wird, die Weite der anderen Riemenscheibe verringert wird. Wenn die Weite der Riemenscheibe verändert wird, wird der Laufdurchmesser der Riemenscheibe geändert. Somit wird ein Umdrehungsübertragungsverhältnis, d.h. ein Drehzahlverhältnis der Primärriemenscheibe 4 bezüglich der Sekundärriemenscheibe 5, stufenlos gesteuert.
Ein Hydrauliksteuersystem des stufenlos variablen Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Ein Auslassöffnung einer von dem Motor 1 angetriebenen Ölpumpe 10 steht mit einem Leitungsdruckkanal 11 in Verbindung. Der Leitungsdruckkanal 11 steht weiter mit dem Sekundärzylinder 9, einem Drucksteuerventil 12 und einem Drehzahlverhältnissteuerventil 13 in Verbindung. Weiter ist das Drehzahlverhältnissteuerventil 13 über einen Kanal 14 mit dem Primärzylinder 8 verbunden. Des Weiteren ist der Leitungsdruckkanal 11 durch eine Öffnung 11a mit solenoidbetätigten Ein-Ausschaltventilen 17, 18 verbunden und der Leitungsdruck ist eine Druckquelle der solenoidbetätigten Ein-Ausschaltventile 17, 18. Die solenoidbetätigten Ausschaltventile 17, 18 werden durch Lastsignale von einer Steuereinheit 30 gesteuert, so dass sie einen Steuerdruck in Form von Impulsen erzeugen. Ein Steuerdruck von dem solenoidbetätigten Ventil 17 wird an das Leitungsdrucksteuerventil 12 durch einen Kanal 15 angelegt und ein Steuerdruck von dem solenoidbetätigten Ventil 18 wird an die andere Seite des Drehzahlverhältnissteuerventils 13 durch einen Kanal 16 angelegt. Das Leitungsdrucksteuerventil 12 ist mit einem Sensorschuh 19 verbunden, der mit der Primärriemenscheibe 4 in Eingriff steht, um einen Leitungsdruck gemäß einem Drehzahlverhältnis zu steuern. Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Ölwanne zur Aufnahme von abgelassenem Öl.
Auf diese Weise wird ein Leitungsdruck P_L durch das Leitungsdrucksteuerventil 12 auf der Basis des Steuerdrucks von dem solenoidbetätigten Ventil 17 entsprechend dem Drehzahlverhältnis i und dem Motordrehmoment T gesteuert.
Das Drehzahlverhältnissteuerventil 13 wirkt so, dass es die Durchflussmenge Q des dem Primärzylinder 8 zugeführten bzw. aus ihm abgelassenen Öls durch Betätigung einer Spule zwischen einer Ölzufuhrposition, die mit dem Leitungsdruckkanal 11 verbunden ist, und einer Ölableitungsposition zum Ablassen des Öls aus dem Kanal 14 steuert, und zwar auf der Basis eines Grades des Lastverhältnisses in der Beziehung des Leitungsdrucks und des von dem solenoidbetätigten Ventil 18 erzeugten impulsförmigen Steuerdrucks.
Bei dem elektronischen Steuersystem der Steuereinheit 30, das in 2 gezeigt ist, empfängt die Steuereinheit 30 Signale von einem Drehzahlsensor 31 der Primärriemenscheibe zum Erfassen der Drehzahl der Primärriemenscheibe 4, einem Drehzahlsensor 32 der Sekundärriemenscheibe zum Erfassen der Drehzahl der Sekundärriemenscheibe 5, einem Motordrehzahlsensor 33 zum Erfassen der Motordrehzahl, einem Drosselklappenöffnungswinkelsensor 34 zum Erfassen des Öffnungswinkels der Drosselklappe und von verschiedenen Schaltern einer Wähleinheit 21.
