DE19805303A1

DE19805303A1 - Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung für stetig veränderbares Getriebe

Info

Publication number: DE19805303A1
Application number: DE19805303A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Adachi; Hiroyuki Ashizawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: GB2321938A; JP3211697B2; GB9802858D0; US6067493A; GB2321938B; KR100331239B1; KR19980071234A; JPH10220570A; DE19805303B4

Description

Der Inhalt des Dokuments Tokugan Hei 9-26656, angemeldet am 10. Februar 1977 in Japan, wird hiermit durch Nennung einge führt.

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Steuerung eines stetig veränder baren Getriebes für ein Fahrzeug und insbesondere die Ver besserung des Ansprechvermögens der Drehzahländerungssteue rung des Getriebes.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Anlage, welche eine Brennkraftmaschinen-Antriebsenergie eines Fahrzeuges über eine Drehmomentwandlereinrichtung oder eine Flüssigkeitskupplung und ein stetig veränderbares Ge triebe auf eine Fahrzeugantriebswelle überträgt, ist z. B. in dem vom Japanischen Patentamt im Jahre 1986 veröffent lichten Dokument Tokkai Sho 61-105353 offenbart.

In dieser Anlage wird ein Solldrehzahländerungsverhältnis auf der Grundlage der Laufbedingungen der Brennkraftmaschine eingestellt, wie z. B. der Motorbelastung und der Fahrzeug geschwindigkeit, und die Prozeßsteuerung wird ausgeführt, so daß das Drehzahländerungsverhältnis des stetig veränderbaren Getriebes mit einem Solldrehzahländerungsverhältnis überein stimmt.

In diesem stetig veränderbaren Getriebe sind eine Antriebs riemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe durch ei nen V-Riemen verbunden, wobei der Berührungsradius zwischen dem V-Riemen und den Riemenscheiben durch Verändern der Nut breite der Riemenscheiben, welche mit dem V-Riemen im Kon takt sind, variiert wird. Die Nutbreite der Riemenscheiben verändert sich gemäß einem Öldruck, so daß das Drehzahlände rungsverhältnis durch Steuern des Öldrucks veränderbar ist. Die Öldrucksteuerung wird über einen Schrittmotor, welcher auf ein Ausgangssignal von einer Steuereinheit mit einem Mi krocomputer anspricht, und ein durch den Schrittmotor ange triebenes Öldrucksteuerventil ausgeführt.

In einer solchen Vorrichtung ist das Vermögen des Istdreh zahländerungsverhältnisses, dem Solldrehzahländerungsver hältnis zu folgen oder nachzulaufen, durch das Ansprechver mögen eines Drehzahländerungsverhältnis-Änderungsmechanismus bestimmt, welcher den Schrittmotor und das Öldrucksteuerven til aufweist, doch das gewünschte Nachlaufvermögen wird nicht unbedingt erreicht.

In einem Übergangszustand, wenn das Drehzahländerungsver hältnis schwankt, kann daher Überschwingen eintreten, wobei die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine übersteigt und der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine durch dieses Überschwingen nachteilig beeinflußt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, das Ansprechver mögen eines stetig veränderbaren Getriebes zu verbessern, um das Überschwingen der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu un terdrücken.

Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, zeigt diese Er findung eine Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung zur Anwendung mit einem stetig veränderbaren Getriebe eines Fahrzeugs auf. Die Steuervorrichtung weist auf:

- einen Drehzahländerungsverhältnis-Änderungsmechanis mus zum Verändern eines Drehzahländerungsverhältnisses des stetig veränderbaren Getriebes,
- eine Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung zum Steuern des Drehzahländerungsverhältnis-Änderungs mechanismus gemäß einem Eingangssignal und
- einen Mikroprozessor.

Der Mikroprozessor ist programmiert, ein Enddrehzahlände rungsverhältnis gemäß einem Fahrzeugfahrzustand einzustel len, eine Abweichung zwischen dem Enddrehzahländerungsver hältnis und einem Solldrehzahländerungsverhältnis zu berech nen, einen dynamischen Solleigenschaftskennwert gemäß der Abweichung einzustellen, um das Istdrehzahländerungsverhält nis mit dem Enddrehzahländerungsverhältnis in Übereinstim mung zu bringen, das Solldrehzahländerungsverhältnis und ein Befehlsdrehzahländerungsverhältnis auf der Grundlage des Enddrehzahländerungsverhältnisses und des dynamischen Sol leigenschaftskennwerts zu berechnen und ein Signal entspre chend dem Befehlsdrehzahländerungsverhältnis an die Dreh zahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung auszugeben.

Es ist zu bevorzugen, den Mikroprozessor ferner zu program mieren, das Solldrehzahländerungsverhältnis und das Befehls drehzahländerungsverhältnis auf der Grundlage des Enddreh zahländerungsverhältnisses, des dynamischen Solleigen schaftskennwerts und der Übertragungskennwerte der Dreh zahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung zu berechnen.

