DE19715132A1 - Stetig variierbares Kraftübertragungssteuergerät und Steuerverfahren - Google Patents

Stetig variierbares Kraftübertragungssteuergerät und Steuerverfahren

Info

Publication number
DE19715132A1
DE19715132A1 DE19715132A DE19715132A DE19715132A1 DE 19715132 A1 DE19715132 A1 DE 19715132A1 DE 19715132 A DE19715132 A DE 19715132A DE 19715132 A DE19715132 A DE 19715132A DE 19715132 A1 DE19715132 A1 DE 19715132A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed change
change ratio
value
pass filter
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19715132A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19715132B4 (de
Inventor
Kazutaka Adachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of DE19715132A1 publication Critical patent/DE19715132A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19715132B4 publication Critical patent/DE19715132B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66254Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling
    • F16H61/66259Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0019Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0022Gains, weighting coefficients or weighting functions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1208Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures with diagnostic check cycles; Monitoring of failures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung einer stetig variierbaren Kraftübertragung für ein Fahrzeug.
Ein stetig variierbares Kraftübertragungssystem für ein Fahr­ zeug weist beispielsweise eine hydraulische Kraftübertragung wie einen Drehmomentwandler oder eine hydraulische Kupplung und eine stetig variierbare Kraftübertragung auf, im folgenden als CVT bezeichnet. Die hydraulische Kraftübertragung übermit­ telt eine Motorumdrehung zur CVT und diese ändert die Drehzahl des Motorausgangs in stufenloser Weise und übermittelt diese an eine Fahrzeugantriebswelle.
Eine CVT ist beispielsweise in Tokkai Hei 3-121358, veröffent­ licht in 1991, und Tokkai Sho 59-217047, veröffentlicht in 1984, jeweils durch das japanische Patentamt, offenbart.
Eine solche CVT weist ein beliebiges Drehzahländerungsverhält­ nis auf, wobei eine Drehkraft beispielsweise durch einen um eine antreibende Riemenscheibe und eine angetriebene Riemen­ scheibe herumgelegten Keilriemen übertragen wird. Das Dreh­ zahländerungsverhältnis ist kontinuierlich variierbar durch Vergrößern der Breite einer Riemenscheibe und Vermindern der Breite der anderen Riemenscheibe, wobei zur Veränderung der Breite ein durch ein Steuerventil zugeführter Öldruck auf jede der Riemenscheiben einwirkt. Das Drehzahländerungsverhältnis kann daher durch Vergrößern und Verkleinern der Öffnung des Steuerventils variiert werden.
In diesem Fall wird ein Zieldrehzahländerungsverhältnis ent­ sprechend zu den Fahrbedingungen wie Motordrehzahl und Motor­ last vorgegeben. Eine Steuerungsrückkopplung steuert die Öff­ nung des Steuerventils so, daß beispielsweise die tatsächliche Drehzahl der Abtriebswelle des CVT mit einer Drehzahl entspre­ chend zum vorbestimmten Drehzahländerungsverhältnis basierend auf den Fahrbedingungen des Fahrzeugs zusammenfällt.
Bei diesem Kraftübertragungssystem ist die Steuerung so ausge­ bildet, daß eine optimale Drehzahländerungsreaktion entspre­ chend zu den erwarteten Fahrbedingungen erhalten wird, um Fahrzeugbeschleunigungsverhalten, Kraftstoffverbrauch und Fahrbarkeit zu verbessern. Aufgrund von Änderungen der dynami­ schen Charakteristika und unter Einfluß äußerer Störungen kann sich allerdings ergeben, daß die CVT die erwartete Drehzahlän­ derungsreaktion nicht zeigt, selbst wenn die Steuerung einen passenden Befehlswert zur Drehzahländerung ausgibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwartete Drehzahländerungsreaktion unter verschiedenen Fahrbedingungen zu erhalten.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Über­ schwingen des Drehzahländerungsverhältnisses während der Dreh­ zahländerungssteuerung zu verhindern.
Zur Lösung der Aufgaben wird durch die Erfindung ein Steuerge­ rät für eine solche stetig variierbare Kraftübertragung be­ reitgestellt, das eine Drehzahl einer Abtriebswelle eines Fahrzeugmotors in stufenloser Weise umwandelt und über ein Be­ tätigungselement auf eine Antriebswelle des Fahrzeugs über­ trägt. Das Steuergerät umfaßt einen Mechanismus zum Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs, einen Mechanismus zum Ein­ stellen eines Zieldrehzahländerungsverhältnisses ausgehend vom Fahrzustand des Fahrzeugs, einen Mechanismus zum Erfassen ei­ nes tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnisses der Kraft­ übertragung, einen Mechanismus zum Berechnen eines aus der dy­ namischen Charakteristik abgeschätzten Wertes auf der Grundla­ ge des tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnisses der Kraft­ übertragung, einen Mechanismus zum Berechnen eines Befehlswer­ tes eines ersten Drehzahländerungsverhältnisses aus dem aus der dynamischen Charakteristik abgeschätzten Wert, dem Ziel­ drehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahlän­ derungsverhältnis, einen Mechanismus zum Berechnen eines Be­ triebsbefehlswertes in Abhängigkeit von einem Befehlswert ei­ nes Zieldrehzahländerungsverhältnisses, einen Mechanismus zur Steuerung des Betätigungselementes auf der Grundlage des Betä­ tigungsbefehlswertes, einen Mechanismus zur Berechnung eines Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungswertes entsprechend zu einem Drehzahländerungsverhältnis vom Betätigungsbefehlswert, einen Mechanismus zur Bestimmung eines Eingabewertes eines Tiefpaßfilters durch Anwenden eines vorbestimmten Eingabeju­ stierkoeffizienten des Tiefpaßfilters auf den Umwandlungswert des Drehzahländerungsverhältnisses und den Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses, einen Mechanismus zum Berech­ nen eines ersten Ausgabewertes zur Kompensierung äußerer Stö­ rung durch Eingabe des Eingabewertes des Tiefpaßfilters in den Tiefpaßfilter mit vorbestimmter Eingabe, einen Mechanismus zur Berechnung eines Kombinationswertes einer zweiten äußeren Stö­ rung durch Eingabe des tatsächlichen Drehzahländerungsverhält­ nisses in einen voreingestellten Filter, einen Mechanismus zur Ausgabe eines Kompensationsausgabewertes für äußere Störung, der durch Subtrahieren des ersten Kompensationsausgabewertes vom zweiten Kompensationsausgabewert erhältlich ist, und einen Mechanismus zur Berechnung eines Befehlswertes für das letzt­ endliche Drehzahländerungsverhältnis durch Subtrahieren des Kompensationsausgabewertes für die externe Störung vom Be­ fehlswert des ersten Drehzahländerungsverhältnisses.
Bevorzugt wird der Tiefpaßfilter durch die folgende Gleichung A und der voreingestellte Filter durch die folgende Gleichung B spezifiziert.
Gleichung A
Kompensationsausgabewert der ersten externen Störung
wobei
TH(ip) einer Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters,
L einer Totzeit,
s einem Laplace-Operator und
ipL einem Eingabewert des Tiefpaßfilters entsprechen.
Gleichung B
Kompensationsausgabewert der zweiten externen Störung
wobei
Tp (ip) einer Zeitkonstanten der CVT und
ipR einem Eingabewert des voreingestellten Filters entsprechen.
