DE3439881A1

DE3439881A1 - Stufenlos veraenderliches fahrzeuggetriebe mit steuerung des uebersetzungsverhaeltnisses

Info

Publication number: DE3439881A1
Application number: DE19843439881
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Nobumoto; Shizuo Hiroshima Sumida
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1985-05-23
Anticipated expiration: 2004-11-01
Also published as: JPS6252177B2; DE3439881C2; JPS6098253A; US4671138A

Description

-A- Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos veränderliches Getriebe und betrifft insbesondere eine Übersetzungsverhältnis-Steuerung für stufenlos veränderliche Getriebe mit einem elektronischen Steuerteil zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von Motorbetriebszustands-Bedingungen. Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Steuerung eines stufenlos veränderlichen Fahrzeuggetriebes.

Bei mit stufenlos veränderlichen Getrieben ausgerüsteten Fahrzeugen wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes in Abhängigkeit von Fahrzeug- oder Motor-Betriebsbedingungen, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl und der Motordrosselklappenstellung oder dergleichen gesteuert. Ein Beispiel für eine solche Übersetzungsverhältnis-Steuerung ist in der japanischen Patentveröffentlichung 55-76709 beschrieben. Bei einer bekannten Einrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses wird das Übersetzungsverhältnis derart bestimmt, daß eine gewünschte Motordrehzahl in Relation zu einer gegebenen Motordrosselklappenstellung erhalten wird. Mit anderen Worten wird für eine gegebene Drosselklappenöffnung eine vorbestimmte Motordrehzahl erhalten, so daß der Motor eine vorbestimmte Ausgangsleistung erzeugt.

Beim üblichen Betrieb eines Fahrzeuges wird eine Beschleunigung durch Betätigung eines Motorsteuer-Fußpedals bzw. Gaspedals, durch welche die Drosselklappenöffnung vergrößert wird, bestimmt. In diesem Fall ist es erwünscht, um ein Gefühl bzw. eine Empfindung für die Fahrzeugbeschleunigung zu erhalten, eine Größe der Beschleunigung kontinuierlich aufrechtzuerhalten, die dem Betrag bzw. Weg der Betätigung des Gaspedals entspricht.

Hierbei ist jedoch zu beachten, daß bei einem mit dem oben

erwähnten stufenlos veränderlichen Getriebe ausgerüsteten Fahrzeug, bei welchem das übersetzungsverhältnis so gesteuert wird, daß bei einer gegebenen Drosselklappenöffnung eine vorbestiminte Motordrehzahl erreicht wird, die Motordrehzahl unmittelbar auf den vorbestimmten Wert ansteigt, sobald das Gaspedal niedergedrückt wird, und danach die Motordrehzahl und infolgedessen die Motorausgangsleistung während der Beschleunigung aufrechterhalten werden. Da die an dem Fahrzeug angreifende Luftwiderstandskraft allmählich ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wird die an dem Fahrzeug wirkende Vortriebskraft allmählich vermindert solange die Motorausgangsleistung, wie es oben beschrieben ist, im wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von der Zunahme der Luftwiderstandskraft, und

χ5 zwar mit der Folge, daß die Größe der Beschleunigung entsprechend abnimmt. Dies erzeugt beim Fahrer ein unbefriedigendes Gefühl der Beschleunigung. Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Steuerung besteht darin, daß die Motordrehzahl bei einer Beschleunigung und Verzögerung im wesentliehen konstant gehalten wird und somit kein dynamischer Wechsel im Motorgeräusch vorhanden ist, so daß der Fahrer auch in Bezug auf den akustischen Effekt unzufrieden bzw, irritiert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein stufenlos veränderliches Getriebe mit einem elektronischen Steuerteil zu schaffen, welcher das übersetzungsverhältnis des Getriebes in einer solchen Weise steuert, daß eine gewünschte Größe der Beschleunigung aufrechterhalten wird, die in

QQ Abhängigkeit von der Stellung eines Motorsteuergliedes festgelegt wird, sowie die Schaffung eines Verfahrens zur Steuerung eines stufenlos veränderlichen Fahrzeuggetriebes, mit welchem eine gewünschte Größe der Beschleunigung aufrechterhalten werden kann.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe ein stufenlos veränderliches Getriebe für ein Fahrzeug vorgesehen mit einer stufenlos veränderlichen Getriebeeinrichtung, die

