DE19928554A1 - Steuereinheit für das Übersetzungsverhältnis und Verfahren zur Ansteuerung eines stufenlos verstellbaren Getriebes - Google Patents
Steuereinheit für das Übersetzungsverhältnis und Verfahren zur Ansteuerung eines stufenlos verstellbaren GetriebesInfo
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Abstract
Bei einem stufenlos verstellbaren Fahrzeuggetriebe werden eine Motordrehzahl, eine Eingangsdrehzahl des Getriebes und eine Ausgangsdrehzahl des Getriebes jeweils durch Sensoren (64, 65, 68) erfaßt. Basierend auf den Ausgangssignalen dieser Drehzahlsensoren (64, 65, 68) regelt ein Regler (61) ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses. Der Regler (61) bestimmt auch, ob bei einem der Drehzahlsensoren (64, 65, 68) basierend auf den Ausgangssignalen dieser Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit vorliegt und engt den vorbestimmten Bereich der Übersetzungsverhältnisse ein (S234), wenn bei einem der Sensoren eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde, so daß die Durchführung einer übermäßigen Regelung des Übersetzungsverhältnisses verhindert wird.
Description
Diese Erfindung betrifft die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos
verstellbaren Fahrzeuggetriebes.
Die vom japanischen Patentamt 1996 veröffentlichte Tokkai Hei 8-270772 offenbart eine
Steuervorrichtung für das Übersetzungsverhältnis bei einem stufenlos verstellbarem To
roidgetriebe, welches ein Ausgangsmoment eines Motors zum Antrieb von Fahrzeugrä
dern mit einem beliebigen Übersetzungsverhältnis überträgt. Dieser Stand der Technik
offenbart insbesondere die Rückkopplungs-(Feedback-)Korrektur des Übersetzungsver
hältnisses des Getriebes und eine Fehlerkorrektur für die Drehmomentverschiebung.
Der Fehler aufgrund der Drehmomentverschiebung tritt als ein Fehler des Überset
zungsverhältnisses aufgrund einer Verformung der die Antriebsrollen des Getriebes
haltenden Zapfen auf, wenn sich das Ausgangsmoment des Motors oder in anderen
Worten das Eingangsmoment des Getriebes ändert.
Basierend auf einer Abweichung eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses von ei
nem Soll-Übersetzungsverhältnis wird eine Rückwärtsregelung des Übersetzungsver
hältnisses durchgeführt. Dabei wird das tatsächliche Übersetzungsverhältnis durch Divi
sion einer Eingangsdrehzahl des Getriebes durch eine Ausgangsdrehzahl erhalten. Zu
diesem Zweck ist eine Regelvorrichtung mit einem Sensor für die Eingangsdrehzahl und
einem Sensor für die Ausgangsdrehzahl vorgesehen.
Das Motorausgangsmoment wird hinsichtlich der Fehlerkorrektur aufgrund der
Drehmomentverschiebung anhand einer Motordrehzahl und einer Drosselöffnung ge
schätzt. Zu diesem Zweck ist die Regelvorrichtung mit einem Sensor für die Motordreh
zahl und einem Sensor für die Drosselöffnung versehen.
Bei sowohl der Rückwärts-Korrektur als auch bei der Fehlerkorrektur aufgrund der
Drehmomentverschiebung besteht die Möglichkeit, daß die Regelvorrichtung bei einer
Fehlfunktion der Sensoren bezüglich der Korrektur einen Befehl ausgibt, der eine Funk
tionsgrenze der Geräte des Getriebes überschreitet. Ein derartiges Befehlssignal hat je
doch einen negativen Einfluß auf die Genauigkeit und das Antwortverhalten der Rege
lung des Übersetzungsverhältnisses.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung zu verhindern, daß eine ungewöhnliche Regelung
des Drehzahlverhältnisses durchgeführt wird, wenn bei einem der Drehzahlsensoren ei
ne Unregelmäßigkeit entdeckt wird.
Um das obige Ziel zu erreichen, sieht diese Erfindung eine Regelvorrichtung für das
Übersetzungsverhältnis zur Verwendung bei einem stufenlos verstellbaren Getriebe vor,
das ein Ausgangsmoment eines Motors an ein Antriebsrad eines Fahrzeugs mit einem
beliebigen Übersetzungsverhältnis überträgt. Die Vorrichtung umfaßt einen Sensor zum
Erfassen einer Drehzahl des Motors, einen Sensor zum Erfassen einer Eingangsdreh
zahl des Getriebes, einen Sensor zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes
und einen Mikroprozessor, der programmiert ist, das Übersetzungsverhältnis des Ge
triebes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Übersetzungsverhältnissen basie
rend auf den Ausgangssignalen der Sensoren zu regeln, eine Feststellung zu treffen, ob
einer der Sensoren eine Unregelmäßigkeit basierend auf den Ausgangssignalen der
Sensoren aufweist, und den vorbestimmten Bereich der Übersetzungsverhältnisse der
art zu korrigieren, daß er enger ist, wenn bei einem der Sensoren festgestellt wurde, daß
er eine Unregelmäßigkeit aufweist.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses ei
nes stufenlos verstellbaren Getriebes vor, das ein Ausgangsmoment eines Motors an
ein Antriebsrad eines Fahrzeugs mit einem beliebigen Übersetzungsverhältnis überträgt.
Das Verfahren umfaßt das Erfassen einer Drehzahl des Motors anhand eines Aus
gangssignals eines Sensors für die Drehzahl des Motors, das Erfassen einer Eingangs
drehzahl des Getriebes anhand eines Ausgangssignals eines Sensors für die Eingangs
drehzahl, das Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes anhand eines Aus
gangssignals eines Sensors für die Eingangsdrehzahl, das Regeln des Übersetzungs
verhältnisses des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs an Übersetzungs
verhältnissen, basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren, das Durchführen ei
ner Feststellung, ob einer der Sensoren eine Unregelmäßigkeit basierend auf den Aus
gangssignalen der Sensoren aufweist, und Korrigieren des vorbestimmten Bereichs an
Übersetzungsverhältnissen derart, daß er enger wird, wenn bei einem der Sensoren
festgestellt wurde, daß er eine Unregelmäßigkeit aufweist.
Sowohl die Einzelheiten als auch andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind in
der restlichen Beschreibung erläutert und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, bei
dem diese Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Regelvor
richtung für das Übersetzungsverhältnis.
Fig. 3A und 3B zeigen ein Blockdiagramm zur Beschreibung des Aufbaus eines erfin
dungsgemäßen Reglers.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Hauptprogramm der Regelung des
Übersetzungsverhältnisses beschrieben ist, wie es durch den Regler
durchgeführt wird.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem ein Unterprogramm zur Berechnung
von endgültigen Soll-Grenzwerten maxdrto und mindrto des Überset
zungsverhältnisses beschrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt
ist.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Unterprogramm zur Berechnung eines
impulsweiten-Signals LANTPO für die Treibstoffeinspritzung beschrieben
ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Unterprogramm zur Berechnung eines
hinsichtlich der Drehmomentverschiebung kompensierten Übersetzungs
verhältnisses TSrto beschrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt
wird.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Unterprogramm zur Berechnung einer
Abweichung RtoERR des Übersetzungsverhältnisses eines übergangs
weisen Soll-Übersetzungsverhältnisses RatioO anhand eines tatsächli
chen Übersetzungsverhältnisses Ratio beschrieben ist, wie es durch den
Regler ausgeführt wird.
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Unterprogramm zur Berechnung der
Feedback-Verstärkungen tbpDATA, fbiDATA und fbdDATA beschrieben
ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem ein Unterprogramm zur Berechnung
eines begrenzten Feedback-Korrekturbetrages LmFBrto des Überset
zungsverhältnisses beschrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt
wird.
Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem ein Unterprogramm zur Berechnung
von Feedback-Korrekturgrenzwerten FbRTOLIMP und FbRTOLIMM be
schrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem ein Unterprogramm zur Berechnung
eines maximal regelbaren Übersetzungsverhältnisses Lmrtomax und ei
nes minimal regelbaren Übersetzungsverhältnisses Lmrtomin beschrieben
ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem ein Unterprogramm zur Bestimmung
einer Wiederherstellbarkeit einer Abweichung mittels eines Schrittmotors
beschrieben ist, wie es durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 14 zeigt ein Diagramm, in dem ein Drehzahländerungsschema des stufenlos
verstellbaren Toroidgetriebes gezeigt ist.
Fig. 15 zeigt ein Diagramm, in dem eine Beziehung zwischen einem Mo
tordrehmoment Te und einer Impulsweite Tp der Treibstoffeinspritzung
nach Experimenten durch die Erfinder dieser Erfindung erläutert ist.
Fig. 16 zeigt ein Diagramm, in dem eine Beziehung zwischen dem Motordrehmo
ment Te und der Drosselöffnung TVO gemäß Experimenten durch die Er
finder erläutert ist.
Fig. 17 zeigt ein Diagramm, in dem die Wirkung einer Änderung des Eingangs
moments auf das Drehzahlverhältnis des Getriebes dargestellt ist.
Fig. 18A und 18B zeigen ein Flußdiagramm, in dem ein Unterprogramm zur Feststellung ei
ner Unregelmäßigkeit bei den Drehzahlsensoren beschrieben ist, wie es
durch den Regler ausgeführt wird.
Fig. 19A und 19B zeigen Diagramme, in denen eine Verringerung eines vorbestimmten, er
laubten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses erläutert ist, wie es durch
den Regler ausgeführt wird, wenn eine Unregelmäßigkeit bei einem der
Drehsensoren gefunden wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 der Zeichnungen umfaßt ein stufenlos verstellbares
Toroidgetriebe, bei dem diese Erfindung verwendet wird, eine Eingangswelle 20 und ein
Ausgangszahnrad 29.
Über einen Drehmomentwandler ist die Eingangswelle 20 mit einem Fahrzeugmotor
verbunden. Der Motor und der Drehmomentwandler sind auf der rechten Seite der Fig. 1
angeordnet, aber nicht gezeigt. Das Ausgangszahnrad 29 gibt ein Drehmoment zum
Antrieb des Fahrzeugs ab.
Ein Nockenflansch 27 ist in das Ende der Eingangswelle 20 eingeschraubt. Eine Mutter
26 ist am Ende der Eingangswelle 20 derart befestigt, daß der Nockenflansch 27 an der
Eingangswelle 20 befestigt ist.
Der Nockenflansch 27 ist in ein zylinderförmiges, rückwärtiges Teil einer Eingangsschei
te 1 eingesetzt. Die Eingangswelle 20 reicht durch die Mitte der Eingangsscheibe 1 und
läßt nur eine kleine Lücke. Aufgrund dieser Anordnung ist die Eingangsscheibe 1 koaxial
zur Drehwelle 20 gehalten. Der Nockenflansch 27 ist über ein Lager 22 in einem Gehäu
se 21 gelagert und das Basisende der Eingangswelle 20 ist durch ein Winkellager 32
gelagert.
Zwischen dem Nockenflansch 27 und der Eingangsscheibe 1 ist eine Nockenrolle 28
angeordnet. Die Nockenrolle 28 umfaßt eine Nockenfläche, die die Eingangsscheibe 1
in der Figur nach rechts in Abhängigkeit von dem relativen Winkelversatz zwischen dem
Nockenflansch 27 und der Eingangsscheibe 1 drückt.
Eine Ausgangsscheibe 2 ist relativ zur Eingangsscheibe 1 frei drehbar an der äußeren
Umfläche der Drehwelle 20 angebracht.
Die Eingangsscheibe 1 und die Leistungsausgangsscheibe 2 umfassen toroidförmig ge
krümmte Flächen 1A und 1B, die einander gegenüberliegen, und ein Paar von Antriebs
rollen 3 ist zwischen diesen gekrümmten Flächen 1A, 1B ergriffen.
Die Ausgangsscheibe 2 ist mittels einer Keilverzahnung mit einer Hülse 25 verbunden,
die an der äußeren Umfläche der Drehwelle 20 über ein Nadellager gehalten ist. Ein Ab
schnitt 25A von großem Durchmesser ist an der Hülse 25 ausgebildet, um eine Axiallast
abzustützen, welche auf die Leistungsausgangsscheibe 2 in der Fig. 1 nach rechts wirkt.
Die Hülse 25 ist durch eine Zwischenwand 23 des Gehäuses 21 über ein Radiallager 24
gehalten und außerdem durch ein Schräglager 30 gelagert. Das Schräglager 30 und ein
Schräglager 32 sind innerhalb einer zylinderförmigen Abdeckung 31, die am Gehäuse
21 befestigt ist, im Eingriff.
Ein Abstandshalter 33, der in die Innenseite der Abdeckung 31 eingreift, wird ebenfalls
durch die Schräglager 30, 32 ergriffen.
Die durch die Eingangsscheibe 1 auf die Drehwelle 3 in der Zeichnung nach links aus
geübte Axialkraft und die durch die Ausgangsscheibe 2 auf die Hülse 25 ausgeübte
Axialkraft löschen daher aufgrund des zwischen den Winkellagern 32 gehaltenen Ab
standshalters 33 einander aus. Außerdem wird die Last, die auf die Winkellager 30, 32
in radialer Richtung wirkt, durch die Abdeckung 31 abgestützt.
Das Ausgangszahnrad 29 ist mittels einer Keilverzahnung mit dem äußeren Umfang der
Hülse 25 verbunden. Die Drehung des Ausgangszahnrades 29 wird auf die Außenseite
des Gehäuses 21 über eine nichtgezeigte Zahnradeinheit übertragen.
Die Antriebsrollkörper 3 sind durch Zapfen 41 gehalten.
Durch Verfahren der Zapfen 41 in Richtung senkrecht zur Drehwelle 20 wird die Kon
taktposition der Antriebsrollkörper 3 mit der Eingangsscheibe 1 und der Ausgangsschei
be 2 verändert. Aufgrund dieser Änderung der Kontaktpositionen wird durch die Schei
ben 1 und 2 eine Kraft auf die Antriebsrollkörper 3 ausgeübt, um die Antriebsrollkörper 3
um die Achse O3 zu drehen, was eine Veränderung des Kreiselwinkels der Antriebsroll
körper 3 bewirkt. Als Ergebnis ändern sich der Abstand des Kontaktpunktes zwischen
dem Antriebsrollkörper 3 und der Eingangsscheibe 1 von der Drehwelle 20 und der Ab
stand des Kontaktpunktes zwischen dem Antriebsrollkörper 3 und der Ausgangsscheibe
2 von der Drehwelle 20, und ein Drehzahlverhältnis ändert sich entsprechend.
Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, halten die Zapfen 41 die Antriebsrollkörper 3 über eine kur
belförmige Welle 41A derart, daß sie frei drehbar um eine Achse O1, die in der Fig. 2
gezeigt ist, sind, und derart, daß sie innerhalb eines kleinen Bereichs um das Basisende
der Welle 41A frei schwingen.
Das obere Ende eines jeden Zapfens 41 ist mit einer oberen Verbindung 43 über ein
Kugelgelenk 42 verbunden und ein unteres Ende ist mit einer unteren Verbindung 45
über ein Kugelgelenk 44 verbunden. Die obere Verbindung 43 und die untere Verbin
dung 45 sind im Gehäuse 21 jeweils über kugelförmige Lager 46 und 47 gehalten. Auf
grund dieser Verbindungen verfährt das Zapfenpaar 41 jeweils in umgekehrte Richtun
gen und um einen gleichen Betrag entlang der Achse O3, wie in der Fig. 2 gezeigt ist.
An jedem dieser Zapfen 41 ist ein Kolben 6 befestigt. Der Kolben 6 verfährt den Zapfen
41 entlang der Achse O3 aufgrund eines Öldruck-Gleichgewichts der Ölkammern 51, 53
und der Ölkammern 52, 54, die im Gehäuse 21 ausgebildet sind. Diesen Ölkammern 51,
52, 53 und 54 wird von einem Öldruck-Regelventil 5 Öldruck zugeleitet.
Das Öldruck-Regelventil 5 umfaßt eine äußere Hülse 5C, eine innere Hülse 5B und ei
nen Kern 5A, der an der Innenseite der inneren Hülse 5B gleitet. Eine Öffnung 5D, wel
che den Druck einer Ölpumpe 55 bezieht, eine Öffnung 5E, die mit den Ölkammern 51,
54 verbunden ist, und eine Öffnung 5F, die mit den Ölkammern 52, 53 verbunden ist,
sind jeweils in der äußeren Hülse 5C ausgebildet. Die innere Hülse 5B ist über einen
Zahnstangentrieb mit einem Schrittmotor 4 verbunden. Außerdem sind Öffnungen an
den Enden der inneren Hülse 5B mit Ablaßdurchlässen, nicht gezeigt, verbunden.
Der Kern 5A ist mit einer Verbindung 8 verbunden. Die Verbindung 8 verschiebt den
Kern 5A in Abhängigkeit von einem Winkelversatz um die Achse O3 und einem Versatz
entlang der Achse O3 einer Präzessionsnocke 7, die am unteren Ende von einem der
Zapfen 41 befestigt ist, und führt den Kreiselwinkel des Antriebsrollkörpers 3 zum Öl
druck-Regelventil 5 mechanisch zurück.
Das Öldruck-Regelventil 5 ändert den an die Öffnungen 5E, 5F zugeführten Druck in
Abhängigkeit von einem Befehlssignal Astep, das dem Schrittmotor 4 vom Regler 61
zugeleitet wird.
Wenn sich beispielsweise der Kern 5A, die äußere Hülse 5B und die innere Hülse 5C in
den in der Fig. 2 gezeigten Positionen befinden, dann nehmen die Ölkammern 52, 43
unter hohem Druck stehendes Öl einer Druckpumpe 55 von der Öffnung 5F auf und das
Öl in den Ölkammern 51, 54 wird über die Öffnung 5E abgelassen.
Als Ergebnis bewegt sich der Zapfen 41 in der linken Seite der Abbildung entlang der
Achse O3 nach oben und der Zapfen 41 auf der rechten Seite der Abbildung bewegt sich
entlang der Achse O3 nach unten. Daher wird die Drehachse O1 des Antriebsrollkörpers
3 von einer Neutralstellung, an der sie eine Drehachse O2 der Eingangsscheibe 1 und
der Ausgangsscheibe 2 schneidet, d. h. der Mittelpunkt der Drehwelle 20, in die durch
den Pfeil Y in der Zeichnung dargestellte Richtung verschoben.
Aufgrund dieser Verschiebung wirken die Eingangsscheibe 1 und die Ausgangsscheibe
2 auf den Antriebsrollkörper 3 zusammen mit dem Zapfen 41 ein, um eine Winkelver
schiebung um die Achse O3 durchzuführen und dadurch das Übersetzungsverhältnis
stufenlos zu ändern.
Dabei führt die Präzessionsnocke 7, die am unteren Ende eines Zapfens 41 angebracht
ist, den Verschiebungsbetrag des Zapfens 41 in Richtung der Achse O3 des Zapfens 41
und den Winkelversatz des Antriebsrollkörpers 3 um die Achse O3 über eine Verbindung
8 an das Öldruck-Regelventil 5 zurück und der Kern 5A wird in die durch den Pfeil X in
der Abbildung gezeigte Richtung verschoben.
Wenn ein Drehzahlverhältnis durch diesen Rückkopplungsvorgang erhalten wird, das
dem oben erwähnten Befehlssignal Astep entspricht, wird die Lagebeziehung des Kerns
5A und der inneren Hülse 5B auf die Neutralstellung zurückgestellt, wobei das Einströ
men und Ausströmen von Öl in und aus allen Ölkammern gestoppt wird.
Daher werden die Zapfen 41 in einem Zustand gehalten, in welchem sie in Richtung der
Achse O3 verschoben sind.
Andererseits dreht sich die Antriebsrolle 3, die einen Winkelversatz um die Achse O3
ausgeführt hat, am Basisende der Welle 41A, während sie den neuen Kreiselwinkel bei
behält, und kehrt zur Neutralstellung zurück, bei der die Achse O1 und die Achse O2 sich
schneiden.
Der Grund, aus dem die Präzessionsnocke 7 nicht nur den Winkelversatz um die Achse
O3 der Antriebsrolle 3, d. h. den Kreiselwinkel, sondern auch die Axialverschiebung des
Zapfens 41 zurückführt, ist der, daß die Rückkopplung der Axialverschiebung des Zap
fens 41 als ein Dämpfungselement wirkt, das verhindert, daß die Regelung des Über
setzungsverhältnisses schwingt. Das Befehlssignal Astep wird vom Regler 61 bestimmt.
Der Regler 61 umfaßt einen Mikroprozessor, der einen Hauptprozessor (central proces
sing unit, CPU), einen Speicher mit Lese- und Schreibzugriff (RAM, random access
memory), einen Speicher nur mit Lesezugriff (ROM, read-only memory) und eine Ein
gangs-/Ausgangsschnittstelle (I/O-Schnittstelle) aufweist.
Dem Regler 61 sind Signale von einem Luftströmungsmesser 59, der eine Durchfluß
menge Q an Einsaugluft des Motors erfaßt, einem Drosselsensor 62, der eine Dros
selöffnung TVO des Motors erfaßt, einem Drehzahlsensor 64, der eine Eingangsdreh
zahl Ni des Getriebes erfaßt, d. h. die Drehzahl der Eingangsscheibe 1, einem Drehzahl
sensor 65, der eine Ausgangsdrehzahl No des Getriebes erfaßt, d. h. die Drehzahl der
Ausgangsscheibe 2, von einem Öltemperatursensor 66, der eine Temperatur TMP des
oben erwähnten Öldruckfluids erfaßt, einem Leitungsdrucksensor 67, der einen Lei
tungsdruck PL erfaßt, d. h. den Öldruck, der der Öffnung 5D von der Öldruckpumpe 55
zugeführt ist, von einem Motordrehzahlsensor 68, der eine Drehzahl Ne des Motors er
faßt, und einem Bereichssensor 69, der eine Betriebsart des Getriebes erfaßt, wie sie
durch einen Wählschalter, nicht gezeigt, ausgewählt ist, zugeleitet.
Der Wählschalter ist eine Steuereinheit, die am stufenlos verstellbaren Getriebe befe
stigt ist, um es dem Fahrer zu ermöglichen, die Betriebsart des stufenlos verstellbaren
Getriebes zu wählen, wobei ein Bereich aus einer Vielzahl von möglichen Bereichen
umfassend einen Bereich zum Vorwärtsfahren, einen Bereich zum sportlichen Vor
wärtsfahren, einen Bereich zum Rückwärtsfahren, einen Neutralbereich und einen Park
bereich ausgewählt wird.
Die Ausgangsdrehzahl No des Getriebes wird auch als eine Fahrzeuggeschwindigkeit
VSP verwendet, indem No mit einer Konstante multipliziert wird, da zwischen der Aus
gangsdrehzahl No und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP eine feste Beziehung besteht.
Der Regler 61 gibt das Befehlssignal Astep, das basierend auf den obenerwähnten Si
gnalen berechnet wurde, an den Motor 4 aus.
Zu diesem Zweck umfaßt der Regler 61 Prozeßeinheiten, wie sie in den Fig. 3A und 3B
gezeigt sind. Diese Einheiten sind virtuelle Einheiten, die aus den Funktionen der oben
erwähnten CPU, des ROMs und des RAMs aufgebaut sind.
Bezogen auf die Fig. 3A und 3B wählt eine Einheit 71 zum Auswählen einer Überset
zungsverhältnistabelle eine Tabelle eines Übersetzungsverhältnisses zur Verwendung
basierend auf einer Öltemperatur TMP, die durch den Öltemperatursensor 66 erfaßt ist,
sowie auf anderen Betriebszuständen des Fahrzeugs aus, darunter auch den Betrieb ei
nes Katalysators zur Reinigung der Motorabgase. In dieser Übersetzungsverhältnista
belle ist eine endgültige Eingangsdrehzahl Ni*, welche eine endgültige Soll-Drehzahl der
Eingangsscheibe 1 darstellt, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und
der Drosselöffnung TVO definiert, wie in der Fig. 14 gezeigt ist. Mehrere Arten dieser
Tabellen (Karten), die auf verschiedene Betriebszustände bezugnehmen, sind zuvor im
Regler 61 abgespeichert worden.
Eine Einheit 72 zur Berechnung einer endgültigen Eingangsdrehzahl wählt eine Zuord
nungstabelle von den gespeicherten Tabellen basierend auf den Betriebsbedingungen
des Fahrzeugs aus und erhält die endgültige Eingangsdrehzahl durch Bezugnahme auf
diese Karte basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und der Drosselöffnung
TVO.
Eine Einheit 73 zur Berechnung eines endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses teilt
die endgültige Eingangsdrehzahl Ni* durch die Ausgangsdrehzahl No des Getriebes, wie
sie durch den Drehzahlsensor 65 erfaßt ist, und berechnet ein endgültiges
Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio.
Eine Einheit 91 zur Berechnung eines Treibstoffeinspritzimpulses des Motors berechnet
ein Ausgangsmoment Q/Ne des Motors anhand der Motordrehzahl Ne, die durch den
Motordrehzahlsensor 68 erfaßt ist, und der Durchflußmenge Q an Einlaßluft des Motors
und erhält eine Basisimpulsweite TPO durch Multiplikation des Ausgangsmoments Q/Ne
des Motors durch eine Konstante K. Die Einheit 91 zur Berechnung der Impulsweite der
Treibstoffeinspritzung des Motors korrigiert die Basisimpulsweite TPO bezüglich einer
Antwortverzögerung eines Motoreinlaßsystems und bestimmt die Treibstoffein
spritz-Impulsweite TP, die der Einsaugluftmenge des Motors entspricht. Dann wird ein Signal,
das die Treibstoffeinspritz-Impulsweite TP repräsentiert, einer Einheit 92 zur Verarbei
tung des Impulsweitensignals zugeleitet.
Eine Einheit 101 zum Erfassen einer Unregelmäßigkeit bestimmt, ob bei einem vom
Eingangsdrehzahlsensor 64, Ausgangsdrehzahlsensor 65, Motordrehzahlsensor 68 und
Luftströmungsmesser 59 basierend auf den von diesen Sensoren eingeleiteten Signalen
eine Unregelmäßigkeit vorhanden ist und gibt ein Signal des Ergebnisses dieser Be
stimmung an die Einheit 92 zur Verarbeitung des Impulsweitensignals und einer Einheit
98 zur Begrenzung eines letztendlichen Soll-Übersetzungsverhältnisses aus.
Eine Einheit 93 zur Betätigung einer Treibstoffsperre steuert eine Treibstoffab
sperr-Funktion des Motors und gibt ein Signal aus, das die Anzahl derjenigen Zylinder reprä
sentiert, bei denen eine Treibstoffsperre durchgeführt wird, an die Einheit 92 zur Verar
beitung des Impulsweitensignals aus.
Die Einheit 92 zur Verarbeitung des Impulsweitensignals bestimmt beim Empfang dieser
obigen Signale ein Impulsweitensignal LANTPO auf die folgende Weise. Die Einheit 92
zur Verarbeitung des Impulsweitensignals setzt das Signal LANTPO auf einen Wert
OFFH, wenn das von der Einheit 101 zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit eingelei
tete Signal anzeigt, daß in einem der Sensoren 68, 59 eine Unregelmäßigkeit vorliegt.
Wenn das Signal keinerlei Unregelmäßigen bei den Sensoren zeigt, setzt die Einheit 92
zur Verarbeitung des Impulsweitensignals das Signal LANTPO in Abhängigkeit von der
Treibstoffeinspritz-Impulsweite TP und der Anzahl der Zylinder, bei denen eine Treib
stoffsperre durchgeführt wird. Insbesondere wenn bei allen Zylindern eine Treib
stoffsperre ausgeführt wird, wird das Signal LANTPO auf 0 gesetzt. Wenn die Hälfte der
Zylinder unter Treibstoffsperre betrieben werden, wird das Signal LANTPO gleich TP/2
gesetzt. Wenn keiner der Zylinder unter Treibstoffsperre betrieben wird, wird das Signal
LANTPO gleich TP gesetzt. Das Impulsweitensignal LANTPO, das auf diese Weise festge
setzt wird, wird an eine Einheit 94 zur Erfassung eines Kommunikationsfehlers ausge
geben.
