DE19982931B4

DE19982931B4 - Übersetzungsverhältnissteuersystem eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes

Info

Publication number: DE19982931B4
Application number: DE19982931T
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Yokohama Adachi; Yutaka Zama Kaneko; Hiroyuki Fuzisawa Ashizawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: DE19982931T1; JP2000240780A; JP3606142B2; WO2000037833A1; US6430491B1

Abstract

Übersetzungsverhältnissteuersystem eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (4), mit
einer ersten Kompensationsvorrichtung (B31), die einen Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PA) auf der Basis eines endgültigen Sollverhältnisses (i_PT), das ein Endwert eines Übergangssollverhältnisses des Getriebes (4) ist und gemäß einem Fahrzustand, einer Zeitkonstanten (T_T), die eine vorbestimmte dynamische Eigenschaft für eine gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion darstellt, und einer Zeitkonstanten (T_P), die eine geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, bestimmt wird, so berechnet, dass die dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) kompensiert wird, um die gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion zu erzielen; und
einem Berechnungselement (B34) zur Berechnung eines Übergangssollverhältnisses (i_PM), das das Übergangssollverhältnis (i_PM) auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses (i_PT) und der Zeitkonstanten (T_T), die die vorbestimmte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, berechnet; gekennzeichnet durch
ein Berechnungselement (B35) zur Berechnung einer Korrekturgröße (i_PFB), das eine Korrekturgröße eines Übersetzungsverhältnisbefehlswerts (ipc) auf der Basis der Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis (i_PM) und einem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis (i_PR) berechnet; und...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übersetzungsverhältnissteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die JP 8-296708 A offenbart ein System für die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (CVT), wobei die Rillenbreite einer Riemenscheibe durch das Ansteuern eines Steuerventils für das Übersetzungsverhältnis unter Verwendung eines Schrittmotors variiert wird, und veranlasst wird, dass das Übersetzungsverhältnis einem Sollübersetzungsverhältnis (Übergangssollverhältnis) mit einer vom Gestalter gewünschten Dynamikeigenschaft folgt.

Das System umfasst eine Kompensatorvorrichtung der dynamischen Eigenschaft, die einen Befehlswert des Übersetzungsverhältnisses berechnet, so dass eine Reaktion auf das Übersetzungsverhältnis erreicht wird, die durch den Gestalter beabsichtigt ist, und eine Störungskompensationsvorrichtung, die eine Variation der dynamischen Eigenschaft des CVT und Störungen eliminiert. Diese Anordnung verwirklicht die Reaktion des Übersetzungsverhältnisses, die durch den Gestalter gewünscht wird, und erhöht die Stabilität des CVT gegenüber Variationen der dynamischen Eigenschaften oder Störungen.

Da jedoch die Kompensationsvorrichtung der dynamischen Eigenschaften eine Optimalwertkompensationsvorrichtung darstellt, kann eine Beeinträchtigung der Leistung der Geschwindigkeitsänderung durch die Grenze der Ansteuergeschwindigkeit des Schrittmotors (eine Hardware- oder eine Softwaregrenze) oder durch eine Winkelpositionsbegrenzung (ein Hardwareanschlag) nicht verhindert werden.

Obwohl eine Störungskompensationsvorrichtung vorgesehen ist, so soll diese Störungen, wie eine Variation der Parameter durch eine Beeinträchtigung des Öls oder durch Unstimmigkeiten bei der Herstellung (eine Variation der Zeitkonstanten, das ist eine Variation beim Ansprechverhalten), kompensieren. Die Störungskompensationsvorrichtung kann keine Kompensation liefern, wenn der Betrieb des Mechanismus zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses in der obigen Weise begrenzt ist.

Somit kann unter Bedingungen, wenn sich der Sollwert des Übersetzungsverhältnisses plötzlich diskontinuierlich ändert, wenn beispielsweise das Gaspedal stark niedergedrückt wird und ein Herunterschalten durchgeführt wird, oder wenn das Gaspedal losgelassen wird und ein Hinaufschalten durchgeführt wird, das gewünschte Ansprechverhalten des Übersetzungsverhältnisses nicht erzielt werden.

Um diese Situation zu verbessern, kann als Kompensationsvorrichtung der dynamischen Eigenschaften eine Rückkopplungskompensationsvorrichtung eingesetzt werden. Wenn jedoch die Kompensationsvorrichtung der dynamischen Eigenschaften als Rückkopplungskompensationsvorrichtung ausgebildet wird, so können das Ansprechen des Übersetzungsverhältnisses und das Ansprechen auf Störungen nicht unabhängig gestaltet werden.

Das heißt, obwohl die Kompensationsvorrichtung für die dynamischen Eigenschaften so gestaltet ist, dass das gewünschte Ansprechverhalten des Übersetzungsverhältnisses durch das Zurückführen des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses, das das durch die Störungskompensationsvorrichtung kompensierte Ergebnis einschließt, bestimmt, so dass die Kompensationsvorrichtung für die dynamischen Eigenschaften und die Störungskompensationsvorrichtung nicht unabhängig gestaltet werden können.

Ein dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 entsprechendes, aus der US 5,820,514 A bekanntes Übersetzungsverhältnissteuersystem eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes umfasst eine Kompensationsvorrichtung, die einen Übersetzungsverhältnisbefehlswert auf der Basis eines endgültigen Sollverhältnisses, das ein Endwert eines Übergangsverhältnisses des Getriebes ist und gemäß einem Fahrzustand, einer Zeitkonstanten, die eine vorbestimmte dynamische Eigenschaft für eine gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion darstellt, und einer Zeitkonstanten, die eine geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes darstellt, bestimmt wird, so berechnet, dass die dynamische Eigenschaft des Getriebes kompensiert wird, um die gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion zu erzielen. Zur Berechnung eines Übergangssollverhältnisses ist ein Element vorgesehen, das das Übergangssollverhältnis auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses und der Zeitkonstanten, die die vorbestimmten dynamischen Eigenschaften des Getriebes darstellt, berechnet.