eine mit einem Motor verbindbare Antriebseinrichtung aufweist, einer Übersetzungsverhältnis-Einstelleinrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung, einer Motorbetriebszustands-Feststelleinrichtung zur Feststellung der Stellung einer Motorausgangsleistungs-Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Motorbetriebszustands-Signals, einer Steuereinrichtung, die auf das Motorbetriebszustands-Signal zur Bestimmung einer gewünschten Größe der Fahrzeugbeschleunigung anspricht und ein Steuersignal erzeugt, welches an die Übersetzungsverhältnis-Einstelleinrichtung angelegt wird, so daß das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung derart eingestellt wird, daß eine gewünschte Größe der Beschleunigung erhalten wird. Bevorzugt umfaßt die Steuereinrichtung Einrichtungen, die eine gewünschte Größe der Beschleunigung auf Grundlage der Stellung und einer Änderungsgeschwindigkeit in der Stellung der Motorausgangsleistungs-Steuereinrichtung und eine erforderliche Zugkraft für ein Erreichen der gewünschten Beschleunigungsgröße ermitteln zur Bestimmung eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Getriebeeinrichtung vom Riemen-Riemenscheibentyp, während die Übersetzungsverhältnis-Einstelleinrichtung vorteilhafterweise hydraulische Betätigungseinrichtungen und Solenoid-Ventileinrichtungen umfaßt. Das Motorausgangsleistungs-Steuerglied kann das Gaspedal sein, während die Motorbetriebs zustands-Fests teileinrichtung vorteilhafterweise Schalteinrichtungen zum Feststellen der Stellung des Gaspedals aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuersystems für ein Fahrzeuggetriebe gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Getriebe-

mechanismus und des hydraulischen Steuerkreises; Fig. 3 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der erforderlichen Zugkraft veranschaulicht;

Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motorausgangsdrehmoment veranschaulicht;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, welches die allgemeine Getriebesteuerung zeigt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel

für die Kupplungssteuerung veranschaulicht; und Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltsteuerung bzw. Steuerung des Über-Setzungsverhältnisses veranschaulicht.

Nach Fig. 1 weist ein Motor.1, der vom Typ mit hin- und hergehenden Kolben sein kann, eine Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle 6 auf, die mit einer Kupplungsanordnung 7 verbunden ist. Die Kupplungsanordnung 7 umfaßt ein Ausgangsglied bzw. Abtriebsglied 14 auf, welches durch ein Getriebe 8 mit einem Eingangsglied bzw. Antriebsglied 16 eines stufenlos veränderlichen Getriebes 9 vom Riemen-Riemenscheibentyp. Das Getriebe 9 weist ein Ausgangsglied bzw. Abtriebsglied 10 auf, welches über ein Differentialgetriebe 11 mit Fahrzeugantriebsrädern 12 verbunden ist.

Der Motor 1 umfaßt Ansaugverzweigungsdurchgänge 2a, 2b, 2c, 2d, die mit einem Ansaugkanal 2 in Verbindung stehen, der eine Drosselklappe 3 aufweist, die durch ein Drosselklappen-Betätigungsglied 4 betätigt wird. Das Fahrzeug weist außerdem ein Bremspedal 25 auf.

Nach Fig. 2 umfaßt die Kupplung 7 eine Kupplungsscheibe 39, die durch Keilzähne mit dom Abtricbsglied 14 verbunden ist. Die Motorabtriebswelle 6 ist mit einem Schwungrad 38 verbunden, welches gegenüber der Kupplungsscheibe 39 angeordnet ist. Um die Kupplungsscheibe 3 9 in Reibberührung

-δι mit dem Schwungrad 38 zu drücken, ist eine Druckplatte 7a vorgesehen, an welcher eine tellerförmige Feder bzw. Tellerfeder 7b angreift, die um ein Auflager 7c schwenkbar ist. Eine Hülse 7d ist auf dem Abtriebsglied 14 axial verschieblich und in Bezug auf das Abtriebsglied 14 drehbar angeordnet. Die Hülse 7d ist mit der Feder 7b in Eingriff bringbar, um die radial innere Kante der Feder 7b in axialer Richtung zu drücken. Wenn die Hülse 7d nach links gedrückt wird (Richtungsangaben beziehen sich auf die Draufsicht der Zeichnungen) wird die radial innere Kante der Feder 7b nach links gedrückt, so daß die Feder 7b um das Auflager 7c geschwenkt wird, was zu einer Bewegung der radial äußeren Kante der Feder 7b nach rechts führt, um die Druckplatte 7a von der Kupplungsscheibe 39 zu lösen. Auf diese Weise wird die Kupplung 7 außer Eingriff gebracht bzw. gelöst. Wenn die Hülse 7d nach rechts verschoben wird, wird durch die Elastizität der Feder 7b deren radial äußere Kante nach links bewegt und die Druckplatte 7a zur Kupplungsscheibe 39 gedrückt. Auf diese Weise wird die Kupplungsscheibe 39 ^mit dem Schwungrad 38 in Eingriff gebracht.

Um die Axialbewegung der Hülse 7d herbeizuführen, ist ein Betätigungshebel 42 vorgesehen, welcher um einen Zapfen 42a schwenkbar ist und mit einem Ende mit der Hülse 7d in Eingriff steht. Das andere Ende des Hebels 4 2 ist mit einer Kolbenstange 41a eines einen Kolben 41b aufweisenden Zylinders verbunden. Im Zylinder 41 ist eine Druckkammer 41c auf einer Seite des Kolbens 41b definiert bzw. umgrenzt. Auf der anderen Seite ist eine Feder 41d vorgesehen, welche den Kolben 41b nach rechts drückt. Somit wird der Kolben 41b normalerweise in einer nach rechts verschobenen Stellung unter dem Einfluß der Feder 41d gehalten, um die Hülse 7d in der nach links verschobenen Kupplungslösestellung zu halten. Wenn ein Hydraulikdruck in die Kammer 41c eingeführt wird, wird der Kolben 41b nach links bewegt, um dadurch die Hülse in die nach rechts verschobene Kupplungs-Eingriff sstellung zu bewegen.

