DE3430401A1

DE3430401A1 - Steuerungseinrichtung fuer ein getriebe mit stufenlos veraenderlichem uebersetzungsverhaeltnis

Info

Publication number: DE3430401A1
Application number: DE19843430401
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Tokio/Tokyo Tanaka
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1983-08-19
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1985-03-07
Also published as: US4638691A; FR2550739A1; GB2147373A; JPS6044657A; GB8420394D0

Description

PH 19 027-514/Sü

Steuerungseinrichtung für ein Getriebe mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Beeinflussen des Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis entsprechend den Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs.

Als Steuerungseinrichtung für ein Getriebe mit stufenlos veränderlichem übersetzungsverhältnis ist bislang ein elektrohydraulisches Servosystem, das ein elektrohydraulisches Servo-Kolbenventil oder -drehventil verwendet, bekannt. Wegen dieser Servoventile ist das bekannte System teuer und im Aufbau kompliziert und es wirft auch hinsichtlich der Zuverlässigkeit wegen des Einflusses von Staub und Schmutz Probleme auf. Weiterhin ergeben sich instabile Betriebszustände, insbesondere wird die Geschwindigkeitsregelung instabil, wenn elektronische oder mechanische Fehler auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die auf den Einsatz von Servoventilen verzichten kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Verwendung digital gesteuerter Hochgeschwindigkeits-Elektromagnetventile, die digital arbeiten, d.h. lediglich einen Auf- und einen Schließ-Zustand kennen.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt ein vollständiges System nach der vorliegenden Erfindung, angewendet an einem Getriebe mit stufenlos veränderlichem übersetzungsverhältnis vom torischen Typ.

In einem solchen Getriebe sind eine Mehrzahl von Treibrollen 22 so angeordnet, daß sie in Eingriff mit der torischen Oberfläche einer Eingangs- (Ausgangs-)Scheibe 21 gebracht werden, die koaxial auf einer Eingangs- (Aus- __ gangs-) Welle 20 angeordnet ist, so daß ein großes Drehmoment von einer Antriebskraft übertragen werden kann, die in der in Eingriff befindlichen Oberfläche erzeugt wird. Drehglieder 13 und 14 tragen drehbar die Treibrollen 22 und sind in einem Gehäuse drehbar um eine Ach-

se gelagert, die senkrecht zu den Drehachsen der Treib-30

rollen verläuft. Die Eingangs- und Ausgangswellen können in Richtung der Drehachsen bewegt werden, wodurch die Drehglieder 13 und 14 in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden können, um dadurch den Eingriffsradius an

der Eingangs- (Ausgangs-) Scheibe 21 zu verändern und das 35

übersetzungsverhältnis zu ändern.

-.r- S

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Mit den Bezugszeichen 9,10,11 und 12 sind Hydraulikzylinder zum Bewegen der Drehelemente 13 und 14 in d-er Richtung der Drehachse bezeichnet, während mit den Bezugszeichen 5,6,7 und 8 Hochgeschwindigkeits-Magnetventile bezeichnet sind, die in den hydraulischen Leitungen, die zu den oben erwähnten Zylindern führen, angeordnet sind. Die Bezugszeichen 15 und 16 bezeichnen Detektoren zum Ermitteln des Betrages der Bewegung y des Drehgliedes 13 in Richtung der Drehachse und des Betrages des Drehwinkels 0 desselben Drehgliedes um die Drehachse.

Das Prinzip der Beeinflussung des übersetzungsverhält-15

nisses dieses stufenlos veränderbaren Getriebes wird nun beschrieben. Mit dem Bezugszeichen 1 sind Betriebsartenschalter bezeichnet, in denen das Verhältnis zwischen den optimalen Bedingungen, wie Bremsmoment, Kraftstoffverbrauch, Maschinendrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit und opitmales übersetzungsverhältnis in einem elektronischen Speicher gespeichert sind. Wenn der Fahrzeugführer durch Auswahl eines gewünschten Fahrbetriebes M aus den verschiedenen Betriebsarten einen

__ Schalter einschaltet und das Fahrzeug fährt oder wenn 25

der Fahrer aus dem Stillstand anfährt, dann errechnet der Steuerkreis das vorgespeicherte optimale Übersetzungsverhältnis Ero aus dem Signal der Beschleunigeröffnung U und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in überein-

Stimmung mit der eingestellten Betriebsart und führt 3Ü

das Signal Ero einer zentralen Prozessoreinheit 18 zu, wenn der Fahrer durch Druck auf das Gaspedal 2 versucht, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern.

Andererseits wird jede vom Getriebe verlangte Schaltbe-35

triebsart, d.h. jede Einstellung die automatisches Schalten, fester dritter Gang, fester zweiter Gang, fester erster Gang, neutrale Stellung oder Rückwärts-

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gang durch einen Wahlschalter 4 gewählt und das dadurch erzeugte Signal wird ebenfalls der zentralen Prozessoreinheit 18 zugeführt.

