DE19733960A1

DE19733960A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Übersetzungsverstellung bei einem CVT

Info

Publication number: DE19733960A1
Application number: DE19733960A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Luh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-11
Also published as: DE59807387D1; US6086507A; EP0929409A1; KR100581989B1; JP4489846B2; JP2001504201A; WO1999007572A1; KR20000068689A; EP0929409B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung bzw. einem Ver fahren zur automatischen Verstellung der Übersetzung eines kontinuierlich verstellbaren Getriebes mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.

Kontinuierlich verstellbare Fahrzeuggetriebe sind beispiels weise bekannt aus der EP,A1,0 451 887. Hierbei werden zur Einstellung beziehungsweise Verstellung der Getriebeüberset zung die Drehzahlen der Antriebsseite (Primärseite) und der Abtriebsseite (Sekundärseite) mit Hilfe von zwei Drehzahl sensoren gemessen. Aus diesen Sensorsignalen wird die einzu stellende beziehungsweise eingestellte Übersetzung bestimmt.

Aus der DE,A1,44 11 628 ist ein in seiner Übersetzung stu fenlos verstellbares Umschlingungsgetriebe mit einer An triebs- und eine Abtriebsseite bekannt. Die Antriebs- bzw. die Abtriebsseite weisen dabei wenigstens ein axial ver schiebbares Element auf, das im wesentlichen die Form einer Kegelscheibe besitzt. Das Umschlingungsteil ist dabei im allgemeinen als ein Band, vorzugsweise ein Schubgliederband, oder ein Riemen oder eine Kette zwischen Scheibenpaaren, die die Antriebs- und die Abtriebsseite darstellen, eingespannt. Zur Regelung des Schlupfes des Umschlingungsteils werden da bei die axiale Verschiebung wenigstens eines der axial ver schiebbaren Elemente sowie die Drehzahlen der Antriebs- und die Abtriebsseite erfaßt. Für die Drehzahlerfassung einer der beiden Seiten sowie für die Erfassung der axialen Ver schiebung auf dieser Seite wird dabei das Ausgangssignal ei nes einzigen Sensors ausgewertet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einfacher und kostengünstiger Weise die Übersetzung eines stufenlosen Getriebes in allen Betriebsbereichen möglichst exakt zu verstellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteile der Erfindung

Wie schon erwähnt geht die Erfindung aus von einer Vorrich tung beziehungsweise einem Verfahren zur Verstellung der Übersetzung eines in seiner Übersetzung stufenlos verstell baren Umschlingungsgetriebes, mit einer Antriebs- und einer Abtriebsseite. Die Antriebs- und Abtriebsseite weisen dabei wenigstens ein axial verschiebbares Element auf, das im we sentlichen die Form einer Kegelscheibe besitzt. Durch Sen sormittel wird zum einen ein die Drehbewegung der An triebsseite oder der Abtriebsseite repräsentierendes Dreh zahlsignal und zum anderen ein die axiale Verschiebung we nigstens eines der axial verschiebbaren Elemente repräsen tierendes Verschiebungssignal erfaßt.

Der Kern der Erfindung besteht darin, daß Mittel zur Ver stellung der Übersetzung vorgesehen sind, mittels der die Verstellung wenigstens abhängig von dem erfaßten Verschie bungssignal geschieht.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß hierdurch die Möglichkeit gegeben wird, einen Drehzahlsensor einzusparen. Darüber hinaus ist, wie noch im Laufe der Beschreibung ge nauer gezeigt werden wird, die gesamte Übersetzungseinstel lung weitestgehend unabhängig von der Motorlast beziehungs weise von dem im Antriebsstrang wirkenden Antriebsmoment.

In einer besonders vorteilhaften ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zur Verstellung der Übersetzung derart ausgebildet sind, daß die Verstellung ab hängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbewegung der Antriebsseite repräsentiert, und abhängig von dem erfaß tem Verschiebungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Antriebsseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente repräsentiert, geschieht. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Verstellung der Übersetzung ohne Berücksichtigung einer sensorisch direkt erfaßten Drehbewe gung der Abtriebsseite geschieht. Bei dieser Ausgestaltung wird also zur Verstellung der Übersetzung die axiale Ver schiebung und die Antriebsdrehzahl herangezogen. Im Ver gleich mit der Übersetzungsverstellung, die auch die Ab triebsdrehzahl berücksichtigt, wird hierdurch vorteilhafter weise die Übersetzungseinstellung bei geringen Fahrzeu glängsgeschwindigkeit genauer, da in diesem Betriebsbereich die Antriebsdrehzahl im allgemeinen größer ist als die Ab triebsdrehzahl.

Bei dieser ersten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbewe gung der Antriebsseite repräsentiert, und dem erfaßten Ver schiebungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Antriebsseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente repräsentiert, die Drehbewegung der Abtriebseite und/oder die aktuelle Getriebeübersetzung ermittelt wird.