Es ist ein Hydraulikkreis mit einer Hydraulikpumpe 3 6 vorgesehen, die Hydrauliköl von einem Behälter R durch eine Reinigungseinrichtung bzw. einen Filter 35 und eine Saugleitung 36a ansaugt und unter Druck gesetztes öl zu einer Druckleitung 36b abgibt. Die Druckleitung 3 6a ist durch ein Dreiweg-Solenoidventil 29 mit einer Kupplungssteuerleitung 29a verbunden, welche zur Druckkammer 41c führt. Das SoIenoidventil 29 umfaßt ein Eingriffssolenoid 30 und ein Lösesolenoid 31. Wenn das Eingriffssolenoiä/erregt wird, verbindet das Ventil 29 die Druckleitung 36b mit der Kupplungssteuerleitung 29a, wenn jedoch das Lösesolenoid 31 erregt wird, wird die Leitung 29a von der Leitung 36b getrennt und zu einer Leitung 29b geöffnet, die zum Behälter R führt. Wenn beide Solenoide 30 und 31 entregt werden, wird die Leitung 29a geschlossen und der Kolben 41b und die Kolbenstange 41a sind verriegelt.

Das Getriebe 8 umfaßt ein erstes Zahnrad 45 und ein zweites Zahnrad 48 mit einem kleineren Durchmesser als das Zahnrad 45, die beide auf der Abtriebswelle 14 der Kupplung 7 geformt bzw. angeordnet sind. Eine Ausgangswelle bzw, Abtriebswelle 14a ist parallel zum Abtriebsglied 14 der Kupplung 2 angeordnet. Zwischen den Wellen 14 und 14a ist eine Gegenwelle bzw. Vorgelegewelle mit einem Umkehr-Gegenzahnrad bzw. Umkehr-Vorgelegerad 49 vorgesehen, welches mit dem zweiten Zahnrad 48 kämmt. Ein Zwischenzahnrad 46 ist auf der Abtriebswelle 14a drehbar angeordnet und kämmt mit dem ersten Zahnrad 45. Die Abtriebswelle 14a ist mit einer Hülse 47a gepaßt bzw. vorgesehen, auf welcher ein Kupplungszahnrad 47 mittels Keilzähnen angeordnet ist, so daß das Zahnrad 47 in Bezug auf die Hülse 47a axial verschieblich ist, sich jedoch mit der Hülse 47a dreht. Das Zwischenzahnrad 46 umfaßt eine sich axial erstreckende Nabe 46a mit äußeren Keilzähnen, die mit inneren bzw. nach innen gerichteten Keilzähnen an dem Kupplungszahnrad 47 in Eingriff stehen, wenn das Kupplungszahnrad 47 sich in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet. Das Kupplungszahnrad 4 7 kann in Kämmeingriff mit dem Umkehr-Vorgelegerad 49 gebracht werden, wenn es nach links ver-

-ιοί schoben wird. Wenn sich das Kupplungszahnrad 4 7 in der in Pig. 2 gezeigten Stellung befindet, wird die Drehung des Kupplungs-Abtriebsgliedes 14 durch das erste Zahnrad 45 und das Zwischenzahnrad 4 6 zum Kupplungszahnrad 4 7 und dann durch die Hülse 4 7a zur Abtriebswelle 14a übertragen, um die Welle 14a in Vorwärtsrichtung anzutreiben bzw. zu drehen. Wenn das Kupplungszahnrad 47 mit dem Umkehr-Vorgelegerad 49 in Eingriff steht, wird die Drehung des Kupplungs-Abtriebsgliedes 14 durch das zweite Zahnrad 48 und das Umkehr-Vorgelegerad 49 zum Kupplungszahnrad 47 übertragen, um die Abtriebswelle 14a in umgekehrter Richtung zu drehen. Das Kupplungszahnrad 47 kann ebenfalls eine neutrale Stellung einnehmen, in welcher es mit keinem der Zahnräder 46 und in Eingriff steht. Die Abtriebswelle 14a ist mit der Antriebswelle 16 des Getriebes 9 verbunden.

Um das Kupplungszahnrad 47 axial zu bewegen, ist ein Zylinder 4 4 vorgesehen, der einen mit einer Kolbenstange 44b versehenen Kolben 44a umfaßt. Die Kolbenstange 44b ist mit einer Schaltgabel 44c verbunden, welche mit dem Kupplungszahnrad 47 in Eingriff steht. Der Kolben 44a umgrenzt eine erste Druckkammer 4 4d auf seiner einen Seite und eine zweite Druckkammer 44e auf der anderen Seite. In der zweiten Kammer 44e ist eine Rückstellfeder 44f vorgesehen. Die Kammern 44d und 44e sind mit einem Dreiweg-Wählventil 43 verbunden, welches seinerseits durch eine Zweigleitung 36c mit der Druckleitung 36b verbunden ist. Das Wählventil 4 3 weist einen Wählhebel 2 7 auf, der um einen Schwenkzapfen 69 verschwenkbar ist, um eine der Stellungen R, N und D einzunehmen.