Die Einheit 94 zur Erfassung eine Kommunikationsfehlers bestimmt, ob ein Fehler in der
Kommunikation zwischen der Einheit 92 zur Verarbeitung des Impulsweitensignals und
der Einheit 94 zur Erfassung eines Kommunikationsfehlers basierend auf dem Impuls
weitensignal LANTPO auftritt.
Wenn kein Fehler vorliegt, überträgt die Einheit 94 zur Erfassung eines Kommunikati
onsfehlers das Eingangssignal LANTPO auf eine Datenübertragungseinheit 95. Wenn
festgestellt wird, daß die Kommunikation fehlerhaft ist, gibt die Einheit 94 zur Erfassung
eines Kommunikationsfehlers ein Umschaltsignal an eine Signalschalteinheit 96 aus, um
eine Signalleitung, die durch eine durchgezogene Linie in der Fig. 3B dargestellt ist, zu
einer anderen Signalleitung umzuschalten, die durch eine gepunktete Linie in der Abbil
dung dargestellt ist.
Die Datentransfereinheit 95 überträgt das Eingangssignal LANTPO an den Signalschalter
96 und die Einheit 98 zur Begrenzung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses.
Die Signalschalteinheit 96 leitet wahlweise die vom Drosselsensor 62 erfaßte Dros
selöffnung TVO und das von der Datentransfereinheit 95 übertragene Pulsweitensignal
LANTPO an eine Einheit 97 zur Berechnung des Motordrehmoments in Abhängigkeit
vom Umschaltsignal der Einheit 94 zur Erfassung des Kommunikationsfehlers.
Die Einheit 97 zur Berechnung des Motordrehmoments berechnet ein Ausgangs
drehmoment Te des Motors basierend auf dem Eingangssignal von der Signalschaltein
heit 96 und der durch den Motordrehzahlsensor 68 erfaßten Motordrehzahl Ne, indem
auf eine zuvor im Regler 61 gespeicherte Karte Bezug genommen wird.
Die Einheit 98 zur Begrenzung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses be
stimmt, ob eine Unregelmäßigkeit bei den Drehzahlsensoren 64, 65, 68 oder in der
Kommunikation zwischen der Einheit 92 und der Einheit 94 zur Erfassung eines Kom
munikationsfehlers basierend auf den von der Einheit 101 zur Bestimmung einer Unre
gelmäßigkeit und der Datentransfereinheit 95 zugeführten Signale vorliegt. Wenn eine
Unregelmäßigkeit gefunden wird, begrenzt die Einheit 98 zur Begrenzung des endgülti
gen Soll-Übersetzungsverhältnisses das endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio,
das von der Einheit 73 zur Berechnung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses
zugeleitet ist. Diese Begrenzung wird durch Grenzwerte FMAXRTO und FMINRTO bei
abnormalen Betriebszuständen bestimmt. Wenn keine Abnormalität (Unregelmäßigkeit)
gefunden wird, begrenzt die Einheit 98 zur Begrenzung des endgültigen Soll-Über
setzungsverhältnisses das endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio innerhalb
eines durch die anderen Grenzwerte MAXDRTO und MINDRTO für normale Betriebszu
stände definierten Bereichs. Dabei ist der Bereich, der durch die Grenzwerte FMAXRTO
und FMINRTO bestimmt wird, enger als der durch die Grenzwerte MAXDRTO und
MINDRTO begrenzte Bereich, wie in den Fig. 19A und 19B gezeigt ist. Der Grund für die
Anwendung von unterschiedlichen Grenzwerten wird später erläutert.
Der Grenzwert wird an eine Einheit 75 zur Berechnung eines vorübergehenden
Soll-Übersetzungsverhältnisses als ein begrenztes endgültiges Soll-Übersetzungsverhältnis
LmDRatio ausgegeben.
Wenn keine Unregelmäßigkeit vorliegt und sich das endgültige Soll-Über
setzungsverhältnis DRatio innerhalb des durch die Grenzwerte MAXDRTO und
MINDRTO bestimmten Bereichs für normale Betriebszustände befindet, dann gibt die
Einheit 98 zur Begrenzung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses das endgül
tige Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio ohne Änderungen als das begrenzte, endgültige
Soll-Übersetzungsverhältnis LmDRatio an die Einheit 75 zur Berechnung des vorüber
gehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses aus.
Eine Einheit 74 zur Berechnung einer Änderungszeitkonstante des Übersetzungsver
hältnisses bestimmte eine Zeitkonstante Tsft einer Änderung des Übersetzungsverhält
nisses basierend auf der Betriebsart des Getriebes, die durch den Bereichssensor 69
erfaßt ist, der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, der Drosselöffnung TVO und einer Abwei
chung zwischen einem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis und dem vorübergehenden
Soll-Übersetzungsverhältnis, das später beschrieben wird.
Die Zeitkonstante Tsft ist eine Konstante, die die Änderungsrate des Übersetzungsver
hältnisses bis zum Erreichen des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses DRatio
bestimmt, aber da die Zeitkonstante Tsft sich bei diesem Ausführungsbeispiel, wie oben
erwähnt, dynamisch ändert, wird sie tatsächlich als eine Variable behandelt.
Die Einheit 75 zur Berechnung eines vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses
berechnet ein vorübergehendes Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO als einen Sollwert
für jeden Regelzyklus anhand des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses DRatio
und der Zeitkonstanten Tsft.
Eine Einheit 99 zur Berechnung eines Übersetzungsverhältnisses berechnet ein Über
setzungsverhältnis e, welches ein Verhältnis einer Eingangsdrehzahl und einer Aus
gangsdrehzahl des zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordneten Drehmo
mentwandlers darstellt. Erstere ist gleich der Motordrehzahl Ne und letztere ist gleich
der Eingangsdrehzahl Ni des Getriebes.
Eine Einheit 100 zur Berechnung eines Drehmomentverhältnisses berechnet ein
Drehmomentverhältnis t des Drehmomentwandlers basierend auf dem Drehzahlverhält
nis e, indem auf eine Tabelle der Leistung des Drehmomentwandlers, die zuvor im
Regler 61 gespeichert wurde, Bezug genommen wird.
Eine Einheit 76 zur Berechnung eines Eingangsmoments berechnet ein Eingangsmo
ment Ti des Getriebes, indem das Motordrehmoment Te, welches die Einheit 97 zur Be
rechnung des Motordrehmoments erhalten hat, mit dem Momentenverhältnis t multipli
ziert wird.
Eine Einheit 77 zur Berechnung eines Fehlerkorrekturwerts aufgrund der Drehmoment
verschiebung berechnet einen Fehlerkorrekturwert TSrto aufgrund der Drehmomentver
schiebung, um einen Fehler aufgrund der Drehmomentverschiebung zu korrigieren, der
speziell bei einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe auftritt. Der Fehlerkorrekturwert
TSrto für die Drehmomentverschiebung wird anhand des oben genannten vorüberge
henden Soll-Übersetzungsverhältnisses RatioO und dem Eingangsmoment Ti des Ge
triebes berechnet.
Der Grund, aus dem dieser Drehmomentverschiebungsfehler auftritt, wird im Folgenden
beschrieben.
Im Betrieb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes greifen die Eingangsscheibe 1
und die Ausgangsscheibe 2 die Antriebsrollkörper 3. Dieser Griffdruck wirkt als eine
Kraft, die dazu neigt, die Antriebsrollkörper 3 weg von der Achse O1 zu halten und ver
formt die Zapfen 41, die die Antriebsrollkörper 3 halten. Die Verformung der Zapfen 41
führt zu einem Fehler in der Rückkopplungsfunktion der Präzessionsnocke 7 und er
zeugt eine Diskrepanz zwischen dem Befehlssignal Astep, das dem Schrittmotor 4 zu
geleitet wird, und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis, das durch das Befehls
signal erzeugt wird. Insbesondere neigt das tatsächliche Übersetzungsverhältnis dazu,
größer als das Soll-Übersetzungsverhältnis zu sein, wenn das Eingangsmoment an
steigt, und neigt dazu, kleiner als das Soll-Übersetzungsverhältnis zu sein, wenn das
Eingangsmoment abfällt. Dieser Fehler ist als Drehmomentverschiebungsfehler be
kannt.
Die Größe des Drehmomentverschiebungsfehlers ändert sich daher in Abhängigkeit
vom vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO und dem Eingangsmoment
Ti des Getriebes. Daher berechnet die Einheit 77 zur Berechnung des Drehmomentver
schiebungs-Korrekturwertes den Korrekturwert TSrto des Drehmomentverschiebungs
fehlers anhand des vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses RatioO und des
Eingangsmoments Ti des Getriebes durch Nachschlagen in einer zuvor im Regler 61
abgespeicherten Tabelle. Der Korrekturwert TSrto des Drehmomentverschiebungsfeh
lers wird zusammen mit dem vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO ei
ner Addiereinrichtung 70 zugeleitet.
Die Addiereinrichtung 70 addiert den Korrekturwert TSrto des Drehmomentverschie
bungsfehlers zum vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO, um ein fehler
korrigiertes vorübergehendes Soll-Übersetzungsverhältnis TSRatioO zu berechnen. Die
ses fehlerkorrigierte, vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis TSRatioO entspricht
dem Sollwert einer Feedforward-(Vorwärts-)Regelung des Drehzahlverhältnisses.
Außerdem addiert der Regler 61 eine Feedback-Korrektur zu diesem fehlerkorrigierten,
vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis TSRatioO, um das Befehlssignal Astep
zu berechnen.
Um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis dem vorübergehenden Soll-Übersetzungs
verhältnis RatioO folgen zu lassen, addiert die vom Regler 61 durchgeführte Rück
wärts-Reglung des Übersetzungsverhältnisses eine Korrektur zum Signal, das an den Schritt
motor 4 ausgegeben wird. Die Korrektur wird durch Software ausgeführt. Die von der
obenerwähnten Präzessionsnocke 7 ausgeführte Rückkopplungs-Regelung wird mittels
Hardware ausgeführt, so daß das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren
Getriebes mit dem Befehlssignal Astep übereinstimmt und sich daher von der durch den
Regler 61 ausgeführten Rückkopplungs-Regelung unterscheidet.
Eine Einheit 78 zur Berechnung eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses berech
net nun das tatsächliche Übersetzungsverhältnis Ratio des Getriebes, indem die Ein
gangsdrehzahl Ni durch die Ausgangsdrehzahl No dividiert wird. Eine Einheit 79 zur Be
rechnung der Abweichung des Übersetzungsverhältnisses zieht das tatsächliche Über
setzungsverhältnis Ratio vom vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO ab,
um die Abweichung RtoERR des Übersetzungsverhältnisses zu berechnen.
Basierend auf der Abweichung RtoERR des Übersetzungsverhältnisses setzt eine Ein
heit 80 zur Berechnung einer ersten Rückkopplungsverstärkung eine erste Rückkopp
lungsverstärkung zur Feedback-Regelung des Übersetzungsverhältnisses basierend auf
einer proportional-integral-differential (PID-)Regelung, wie sie im Stand der Technik be
kannt ist, fest.
Die hier gesetzten Parameter sind eine erste Feedback-Verstärkung fbpDATA1 der Pro
portionalregelung, eine erste Rückkopplungsverstärkung fbiDATA1 der Integralregelung
und eine erste Rückkopplungsverstärkung fbdDATA1 der Differentialregelung, die je
weils basierend auf der Eingangsdrehzahl Ni des Getriebes und der Fahrzeuggeschwin
digkeit VSP gesetzt sind.
Um diese ersten Rückkopplungs-Verstärkungen zu setzen, wird zuvor eine zweidimen
sionale Tabelle jeder ersten Rückkopplungsverstärkung mit der Eingangsdrehzahl Ni
und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP als Parameter im Regler 61 gespeichert und die
Einheit 80 zur Berechnung der ersten Rückkopplungsverstärkung berechnet diese er
sten Rückkopplungsverstärkungen durch Nachschlagen in jeder Tabelle basierend auf
der Eingangsdrehzahl Ni und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP.
Die Einheit 81 zur Berechnung der zweiten Rückkopplungsverstärkung setzt eine zweite
Rückkopplungsverstärkung basierend auf der Öltemperatur TMP des Getriebes und
dem Leitungsdruck PL. Die hier gesetzten Parameter sind eine zweite Rückkopplungs
verstärkung fbpDATA2 der Proportionalregelung, eine zweite Rückkopplungsverstärkung
fbiDATA2 der Integralregelung und eine zweite Rückkopplungsverstärkung fbdDATA3
der Differentialregelung. Diese zweiten Rückkopplungsverstärkungen werden auch
durch Nachschlagen in zuvor im Regler 61 gespeicherten Tabellen gefunden.
Eine Einheit 83 zur Berechnung einer Rückkopplungsverstärkung berechnet dann die
Rückkopplungsverstärkung fbpDATA der Proportionalregelung, die Rückkopplungsver
stärkung fbiDATA der Integralregelung und die Rückkopplungsverstärkung fbdDATA der
Differentialverstärkung, indem die ersten Rückkopplungsverstärkungen mit den entspre
chenden zweiten Rückkopplungsverstärkungen multipliziert werden.
Ein PID-Regler 84 berechnet einen Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Überset
zungsverhältnisses unter Verwendung der Abweichung RtoERR des Übersetzungsver
hältnisses und dieser Rückkopplungsverstärkungen. Zu diesem Zweck wird ein Rück
kopplungs-Korrekturbetrag des Übersetzungsverhältnisses aufgrund der Proportionalre
gelung durch Multiplikation der Abweichung RtoERR des Übersetzungsverhältnisses mit
der Verstärkung fbpDATA gefunden, ein Rückkopplungs-Korrekturbetrag des Überset
zungsverhältnisses aufgrund der integralen Regelung wird durch Multiplikation der Ab
weichung RtoERR des Übersetzungsverhältnisses durch die Verstärkung fbiDATA ge
funden und ein Rückkopplungs-Korrekturbetrag des Übersetzungsverhältnisses auf
grund der Proportionalregelung wird durch Multiplikation der Abweichung RtoERR des
Übersetzungsverhältnisses mit der Verstärkung fbdDATA erhalten. Diese werden dann
in die folgende Gleichung der PID-Regelung eingesetzt, die im Stand der Technik be
kannt ist, um den Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Übersetzungsverhältnisses
zu berechnen.