Alternativ hierzu kann als zweite Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die Verstellung der Übersetzung abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbewegung der Abtriebs seite repräsentiert, und abhängig von dem erfaßten Verschie bungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Abtriebseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente re präsentiert, geschieht. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Verstellung der Übersetzung ohne Berücksichti gung einer sensorisch direkt erfaßten Drehbewegung der An triebsseite geschieht.

Bei dieser zweiten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbewe gung der Abtriebsseite repräsentiert, und dem erfaßten Ver schiebungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Abtriebseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente repräsentiert, die Drehbewegung der Antriebsseite und/oder die aktuelle Getriebeübersetzung ermittelt wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgese hen, daß die Sensormittel derart ausgelegt sind, daß zur Er fassung der Drehbewegung und zur Erfassung der axialen Ver schiebung das Ausgangssignal eines einzigen Sensors ausge wertet wird.

Zur vorteilhaften Anpassung beziehungsweise zur Adaption an Einbau-, Fertigungs- und/oder Alterungstoleranzen der Sen sormittel kann zur Verstellung der Übersetzung vorgesehen sein, daß abhängig von einem bei Vorliegen eines vorgebbaren Zustands des Getriebes erfaßten Verschiebungssignal ein Kor rekturwert ermittelt. Das erfaßte Verschiebungssignal und/oder die aus dem erfaßten Verschiebungssignal abgeleite ten Größen werden dann abhängig von dem ermittelten Korrek turwert modifiziert.

Der zur obenbeschriebenen Adaption benötigte vorgebbare Zu stand kann dann als vorliegend erkannt werden, wenn erfaßt wird, daß das Getriebe seine maximale oder minimale Überset zung einnimmt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß

- zur hydraulischen Verschiebung der axial verschiebbaren Element wenigstens ein Ventil betätigt wird und die Er fassung der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der Betätigung des wenigstens einen Ventils und/oder abhängig von dem erfaßten Hydraulikdruck geschieht, und/oder
- die Erfassung der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der zeitlichen Änderung des erfaßten Ver schiebungssignals geschieht, und/oder
- die Erfassung der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der erfaßten Stellung des vom Fahrer betä tigbaren Fahrpedals geschieht.

Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Mittel zur Verstellung der Übersetzung derart ausgebildet sind, daß die Verstellung der Übersetzung durch eine Regelung der Ver schiebung der axial verschiebbaren Elemente auf einen ermit telten Sollwert geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß der Sollwert abhängig von dem erfaßten Verschie bungssignal und abhängig von der erfaßten Drehbewegung er mittelt wird. Dies Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Schwingungsamplitude des Stellsignals für die Übersetzungs verstellung deutlich reduziert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstellung der Über setzung durch eine Regelung der Verschiebung der axial ver schiebbaren Elemente auf einen ermittelten Sollwert ge schieht, wobei

- aus dem erfaßten Verschiebungssignal der Antriebsseite und dem erfaßten Drehzahlsignal der Antriebsseite die Drehbewegung der Abtriebsseite ermittelt wird,
- aus dem erfaßten Drehzahlsignal der Antriebsseite, der ermittelten Drehbewegung der Abtriebsseite und der erfaß ten Stellung des vom Fahrer betätigbaren Fahrpedals ein Sollwert für die Drehbewegung der Antriebsseite gebildet wird und
- abhängig von dem ermittelten Sollwert für die Drehbewe gung der Antriebsseite und dem erfaßten Drehzahlsignal der Antriebsseite ein Sollwert für die Verschiebung der axial verschiebbaren Elemente

ermittelt wird.

Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entneh men.

Zeichnung

Die Fig. 1 zeigt ein Übersichtsbild eines kontinuierlich verstellbaren Getriebes, während die Fig. 2 ein Block schaltbild der erfindungsgemäßen Getriebesteuerung dar stellt. Die Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen anhand von Block schaltbildern einzelne Teile der in der Fig. 2 gezeigten Getriebesteuerung. Die Fig. 7 stellt einen Teil des Kombi nationssensors zur Erfassung der Drehzahl und der axialen Verschiebung dar.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert werden. In der Fig. 1 ist dabei mit dem Bezugszeichen 2 ein stufenloses Umschlingungsgetriebe in Kraftfahrzeugen zum Zweck der Kraftübertragung vom Motor 1 zu den Antriebswellen 3 der Räder dargestellt. Ein solches stufenloses Getriebe hat beispielsweise einen Drehmoment wandler 4 und Kupplungen 5 für Vorwärts- und Rückwärtsfahr tumschaltungen, die zwischen dem Motor 1 und dem Variator 6 angeordnet sind. Der Variator 6 besteht aus einem antriebs- (primären) und einem abtriebsseitigen (sekundären) Kegel scheibensatz 7 und 8 mit den axial verschiebbaren Kegel scheiben 25 und 26, wobei mit Hilfe einer Kette oder eines Schubgliederbandes 9 die Kraft von dem Antriebs- 7 zum Ab triebsscheibensatz 8 übertragen wird. Jeder Kegelscheiben satz besteht aus einer axial feststehenden und einer axial beweglichen Scheibe. Durch gleichzeitige Variation der axial beweglichen Scheiben auf dem Antriebs- und dem Abtriebs scheibensatz ändert sich die Übersetzung des Variators 6 von einer hohen Anfahrübersetzung Low zu einer niedrigen Über setzung Overdrive.