In der Stellung R des Hebels 27 verbindet das Ventil 43 die Druckkammer 44d mit der Leitung 3 6c um Hydraulikdruck zur Kammer 44d zu saugen bzw. führen, und öffnet es die"Kammer 44e zu einer Leitung 43a, die zum Behälter R führt. Somit wird die Kolbenstange 44b nach links bewegt, bis das Kupplungszahnrad 47 mit dem Umkehr-Vorgelegerad 49 in Eingriff tritt. In der Stellung N des Hebels 27 sind die Kammern 44d und 44e

zum Behälter R geöffnet und der Kolben 44a wird durch die Rückholfeder 44f in der Stellung gehalten, in welcher das Kupplungszahnrad 47 außer Eingriff von beiden Zahnrädern 46 und 49 ist. In der Stellung D des Hebels 27 verbindet das Ventil 43 die Kammer 44e mit der Leitung 36c und öffnet die Kammer 44d durch die Leitung 43a zum Behälter R. Somit wird die Kolbenstange 44b nach rechts in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt, um das Kupplungszahnrad 47 mit dem Zwischenzahnrad 46 in Eingriff zu bringen.

Das stufenlos veränderliche Getriebe 9 umfaßt eine erste Riemenscheibenanordnung 50 mit der oben erwähnten Antriebswelle 16 und eine zweite Riemenscheibenanordnung 52 mit der oben erwähnten Abtriebswelle 10. Die Riemenscheibenanordnungen 50 und 52 sind durch einen endlosen V-Riemen

51 verbunden. Die erste Riemenscheibenanordnung 50 umfaßt einen stationären Flansch 50b, der auf der Antriebswelle 16 befestigt ist, und einen beweglichen Flansch 50a, welcher in Bezug auf die Antriebswelle 16 axial beweglich ist. Um die axiale Position des beweglichen Flansches 50a festzulegen, ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung 50c vorgesehen. Wenn Hydraulikflüssigkeit der Betätigungseinrichtung 50c zugeführt wird, wird der bewegliche Flansch 50a zum stationären Flansch 50b verschoben, so daß der effektive Durchmesser der ersten Riemenscheibenanordnung 50 vergrößert wird. In gleicher Weise umfaßt die zweite Riemenscheibenanordnung 52 einen stationären Flansch 52b, der auf der Abtriebswelle 10 befestigt ist, und einen beweglichen Flansch 52a, der in Bezug auf die Abtriebswelle 10 axial beweglich ist. Es ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung 52c vorgesehen, die den Flansch 52a in axialer Richtung bewegt. Wenn Hydraulikflüssigkeit zur Betätigungseinrichtung 52c zugeführt wird, wird der bewegliche Flansch 52a axial zum stationären Flansch 52b verschoben, "so daß der effektive Durchmesser der zweiten Riemenscheibenanordnung

52 vergrößert wird.

Die hydraulischen Betätigungseinrichtungen 50c und 52c

sind durch Leitungen 5Od bzw. 52d mit einem Dreiweg-Solenoidventil 32 verbunden, welches einerseits durch eine Leitung 32a mit der Hydraulikpumpe 36 und andererseits durch eine Leitung 32b mit dem Behälter R verbunden ist. Das Solenoidventil 32 weist ein Paar von Solenoiden 33 und 34 auf·. Wenn das Solenoid 3 3 erregt wird, wird die hydraulische Betätigungseinrichtung 50c mit der Leitung 32a verbunden, die zur Hydraulikpumpe 36 führt , während die hydraulische Betätigungseinrichtung 52b zur Leitung 32b geöffnet wird, die zum Behälter R führt. Somit wird der effektive Durchmesser der ersten Riemenscheibenanordnung 50 vergrößert und der effektive Durchmesser der zweiten Riemenscheibenanordnung 52 entsprechend verringert, um hierdurch das Drehzahlverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis herabzusetzen. Wenn das Solenoid 34 erregt wird, wird die Betätigungseinrichtung 52b mit der Pumpe 36 verbunden und die Betätigungseinrichtung 50b zum Behälter R geöffnet, so daß der effektive Durchmesser der ersten Riemenscheibenanordnung 50 vermindert und der effektive Durchmesser der zweiten Riemenscheibenanordnung 52 entsprechend vergrößert wird, um dadurch das Drehzahlverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis zu erhöhen. Wenn beide Solenoide 33 und 34 entregt sind, sind die Betätigungseinrichtungen 50c und 52c von den Leitungen 32a und 32b abgetrennt, so daß das Drehzahlverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis konstant gehalten wird.

Der in Fig. 2 gezeigte Hydraulikkreis umfaßt ein Solenoid-Überdruckventil bzw. -Entspannungsventil 37, welches die Austrittsöffnung der Hydraulikpumpe 36 zum Behälter R öffnet, wenn es erregt wird.