Aus der WO 97/05407 A1 ist eine Vorrichtung zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlosen Getriebes bekannt, bei der die Soll-Übersetzung den Signaleingängen von Filtern zugeleitet wird. Um zu erreichen, dass das Fahrzeug bei einem Herunterschaltvorgang nicht verzögert wird, ist die Zeitkonstante eines der Filter adaptiv veränderlich ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Übersetzungsverhältnissteuersystem so zu verbessern, dass auch bei abrupter Änderung der Gaspedalstellung ein optimaler Schaltvorgang erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Übersetzungsverhältnissteuersystem mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines Übersetzungsverhältnissteuersystem eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (CVT) gemäß dieser Erfindung,

2 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer CVT-Steuereinheit zeigt,

3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Übersetzungsverhältnissteuersystems,

4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Winkelposition eines Schrittmotors und dem Übersetzungsverhältnis des CVT zeigt,

5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis, einer Drehzahländerungsrichtung und einer Zeitkonstanten, die die dynamische Eigenschaft des CVT darstellt, zeigt,

6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten, die die dynamische Eigenschaft des CVT zeigt, und einer Kappungsfrequenz eines Tiefpassfilters einer Störungskompensationsvorrichtung zeigt,

7 ein Flussdiagramm für die Beschreibung des Betriebs der CVT-Steuereinheit,

8 Simulationsergebnisse, wenn ein endgültiges Sollverhältnis in einem Übersetzungsverhältnissteuersystem des Standes der Technik variiert wird,

9 Simulationsergebnisse, wenn ein endgültiges Sollverhältnis in einem System für das Steuern des Übersetzungsverhältnisses gemäß dieser Erfindung variiert wird,

10, die ähnlich der 3 ist, aber ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform zeigt,

11 ein Blockdiagramm für die Gestaltung eines Berechnungselements für eine Korrekturgröße,

12 ein Blockdiagramm, das die Empfindlichkeitscharakteristik eines Filters K_μ0 und die Frequenzeigenschaften einer Rückkoppelschleife des Übersetzungsverhältnissteuersystems zeigt,

13, die ähnlich zu 7 ist, aber ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform zeigt,

14 eine Figur, die das Ergebnis zeigt, wenn ein Fahrzeug aus dem Stillstand unter Verwendung des Übersetzungsverhältnissteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform beschleunigt, und

15 eine Figur, die das Ergebnis zeigt, wenn ein Fahrzeug aus dem Stillstand unter Verwendung des Übersetzungsverhältnissteuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform beschleunigt.

Betrachtet man 1 der Zeichnungen, so umfasst ein Übersetzungsverhältnissteuersystem gemäß dieser Erfindung ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) 4 und eine CVT-Steuereinheit 1.
Das CVT 4 umfasst einen Drehzahländerungsmechanismus 17, der mit dem nicht gezeigten Motor über einen Vorwärts-Rückwärts-Umschaltmechanismus 10 und einen Drehmomentwandler 11 verbunden ist, eine Öldrucksteuereinheit 3, die den Öldruck für den Drehzahländerungsmechanismus 17 steuert, und einen Schrittmotor 2, der ein nicht gezeigtes Übersetzungsverhältnissteuerventil in der Öldrucksteuereinheit 3 ansteuert.
Der Drehzahländerungsmechanismus 17 ist mit einem Paar Riemenscheiben 5, 6, von denen die Rillenbreite variiert werden kann, und einem Keilriemen 7, der um sie herumgeschlungen ist, versehen. Der Drehzahländerungsmechanismus 17 variiert das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich durch das Variieren der Rillenbreite der Riemenscheiben 5 und 6.
Durch das Ansteuern des nicht gezeigten Übersetzungsverhältnissteuerventils in der Öldrucksteuereinheit 3 gemäß der Winkelposition des Schrittmotors 2 wird der Öldruck, der auf die Öldruckzylinder 8, 9, die auf der Hinterseite einer beweglichen konischen Platte der Riemenscheiben 5, 6 ausgebildet sind, eingestellt. Somit werden als Ergebnis die Rillenbreiten der Riemenscheiben 5, 6 gegenseitig invers variiert, und das Übersetzungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 17 wird variiert.
Die CVT-Steuereinheit 1 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Nur-Lese-Speicher und eine I/O-Schnittstelle, etc.
Ein Drosselklappenöffnungssignal TVO von einem Drosselklappenöffnungssensor 12, ein Schalthebelpositionssignal von einem Sperrschalter 13 und ein Öltemperatursignal von einem Öltemperatursensor 14, als auch ein Eingangsdrehzahlsignal N_pri von einem Eingangsdrehzahlsensor 15 des Drehzahländerungsmechanismus 17 und ein Ausgangsdrehzahlsignal N_sec von einem Ausgangsdrehzahlsensor 16 werden in die CVT-Steuereinheit 1 eingegeben.
Die CVT-Steuereinheit 1 berechnet ein endgültiges Sollverhältnis i_PT, wobei es sich um ein endgültiges Sollübersetzungsverhältnis handelt, das auf diesen verschiedenen Eingabesignalen basiert, und berechnet einen Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF so dass das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PR des Drehzahländerungsmechanismus 17 sich dem endgültigen Sollverhältnis i_PT mit einer vorbestimmten dynamischen Eigenschaft nähert. Der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF wird durch die CVT- Steuereinheit 1 in einen Befehlswert für die Winkelposition θ_C umgewandelt und an den Schrittmotor 2 ausgegeben.
2 zeigt die Konfiguration der CVT-Steuereinheit 1.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfasst die CVT-Steuereinheit 1 ein Berechnungselement B1 für das endgültige Sollverhältnis, ein Berechnungselement B2 für das tatsächliche Übersetzungsverhältnis, ein Berechnungselement B3 für den Übersetzungsverhältnisbefehlswert und eine Umwandlungsvorrichtung B4 für den Übersetzungsverhältnisbefehlswert.
Das Berechnungselement B1 berechnet das endgültige Sollverhältnis i_PT auf der Basis des Drosselklappenöffnungssignals TVO, das oben erwähnt wurde, des Eingangsdrehzahlsignals N_pri und des Ausgangsdrehzahlsignals N_sec, etc.. Das Berechnungselement B1 gibt das endgültige Sollverhältnis i_PT an das Berechnungselement B3 für den Übersetzungsverhältnisbefehlswert aus. Das endgültige Sollverhältnis i_PT wird in Abhängigkeit vom Fahrzustand bestimmt. Das endgültige Sollverhältnis i_PT wird durch das Nachschauen in einem Verzeichnis, das die Beziehung zwischen der Drosselklappenöffnung TVO, der Ausgangsdrehzahl N_sec und dem endgültigen Sollverhältnis i_PT, basierend beispielsweise auf der Drosselklappenöffnung TVO, spezifiziert.
Das Berechnungselement B2 berechnet das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PR des Drehzahländerungsmechanismus 17 durch die folgende Gleichung (1) aus der Eingangsdrehzahl N_pri und der Ausgangsdrehzahl N_sec des Drehzahländerungsmechanismus 17. iPR = Npri/Nsec (1)
Das Berechnungselement B2 gibt das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PR an das Berechnungselement B3 aus.
Das Berechnungselement B3 berechnet den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF für das Erzielen der Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht wird, auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses i_PT und des tatsächlichen Überset zungsverhältnisses i_PR. Das Berechnungselement B3 gibt dann den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF an die Umwandlungsvorrichtung B4 aus.
Die Umwandlungsvorrichtung B4 wandelt den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF in einen Winkelpositionsbefehlswert θ_C durch das Nachschauen in einem Verzeichnis, das die Beziehung zwischen der Winkelposition des Schrittmotors 2 und dem Übersetzungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 17 angibt. Die Umwandlungsvorrichtung B4 gibt dann den Befehlswert θ_C an den Schrittmotor 2 aus.
Als nächstes wird die Übersetzungsverhältnissteuerung, die durch die CVT-Steuereinheit 1 durchgeführt wird, unter Bezug auf die 3 bis 9 im Detail beschrieben.
3 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Übersetzungsverhältnissteuersystems.
Das Übersetzungsverhältnissteuersystem umfasst eine Kompensationsvorrichtung (erste Kompensationsvorrichtung) B31 der dynamischen Eigenschaft, eine Reaktionskorrekturvorrichtung B32, eine Störungskompensationsvorrichtung (zweite Kompensationsvorrichtung) B33, eine Umwandlungsvorrichtung B4 für den Übersetzungsverhältnisbefehlswert, das CVT 4, das gesteuert wird, und Addierer/Subtrahierer P₁, P₂, P₃.
Die dynamische Eigenschaft des CVT 4 kann durch eine Verzögerung erster Ordnung und eine Totzeit ausgedrückt werden, wie das durch die nächste Gleichung (2) gezeigt ist. GP = KP·e–Ls/(TP(iPR, sD)·s + 1) (2)