Die Wähleinheit 21 hat eine Wählanordnung 22 für einen Automatikgetriebemodus (im folgenden als AT-Modus bezeichnet) und eine Wählanordnung 23 für einen manuell geschalteten Getriebemodus (im folgenden als MT-Modus bezeichnet), die parallel zu der Wählanordnung 22 vorgesehen ist. In der Wählanordnung 22 für den AT-Modus sind die Wählhebelpositionen in einer geraden Linie beispielsweise als "P" (Parken), "R" (Rück-wärts), "N" (Leerlauf), "D" (Fahren und "D₁" in dieser Reihenfolge angeordnet. Ferner hat die Wähleinheit 21 einen AT-MT-Verbindungsweg 24 in der Mitte einer Linie quer durch die Position des Bereichs „D" der Wählanordnung 22 und der Wählanordnung 23. An dem AT-MT-Verbindungsweg 24 ist ein Umschalter 26 zum Ausgeben eines Umschaltsignals vorgesehen, wenn ein Wählhebel 21a den AT-MT-Verbindungsweg 24 passiert hat. Ferner sind an der Wählanordnung 23 für den MT-Modus ein Heraufschalt-Schalter 27 und ein Herunterschalt-Schalter 28 vorgesehen. Der Heraufschalt-Schalter 27 dient zur Erzeugung eines Heraufschaltsignals, wenn der Hebel 21a beispielsweise in Vorwärtsrichtung betätigt wird, und der Herunterschalt-Schalter 28 dient zur Erzeugung eines Herunterschaltsignals, wenn der Wählhebel 21a beispielsweise in Rückwärtsrichtung bedient wird. Ferner ist an der Wählanordnung 22 für den AT-Modus ein Hemmschalter 25 zur Erzeugung eines Signals vorgesehen, das anzeigt, welche Position der Wählhebel 21a auswählt. Diese Signale von den Schaltern 25, 26, 27 und 28 werden in die Steuereinheit 30 eingegeben.
Bei dem Steuersystem für den AT-Modus werden ein Erfassungssignal NP von dem Drehzahlsensor 31 für die Primärriemenscheibe und ein Erfassungssignal N_S von dem Drehzahlsensor 32 für die Sekundärriemenscheibe in einen Berechnungsabschnitt 35 für das tatsächliche Drehzahlverhältnis eingegeben, in dem ein tatsächliches Drehzahlverhältnis i berechnet wird. Signale dieses tatsächlichen Drehzahlverhältnisses i und eines Drosselventilöffnungswinkels q von einem Drosselklappenöffnungswinkelsensor 34 werden einem Primärriemenscheibensolldrehzahl-Bereitstellungsabschnitt 36 eingegeben.
Der Primärriemenscheibensolldrehzahl-Bereitstellungsabschnitt 36 enthält einen Abschnitt zum Bereitstellen einer Solldrehzahl der Primärriemenscheibe in Fahrpositionen, wie etwa den Bereichen D, D₁ und R. Wenn der Hemmschalter 25 eine Position des Wählhebels 21a erfasst, wird eine Primärriemenscheibensolldrehzahl N_PD von dem Primärriemenscheibensolldrehzahl-Bereitstellungsabschnitt 36 auf der Basis des Erfassungssignals von dem Hemmschalter 25 abgerufen und an einen Solldrehzahlverhältnisberechnungsabschnitt 37 ausgegeben.
In dem Solldrehzahlverhältnisberechnungsabschnitt 37 wird ein Solldrehzahlverhältnis is (is = N_PD/N_S) auf der Basis der Primärriemenscheibensolldrehzahl N_PD und einer Sekundärriemenscheibendrehzahl N_S, die durch den Sekundärriemenscheibendrehzahlsensor 32 erfaßt wird, berechnet.
Auf diese Weise können die Sollprimärriemenscheibendrehzahl N_PD und das Solldrehzahlverhältnis auf der Basis des Schaltmusters erhalten werden, das gemäß den verschiedenen Betriebsbedingungen festgelegt wird, und zwar unter Verwendung der Primärriemenscheibendrehzahl N_PD, der Sekundärriemenscheibendrehzahl N_S, des Drosselklappenöffnungswinkels und des tatsächlichen Drehzahlverhältnisses is.
Nachfolgend wird die Steuerung des Primärzylinders 8 durch das Drehzahlverhältnissteuerventil 13 beschrieben.
Da ein Volumen v des Primärzylinders 8 eine Funktion der Riemenscheibenposition i ist, wird die Durchflussmenge Q des von dem oder zu dem Primärzylinder 8 fließenden Öls als Q = dv/dt = Df(e)/dt ausgedrückt. Das heißt, dass die Durchflussmenge Q eine 1:1-Beziehung zu einer Veränderungsgeschwindigkeit de/dt der Riemenscheibenposition e hat. Wenn ein Lastverhältnis D an das Drehzahlverhältnissteuerventil 13 ausgegeben wird, ist die Durchflussmenge Q eine Funktion des Lastverhältnisses D, eines Leitungsdrucks P_L und eines Primärdrucks P_P. Hier sind unter der Annahme, dass ein Motordrehmoment konstant ist, der Leitungsdruck P_L und der Primärdruck P_P eine Funktion der Riemenscheibenposition e entsprechend jeweils einem tatsächlichen Drehzahlverhältnis i. Folglich wird eine Beziehung von Q = f (D, e) gebildet. Da de/dt = f (D, e), wird eine Beziehung D = f (de/dt, e) erhalten. Somit kann das Lastverhältnis D vorbehaltlos bestimmt werden, basierend auf der Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt und der tatsächlichen Riemenscheibenposition e.