Nach den Fig. 1 und 2 ist eine elektronische Steuereinheit bzw. ein elektronischer Steuerteil 22 vorgesehen, der verbunden ist mit den Ausgängen eines Drosselklappen-Stellungsfühlers 5 zur Feststellung der Position der Motor-Drosselklappe 3 eines Motor-Drehzahlfühlers 13 zur Feststellung der Drehzahl NE des Motors 1, eines Kupplungs-Abtriebs-

Drehzahlfühlers 15 zur Feststellung der Drehzahl des Kupplungsabtriebsgliedes 14, eines Wählhebel-Stellungsfühlers 28 zur Feststellung der Position des Wählhebels 27, eines Getriebe-Antriebs-Drehzahlfühlers 17 zur Fest-Stellung der Drehzahl der Getriebe-Antriebswelle 16, eines Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 18 zur Feststellung der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Drehzahl der Getriebe-Abtriebswelle 10, eines Motor-Steuer-Gaspedal-Stellungsfühlers 24 zur Feststellung, ob das Gaspedal 23 über eine vorbestimmte Stellung hinaus .niedergedrückt ist, und eines Bremsenfühlers 26 zur Feststellung, ob das Bremspedal 25 zum Anlegen der Fahrzeugbremsen betätigt ist. Es ist ebenfalls ein Straßenneigungsfühler 85 vorgesehen zur Feststellung der Neigung der Straße, auf welcher sich das

IQ Fahrzeug bewegt. Der Steuerteil 22 kann einen Mikroprozessor aufweisen, der ein Interface 19, eine Zentraleinheit bzw. ein CPU 20 und einen Speicher 21 mit geeigneten Betriebsprogrammen umfaßt.

Die Betriebsweise des Steuerteils 22 wird im folgenden im Bezug auf die in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Flußdiagramme beschrieben. Nach Fig. 5, welche die generelle Steuerung veranschaulicht, wird das System zunächst auf der Stufe 60 initialisiert bzw. eingeleitet. Danach wird auf der Stufe 61 das Kupplungs-Steuerprogramm ausgeführt und auf der Stufe 62 das Drehzahlverhältnis- bzw. Übersetzungsverhältnis-Steuerprogramm ausgeführt.

Fig. 6 veranschaulicht das Kupplungs-Steuerprogramm, in gQ welchem auf der Stufe 70 die Entscheidung getroffen bzw. festgestellt wird, ob sich der Wählhebel 27 in der Stellung N befindet. Wenn sich der Wählhebel 27 nicht in der Stellung N befindet, wird die Stufe 73 durchgeführt, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als ein vorbestimmter gg Wert Va, beispielsweise 10 km/h ist. Wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der vorbestimmte Wert Va ist, wird auf der Stufe 74 die Fahrzeuggeschwindigkeits-Markierung FV gesetzt und die nachfolgende

Stufe 75 ausgeführt.

Auf der Stufe 75 wird ein Zeitdifferential NE¹ der Motordrehzahl NE aus dem Ausgangssignal vom Motordrehzahlfühler 13 errechnet und eine Entscheidung getroffen bzw. festgestellt, ob das Differential NE¹ positiv ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß das Zeitdifferential NE' positiv ist und daß die Motordrehzahl NE erhöht wird, wird die nachfolgende Stufe 76 ausgeführt. In der Stufe 76 wird festgestellt, ob die Motordrehzahl NE oder die Kupplungs-Antriebsdrehzahl E größer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist oder nicht und es wird eine weitere Stufe 77 ausgeführt, wenn die Motordrehzahl NE größer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist. Auf der Stufe 77 wird das Solenoid 30 erregt und das Solenoid 31 entregt, um die Kupplung 7 in Eingriff zu bringen, so daß die Drehmomenten-Übertragungskapazität bzw. das übertragene Drehmoment der Kupplung 7 erhöht wird. Wenn auf der Stufe 76 festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE nicht größer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist, wird der Rechenprozeß zur Stufe 79 weitergeführt, auf der beide Solenoide 30 und 31 entregt werden, so daß die Drehmomenten-Übertragungskapazität bzw. das übertragene Drehmoment der Kupplung 7 aufrechterhalten wird.

Wenn auf der Stufe 75 festgestellt wird, daß das Zeitdifferential NE¹ nicht größer als Null ist, wird die Stufe 78 ausgeführt, um festzustellen, ob die Motordrehzahl NE kleiner als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist. Wenn festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE nicht geringer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist, wird die vorstehend erwähnte Stufe 79 ausgeführt, um die Drehmomentenübertragungskapazität der Kupplung 7 aufrechtzuerhalten, wenn jedoch festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE geringer als die Kupplungs-Abtriebszahl NC ist, wird die Stufe 77 ausgeführt. Das Fortschreiten von der Stufe 75 zur Stufe 76 zeigt, daß die Motordrehzahl NE erhöht wird, und das Fortschreiten von der Stufe 76 zur Stufe 77 zeigt,

daß die Kupplungs-Antriebsdrehzahl E größer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist, so daß es erforderlich wird, die Drehmomenten-übertragungskapazität der Kupplung zu erhöhen. Dies stellt eine Situation dar, in welcher die Kupplung 7 eine Antriebskraft mit einem gewissen Schlupf zwischen dem Kupplungs-Antriebsglied und den Kupplungs-Abtriebsgliedern überträgt. Das Fortschreiten von der Stufe 76 zur Stufe 79 zeigt, daß die Drehmomenten-übertragungskapazität der Kupplung 7 sich im wesentlichen im Gleichgewicht mit der Last an der Abtriebswelle 14 befindet, so daß der Kupplungs-Eingriffsdruck aufrechterhalten wird, wie er ist.