Es ist auch zu bevorzugen, den Mikroprozessor weiterhin zu programmieren, das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis durch Multiplizieren eines durch die folgende Gleichung spezifi zierten Filterwerts und des Enddrehzahländerungsverhältnis ses zu berechnen:

wobei
Gc(s) = Filterwert,
T_T = Konstante, welche die Übertragungseigen schaften der Drehzahländerungsverhältnis-Servo schalteinrichtung ausdrückt,
T_O = dynamischer Solleigenschaftskennwert
s = Differentialoperator.

Es ist ebenfalls zu bevorzugen, den Mikroprozessor weiterhin zu programmieren, den dynamischen Solleigenschaftskennwert für eine übereinstimmende Abweichung während einer Dreh zahländerung zum Herunterschalten auf einen größeren Wert als während einer Drehzahländerung zum Heraufschalten einzu stellen.

Es ist auch zu bevorzugen, den Mikroprozessor ferner zu pro grammieren, das Enddrehzahländerungsverhältnis durch Divi dieren einer Solleingangsdrehzahl des Getriebes und einer Istausgangsdrehzahl des Getriebes zu berechnen.

Es ist weiterhin zu bevorzugen, daß die Drehzahländerungs verhältnis-Steuervorrichtung ferner einen Sensor zum Erfas sen einer Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist und der Mikropro zessor außerdem programmiert ist, die Istausgangsdrehzahl durch Multiplizieren einer vorbestimmten Konstante und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.

Diese Erfindung zeigt auch eine Drehzahländerungsverhältnis-Steu ervorrichtung auf, welche aufweist:

- einen Drehzahländerungsverhältnis-Änderungsmechanis mus zum Verändern eines Drehzahländerungsverhältnisses des stetig veränderbaren Getriebes,
- eine Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung zum Steuern des Drehzahländerungsverhältnis-Änderungs mechanismus gemäß einem Eingangssignal,
- einen Mechanismus zum Einstellen eines Enddrehzahlän derungsverhältnisses gemäß einem Fahrzeugfahrzustand,
- einen Mechanismus zum Berechnen einer Abweichung zwi schen dem Enddrehzahländerungsverhältnis und einem Solldreh zahländerungsverhältnis,
- einen Mechanismus zum Einstellen eines dynamischen Solleigenschaftskennwerts gemäß der Abweichung, um das Ist drehzahländerungsverhältnis mit dem Enddrehzahländerungsver hältnis in Übereinstimmung zu bringen,
- einen Mechanismus zum Berechnen des Solldrehzahlände rungsverhältnisses und eines Befehlsdrehzahländerungsver hältnisses auf der Grundlage des Enddrehzahländerungsver hältnisses und des dynamischen Solleigenschaftskennwerts so wie
- einen Mechanismus zum Ausgeben eines Signals entspre chend dem Befehlsdrehzahländerungsverhältnis zur Drehzahlän derungsverhältnis-Servoschalteinrichtung.

Die Einzelheiten als auch andere Merkmale und Vorteile die ser Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Senkrechtschnittansicht eines stetig ver änderbaren Getriebes, auf welches diese Erfindung angewendet ist,

Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer erfindungsge mäßen Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung,

Fig. 3 zeigt einen Ablaufplan zur Beschreibung eines Steuer prozesses der Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung,

Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Funktionsbe ziehung einer Solleingangsdrehzahl N_T, welche der Drehzahl änderungsverhältnis-Steuervorrichtung zugeleitet wird,

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Funktionsbe ziehung eines dynamischen Solleigenschaftskennwerts T_O, wel cher der Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung zuge leitet wird,

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerung, welche durch die Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung ausgeführt wird,

Fig. 7A-7C zeigen Diagramme der Drosselöffnungen, ver schiedener Drehzahländerungsverhältnisse und Schrittmotor-Win kelpositionsänderungen einer Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik, und

Fig. 8A-8C zeigen Diagramme der Drosselöffnungen, ver schiedener Drehzahländerungsverhältnisse und Schrittmotor-Win kelpositionsänderungen in der erfindungsgemäßen Dreh zahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Drehmomentwandlereinrich tung 12 mit einer Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle 10 ver bunden.

Die Drehmomentwandlereinrichtung 12 weist eine Blockierkupp lung 11 auf. Die Blockierkupplung 11 verbindet mechanisch oder trennt ein Laufrad 12a, welches ein Eingangsteil ist, und eine Turbine 12b, welche ein Ausgangsteil ist, gemäß dem einer Wandlereinrichtungskammer 12c und einer Blockierölkam mer 12d zugeführten Öldruck.

Die Turbine 12b ist mit einer Drehwelle 13 verbunden, und die Drehwelle 13 ist mit einem Vorwärts-/Rückwärts-Umsteuer mechanismus 15 gekoppelt. Der Mechanismus 15 weist einen Planetengetriebemechanismus 19, eine Vorwärtskupplung 40 und eine Rücklaufbremse 50 auf. Die Abtriebswelle des Mechanis mus 19 ist mit einer Antriebswelle 14 verbunden, welche koa xial mit der Drehwelle 13 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 14 weist eine Eingangswelle eines stetig veränderbaren Ge triebes (CVT) 17 auf. Es ist darauf hinzuweisen, daß anstel le der Drehmomentwandlereinrichtung 12 eine Flüssigkeits kupplung oder eine elektromagnetische Kupplung verwendbar ist.