Der Abtriebsscheibensatz ist über ein Ausgleichsgetriebe 10 mit den Antriebswellen 3 der Räder verbunden. Die axial be weglichen Kegelscheiben 25 und 26 sind hydraulisch verstell bar und besitzen dazu die Ölkammern 11 und 12.

Zur Druckölversorgung besitzt das Getriebe eine Ölpumpe 13, die beispielsweise mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 läuft. In einer möglichen Ausführungsform wird die Spannung des Bandes 9 mit Hilfe eines Druckbegrenzungsventils 14 ein gestellt, welches den Druck in der abtriebsseitigen Ölkam mer 12 reguliert. Die Getriebeübersetzung wird mit Hilfe ei nes Proportionalventils (Primärventil) 15 an der Primärseite eingestellt.

Dieses Primärventil 15 kann in der Stellung A Öl aus der an triebsseitigen Ölkammer 11 ablassen und somit den Druck ver mindern, wodurch sich die Übersetzung nach Low verstellt. In der Stellung c fließt Öl in die antriebsseitige Ölkammer 11, wodurch sich die Übersetzung in Richtung Overdrive verändert und der Druck in der antriebsseitigen Ölkammer 11 ansteigt. In der Stellung B des Proportionalventils 15 ist die Ölkam mer 11 abgedichtet, d. h. es kann nahezu kein Öl aus der Öl kammer 11 zu- oder abfließen. Das Proportionalventil 15 kann beispielsweise direktgesteuert sein oder durch ein Vorsteu erventil in bekannter Weise angesteuert werden.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird durch Einstellen eines Stromes I in dem Magneten 16 eine Kraft auf den Ventilschieber erzeugt. Durch die am Ventilschieber vor handene Feder 17 stellt sich eine bestimmte Stellung des Proportionalventils 15 ein. Das bedeutet, daß der Strom I durch den Magneten 16 die Stellung des Proportionalven tils 15 und damit den Öffnungsquerschnitt des Ventils be stimmt.

Weiterhin existiert ein Drehzahlgeber 18, der die Primär drehzahl N_p und gleichzeitig die axiale Verschiebung X_p der beweglichen Kegelscheibe 25 erfaßt. Hierzu ist ein Geberrad 27 mit der axial verschiebbaren primärseitigen Kegelscheibe 25 verbunden. Das Geberrad 27 hat ein spezielles Zahnprofil, beispielsweise in Form eines Sägezahnmusters, so daß sich bei einer axialen Verschiebung der beweglichen Kegelscheibe die Pulsweitendauer des von dem Drehzahlgeber 18 erfaßten Drehzahlsignals ändert. Die Fig. 7 zeigt beispielhaft solch ein Geberrad, das als Hülse mit Sägezahnprofil ausgeführt ist. Zur Beschreibung des Kombinationssensors sei auch auf die eingangs erwähnte DE,A1,44 11 628 verwiesen.

Die Periodendauer des durch den an sich bekannten Sensor 18 erfaßten Drehzahlsignals ist ein Maß für die Drehzahl N_p der Primärscheibe 25. Das Pulsweitenverhältnis gibt Aufschluß über die axiale Verschiebung X_p der Primärscheibe 25. In der Anfahrübersetzung ergibt sich beispielsweise ein Pulsweiten verhältnis von 25%, in der Overdrive-Übersetzung ein Puls weitenverhältnis von 75%.

Das Primär- bzw. das axiale Verschiebungssignal Np/Xp wird einem Getriebesteuergerät 20 zugeführt, welches den Strom I durch den Magneten 16 des Proportionalventils 15 einstellt. Weiterhin ist beispielsweise ein Sensor 21 zur Ermittlung der Stellung α des vom Fahrer betätigbaren Fahrpedals ange schlossen. Die Fig. 2 zeigt die nähere Ausgestaltung des Steuergeräts 20.

Anhand der Fig. 5 soll aber zunächst der in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 400 gekennzeichnete Block näher beschrie ben werden. Zunächst berechnet das Steuergerät 20 im Block 400 beziehungsweise im Block 501 aus dem Pulsweitenverhält nis des Ausgangssignals des Sensors 18 die axiale Verschie bung X_p der Primärscheibe 25. Die axiale Verschiebung X_p wird mit dem im Block 505 gebildeten Offsetwert OFFSET zu dem Wert X_p' korrigiert. Wie noch näher anhand der Fig. 3 beschrieben wird, werden hierzu dem Block 505 die Sta tussignale A/B und C/D vom Block 402 zugeführt.