Weiterhin ist bevorzugt, daß ein Bestimmungsmechanismus des Eingabewertes des Tiefpaßfilters den Eingabejustierkoeffizien­ ten des Tiefpaßfilters auf der Grundlage einer Differenz zwi­ schen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächli­ chen Drehzahländerungsverhältnis bestimmt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfaßt der Bestimmungsme­ chanismus des Eingabewertes des Tiefpaßfilters einen Mechanis­ mus zum Einstellen des Eingabejustierkoeffizienten des Tief­ paßfilters so, daß nur ein Befehlswert des Drehzahländerungs­ verhältnisses den Eingabewert des Tiefpaßfilters appliziert wird, wenn eine Differenz zwischen dem Zieldrehzahländerungs­ verhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis geringer als ein erster vorgegebener Wert ist, und nur der Um­ wandlungswert des Drehzahländerungsverhältnisses dem Eingabe­ wert des Tiefpaßfilters appliziert wird, wenn die Differenz einen zweiten vorgegebenen Wert größer als der erste vorgege­ bene Wert übertrifft.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Bestimmungsmechanismus des Eingabewertes des Tiefpaßfilters den Eingabewert des Tief­ paßfilters durch die folgende Gleichung bestimmt:
Eingabewert des Tiefpaßfilters
= (Eingabejustierkoeffizient des Tiefpaßfilters)
x (Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses)
+ (Eingabejustierkoeffizient des Tiefpaßfilters -1)
x (Umwandlungswert des Drehzahländerungsverhältnisses),
wobei der Einstellmechanismus des Eingabejustierkoeffizienten des Tiefpaßfilters den Eingabejustierkoeffizienten des Tief­ paßfilters von 1 auf 0 verringert, wenn der Unterschied zwi­ schen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächli­ chen Drehzahländerungsverhältnis sich dem zweiten vorbestimm­ ten Wert vom ersten vorbestimmten Wert nähert.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen stetig variierbaren automatischen Kraftübertra­ gung bereitgestellt, die eine Drehzahl einer Abtriebswelle ei­ nes Fahrzeugmotors in stufenloser Weise umwandelt und über ein Betätigungselement auf die Antriebswelle des Fahrzeugs über­ trägt. Das Steuerverfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs, Vorgeben eines Zieldrehzahländerungsverhältnisses ausgehend von dem erfaßten Fahrzustand, Erfassen eines tatsächlichen Drehzahländerungs­ verhältnisses der Kraftübertragung, Berechnen eines aus einer vorbestimmten dynamischen Charakteristik abgeschätzten Wertes basierend auf dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis der Kraftübertragung, Berechnen eines ersten Befehlswertes des Drehzahländerungsverhältnisses aus dem durch die dynamische Charakteristik abgeschätzten Wert, dem Zieldrehzahländerungs­ verhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis­ ses, Berechnen eines Betätigungsbefehlswertes in Abhängigkeit eines Befehlswertes eines endgültigen Drehzahländerungsver­ hältnisses, Steuern des Betätigungselementes auf der Grundlage des Betätigungsbefehlswertes, Berechnen eines Umwandlungswer­ tes eines Drehzahländerungsverhältnisses entsprechend zu einem Drehzahländerungsverhältnis von dem Betätigungsbefehlswert, Bestimmen eines Eingabewertes eines Tiefpaßfilters durch An­ wenden eines vorbestimmten Eingabejustierkoeffizienten des Tiefpaßfilters auf den Umwandlungswert des Drehzahländerungs­ verhältnisses und den Befehlswert des Drehzahländerungsver­ hältnisses, Berechnen eines Kompensationsausgabewertes einer ersten äußeren Störung durch Eingabe des Eingabewertes des Tiefpaßfilters in ein Tiefpaßfilter mit vorbestimmter Eingabe, Berechnen eines Kompensationsausgabewertes einer zweiten äuße­ ren Störung durch Eingabe des tatsächlichen Drehzahländerungs­ verhältnisses in einen voreingestellten Filter, Ausgabe eines Kompensationsausgabewertes einer äußeren Störung, der durch Subtrahieren des Kompensationsausgabewertes der ersten äußeren Störung vom Kompensationsausgabewert der zweiten externen Stö­ rung erhalten wird, und Berechnen des Befehlswertes des end­ gültigen Drehzahländerungsverhältnisses durch Subtrahieren des Kompensationsausgabewertes der externen Störung vom ersten Be­ fehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses.
Dabei wird vorzugsweise der Tiefpaßfilter durch die folgende Gleichung A und der voreingestellte Filter durch die folgende Gleichung B beschrieben.
Gleichung A
Kompensationsausgabewert der ersten externen Störung
wobei
TH (ip) einer Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters,
L einer Totzeit,
s einem Laplace-Operator und
ipL einem Eingabewert des Tiefpaßfilters entsprechen.
Gleichung B
Kompensationsausgabewert der zweiten externen Störung
wobei
Tp(ip) einer Zeitkonstanten der CVT und
ipR einem Eingabewert des voreingestellten Filters entsprechen.
Vorzugsweise wird in dem Bestimmungsschritt des Eingabewertes des Tiefpaßfilters der Eingabejustierkoeffizient des Tiefpaß­ filters auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Dreh­ zahländerungsverhältnis bestimmt.
Weiterhin ist bevorzugt, daß der Bestimmungsschritt des Einga­ bewertes des Tiefpaßfilters einen Schritt zum Einstellen des Eingabejustierkoeffizienten des Tiefpaßfilters aufweist, so daß nur der Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses den Eingabewert des Tiefpaßfilters appliziert wird, wenn eine Dif­ ferenz zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis geringer als ein vorbestimmter Wert ist, und nur der Umwandlungswert des Dreh­ zahländerungsverhältnisses dem Eingabewert des Tiefpaßfilters appliziert wird, wenn die Differenz einen zweiten vorbestimm­ ten Wert größer als den ersten vorbestimmten Wert übertrifft.
Schließlich ist noch von Vorteil, wenn in dem Bestimmungs­ schritt des Eingabewertes des Tiefpaßfilters der Eingabewert des Tiefpaßfilters durch die folgende Gleichung bestimmt wird:
Eingabewert des Tiefpaßfilters
= (Eingabejustierkoeffizient des Tiefpaßfilters)
x (Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses)
+ (Eingabejustierkoeffizient des Tiefpaßfilters -1)
x (Umwandlungswert des Drehzahländerungsverhältnisses),
wobei im Einstellschritt des Eingabejustierkoeffizienten des Tiefpaßfilters der Eingabejustierkoeffizient von 1 auf 0 ver­ mindert wird, wenn eine Differenz zwischen einem Zieldreh­ zahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahlände­ rungsverhältnis von dem ersten vorbestimmten Wert auf den zweiten vorbestimmten Wert ansteigt.
Weitere Details und weitere Merkmale und Vorteile der Erfin­ dung werden im folgenden in der Beschreibung erläutert und sind in den in den Zeichnungen beigefügten Figuren beschrie­ ben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer stetig variierbaren Kraft­ übertragung, bei der die vorliegende Erfindung ein­ setzbar ist;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Konstruktion eines Drehzahländerungssteuergerätes einer Steuer­ einheit;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines durch die Steuereinheit durchgeführten Drehzahländerungs­ steuerverfahren;
Fig. 5 ein Steuerdiagramm zur Beschreibung der Funktion ei­ ner Störungskompensiereinheit des Drehzahländerungs­ steuergerätes;
Fig. 6 einen Graphen zur Darstellung des Inhalts eines Kennfeldes zur Spezifizierung der Abhängigkeit einer Schrittmotorwinkelposition und eines Drehzahlände­ rungsverhältnisses, abgespeichert in der Steuerein­ heit;
Fig. 7 einen Graphen zur Darstellung des Inhalts eines Kennfeldes zur Spezifizierung der Abhängigkeit von Drehzahländerungsverhältnis der CVT und einer in der Steuereinheit abgespeicherten Zeitkonstanten;
Fig. 8 einen Graphen zur Darstellung des Inhalts eines Kennfeldes eines Eingabejustierkoeffizienten K eines Tiefpaßfilters abgespeichert in der Steuereinheit;
Fig. 9 einen Graphen zur Darstellung der Abhängigkeit zwi­ schen Tiefpaßfilter und der Grenzfrequenz, die durch eine Berechnungseinheit des Befehlswertes des Dreh­ zahländerungsverhältnisses des Drehzahländerungs­ steuergerätes ausgewählt wird;
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ähn­ lich zu Fig. 5;
Fig. 11A-11F Graphen zur Darstellung von Simulationsergebnissen zum Vergleich der Variationen der Schrittmotorposi­ tion und des Drehzahländerungsverhältnisses, wenn das Fahrzeug unter Steuerung des ersten Ausführungs­ beispiels und durch bekannte Steuerungen gestartet wird, welche bekannten Steuerungen von einer Gruppe einschließlich des Erfinders vor dieser Erfindung entwickelt wurden, und
Fig. 12A-12F Graphen zur Darstellung von Simulationsergebnissen sind, während eines Kick-downs ähnlich zu Fig. 11A-11F.