Das stetig veränderbare Getriebe 17 weist eine Antriebsrie menscheibe 16 und eine getriebene Riemenscheibe 26 sowie ei nen V-Riemen 24 auf, welcher die Drehung der Antriebsriemen scheibe 16 auf die getriebene Riemenscheibe 26 überträgt, wie vorstehend beschrieben ist.

Die Antriebsriemenscheibe 16 weist eine fest angeordnete ko nische Platte 18 auf, welche sich zusammen mit der Antriebs welle 14 dreht, und eine bewegbare konische Platte 22, wel che mit Bezug zur fest angeordneten konischen Platte 18 an geordnet ist, die mit der fest angeordneten konischen Platte 18 eine V-förmige Riemenscheibennut ausbildet. Die bewegbare konische Platte 22 bewegt sich gemäß einem Öldruck, welcher auf eine Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 wirkt, in der Axialrichtung der Antriebswelle 14, während sie sich mit der fest angeordneten konischen Platte 18 dreht. Die An triebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 weist eine Kammer 20a und eine Kammer 20b auf. Die bewegbare konische Platte 22 weist eine Druckaufnahmefläche auf, die größer als jene ei ner nachstehend beschriebenen bewegbaren konischen Platte 34 ist.

Die angetriebene Riemenscheibe 26 ist auf einer getriebenen Welle 28 angeordnet. Die angetriebene Riemenscheibe 26 weist eine fest angeordnete konische Platte 30 auf, welche sich zusammen mit der getriebenen Welle 28 dreht, und eine beweg bare konische Platte 34, die mit Bezug auf die fest angeord nete konische Platte 30 angeordnet ist und mit der fest an geordneten konischen Platte 30 eine V-förmige Riemenschei bennut ausbildet. Die bewegbare konische Platte 34 bewegt sich gemäß einem auf eine Zylinderkammer 32 einer getriebe nen Riemenscheibe wirkenden Öldruck in der Axialrichtung der getriebenen Welle 28, während sie sich mit der fest angeord neten konischen Platte 30 dreht.

Die getriebene Welle 28 ist mit einem Antriebsrad 46 ausge stattet, welches sich zusammen mit der getriebenen Welle 28 dreht. Das Antriebsrad 46 steht mit einem Zwischenrad 48 auf einer Zwischenwelle 52 im Eingriff. Die Zwischenwelle 52 weist ein Ritzelrad 54 auf, welches sich zusammen mit der Zwischenwelle 52 dreht. Das Ritzelrad 54 steht mit einem Endrad 44 im Eingriff. Das Endrad 44 treibt über eine Diffe rentialeinheit 56 eine Gelenkwelle oder eine Antriebswelle (nicht gezeigt) an.

Die Dreheingabe von der Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle 10 am stetig veränderbaren Getriebe 17 wird über die Drehmo mentwandlereinrichtung 12 und die Drehwelle 13 auf den Vor wärts-/Rückwärts-Umsteuermechanismus 15 übertragen. Wenn die Vorwärtskupplung 40 betätigt wird und die Rücklaufbremse 50 gelöst ist, wird die Drehung der Drehwelle 13 über den Pla netengetriebemechanismus 19 mit derselben Drehrichtung auf die Antriebswelle 14 des stetig veränderbaren Getriebes 17 übertragen, wobei sich die Eingangswelle und die Ausgangs welle zusammen drehen. Wenn andererseits die Vorwärtskupp lung 40 gelöst und die Rücklaufbremse 50 betätigt ist, wird die Drehung der Drehwelle 13 infolge der Wirkung des Plane tengetriebemechanismus 19 mit der entgegengesetzten Dreh richtung auf die Antriebswelle 14 übertragen.

Die Drehung der Antriebswelle 14 wird auf die Differential einheit 56, die Antriebsriemenscheibe 16, den V-Riemen 24, die getriebene Riemenscheibe 26, die getriebene Welle 28, das Treibrad 46, das Zwischenrad 48, die Zwischenwelle 52, das Ritzelrad 54 und das Endrad 44 übertragen. Wenn die Vor wärtskupplung 40 und die Rücklaufbremse 50 beide gelöst sind, geht der Vorwärts-/Rückwärts-Umsteuermechanismus 15 in die Neutrallage, und es tritt keine Übertragung einer Dre hung von der Drehwelle 13 auf die Antriebswelle 14 ein.