In dem Block 502 wird die Primärdrehzahl N_p mit einem vor gebbaren, kleinen Schwellwert verglichen. Abhängig von dem Vergleichsergebnis wird der Wert X_pk ausgegeben. Wenn die Primärdrehzahl N_p kleiner als der Schwellwert ist, dann wird die korrigierte axiale Verschiebung X^p' auf einen festen Wert X_low (X_pk=X_low) gesetzt, der der axialen Verschiebung der Anfahrübersetzung entspricht, ansonsten bleibt der Wert X_p' unverändert (X_pk=Xp'). Durch die Funktionsweise des Blocks 502 ist gewährleistet, daß im Anfahrbereich (niedrige Motor- bzw. Primärdrehzahl N_p) immer die niedrigste Getrie beübersetzung eingestellt wird.

In dem Block 503 wird aus dem axialen Verschiebungswert X_pk die Getriebeübersetzung i berechnet beziehungsweise ermit telt. Hierzu ist insbesondere eine Kennlinie vorgesehen.

Aus der so berechneten Übersetzung i und der Primärdrehzahl N_p wird im Block 504 mit der Gleichung

N_s = N_p/i

die Sekundärdrehzahl N_s, das heißt die Drehzahl des ab triebsseitigen (sekundären) Kegelscheibensatz 8 berechnet, die wiederum ein Maß für die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ist. Die Sekundärdrehzahl N_s wird dem Block 401 zugeführt.

Die genaue Bildung der Status- bzw. Zustandssignale A/B und C/D im Block 402 wird anhand der Fig. 3 beschrieben. Hierzu wird dem Block 402 die momentan vorliegende Primärdrehzahl N_p (Sensor 18) und der im noch anhand der Fig. 2 zu be schreibenden Block 401 entsprechende Sollwert N_p,soll zuge führt.

Der Block 402 bildet ein erstes Zustandssignal A/B, das ent weder den Wert A oder den Wert B annehmen kann, und ein zweites Zustandssignal C/D, das entweder den Wert C oder D annehmen kann. Das erste Zustandssignal wird dann auf den Wert A gesetzt, wenn die momentane Primärdrehzahl Np kleiner als ein Schwellwert SW2 ist. Dies geschieht durch die Schwellwertspeicherung 40201 mittels des Vergleichs 40202. Abhängig von dem Vergleich 40202 wird der Schalter 40204 derart umgelegt, daß der Signalwert A (40203) ausgangsseitig der zweiten Berechnungseinheit 402 anliegt.

Im Block 40205 wird die Differenz zwischen der momentanen Primärdrehzahl Np und der Sollprimärdrehzahl Np,soll gebil det und im Block 40207 mit dem Schwellwert SW3 (40206) ver glichen. Unterschreitet die im Block 40205 gebildete Diffe renz den Schwellwert SW3, so wird der Schalter 40209 auf den Wert B (40208) umgelegt. Überschreitet gleichzeitig die mo mentane Primärdrehzahl Np den Schwellwert SW2 (vgl. 40202), so wird der Schalter 40204 wie in der Fig. 2 zu sehen ist, mit dem Schalter 40209 verbunden. Wenn die Primärdrehzahl Np also größer ist als der Schwellwert SW2 und gleichzeitig die Differenz zwischen der Sollprimärdrehzahl Np,soll und der Primärdrehzahl Np kleiner als ein Schwellwert SW3 ist, dann wird das erste Zustandssignal auf den Wert B gesetzt.

Das zweite Zustandssignal wird auf den Wert C gesetzt, wenn die Primärdrehzahl Np größer ist als ein Schwellwert SW1 (40214). Hierzu dient der Schwellwertvergleich 40213 und der Schalter 40210 bzw. die Speicher 40211 und 40212. Über schreitet die Primärdrehzahl Np den Schwellwert SW1 nicht, wird das zweite Zustandssignal auf den Wert D gesetzt.

Beim Anfahren gelangt der Übersetzungsregler nacheinander in verschiedene Betriebsmodi. Beim Stillstand des Fahrzeugs ist der Übersetzungsregler in der Betriebsart "ratio-hold", das heißt, daß die am Block 505 (Fig. 5) anliegenden Zustands signale die Werte A und D aufweisen. Diese Betriebsart ist dadurch gekennzeichnet, daß das Primärventil 15 (Fig. 1) ge schlossen ist. Das bedeutet, daß kein Hydrauliköl in die Öl kammer 11 der Primärscheibe zufließen oder abfließen kann. Somit ändert sich die eingestellte Übersetzung nicht.