Andererseits kann die Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt als eine Abweichung zwischen einer Sollriemenscheibenposition es und der tatsächlichen Riemenscheibenposition e ausgedrückt werden. Berücksichtigt man eine Sollriemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit des/dt, um eine Konvergenzgeschwindigkeit einer Verzögerung erster Ordnung eines Antriebssystems zu erhöhen, wird die Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt in der folgenden Formel ausgedrückt: de/dt = K1 (es – e) + K2 + des/dt (1),worin K₁ und K₂ Koeffizienten sind. Da das tatsächliche Drehzahlverhältnis i und das Solldrehzahlverhältnis durch die tatsächliche Riemenscheibenposition e bzw. die Sollriemenscheibenposition e_s ersetzt werden können, wird das Lastverhältnis D aus der Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt bestimmt, die gemäß der vorstehend angeführten Formel (1) berechnet wird.
Das tatsächliche Drehzahlverhältnis i wird in einen Umwandlungsabschnitt 39 für die tatsächliche Riemenscheibenposition eingegeben, in welchem das tatsächliche Drehzahl verhältnis i unter Bezugnahme auf ein Verzeichnis in die tatsächliche Riemenscheibenposition e umgewandelt wird. Die tatsächliche Riemenscheibenposition wird so bestimmt, dass ein kleiner Wert bei einer niedrigen Gangstufe erhalten wird und ein großer Wert bei einer hohen Gangstufe erhalten wird. Ferner wird in derselben Weise das Solldrehzahlverhältnis i_s in einen Umwandlungsabschnitt 38 für die Sollriemenscheibenposition eingegeben, in welchem das Solldrehzahlverhältnis i_s unter Bezugnahme auf ein Verzeichnis in die Sollriemenscheibenposition e_s umgewandelt wird.
Die Sollriemenscheibenposition e_s wird so bestimmt, dass ein kleiner Wert bei einer niedrigen Gangstufe erhalten wird und ein großer Wert bei einer hohen Gangstufe erhalten wird. Signale der Sollriemenscheibenposition e_s werden in einen Berechnungsabschnitt 40 für eine Sollriemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit eingegeben, in dem eine Sollriemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de_s/dt, nämlich eine Variation Δe_s der Sollriemenscheibenposition e_s während eines kleinen festgelegten Intervalls Δt, berechnet wird. Des Weiteren werden die berechneten Werte der tatsächlichen Riemenscheibenposition e, der Sollriemenscheibenposition e_s, der Sollriemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de_s/dt und der Koeffizienten K₁, K₂, die in einem Koeffizientenbestimmungsabschnitt 41 bestimmt wurden, in einen Berechnungsabschnitt 42 für die Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit eingegeben, in welchem die Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt gemäß der Formel (1) berechnet wird. Signale des Berechnungsabschnitts 42 für die Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit und des Umwandlungsabschnitts 39 der tatsächlichen Riemenscheibenposition werden in einen Lastverhältnisbereitstellungsabschnitt 43 eingegeben.
Die Lastverhältnisse wurden vorab in einem Verzeichnis festgelegt, das gemäß der vorstehend genannten Beziehung von D = f (de/dt, e) erstellt wurde, und das Lastverhältnis D wird von diesem Verzeichnis basierend auf der Riemenscheibenpositionsveränderungsgeschwindigkeit de/dt und der tatsächlichen Riemenscheibenposition e abgerufen. Das solenoidbetätigte Ein-Ausschaltventil 18 wird durch Signale des Lastverhältnisses D durch einen Ansteuerabschnitt 44 betätigt, um so die Differenz zwischen dem tatsächlichen Drehzahlverhältnis i und dem Solldrehzahlverhältnis i_s auf Null zu steuern.
Bei einem Leitungsdrucksteuersystem wird zunächst das Motordrehmoment T aus einer Tabelle erhalten, die Signale von dem Drosselklappenöffnungssensor 34 und Signale NE von dem Motordrehzahlsensor 33 in Parameter umwandelt. Des Weiteren wird in einem Festlegungsabschnitt 46 für einen gewünschten Leitungsdruck ein gewünschter Leitungsdruck P_LU pro Drehmomenteinheit aus einem Verzeichnis erhalten, das Signale der tatsächlichen Position e, die von dem Umwandlungsabschnitt 39 für die tatsächliche Riemenscheibenposition gesendet werden, in Parameter umwandelt. Dann werden der gewünschte Leitungsdruck P_LU und das Motordrehmoment T in einen Berechnungsabschnitt 48 für einen Sollleitungsdruck zur Berechnung eines Sollleitungsdrucks P_L eingegeben.