Gemäß Fig. 1 ist ein Drehmomentwandler 12 mit einer Motorab­ druckwelle 10 verbunden.
Der Drehmomentwandler 12 weist eine Überbrückungskupplung 11 auf. Diese verbindet oder trennt mechanisch ein Treibrad 12a als Eingangsteil und ein Turbinenrad 12b als Ausgangsteil ent­ sprechend zu einer Wandlerkammer 12c oder einer Überbrückungs­ ölkammer 12d zugeführten Öldruck.
Das Turbinenrad 12b ist mit einer Drehwelle 13 verbunden. Die­ se ist mit einem Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 15 verbunden. Dieser Mechanismus 15 umfaßt ein Planetengetriebe 19, eine Vorwärtskupplung 40 und eine Rückwärtsbremse 50. Die Abtriebswelle des Mechanismus 19 ist mit einer Antriebswelle 14 verbunden, die koaxial zur Drehwelle 13 angeordnet ist. Die Antriebswelle 14 umfaßt die Eingangswelle einer stetig vari­ ierbaren Kraftübertragung (CVT) 17. Es sei angemerkt, daß eine Hydraulikkupplung oder eine elektromagnetische Kupplung an­ stelle des Drehumwandlers 12 verwendet werden kann.
Die CVT 17 weist eine antreibende Riemenscheibe und eine ange­ triebene Riemenscheibe 26 und einen die Drehung der treibenden Riemenscheibe 16 auf die angetriebene Riemenscheibe 26, wie im folgenden beschrieben, übertragenen Keilriemen 24 auf.
Die treibende Riemenscheibe 16 weist eine feste konische Plat­ te 18, die zusammen mit der Antriebswelle 13 sich dreht, und eine bewegliche konische Platte 22 auf, die relativ zur festen konischen Platte 18 zur Bildung einer V-förmigen Riemenschei­ bennut zusammen mit der festen konischen Platte 18 angeordnet ist. Die bewegliche konische Platte 22 bewegt sich in axialer Richtung der Antriebswelle 14 entsprechend zu einem in einer Zylinderkammer 20 der treibenden Riemenscheibe beherrschenden Öldrucks, während sie sich mit der festen konischen Platte 18 zusammendreht. Die Zylinderkammer 20 der treibenden Riemen­ scheibe umfaßt Kammern 20a und 20b. Die bewegliche konische Platte 22 weist eine Druckaufnahmefläche größer als die beweg­ liche konische Platte 34 und wie im folgenden beschrieben auf.
Die angetriebene Riemenscheibe 26 ist auf einer Drehwelle 28 angeordnet. Die angetriebene Riemenscheibe 26 umfaßt eine fe­ ste konische Platte 30, die zusammen mit der angetriebenen Welle 28 sich dreht, und eine bewegliche konische Platte 34, die relativ zur festen konischen Platte 30 zur Bildung einer V-förmigen Riemenscheibennut zusammen mit der festen konischen Platte 30 angeordnet ist. Die bewegliche konische Platte 34 bewegt sich in axialer Richtung der angetriebenen Welle 28 entsprechend zu einem in einer Zylinderkammer 32 der angetrie­ benen Riemenscheibe herrschenden Öldruck, während sie sich zu­ sammen mit der festen konischen Platte 30 dreht.
Die angetriebene Riemenscheibe 28 weist ein Antriebszahnrad 46 auf, das zusammen mit der Riemenscheibe 28 dreht. Das An­ triebszahnrad 46 steht mit einem Freilaufzahnrad 48 auf einer Freilaufwelle 52 in Eingriff. Die Freilaufwelle 52 umfaßt ein Ritzel 54, das sich zusammen mit der Welle 52 dreht. Das Rit­ zel 54 steht mit einem Endzahnrad 44 in Eingriff, welches eine Gelenkwelle oder Antriebswelle (nicht dargestellt) über ein Differential 56 antreibt.
Die Dreheingabe der CVT 17 von der Motorabtriebswelle 10 wird zu dem Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 15 über Drehmo­ mentwandler 12 und Drehwelle 13 übertragen. Ist die Vorwärts­ kupplung 40 eingekuppelt und die Rückwärtsbremse 50 gelöst, wird die Drehung der Drehwelle 13 auf die Antriebswelle 14 der Kraftübertragung 17 mit gleicher Drehrichtung über das Plane­ tengetriebe 19 übertragen, so daß Eingangswelle und Abtriebs­ welle zusammen drehen. Andererseits, wenn die Vorwärtskupplung 40 gelöst ist und die Rückwärtsbremse 50 betätigt ist, wird die Drehung der Drehwelle 13 zur Antriebswelle 14 mit umge­ kehrter Drehrichtung aufgrund der Wirkung des Planetengetrie­ bes 19 übertragen.
Die Drehung der Antriebswelle 14 wird dem Differential 46 über treibende Riemenscheibe 16, Keilriemen 24, angetriebene Rie­ menscheibe 46, angetriebene Welle 28, Antriebszahnrad 46, Freilaufzahnrad 48, Freilaufwelle 52, Ritzel 54 und Endzahnrad 44 übertragen. Sind Vorwärtskupplung 40 und Rückwärtsbremse 50 beide gelöst, ist der Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 15 in Neutralstellung und eine Übertragung einer Drehung von der Drehwelle 13 zur Antriebswelle 14 findet nicht statt.
Bei der vorangehend beschriebenen dynamischen Kraftübertragung variiert das Drehverhältnis, d. h. das Drehzahländerungsver­ hältnis (Abbremsverhältnis) zwischen treibender Riemenscheibe 16 und angetriebener Riemenscheibe 26, wenn die bewegliche ko­ nische Platte 22 der treibenden Riemenscheibe 16 und die be­ wegliche konische Platte 34 der angetriebenen Riemenscheibe 26 in axialer Richtung bewegt werden, so daß der Kontaktpunktra­ dius mit dem Keilriemen 24 verändert wird. Wird beispielsweise die Breite der V-förmigen Riemenscheibennut der treibenden Riemenscheibe 16 vergrößert und die Breite der V-förmigen Rie­ menscheibennut der angetriebenen Riemenscheibe 26 verengt, nimmt der Kontaktpunktradius des Keilriemens 24 auf seiten der treibenden Riemenscheibe 16 ab und der Kontaktpunktradius des Keilriemens 24 auf seiten der angetriebenen Riemenscheibe 24 wächst an, so daß ein großes Verzögerungsverhältnis erhalten wird. Werden die beweglichen konischen Platten 22 und 34 in entgegengesetzter Richtung bewegt, wird das Verzögerungsver­ hältnis geringer.