In der vorstehend beschriebenen Kraftübertragung verändert sich das Drehverhältnis, d. h. das Drehzahländerungsverhält nis (Drehzahlabnahmeverhältnis) zwischen der Antriebsriemen scheibe 16 und der getriebenen Riemenscheibe 26, wenn die bewegbare konische Platte 22 der Antriebsriemenscheibe 16 und die bewegbare konische Platte 34 der getriebenen Riemen scheibe 26 in der Axialrichtung bewegt werden, um den An griffspunktradius mit dem V-Riemen 24 zu verändern. Wenn z. B. die Breite der V-förmigen Riemenscheibennut der Antriebs riemenscheibe 16 vergrößert wird und die Breite der V-för migen Riemenscheibennut der getriebenen Riemenscheibe 26 verringert wird, erfolgt die Verkleinerung des Angriffs punktradius des V-Riemens 24 auf der Seite der Antriebsrie menscheibe 16 und die Vergrößerung des Angriffspunktradius des V-Riemens 24 auf der Seite der getriebenen Riemenscheibe 26, und somit wird ein großes Drehzahlabnahmeverhältnis er zielt. Werden die bewegbaren konischen Platten 22, 34 in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wird das Drehzahlabnahme verhältnis kleiner.

Diese Steuerung der Breiten der V-förmigen Riemenscheibennu ten der Antriebsriemenscheibe 16 und der getriebenen Riemen scheibe 26 wird durch Steuerung der Relativdrücke der An triebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 (20a, 20b) und der Zylinderkammer 32 der getriebenen Riemenscheibe über eine nachstehend beschriebene Steueranlage ausgeführt.

Das Drehverhältnis des stetig veränderbaren Getriebes 17 wird durch eine in Fig. 2 gezeigte Steueranlage gesteuert. Es werden dieselben Bezugszeichen wie für den in Fig. 1 ge zeigten Mechanismus verwendet.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine Elektro niksteuereinheit mit einem Mikroprozessor, und 102 bezeich net eine Hydrauliksteuereinheit mit verschiedenen Öldruck steuerventilen.

Die Elektroniksteuereinheit 101 ist ein Mikrocomputer mit einer Zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Nur-Lese-Spei cher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle.

Signale von einem Wassertemperatursensor S1, einem Dros selöffnungssensor S2, einem Motordrehzahlsensor S3, einem ABS-Operation-Sensor S4, welcher eine Operation einer Anti blockierbremssystem-(ABS)-Steuereinrichtung 104 erfaßt, ei nem Bremssensor S5, welcher das Bremsen des Fahrzeugs er faßt, einem Inhibitorschalter S6, welcher die Betriebsposi tion eines Auswahlschalters 105 anzeigt, einem Drehzahlsen sor S7, welcher die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 16 erfaßt, und einem Drehzahlsensor S8, welcher die Drehzahl der getriebenen Riemenscheibe 26 erfaßt, werden der Elektro niksteuereinheit 101 eingegeben. Da die Drehzahl der ange triebenen Riemenscheibe 26 äquivalent der Fahrzeuggeschwin digkeit ist, dient der Drehzahlsensor S8 auch als ein Fahr zeuggeschwindigkeitssensor.

Die Elektroniksteuereinheit 101 führt vorbestimmte Berech nungen mit diesen Signalen aus, um das Drehzahländerungsver hältnis des stetig veränderbaren Getriebes 17, den Leitungs druck und die Blockierkupplung 11 zu steuern.

Nachstehend werden diese Funktionen ausführlich beschrieben. Die Elektroniksteuereinheit 101 gibt an einen Schrittmotor 113 ein Ansteuersignal aus, so daß die Drehzahländerung ge mäß einem vorbestimmten Muster in Abhängigkeit von der Bela stung der Brennkraftmaschine und der Motordrehzahl ausge führt wird, welche jeweils durch die Drosselöffnung und die Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt werden. Die Drosselöff nung wird durch den Drosselöffnungssensor S2 erfaßt, die Mo tordrehzahl wird durch den Motordrehzahlsensor S3 erfaßt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch den Drehzahlsen sor S8 erfaßt, welcher die Drehzahl der angetriebenen Rie menscheibe 26 erfaßt.

Der Schrittmotor 113 treibt ein Drehzahländerungs-Steuer ventil 112 einer Hydrauliksteuereinheit 102 an, um ein Dreh zahländerungsverhältnis entsprechend diesem Ansteuersignal zu erhalten. Der Druck der Antriebsriemenscheiben-Zylinder kammer 20 und der Druck der Zylinderkammer 32 der angetrie benen Riemenscheibe werden durch Steuern des Leitungsdrucks, welcher der in Fig. 1 gezeigten Antriebsriemenscheiben-Zy linderkammer 20 zugeführt wird, relativ zueinander verän dert.

Die Verschiebungsposition der Antriebsriemenscheibe 16, d. h. das Drehzahländerungsverhältnis, wird durch das Dreh zahländerungs-Steuerventil 112 über eine Verbindung 114 pro zeßgesteuert. Nachdem ein Solldrehzahländerungsverhältnis entsprechend der Position des Schrittmotors 113 erlangt ist, legt die Elektroniksteuereinheit 101 den Relativdruck der Riemenscheiben-Zylinderkammern 20, 32 fest, um das Solldreh zahländerungsverhältnis zu gewährleisten.