Das Fortschreiten von der Stufe 74 zur Stufe 78 stellt eine Situation dar, in welcher die Motordrehzahl NE oder die Kupplungs-Antriebsdrehzahl E verringert wird, so daß festgestellt werden muß, ob die Kupplungs-Antriebsdrehzahl E geringer als die Kupplungs-Abtriebsdrehzahl NC ist. Das Fortschreiten von der Stufe 78 zur Stufe 77 stellt beispielsweise eine Situation dar, in welcher der Betriebshebel bzw. Wählhebel 27 von der Stellung N zur Stellung D verschoben wird, während sich das Fahrzeug bewegt. In diesem Fall befindet sich die Kupplung 7 nicht vollständig im Eingriff und das Drehmoment wird mit einem gewissen Schlupf zwischen Kupplungs-Antriebswelle und Kupplungs-Abtriebswellen übertragen. Das Fortschreiten von der Stufe 78 zur Stufe 79 stellt einen Verzogerungsbetrieb unter einer Motor-Bremsfunktion dar.

Wenn auf der Stufe 70 festgestellt wird, daß sich der Hebel 27 in der Stellung N befindet, wird die Fahrzeuggeschwindigkeits-Markierung FV auf der Stufe 71 zurückgestellt und es wird die Stufe 72 ausgeführt. Auf der Stufe 72 wird das Solenoid 3 0 des Solenoidventils 29 entregt und das Solenoid 31 erregt, um die Kupplung 7 zu lösen.

Wenn auf der Stufe 73 festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als der vorbestimmte Wert Va

ist, wird auf der Stufe 80 festgestellt, ob das Gaspedal 23 über die vorbestimmte Stellung hinaus niedergedrückt ist. Wenn die Antwort nein lautet, wird festgestellt, daß der Fahrer eine große Motorausgangsleistung nicht erfordert, und auf der Stufe 81 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeits-Markierung FV gesetzt ist oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeits-Markierung FV gesetzt ist, wird festgestellt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht genügend herabgesetzt worden ist, so daß auf Stufe 82 eine weitere Feststellung getroffen werden muß, ob die Fahrzeugbremsen durch Niederdrücken des Bremspedals 25 angelegt worden sind. Wenn die Fahrzeugbremsen betätigt sind, wird die Stufe 83 ausgeführt, um festzustellen, ob die Motordrehzahl NE größer als 1500 upm ist. Wenn festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE nicht größer als 1500 upm ist, werden die Stufen 71 und 72 ausgeführt. Wenn \auf der Stufe 82 festgestellt wird, daß die Fahrzeugbremsen nicht angelegt sind, wird die Stufe 84 ausgeführt, um festzustellen, ob die Motordrehzahl nicht höher als 1000 upm ist. Wenn festgestellt wird, daß die Motordrehzahl nicht höher als 1000 upm ist, werden die Stufen 71 und 72 ausgeführt, um die Kupplung 7 zu lösen. Wenn auf der Stufe 83 festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE höher als 1500 upm ist, oder auf Stufe 84 festgestellt wird, daß die Motordrehzahl NE höher als 1000 upm ist, dann wird die Stufe 75 ausgeführt.

Wie beschrieben worden ist, wird die Kupplung 7 bei verschiedenen Motordrehzahlen gelöst, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Fahrzeugbremsen angelegt sind oder nicht. Dies erfolgt aufgrund einer Betrachtung, daß die Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit dann, wenn die Fahrzeugbremsen angelegt sind, schneller erfolgt, als wenn die Fahrzeugbremsen nicht angelegt sind, so daß eine größere Gefahr für einen Motorstop bzw. ein Abwürgen des Motors bei angelegten Bremsen besteht. Wenn auf der Stufe 81 festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeits-Markierung FV nicht gesetzt ist, wird die Stufe 72 ausgeführt, um die Kupplung