Eine Einheit 90 zur Begrenzung des Rückkopplungs-Korrekturbetrags des Überset
zungsverhältnisses berechnet ein regelbares maximales Übersetzungsverhältnis
Lmrtomax und ein regelbares minimales Übersetzungsverhältnis Lmrtomin anhand ei
nes oberen Grenzwertes LIMRTOMAX des Befehls des Übersetzungsverhältnisses und
eines unteren Grenzwerts LIMRTOMIN des Befehls des Übersetzungsverhältnisses, die
zuvor definiert wurden, eines Befehlswerts LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungs
verhältnisses, der durch eine Einheit 82 zur Begrenzung eines kompensierten, vorüber
gehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses, die später beschrieben ist, berechnet wird,
und anhand des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses Ratio.
Die Regelung des Übersetzungsverhältnisses durch den Regler 61 wird wiederholt
durchgeführt, beispielsweise in einem Intervall von 10 Millisekunden.
Der oben erwähnte Befehlswert LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses
ist der Befehlswert LmDsrRTo des begrenzten Übersetzungsverhältnisses, den die Ein
heit 82 des kompensierten, vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses bei der
unmittelbar vorausgegangenen Gelegenheit, bei der das Verfahren ausgeführt wurde,
berechnet hat.
Die Einheit 90 zur Begrenzung des Rückkopplungs-Korrekturbetrages des Überset
zungsverhältnisses leitet dann das obengenannte fehlerkorrigierte, vorübergehende Soll-Über
setzungsverhältnis TSRatioO von den maximal/minimal regelbaren Übersetzungs
verhältnissen Lmrtomax und Lmrtomin jeweils ab und berechnet einen Grenzwert
FbRTOLIMM während einer Anstiegskorrektur und einen Grenzwert FbRTOLIMM wäh
rend einer Abfallkorrektur. Des weiteren wird der Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto
des Übersetzungsverhältnisses, der durch die PID-Regeleinheit 84 berechnet wird,
durch diese Grenzwerte begrenzt und als ein begrenzter Rückkopplungs-Korrektur
betrag LmFBrto des Übersetzungsverhältnisses ausgegeben.
Die Addiereinrichtung 85 addiert diesen begrenzten Rückkopplungs-Korrekturbetrag
LmFBrto zum fehlerkorrigierten, vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis TSRatioO
mittels der folgenden Gleichung hinzu, um ein fehlerkorrigiertes, vorübergehendes
Soll-Übersetzungsverhältnis DsrRTO zu erhalten.
DsRTO = TSRatioO + LmFBrto.
Die Einheit 82 zur Begrenzung des vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses
berechnet einen Befehl LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses, indem
das durch die Rückkopplung korrigierte, vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis
DsrRTO, das auf diese Weise erhalten wurde, auf einen durch den obengenannten obe
ren Grenzwert LIMRTOMAX des Befehls des Übersetzungsverhältnisses und einem
unteren Grenzwert LIMRTOMIN des Befehls des Übersetzungsverhältnisses bestimm
ten Bereich begrenzt wird.
Eine Einheit 86 zur Berechnung einer Soll-Schrittzahl berechnet eine Sollzahl an Schrit
ten DsrSTP des Schrittmotors 4, die dem begrenzten Übersetzungsverhältnis-Befehl
LmDsrRTO entspricht, indem in einer zuvor im Regler 61 abgespeicherten Tabelle
nachgeschlagen wird.
Außerdem bestimmt eine Einheit 88 zur Bestimmung einer Schrittmotorantriebsrate eine
physikalische Funktionsgrenzrate des Schrittmotors 4 basierend auf der Öltemperatur
TMP des Getriebes.
Eine Einheit 87 zur Berechnung einer Antriebsposition des Schrittmotors bestimmt, ob
oder ob nicht der Schrittmotor 4 eine Sollzahl von Schritten DsrSTP beim zuvor er
wähnten Regelungszyklus des Übersetzungsverhältnisses basierend auf dieser physika
lischen Betätigungsgrenzrate erreichen kann. Ein durch Korrektur der Soll-Schrittzahl
DsrSTP erhaltener Wert, der auf der physikalischen Betätigungsgrenzrate basiert, wird
als Befehlssignal Astep gesetzt.
Des weiteren berechnet die Einheit 89 zur Bestimmung der Abweichung einen Unter
schied ΔSTP zwischen der Soll-Schrittzahl DsrSTP und dem Befehlssignal Astep des
Übersetzungsverhältnisses. Das von der Einheit 89 zur Bestimmung der Abweichung
durchgeführte Verfahren wird ausgeführt, nachdem die Einheit 86 zur Berechnung der
Soll-Schrittzahl und die Einheit 87 zur Berechnung der Antriebsposition des Schrittmo
tors jeweils die Soll-Schrittzahl DsrSTP und das Befehlssignal Astep ausgegeben ha
ben. Das Ergebnis wird bei der nächsten Gelegenheit, bei der das Verfahren ausgeführt
wird, verwendet.
Die Einheit 89 zur Bestimmung der Abweichung setzt eine Grenzabweichung ASTPLIM,
die innerhalb einer Periode vom derzeitigen Durchlauf, zu dem das Verfahren ausge
führt wird, zur nächsten Gelegenheit, bei der das Verfahren durch den Schrittmotor 4
ausgeführt wird, korrigiert werden kann, d. h. innerhalb eines Regelzyklusses, basierend
auf der obengenannten physikalischen Funktionsgrenzrate, die durch die Einheit 88 zur
Bestimmung der Antriebsrate des- Schrittmotors berechnet wurde.
Wenn die Abweichung ΔSTP bei der derzeitigen Gelegenheit, zu der das Verfahren
ausgeführt wird, gleich oder kleiner als eine Grenzabweichung ΔSTPLIM ist, wird festge
stellt, daß die Abweichung ΔSTP bis zur nächsten Gelegenheit, zu der das Verfahren
ausgeführt wird, korrigiert werden kann. In diesem Fall wird keine Grenze bei der Be
rechnung des obenerwähnten Rückkopplungs-Korrekturbetrages FBrto des Überset
zungsverhältnisses gesetzt, wie sie durch die PID-Regeleinheit 84 bei der nächsten Ge
legenheit, bei der das Verfahren ausgeführt wird, durchgeführt wird.
Wenn jedoch die Abweichung ΔSTP beim derzeitigen Durchlauf, zu dem das Verfahren
ausgeführt wird, die Grenzabweichung ΔSTPLIM überschreitet, wird festgestellt, daß die
Abweichung ΔSTP nicht zu der Zeit, zu der das Verfahren beim nächsten Mal ausge
führt wird, korrigiert werden kann. In diesem Fall wird die PID-Regeleinheit 84 so ange
wiesen, daß die PID-Regeleinheit 84 bei der Berechnung des obengenannten Rück
kopplungs-Korrekturbetrages FBrto des Übersetzungsverhältnisses den Teil der Inte
gralregelung, d. h. fRtoERR.fbiDATA, auf dem Wert des derzeitigen Durchlaufes, zu
dem das Verfahren ausgeführt wird, hält.
Im Folgenden wird der Unterschied zwischen der Begrenzung, die der Soll-Schrittzahl
DsrSTP durch die Einheit 87 zur Berechnung der Antriebsposition des Schrittmotors
hinzugefügt wird, und der Begrenzung erläutert, die dem durch den PID-Regler 84 be
rechneten Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Übersetzungsverhältnisses durch
die Einheit 89 zur Bestimmung der Abweichung hinzugefügt wird.
Die Einheit 87 zur Berechnung des Befehls der Antriebsposition des Schrittmotors be
grenzt die Soll-Schrittzahl DsrSTP auf einen Bereich, der physikalisch in der Praxis er
reicht werden kann, so daß der Schrittmotor 4 immer dem Befehlssignal Astep, der die
Soll-Schrittzahl nach der Begrenzung darstellt, folgt.
Wenn jedoch eine Abweichung zwischen der Soll-Schrittzahl DsrSTP und dem Befehls
signal Astep bei der nächsten Gelegenheit, bei der das Verfahren ausgeführt wird, auf
tritt, dann wird der Integralkorrekturbetrag der von der PID-Regeleinheit 84 durchge
führten Rückkopplungs-Korrektur des Übersetzungsverhältnisses ansteigen. Wenn die
ser Zustand anhält, steigt der Rückkopplungs-Korrekturbetrag weiterhin an und die Ten
denz zum Ansteigen wird nicht gelöscht, bis das vorübergehende Soll-Übersetzungsver
hältnis unterhalb des oberen Grenzwertes sinkt oder über den unteren Grenzwert steigt.
Aufgrund dieser durch die Einheit 87 zur Berechnung des Befehls der Antriebsposition
des Schrittmotors ausgeführten Begrenzung hält der Zustand an, bei dem der Rück
kopplungs-Korrekturkoeffizient tatsächlich nicht in der Regelung des Übersetzungsver
hältnisses auftritt, und wenn der Korrekturbetrag weiterhin ansteigt, wird dies in der Fol
ge ein Überschießen des Übersetzungsverhältnisses oder eine Verzögerung in der Kon
vergenz zum vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis bewirken.
Wenn daher die Einheit 89 zur Bestimmung der Abweichung feststellt, daß die Abwei
chung ΔSTP zwischen der Soll-Schrittzahl DsrSTP und dem Befehlssignal Astep größer
ist als die Grenzabweichung ΔSTPLIM, wird der Integralkorrekturbetrag auf den Wert zu
der Zeit gehalten, zu der die Feststellung bei der durch die PID-Regeleinheit 84 durch
geführten Berechnung des Rückkopplungs-Korrekturbetrages des Übersetzungsverhält
nisses getroffen wurde. Wenn ein Anstieg des Integralkorrekturbetrages unterdrückt
wird, selbst wenn der Zustand, in dem die Soll-Schrittzahl DsrSTP vom Befehlssignal
Astep abweicht, weiter anhält, wird der Rückkopplungs-Korrekturbetrag nicht weiter an
steigen und ein Überschießen des Übersetzungsverhältnisses und eine Verzögerung der
Konvergenz auf das vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis kann verhindert wer
den.
Die obigen Funktionen des Reglers 61 werden durch Ausführung der in den Fig. 4 bis 13
gezeigten Programme realisiert.
Fig. 4 zeigt den Fluß eines Hauptprogramms und die anderen Figuren zeigen den Fluß
von Unterprogrammen. Alle Programme werden in einem Intervall von beispielsweise 10
Millisekunden ausgeführt.
Im Hauptprogramm der Fig. 4 wird zunächst in einem Schritt S211 das letztendliche
Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio berechnet. Dieser Schritt entspricht den Funktionen
der Einheit 71 zur Wahl der Gangwechseltabelle, der Einheit 72 zur Berechnung der
letztendlichen Eingangsdrehzahl und der Einheit 73 zur Berechnung des endgültigen
Soll-Übersetzungsverhältnisses der Fig. 3A.
Die folgenden Schritte S212-S216 entsprechen der Funktion der Einheit 98 zur Be
grenzung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses.
Im Schritt S212 und im Schritt S213 wird das endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis
DRatio mit Grenzwerten maxdrto und mindrto des endgültigen Soll-Übersetzungsver
hältnisses verglichen. Wenn sich das endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio in
nerhalb des durch diese Grenzwerte bestimmten Bereichs befindet, wird in einem Schritt
214 das begrenzte, endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis LmDRatio gleich dem end
gültigen Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio gesetzt. Wenn das endgültige
Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio kleiner als der untere Grenzwert mindrto ist, wird in ei
nem Schritt S215 das begrenzte endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis LmDRatio
gleich mindrto gesetzt. Wenn das endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis DRatio größer
als der obere Grenzwert maxdrto ist, wird im Schritt S216 das begrenzte, endgültige
Soll-Übersetzungsverhältnis LmDRatio gleich maxdrto im Schritt S216 gesetzt.
Mit anderen Worten wird das begrenzte endgültige Soll-Übersetzungsverhältnis
LmDRation durch Begrenzen des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses DRatio
durch die oberen und unteren Grenzwerte maxdrto und mindrto bestimmt.
Die oberen und unteren Grenzwerte maxdrto und mindrto werden durch ein in der Fig. 5
gezeigtes Unterprogramm bestimmt.
Zunächst wird in einem Schritt S231 bestimmt, ob eine Unregelmäßigkeit bei einem des
Motordrehzahlsensors 68, des Eingangsdrehzahlsensors 64 und des Ausgangsdreh
zahlsensors 65 auftritt. Die Bestimmung wird durch ein in den Fig. 18A und 18B ge
zeigtes Unterprogramm durchgeführt, das später beschrieben wird.
Wenn bei irgendeinem dieser Drehsensoren eine Unregelmäßigkeit gefunden wird, geht
das Programm weiter zu einem Schritt S234.
Wenn bei den Drehsensoren keine Unregelmäßigkeit gefunden wird, bestimmt das Un
terprogramm im Schritt 232, ob eine Unregelmäßigkeit beim Luftströmungsmesser 59
auftritt.
Wenn eine Unregelmäßigkeit beim Luftströmungsmesser 59 auftritt, geht das Pro
gramm weiter zum Schritt S234. Im Schritt S234 wird der obere Grenzwert maxdrto
gleich dem oberen Grenzwert FMAXRTO für unregelmäßige Betriebszustände gesetzt
und der untere Grenzwert mindrto wird gleich dem unteren Grenzwert FMINRTO für ab
normale Zustände gesetzt.
Wenn im Schritt S232 keine Unregelmäßigkeiten beim Luftströmungsmesser 59 gefun
den werden, geht das Programm zum Schritt S233. Darin wird der obere Grenzwert
maxdrto gleich dem oberen Grenzwert MAXDRTO für normale Betriebszustände gesetzt
und der untere Grenzwert mindrto wird gleich dem unteren Grenzwert MINDRTO für
normale Betriebszustände gesetzt.