Wenn bei dieser Drehzahländerungssteuerung des stetig verän derbaren Getriebes 17 der Leitungsdruck der Riemenscheiben 16, 26 zu klein ist, liegt eine unzureichende Reibungskraft zwischen den Riemenscheiben 16, 18 und dem V-Riemen 24 vor, so daß Schlupf eintritt. Ist andererseits der Leitungsdruck zu hoch, wird die Reibungskraft übermäßig groß. In beiden Fällen liegt ein nachteiliger Einfluß auf den Kraftstoffver brauch und das Leistungsvermögen des Fahrzeugs vor. Der Lei tungsdruck wird daher geregelt, so daß die gemäß den Fahrzu ständen übertragene Antriebskraft weder übermäßig noch unzu reichend ist.

In anderen Worten, die Elektroniksteuereinheit 101 steuert die Position eines Leitungsdruck-Solenoids 115 der Öldruck steuereinheit 102 durch die Steuersignalausgabe. Das Lei tungsdruck-Solenoid 115 führt den Öldruck von einer nicht gezeigten Hydraulikpumpe der Zylinderkammer 32 der getriebe nen Riemenscheibe zu, nachdem der Druck über eine Regelein richtung (Druckregelventil) 116 und eine Regeleinrichtung (Konstantdruckventil) 117 auf einen geeigneten Solleitungs druck abgeglichen ist, und führt den Öldruck über das Dreh zahländerungs-Steuerventil 112 ebenfalls der Antriebsriemen scheiben-Zylinderkammer 20 zu.

Die Blockierkupplung 11 wird betätigt, wenn sich z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit über einen vorbestimmten Wert hinaus erhöht, und wird gelöst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen niedrigeren als diesen vorbestimmten Wert sinkt.

Die Elektroniksteuereinheit 101 gibt daher gemäß der Fahr zeuggeschwindigkeit ein Signal an das Blockiersolenoid 118 der Öldrucksteuereinheit 102 aus, und das Blockier-Re gelventil 119 wird demgemäß umgeschaltet. Das Blockier-Re gelventil 119 ist ein Ventil, welches zwischen einem Sy stem, welches den Öldruck der Hydraulikpumpe einer Wand lereinrichtungskammer 12c der Drehmomentwandlereinrichtung 12 als einen anliegenden Druck der Blockierkupplung 11 beim Freigeben einer Blockierölkammer 12d zuführt, und einem Sy stem, welches den Öldruck der Hydraulikpumpe der Blockieröl kammer 12d als einen Freigabedruck beim Freigeben der Wand lereinrichtungskammer 12c zuführt, umschaltet.

Die Öldrucksteuereinheit 102 ist ferner mit einem handbetä tigten Regelventil 120 ausgestattet, welches mit einem Aus wahlschalter 105 verbunden ist. Das handbetätigte Regelven til 120 führt den von der Öldruckpumpe erzeugten Öldruck ge mäß der Betriebsposition des Auswahlschalters 105 über das Leitungsdruck-Solenoid 115 einer Vorwärtskupplung 40 und ei ner Rücklaufbremse 50 eines Vorwärts-/Rückwärts-Umsteuerme chanismus 15 zu. Auf diese Weise wird der Vorwärts-/Rück wärts-Umsteuermechanismus 15 zwischen der Vorwärts-, der Rückwärts- und der Neutralposition umgeschaltet.

Das vorstehend erwähnte stetig veränderbare Getriebe und der Grundaufbau dessen Steuervorrichtung sind z. B. in dem Doku ment Tokkai Hei 8-178055, veröffentlicht durch das Japani sche Patentamt im Jahre 1996, offenbart.

Anschließend wird die durch die Elektroniksteuereinheit 101 über den Schrittmotor 113 ausgeführte Drehzahländerungsver hältnissteuerung beschrieben.

Die Elektroniksteuereinheit 101 berechnet ein Solldrehzahl änderungsverhältnis und ein Befehlsdrehzahländerungsverhält nis auf der Grundlage eines Drehzahlsignals für die getrie bene Riemenscheibe 26 (Fahrzeuggeschwindigkeitssignal), wel ches durch einen Drehzahlsensor S8 eingegeben wird, eines Motordrehzahlsignals von einem Motordrehzahlsensor S3, eines Verschiebungspositionssignals von einem Inhibitorschalter S6 und eines Drosselöffnungssignals von einem Drosselöffnungs sensor S2. Das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis ist ein Befehlswert des Drehzahländerungsverhältnisses zum Bestimmen des Ausgangssignals für den Schrittmotor 113.

Die Elektroniksteuereinheit 101 weist eine Drehzahlände rungsverhältnis-Servoschalteinrichtung 500 zum Umwandeln des berechneten Befehlsdrehzahländerungsverhältnisses in ein Im pulssignal auf, welches zum Schrittmotor 113 ausgegeben wird.

Die Elektroniksteuereinheit 101 stellt das Befehlsdreh zahländerungsverhältnis auf der Grundlage der dynamischen Eigenschaften des Solldrehzahländerungsverhältnisses und der dynamischen Eigenschaften der Drehzahländerungsverhältnis-Ser voschalteinrichtung 500 ein, so daß das Solldrehzahlände rungs-Ansprechvermögen erreicht wird.