Die Steuerung der Breiten der V-förmigen Riemenscheibennuten von treibender Riemenscheibe 16 und angetriebener Riemenschei­ be 26 wird durch Steuerung der relativen Drücke in den Zylin­ derkammern 20 (20a, 20b) der treibenden Riemenscheibe und der Zylinderkammer 32 der angetriebenen Riemenscheibe über ein im folgenden beschriebenes Steuersystem durchgeführt.
Das Drehverhältnis der CVT 17 wird durch die in Fig. 2 darge­ stellte Steuereinheit gesteuert. Es werden die gleichen Be­ zugszeichen wie beim Mechanismus in Fig. 1 verwendet.
In Fig. 2 weist eine elektronische Steuereinheit 101 einen Mi­ kroprozessor und eine Hydrauliksteuereinheit 102 verschiedene Öldrucksteuerventile auf. In diesem Steuersystem sind die Haupteinrichtung zur Steuerung der erwähnten CVT die elektro­ nische Steuereinheit 101 und die Hydrauliksteuereinheit 102.
Die elektronische Steuereinheit 101 ist ein Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Nur-Lese- Speicher (ROM), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einem Eingabe/Ausgabe-Interface. Signale werden der elek­ tronischen Steuereinheit 101 von einem Wassertemperatursensor S1, einem Drosselöffnungssensor S2, einem Motordrehzahlsensor S3, einem ABS-Betätigungssensor S4, der die Tätigkeit eines Steuergerätes 104 eines Antiblockierbremssystems (ABS) erfaßt, einem Bremsschalter S5, der beim Bremsen des Fahrzeugs ein­ schaltbar ist, einem Verhütungsschalter S6, der die Operati­ onsstellung eines Auswahlhebels 105 anzeigt, einem Drehzahl­ sensor S7, der die Drehzahl der treibenden Riemenscheibe 16 erfaßt, einem Drehzahlsensor S8, der die Drehzahl der ange­ triebenen Riemenscheibe 26 überwacht und von einem Betäti­ gungsrichtungsschalter S9 zugeführt.
Die elektronische Steuereinheit 101 führt vorbestimmte Berech­ nungen unter Verwendung dieser Signale durch, um das Dreh­ zahländerungsverhältnis der CVT 17, den Leitungsdruck und die Überbrückungskupplung 11 zu steuern.
Im Detail werden diese Steuerfunktionen wie folgt durchge­ führt. Die elektronische Steuereinheit 101 gibt ein Antriebs­ signal an einen Schrittmotor 113 aus, das auf einem vorbe­ stimmten Muster gemäß der Motorlast, Motordrehzahl und der durch die Drosselöffnung bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit basiert. Die Drosselöffnung wird durch den Drosselöffnungssen­ sor S2, die Motordrehzahl durch den Motordrehzahlsensor S3 und die Fahrzeuggeschwindigkeit durch den Drehzahlsensor S8 er­ faßt, der die Drehzahl der angetriebenen Riemenscheibe 26 er­ faßt.
Der Schrittmotor 113 betätigt ein Geschwindigkeitssteuerventil 112 einer Öldrucksteuereinheit 102, so daß ein Drehzahlände­ rungsverhältnis entsprechend zu diesem Antriebssignal erhalten wird, steuert den Leitungsdruck, der nach Fig. 1 der Zylinder­ kammer 20 der treibenden Riemenscheibe zugeführt wird und va­ riiert die relativen Drücke der Zylinderkammer 20 der treiben­ den Riemenscheibe und der Zylinderkammer 32 der angetriebenen Riemenscheibe.
Die Verstellposition der treibenden Riemenscheibe 16, d. h., das Drehzahländerungsverhältnis, wird über eine Verbindung 114 zum Geschwindigkeitssteuerventil 112 rückgeführt. Nachdem ein Zieldrehzahländerungsverhältnis entsprechend zur Stellung des Schrittmotors 113 durch diese Rückkopplungssteuerung erreicht ist, hält die elektronische Steuerung 101 die relativen Drücke in den Zylinderkammern 20 und 32 der Riemenscheiben aufrecht, um das Drehzahländerungsverhältnis beizubehalten.
Wenn der auf die Riemenscheiben 16 und 26 wirkenden Leitungs­ druck bei der Drehzahländerungsverhältnissteuerung der CVT 17 zu gering sind, sind die Reibungskräfte zwischen den Riemen­ scheiben 16, 18 und dem Keilriemen 24 unzureichend, so daß der Keilriemen 24 durchrutscht. Ist im Gegensatz dazu der Lei­ tungsdruck zu hoch, wird die Reibungskraft unnötig erhöht. Dies hat in beiden Fällen nachteilige Auswirkungen auf Kraft­ stoffkosten und Fahrverhalten des Fahrzeugs. Der Leitungsdruck wird daher so gesteuert, daß eine angemessene Antriebskraft, die weder zu groß noch zu klein ist, gemäß den Fahrbedingungen übertragen wird.
Die elektronische Steuereinheit 101 steuert die Stellung eines Leitungsdruckelektromagneten 115 der Öldrucksteuereinheit 102 gemäß einem Steuersignal. Nachdem der Leitungsdruckelektroma­ gnet 115 die Öldruckpumpe (nicht dargestellt) auf einen pas­ senden Leitungsdruck mittels eines Modifizierers (Druck­ steuerventil) 116 und eines Regulators (festes Druckventil) 117 justiert hat, wird dieser Leitungsdruck der Zylinderkammer 32 der angetriebenen Riemenscheibe zugeführt. Ebenso wird er der Zylinderkammer 20 der treibenden Riemenscheibe über ein Drehzahländerungssteuerventil 112 zugeführt. Weiterhin wird eine Steuerung durchgeführt, so daß die Überbrückungskupplung 11 verbunden ist, wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindig­ keit größer als ein vorbestimmter Wert ist, und die Überbrüc­ kungskupplung gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Die elektronische Steuereinheit 101 gibt ein Signal entspre­ chend zur Fahrzeuggeschwindigkeit an einen Überbrückungselek­ tromagneten 118 der Öldrucksteuereinheit 102 ab und schaltet dadurch Änderungen über ein Überbrückungssteuerventil 119. Das Überbrückungssteuerventil 119 schaltet zwischen einem System, das den Druck der Ölpumpe der Wandlerkammer 12c des Drehmo­ mentwandlers 12 als zugeführten Druck der Überbrückungskupp­ lung 11 zum Lösen einer Überbrückungsölkammer 12d zuführt, und ein System, das den Öldruck der Ölpumpe der Überbrückungsöl­ kammer 12d als Lösedruck zum Lösen der Wandlerkammer 12c zu­ führt.
Ein Handsteuerventil 120, das synchron mit einem Auswahlhebel 105 arbeitet, ist in der Öldrucksteuereinheit 102 vorgesehen. Das Handsteuerventil 120 führt Öldruck, der von der Öldruck­ pumpe über den Leitungsdruckelektromagneten 115 zugeführt wird, selektiv einer Vorwärtskupplung 40 und einer Rückwärts­ kupplung eines Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 15 gemäß der Betätigungsstellung des Auswahlhebels 105 zu. Dies erlaubt ein Umschalten des Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 15 zwischen der Vorwärts-, Rückwärts- und Neutralstellung.
Die obige CVT und die Grundkonstruktion des Steuergerätes sind beispielsweise in der durch das japanische Patentamt veröf­ fentlichten Tokkai Hei 8-178055 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung hat bestimmte Merkmale bezüglich des Aufbaues eines Drehzahländerungssteuergerätes 106 im Unter­ schied zum vorangehend genannten Stand der Technik.