Wie oben beschrieben wurde, ist der durch die Grenzwerte FMAXRTO und FMINRTO
bestimmte Bereich enger als der durch die Grenzwerte MAXDRTO und MINDRTO be
stimmte Bereich. Der Grund für die Verwendung unterschiedlicher Grenzwerte wird nun
beschrieben.
Wenn bei den Sensoren eine Unregelmäßigkeit auftritt, ist das von der Einheit 97 zur
Berechnung des Motordrehmoments berechnete Motormoment Te nicht genau und der
basierend auf dem Motordrehmoment Te berechnete Korrekturwert TSrto des Drehmo
mentverschiebungsfehlers ist ebenfalls nicht genau. In diesem Fall ist es beinahe un
möglich, eine weitgehende Korrektur des Verschiebungsmomentfehlers durchzuführen.
Bei der Berechnung des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses wird daher eine
dem Drehmomentverschiebungsfehler entsprechende Toleranz durch engeres Setzen
des Grenzbereiches eingeführt.
Bei der obengenannten Tokkai Hei 8-270772 aus dem Stand der Technik, bei dem die
Grenzwerte maxdrto und mindrto des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses im
mer konstant gehalten sind, kann ein Befehlswert des Übersetzungsverhältnisses, der
den oberen Grenzwert MAXDRTO für normale Betriebszustände überschreitet, wie in
der Fig. 19B gezeigt, ausgegeben werden, wenn eine Unregelmäßigkeit (Abnormalität)
in einem Sensor auftritt. Wenn eine derartige Situation auftritt, kann das tatsächliche
Übersetzungsverhältnis aufgrund der Feedback-Regelung schwingen oder eine lange
Zeit benötigen, bis es auf einen korrekten Wert geregelt ist.
Bei dieser Regelvorrichtung des Übersetzungsverhältnisses wird jedoch durch Einengen
des Grenzbereiches des endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses DRatio, wie in der
Fig. 19A gezeigt, die Abweichung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses vom Be
reich, der durch den oberen Grenzwert MAXDRTO und den unteren Grenzwert
MINDRTO für normale Betriebszustände bestimmt wird, verhindert, wenn bei einem der
Drehzahlsensoren eine Unregelmäßigkeit gefunden wird.
Fig. 6 zeigt ein Unterprogramm zur Berechnung der Impulsweite LANTPO der Treibstoff
einspritzung des Motors. Dieses Unterprogramm entspricht der Funktion der Einheit
101 zum Erfassen einer Unregelmäßigkeit, der Einheit 91 zur Berechnung einer Impuls
weite der Treibstoffeinspritzung des Motors, der Einheit 92 zum Verarbeiten des Im
pulsweitensignals, der Einheit 93 zur Betätigung der Treibstoffsperre, der Einheit 94 zum
Erfassen eines Kommunikationsfehlers und der Datenübertragungseinheit 95 der
Fig. 3B.
Zunächst wird in einem Schritt S241 festgestellt, ob beim Motordrehzahlsensor 68 oder
beim Luftströmungsmesser 59 eine Unregelmäßigkeit auftritt. Dieser Schritt entspricht
den beiden Schritten S231 und S232, außer daß eine Unregelmäßigkeit beim Ein
gangsdrehzahlsensor 64 und beim Ausgangsdrehzahlsensor 65 nicht bestimmt wird.
Wenn im Schritt S241 eine Unregelmäßigkeit gefunden wird, geht das Unterprogramm
weiter zu einem Schritt S242, das Impulsweitensignal LANTPO der Treibstoffeinspritzung
wird auf OFFH gesetzt, was eine Unregelmäßigkeit anzeigt, und das Unterprogramm
wird beendet.
Wenn bei keinem Sensor eine Unregelmäßigkeit gefunden wird, geht das Unterpro
gramm weiter zu den Schritten S243 und S244 und es werden jeweils die Motordrehzahl
Ne und die Einsaugmenge Q des Motors basierend auf den Signalen dieser Sensoren
berechnet.
In einem nachfolgenden Schritt S245 wird das Motorausgangsmoment anhand der Mo
tordrehzahl Ne und der Einsaugmenge Q des Motors berechnet und dann mit der Kon
stante K multipliziert, um die Grundpulsweite TPO zu erhalten.
In einem nachfolgendem Schritt S246 wird die Impulsweite TP der Treibstoffeinspritzung
entsprechend der Einsaugluftmenge des Motors durch Anwendung einer Korrektur bei
der Grundpulsweite TPO hinsichtlich der Antwortverzögerung des Einlaßsystems des
Motors berechnet.
In einem nachfolgenden Schritt S247 wird der Zustand der Treibstoffsperre im Motor
basierend auf den Signalen bestimmt, die repräsentativ für die Anzahl der Zylinder ist,
bei denen eine Treibstoffsperre durchgeführt wird und welche von der Betätigungsein
heit 93 der Treibstoffsperre zugeführt werden.
Wenn sich alle Zylinder im Zustand der Treibstoffsperre befinden, wird das Impulswei
tensignal LANTPO der Treibstoffeinspritzung in einem Schritt S248 gleich 0 gesetzt.
Wenn sich eine Hälfte der Zylinder im Zustand der Treibstoffsperre befindet, wird in ei
nem Schritt S249 das Signal LANTPO gleich TP/2 gesetzt. Wenn sich kein Zylinder im
Zustand der Treibstoffsperre befindet, wird das Signal LANTPO gleich TP in einem Schritt
S250 gesetzt. Nach Festsetzen des Signals LANTPO auf diese Weise wird das Unter
programm beendet.
Nun geht, zurückkommend auf das Hauptprogramm der Fig. 4, nach dem Setzen des
begrenzten endgültigen Soll-Übersetzungsverhältnisses LmDRatio das Hauptprogramm
weiter zu einem Schritt S217 und das vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis
RatioO, welches das Soll-Übersetzungsverhältnis für jeden Regelzyklus darstellt, wird
berechnet.
Im folgenden Schritt S218 wird das drehmomentverschiebungskompensierte Überset
zungsverhältnis TSrto unter Verwendung eines Unterprogramms, wie in der Fig. 7 ge
zeigt, berechnet.
Dieses Unterprogramm entspricht der Einheit 99 zur Berechnung des Übersetzungsver
hältnisses, der Einheit 100 zur Berechnung des Momentenverhältnisses, der Einheit 76
zur Berechnung des Eingangsmoments und der Einheit 77 zur Berechnung der
Drehmomentverschiebungskompensation des Übersetzungsverhältnisses, wie sie in der
Fig. 3A gezeigt sind.
In diesem Unterprogramm wird in einem Schritt S111 festgestellt, ob ein Fehler in der
Kommunikation zwischen der Einheit 92 zur Verarbeitung des Impulsweitensignals und
der Einheit 94 zur Erfassung eines Kommunikationsfehlers entsprechend der Abwesen
heit oder dem Vorliegen eines Impulsweitensignals LANTPO vorliegt. Wenn das Signal
abwesend ist, wird festgestellt, daß ein Fehler in der Kommunikation aufgetreten ist,
wohingegen, wenn das Signal vorliegt, festgestellt wird, daß kein Fehler in der Kommu
nikation vorliegt.
Wenn im Schritt S111 ein Fehler gefunden ist, geht das Unterprogramm zu einem
Schritt S113 und das Drehmoment Te wird anhand der Drosselöffnung TVO und der
Motordrehzahl Ne durch Bezug auf eine Motorleistungstabelle erhalten, die zuvor im
Regler 61 abgespeichert wurde. Das Programm geht im Folgenden weiter zu einem
Schritt S114.
Wenn kein Fehler erfaßt wird, wird in einem Schritt S112 festgestellt, ob das Impuls
weitensignal LANTPO OFFH ist, d. h., ob eine Unregelmäßigkeit in einem des Motordreh
zahlsensors 68 und des Luftströmungsmessers 59 gefunden wurde.
Wenn LANTPO im Schritt S112 OFFH ist, geht das Unterprogramm weiter zu einem
Schritt S116, das Eingangsdrehmoment Ti wird gleich 0 gesetzt und das Unterpro
gramm geht weiter zu einem Schritt S118.
Der Grund, aus dem das Eingangsdrehmoment Ti gleich 0 gesetzt wird, ist der, daß das
Motorausgangsmoment nicht berechnet werden kann, wenn einer des Motordrehzahl
sensors 68 und des Luftströmungsmessers 59 eine Unregelmäßigkeit aufweist. Durch
Setzen des Eingangsdrehmoments Ti gleich 0 wird im wesentlichen verhindert, daß die
Korrektur des Drehmomentverschiebungsfehlers ausgeführt wird.
Wenn LANTPO im Schritt S112 nicht OFFH ist, d. h., wenn eine Unregelmäßigkeit weder
beim Motordrehzahlsensor 68 noch beim Luftströmungsmesser 59 vorliegt, dann geht
das Unterprogramm weiter zu einem Schritt S117 und das Motorausgangsmoment Te
wird anhand des Impulsweitensignals LANTPO und der Motordrehzahl Ne durch Bezug
nahme auf eine weitere Motorleistungstabelle erhalten, die zuvor im Regler 61 abge
speichert wurde.
Die in den Schritten S113 und S117 verwendeten Tabellen sind unterschiedlich. In bei
den Tabellen ist das Motorausgangsmoment in Bezug auf die Motordrehzahl Ne und die
Motorlast bestimmt. Wenn beim Motor und den Sensoren keine Abnormalität entdeckt
wird und kein Fehler in der Kommunikation vorliegt, dann ist das Impulsweitensignal
LANTPO die präziseste Wiedergabe der Motorlast. Gemäß Experimenten der Erfinder
weisen die Treibstoffeinspritz-Impulsweite TP und das Motorausgangsmoment Te eine
beinahe lineare Beziehung, wie sie in der Fig. 15 gezeigt ist, auf in dieser Abbildung
sind drei Linien in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gezeigt. Von diesen drei Linien
zeigt die gebrochene Linie die niedrigste Motordrehzahl, die gepunktete Linie zeigt die
mittlere Motordrehzahl und die durchgängige Linie zeigt die höchste Motordrehzahl an.
Wie jedoch anhand dieser Abbildung gesehen werden kann, weisen die Treibstoffein
spritz-Impulsweite TP und das Motorausgangsmoment Te unabhängig von der Mo
tordrehzahl eine lineare Beziehung auf.
Wenn, wie beschrieben, keine Unregelmäßigkeit vorliegt, ist jedoch das Impulsweitensi
gnal LANTPO zuverlässiger, weswegen die Drosselöffnung TVO anstelle des die Motor
last repräsentierenden Wertes verwendet wird.
Fig. 16 zeigt die Drosselöffnung TVO und das Motorausgangsmoment Te gemäß Expe
rimenten durch die Erfinder. Bei der Drosselöffnung TVO wird auch angenommen, daß
sie die Motorlast repräsentiert, wie aber anhand der Abbildung erkannt wird, ist die Be
ziehung zwischen der Drosselöffnung TVO und dem Motorausgangsmoment Te nicht li
near. Des weiteren ändert sich das Motorausgangsmoment bei einer identischen Dros
selöffnung TVO in Abhängigkeit von der Motordrehzahl.
Fig. 17 zeigt eine Beziehung zwischen dem Drehmomentverschiebungsfehler und dem
Übersetzungsverhältnis des Getriebes gemäß Experimenten durch die Erfinder.
Bei dieser Abbildung ist die Änderung des Übersetzungsverhältnisses aufgrund der Än
derung des Eingangsmoment in Bereichen bedeutsam, in denen das Eingangsmoment
unabhängig von dem Übersetzungsverhältnis klein ist. Dieser Bereich entspricht der
Drosselöffnung TVO zwischen 0 und 118.
In Fig. 16 ändert sich jedoch das Motorausgangsmoment Te hauptsächlich in Abhängig
keit von der Motordrehzahl in dem Bereich, in dem die Drosselöffnung TVO zwischen 0
und 1/8 liegt. Es ist klar, daß die Schätzung des Motorausgangsmoments Te basierend
auf der Drosselöffnung TVO weitaus weniger genau ist als die Schätzung basierend auf
der Treibstoffeinspritz-Impulsweite TP.
Im Schritt S117 wird die basierend auf der Treibstoffeinspritz-Impulsweite LANTPO basie
rende Tabelle zur Berechnung des Motorausgangsmoments Te verwendet. Im Schritt
S113 ist jedoch die Treibstoffeinspritz-Impulsweite LANTPO nicht verfügbar, so daß zur
Berechnung des Motorausgangsmoments Te die Tabelle basierend auf der Drosselöff
nung TVO verwendet wird.
Nachdem auf diese Weise das Motorausgangsmoment Te erhalten wurde, geht das
Unterprogramm weiter zum Schritt S114 und das Momentenverhältnis t wird berechnet.
In einem nachfolgenden Schritt S115 wird das Getriebeeingangsmoment Ti letztendlich
durch Multiplikation des Motorausgangsmoments Te durch das Momentenverhältnis t
berechnet. Nach Berechnung des Getriebeeingangsmoments Ti geht das Unterpro
gramm weiter zum Schritt S118.
Im Schritt S118 wird das drehmomentverschiebungskompensierte Übersetzungsverhält
nis TSrto basierend auf dem Getriebeeingangsmoment Ti und dem vorübergehenden
Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO berechnet, das im Schritt S217 des Hauptpro
gramms erhalten wurde, indem in der zuvor im Regler 61 gespeicherten Tabelle nach
geschlagen wird, wie oben erläutert wurde.
Nach der Berechnung des drehmomentverschiebungskompensierten Übersetzungsver
hältnisses TSrto mittels des obigen Unterprogramms geht das Hauptprogramm weiter
zu einem Schritt S219A, wo der Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Überset
zungsverhältnisses berechnet wird, und zu einem Schritt S119B, wo ein begrenzter
Rückkopplungs-Korrekturbetrag LmFBrto des Übersetzungsverhältnisses berechnet
wird.
Diese Berechnung wird durch die Unterprogramme der Fig. 8-13, die später beschrieben
werden, durchgeführt.