Wenn andererseits ein Abgabedruck der Ölpumpe 10 gemäß der Motordrehzahl verändert wird, wird ebenfalls ein Maximalwert des Leitungsdrucks verändert. Ein maximaler Leitungsdruck P_LM wird von einem Routinenverzeichnis abgerufen, in dem die Motordrehzahl NE und die tatsächliche Riemenscheibenposition e in einem Bereitstellungsabschnitt 47 für einen maximalen Leitungsdruck als Parameter enthalten sind. Auf diese Weise wird der maximale Leitungsdruck P_LM, der einer bestimmten Motordrehzahl N_E in einer bestimmten Riemenscheibenposition e entspricht, erhalten. Diese Daten des Sollleitungsdrucks P_L und des maximalen Leitungsdrucks P_LM werden in einen Bereitstellungsabschnitt 49 für ein Lastverhältnis eingegeben, in welchem ein Verhältnis des Sollleitungsdrucks P_LM zu dem maximalen Leitungsdruck P_LM erhalten wird. Ferner wird darin ein Lastverhältnis D, das dem Sollleitungsdruck P_L entspricht, aus einem Verzeichnis abgerufen. Das abgerufene Lastverhältnis D wird zu einem Ansteuerabschnitt 50 gesendet, durch welchen das solenoidbetätigte Ein-Ausschaltventil 17 angesteuert wird, so dass der Leitungsdruck gesteuert wird.
Nachfolgend wird das Steuersystem für den MT-Modus beschrieben.
Wenn in 2 der Wählhebel 21a aus der Position des Bereichs D der Wählanordnung 22 für den AT-Modus in die Wählanordnung 23 für den MT-Modus bewegt wird und durch den AT-MT-Verbindungsweg 24 tritt, erfaßt dies der Umschalter 26 und erzeugt ein Umschaltsignal vom AT- auf den MT-Modus. Das Umschaltsignal wird in einen Festlegungsabschnitt 51 für ein festgelegtes Drehzahlverhältnis eingegeben, um den Getriebemodus von dem AT-Modus in den MT-Modus zu ändern.
Da das Solldrehzahlverhältnis i_s in diesem Moment in den Festlegungsabschnitt 51 für ein festgelegtes Drehzahlverhältnis eingegeben wird, wenn das Umschaltsignal von AT auf MT in diesen eingegeben wird, gibt der Festlegungsabschnitt 51 für ein feststehendes Drehzahlverhältnis ein Signal zum Festlegen des Solldrehzahlverhältnisses i_s dieses Moments als ein festgelegtes Ausgangssolldrehzahlverhältnis an einen Schaltabschnitt 52 für ein Solldrehzahlverhältnis aus. In dem Umwandlungsabschnitt 38 für die Sollriemenscheibenposition wird eine Sollriemenscheibenposition e_s, die diesem festgelegten Anfangssolldrehzahlverhältnis entspricht, durch Bezugnahme auf ein Verzeichnis bestimmt. Anschließend werden die in den Bezugszeichen 39 bis 44 in 2 dargestellten Betriebsabläufe in derselben Weise wie bei dem AT-Modus ausgeführt. Das heißt, dass das solenoidbetätigte Ventil 18 so betätigt wird, dass die tatsächliche Riemenscheibenposition e an die Sollriemenscheibenposition e_s entsprechend dem festgelegten Ausgangssolldrehzahlverhältnis angeglichen wird.
Wenn anschließend der Heraufschalt-Schalter 27 oder der Herunterschalt-Schalter 28 durch die Betätigung des Wählhebels 21a eingeschaltet wird, wird ein Heraufschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal in den Festlegungsabschnitt 51 für das feste Drehzahlverhältnis eingegeben. Der Festlegungsabschnitt 51 für das feste Drehzahlverhältnis wählt eine nächste Schaltposition in Heraufschaltrichtung oder in Herunterschaltrichtung und gibt ein Signal des Drehzahlverhältnisses (festgelegtes Solldrehzahlverhältnis) aus, das der ausgewählten Schaltposition entspricht, und zwar an den Schaltabschnitt 52 für das Solldrehzahlverhältnis, wobei das Drehzahlverhältnis in eine Sollriemenscheibenposition e_s umgewandelt wird. Ähnlich wie vorstehend beschrieben wird das solenoidbetätigte Ventil 18 betätigt, um so die tatsächliche Riemenscheibenposition e der Sollriemenscheibenposition e_s entsprechend dem festgelegten Solldrehzahlverhältnis anzugleichen.