Wenn das Fahrzeug mit einer geringen Geschwindigkeit fährt, dann wird die Betriebsart "ratio-low" eingestellt. Die Zu standssignale am Block 505 (Fig. 5) weisen dann die Werte A und C auf. In dieser Betriebsart gibt das Primärventil 15 einen kleinen Öffnungsquerschnitt zu dem Hydraulikreservoir frei. Das bedeutet, daß etwas Hydrauliköl aus der primärsei tigen Kammer 11 abfließen kann.

Wenn das Fahrzeug weiter beschleunigt, dann gleichen sich Soll- und Istprimärdrehzahl (N_p,soll, N_p) an. Bei Gleichheit zwischen Soll- und Istprimärdrehzahl schaltet der Überset zungsregler in die Betriebsart "Regelung", die Zustands signale am Block 505 (Fig. 5) weisen dann die Werte B und C auf. In dieser Betriebsart wird das Primärventil 15 wie an hand der noch zu beschreibenden Blöcke 403 und 404 gezeigt wird, abhängig von einem Vergleich zwischen der Soll- und Istprimärdrehzahl (N_p,soll, N_p) oder zwischen Soll- und Istaxialverschiebung (X_p,soll, X_pk) eingestellt.

Wenn die Betriebsart "ratio-low" aktiv ist, dann verstellt das Primärventil 15 demnach die Übersetzung hin zu größeren Werten, bis die durch mechanische Anschläge begrenzte maxi mal mögliche Übersetzung erreicht ist.

In diesem Fall (Erreichung der mechanischen Anschläge bei Betriebsart "ratio-low") wäre die Pulsweite des Ausgangs signals des Sensors 18 minimal. Da die axiale Verschiebung bei der größten Übersetzung bekannt ist, kann durch eine An passung des Korrekturwertes OFFSET eine Adaption des gemes senen Pulsweitensignals an die axiale Verschiebung vorgenom men werden. Dadurch lassen sich Toleranzen der Einbaulage des Sensors 18 beziehungsweise des Geberrades 27 (Hülse, Fig. 7) während des laufenden Betriebs ausgleichen.

Die vorgestellte Adaption des Pulsweitensignals stellt nur eine Variante dar. Weitere Ausgestaltungen der Adaption sind im folgenden aufgezählt:

- Es kann eine Adaption des Korrekturwertes OFFSET beim Aus rollen beziehungsweise beim Bremsen des Fahrzeugs durch eine Erkennung des mechanischen Endanschlags für die größte Übersetzung geschehen. Das Erreichen des mechani schen Endanschlags für die größte Übersetzung kann derart erkannt werden, daß die Übersetzung trotz eines in Rich tung Tank geöffneten Primärventils 15 (Stellung A) nicht mehr größer wird.
- Das Erkennen des Endanschlags für die größte Übersetzung kann durch eine Messung des Hydraulikdrucks an der Pri märseite geschehen. Wenn das Fahrzeug nicht steht und der Primärdruck Null ist, dann befindet sich das Getriebe am Endanschlag.
- Die Adaption des Korrekurwertes kann auch beim Fahren in der Overdrive-Übersetzung geschehen. Wenn das Fahrzeug ausrollt (Drosselklappenöffnung α hat kleinen Wert) und die Übersetzung nicht mehr weiter verkleinert werden kann, dann wird der Endanschlag für die Overdrive-Über setzung erkannt.
- Das Erkennen des Endanschlags für die kleinste Überset zung kann durch eine Messung des Hydraulikdrucks an der Primärseite geschehen. Wenn der Primärdruck maximal ist und/oder das Primärventil zur Pumpe 13 hin geöffnet ist (Stellung C) und die Übersetzung nicht mehr weiter ver kleinert werden kann, dann wird der Endanschlag für die Overdrive-Übersetzung erkannt.

Die Fig. 2 zeigt die nähere Ausgestaltung des gesamten Steuergeräts 20. Nach der anhand der Fig. 5 beschriebenen Bearbeitung der Eingangssignale im Block 400 ist in dem Steuergerät 20 ein Block 401 vorhanden, welcher aus den Si gnalen Primärdrehzahl N_p (Sensor 18) Sekundärdrehzahl N_s (Ausgangssignal des Blocks 400), Fahrpedalstellung α (Sensor 21) und gegebenenfalls weiteren, nicht dargestellten Signa len zur Beeinflussung des Fahrprogramms eine Sollprimärdreh zahl N_p,soll aufgrund eines Algorithmus berechnet oder an hand eines Kennfeldes ermittelt.

Die Sollprimärdrehzahl N_p,soll wird neben der im Block 400 ermittelten Sekundärdrehzahl N_s und der im Block 400 ermit telten axialen Verschiebung X_pk dem anhand der Fig. 4 be schriebenen Block 403 zugeführt.