In einem Schritt S220 wird das fehlerkorrigierte, vorübergehende Soll-Über
setzungsverhältnis TSRatioO mittels der folgenden Gleichung berechnet. Dies ent
spricht der Funktion der Addiereinrichtung 70 im Blockdiagramm der Fig. 3.
TSRatioO = RatioO + TSrto
wobei RatioO = vorübergehendes Soll-Übersetzungsverhältnis, und
TSrto = drehmomentverschiebungskompensiertes Übersetzungsverhältnis.
TSrto = drehmomentverschiebungskompensiertes Übersetzungsverhältnis.
Außerdem wird das rückwärtskorrigierte, vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis
DsrRTO mittels der folgenden Gleichung berechnet. Dies entspricht der Funktion der
Addiereinrichtung 85 der Fig. 3.
DsrRTO = TSrto + LmFBrto,
wobei LmFBrto = begrenzter Rückkopplungs-Korrekturbetrag.
In den Schritten S221-S225 wird das rückkopplungskorrigierte, vorübergehende Soll-Über
setzungsverhältnis DsrRTO auf einen Bereich zwischen dem oberen Grenzwert
LIMRTOMAX des endgültigen Übersetzungsverhältnis-Befehls und dem unteren Grenz
wert LIMRTOMIN des endgültigen Übersetzungsverhältnis-Befehls begrenzt und der
Befehlswert LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses wird basierend auf
der Begrenzung berechnet. Dieses Verfahren entspricht der Funktion der Einheit 82 zur
Berechnung der Soll-Schrittzahl im Blockdiagramm der Fig. 3A.
Wenn im Schritt S222 das rückkopplungskorrigierte, vorübergehende Übersetzungsver
hältnis DsrRTO kleiner als der obere Grenzwert LIMRTOMAX des endgültigen Überset
zungsverhältnis-Befehls im Schritt S221 und größer als der untere Grenzwert
LIMRTOMIN des endgültigen Übersetzungsverhältnis-Befehls im Schritt S222 ist, wird
im Schritt S223 der Befehlswert LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses
gleich dem rückkopplungskorrigierten, vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnis
DsrRTo gesetzt.
Wenn DsrRTO≧LIMRTOMAX im Schritt S221 ist, dann wird der Befehlswert
LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses in einem Schritt S224 gleich
dem oberen Grenzwert LIMRTOMAX des endgültigen Übersetzungsverhältnis-Befehls
gesetzt.
Wenn DsrRTO<LIMRTOMIN im Schritt S222 ist, dann wird der Befehlswert LmDsrRTO
des begrenzten Übersetzungsverhältnisses in einem Schritt S225 gleich dem unteren
Grenzwert LIMRTOMIN des endgültigen Übersetzungsverhältnis-Befehls gesetzt.
Im Schritt S226 wird die Soll-Schrittzahl DsrSTP des Schrittmotors 4 zum Erreichen des
Befehlswertes LmDsrRTO des begrenzten Übersetzungsverhältnisses durch Nach
schlagen in der Tabelle berechnet, wie oben erwähnt.
Dieser Schritt entspricht der Funktion der Einheit 86 zur Berechnung der Soll-Schrittzahl
im Blockdiagramm der Fig. 3A.
Im folgenden Schritt S227 wird die physikalische Betätigungsgrenzrate des Schrittmo
tors 4 basierend auf der Öltemperatur TMP des Getriebes bestimmt. Dieser Schritt ent
spricht der Funktion der Einheit 88 zur Bestimmung der Antriebsrate des Schrittmotors
im Blockdiagramm der Fig. 3A.
In einem letzten Schritt S228 wird das Befehlssignal Astep durch Korrektur der
Soll-Schrittzahl DsrSTP, die im Schritt S226 berechnet wurde, basierend auf der physikali
schen Betätigungsgrenzrate, die im Schritt S227 bestimmt wurde, berechnet. Dieses Si
gnal Astep wird an den Schrittmotor 4 ausgegeben und das Hauptprogramm wird been
det. Der Schritt S228 entspricht der Funktion der Einheit 87 zur Berechnung des Befehls
der Antriebsposition des Schrittmotors im Blockdiagramm der Fig. 3A.
Als nächstes werden die Unterprogramme der Fig. 8-13 beschrieben.
Fig. 8 zeigt ein Unterprogramm zur Berechnung der Abweichung RtoERR des Überset
zungsverhältnisses.
Dieses Unterprogramm entspricht der Funktion der Einheit 78 zur Berechnung des tat
sächlichen Übersetzungsverhältnisses und der Einheit 79 zur Berechnung der Abwei
chung des Übersetzungsverhältnisses im Blockdiagramm der Fig. 3A.
Zunächst wird das vorübergehende Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO im Schritt S121
eingelesen. Im Schritt S122 wird die Eingangsdrehzahl Ni durch die Ausgangsdrehzahl
No geteilt, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis Ratio des stufenlos verstellbaren
Getriebes zu berechnen.
In einem Schritt S123 wird das tatsächliche Übersetzungsverhältnis Ratio vom vorüber
gehenden Soll-Übersetzungsverhältnis RatioO abgeleitet, um die Abweichung RtoERR
des Übersetzungsverhältnisses zu berechnen.
Des weiteren wird in einem Schritt S124 eine Abweichung zwischen der Abweichung
RtoERR des Übersetzungsverhältnisses und der Abweichung RtoERR(alt) des Überset
zungsverhältnisses, die bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit berechnet
wurde, bei der das Programm ausgeführt wurde, d. h. vor 10 Millisekunden, als ein Diffe
rentialwert der Abweichung
des Übersetzungsverhältnisses berechnet.
Fig. 9 zeigt ein Unterprogramm, das die Rückkopplungs-Verstärkung der PID-Regelung
berechnet. Dieses Unterprogramm entspricht den Funktionen der Einheit 80 zur Be
rechnung der ersten Rückkopplungs-Verstärkung, der Einheit 81 zur Berechnung der
zweiten Rückkopplungs-Verstärkung und der Einheit 83 zur Berechnung der Rückkopp
lungs-Verstärkung im Blockdiagramm der Fig. 3A.
Zur Beschreibung dieses Unterprogramms wird zunächst in einem Schritt S131 die
Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und die Eingangsdrehzahl N des stufenlos verstellbaren
Getriebes eingelesen.
In einem Schritt S132 werden eine erste Rückwärts-Verstärkung fbpDATA1 der Propor
tionalregelung, eine erste Rückwärts-Verstärkung fbiDATA1 der Integralregelung und ei
ne erste Rückwärts-Verstärkung fbdDATA1 der Differentialregelung basierend auf VSP
und Ni durch Nachschlagen in den zuvor im Regler 61, wie oben erwähnt, gespeicherten
Tabellen berechnet.
In einem Schritt S133 werden die Öltemperatur TMP und der Leitungsdruck PL eingele
sen.
In einem Schritt S134 werden eine zweite Rückwärts-Verstärkung fbpDATA2 der Pro
portionalregelung, eine zweite Rückwärts-Verstärkung tbiDATA2 der Integralregelung
und eine zweite Rückwärts-Verstärkung fbdDATA2 der Differentialregelung basierend
auf TMP und PL durch Nachschlagen in den zuvor im Regler 61, wie oben erwähnt, ge
speicherten Tabellen berechnet.
In einem Schritt S135 werden die Rückkopplungs-Verstärkung fbpDATA der Proportio
nalregelung, die Rückkopplungs-Verstärkung fbiDATA der Integralregelung und die
Rückkopplungs-Verstärkung fbdDATA der Differentialregelung durch Multiplikation der
ersten Verstärkungen mit den entsprechenden zweiten Verstärkungen berechnet.
Fig. 10 zeigt ein Unterprogramm zur Berechnung des Rückkopplungs-Korrekturbetrags
FBrto des Übersetzungsverhältnis aufgrund der PID-Regelung und des begrenzten
Rückkopplungs-Korrekturbetrags LmFBrto.
Dieses Programm entspricht der Funktion der PID-Regeleinheit 84 und der Einheit 90
zur Begrenzung des Rückkopplungs-Korrekturbetrags des Übersetzungsverhältnisses
im Blockdiagramm der Fig. 3A.
In diesem Unterprogramm wird in einem Schritt S141 die Abweichung des Überset
zungsverhältnisses RtoERR und ihr Differentialwert
berechnet, die beide
durch das Unterprogramm der Fig. 8 berechnet wurden. Im nächsten Schritt S142 wer
den die Rückkopplungsverstärkungen tbpDATA, fbiDATA und fbdDATA eingelesen, die
im Unterprogramm der Fig. 9 gefunden wurden.
Im nachfolgenden Schritt S1425 wird festgestellt, ob eine Unregelmäßigkeit bei einem
vom Eingangsdrehzahlsensor 64, Ausgangsdrehzahlsensor 65 und Motordrehzahlsen
sor 68 auftritt. Dieser Schritt entspricht dem Schritt S231 der Fig. 5.
Wenn bei irgendeinem dieser Sensoren eine Unregelmäßigkeit gefunden wird, geht das
Unterprogramm zu einem Schritt S149. Wenn keine Unregelmäßigkeit gefunden wird,
geht das Unterprogramm weiter zu einem Schritt S143.
Im Schritt S143 wird anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und der Eingangsdreh
zahl Ni des Getriebes festgestellt, ob oder ob nicht das Übersetzungsverhältnis regelbar
ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und die Eingangsdrehzahl Ni 0 sind, das
Fahrzeug also nicht fährt, dann kann das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstell
baren Getriebes nicht geändert werden, und es wird festgestellt, daß das Übersetzungs
verhältnis nicht regelbar ist.
Anhand der obigen Feststellung, geht das Unterprogramm weiter zu einem Schritt S144,
wenn das Übersetzungsverhältnis regelbar ist, und es wird festgestellt, ob oder ob nicht
der Schrittmotor 4 der Soll-Schrittzahl DsrSTP folgen kann. Die Soll-Schrittzahl DsrSTP
wird durch das Hauptprogramm im Schritt S103 berechnet, wie oben beschrieben, wo
durch die hier verwendete Soll-Schrittzahl DsrSTP der Wert ist, der bei der unmittelbar
vorausgegangenen Gelegenheit berechnet wurde, bei der das Hauptprogramm ausge
führt wurde. Das bedeutet, daß im Schritt S144 festgestellt wird, ob oder ob nicht die
Soll-Schrittzahl DsrSTP, die bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit, zu der
das Programm ausgeführt wurde, berechnet wurde, während der Zeitspanne beibehal
ten werden kann, bis das Programm bei der derzeitigen Gelegenheit ausgeführt wird.
Diese Feststellung wird durch das in der Fig. 13 gezeigte Unterprogramm durchgeführt.
Dieses Unterprogramm wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 beschrieben.
Zunächst wird in einem Schritt S151 die Soll-Schrittzahl DsrSTP eingelesen.
Dies ist der Wert, der bei der unmittelbar vorausgegangenen Gelegenheit berechnet
wurde, zu der das Hauptprogramm ausgeführt wurde, wie bereits gesagt wurde.
In einem folgenden Schritt S152 wird das Befehlssignal Astep, das bei der unmittelbar
vorausgegangenen Gelegenheit, bei der das Hauptprogramm ausgeführt wurde, an den
Schrittmotor 4 ausgegeben wurde, eingelesen. Dieses Befehlssignal Astep wird als die
derzeitige Position des Schrittmotors 4 betrachtet. In einem nächsten Schritt S153 wird
die Abweichung ΔSTP zwischen der Sollschrittzahl DsrSTP und dem Befehlssignal
Astep zur Drehzahländerung durch die folgende Gleichung berechnet.
ΔSTP = |DsrSTP - Astep|.
In einem Schritt S154 wird festgestellt, ob oder ob nicht die Abweichung ΔSTP gleich
oder kleiner als eine erste kritische Abweichung EStpON ist. Wenn die Abweichung
ΔSTP größer als der Wert EStpON ist, wird in einem Schritt S155 festgestellt, ob oder
ob nicht die Abweichung ΔSTP gleich oder größer als eine zweite kritische Abweichung
EStpOF ist.
Diese ersten und zweiten kritischen Abweichungen werden im Schritt S104 des Haupt
programms anhand der Grenzantriebsrate des Schrittmotors 4 bestimmt. Daher basie
ren diese Werte auch auf den Daten der Ausführung des Hauptprogramms bei der un
mittelbar vorangegangenen Gelegenheit.
Hier liegt der Grund zum Setzen der ersten und zweiten kritischen Abweichungen
EStpON und EStpOF darin, eine Hysterese einzuführen.
Wenn im Schritt S154 die Abweichung ΔSTP kleiner als die erste kritische Abweichung
EStpON ist, wird in einem Schritt S156 festgestellt, daß der Schrittmotor 4 der
Soll-Schrittzahl DsrSTP folgen kann.
Wenn andererseits die Abweichung ΔSTP gleich oder größer als die zweite kritische
Abweichung EStpOF ist, wird in einem Schritt S157 festgestellt, daß der Schrittmotor 4
der Soll-Schrittzahl DsrSTP nicht folgen kann.
Wenn im Schritt S155 die Abweichung ΔSTP kleiner als die zweite kritische Abweichung
EStpOF ist, dann geht das Unterprogramm weiter zu einem Schritt S158 und das Er
gebnis der Feststellung bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit, d. h., ob oder
ob nicht der Schrittmotor 4 der Soll-Schrittzahl DsrSTP folgen kann, wird so beibehalten
wie es ist.
Wenn durch dieses Unterprogramm festgestellt wird, daß der Schrittmotor 4 der
Soll-Schrittzahl DsrSTP folgen kann, ist das Ergebnis der Bestimmung des Schrittes S144
des Unterprogramms der Fig. 10 bestätigend.
In diesem Fall wird in einem Schritt S145 ein Anstiegswert DintgR des Integral-Korrek
turwerts bezüglich des Rückkopplungs-Korrekturwerts des Übersetzungsverhält
nisses während der Zeitspanne von der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit, zu
der das Hauptprogramm ausgeführt wurde, bis zur vorliegenden Gelegenheit, bei der
das Hauptprogramm ausgeführt wird, durch die folgende Gleichung berechnet.
DintgR = RtoERR.fbiDATA.