L: = Totzeit
s: = differentieller Operator
K_P: = Verstärkung des CVT 4,
T_P: = Zeitkonstante, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt,
i_PR: = wirkliches Übersetzungsverhältnis,
s_D: = Drehzahländerungsrichtung

Da die Winkelposition des Schrittmotors 2 und das Übersetzungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 17 nicht direkt proportional sind, wie das in 4 gezeigt ist, so wird die Verstärkung K_P des CVT 4 gemäß dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_PR des Drehzahländerungsmechanismus 17 berechnet.
Auch die Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 zeigt, variiert gemäß dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_PR und der Drehzahländerungsrichtung s_D (Richtung des Hochschaltens oder des Herabschaltens). Somit wird die Zeitkonstante T_P unter Bezugnahme auf ein Diagramm, das in 5 gezeigt ist und das auf Experimenten zur Kennwertermittlung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR und der Drehzahländerungsrichtung s_D basiert, berechnet.
Da die Zeitkonstante T_P durch den Druck der Öldruckquelle, der die Rillenbreite der Riemenscheiben 5, 6 variiert, beeinflusst wird, so kann der Druck der Öldruckquelle beim Berechnen der Zeitkonstante T_P ebenfalls in Betracht gezogen werden.
Darüber hinaus wird die Drehzahländerungsrichtung So unter Verwendung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR und Variablen des Servosystems des Übersetzungsverhältnisses bestimmt. Ein spezielles Verfahren zur Kennwertermittlung, bei dem die Öffnungsrichtung des Übersetzungsverhältnissteuerventils auf der Basis der Verschiebegröße des Übersetzungsverhältnissteuerventils berechnet wird, ist in der JP 8-338515 A , die vom japanischen Patentamt 1996 veröffentlicht wurde, beschrieben.
Jedes Element des Drehzahländerungssteuersystems wird nun unter Bezugnahme auf Obiges beschrieben.
Zuerst wird die Kompensationsvorrichtung B31 der dynamischen Eigenschaft beschrieben. Die Kompensationsvorrichtung B31 ist eine Optimalwert-Kompensationsvorrichtung.
Wenn die Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht wird, gegeben ist durch die nächste Gleichung GT = e–Ls/(TT·s + 1) (3)

T_T: = Zeitkonstante für das Erhalten der gewünschten Übersetzungsverhältnisreaktion (Zeitkonstante der vorbestimmten dynamischen Eigenschaft des Getriebes),

_PA

_PR

_PT

_T

iPA = ((TP(iPR, SD)·s + 1 )·iPT)/(TT·s + 1) (4)

T_P: = Zeitkonstante, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, und
T_T: = Zeitkonstante für das Erhalten der Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht wird.

Die Zeitkonstante T_T wird durch ein voreingestelltes Verzeichnis auf der Basis der Differenz zwischen dem endgültigen Sollverhältnis i_PT und einem Übergangssollverhältnis i_PM, das später erläutert wird, bestimmt.
Somit gibt die Kompensationsvorrichtung B31 den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA so aus, dass die Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht wird, mit dem endgültigen Sollverhältnis i_PT als Eingangsgröße erhalten wird.
Als nächstes wird die Reaktionskompensationsvorrichtung B32 beschrieben.
Die Kompensationsvorrichtung B32 umfasst ein Element B34 für die Berechnung des Übergangssollverhältnisses und ein Element B35 für die Berechnung der Korrekturgröße.
Das Berechnungselement B34 berechnet das Übergangssollverhältnis i_PM, das die Übersetzungsverhältnisreaktion, die vom Gestalter gewünscht wird, darstellt, mit dem endgültigen Sollverhältnis i_PT als Eingangsgröße, basierend auf der nächsten Gleichung (5). Das Übergangssollverhältnis i_PM ist ein Übergangssollwert, bis das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i_PR das endgültige Sollverhältnis i_PT erreicht. iPM = iPT/(TT·s + 1) (5)

T_T: = Zeitkonstante, die die Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht ist, zeigt.