Die Fig. 4 zeigt die genauere Ausgestaltung des Blocks 403 des Übersetzungsreglers. Im Block 601 wird die Sollprimär drehzahl N_p,soll (aus Block 401) mit Hilfe der im Block 400 ermittelten Sekundärdrehzahl N₅ in eine gewünschte axiale Verschiebung X_p,soll umgerechnet.

In dem Block 602 wird die gewünschte axiale Verschiebung X_p,soll mit der gemessenen axialen Verschiebung X_p,k vergli chen und ein (vorläufiges) Stellsignal Ib für das Primärven til 15 gewonnen. Dazu werden die üblichen Algorithmen zur Positionsregelung von Hydraulikzylindern verwendet.

Bei bekannten Übersetzungsregelungen wird das Stellsignal des Primärventils 15 durch einen Vergleich der Soll- mit der Istprimärdrehzahl gewonnen. Dagegen wird bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung als Sollgröße zunächst die Sollprimärdrehzahl N_p,sollverwendet. Die eigentliche Rege lung der Übersetzung durch die entsprechende Ansteuerung des Primärventils bezieht sich aber auf die Regelung der axialen Verschiebung. Dies hat folgenden Vorteil:

Bei Schwingungen des Antriebsstrangs, die häufig bei kick down Manövern (Fahrpedal wird weit niedergetreten) auftre ten, kann es bei bekannten Übersetzungsregelungen (Stell signal des Primärventils 15 abhängig von einem Vergleich der Soll- mit der Istprimärdrehzahl) zu einem kurzzeitigen Schwingen des Stellsignals für das Primärventil kommen. Bei der in der Fig. 4 vorgeschlagenen Ausgestaltung kann die Schwingungsamplitude des Stellsignals deutlich reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Schlupf des Um schlingungsmittels 9 (Schlupf zwischen Band und Primär-und/ oder Sekundärscheiben) keinen Einfluß auf die Überset zungsregelung hat, da hier nur die Primärdrehzahl eingeht. Die Übersetzungsregelung ist daher insgesamt unabhängiger von der im Antriebsstrang wirkenden Last.

Wie schon erwähnt kann alternativ zu der in der Fig. 4 ge zeigten vorteilhaften Ausführungsform aber auch der momentan vorliegende Primärdrehzahlwert Np (Sensor 18) dem Block 403 zugeführt werden. In diesem Fall ermittelt der Block 403 ein Ansteuersignal Ib zur Ansteuerung des Magneten 16 derart, daß nach einer vorgebbaren Strategie die momentane Primär drehzahl Np an den entsprechenden Sollwert Np,soll herange führt wird.

Bei der in der Fig. 2 gezeigten Getriebesteuerung 20 wird das Ansteuersignal Ib in dem Block 404 erfindungsgemäß zu dem tatsächlichen Ansteuersignal I für das Primärventil be ziehungsweise für den Magneten 16 weiterverarbeitet. Für diese Weiterverarbeitung werden dem Block 404 die Zustands signale von dem schon anhand der Fig. 3 beschriebenen Block 402 zugeführt, die den Signalwert A bzw. B und den Signal wert C bzw. D annehmen können.

Wie schon erwähnt wird die Sollprimärdrehzahl Np,soll zusam men mit der Istprimärdrehzahl Np in dem Block 403 (Fig. 2) zu einem Stromwert Ib für die Ansteuerung des Magnetventils entsprechend einem bestimmten Öffnungsquerschnitt des Pri märventils 15 berechnet. Der so berechnete Stromwert Ib wird zusammen mit dem ersten und zweiten Zustandssignal dem Block 404 zugeführt. Der Block 404 liefert das endgültige Ansteue rungssignal I für den Magneten 16 des Proportionalven tils 15, d. h. es bestimmt die Stellung und damit den Öff nungsquerschnitt des Ventils 15.

Der Block 404 ist in der Fig. 6 dargestellt. Wenn das erste Zustandssignal den Wert A aufweist und das zweite Zustands signal den Wert D, dann wird das Stromsignal I auf einen Wert I1 (4045) gesetzt, bei dem das Proportionalventil 15 geschlossen ist. In diesem Fall bleibt die momentan einge stellte Übersetzung konstant. Das Setzen des Stromsignals auf den Wert I1 geschieht durch eine entsprechende Ansteue rung der Schalter 4047 und 4046. Dies bedeutet, daß keine Änderung der Getriebeübersetzung dann stattfindet, wenn die momentane Primärdrehzahl sowohl den Schwellwert SW1 als auch den Schwellwert SW2 unterschreitet.

Wenn das erste Zustandssignal den Wert A aufweist und das zweite Zustandssignal den Wert C, dann wird das vom Block 403 kommende Signal Ib auf einen einstellbaren minimalen Wert (4042) bzw. einen einstellbaren maximalen Wert (4041) begrenzt. Diese Begrenzung geschieht durch die Maximal- bzw. Minimalauswahl 4043 und 4044. D. h. daß in dem Fall, in dem

- die Primärdrehzahl größer als der Schwellwert SW1 und kleiner als der Schwellwert SW2 ist oder
- die Primärdrehzahl größer als der Schwellwert SW1 und die Differenz zwischen Sollprimärdrehzahl und Primärdrehzahl größer als der Schwellwert SW3 ist,
die Übersetzung mit eingeschränkter Geschwindigkeit verän dert wird.