Anschließend erhöht oder erniedrigt sich jedesmal dann, wenn Heraufschaltsignale oder Herunterschaltsignale durch die Betätigung des Wählhebels 21a ausgegeben werden, die Schaltposition des Getriebes um eine Gangstufe und ein der Gangstufe entsprechendes Drehzahlverhältnis wird als ein festgelegtes Solldrehzahlverhältnis festgelegt. Dann wird das solenoidbetätigte Ventil 18 betätigt, um so die tatsächliche Riemenscheibenposition e an die Sollriemenscheibenposition e_s anzugleichen, die diesem festgelegten Solldrehzahlverhältnis entspricht.
Auf diese Weise kann dann, wenn der MT-Modus ausgewählt wird, ein Fahrzeuglenker jede Gangstufe des Getriebes frei aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen durch Betätigung des Wählhebels von Hand auswählen.
Nachfolgend wird die Steuerung in dem Fall, wenn der MT-Modus ausgewählt wird, unter Bezug auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben.
In S101 werden Signale von dem Hemmschalter 25, dem Umschalter 26, dem Heraufschalt-Schalter 27 und dem Herunterschalt-Schalter 28, die in der Wähleinheit 21 vorgesehen sind, gelesen. Anschließend geht das Programm zu S102, wo festgestellt wird, ob der MT-Modus ausgewählt ist oder nicht. Wenn der MT-Modus ausgewählt ist, geht das Programm zu S103, wo festgestellt wird, ob die festgelegte Gangstufe D vorhanden ist oder nicht. Wenn die festgelegte Gangstufe D nicht vorhanden ist, geht das Programm zu S104, in dem das aktuelle Drehzahlverhältnis i_s festgelegt wird. Anschließend wird in S105 oder S107 festgestellt, ob ein Heraufschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal ausgegeben wird. Wenn ein Heraufschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal ausgegeben wird, geht das Programm zu S106 oder S108, in dem eine nächste festgelegte Gangstufe ausgewählt wird, und in S109 wird die nächste festgelegte Gangstufe D an den Schaltabschnitt 52 für das Solldrehzahlverhältnis ausgegeben. Auf diese Weise wird in S110 die aktuelle festgelegte Gangstufe D festgelegt, wenn ein Heraufschaltsignal oder ein Herunterschaltsignal durch die Betätigung des Wählhebels 21a ausgegeben wird.
Nachdem die gegenwärtige festgelegte Gangstufe D festgelegt ist, geht das Programm entweder zu S111 oder S113. Wenn in S111 ein Heraufschaltsignal ausgegeben wird, geht das Programm zu S112, in dem die gegenwärtige festgelegte Gangstufe D um eine Gangstufe heraufgeschaltet wird und eine neue festgelegte Gangstufe wird als D+1 festgelegt. Wenn andererseits ein Herunterschaltsignal in S113 ausgegeben wird, geht das Programm zu S114, in dem die gegenwärtige festgelegte Gangstufe D um eine Gangstufe heruntergeschaltet wird und eine neue festgelegte Gangstufe als D-1 festgelegt wird. Dann wird in S109 die neue festgelegte Gangstufe D+1 oder D-1 an den Schaltabschnitt 52 für das Solldrehzahlverhältnis ausgegeben.
Wenn ein Fahrzeuglenker den Wählhebel 21a zurück in die Wählanordnung 22 für den AT-Modus betätigt, wird der Umschalter 26 vom MT-Modus auf den AT-Modus umgeschaltet und der Fahrmodus wird in den AT-Modus rückgestellt.
5 zeigt ein Beispiel der Antriebs-/Abtriebscharakteristik, wenn der MT-Modus in einem stufenlos variablen Getriebe gemäß dem Stand der Technik gewählt wird. In diesem Beispiel sind sechs festgelegte Gangstufen für den MT-Modus vorbestimmt, und wenn der MT-Modus gewählt wird, wird das Fahrzeug gemäß diesen festgelegten Gangstufen von Hand gesteuert. Da jedoch, wie in diesem Antriebs-/Abtriebscharakteristikdiagramm angegeben, die Antriebsriemenscheibendrehzahl eine lineare Beziehung mit der Abtriebsriemenscheibendrehzahl hat, kann es einem unerfahrenen Fahrzeuglenker Schwierigkeiten bereiten, zum geeigneten Zeitpunkt heraufzuschalten oder herunterzuschalten, wie das auch bei dem manuellen Gangwechsel eines Schaltgetriebes der Fall ist.