-17-7 zu lösen und so das Abwürgen des Motors zu verhindern.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird das Drehzahlverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis des stufenlos veränderlichen Getriebes 9 derart gesteuert, daß eine gewünschte Beschleunigungsrate bzw. ein gewünschter Beschleunigungswert im wesentlichen über die Beschleunigungsperiode aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck wird die Position oödes Gaspedals 23 kontinuierlich überwacht bzw. festgestellt, um herauszufinden, daß das Gaspedal 23 für eine Beschleunigung niedergedrückt ist. Der Steuerteil berechnet das Zeitdifferential cc' der Position .-v des Gaspedals 23 und bestimmt eine gewünschte Beschleunigungsrate bzw. Größe der Beschleunigung GO auf Grundlage der Werte oCundoC. Der Steuerteil 22 empfängt weiterhin ein Getriebe-Abtriebsdrehzahlsignal NO von dem Fühler 18 und ein Neigungs-Gradientensignal K von dem Neigungsfühler 85, um eine Zugkraft zu errechnen, die erforderlich ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant zu halten. Auf Grundlage der gewünschten Größe der Beschleunigung GO und der oben erwähnten Zugkraft bzw. Traktionskraft berechnet der Steuerteil 22 eine erforderliche Motor-Abgabeleistung und bestimmt dann die Motordrehzahl, welche die erforderliche Motor-Abgabeleistung herbeiführen kann, und zwar bei einer gegebenen Drosselklappenstellung, welche durch die Position v* des Gaspedals 23 bestimmt ist. Die erforderliche Motordrehzahl legt eine erforderliche Getriebe-Antriebsdrehzahl TNP fest und der Steuerteil 22 bestimmt dann ein erforderliches Drehzahlverhältnis bzw. übersetzungsverhältnis des Getriebes

In Fig. 4 zeigen die Kurven W₁, W^ bzw. W Linien konstanter Motor-Ausgangsleistung und eine Kurve A zeigt die Beziehung zwischen der Motordrehzahl NE und dem Motor-Ausgangsdrehmoment T bei einer gegebenen Drosselklappenöffnung. Das Diagramm in Fig. 4 zeigt, daß bei der gegebenen Drosselklappenöffnung sich die Motorabgabeleistung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl NE ändert. Beispielsweise wird die

^: '■' ·"'■''■ 3Α3988Ί

Ausgangsleistung W₁ bei der Motordrehzahl NE. erreicht, während die Ausgangsleistungen W_ und W bei den Motordrehzahlen NE₂ und NE- erreicht werden. Fig. 3 zeigt eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Fahrzeugzugkraft D,-. In Fig. 3 zeigt eine Kurve F die Zugkraft, die erforderlich ist, eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer gegebenen Bedingung aufrechtzuerhalten. Für eine Beschleunigung nimmt die erforderliche Zugkraft zu, wie es beispielsweise durch eine Kurve F„ gezeigt ist.

Wenn angenommen wird, daß sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit V₁ bewegt, dann ist die für eine Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit V₁ erforderliche Zugkraft ungleich (I₁. Für eine Beschleunigung muß die Zugkraft D_f bis auf einen Wert cU erhöht und dann entlang der Kurve F„ allmählich bis zu einem Wert d-. erhöht werden. Zu diesem Zweck muß die Motor-Ausgangsleistung von dem Wert W₁ über den Wert W„ bis zum Wert W^ erhöht werden. Diese Motorleistungserhöhung kann erreicht werden, indem die Motordrehzahl NE, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, von dem "Wert NE₁ über den Wert NE bis zum Wert NE angehoben wird, indem das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 9 in geeigneter Weise gesteuert wird, wie es durch das in Fig. 7 gezeigte Flußdiagramm veranschaulicht ist.

Nach Fig. 7 wird auf Stufe 100 zunächst die Position -c des Gaspedals 23 abgelesen und auf Stufe 101 wird eine Rechnung ausgeführt, um das Zeitdifferential ,'-'der Pedalposition cizu erhalten. Dann wird auf der Stufe 102 das Straßenneigungssignal K und auf Stufe 103 die Getriebe-Abtriebsdrehzahl NO abgelesen. Dann wird die gewünschte Größe der Beschleunigung GO auf Grundlage der Werte κ und .-^'berechnet. Beispielsweise kann die gewünschte Größe der Beschleunigung GO berechnet werden auf Grundlage der Gleichung

^{G0 = k}1^ ⁺ ^k2'^x'

wobei K₁ und K„ Konstante sind, die bestimmt werden können, durch die Gleichung

^k1

^k1 ^{+ k}2 ⁴

Danach wird auf Stufe 105 eine Rechnung durchgeführt, um eine Motordrehzahl TNE zu erhalten, die erforderlich ist, die gewünschte Beschleunigungsrate GO auszuführen. Zu diesem Zweck wird die Zugkraft F , die erforderlich ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufrechtzuerhalten, zuerst berechnet, und zwar auf Grundlage der Gleichung

F₁ = (μτ + sin K) W + με . A . V²

._ wobei μr ein Drehwiderstandskoeffizient, W das Gewicht Ib

des Fahrzeugs, με der aeronautische Luftwiderstandsbeiwert und A die Querschnittsfläche der Längsprojektion der Fahrzeugkarosserie ist. Dann wird die Zugkraft F„, die zur Ausführung der Beschleunigungsrate GO erforderlich ist, berechnet und zwar auf Grundlage der Gleichung

wobei F- berechnet wird auf Basis der Gleichung ²⁵

_ GO.W

3 9.8

Danach wird die für die Zugkraft F erforderliche Maschinenabgabeleistung PN berechnet mit der Gleichung 9.8

^{PN =} —36ÖÖ ^{X F}2 ^{X V}

Abschließend wird die Motordrehzahl TNE aus einer Motorleistungskurve, wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, erhalten für das Erreichen der Ausgangsleistung PN bei der gegebenen Positioned des Gaspedals 23.