Nach Fig. 3 weist das Drehzahländerungssteuergerät 106 eine Berechnungseinheit 410 für ein Zieldrehzahländerungsverhältnis auf, welche das Zieldrehzahländerungsverhältnis ipT entspre­ chend zu einem Fahrzustand auf der Grundlage von Fahrzustands­ signalen berechnet, eine Drehzahländerungsbefehlseinheit 420, die ein Antriebssignal Sθ für den Schrittmotor auf der Grund­ lage eines Vergleichs von Zieldrehzahländerungsverhältnis ipT und einem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis ipR aus­ gibt, eine Berechnungseinheit 430 für ein tatsächliches Dreh­ zahländerungsverhältnis, die das tatsächliche Drehzahlände­ rungsverhältnis ipR der CVT 17 aus den Drehzahlsignalen von treibender Riemenscheibe 16 und angetriebener Riemenscheibe 26 berechnet, und eine Berechnungseinheit 440 für einen Dreh­ zahländerungsbefehlswert, die eine Berechnung eines Dreh­ zahländerungsverhältnis-Befehlswertes Sip durchführt.
Die Drehzahländerungsbefehlseinheit 420 umfaßt eine Kompen­ siereinheit 450 für externe Störungen, eine Eingabebestim­ mungseinheit 460 eines Tiefpaßfilters, eine Berechnungseinheit 462 eines Umwandlungswertes eines Drehzahländerungsverhältnis­ ses, eine Ausgabeeinheit 465 für einen Drehzahländerungsver­ hältnis-Befehlswert, eine Umwandlungseinheit 470 für einen Drehzahländerungsbefehlswert und eine Justiereinheit 480 zur Winkelpositionierung eines Schrittmotors. Die Kompensations­ einheit 450 für externe Störung weist Berechnungseinheit 451 und 452 für Kompensationsausgaben für erste und zweite externe Störungen auf.
Die Eingabebestimmungseinheit 460 für den Tiefpaßfilter weist eine Berechnungseinheit 461 für einen Justierkoeffizienten auf.
Basierend auf dem vorangehenden Aufbau führt das Drehzahlände­ rungssteuergerät 106 die Drehzahländerungssteuerung gemäß des Steuerdiagramms nach Fig. 5 und des Flußdiagramms nach Fig. 4 durch.
Zuerst wird in einem Schritt S101, um das Verfahren in einem festen Intervall durchzuführen, festgestellt, ob eine vorbe­ stimmte Zeit nach der direkt vorangehenden Durchführung des Verfahrens abgelaufen ist. In einem Schritt S102 wird das Aus­ gabesignal Sθ der Winkelpositionsjustiereinheit 480 des Schrittmotors gelesen.
In einen Schritt S103 werden Signale von den verschiedenen Sensoren nach Fig. 2 und 3 gelesen.
In einem Schritt 104 handelt die Eingabebestimmungseinheit 460 des Tiefpaßfilters das Ausgabesignal Sθ in einen Drehzahlände­ rungsverhältnis-Befehlswert ipS um. Dieser wird durch die Be­ rechnungseinheit 462 des Umwandlungswertes des Drehzahlände­ rungsverhältnisses erhalten, die ein Umwandlungskennfeld nach Fig. 5 auf der Grundlage des Schrittmotorwinkels Sθ absucht. Das Kennfeld ist im wesentlichen das gleiche wie das Umwand­ lungskennfeld nach Fig. 6, das in der Umwandlungseinheit 470 für den Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert vorhanden ist.
In einem Schritt S105 berechnet die Umwandlungseinheit 430 des Drehzahländerungsverhältnisses ein tatsächliches Drehzahlände­ rungsverhältnis ipR aus Drehzahlsignal S7, S8 von den Riemen­ scheiben. Ein Drehzahländerungsrichtungswert Sd, der anzeigt, ob das Drehzahländerungsverhältnis anwächst oder abnimmt, wird durch Vergleich des berechneten tatsächlichen Drehzahlände­ rungsverhältnisses ipR mit dem direkt vorangehend berechneten Wert ausgewählt.
In einem Schritt 106 berechnet die Berechnungseinheit 410 für ein Zieldrehzahländerungsverhältnis ein Zieldrehzahländerungs­ verhältnis ipT auf der Grundlage der im Schritt S103 gelesenen Signale.
Die dynamische Charakteristik Gp(s) der CVT ist durch die fol­ gende Gleichung (1) bestimmt:
wobei
Kp(ip) einer Verstärkung der CVT,
Tpip einer Zeitkonstanten der CVT, die für jedes Drehzahländerungsverhältnis und Drehzahländerungsrichtung bestimmt ist,
L einer Totzeit,
s dem Laplace-Operator entsprechen.
Die Kompensationseinheit 450 für externe Störung arbeitet mit dynamischen Charakteristik der CVT nach Gleichung (1) als Re­ ferenzmodell. Dieses ist so entworfen, um Parameterfluktuatio­ nen zu eliminieren, wie Ölviskositätsvariationen oder Abwei­ chungen für die Durchführung von Massenproduktionen und Fluk­ tuation aufgrund von externen Störungen.
In einem Schritt S107 bestimmt die Eingabebestimmungseinheit 460 des Tiefpaßfilters den Wert eines Filtereingabejustier­ koeffizienten K unter Verwendung eines Kennfeldkoeffizienten f7map vom Zieldrehzahländerungsverhältnis ipT, eines Dreh­ zahländerungsverhältnis-Befehlswertes Sip und eines tatsächli­ chen Drehzahländerungsverhältnisses ipR, basierend auf einer Drehzahländerungsverhältnis-Differenz ipV zwischen ipT und ipR, wie in den folgenden Gleichungen (2) und (3) dargestellt. Nach Fig. 8 ist der Kennfeldkoeffizient f7map gleich 1, wenn die Differenz ipV des Drehzahländerungsverhältnisses klein ist und geht gegen 0 gegen mit anwachsender Differenz, wenn die Diffe­ renz ipV groß ist.
ipV = ipT - ipR (2)
K = f7map(ipV) (3)
Im nächsten Schritt S108 berechnet die Eingabebestimmungsein­ heit 460 des Tiefpaßfilters einen Eingabewert ipL des Tiefpaß­ filters nach Gleichung (4) unter Verwendung des Justierkoeffi­ zienten K:
ipL = K·Sip(t)+(K-1)ipS(t), (4)
wobei (t) einem Wert zum Zeitpunkt t entspricht.
In einem Schritt S109 berechnet die Kompensationseinheit 450 für externe Störung eine Kompensationsausgabe ipD nach Glei­ chung (5) aus dem Eingabewert Sip des Tiefpaßfilters und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis ipR.
wobei TH(ip) eine Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters der Kombi­ nationseinheit für externe Störung ist und wie in Fig. 9 dar­ gestellt, ausgewählt ist, so daß die dynamische Charakteristik der CVT (Zeitkonstante, Totzeit) und Stabilität des Steuersy­ stems (d. h., eine Verstärkungstoleranz von wenigstens 12dB und eine Fadentoleranz von wenigstens 45°) erfüllt sind.
Im nächsten Schritt S110 gibt die Ausgabeeinheit 465 für den Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses den Befehlswert Sip aus. Für diesen Zweck bestimmt die Berechnungseinheit 440 für den Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses zuerst die dynamische Charakteristik GT(s) nach Gleichung (6), wie vom Konstrukteur gewünscht, und die Ausgabeeinheit 465 für den Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses berechnet den Befehlswert Sip nach Gleichung (7) basierend auf dieser dyna­ mischen Charakteristik GT(s):
wobei TT eine Zeitkonstante für das gewünschte Ziel ist.
Der auf diese Weise berechnete Befehlswert Sip des Drehzahlän­ derungsverhältnisses reflektiert die dynamische Charakteristik für jedes Drehzahländerungsverhältnis und Drehzahländerungs­ richtung der CVT. Mit anderen Worten reflektiert der Wert eine anfängliche Zieldrehzahländerungsantwort für jedes Drehzahlän­ derungsverhältnis und Drehzahländerungsrichtung.