Da das Motordrehmoment allgemein einen Spitzenwert bei 3000 bis 4000 upm Motordrehzahl hat und bei höheren Drehzahlen absinkt, wird die Beschleunigungsleistung durch Heraufschalten in Richtung einer höheren Gangstufe verbessert. Andererseits kann dieses Heraufschalten ein Überdrehen des Motors verhindern, wenn in einer niedrigen Gangstufe die Motorbremse angewendet wird. Ferner ist in hohen Gangstufen, besonders in der höchsten Gangstufe, die Abdeckung der Fahrzeuggeschwindigkeit so schmal, dass in einigen Fällen diese höchste Gangstufe die erreichbare höchste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht abdeckt. In diesem Fall kann die höchste erzielbare Fahrzeuggeschwindigkeit eher durch geringfügiges Herunterschalten erreicht werden.
Unter Anwendung dieser Ideen auf die vorliegende Erfindung wird ein Satz von Gangstufen für den MT-Modus in der Weise geschaffen, dass in niedrigen Gangstufen das Drehzahlverhältnis zwangsweise in Richtung des Heraufschaltens verändert wird, wenn die Antriebsriemenscheibendrehzahl (Primärriemenscheibendrehzahl) erhöht wird, und in hohen Gangstufen das Drehzahlverhältnis zwangsweise in Richtung des Herunterschaltens verändert wird, wenn die Abtriebsriemenscheibendrehzahl (Sekundärriemenscheibendrehzahl) erhöht wird.
4 ist ein Beispiel eines Diagramms, das einen Satz von modifizierten Gangstufen im MT-Modus enthält. Dieses Beispiel zeigt einen MT-Modus, der sechs Gangstufen in Beziehung zwischen der Antriebsriemenscheibendrehzahl (Primärriemenscheibendrehzahl) und der Abtriebsriemenscheibendrehzahl (Sekundärriemenscheibendrehzahl) um faßt. Wie 4 zeigt, ist jede der Gangstufen von eins bis sechs so modifiziert, dass die niedrigen Gangstufen (erster bis vierter) in Richtung des Heraufschaltens gekrümmt sind, wenn die Antriebsriemenscheibendrehzahl hoch wird, und die Hochgeschwindigkeitsgangstufe (sechster) in Richtung des Herunterschaltens gekrümmt ist, wenn die Abtriebsriemenscheibendrehzahl hoch wird. Die Anzahl der Krümmungspunkte kann mehr als einer pro Gangstufe sein.
Das Muster der Drehzahlverhältnisse, wie vorstehend beschrieben, wird in einem Verzeichnis in dem Festlegungsabschnitt 51 für die festgelegten Drehzahlverhältnisse gespeichert. Wenn Heraufschalt- oder Herunterschaltsignale eingeben werden, wird ein Drehzahlverhältnismuster entsprechend der gewählten Gangstufe aus dem Routinenverzeichnis abgerufen und ein festgelegter Solldrehzahlbereich wird aus diesem Muster auf der Basis von Signalen der Primärriemenscheibendrehzahl N_P, der Sekundärriemenscheibendrehzahl N_S und des Drosselklappenöffnungswinkels θ bestimmt. Die auf diese Weise festgelegte Solldrehzahl wird an den Umwandlungsabschnitt 52 für das Solldrehzahlverhältnis ausgegeben, in welchem das solenoidbetätigte Ventil 18 betätigt wird, so dass die dem festgelegten Solldrehzahlverhältnis entsprechende Sollriemenscheibenposition e_s mit der tatsächlichen Riemenscheibenposition e in Übereinstimmung gebracht wird.
Da jedes der Drehzahlverhältnisse für den MT-Modus in der Weise festgelegt wird, dass in niedrigen Gangstufen das Drehzahlverhältnis zwangsweise in Richtung des Heraufschaltens geändert wird, wenn die Antriebsriemenscheibendrehzahl, d.h. Motordrehzahl, erhöht wird, und in den hohen Gangstufen, wenn die Motordrehzahl die Drehzahl des höchsten Drehmoments (normalerweise 3000 bis 4000 rpm) während des Beschleunigens übersteigt, das Dreh zahlverhältnis automatisch so geändert wird, dass die Drehzahl des höchsten Drehmoments wieder erhalten wird, kann so eine Verminderung der Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs verhindert werden. Das heißt, dass die Abdeckung einer Gangstufe (in diesem Beispiel 1., 2., 3. und 4.) erweitert werden kann. Wenn ferner die Motorbremse angewendet wird, wird eine Erhöhung der Motordrehzahl unterdrückt, so dass eine gleichmäßige Verzögerung erreicht werden kann. Da ferner in den hohen Gangstufen das Drehzahlverhältnis zwangsweise in Richtung des Herunterschaltens verändert wird, wenn die Abtriebsriemenscheibendrehzahl (Fahrzeuggeschwindigkeit) erhöht wird, kann die durch die höchsten Gangstufen (in diesem Fall der sechste) erreichte Maximalgeschwindigkeit erhöht werden.