Der Steuerprozeß wird nachstehend unter Bezugnahme auf den in Fig. 3 gezeigten Ablaufplan beschrieben.

Dieser Prozeß wird in einem vorbestimmten Zeitabstand ausge führt. Zu diesem Zweck wird zunächst in einem Schritt 101 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitdauer vom Ende des Pro zesses, welcher unmittelbar vorhergehend ausgeführt worden ist, abgelaufen ist oder nicht, und nur, wenn diese vorbe stimmte Zeitdauer abgelaufen ist, geht der Ablauf zu einem Schritt 102 und zu nachfolgenden Schritten weiter.

In dem Schritt 102 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Drosselöffnung TVO gelesen.

In einem Schritt 103 wird eine Getriebesolleingangsdrehzahl N_T aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselöffnung TVO berechnet. Zu diesem Zweck wird eine in Fig. 4 gezeigte Funktionsbeziehung zuerst in der Elektroniksteuereinheit 101 gespeichert, und die Getriebesolleingangsdrehzahl N_T wird unter Bezugnahme auf diese Funktionsbeziehung ermittelt. An stelle der Getriebesolleingangsdrehzahl N_T kann die Solld rehzahl der Brennkraftmaschine verwendet werden.

In einem Schritt 104 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einer festgelegten Zahl ks multipliziert, um so eine Getrie beausgangsdrehzahl N_O zu berechnen.

In einem Schritt 105 wird die Solleingangsdrehzahl N_T durch die Ausgangsdrehzahl N_O dividiert, um so ein Enddrehzahlän derungsverhältnis i_PO zu berechnen.

In einem Schritt 106 wird eine Drehzahländerungsverhältnis abweichung e_iP zwischen dem Enddrehzahländerungsverhältnis i_PO und einem nachstehend beschriebenen Solldrehzahlände rungsverhältnis i_PT berechnet.

In einem Schritt 107 wird ein Kennwert T_O, welcher die dyna mischen Solleigenschaften des Drehzahländerungsverhältnisses darstellt, aus der Abweichung e_iP bestimmt. Dies ist tatsäch lich eine Zeitkonstante, welche die Drehzahländerungsver hältnis-Änderungsrate zum Ausdruck bringt, wenn das Istdreh zahländerungsverhältnis i_PR mit dem Enddrehzahländerungsver hältnis i_PO in Übereinstimmung gebracht wird, doch da sich die Zeitkonstante gemäß der Abweichung e_iP' verändert, wird sie als eine Variable betrachtet.

Die dynamische Solleigenschaftsvariable T_O wird durch Ent nahme als einer in Fig. 5 gezeigten graphischen Darstellung ermittelt.

In dieser graphischen Darstellung ist der dynamische Sollei genschaftskennwert T_O so eingestellt, daß eine Herunterschal toperation langsamer als eine Heraufschaltoperation ist. Durch Abwandeln von T_O' ist das Fahrzeugleistungsvermögen, wie z. B. die Fahrleistung oder der Kraftstoffverbrauch, einstellbar.

In einem Schritt 108 werden ein Solldrehzahländerungsver hältnis i_PT und ein Befehlsdrehzahländerungsverhältnis i_PC aus dem Enddrehzahländerungsverhältnis i_PO, dem dynamischen Solleigenschaftskennwert T_O und einer Zeitkonstante T_T, wel che die dynamischen Eigenschaften der Drehzahländerungsver hältnis-Servoschalteinrichtung 500 darstellt, unter Verwen dung der folgenden Gleichungen (1) und (2) berechnet.

wobei s = Differentialoperator ist.

wobei T_T = Zeitkonstante der dynamischen Eigenschaften der Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung 500 ist.

Das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis i_PC wird nach der fol genden Gleichung berechnet:

Fig. 6 zeigt die vorstehend erwähnte Berechnung in der Form eines Blockdiagramms. In diesem Diagramm ist das Eingangs signal das Enddrehzahländerungsverhältnis i_PO, und die Aus gangssignale sind das Solldrehzahländerungsverhältnis i_PT und das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis i_PC. In dieser Figur entspricht einer Schaltungeinrichtung mit einer Kompensati onseinrichtung 201, einer Subtraktionseinrichtung 202, einer Kompensationseinrichtung 203 und einer Integrationseinrich tung 204 der vorstehend erwähnten Gleichung (1), und die Kompensationseinrichtungen 205, 206 und eine Additionsein richtung 207 sind zur vorstehend erwähnten Gleichung (3) äquivalent.

Das auf diese Weise ermittelte Befehlsdrehzahländerungsver hältnis i_PC spiegelt die dynamischen Eigenschaften des Solld rehzahländerungsverhältnisses und die dynamischen Eigen schaften der Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung 500 wieder. In einem Schritt 109 wird das Befehlsdreh zahländerungsverhältnis i_PC an die Drehzahländerungsverhält nis-Servoschalteinrichtung 500 ausgegeben.