Die Verzögerung durch die Totzeit des CVT 4 kann ebenfalls in Betracht gezogen werden, wie das in der folgenden Gleichung (6) gezeigt ist. iPM = e–Ls·iPT/(TT·s + 1) (6)
Im Berechnungselement B35 wird beispielsweise im Fall einer Proportionalsteuerung eine Differenz i_PERR = (i_PM – i_PR) des Übergangssollverhältnisses i_PM und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR, die das Ausgangssignal des Addierers/Subtrahierers P₁ darstellt, eingegeben, und eine Korrekturgröße i_PFB des Übersetzungsverhältnisbefehlswertes i_PA wird durch die nächste Gleichung (7) berechnet. iPFB = KFB × iPERR (7)

K_FB: = proportionale Verstärkung, die durch die Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, bestimmt wird.

Als nächstes wird die Störungskompensationsvorrichtung B33 beschrieben.
Die Kompensationsvorrichtung B33 verwendet die dynamische Eigenschaft des CVT 4, die durch die Gleichung (1) gegeben ist, als Referenzmodell, und sie ist so gestaltet, dass das Referenzmodell nicht durch die Massenproduktionsstreuung (Parameterfluktuation) und die Störung beispielsweise durch das Schnellerwerden des Schrittmotors gestört wird.
Die Kompensationsvorrichtung B33 umfasst insbesondere ein Filter, das eine angenäherte Nullpunkteinstellung (approximate zeroing) verwendet, und eine Störungskompensationsausgangssignal i_PD auf der Basis der folgenden Gleichung (8) aus dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_PR und dem Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF, der später beschrieben wird, berechnet. iPD = (iPR·(TP·s + 1)/(TH·s + 1)) – e–Ls·iPCF/(TH·s + 1) (8)
T_H ist die Kappungsfrequenz des Tiefpassfilters der Kompensationsvorrichtung B33, und sie wird gemäß der Zeitkonstanten T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, bestimmt.
Die Rückkoppelungsverstärkung K_FB und die Kappungsfrequenz T_H des Tiefpassfilters der Kompensationsvorrichtung B33 werden so gestaltet, dass die Stabilität des Steuersystems, die vom Gestalter gewünscht wird, erzielt wird. Wenn beispielsweise die Rückkoppelungsverstärkung K_FB auf 0,3 fixiert wird, und eine Stabilität von einem Störabstand der Verstärkung von mindestens 12 dB und ein Phasenstörabstand von mindestens 45 Grad gewährleistet wird, so gestaltet sich die Beziehung der Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, und der Kappungsfrequenz T_H so, wie das in 6 gezeigt ist.
Im Addierer/Subtrahierer P₂ wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA durch die Korrekturgröße I_PFB korrigiert, um den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PC zu berechnen. iPC = iPA + iPFB (9)
Nachfolgend wird im Addierer/Subtrahierer P₃ der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PC weiter durch das Störungskompensationsausgangssignal i_PD korrigiert, um einen endgültigen Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF zu berechnen. iPCF = iPC – iPD (10)
Durch das Versorgen des Schrittmotors 2 mit dem Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF, der aus der obigen Gleichung (10) berechnet wurde, erhält man eine Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch Störungen, wie Parameterfluktuationen, kaum beeinträchtigt wird, und die durch den Gestalter gewünscht wird.
Da jedoch das Übersetzungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 17 nicht proportional zur Winkelposition des Schrittmotors 2 ist, wird in der Umwandlungsvorrichtung B4 für den Übersetzungsverhältnisbefehlswert der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF in den Befehlswert θ_C für die Winkelposition des Schrittmotors umgewandelt, indem im Diagramm, das in 4 gezeigt ist, nachgeschaut wird, und dieser Wert wird an den Schrittmotor 2 ausgegeben.
Als nächstes wird der Betrieb des Übersetzungsverhältnissteuersystems unter Bezug auf das in 7 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
Zuerst wird in einem Schritt S11, nachdem eine vorbestimmte Zeit vergangen ist, die Eingangsdrehzahl N_pri des Drehzahländerungsmechanismus 17, die Ausgangsdrehzahl N_sec, die Drosselklappenöffnung TVO und die Schalthebelposition in einem Schritt S12 gemessen.
Als nächstes wird in einem Schritt S13 das endgültige Sollverhältnis i_PT, das ein endgültiges Sollübersetzungsverhältnis darstellt, auf der Basis der gemessenen Signale berechnet. In einem Schritt S14 wird die Drehzahländerungsrichtung s_D des Übersetzungsverhältnissteuerventils der Öldrucksteuereinheit 3 berechnet. In einem Schritt S15 wird die Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, durch ein Nachschauen im Diagramm, das in 5 gezeigt ist, auf der Basis des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR und der Drehzahländerungsrichtung so berechnet.
In einem Schritt S16 wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses i_PT, der Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, und der Zeitkonstante T_T, die die Übersetzungsverhältnisreaktion, die durch den Gestalter gewünscht wird, darstellt, berechnet. In einem Schritt S17 wird das Übergangssollverhältnis i_PM, das die durch den Gestalter gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion darstellt, auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses i_PT, der Zeitkonstante T_T und der Totzeit L berechnet.
In einem Schritt S18 wird die Differenz i_PERR des Übergangssollverhältnisses i_PM und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR berechnet. In einem Schritt S19 wird diese Differenz i_PERR mit der Rückkoppelverstärkung K_FB multipliziert, um die Korrekturgröße i_PFB zu berechnen.
In einem Schritt S20 wird das Störungskompensationsausgangssignal i_PD auf der Basis des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR und des Übersetzungsverhältnisbefehlswerts i_PCF berechnet. In einem Schritt S21 wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA durch die Korrekturgröße i_PFB korrigiert, um den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PC zu berechnen.
In einem Schritt S22 wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PC weiter durch das Störungskompensationsausgangssignal i_PD korrigiert, um den endgültigen Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF zu berechnen. In einem Schritt S23 wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF in den Winkelpositionsbefehlswert θ_C durch das Nachschauen in einem vorbestimmten Diagramm berechnet. In einem Schritt S24 wird dieser Befehlswert θ_C an den Schrittmotor 2 ausgegeben.