Allerdings sind die Winkelstellung des Schrittmotors 113 und das Drehzahländerungsverhältnis der CVT nicht allgemein direkt proportional zueinander. Daher wandelt im Schritt S111 die Be­ fehlswertwandeleinheit 470 des Drehzahländerungsverhältnisses eine Schrittmotorwinkelstellung, d. h. ein Antriebssignal Sθ, in einen Wert entsprechend zum Befehlswert Sip des Drehzahlän­ derungsverhältnisses um, so daß eine direkte Proportionalität vorliegt. Das auf diese Weise erhaltene Antriebssignal Sθ wird im Schritt S112 an die Justiereinheit 480 für die Schrittmo­ torwinkelposition ausgegeben.
Die folgenden Gleichungen (8)-(10) werden zur Durchführung dieser Umwandlung verwendet. Insbesondere wird ein Umwand­ lungswert des Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswertes be­ stimmt, so daß eine direkte Proportionalität zwischen dem Drehzahländerungsbefehlswert ausgegeben an das Drehzahlände­ rungssteuerventil und dem Drehzahländerungsverhältnis ip, ba­ sierend auf dem Verstellwert Ds eines Treibriemenscheibenin­ tervalls und dem Drehzahländerungsverhältnis ip relativ zur Schrittmotorwinkelstellung:
wobei
ri dem Radius des Keilriemenkontaktpunkts der treibenden Scheibe,
rio dem Minimalradius der treibenden Scheibe,
ro dem Radius des Keilriemenkontaktpunkts der angetriebenen Riemenscheibe,
Dc dem Achsenabstand zwischen treibender Riemenscheibe und angetriebener Riemenscheibe,
LB der Umfangslänge des Keilriemens und
β dem Scheibenwinkel der treibenden Riemenscheibe entsprechen.
Da die Spezifikationen und Abmessungen der CVT bekannt sind, kann der Berechnungsaufwand dadurch verringert werden, daß ein Kennfeld von vorberechneten Ergebnissen oder ein Kennfeld mit Umwandlungswerten, basierend auf experimentellen Ergebnissen anstelle von berechneten Umwandlungswerten, basierend auf die­ ser Umwandlungsgleichung, jedesmal gelesen werden, wenn die Steuerung durchgeführt wird.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in Beziehung zum Aufbau einer Kompensationseinheit für externe Störung.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorange­ henden nur darin, daß anstelle der Gleichung (5) die Gleichung (11) verwendet wird:
Auch gemäß dieses Ausführungsbeispiels werden die gleichen Er­ gebnisse wie beim ersten Ausführungsbeispiel erhalten.
Fig. 11A-11F und Fig. 12A-12F zeigen Simulationsergebnisse für ein Drehzahländerungssteuergerät gemäß dem er­ wähnten ersten Ausführungsbeispiel und für ein Drehzahlände­ rungssteuergerät, welches ähnliche Technologien A und B ver­ wendet, die von einer Gruppe einschließlich des Erfinders der vorliegenden Erfindung entwickelt wurden.
Die verwandte Technologie A betrifft ein Drehzahländerungs­ steuergerät mit einer Kompensationseinheit der dynamischen Charakteristik und einer Kompensationseinheit für externe Stö­ rung gemäß der Anmeldung beim japanischen Patentamt von 1995 Tokugan Hei 7-86991.
Die verwandte Technologie B betrifft ein Drehzahländerungs­ steuergerät mit dem die Korrektur der Eingabe der Kompensati­ onseinheit der externen Störung nicht durch das Drehzahlände­ rungsverhältnis sondern durch die Schrittmotorwinkelposition oder das Schrittmotorantriebssignal erfolgt. Das Öldrucksteu­ erventil oder dessen Betätigungselement hat im allgemeinen keine lineare Charakteristik und tendiert zur Verursachung ei­ nes Verlustes an Nachgiebigkeit mit dem ausgewählten Ziel des Drehzahländerungsverhältnisses. Durch Anwendung der Technolo­ gie B wird dieser Verlust erheblich reduziert.
Die verwandte Technologie B wurde beim japanischen Patentamt 1995 als Tokugan Hei 7-98712 eingereicht.
Beide verwandten Technologien A und B bildeten keinen bekann­ ten Stand der Technik am Prioritätstag der vorliegenden Anmel­ dung, welches der Tag der Anmeldung dieser Erfindung beim ja­ panischen Patentamt ist.
Fig. 11A-11F zeigen Charakteristika, wenn das Fahrzeug vom Ruhezustand beschleunigt wird, und Fig. 12A-12F zei­ gen Charakteristika bei einer Drehzahländerung während eines Kick-downs.
Bei Steuerung durch die verwandte Technologie B nach Fig. 11A tendiert die Reaktion des tatsächlichen Drehzahländerungsver­ hältnisses zu einer Verzögerung bei Bedingungen, unter denen der Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert allmählich an­ wächst, wie wenn das Fahrzeug vom Ruhezustand beschleunigt wird. Andererseits zeigt die Steuerung gemäß der Erfindung nach Fig. 11C, daß nahezu keine Verzögerung in der Reaktion vorliegt.
Weiterhin zeigt die Steuerung durch die verwandte Technologie A nach Fig. 12B, daß das Drehzahländerungsverhältnis über den Zielwert hinausschießt, wenn ein schneller Drehzahländerungs­ verhältnis-Befehlswert während eines Kick-downs vorliegt.
Andererseits erhält man gemäß der Steuerung der vorliegenden Erfindung nach Fig. 12C selbst in dieser Situation eine pas­ sende Drehzahländerungsverhältnis-Reaktion.
Die Details und weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich durch die Beschreibung und die beigefügten Figuren.

Claims (10)

1. Ein Steuergerät (101) für eine stetig variable Kraftüber­ tragung (17), welche eine Drehzahl einer Eingangswelle (10) eines Fahrzeugmotors in stufenloser Weise umwandelt und über ein Betätigungselement (113) auf eine Antriebs­ welle des Fahrzeugs überträgt, mit Einrichtungen (S1-S6) zum Erfassen eines Fahrzustands des Fahrzeugs und eine Einrichtung (410) zum Auswählen eines Zieldrehzahlände­ rungsverhältnisses aus dem Fahrzustand des Fahrzeugs, da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuergerät weiterhin auf­ weist:
eine Erfassungseinrichtung (430) zum Erfassen eines tat­ sächlichen Drehzahländerungsverhältnisses der Kraftüber­ tragung (17);
eine Berechnungseinrichtung (440) zum Berechnen eines dy­ namischen Charakteristikschätzwertes, basierend auf dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis der Kraftüber­ tragung (17);
eine Berechnungseinheit (440) zum Berechnen eines ersten Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswertes aus dem dynami­ schen Charakteristikschätzwert, dem Zieldrehzahländerungs­ verhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhält­ nis,
einer Berechnungseinrichtung (470) zum Berechnen eines Be­ tätigungsbefehlswertes in Abhängigkeit von einem endgülti­ gen Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert;
eine Steuereinrichtung (480) zum Steuern des Betätigungse­ lementes (113), basierend auf dem Betätigungsbefehlswert;
einer Berechnungseinheit (462) zum Berechnen eines Dreh­ zahländerungsverhältnis-Umwandlungswertes, entsprechend zu einem Drehzahländerungsverhältnis von dem Betätigungsbe­ fehlswert;
einer Bestimmungseinrichtung (460) zur Bestimmung eines Tiefpaßfiltereingabewertes durch Anwenden eines vorbe­ stimmten Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizienten auf den Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungswert und dem Dreh­ zahländerungsverhältnis-Befehlswert;
eine Berechnungseinrichtung (451) zum Berechnen eines er­ sten Kompensationsausgabewertes für eine äußere Störung durch Eingabe des Tiefpaßfiltereingabewertes in einen vor­ eingestellten Eingabetiefpaßfilter;
eine Berechnungseinrichtung (452) zur Berechnung eines zweiten Kompensationswertes für eine externe Störung durch Eingabe des tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnisses in den voreingestellten Filter;
eine Ausgabeeinrichtung (450) zur Ausgabe eines Kompensa­ tionsausgabewertes für externe Störung, der durch Subtrak­ tion des ersten Kompensationsausgabewertes für externe Störung vom zweiten Kompensationsausgabewert für externe Störung erhalten wird, und
eine Berechnungseinrichtung (465) zum Berechnen des end­ gültigen Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswertes durch Subtrahieren des Kompensationsausgabewertes für externe Störung von dem ersten Drehzahländerungsverhältnis-Befehls­ wert.