In dem als Beispiel dargelegten Diagramm von 4 ist jede Gangstufe aus zwei geraden Linien zusammengesetzt, die einen Krümmungspunkt aufweisen. Er kann aber auch aus mehr als zwei geraden Linien zusammengesetzt sein. In einem anderen Beispiel kann er jedoch aus Kurven oder Kombinationen von Kurven und geraden Linien zusammengesetzt sein, so dass in niedrigen Gangstufen das Drehzahlverhältnis allmählich in Richtung des Heraufschaltens verändert wird, wenn die Antriebsriemenscheibendrehzahl (Motordrehzahl) erhöht wird, und in hohen Gangstufen das Drehzahlverhältnis allmählich in Richtung des Herunterschaltens verändert wird, wenn die Drehzahl der Abtriebsriemenscheibe (Fahrzeuggeschwindigkeit) erhöht wird.
Ferner können an Stelle von Diagrammen die vorstehend genannten geraden Linien oder Kurven in linearen Ausdrücken oder anderen numerischen Gleichungen ausgedrückt weiden, aus welchen ein festgelegtes Solldrehzahlverhältnis auf der Basis der Signale der ausgewählten Gangstufen, der Primärriemenscheibendrehzahl NP und der Sekundärriemenscheibendrehzahl N_S jeweils berechnet wird.
Ferner wird bei dem Stand der Technik, wenn das Fahrzeug entlang der Gangstufe ohne Herunterschalten verzögert wird und die Antriebsriemenscheibendrehzahl (Motordrehzahl) einen unteren Grenzwert der Motordrehzahl erreicht, das Drehzahlverhältnis auf ein Drehzahlverhältnis der nächsten niedrigeren Gangstufe in Sägezahnform geändert, wie 5 zeigt, wobei diese schrittweise Veränderung Schaltrucke verursacht.
Zur Verbesserung dieses Phänomens ist die Steuervorrichtung gemäß vorliegender Erfindung so aufgebaut, dass dann, wenn die Antriebsriemenscheibendrehzahl (Motordrehzahl) den unteren Grenzwert erreicht, wie in 4 gezeigt, das Solldrehzahlverhältnis in der Weise gesteuert werden kann, dass die Antriebsriemenscheibendrehzahl entsprechend dem unteren Grenzwert des Motors konstant gehalten werden kann. Als Resultat treten keine Schaltrucke auf, da das Drehzahlverhältnis stufenlos verändert wird.
Ferner ist das stufenlos variable Getriebe, an welchem die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht auf den in dieser Ausführungsform beschriebenen Riemengetriebetyp eingeschränkt. Ferner kann die elektromagnetische Pulverkupplung 2 in dieser Ausführungsform durch andere Kupplungsarten ersetzt werden, wie etwa ein verriegelbarer Drehmomentwandler, eine hydraulische Nasskupplung und dergleichen.
Zusammenfassend kann gemäß vorliegender Erfindung in dem stufenlos variablen Getriebe, das einen MT-Modus hat, d.h., das zum manuellen Heraufschalten oder Herunterschalten zwischen einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgelegt ist, da das Drehzahlverhältnis jeder Gangstufe so festgelegt wird, dass es mit einer Zunahme der Motordrehzahl in den niedrigen Gangstufen in Richtung des Heraufschaltens geändert wird, das Motordrehmoment so wirksam sein, dass die Beschleunigungsleistung wesentlich verbessert wird, und ferner kann dann, wenn während des Verzögerns heruntergeschaltet wird, eine gleichmäßige Verzögerungsleistung erreicht werden. Da ferner das Drehzahlverhältnis jeder Gangstufe so festgelegt ist, dass es sich mit einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit in höheren Gangstufen in Richtung des Herunterschaltens ändert, kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, die in der höchsten Gangstufe erzielbar ist, erhöht werden. Wenn ein Lenker somit den MT-Modus in dem stufenlos variablen Getriebe wählt, kann ohne Verwendung spezieller Techniken ein sportlicheres und komfortableres Fahren erreicht werden.
Wenn ferner die Motordrehzahl im MT-Modus einen unteren Grenzwert erreicht, vermindert sich das Drehzahlverhältnis entlang dem unteren Grenzwert in Herunterschaltrichtung automatisch. Folglich ist der MT-Modus gemäß vorliegender Erfindung dem Stand der Technik überlegen, bei dem das Drehzahlverhältnis stufenweise verändert wird, wenn die Motordrehzahl einen unteren Grenzwert erreicht.