Somit wird gemäß diesem Flussdiagramm die Winkelposition des Schrittmotors 2 normalerweise so gesteuert, dass das wirkliche Übersetzungsverhältnis i_PR des Drehzahländerungsmechanismus 17 sich dem endgültigen Sollverhältnis i_PT mit einer vorbestimmten dynamischen Eigenschaft nähert. Wenn eine Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis i_PM und dem wirklichen Übersetzungsverhältnis i_PR durch die Ansteuergeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors 2 auftritt, wird die Korrekturgröße i_PFB zum Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA addiert.
Als nächstes werden die Ansprechempflindlichkeiten des Übersetzungsverhältnisses eines Übersetzungsverhältnissteuersystems des Standes der Technik und dem Übersetzungsverhältnissteuersystem der vorliegenden Erfindung verglichen.
Die 8 und 9 zeigen Simulationsergebnisse, wenn das endgültige Sollverhältnis von 0,47 bis 1,47 schrittweise in einem Übersetzungsverhältnissteuersystem des Standes der Technik und dem Übersetzungsverhältnissteuersystem dieser Erfindung variiert werden.
Die Simulation entspricht dem Fahrzustand, wenn das Übersetzungsverhältnis schnell zunimmt, wie wenn beispielsweise der Fuß vom Gaspedal genommen wird, und ein Hin aufschalten durchgeführt wird. Die Zeichnungsfiguren zeigen von oben nach unten Übersetzungsverhältnisse (endgültiges Sollverhältnis, Übergangssollverhältnis und tatsächliches Übersetzungsverhältnis), einen Übersetzungsverhältnisbefehlswert (Übersetzungsverhältnisbefehlswert vor und nach der Ansteuergeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors) und eine Übersetzungsverhältnisdifferenz (Differenz zwischen dem Übersetzungsverhältnisbefehlswert und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis).
Die Kompensationsvorrichtung für die dynamische Eigenschaft eines Übersetzungsverhältnissteuersystems des Standes der Technik ist so gestaltet, dass die Zeitkonstante T_T 0,5 Sekunden beträgt, und die Kompensationsvorrichtung für die dynamische Eigenschaft des Übersetzungsverhältnissteuersystems dieser Erfindung ist so gestaltet, dass die Zeitkonstante T_T 0,5 Sekunden beträgt, und die Rückkoppelverstärkung K_FB auf 0,3 fixiert ist.
Somit setzt sich in einem System des Standes der Technik, da die Kompensationsvorrichtung für die dynamische Eigenschaft nur eine Optimalwertkompensationsvorrichtung umfasst, die Wirkung der Grenze des Übersetzungsverhältnisbefehlswerts, verursacht durch die Ansteuergeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors (1,0 Sekunden–1,5 Sekunden) sogar dann fort, nachdem die Grenze beseitigt wurde (1,5 Sekunden–4 Sekunden), wie das in 8 gezeigt ist.
Das ergibt sich daraus, dass die Störungskompensationsvorrichtung nur für das Kompensieren von Störungen, wie Parameterfluktuationen des CVT durch eine Zersetzung des Öls oder durch Vorrichtungsinkonsistenzen, gedacht ist, und keine Kompensation liefern kann, wenn der Betrieb des Drehzahländerungsmechanismus begrenzt ist.
Andererseits wird in dieser Erfindung, wie das in 9 gezeigt ist, dennoch eine identisch Reaktion wie beim Stand der Technik erhalten, wenn die Drehzahl beginnt, sich zu ändern (1 Sekunde–1,5 Sekunden), da der Übersetzungsverhältnisbefehlswert nachfolgend durch die Reaktionskompensationsvorrichtung korrigiert wird, so dass das tatsächliche Übersetzungsverhältnis sich dem Übergangssollverhältnis (A in 9) nähert, wobei die Differenz kleiner als beim Verfahren des Standes der Technik (B in 9) wird.
Somit wird in dieser Erfindung, da die Wirkung der Begrenzung des Übersetzungsverhältnisbefehlswert durch die Ansteuergeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors, sich nicht fortsetzt, nachdem die Ansteuergeschwindigkeitsgrenzen aufgehoben wird, eine Beeinträchtigung der Übersetzungsverhältnisreaktion, sogar bei einem Laufzustand, bei dem sich der Übersetzungsverhältnissollwert diskontinuierlich ändert, unterdrückt. Die hier gezeigten Simulationsergebnisse beziehen sich auf den Fall, bei dem das endgültige Sollverhältnis schrittartig ansteigt, aber es wird ein identischer Effekt erzielt, sogar dann wenn es schrittweise abnimmt.
In der oben erwähnten Ausführungsform wird die dynamische Eigenschaft des CVT 4, die gesteuert wird, vorher mit dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_PR und der Öffnungsrichtung s_D des Drehzahländerungssteuerventils als Argumente gemessen, und die Zeitkonstante T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, wird unter Verwendung eines Diagramms auf der Basis dieses gemessenen Ergebnisses geschätzt.
Da jedoch die Öffnungsrichtung s_D des Drehzahländerungssteuerventils, die ein Argument des Diagramms darstellt, unter Verwendung des wirklichen Übersetzungsverhältnisses i_PR oder von Parametern des Übersetzungsverhältnisservosystems bestimmt wird, gibt es die Möglichkeit, dass die Öffnungsrichtung So nicht korrekt identifiziert wird, wenn die Variation der Zeitkonstanten klein ist. Wenn die Öffnungsrichtung so nicht korrekt identifiziert wird, so wird die Zeitkonstante T_P ebenfalls nicht korrekt geschätzt, und dies wird eine geringe Wirkung auf die Leistung des Übersetzungsverhältnisservos haben.
Das kommt daher, dass die Störungskompensationsvorrichtung B33 ein Filter umfasst, das eine genäherte Nullpunkteinstellung verwendet, wenn sich die Zeitkonstante diskontinuierlich verändert, wie wenn es eine Umschaltung von einem Hinaufschalten zu einem Herabschalten gibt, und die Zeitkonstante, die die vorbestimmte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, sich vom der geschätzten Zeitkonstanten unterscheidet, wobei die Störungskompensationsvorrichtung B33 eine übermäßige Kompensation durchführt, obwohl keine Störungen aufgetreten sind. Ein identischer Effekt tritt auch auf, wenn das Diagramm der dynamischen Eigenschaften, das vorher gemessen wurde, sich von der tatsächlichen dynamischen Eigenschaft durch Produktionsinkonsistenzen, wie Einstellfehler des CVT-Drehzahländerungsmechanismus 17 unterscheidet.
Die nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsform löst das oben erwähnte Problem und erhöht weiter die Leistung der Übersetzungsverhältnisreaktion.