Des weiteren wird in einem Schritt S146 der Anstiegswert DintgR des integralen Kor
rekturwerts dem integralen Korrekturbetrag IntgR (alt), der bei der unmittelbar vorange
gangenen Gelegenheit berechnet wurde, durch die folgende Gleichung hinzuaddiert, um
den derzeitigen Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages zu berechnen.
In den folgenden Schritten S161-S164 wird der derzeitige Wert IntgR des Integralkor
rekturbetrags durch den Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur und den Grenzwert
FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur begrenzt. Das Verfahren zur Bestimmung dieser
Grenzwerte FbRTOLIMM und FbRTOLIMP wird später beschrieben.
Im Schritt S161 wird festgestellt, ob oder ob nicht der derzeitige Wert IntgR des Integral
korrekturwerts kleiner als der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur ist. Da beides
negative Werte sind, bedeutet die Tatsache, daß der derzeitige Wert IntgR des integra
len Korrekturbetrages kleiner als der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur ist, daß
der Absolutwert des ersteren größer als der Absolutwert des letzteren ist. In diesem Fall
wird der derzeitige Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages gleich dem Grenzwert
FbRTOLIMM des Rückkopplungs-Korrekturbetrages gesetzt.
Wenn der derzeitige Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages gleich oder größer als
der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur ist, wird im Schritt S162 festgestellt, ob
oder ob nicht der derzeitige Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages größer als der
Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur ist.
Wenn der derzeitige Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages größer als der Grenz
wert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur ist, wird der derzeitige Wert IntgR des integralen
Korrekturbetrages gleich dem Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur im Schritt
S164 gesetzt.
Wenn der derzeitige Wert IntgR des integralen Korrekturbetrages kleiner als der Grenz
wert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur ist, wird der derzeitige Wert IntgR des integralen
Korrekturbetrages ohne Änderung verwendet.
Unter Verwendung des auf diese Weise begrenzten derzeitigen Wertes IntgR des inte
gralen Korrekturbetrages wird der Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Überset
zungsverhältnisses durch die folgende Gleichung in einem Schritt S147 berechnet.
Wenn andererseits im Schritt S144 festgestellt wird, daß der Schrittmotor 4 der
Soll-Schrittzahl DsrSTP nicht folgen kann, geht das Unterprogramm weiter zu einem Schritt
S148. Hier wird der Anstiegswert DintgR des integralen Korrekturbetrages bei der der
zeitigen Gelegenheit auf 0 gesetzt und das Programm geht weiter zum Schritt S146.
In diesem Fall wird der Integralkorrekturbetrag IntgR auf demselben Wert gehalten, wie
bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit, zu der das Programm ausgeführt
wurde, d. h. IntgR (alt). Wenn daher der Zustand, bei dem der Schrittmotor 4 der
Soll-Schrittzahl DsrSTP nicht folgen kann, weiter anhält, wird verhindert, daß der Integralkor
rekturbetrag der Rückkopplungs-Korrektur kumulativ ansteigt.
In den Schritten S165-S169 wird der Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Über
setzungsverhältnisses, der im Schritt S147 gefunden wurde, durch den Grenzwert
FbRTOLIMM der Abfallkorrektur und dem Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur
wie in den Schritten S161-S164 begrenzt.
Dies bedeutet, wenn im Schritt S165 FBrto<FbRTOLIMM ist, wird der begrenzte Rück
kopplungs-Korrekturbetrag Lm FBrto des Übersetzungsverhältnisses gleich dem Grenz
wert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur im Schritt S167 gesetzt. Wenn umgekehrt FBrto≧FbRTOLIMP
im Schritt S166 ist, wird im Schritt S168 der begrenzte Rückkopplungs-Korrek
turbetrag LmFBrto gleich dem Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur ge
setzt.
Als Ergebnis der Bestimmung der Schritte S165, S166 wird, wenn FbRTOLIMM≦FBrto
≦FbRTOLIMP im Schritt S169 ist, der begrenzte Rückkopplungs-Korrekturbetrag
LmFBrto im Schritt S147 gleich dem Rückkopplungs-Korrekturbetrag FBrto des Über
setzungsverhältnisses gesetzt.
Wenn im Schritt S143 festgestellt wird, daß das stufenlos verstellbare Getriebe sich
nicht in einem Zustand befindet, in dem das Übersetzungsverhältnis geregelt werden
kann, dann werden der integrale Korrekturbetrag IntgR und der Rückkopplungs-Korrek
turbetrag FBrto des Übersetzungsverhältnisses beide in einem Schritt S149 auf 0
gesetzt. Als Ergebnis wird in folgenden Verfahrensschritten der begrenzte Korrekturbe
trag LmFBrtoO des Übersetzungsverhältnisses im Schritt S169 auch auf 0 zurückge
setzt.
Als nächstes wird das Verfahren zur Bestimmung des Grenzwertes FbRTOLIMM des
negativen Rückkopplungs-Korrekturbetrages und des Grenzwertes FbRTOLIMP des po
sitiven Rückkopplungs-Korrekturbetrages unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 be
schrieben.
Fig. 11 zeigt ein Unterprogramm zur Berechnung der Grenzwerte FbRTOLIMM und
FbRTOLIMP und Fig. 12 zeigt ein Unterprogramm zur Berechnung des regelbaren mi
nimalen Übersetzungsverhältnisses Lmrtomin und des regelbaren maximalen Überset
zungsverhältnisses Lmrtomax, die bei der Berechnung verwendet werden.
In Fig. 11 wird in einem Schritt S171 das fehlerkorrigierte, vorübergehende
Soll-Übersetzungsverhältnis TSRatioO wie im obenerwähnten Schritt S220 berechnet.
In einem Schritt S172 wird ein Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur durch Ab
leiten des fehlerkorrigierten, vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses TSRatioO
anhand des maximal regelbaren Übersetzungsverhältnisses Lmrtomax, das durch
das unten beschriebene Unterprogramm der Fig. 12 berechnet wurde, berechnet.
Im nächsten Schritt S173 wird festgestellt, ob oder ob nicht dieser Grenzwert FbRToLIMP
gleich oder größer als ein positiver kritischer Wert LIMFBRTOP ist, der einer
Funktionsgrenze der Schrittvergrößerung des Schrittmotors 4 entspricht.
Wenn der Grenzwert FbRTOLIMP gleich oder größer als der positive kritische Wert
LIMFBRTOP ist, wird in einem Schritt S175 der Grenzwert FbRTOLIMP gleich dem po
sitiven kritischen Wert LIMFBRTOP gesetzt. Wenn der Grenzwert FbRTOLIMP kleiner
als der positive kritische Wert LIMFBRTOP ist, wird in einem Schritt S174 festgestellt,
ob oder ob nicht der Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur in einem Schritt
S174 ein negativer Wert ist.
Wenn der Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur ein negativer Wert ist, wird der
Grenzwert FbRTOLIMP in einem Schritt S176 auf 0 zurückgesetzt. Wenn der Grenzwert
FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur einen Wert zwischen 0 und dem positiven kritischen
Wert LIMFBRTOP annimmt, wird der Grenzwert FbRTOLIMP der Anstiegskorrektur
nicht begrenzt.
In einem Schritt S177 wird der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur durch Abzie
hen des fehlerkorrigierten, vorübergehenden Soll-Übersetzungsverhältnisses TSRatioO
vom regelbaren minimalen Übersetzungsverhältnis Lmrtomin, der durch das Unterpro
gramm der Fig. 102 berechnet wurde, berechnet.
Im nächsten Schritt S178 wird festgestellt, ob oder ob nicht dieser Grenzwert FbRTOLIMM
kleiner als ein negativer kritischer Wert LIMFBRTOM ist, der einer Betätigungs
grenze der Schrittverringerung des Schrittmotors 4 entspricht. Wenn der Grenzwert
FbRTOLIMM der Abfallkorrektur kleiner als der negative kritische Wert LIMFBRTOM ist,
dann wird der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur gleich dem negativen kriti
schen Wert LIMFBRTOM in einem Schritt S180 gesetzt. Wenn der Grenzwert FbRTOLIMM
der Abfallkorrektur größer als der negative kritische Wert LIMFBRTOM ist, wird in
einem Schritt S179 festgestellt, ob oder ob nicht der Abfallkorrektur-Grenzwert FbRTOLIMM
ein positiver Wert ist.
Wenn der Abfallkorrektur-Grenzwert FbRTOLIMM ein positiver Wert ist, wird der Grenz
wert FbRTOLIMM in einem Schritt S181 auf 0 zurückgesetzt.
Wenn der Grenzwert FbRTOLIMM der Abfallkorrektur einen Wert zwischen 0 und dem
negativen kritischen Wert LIMFBRTOM ist, wird keine Grenze beim Abfallkor
rektur-Grenzwert FbRTOLIMM angewandt.
Als nächstes wird das Unterprogramm zur Berechnung des regelbaren minimalen Über
setzungsverhältnisses Lmrtomin und des regelbaren maximalen Übersetzungsverhält
nisses Lmrtomax unter Bezugnahme auf die Fig. 12 beschrieben.
Zunächst wird in einem Schritt S191 festgestellt, ob oder ob nicht das tatsächliche Über
setzungsverhältnis Ratio kleiner als ein minimales Übersetzungsverhältnis MINRTO ist,
das auf der Eigenschaft der Hardware des stufenlos verstellbaren Getriebes basiert.
Obwohl normalerweise das tatsächliche Übersetzungsverhältnis nicht unterhalb des mi
nimalen Übersetzungsverhältnisses MINRTO fällt, kann ein solcher Fall aufgrund einer
äußeren Störung, wie einer Momentverschiebung auftreten.
Wenn Ratio≦MINRTO ist, wird in einem Schritt S192 das regelbare minimale Überset
zungsverhältnis Lmrtomin gleich dem Befehlswert LmDsrRTO des begrenzten Überset
zungsverhältnisses bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit gesetzt.
Wenn andererseits Ratio<MINRTO ist, wird das regelbare, minimale Übersetzungsver
hältnis Limrtomin gleich dem unteren Grenzwert LIMRTOMIN des Befehls des Überset
zungsverhältnisses gesetzt, der in den Schritten S221-S225 der Fig. 4 verwendet wurde.
Als nächstes wird in einem Schritt 194 festgestellt, ob oder ob nicht das tatsächliche
Übersetzungsverhältnis Ratio gleich oder größer als ein maximales Übersetzungsver
hältnis MAXRTO ist, das auf den Eigenschaften der Hardware des stufenlos verstellba
ren Getriebes beruht. Obwohl normalerweise das tatsächliche Übersetzungsverhältnis
Ratio nicht größer als das maximale Übersetzungsverhältnis MAXRTO wird, kann ein
solcher Fall aufgrund einer äußeren Störung wie einer Drehmomentverschiebung auf
treten. Wenn Ratio≧MINRTO ist, wird in einem Schritt S195 das maximal regelbare
Übersetzungsverhältnis Lmrtomax gleich dem Befehlswert LmDsrRTO des begrenzten
Übersetzungsverhältnisses bei der unmittelbar vorangegangenen Gelegenheit gesetzt.
Wenn andererseits Ratio<MAXRTO ist, wird im Schritt S196 das regelbare, maximale
Übersetzungsverhältnis Lmrtomax gleich dem oberen Grenzwert LIMRTOMAX des Be
fehls des Übersetzungsverhältnisses gesetzt, der in den Schritten S221 bis S225 der
Fig. 4 verwendet wurde.
Als nächstes wird das Unterprogramm zur Erfassung einer Unregelmäßigkeit bei den
Drehsensoren unter Bezugnahme auf die Fig. 18A und 18B beschrieben. Dieses Unter
programm entspricht den Verfahren in den Schritten S231 und S1425.
In diesem Unterprogramm wird eine Unregelmäßigkeit beim Motordrehzahlsensor 68,
beim Eingangsdrehzahlsensor 64 und beim Ausgangsdrehzahlsensor 65 festgestellt.
Das Unterprogramm stellt zunächst fest, ob der Signalpfad bei den Sensoren zusam
mengebrochen ist. Dieser Zusammenbruch umfaßt ein Reißen eines Leitungsdrahtes
und einen Kontaktfehler einer Steckverbindung. D 06920 00070 552 001000280000000200012000285910680900040 0002019928554 00004 06801as Unterprogramm stellt fest, daß eine
Unregelmäßigkeit vorliegt, wenn von diesen Sensoren kein Signal eingeleitet wird.
In einem Schritt S1101 wird festgestellt, ob ein Signal vom Ausgangsdrehzahlsensor 65
zugeleitet wird, im folgenden Schritt S1102 wird festgestellt, ob ein Signal vom Ein
gangsdrehzahlsensor 64 eingeleitet wird. In einem folgenden Schritt S1103 wird festge
stellt, ob ein Signal vom Motordrehzahlsensor 68 eingeleitet wird.
Wenn festgestellt wird, daß vom Ausgangsdrehzahlsensor 65 im Schritt S1101 kein Si
gnal eingeleitet wird, schaltet das Unterprogramm ein Flag an, das eine Unregelmäßig
keit des Ausgangsdrehzahlsensors 65 in einem Schritt S1106 anzeigt und das Unter
programm wird beendet.
Wenn festgestellt wird, daß vom Eingangsdrehzahlsensor 64 im Schritt S1102 kein Si
gnal eingeleitet wird, schaltet das Unterprogramm ein Flag an, das eine Unregelmäßig
keit beim Eingangsdrehzahlsensor 64 in einem Schritt S1107 anzeigt, und das Unter
programm wird beendet.
Wenn festgestellt wird, daß vom Motordrehzahlsensor 68 im Schritt S1103 kein Signal
eingeleitet wird, dann schaltet das Unterprogramm ein Flag an, das eine Unregelmäßig
keit beim Motordrehzahlsensor 68 in einem Schritt S1108 anzeigt, und das Unterpro
gramm wird beendet.
Wenn in keinem der Schritte S1101-S1103 eine Unregelmäßigkeit gefunden wurde, geht
das Unterprogramm weiter zu einem Schritt S1201, wo Ausgangssignale der Drehsen
soren untersucht werden.
Das Verfahren des Schrittes 1201 ist in Fig. 18B gezeigt.