2. Steuergerät (101, 102) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tiefpaßfilter durch die folgende Glei­ chung A und der voreingestellte Filter durch die folgende Gleichung B spezifiziert sind: Gleichung A
erster Kompensationsausgabewert für externe Störung wobei
TH(ip) einer Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters,
L einer Totzeit,
s einem Laplace-Operator und
ipL einem Tiefpaßfiltereingabewert entsprechen; undGleichung B
zweiter Kompensationsausgabewert für externe Störung wobei
Tp(ip) einer Zeitkonstanten der CVT und
ipR einem Voreinstellungsfiltereingabewert entsprechen.
3. Steuergerät (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (460) für den Tiefpaßfil­ tereingabewert den Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizien­ ten auf der Grundlage eines Unterschiedes zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis bestimmt.
4. Steuergerät (101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (460) für den Tiefpaßfil­ tereingabewert eine Auswähleinrichtung (461) zum Auswählen des Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizienten aufweist, so daß nur der Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert auf den Tiefpaßfiltereingabewert angewendet wird, wenn ein Un­ terschied zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis geringer als ein erster vorbestimmter Wert ist, und nur der Drehzahlän­ derungsverhältnis-Umwandlungswert auf den Tiefpaßfilter­ eingabewert angewendet wird, wenn die Differenz einen zweiten vorbestimmten Wert größer als den ersten vorbe­ stimmten Wert übertrifft.
5. Steuergerät (101) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (460) für den Tiefpaßfil­ tereingabewert diesen Wert nach folgender Gleichung be­ stimmt:
Tiefpaßfiltereingabewert
= (Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizient)
x (Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert)
+ (Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizient -1)
x (Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungswert),
wobei die Einstelleinrichtung (461) des Tiefpaßfilterein­ gabejustierkoeffizienten diesen von 1 auf 0 vermindert, wenn die Differenz zwischen dem Zieldrehzahländerungsver­ hältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis sich vom ersten vorbestimmten Wert dem zweiten vorbestimm­ ten Wert annähert.
6. Verfahren zur Steuerung einer stetig variierbaren automa­ tischen Kraftübertragung (17), welche in stufenloser Weise eine Drehzahl einer Ausgangswelle (10) eines Fahrzeugmo­ tors umwandelt und über ein Betätigungselement (113) auf eine Antriebswelle des Fahrzeugs überträgt, mit den Schritten des Erfassens eines Fahrzustandes des Fahrzeugs und Auswählen eines Zieldrehzahländerungsverhältnisses von dem erfaßten Fahrzustand, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfaßt:
Erfassen eines tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis­ ses der Kraftübertragung (17);
Berechnen eines vorbestimmten Dynamikcharakteristikschätz­ wertes, basierend auf dem tatsächlichen Drehzahländerungs­ verhältnis der Kraftübertragung (17);
Berechnen eines ersten Drehzahländerungsverhältnis- Befehlswertes aus dem Dynamikcharakteristikschätzwert, dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis;
Berechnen eines Betätigungsbefehlswertes in Abhängigkeit von einem endgültigen Drehzahländerungsverhältnis-Befehls­ wertes;
Steuerung des Betätigungselementes (113) auf der Grundlage des Betätigungsbefehlswertes;
Berechnen eines Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungs­ wertes entsprechend zu einem Drehzahländerungsverhältnis aus dem Betätigungsbefehlswert;
Bestimmen eines Tiefpaßfiltereingabewertes durch Anwenden eines vorbestimmten Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizien­ ten auf dem Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungswert und dem Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert;
Berechnen eines ersten Kompensationsausgabewertes für ex­ terne Störung durch Eingabe des Tiefpaßfiltereingabewertes in einen Tiefpaßfilter mit voreingestellter Eingabe;
Berechnen eines zweiten Kompensationsausgabewertes für ex­ terne Störung durch Eingabe des tatsächlichen Drehzahlän­ derungsverhältnisses in einen voreingestellten Filter;
Ausgabe eines Kompensationsausgabewertes für externe Stö­ rung, der durch Subtrahieren des ersten Kompensationsaus­ gabewert für externe Störung vom zweiten Kompensationsaus­ gabewert für externe Störung erhalten wird, und
Berechnen des endgültigen Drehzahländerungsverhältnis- Befehlswertes durch Subtrahieren des Kompensationsausgabe­ wertes für externe Störung von dem ersten Drehzahlände­ rungsverhältnis-Befehlswert.
7. Steuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaßfilter durch die folgende Gleichung A und der voreingestellte Filter durch die folgende Gleichung B spezifiziert sind: Gleichung A
erster Kompensationsausgabewert für externe Störung wobei
TH(ip) einer Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters,
L einer Totzeit,
s einem Laplace-Operator und
ipL einem Tiefpaßfiltereingabewert entsprechen; undGleichung B
zweiter Kompensationsausgabewert für externe Störung wobei
Tp(ip) einer Zeitkonstanten der CVT und
ipR einem Eingabewert des voreingestellten Filters entsprechen.
8. Steuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bestimmungsschritt des Tiefpaßfiltereingabewer­ tes der Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizient auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Zieldrehzahlände­ rungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungs­ verhältnis bestimmt wird.
9. Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestimmungsschritt des Tiefpaßfiltereingabewertes einen Einstellschritt zum Einstellen des Tiefpaßfilterein­ gabejustierkoeffizienten aufweist, so daß nur dann der Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert auf den Tiefpaß­ filtereingabewert angewendet wird, wenn eine Differenz zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tat­ sächlichen Drehzahländerungsverhältnis geringer als ein erster vorbestimmter Wert, und nur der Drehzahländerungs­ verhältnis-Umwandlungswert auf den Tiefpaßfiltereingabe­ wert angewendet wird, wenn die Differenz einen zweiten vorbestimmten Wert, größer als den ersten vorbestimmten Wert übertrifft.
10. Steuerverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bestimmungsschritt des Tiefpaßfiltereingabewer­ tes dieser durch die folgende Gleichung bestimmt wird:
Tiefpaßfiltereingabewert
= (Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizient)
x (Drehzahländerungsverhältnis-Befehlswert)
+ (Tiefpaßfiltereingabejustierkoeffizient -1)
x (Drehzahländerungsverhältnis-Umwandlungswert),
wobei in dem Einstellschritt des Tiefpaßfiltereingabeju­ stierkoeffizienten dieser von 1 auf 0 abnimmt, wenn eine Differenz zwischen dem Zieldrehzahländerungsverhältnis und dem tatsächlichen Drehzahländerungsverhältnis sich vom er­ sten vorbestimmten Wert dem zweiten vorbestimmten Wert an­ nähert.