10 ist ein Blockdiagramm eines Übersetzungsverhältnissteuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform.
Das Übersetzungsverhältnissteuersystem umfasst die dynamische Eigenschaftskompensationsvorrichtung B31, die Reaktionskorrekturvorrichtung B32, die Übersetzungsverhältnisbefehlswertumwandlungsvorrichtung B4 und das CVT 4. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist eine Störungskompensationsvorrichtung, die ein Filter umfasst und eine genäherte Nullpunkteinstellung verwendet, nicht vorgesehen.
Die Reaktionskorrekturvorrichtung B32 umfasst das Element B34 zur Berechnung des Übergangssollverhältnisses und das Element B35 zur Berechnung der Korrekturgröße, wobei sich aber die Konfiguration des Berechnungselements B35 von der der ersten Ausführungsform unterscheidet.
In der ersten Ausführungsform multipliziert nämlich die Berechnungseinheit B35 die Differenz i_PERR des Übergangssollverhältnisses i_PM und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR mit der proportionalen Verstärkung K_FB, um die Korrekturgröße i_PFB des Übersetzungsverhältnisbefehlswertes i_PA zu berechnen. Andererseits weist in der zweiten Ausführungsform das Berechnungselement B35 integrierende Eigenschaften auf und berechnet die Korrekturgröße i_PFB unter Verwendung eines Filters K_μ0, das eine Stabilität, die gegenüber der Variation der Zeitkonstanten T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, kompensiert ist, und die Totzeit e^–Ls aufweist.
Nachfolgend wird das Gestaltungsverfahren für das Berechnungselement B35 beschrieben.
11 ist ein Blockdiagramm für die Gestaltung des Berechungselements B35. Der Teil, der durch die gestrichelte Linie in der Zeichnungsfigur eingeschlossen ist, ist ein allgemein gesteuertes System (eine verallgemeinerte Anlage), die die Unbestimmtheit, verursacht durch die Variation der Zeitkonstanten T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, und die Unbestimmtheit, verursacht durch die Totzeit der dynamischen Eigenschaft des CVT 4 als Störungen darstellt.
Dies wird zuerst unter Verwendung des internen Modellprinzips detaillierter beschrieben, wobei eine Kompensationsvorrichtung W_I(s) eingestellt wird, um zu gewährleisten, dass die Anlage des gesteuerten Systems mit Integrationseigenschaften vorgesehen wird, und ein Filter K_μ0 Integrationseigenschaften aufweist. WI(s) = (s + 1)/s (11)
Durch das Formulieren eine verallgemeinerten gesteuerten Systems, um das Filter K_μ0 zu gestalten, kann eine Abweichung des Stationärbetriebs eliminiert werden, und das geschlossene Kreissystem kann gegenüber jeder Frequenz absolut stabil gemacht werden.
Betrachtet man die Variation der Zeitkonstanten T_P, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des CVT 4 darstellt, so wird T_PO als Mittelwert der Variation der Zeitkonstanten genommen, und die maximale Variation der Variation der Zeitkonstanten vom Mittelwert T_P0 wird als ΔT_Pmax angenommen.
Betrachtet man die Totzeit e^–Ls des CVT 4, so kann diese Unbestimmtheit durch eine multiplikative Variation e^–Ls – 1 dargestellt werden, und sie kann daher durch die folgende Übertragungsfunktion dargestellt werden. WL(s) = (2,1·L·s)/(L·s + 1) (12)
Die folgende Gleichung (13) gilt dann für eine beliebige Frequenz ω. |e–Ljw – 1| < |WL(jw)| (13)
Wenn die Unbestimmtheit der Totzeit e^–Ls durch die Herstellungsinkonsistenzen oder eine Beeinträchtigung durch das Alter stark variiert, so kann eine Fluktuation n_e in Betracht gezogen werden, wie das in der folgenden Gleichung (14) gezeigt ist. WL(s) = (2,1·ne·L·s)/(ne·L·S + 1) (14)
Die Steuerung K(s) = (K_μ0·W_I(s)^–1) wird unter Verwendung der Eigenart des CVT 4, die durch die oben beschriebenen Gleichungen definiert ist, gestaltet. Hier wird eine μ-Analyse für die Stabilitätsanalyse/die Gestaltung des Steuersystems verwendet, und die Stabilität für die beliebige Frequenz ω wird durch das Einstellen des Gestaltungsparameters W_C kompensiert. Die so erhaltene Regelgröße K(s) wird mit W_I(s) multipliziert, um den Filter K_μ0(s) des Berechnungselements B35 zur berechnen.
Ein Beispiel des Filters K_μ0(s), der auf diese Weise berechnet wurde, ist in der nächsten Gleichung (15) gezeigt. Kμ0(S) = Nμ0(s)/Dμ0(s) Nμ0(s) = 3,5232 × 1014 s14 + 6,5122 × 106 s13 + 3,4334 × 108 s12 + 4,8069 × 109 S11 + 2,9640 × 1010 s10 + 9,3282 × 1010 s9 + 1,5345 × 1011 s8 + 1,2406 × 1011 s7 + 5,1195 × 1010 s6 + 1,1092 × 1010 s5 + 1,2861 × 109 s4 + 7,9213 × 107 s3 + 2,5077 × 106 s2 + 3,7009 × 104 s + 2,0110 × 102 Dμ0(s) = s15 + 9,5530 × 103 s14 + 2,4931 × 106 s13 + 2,2938 × 108 s12 + 7,9892 × 109 s11 + 5,7592 × 1010 s10 + 1,5521 × 1011 s9 + 1,5828 × 1010 s8 + 7,4276 × 1010 s7 + 1,7406 × 1010 s6 + 2,1247 × 109 s5 + 1,3547 × 108 s4 + 4,3930 × 106 s3 + 6,5900 × 104 s2 + 3,6241 × 102 s (15)
Es kann sein, dass das Filter K_μ0 nur einen proportionalen Term und einen integralen Term umfasst, wie das durch die nächste Gleichung (16) gezeigt ist, und die Koeffizienten k_p, k_I, die das System mit der geschlossenen Regelschleife gegenüber einer Variation der Zeitkonstanten T_P und der Totzeit e^–Ls stabilisieren, können durch eine μ-Analyse bestimmt werden. Kμ0(s) = (kp·s + kI)/s kP = 0,6 kI = 0,5 (16)
Betrachtet man Gleichung (15), so kann auch ein Filter mit Dimensionen, die durch eine Nullpollöschung etc. erniedrigt werden, als Filter K_μ0 verwendet werden. In diesem Fall werden N_μ0 und D_μ0 folgendermaßen festgesetzt. Nμ0 = 3,5232 × 104 s5 + 2,9117 × 106 s4 + 4,0688 × 107 s3 + 2,2479 × 108 s2 + 5,5866 × 108 s + 5,3734 × 108 Dμ0 = s6 + 9,4564 × 103 s5 + 1,5797 × 106 s4 + 7,5474 × 107 s3 + 4,7536 × 108 s8 + 8,4804 × 108 s
12 zeigt die Empfindlichkeitskurven des Filters, die durch die Gleichung (15) dargestellt werden, und das Filter, das durch die Gleichung (16) dargestellt wird, und die Frequenzkurven der geschlossenen Schleife des Übersetzungsverhältnissteuersystems, wenn diese für das Berechnungselement B35 verwendet werden.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist die Verstärkung der Empfindlichkeitskurven für beide Filter im niederfrequenten Bereich klein, das heißt, die Filter haben integrierende Eigenschaften, wobei der Effekt unbestimmter Elemente auf die Eigenschaften der geschlossenen Schleife wenig unterdrückt wird.