Wenn die erforderliche Motordrehzahl TNE so ermittelt

worden ist, wird auf der Stufe 106 die tatsächliche Motordrehzahl NE aus dem Signal des Fühlers 13 abgelesen. Dann wird auf Stufe 107 die tatsächliche Motordrehzahl NE mit der erforderlichen Motordrehzahl TNE verglichen. Wenn die tatsächliche Motordrehzahl NE größer als die erforderliche Motordrehzahl TNE ist, dann wird auf Stufe 108 das Solenoid 33 erregt und das Solenoid 34 entregt, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 9 herabzusetzen. Wenn jedoch die tatsächliche Motordrehzahl NE geringer als die erforderliche Motordrehzahl TNE ist, dann wird auf Stufe 109 das Solenoid 33 entregt und das Solenoid 34 erregt, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 9 zu erhöhen. Wenn die Drehzahlen NE und TNE gleich sind, werden beide Solenoide 33 und 34 entregt, um das Übersetzungsverhältnis aufrechtzuerhalten.

Zusätzlich zur Kupplungs- und Übersetzungsverhältnis-Steuerung erzeugt der Steuerteil 22 weiterhin ein Signal zur Betätigung des Drosselklappen-Betätigungsgliedes 4 in Abhängigkeit von den Signalen, die die Position '.*. des Gaspedals 23 und die Position der Drosselklappe 3 repräsentieren .

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Claims

Patentansprüche

Stufenlos veränderliches Fahrzeuggetriebe, gekennzeichnet durch eine stufenlos veränderliche Getriebeeinrichtung mit einer mit einem Motor verbindbaren Antriebseinrichtung, eine Übersetzungsverhältnis-Einstelleinrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung, eine Motorbetriebszustands-Feststelleinrichtung zur Feststellung der Stellung einer Motorausgangsleistungs-Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Motorbetriebszustands-Signals und eine Steuereinrichtung, die auf das Motorbetriebszustands-Signal zur Bestimmung

einer gewünschten Größe der Fahrzeugbeschleunigung anspricht und ein Steuersignal erzeugt, welches an die Übersetzungsverhältnis-Einstelleinrichtung angelegt wird, und zwar derart, daß das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung zur Erreichung der gewünschten Größe der Beschleunigung eingestellt wird.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung Einrichtungen umfaßt, die eine gewünschte Größe der Beschleunigung auf Grundlage der Stellung und einer Änderungsgeschwindigkeit in der Stellung der Motorausgangsleistungs-Steuereinrichtung und eine erforderliche Zugkraft für das Erreichen der gewünschten Größe der Beschleunigung für eine Festlegung eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses ermitteln.
■ 3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung Einrichtungen umfaßt, die eine für eine Aufrechterhaltung der erforderlichen Zugkraft erforderliche Ausgangsleistung des Motors und eine für die Erzeugung der Ausgangsleistung erforderliche Drehzahl des Motors bei einer gegebenen Stellung der Motorausgangsleistungs-Steuereinrichtung für eine Bestimmung des Steuersignals ermitteln, wodurch das übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung derart eingestellt wird, daß diese Motordrehzahl erhalten wird.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung umfaßt, die Beziehungen zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zugkraft und zwischen der Drehzahl und der Ausgangsleistung des Motors speichert.
5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorausgangsleistungs-

Steuereinrichtung ein Gaspedal ist und daß die Motorbetriebszustands-Feststelleinrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Stellung des Gaspedals aufweist.
6. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen Neigungsgradienten einer Straße, auf der sich das Fahrzeug bewegt, ermittelt, und daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die die Zugkraft auf Grundlage eines Signals bestimmt, welches den Neigungsgradienten repräsentiert.
7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine Speicher- einrichtung umfaßt, die die Beziehungen zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Zugkraft und zwischen Drehzahl und Ausgangsleistung des Motors.speichert, und daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die auf Grundlage der gespeicherten Werte die Drehzahl des Motors und das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung, wie sie für das Erreichen der Beschleunigung erforderlich sind, ermittelt.
8. Verfahren zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses eines stufenlos veränderlichen Fahrzeuggetriebes, dadurch gekennzeichnet , daß eine Änderung in der Stellung eines Motor-ausgangsleistungs-Steuergliedes festgestellt wird, daß eine erforderliche Größe der Fahrzeugbeschleunigung in Abhängigkeit von der Änderung in der Stellung des Motorausgangsleistungs-Steuergliedes bestimmt wird, daß die für das Erreichen der Größe der Beschleunigung erforderliche Motorausgangsleistung bestimmt wird, daß die Motordrehzahl, bei welcher die Motorausgangsleistung bei einer gegebenen Stellung des Motor^ausgangsleistungs-Steuergliedes erreicht werden kann, ermittelt wird und daß das übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung so eingestellt wird, daß die Motordrehzahl erreicht wird.