Die zentrale Prozessoreinheit 18 verarbeitet daher das Verhältnis zwischen dem optimalen übersetzungsverhältnis Ero vom Betriebsartenschalter 1 und das Getriebe_n schaltartensignal vom Schalter 4 und errechnet daraus das geeignete übersetzungsverhältnis Er und gibt ein Impulssignal ab, das die Hochgeschwindigkeits-Magnetventile 4 bis 8 öffnet und schließt und diese Ventile in Intervallen von einigen 10 Mikrosekunden in Zuordnung

,_ miteinander betätigt, um dadurch die Menge des Öles zu Ib

regeln, das in oder aus den Zylindern 9 bis 12 fließt : und die Drehelemente 13 und 14 durch ein Zielventil yo in der Richtung der Drehachse und in entgegengesetzten Richtungen bewegt, woraus als Folge die Drehelemente um

einen vorbestimmten Betrag θ in entgegengesetzten Rich-20

tungen drehen. Hierdurch wird der Radius des Eingriffskreises an der Eingangs-(Ausgangs-) Scheibe 21 der Treibrollen 22 auf vorbeschriebene Weise verändert und die" Regelung des Übersetzungsverhältnisses wird durchgeführt,

um das geeignete übersetzungsverhältnis Er der Größe nach 25

einzustellen.

Der Betrag der Bewegung y und die Größe des Drehwinkels θ werden durch Detektoren ermittelt, wie beispielsweise

ein Linearpotentiometer 15 und ein Drehpotentiometer 16, 30

und diese Daten werden einem Steuerverstärker 17 zugeführt. Das geeignete übersetzungsverhältnis Er wird dem Steuerverstärker 17 von der zentralen Prozessoreinheit 18 zugeführt und der Fehler Ay zwischen dem Betrag der

Bewegung y und dem Zielwert yo wird errechnet, so daß das 35

Getriebeübersetzungsverhältnis, d.h. die Größe des Drehwinkels 9 in Übereinstimmung gebracht wird mit dem Betrag des Drehwinkels Oo der dem geeigneten übersetzungs-

-r-

verhältnis, d.h. Er entspricht, und die Regelung wird so durchgeführt, daß der Fehler 0 wird.

Es ist weiterhin ein Impulsbreitenmodulationskreis zum Beeinflussen der Öffnungszeit der Hochgeschwindigkelts-Magnetventile 5 bis 8 vorgesehen, um die Geschwindigkeit des Betrages der Bewegung y zu beschleunigen und die Ver-Stellzeit zu verkürzen. Ein solcher Modulationskreis kann in der zentralen Prozessoreinheit 18 inkorporiert sein.

Die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist ein Beispiel, das sich auf die Veränderung des überset-

,_ zungsverhältnisses eines stufenlos veränderbaren Getrie-15

bes vom torischen Typ bezieht.Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auch auf ein stufenlos veränderbares Getriebe anwendbar, das einen Hydraulikzylinder zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses verwendet, beispielsweise ein mit Riemen arbeitendes Getriebe und, wie zuvor beschrieben ist das erfindungsgemäße System billig und ist schmutzunempfindlich und man kann eine sichere Veränderung des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos veränderlichen Getriebes mit ihr erreichen.

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Claims

15 Steuerungseinrichtung für ein Getriebe mit stufenlos veränderlichem übersetzungsverhältnis

Patentansprüche

25 1. Vorrichtung zum automatischen Beeinflussen des Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis eines Fahrzeugs entsprechend der vom Fahrzeugführer gewählten Betriebsart des Fahrzeugs, mit einem Getriebe mit stufenlos veränder-

30 lichem übersetzungsverhältnis zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite und Einrichtungen mit einem Hydraulikzylinder zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, gekennzeichnet durch eine hydraulische

35 Druckquelle, einen hydraulischen Kreis, der an die Druckquelle angeschaltet ist und diese mit dem hydraulischen Zylinder (9,10.11,12) verbindet, und wenigstens ein elek-

tromagnetsich betätigtes Hochgeschwindigkeits-Ventil (5, 6,7,8) im hydraulischen Kreis, und eine elektronische Steuerungseinrichtung (18) zum Errechnen eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses entsprechend der gewählten Betriebsart und zum digitalen Steuern des Betriebs des Hochgeschwindigkeits-Magnetventils (5,6,7,8).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (15,16) zum Erzeugen eines dem herrschenden Getriebeübersetzungsverhältnis entsprechenden Signals und zum Rückführen desselben in die elektronische Steuerungseinrichtung (18) zum Regeln

._ des Übersetzungsverhältnisses,
ο

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ableiten eines einer Beschleunigung oder einer Verzögerung der durchzu-

führenden Änderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses 20

entsprechenden Signals und zum Rückführen desselben in die elektronische Steuerungseinrichtung (18) zum Zwecke der Steuerung der Ansprechgeschwindigkeit.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e 25

kennzeichnet , daß sie Einrichtungen (15,16) zum Ableiten eines dem herrschenden Getriebeübersetzungsverhältnis entsprechenden Signals und zum Rückführen derselben in die elektronische Steuerungseinrichtung (18)

sowie Einrichtungen zum Ableiten eines Signals in einer 30

Richtung, in der die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses durchzuführen ist, und zum Zurückführen desselben zur elektronsichen Steuerungseinrichtung (18) vorgesehen sind.