Betrachtet man die Eigenschaften des Regelkreises, so ist auf der Seite der niedrigen Frequenz (weniger als 0,1 rad/sec), die Verstärkung 1, um zu gewährleisten, dass eine permanente Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis nicht auftritt, und auf der Seite der hohen Frequenz (über 1 rad/sec), hat die Verstärkung keine Spitze und wird unterdrückt, so dass die Wirkung unbestimmter Elemente gering ist.
Die Berechnungseinheit 35 gibt die Differenz i_PERR des Übergangssollverhältnisses i_PM und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR durch den Filter K_μ0, der auf diese Art gestaltet ist, und berechnet die Korrekturgröße i_PFB des Übersetzungsverhältnisbefehlswertes i_PA. Der Addierer/Subtrahierer P₂ korrigiert den Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA durch die Korrekturgröße i_PFB und berechnet den endgültigen Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF. iPCF = iA + iPFB (17)
Dieser Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF wird in den Winkelpositionsbefehlswert θ_C in der Umwandlungsvorrichtung B4 umgewandelt und an den Schrittmotor 2 ausgegeben.
Als nächstes wird die Funktion der CVT-Steuereinheit 1 unter Bezug auf das Flussdiagramm der 13 beschrieben.
Die Verarbeitung bis zum Schritt S18 ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, wobei nur die Verarbeitung nach dem Schritt S30 anders ist.
Im Schritt S30 wird die Differenz i_PERR des Übergangssollverhältnisses i_PM und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i_PR durch den Filter K_μ0 gegeben, und die Korrekturgröße i_PFB wird berechnet.
In einem Schritt S31 wird der Übersetzungsbefehlswert i_PA durch das Addieren der Korrekturgröße i_PFB korrigiert, um den endgültigen Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF zu berechnen.
In einem Schritt S32 wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PCF in den Winkelpositionsbefehlswert θ_C durch das Nachschauen in einem vorbestimmten Diagramm umgewandelt, und der Winkelpositionsbefehlswert θ_C wird in einem Schritt S33 an den Schrittmotor 2 ausgegeben.
Somit wird gemäß dieser zweiten Ausführungsform die Winkelposition des Schrittmotors 2 so gesteuert, dass das wirkliche Übersetzungsverhältnis i_PR des Drehzahländerungsmechanismus 17 sich dem endgültigen Sollverhältnis i_PT mit einer vorbestimmten Dynamikeigenschaft annähert. Wenn eine Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis i_PM und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i_PR durch die Antriebsgeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors 2 etc. auftritt, so wird der Übersetzungsverhältnisbefehlswert i_PA auf der Basis der Korrekturgröße i_PFB korrigiert.
Als nächstes wird die Wirkung dieser zweiten Ausführungsform im Vergleich zur ersten Ausführungsform beschrieben.
Die 14 und 15 zeigen das Ergebnis der Fahrzeugbeschleunigung vom Stillstand unter Verwendung des Übersetzungsverhältnissteuersystem gemäß den ersten beziehungsweise zweiten Ausführungsformen. In einer solchen Situation wird, da die Information bezüglich des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses etc. nicht stabil ist, und die Öffnungsrichtung (Drehzahländerungsrichtung) des Drehzahländerungssteuerventils nicht genau bekannt ist, die Zeitkonstante des CVT 4 oft falsch geschätzt.
Somit bewirkt im Übersetzungsverhältnissteuersystem der ersten Ausführungsform, wenn die Zeitkonstante falsch geschätzt wird, das tatsächliche Übersetzungsverhältnis ein Überschwingen, und das tatsächliche Übersetzungsverhältnis wird kleiner als das Übergangssollverhältnis, wie das in 14 gezeigt ist.
Andererseits kann im Übersetzungsverhältnissteuersystem der zweiten Ausführungsform das tatsächliche Übersetzungsverhältnis so ausgelegt werden, dass es dem Übergangssollverhältnis folgt, ohne ein Überschwingen zu bewirken, wie das in 15 gezeigt ist, sogar wenn die Zeitkonstante, die das CVT 4 darstellt, falsch geschätzt wird. Das kommt daher, da das Übersetzungsverhältnissteuersystem der zweiten Ausführungsform so konstruiert ist, dass unbestimmte Elemente nicht in das Regelschleifensystem einfließen, und ihre Wirkung somit unterdrückt wird.
In dieser zweiten Ausführungsform kann auch, wenn eine Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis durch die Antriebsgeschwindigkeitsgrenze des Schrittmotors etc. auftritt, eine Korrektur an das Ausgangssignal der Kompensationsvorrichtung B31 für die dynamische Eigenschaft wie in der ersten Ausführungsform angelegt werden, um die Differenz zwischen dem Übersetzungsverhältnisbefehlswert und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis zu vermindern.
Weiterhin wird, da das Ausgangssignal des Berechnungselements B35 zum Ausgangssignal der Kompensationsvorrichtung B31 für die dynamische Eigenschaft addiert wird, die Kompensationsvorrichtung B31 für die dynamische Eigenschaft nicht durch das Ausgangssignal des Berechnungselements B35 beeinflusst. Somit können die Übersetzungsverhältnisreaktion und die Ansprechempfindlichkeit gegenüber Störungen unabhängig voneinander gestaltet werden.
Die Erfindung wurde für den Fall einer Ausführungsform, die auf ein Übersetzungsverhältnissteuersystems eines Keilriemen-CVT angewandt wird, beschrieben, wobei die Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist, sondern sie vielmehr in allgemeinen Weise auf Übersetzungsverhältnissteuersysteme angewandt werden kann, die ein Übersetzungsverhältnis unter Verwendung eines Schrittmotors oder dergleichen steuern. Wei terhin ist das Blockdiagramm des Übersetzungsverhältnissteuersystems nicht auf die hier gezeigte Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, die Erfindung auf jedes äquivalente System anzuwenden.
Wie oben erwähnt wurde, ist das Übersetzungsverhältnissteuersystem dieser Erfindung als ein Übersetzungsverhältnissteuersystem für ein CVT nützlich. Wenn der Betrieb eines Übersetzungsverhältnismechanismus begrenzt ist, und eine Differenz zwischen einem Übergangssollverhältnis und einem wirklichen Übersetzungsverhältnis auftritt, so kann die Erfindung für das Vermindern der Differenz und für das Erzielen einer gewunschten Übersetzungsverhältnisreaktion verwendet werden.