Hier wird festgestellt, ob das Verhältnis der Signale des Eingangsdrehzahlsensors 64
und des Ausgangsdrehzahlsensors 65, d. h. Ni/No, das Verhältnis der Signale vom Aus
gangsdrehzahlsensor 65 und des Eingangsdrehzahlsensors 68, d. h. No/Ne und das
Verhältnis der Signale vom Motordrehzahlsensor 68 und vom Eingangsdrehzahlsensor
64, d. h. Ne/Ni, jeweils innerhalb vorbestimmter Bereiche liegen, die beispielsweise in
Abhängigkeit von den Funktionsgrenzen der Hardware des Getriebes bestimmt werden.
Indem herausgefunden wird, welche der obigen Verhältnisse aus dem jeweiligen ent
sprechenden Bereich fallen, kann das Unterprogramm den Sensor bestimmen, der eine
Unregelmäßigkeit aufweist, da zwei der obigen drei Verhältnisse außerhalb der entspre
chenden vorbestimmten Bereiche fallen, wenn bei einem Sensor eine Unregelmäßigkeit
auftritt.
Die Ergebnisse der Feststellung sind in die folgenden vier Fälle gegliedert.
Fall 1: Ni/No = außerhalb des Bereichs, No/Ne = außerhalb des Bereichs und Ne/Ni =
innerhalb des Bereichs,
Fall 2: Ni/No = außerhalb des Bereichs, No/Ne = innerhalb des Bereichs und Ne/Ni = au ßerhalb des Bereichs,
Fall 3: Fall 2: Ni/No = innerhalb des Bereichs, No/Ne = außerhalb des Bereiches und Ne/Ni = ist außerhalb des Bereichs und
Fall 4: andere als die Fälle 1-3.
Fall 2: Ni/No = außerhalb des Bereichs, No/Ne = innerhalb des Bereichs und Ne/Ni = au ßerhalb des Bereichs,
Fall 3: Fall 2: Ni/No = innerhalb des Bereichs, No/Ne = außerhalb des Bereiches und Ne/Ni = ist außerhalb des Bereichs und
Fall 4: andere als die Fälle 1-3.
Wenn die Ergebnisse der Bestimmung im Schritt S1201 dem Fall 1 entsprechen, geht
das Unterprogramm weiter zum Schritt 1106 der Fig. 18A. Wenn das Ergebnis der Be
stimmung im Schritt S1201 dem Fall 2 entspricht, geht das Unterprogramm weiter zum
Schritt S1107 der Fig. 18A.
Wenn die Ergebnisse der Feststellung im Schritt S1201 dem Fall 3 entsprechen, geht
das Programm weiter zum Schritt S1108 der Fig. 18A. Wenn das Ergebnis der Bestim
mung im Schritt S1201 keinem der Fälle 1-3 entspricht, geht das Unterprogramm weiter
zum Schritt 1110 der Fig. 18A und schaltet ein Flag an, daß alle Drehzahlsensoren so
arbeiten, wie sie sollen.
Indem der Sensor, der eine Unregelmäßigkeit aufweist, auf diese Weise bestimmt wird,
ist es außerdem möglich festzustellen, ob oder ob nicht ein spezifischer Sensor eine Un
regelmäßigkeit aufweist. Im Schritt S241 der Fig. 6 wird von den drei Drehzahlsensoren
64, 65, 68 eine Abnormalität nur beim Motordrehzahlsensor 68 festgestellt. Eine derarti
ge Bestimmung wird durch Verwendung dieses obigen Unterprogramms ermöglicht.
Wenn bei mehreren Sensoren gleichzeitig eine Unregelmäßigkeit in diesem Unterpro
gramm vorliegt, ist das Ergebnis der Feststellung dasselbe, wie wenn bei keinem Sen
sor eine Unregelmäßigkeit vorliegt. Eine derartige Situation ist jedoch sehr selten, und
auf eine Behandlung einer derartigen Situation wird bei diesem Ausführungsbeispiel
verzichtet.
Gemäß der oben beschriebenen Regelvorrichtung des Übersetzungsverhältnisses wird
die Auswirkung einer Unregelmäßigkeit bei der Regelung des Übersetzungsverhältnis
ses selbst dann minimiert, wenn einer der Drehzahlsensoren unregelmäßig arbeitet.
Der Gesamtinhalt der Tokugan Hei 10-175694 mit Anmeldetag 23. Juni 1998 in Japan,
der Tokugan Hei 10-209451 mit Anmeldetag 24. Juli 1998 in Japan, der Tokugan Hei
10-224663 mit Anmeldetag 7. August 1998 in Japan, und der Tokugan Hei 10-224665
mit Anmeldetag 7. August 1998 in Japan wird hiermit durch in Bezugnahme mit aufge
nommen.
Obwohl die Erfindung oben durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Änderungen und Modifikationen der oben beschrie
benen Ausführungsbeispiele sind einem Fachmann im Lichte der obigen Lehre ohne
weiteres klar.
Beispielsweise wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Feststellung einer Unregelmä
ßigkeit bezüglich des Motordrehzahlsensors 68, des Eingangsdrehzahlsensors 64 und
des Ausgangsdrehzahlsensors 65 durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, eine Unre
gelmäßigkeit anderer Drehzahlsensoren festzustellen. Bei einer Regelvorrichtung für
das Übersetzungsverhältnis, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor anstelle des
Ausgangsdrehzahlsensors verwendet, um die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu
erfassen, kann eine Unregelmäßigkeit des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors auf ähnli
che Weise festgestellt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Anzahl der Drehzahlsensoren
drei, derselbe Algorithmus kann allerdings verwendet werden, um eine Unregelmäßig
keit bei mehr als vier Sensoren festzustellen und zu bestimmen, bei welchem Sensor ei
ne Unregelmäßigkeit auftritt, indem die Anzahl der Fälle im Schritt S1201 erhöht wird.
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, zu denen ein Ausschließlichkeitsrecht oder -privileg
beansprucht werden, sind wie folgt definiert.
Claims (10)
1. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis zur Verwendung bei einem
stufenlos verstellbaren Fahrzeuggetriebe, wobei das Getriebe ein Ausgangs
moment eines Motors an ein Antriebsrad mit einem beliebigen Übersetzungs
verhältnis überträgt, und wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen Sensor (68) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors,
einen Sensor (64) zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes,
einen Sensor (65) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes, und
einen Mikroprozessor, der programmiert ist:
das Übersetzungsverhältnis des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Be reichs des Übersetzungsverhältnisses basierend auf Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68) zu regeln (87, S228),
basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68) eine Feststel lung zu treffen, ob einer der Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit auf weist (101, S231, S241, S1425), und
den vorbestimmten Bereich des Übersetzungsverhältnisses derart zu korrigie ren, daß er enger ist, wenn bei einem der Sensoren (64, 65, 68) festgestellt wurde, daß er eine Unregelmäßigkeit aufweist (98, S234).
einen Sensor (68) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors,
einen Sensor (64) zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes,
einen Sensor (65) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes, und
einen Mikroprozessor, der programmiert ist:
das Übersetzungsverhältnis des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Be reichs des Übersetzungsverhältnisses basierend auf Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68) zu regeln (87, S228),
basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68) eine Feststel lung zu treffen, ob einer der Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit auf weist (101, S231, S241, S1425), und
den vorbestimmten Bereich des Übersetzungsverhältnisses derart zu korrigie ren, daß er enger ist, wenn bei einem der Sensoren (64, 65, 68) festgestellt wurde, daß er eine Unregelmäßigkeit aufweist (98, S234).
2. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 1, wobei der
Ausgangsdrehzahlsensor (65) einen Sensor zum Erfassen einer Fahrgeschwin
digkeit des Fahrzeugs aufweist.
3. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 1, wobei der
Mikroprozessor (61) des weiteren programmiert ist, ein tatsächliches Überset
zungsverhältnis des Getriebes durch Teilung der Eingangsdrehzahl des Getrie
bes durch die Ausgangsdrehzahl des Getriebes zu berechnen (78, S122), eine
derartige Rückkopplungs-Korrektur des Übersetzungsverhältnisses durchzufüh
ren, daß ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis mit einem vorbestimmten
Soll-Übersetzungsverhältnis zusammenfällt (84, 85, S220), und zu verhindern,
daß die Rückkopplungs-Korrektur durchgeführt wird, wenn bei einem der Sen
soren (64, 65, 68) festgestellt wird, daß er eine Unregelmäßigkeit (S149) auf
weist.
4. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 3, wobei der
Mikroprozessor (61) weiter programmiert ist, die Durchführung der Rückkopp
lungs-Korrektur zu verhindern, indem ein Rückkopplungs-Korrekturbetrag gleich
0 gesetzt wird (S149).
5. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 1, wobei die
Feststellung eine Feststellung umfaßt, ob bei den Sensoren ein Signalpfad zu
sammengebrochen ist (S1101-S1103), und eine Feststellung, ob bei den Aus
gangssignalen der Sensoren eine Unregelmäßigkeit vorliegt (S1201).
6. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 1, wobei das
Getriebe ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe umfaßt, wobei die Regelvor
richtung weiter einen Sensor (59) zum Erfassen einer Durchflußmenge an Ein
saugluft des Motors aufweist und der Mikroprozessor (61) des weiteren pro
grammiert ist, eine Treibstoffeinspritzmenge des Motors anhand der Durch
flußmenge an Einsaugluft und der Motordrehzahl zu berechnen (S242, S248,
S249, S250), ein Eingangsmoment des Getriebes anhand der Treibstoffein
spritzmenge und der Motordrehzahl (S117) zu berechnen, einen Korrekturwert
des Drehmomentverschiebungsfehlers anhand des Eingangsdrehmoments des
Getriebes und eines vorbestimmten Soll-Übersetzungsverhältnisses zu berech
nen (S118), die Korrektur des Drehmomentverschiebungsfehlers zu verwenden,
um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu regeln, wenn bei keinem der
Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde (S220), und zu
verhindern, daß der Korrekturwert des Drehmomentverschiebungsfehlers zur
Regelung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes verwendet wird, wenn
bei einem der Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde
(S116).
7. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 6, wobei der
Mikroprozessor (61) des weiteren programmiert ist, die Verwendung des Kor
rekturwerts des Drehmomentverschiebefehlers zur Regelung des Überset
zungsverhältnisses des Getriebes zu verhindern, indem der Korrekturwert des
Drehmomentverschiebefehlers gleich 0 gesetzt wird (S116).
8. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 6, wobei der
Mikroprozessor (61) des weiteren programmiert ist, anhand eines Ausgangs
signals des Sensors (59) für die Durchflußmenge an Einsaugluft festzustellen,
ob bei dem Sensor (59) für die Durchflußmenge an Einlaßluft eine Unregelmä
ßigkeit vorliegt (S242), und die Verwendung des Korrekturwerts des Drehmo
mentverschiebefehlers zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses des Ge
triebes zu verhindern, wenn bei dem Sensor (59) für die Durchflußmenge an
Einlaßluft eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde.
9. Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis zur Verwendung bei einem
stufenlos verstellbaren Getriebe für ein Fahrzeug, wobei das Getriebe ein Aus
gangsmoment eines Motors an ein Antriebsrad mit einem beliebigen Überset
zungsverhältnis überträgt, wobei ferner die Vorrichtung umfaßt:
eine Einrichtung (68) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors,
eine Einrichtung (64) zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes,
eine Einrichtung (65) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes,
eine Einrichtung (87, S228) zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnis ses basierend auf Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68),
eine Einrichtung (101, S231, S241, S1425) zum Treffen einer Feststellung ba sierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68), ob bei einem der Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit vorliegt, und
eine Vorrichtung (98, S234) zum Korrigieren des vorbestimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses derart, daß er enger wird, wenn bei einem der Sen soren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird.
eine Einrichtung (68) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors,
eine Einrichtung (64) zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes,
eine Einrichtung (65) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes,
eine Einrichtung (87, S228) zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnis ses basierend auf Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68),
eine Einrichtung (101, S231, S241, S1425) zum Treffen einer Feststellung ba sierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren (64, 65, 68), ob bei einem der Sensoren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit vorliegt, und
eine Vorrichtung (98, S234) zum Korrigieren des vorbestimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses derart, daß er enger wird, wenn bei einem der Sen soren (64, 65, 68) eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird.
10. Verfahren zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses bei einem stufenlos
verstellbaren Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Getriebe ein Ausgangsmo
ment eines Motors an ein Antriebsrad in einem beliebigen Übersetzungsverhält
nis überträgt, wobei das Verfahren umfaßt:
Erfassen einer Drehzahl des Motors anhand eines Ausgangssignals eines Mo tordrehzahlsensors (68),
Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes anhand eines Ausgangssignals von einem Eingangsdrehzahlsensor (64),
Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes anhand eines Ausgangs signals von einem Eingangssignaldrehzahlsensor (65),
Regeln des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes innerhalb eines vorbe stimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses basierend auf den Aus gangssignalen der Sensoren (64, 65, 68),
Treffen einer Feststellung basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren, ob bei einem der Sensoren eine Unregelmäßigkeit vorliegt, und
Korrigieren des vorbestimmten Bereichs der Übersetzungsverhältnisse derart, daß er enger wird, wenn bei einem der Sensoren eine Unregelmäßigkeit festge stellt wurde.
Erfassen einer Drehzahl des Motors anhand eines Ausgangssignals eines Mo tordrehzahlsensors (68),
Erfassen einer Eingangsdrehzahl des Getriebes anhand eines Ausgangssignals von einem Eingangsdrehzahlsensor (64),
Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes anhand eines Ausgangs signals von einem Eingangssignaldrehzahlsensor (65),
Regeln des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes innerhalb eines vorbe stimmten Bereichs des Übersetzungsverhältnisses basierend auf den Aus gangssignalen der Sensoren (64, 65, 68),
Treffen einer Feststellung basierend auf den Ausgangssignalen der Sensoren, ob bei einem der Sensoren eine Unregelmäßigkeit vorliegt, und
Korrigieren des vorbestimmten Bereichs der Übersetzungsverhältnisse derart, daß er enger wird, wenn bei einem der Sensoren eine Unregelmäßigkeit festge stellt wurde.
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