Wenn das erste Zustandssignal den Wert B aufweist, dann wird das vom Block 403 kommenden Stromsignal Ib nicht begrenzt, was mittels Umlegen des Schalters 4047 erreicht wird. D. h. in dem Fall, in dem die Primärdrehzahl den Schwellwert SW2 überschreitet, die Differenz zwischen dem Sollwert Np,soll und dem Istwert Np der Primärdrehzahl nicht zu groß ist, wird die Getriebeübersetzung schnell verstellt.

Das Steuergerät 20 besitzt selbstverständlich eine Einrich tung zur Einstellung des Stroms durch das Ventil 16 entspre chend dem gewünschten Strom I.

Während die dargestellte Ausführungsform von der gemeinsamen Erfassung der axialen Verschiebung und der Drehzahl an der Antriebsseite des Getriebes ausgeht, kann auch vorgesehen sein, diese gemeinsame Erfassung an der Abtriebsseite vorzu nehmen. Die Weiterverarbeitung zu dem Ansteuersignal für die Übersetzungsverstellung geschieht dann analog.

Die berechneten Werte für die Übersetzung i (Block 503) und die Sekundärdrehzahl N_s (Block 504) können darüber hinaus auch für andere Getriebesteuerungsfunktionen wie beispiels weise für die an sich bekannte Regelung der Bandspannung verwendet werden.

Werden die axiale Verschiebung und die Primärdrehzahl ge meinsam erfaßt, so ergibt sich gegenüber der Berechnung der Übersetzung aus der Primär- und der Sekundärdrehzahl der Vorteil, daß die Übersetzung bereits bei sehr geringen Fahr zeuggeschwindigkeiten gemessen werden kann, da sich in der Anfahrübersetzung die Primärscheiben schneller drehen als die Sekundärscheiben. Die genauere Messung der Drehzahl wird bekanntlich mit geringer werdender Drehzahl schwieriger.

Darüber hinaus muß ein Sekundärdrehzahlsensor einen sehr großen Meßbereich, beispielsweise bis ca. 12000 Umdrehungen pro Minute, abdecken. Dagegen muß der Primärdrehzahlsensor im allgemeinen nur einen Meßbereich bis ca. 6000 Umdrehungen pro Minute erfassen. Insbesondere beim Anfahren und Bremsen des Fahrzeugs ergeben sich durch das vorgeschlagene Meßprin zip Vorteile, da die Verstellung der Übersetzung schon bei kleineren Getriebeübersetzungen exakt möglich wird.

Zusammenfassend sind die Vorteile der Erfindung aufgeführt:

- Es wird nur ein einziger Sensor für die Erfassung der Primär- oder Sekundärdrehzahl benötigt. Der im Stand der Technik verwendete zweite Drehzahlsensor kann entfallen.
- Die Übersetzungsbestimmung ist bei geringen Fahrzeugge schwindigkeiten genauer als im Stand der Technik.
- Die Toleranzen bei der Messung der axialen Verschiebung werden durch verschiedene Adaptionsmöglichkeiten ausge glichen.
- Die Übersetzungseinstellung ist weitgehend unabhängig von dem Bandschlupf und damit von Momentenschwankungen im An triebsstrang, die Übersetzungseinstellung ist damit weit gehend lastunabhängig.

Claims

1. Vorrichtung zur Verstellung der Übersetzung eines in sei ner Übersetzung stufenlos verstellbaren Umschlingungsgetrie bes mit einer Antriebs- und einer Abtriebsseite (7, 8), die wenigstens ein axial verschiebbares (25, 26) Element aufwei sen, das im wesentlichen die Form einer Kegelscheibe be sitzt, bei dem Sensormittel (18) zur Erfassung eines die Drehbewegung der Antriebsseite oder der Abtriebsseite reprä sentierenden Drehzahlsignals (Np) und zur Erfassung eines die axiale Verschiebung wenigstens eines der axial ver schiebbaren Elemente repräsentierenden Verschiebungssignals (Xp) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung vorgesehen sind, mit tels der die Verstellung wenigstens abhängig von dem erfaß ten Verschiebungssignal (Xp) geschieht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung derart aus gebildet sind, daß