Claims

System zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes, das einen Automatikgetriebemodus und einen Handschaltgetriebemodus hat, wobei der Automatikgetriebemodus zur Steuerung eines Drehzahlverhältnisses dient, um es an ein Solldrehzahlverhältnis, das mindestens auf der Basis einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt wird, anzugleichen, dass ein Umschalter (26), der beim Umschalten ein Signal abgibt, den Handschaltgetriebemodus anstelle des Automatikgetriebemodus aktiviert, wenn eine Gangstufe manuell aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgewählt wird, und der Handschaltgetriebemodus dazu dient, ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten auszuführen, um das Drehzahlverhältnis so zu steuern, dass es gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis der Gangstufe wird, gekennzeichnet durch Drehzahlverhältnisveränderungseinrichtungen, die im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe derart ändern, dass es über den Drehzahlbereich des Motors variabel und abhängig von der Motordrehzahl ist.
System zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes, das einen Automatikgetriebemodus und einen Handschaltgetriebemodus hat, wobei der Automatikgetriebemodus zur Steuerung eines Drehzahlverhältnisses dient, um es an ein Solldrehzahlverhältnis, das mindestens auf der Basis einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt wird, anzugleichen, dass ein Umschalter (26), der beim Umschalten ein Signal abgibt, den Handschaltgetriebemodus anstelle des Automatikgetriebemodus aktiviert, wenn eine Gangstufe manuell aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgewählt wird, und der Handschaltgetriebemodus dazu dient, ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten auszuführen, um das Drehzahlverhältnis so zu steuern, dass es gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis der Gangstufe wird, gekennzeichnet durch Drehzahlverhältnisveränderungseinrichtungen, die im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe derart ändern, dass es über den Drehzahlbereich der Abtriebsriemenscheibe variabel und abhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist.
System zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Drehzahlverhältnisveränderungseinrichtungen, die im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe in Richtung des Heraufschaltens verändern, wenn die Motordrehzahl in niedrigen ausgewählten Gangstufen hoch wird, und in Richtung des Herunterschaltens verändern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in hohen ausgewählten Gangstufen hoch wird.
System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Motordrehzahl im Handschaltgetriebemodus einen unteren Grenzwert erreicht, ohne dass heruntergeschaltet wird, das Drehzahlverhältnis so gesteuert wird, dass die Motordrehzahl auf dem unteren Grenzwert gehalten wird.
Verfahren zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes, das einen Automatikgetriebemodus und einen Handschaltgetriebemodus hat, wobei der Automatikgetriebemodus zur Steuerung eines Drehzahlverhältnisses dient, um es an ein Solldrehzahlverhältnis, das mindestens auf der Basis einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt wird, anzugleichen, dass ein Umschalter (26), der beim Umschalten ein Signal abgibt, den Handschaltgetriebemodus anstelle des Automatikgetriebemodus aktiviert, wenn eine Gangstufe manuell aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgewählt wird, und der Handschaltgetriebemodus dazu dient, ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten auszuführen, um das Drehzahlverhältnis so zu steuern, dass es gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis der Gangstufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Handschaltgetriebemodus das vorbestimmte Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufen derart geändert wird, dass es über den Drehzahlbereich des Motors variabel und abhängig von der Motordrehzahl ist.
Verfahren zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes, das einen Automatikgetriebemodus und einen Handschaltgetriebemodus hat, wobei der Automatikgetriebemodus zur Steuerung eines Drehzahlverhältnisses dient, um es an ein Soll drehzahlverhältnis, das mindestens auf der Basis einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt wird, anzugleichen, dass ein Umschalter (26), der beim Umschalten ein Signal abgibt, den Handschaltgetriebemodus anstelle des Automatikgetriebemodus aktiviert, wenn eine Gangstufe manuell aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gangstufen ausgewählt wird, und der Handschaltgetriebemodus dazu dient, ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten auszuführen, um das Drehzahlverhältnis so zu steuern, dass es gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis der Gangstufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe derart geändert wird, dass es über den Drehzahlbereich der Abtriebsriemenscheibe variabel und unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist.
Verfahren zur Steuerung eines stufenlos variablen Getriebes nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Handschaltgetriebemodus das Drehzahlverhältnis der manuell ausgewählten Gangstufe in Richtung des Heraufschaltens verändert wird, wenn die Motordrehzahl in niedrigen ausgewählten Gangstufen hoch wird, und in Richtung des Herunterschaltens verändert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in hohen ausgewählten Gangstufen hoch wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Motordrehzahl im Handschaltgetriebemodus einen unteren Grenzwert erreicht, ohne dass heruntergeschaltet wird, das Drehzahlverhältnis so gesteuert wird, dass die Motordrehzahl auf dem unteren Grenzwert gehalten wird.