Die Winkelposition des Schrittmotors 113 und das Drehzahlän derungsverhältnis des stetig veränderbaren Getriebes sind nicht in direkter Proportion. Daher wird das Befehlsdreh zahländerungsverhältnis i_PC in ein Winkelposition-Steuer signal des Schrittmotors 113 umgewandelt und wird an die Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung 500 aus gegeben, so daß das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis i_PC direkt proportional dem Drehzahländerungsverhältnis des ste tig veränderbaren Getriebes ist.

Fig. 7A-7C und Fig. 8A-8C zeigen die Ergebnisse der Ver suche, welche ausgeführt wurden, um die Wirkung dieser Er findung zu bestätigen. Dies zeigt eine sogenannte Kick-down-Dreh zahländerung, wobei das Drehzahländerungsverhältnis ver kleinert ist und das Fahrzeug durch Betätigen des Gaspedals beschleunigt wird. Fig. 7A-7C betreffen die vorstehend er wähnte Drehzahlsteuervorrichtung gemäß dem Stand der Tech nik, und Fig. 8A-8C betreffen die erfindungsgemäße Vor richtung.

Beim Vergleich dieser Versuchsergebnisse hat sich gezeigt: während in der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik das Istdrehzahländerungsverhältnis I_PR das Solldrehzahländerungs verhältnis i_PT überschwingt, ist in der erfindungsgemäßen Einrichtung das Istdrehzahländerungsverhältnis i_PR nahezu in Übereinstimmung mit dem Solldrehzahländerungsverhältnis i_PT.

Daher überschwingt die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine nicht die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine, und das Ver hältnis Kraftstoffkosten/Leistungsvermögen wird vergrößert.

Die entsprechenden Ausführungsformen, Materialien, Handlun gen und Äquivalente aller Einrichtungen sowie Funktionsele mente in den nachstehenden Ansprüchen werden dafür angese hen, daß sie jede Ausführungsform, jedes Material oder jede Handlung zum Ausführen der Funktionen in Kombination mit an deren beanspruchten Elementen als die speziell beanspruchten einschließen.

Die Ausführungsformen dieser Erfindung, für welche ein aus schließliches Eigentumsrecht oder Privileg beansprucht wird, sind in den nachstehenden Ansprüchen definiert.

Bezugszeichenliste

10

Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle

11

Blockierkupplung

12

Drehmomentwandlereinrichtung

12

a Laufrad

12

b Turbine

12

c Wandlereinrichtungskammer

12

d Blockierölkammer

13

Drehwelle

14

Antriebswelle

15

Vorwärts-/Rückwärts-Umsteuermechanismus

16

Antriebsriemenscheibe

17

Getriebe (CVT)

18

feststehende konische Platte

19

Planetengetriebemechanismus

20

Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer

20

a Kammer

20

b Kammer

22

bewegbare konische Platte

24

V-Riemen

26

getriebene Riemenscheibe

28

getriebene Welle

30

fest angeordnete konische Platte

32

Zylinderkammer

34

bewegbare konische Platte

40

Vorwärtskupplung

44

Endrad

46

Antriebsrad

48

Zwischenrad

50

Rücklaufbremse

52

Zwischenwelle

54

Ritzelrad

56

Differentialeinheit

101

Elektroniksteuereinheit

102

Hydrauliksteuereinheit, Öldrucksteuereinheit

104

Antiblockierbremssystem-(ABS)-Steuereinrichtung

105

Auswahlschalter (Auswahlhebel)

112

Steuerventil

113

Schrittmotor

114

Verbindung

115

Leitungsdruck-Solenoid

116

Regeleinrichtung

117

Regeleinrichtung

118

Blockiersolenoid

119

Blockier-Regelventil

120

handbetätigtes Regelventil

201

Kompensationseinrichtung

202

Subtraktionseinrichtung

203

Kompensationseinrichtung

204

Integrationseinrichtung

205

Kompensationseinrichtung

206

Kompensationseinrichtung

207

Additionseinrichtung

500

Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung
e_iP

Drehzahländerungsverhältnisabweichung
Gc(s) Filterwert
i_PC

Befehlsdrehzahländerungsverhältnis
i_PO

Enddrehzahländerungsverhältnis
i_PR

Istdrehzahländerungsverhältnis
i_PT

Solldrehzahländerungsverhältnis
ks Zahl
N_O

Getriebeausgangsdrehzahl
N_T

Getriebesolleingangsdrehzahl
s Differentialoperator
S1 Wassertemperatursensor
S2 Drosselöffnungssensor
S3 Motordrehzahlsensor
S4 ABS-Operation-Sensor
S5 Bremsschalter
S6 Inhibitorschalter
S7 Drehzahlsensor
S8 Drehzahlsensor
T_O

Solleigenschaftskennwert
T_O'

Solleigenschaftskennwert (abgewandelt)
T_T

Zeitkonstante
TVO Drosselöffnung
V Fahrzeuggeschwindigkeit

Claims

1. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung zur Ver wendung mit einem stetig veränderbaren Getriebe (17) eines Fahrzeugs, welche aufweist:

- einen Drehzahländerungsverhältnis-Änderungsmechanis mus (102, 113) zum Verändern eines Drehzahländerungsverhält nisses des stetig veränderbaren Getriebes (17),
- eine Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung (500) zum Steuern des Drehzahländerungsverhältnis-Ände rungsmechanismus (102, 113) gemäß einem Eingangssignal und
- einen Mikroprozessor (101), welcher programmiert ist zum:
- Einstellen eines Enddrehzahländerungsverhältnisses gemäß einem Fahrzeugfahrzustand,
- Berechnen einer Abweichung zwischen dem Enddrehzahl änderungsverhältnis und einem Solldrehzahländerungsverhält nis,
- Einstellen eines dynamischen Solleigenschaftskenn werts gemäß der Abweichung, um das Istdrehzahländerungsver hältnis mit dem Enddrehzahländerungsverhältnis in Überein stimmung zu bringen,
- Berechnen des Solldrehzahländerungsverhältnisses und eines Befehlsdrehzahländerungsverhältnisses auf der Grundla ge des Enddrehzahländerungsverhältnisses und des dynamischen Solleigenschaftskennwerts, und
- Ausgeben eines Signals entsprechend dem Befehlsdreh zahländerungsverhältnis an die Drehzahländerungsverhältnis-Ser voschalteinrichtung (500).

2. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung gemäß An spruch 1, wobei der Mikroprozessor (101) ferner programmiert ist, das Solldrehzahländerungsverhältnis und das Befehls drehzahländerungsverhältnis auf der Grundlage des Enddreh zahländerungsverhältnisses, des dynamischen Solleigen schaftskennwerts und der Getriebeeigenschaften der Dreh zahländerungsverhältnis-Servoschalteinrichtung (500) zu be rechnen.

3. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung gemäß An spruch 1, wobei der Mikroprozessor (101) ferner programmiert ist, das Befehlsdrehzahländerungsverhältnis durch Multipli zieren eines nach der folgenden Gleichung spezifizierten Filterwerts und des Enddrehzahländerungsverhältnisses zu be rechnen:
wobei
Gc(s) = Filterwert,
T_T = Konstante, welche die Übertragungseigen schaften der Drehzahländerungsverhältnis-Ser voschalteinrichtung (500) ausdrückt,
T_O = dynamischer Solleigenschaftskennwert
s = Differentialoperator.

4. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung gemäß An spruch 1, wobei der Mikroprozessor (101) ferner programmiert ist, den dynamischen Solleigenschaftskennwert für eine über einstimmende Abweichung während einer Drehzahländerung beim Herunterschalten auf einen größeren Wert als während einer Drehzahländerung beim Heraufschalten einzustellen.

5. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung gemäß An spruch 1, wobei der Mikroprozessor (101) ferner programmiert ist, das Enddrehzahländerungsverhältnis durch Dividieren ei ner Solleingangsdrehzahl des Getriebes (17) und einer Istausgangsdrehzahl des Getriebes (17) zu berechnen.

6. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung gemäß An spruch 5, wobei die Drehzahländerungsverhältnis-Steuervor richtung ferner einen Sensor (S8) zum Erfassen einer Fahr zeuggeschwindigkeit aufweist und der Mikroprozessor (101) ferner programmiert ist, die Istausgangsdrehzahl durch Mul tiplizieren einer vorbestimmten Konstante und der Fahrzeug geschwindigkeit zu berechnen.

7. Drehzahländerungsverhältnis-Steuervorrichtung zur Ver wendung mit einem stetig veränderbaren Getriebe (17) eines Fahrzeugs, welche aufweist:

- einen Drehzahländerungsverhältnis-Änderungsmechanis mus (102, 113) zum Verändern eines Drehzahländerungsverhält nisses des stetig veränderbaren Getriebes,
- eine Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung (500) zum Steuern des Drehzahländerungsverhältnis-Ände rungsmechanismus (102, 113) gemäß einem Eingangssignal,
- eine Einrichtung (101, Schritt 105) zum Einstellen eines Enddrehzahländerungsverhältnisses gemäß einem Fahr zeugfahrzustand,
- eine Einrichtung (101, Schritt 106) zum Berechnen ei ner Abweichung zwischen dem Enddrehzahländerungsverhältnis und einem Solldrehzahländerungsverhältnis,
- eine Einrichtung (101, Schritt 107) zum Einstellen eines dynamischen Solleigenschaftskennwerts gemäß der Abwei chung, um das Istdrehzahländerungsverhältnis mit dem End drehzahländerungsverhältnis in Übereinstimmung zu bringen,
- eine Einrichtung (101, Schritt 108) zum Berechnen des Solldrehzahländerungsverhältnisses und eines Befehlsdreh zahländerungsverhältnisses auf der Grundlage des Enddreh zahländerungsverhältnisses und des dynamischen Solleigen schaftskennwerts und
- eine Einrichtung (101, Schritt 109) zum Ausgeben ei nes Signals entsprechend dem Befehlsdrehzahländerungsver hältnis zur Drehzahländerungsverhältnis-Servoschalteinrich tung (500).