- die Verstellung abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal (Np), das die Drehbewegung der Antriebsseite repräsen tiert, und abhängig von dem erfaßtem Verschiebungssignal (Xp), das die axiale Verschiebung eines der auf der An triebsseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente re präsentiert, geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Verstellung der Übersetzung ohne Berücksich tigung einer sensorisch direkt erfaßten Drehbewegung der Abtriebsseite geschieht oder
- die Verstellung abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbewegung der Abtriebsseite repräsentiert, und abhängig von dem erfaßten Verschiebungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Abtriebseite ange ordneten axial verschiebbaren Elemente repräsentiert, ge schieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Ver stellung der Übersetzung ohne Berücksichtigung einer sen sorisch direkt erfaßten Drehbewegung der Antriebsseite geschieht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel derart ausgelegt sind, daß zur Erfassung der Drehbewegung und zur Erfassung der axialen Verschiebung das Ausgangssignal (Np/Xp) eines einzigen Sensors (18) aus gewertet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung derart aus gebildet sind, daß

- abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal (Np), das die Drehbewegung der Antriebsseite repräsentiert, und dem er faßten Verschiebungssignal (Xp), das die axiale Ver schiebung eines der auf der Antriebsseite angeordneten axial verschiebbaren Elemente repräsentiert, die Drehbe wegung der Abtriebseite und/oder die aktuelle Getriebe übersetzung (i) oder
- abhängig von dem erfaßten Drehzahlsignal, das die Drehbe wegung der Abtriebsseite repräsentiert, und dem erfaßten Verschiebungssignal, das die axiale Verschiebung eines der auf der Abtriebseite angeordneten axial verschiebba ren Elemente repräsentiert, die Drehbewegung der An triebsseite und/oder die aktuelle Getriebeübersetzung (i)

ermittelt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung derart aus gebildet sind, daß

- abhängig von einem bei Vorliegen eines vorgebbaren Zu stands des Getriebes erfaßten Verschiebungssignal ein Korrekturwert (OFFSET) ermittelt und
- das erfaßte Verschiebungssignal (Xp) und/oder die aus dem erfaßten Verschiebungssignal abgeleiteten Größen (Xp') abhängig von dem ermittelten Korrekturwert (OFFSET) modi fiziert werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare Zustand dann als vorliegend erkannt wird, wenn erfaßt wird, daß das Getriebe seine maximale oder mini male Übersetzung einnimmt, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß

- zur hydraulischen Verschiebung der axial verschiebbaren Elemente wenigstens ein Ventil (15) betätigt wird und die Erfassung (505) der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der Betätigung des wenigstens einen Ventils und/oder abhängig von dem erfaßten Hydraulikdruck ge schieht, und/oder
- die Erfassung der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der zeitlichen Änderung des erfaßten Ver schiebungssignals geschieht, und/oder
- die Erfassung der maximalen oder minimalen Übersetzung abhängig von der erfaßten Stellung des vom Fahrer betä tigbaren Fahrpedals geschieht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung derart aus gebildet sind, daß die Verstellung der Übersetzung durch ei ne Regelung der Verschiebung der axial verschiebbaren Ele mente auf einen ermittelten Sollwert (Xp,soll) geschieht, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß der Sollwert abhängig von dem erfaßten Verschiebungssignal (Xp) und abhängig von der erfaßten Drehbewegung (Np) ermittelt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (20) zur Verstellung der Übersetzung derart aus gebildet sind, daß die Verstellung der Übersetzung durch ei ne Regelung der Verschiebung der axial verschiebbaren Ele mente auf einen ermittelten Sollwert (Xp,soll) geschieht, wobei

- aus dem erfaßten Verschiebungssignal (Xp) der Antriebs seite und dem erfaßten Drehzahlsignal (Np) der Antriebs seite die Drehbewegung (Ns) der Abtriebsseite ermittelt wird,
- aus dem erfaßten Drehzahlsignal (Np) der Antriebsseite, der ermittelten Drehbewegung (Ns) der Abtriebsseite und der erfaßten Stellung (α) des vom Fahrer betätigbaren Fahrpedals ein Sollwert (Np,soll) für die Drehbewegung der Antriebsseite gebildet wird und
- abhängig von dem ermittelten Sollwert (Np,soll) für die Drehbewegung der Antriebsseite und dem erfaßten Drehzahl signal (Np) der Antriebsseite ein Sollwert (Xp,soll) für die Verschiebung der axial verschiebbaren Elemente ermit telt wird.

9. Verfahren zur Verstellung der Übersetzung eines in seiner Übersetzung stufenlos verstellbaren Umschlingungsgetriebes mit einer Antriebs- und einer Abtriebsseite (7, 8), die we nigstens ein axial verschiebbares (25, 26) Element aufwei sen- das im wesentlichen die Form einer Kegelscheibe be sitzt, bei dem ein die Drehbewegung der Antriebsseite oder der Abtriebsseite repräsentierendes Drehzahlsignal (Np) und ein die axiale Verschiebung wenigstens eines der axial ver schiebbaren Elemente repräsentierende Verschiebungssignal (Xp) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel lung wenigstens abhängig von dem erfaßten Verschiebungs signal (Xp) geschieht.