Claims

Übersetzungsverhältnissteuersystem eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (4), mit einer ersten Kompensationsvorrichtung (B31), die einen Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PA) auf der Basis eines endgültigen Sollverhältnisses (i_PT), das ein Endwert eines Übergangssollverhältnisses des Getriebes (4) ist und gemäß einem Fahrzustand, einer Zeitkonstanten (T_T), die eine vorbestimmte dynamische Eigenschaft für eine gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion darstellt, und einer Zeitkonstanten (T_P), die eine geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, bestimmt wird, so berechnet, dass die dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) kompensiert wird, um die gewünschte Übersetzungsverhältnisreaktion zu erzielen; und einem Berechnungselement (B34) zur Berechnung eines Übergangssollverhältnisses (i_PM), das das Übergangssollverhältnis (i_PM) auf der Basis des endgültigen Sollverhältnisses (i_PT) und der Zeitkonstanten (T_T), die die vorbestimmte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, berechnet; gekennzeichnet durch ein Berechnungselement (B35) zur Berechnung einer Korrekturgröße (i_PFB), das eine Korrekturgröße eines Übersetzungsverhältnisbefehlswerts (ipc) auf der Basis der Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis (i_PM) und einem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis (i_PR) berechnet; und einen Addierer/Subtrahierer (P₂), der den Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PC) auf der Basis der Korrekturgröße (i_PFB) korrigiert; wobei das Getriebe (4) auf der Basis des korrigierten Übersetzungsverhältnisbefehlswertes (i_pc) gesteuert wird.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem außerdem eine zweite Kompensationsvorrichtung (B33) umfasst, die den korrigierten Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PC) durch ein Filter, das eine genäherte Nullpunkteinstellung verwendet, zusätzlich korrigiert, so dass Störungen, die auf das Getriebe (4) wirken, kompensiert werden.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungselement (B35) für die Berechnung der Korrekturgröße die Korrekturgröße (i_PFB) des Übersetzungsverhältnisbefehlswerts (i_PA) durch das Hindurchleiten der Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis (i_PM) und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis (i_PR) durch eine Funktion, die gemäß der Zeitkonstanten (T_P) bestimmt wird, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, berechnet.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungselement (B35) zur Berechnung der Korrekturgröße die Korrekturgröße (i_PFB) des Übersetzungsverhältnisbefehlswertes (i_PA) durch das Hindurchleiten der Differenz zwischen dem Übergangssollverhältnis (i_PM) und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis (i_PR) über ein Filter (K_μ0), aus dem die Stabilität relativ zur Variation der Zeitkonstanten (T_P), die die geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, berechnet.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (K_μ0) integrierende Eigenschaften aufweist.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (K_μ0) so gestaltet ist, dass die Frequenzeigenschaften eines Steuersystems mit geschlossener Regelschleife, das das Berechnungselement (B35) für die Berechnung der Korrekturgröße und das Getriebe (4) umfasst, im Gebiet niederer Frequenzen eine Verstärkung von 1 und im Gebiet hoher Frequenzen keine Verstärkungsspitze aufweist.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (K_μ0) unter Verwendung eines verallgemeinerten Steuersystems, das die Variation der Zeitkonstanten (T_P), die die geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, einschließt, gestaltet ist.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (K_μ0) unter Verwendung eines verallgemeinerten Steuersystems, das eine Totzeit (e^–Ls) der dynamischen Eigenschaften des Getriebes (4) einschließt, gestaltet ist.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kompensationsvorrichtung (B31) den Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PA) durch das Hindurchleiten des endgültigen Sollverhältnisses (i_PT) durch ein Filter berechnet, das durch das Multiplizieren der Inversen einer Übertragungsfunktion, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt, mit einer Übertragungsfunktion, die die vorbestimmte dynamische Eigenschaft darstellt, erhalten wird.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kompensationsvorrichtung (B31) den Übersetzungsverhältnisbefehlswert (i_PA) durch das Hindurchleiten des endgültigen Sollverhältnisses (i_PT) über ein Filter erster Ordnung/erster Ordnung, das dargestellt wird durch: GTC = (TP·s + 1)/(TT·s + 1)berechnet, wobei T_P = Zeitkonstante, die die geschätzte dynamische Eigenschaft des Getriebes (4) darstellt; und T_T = Zeitkonstante, die die vorbestimmte dynamische Eigenschaft darstellt.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Totzeit (e^–Ls) in der dynamischen Eigenschaft des Getriebes (4) vorhanden ist, das Berechnungselement (B34) zur Berechnung des Übergangssollverhältnisses das Übergangssollverhältnis (i_PM) unter Berücksichtigung einer Verzögerung, die der Totzeit (e^–Ls) entspricht, berechnet.
Übersetzungsverhältnissteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem einen Mikroprozessor (1) umfasst.