DE19715132A 1996-04-12 1997-04-11 Steuergerät und Verfahren zur Steuerung Expired - Fee Related DE19715132B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-91158 1996-04-12
JP09115896A JP3358435B2 (ja) 1996-04-12 1996-04-12 無段自動変速機の変速制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19715132A1 true DE19715132A1 (de) 1997-10-30
DE19715132B4 DE19715132B4 (de) 2006-03-23

Family

ID=14018702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19715132A Expired - Fee Related DE19715132B4 (de) 1996-04-12 1997-04-11 Steuergerät und Verfahren zur Steuerung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5820514A (de)
JP (1) JP3358435B2 (de)
KR (1) KR100227131B1 (de)
DE (1) DE19715132B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042146A1 (de) * 2000-08-26 2002-03-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19527412A1 (de) * 1995-07-27 1997-01-30 Zahnradfabrik Friedrichshafen Vorrichtung zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlosen Getriebes
JP3164011B2 (ja) * 1997-04-08 2001-05-08 日産自動車株式会社 無段変速機の変速比制御装置
JP3211714B2 (ja) * 1997-04-08 2001-09-25 日産自動車株式会社 無段変速機の変速比制御装置
US6246940B1 (en) * 1997-07-11 2001-06-12 Nissan Motor Co., Ltd. Speed change controller for automatic transmission
JP3211737B2 (ja) * 1997-08-01 2001-09-25 日産自動車株式会社 無段変速機の変速比制御装置
JP3385523B2 (ja) * 1997-08-13 2003-03-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機の油圧制御装置
JP3456399B2 (ja) * 1998-02-09 2003-10-14 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
JP3855536B2 (ja) * 1998-06-15 2006-12-13 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
JP3427736B2 (ja) * 1998-07-03 2003-07-22 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
US6157884A (en) * 1998-09-25 2000-12-05 Nissan Motor Co., Ltd. Speed ratio control device and control method for automatic transmission
JP3606142B2 (ja) * 1998-12-21 2005-01-05 日産自動車株式会社 無段変速機の変速比制御システム
US6266580B1 (en) * 1999-05-24 2001-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and method of control system having dead time
JP3730204B2 (ja) * 2002-09-02 2005-12-21 ジヤトコ株式会社 ベルト式無段変速機のベルト滑り防止システム
ITBO20080595A1 (it) * 2008-09-30 2010-04-01 Cnh Italia Spa Trasmissione variabile continua
JP5027179B2 (ja) * 2009-03-27 2012-09-19 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
JP4923079B2 (ja) * 2009-03-27 2012-04-25 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
JP4923080B2 (ja) * 2009-03-27 2012-04-25 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
JP4779030B2 (ja) * 2009-03-27 2011-09-21 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
JP4914467B2 (ja) 2009-07-17 2012-04-11 ジヤトコ株式会社 無段変速機及びその制御方法
WO2012140731A1 (ja) * 2011-04-12 2012-10-18 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP6384249B2 (ja) * 2014-10-06 2018-09-05 日本精工株式会社 トロイダル型無段変速機

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59217047A (ja) * 1983-05-20 1984-12-07 Toyota Motor Corp 車両用無段変速機の制御方法
JPH073261B2 (ja) * 1983-05-27 1995-01-18 日産自動車株式会社 無段変速機の制御装置
JP2692298B2 (ja) * 1989-10-04 1997-12-17 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
DE4120540C1 (de) * 1991-06-21 1992-11-05 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart, De
JP2576767B2 (ja) * 1993-09-10 1997-01-29 日本電気株式会社 エコー消去方法およびエコーキャンセラ
JPH0798712A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Olympus Optical Co Ltd ビデオidフォトシステム装置
JPH07332445A (ja) * 1994-06-09 1995-12-22 Unisia Jecs Corp 無段変速機付き車両の制御装置
JP3461572B2 (ja) * 1994-06-09 2003-10-27 株式会社日立ユニシアオートモティブ 車両の制御装置
JP3087001B2 (ja) * 1994-09-05 2000-09-11 株式会社ユニシアジェックス 無段変速機の制御装置
JPH08178055A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Nissan Motor Co Ltd 無段自動変速機の制御装置
JPH08178043A (ja) * 1994-12-28 1996-07-12 Aisin Seiki Co Ltd 変速機制御装置
JPH08219244A (ja) * 1995-02-14 1996-08-27 Unisia Jecs Corp 無段変速機の制御装置
JPH08285022A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Unisia Jecs Corp 無段変速機の制御装置
JPH08285021A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Unisia Jecs Corp 無段変速機の制御装置
JP3161326B2 (ja) * 1995-04-12 2001-04-25 日産自動車株式会社 無段自動変速機の制御装置
JP3358381B2 (ja) * 1995-04-24 2002-12-16 日産自動車株式会社 無段自動変速機の制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042146A1 (de) * 2000-08-26 2002-03-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes
US6672990B2 (en) 2000-08-26 2004-01-06 Zf Friedrichshafen Ag Method for controlling an automatic transmission
DE10042146B4 (de) * 2000-08-26 2020-01-16 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung eines Getriebes

Also Published As

Publication number Publication date
DE19715132B4 (de) 2006-03-23
JPH09280332A (ja) 1997-10-28
KR970070663A (ko) 1997-11-07
KR100227131B1 (ko) 1999-10-15
JP3358435B2 (ja) 2002-12-16
US5820514A (en) 1998-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19715132A1 (de) Stetig variierbares Kraftübertragungssteuergerät und Steuerverfahren
DE19703684B4 (de) Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung und -verfahren für ein stufenlos verstellbares Getriebe
DE19519461C2 (de) Steuersystem für eine Kraftübertragung mit Überbrückungskupplung zwischen Motor und stufenlosem Getriebe (CVT)
DE3529473C2 (de)
DE4042092C2 (de) Verfahren zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses eines Riemengetriebes
DE3518589A1 (de) Regelsystem fuer einen ein getriebe mit stufenlos aenderbarem untersetzungsverhaeltnis enthaltenden antrieb
DE4114382B4 (de) Steuer- bzw. Regeleinrichtung für die Schaltung eines Automatikgetriebes
DE19515790A1 (de) Änderungssteuerung eines kontinuierlich variablen Getriebe-Übersetzungsverhältnisses
DE10163290A1 (de) Kickdown-Steuerungsverfahren für ein CVT eines Fahrzeugs
DE4031631C2 (de) Steueranordnung für automatische Kupplung
DE10120293B4 (de) Leitungsdruck-Regelvorrichtung für ein stufenloses Getriebe
DE19527412A1 (de) Vorrichtung zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlosen Getriebes
DE3439541C2 (de)
DE10103559B4 (de) Schaltungssteuerungsgerät für ein kontinuierlich variables Getriebe eines Motorfahrzeugs
DE3902692A1 (de) Steuerung fuer stufenlos verstellbare getriebeanordnung
DE3111529C2 (de) Steuersystem für ein stufenloses Keilriemengetriebe für Kraftfahrzeuge
EP0426745A1 (de) Verfahren und einrichtung zur steuerung einer kupplung.
DE19614545B4 (de) Stufenloses Getriebe-System für ein Kraftfahrzeug
DE19805303B4 (de) Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung für stetig veränderbares Getriebe
DE19704664B4 (de) Getriebesteuergerät für ein Automatikgetriebe, das eine Drehzahl einer Antriebswelle eines Automobilmotors in einer stufenlosen Weise ändert
DE4445325A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum steuern von Automatikgetrieben
DE102004009694B4 (de) Schaltsteuersystem in einem kontinuierlich variablen Getriebe des Band-Typs
DE4106471A1 (de) Schaltsteuerverfahren zum schaltsteuern eines stufenlosen getriebes
WO1999007572A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur übersetzungsverstellung bei einem cvt
DE102016100733B4 (de) Steuerung für ein stufenloses Getriebe

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: F16H 61/00

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee