DE3516926C2

DE3516926C2 -

Info

Publication number: DE3516926C2
Application number: DE3516926A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Yokohama Jp Oshiage
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1990-07-12
Also published as: GB2158898A; JPH0353509B2; JPS60241561A; DE3516926A1; US4702128A; GB8511872D0; GB2158898B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem für ein Getriebe mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis, beispielsweise zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Regelsystem ist aus der zum Stand der Technik zählenden EP-OS 140 228 bekannt. Bei diesem wird ein Soll-Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage von verschiedenen Eingangssignalen bestimmt, die für den sich ändernden Betriebszustand des Fahrzeugs repräsentativ sind, und ein Keilriemengetriebe, bestehend aus einem Antriebsscheibensatz, einem getriebenen Scheibensatz und einem Keilriemen, wird hydraulisch so beeinflußt, daß das herrschende Übersetzungsverhältnis so verändert wird, daß die Abweichung von dem Sollwert verringert wird. Dem Getriebe sind zugeordnet: eine hydraulische Druckquelle, ein Druckregelventil zum Regeln des hydraulischen Drucks zum Entwickeln eines Steuerdrucks, der mit dem herrschenden Übersetzungsverhältnis und der Maschinenbelastung (Ansaugunterdruck) variabel ist, und ein hydraulischer Schaltkreis mit einem Schaltsteuerventil zur Einrichtung einer Fluidverbindung zwischen dem Regelventil, dem Antriebsscheibensatz und dem Abtriebsscheibensatz zur Beeinflussung des dem Antriebsscheibensatz zugeführten Fluiddruckes in bezug auf jenen, der dem Abtriebsscheibensatz zugeführt wird, um das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Stellung eines einstellbaren Steuergliedes zu ändern. Die Position des einstellbaren Stellgliedes wird durch eine einen Mikrocomputer enthaltende Steuereinheit bestimmt, so daß das Übersetzungsverhältnis derart verändert wird, daß die Abweichung des augenblicklichen Übersetzungsverhältnisses von einem Sollwert vermindert wird.

Bei dem Regelsystem der genannten Art wird die Abweichung des Istwerts von dem Sollwert des Übersetzungsverhältnisses integriert und dann mit einem eine Regelverstärkung (Integralverstärkung) angebenden Faktor multipliziert, um einen Integralregelfaktor zu bilden, und die Abweichung wird mit einem anderen eine Regelverstärkung (Proportionalverstärkung) angebenden Faktor multipliziert, um einen Proportionalregelfaktor zu ergeben. Die Integral- und Proportional-Regelfaktoren werden zueinander addiert und auf der Grundlage dieses Ergebnisses erzeugt eine Regeleinheit ein Verstellungsbefehlssignal, um einen Stellantrieb einzustellen.

Die Integral- und Proportionalregelverstärkungen sind jeweils von der herrschenden Getriebestellung abhängig. Da das Ansprechverhalten der Verstellung proportional dem Leitungsdruck derart ist, daß es niedrig ist, wenn der Leitungsdruck niedrig ist, jedoch hoch ist, wenn der Leitungsdruck hoch ist, kann das Regelsystem bei schwankendem Leitungsdruck keine befriedigende Verstellung des Übersetzungsverhältnisses gewährleisten, wenn die Integral- und Proportionalregelverstärkungen bei Änderungen des Leitungsdruckes unverändert gehalten werden. Mit anderen Worten, wenn die Regelverstärkungen auf optimale Konstanten in bezug auf einen gewissen Pegel des Leitungsdrucks eingestellt sind, dann arbeitet das Regelsystem langsamer, als es erforderlich ist, wenn der Leitungsdruck niedriger als dieser Pegel ist, oder es arbeitet schneller, als es benötigt wird, wenn der Leitungsdruck höher als der vorgenannte Pegel ist. Das bekannte Regelsystem kann daher einem gewünschten Betriebszustand beispielsweise einen solchen minimalen Kraftstoffverbrauchs, bei schwankendem Leitungsdruckpegel nicht mit passender Geschwindigkeit einstellen.

Aus dem Buch von Winfried Oppelt: "Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge", 4. Aufl., Verlag Chemie GmbH, 1964, Seite 31 und Seiten 463 bis 468 ist ein Regelsystem bekannt, bei dem in einer Regelstrecke eine Störgröße gemessen wird und diese als sog. Hilfsregelgröße dem Regler zugeführt wird. Man erreicht hierdurch ein besseres Regelverhalten, wozu als Beispiele Temperaturregelungen in Wärmeanlagen und Zielflugregelungen zum Einweisen von Flugzeugen in Flughafenanflugbahnen angegeben sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem der eingangs genannten Art anzugeben, das frei von den vorgenannten Problemen ist und bei dem das Verstellverhalten sich auf variierende Pegel des Leitungsdrucks gut einstellt.

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

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Zunächst sei die erste Ausführungsform nach Fig. 1 betrachtet. Verschiedene Signale 30, die für den Betriebszustand des Fahrzeugs repräsentativ sind, werden einen Sollwertsteller 32 zugeführt, der aus den Eingangssignalen ein einzustellendes Übersetzungsverhältnis ermittelt. Das einzustellende Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 38 wird in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verstellplan 50 bestimmt, daß die Maschine stets mit minimalem Kraftstoffverbrauch läuft. Das das Übersetzungs-Sollverhältnis angebende Signal, das vom Sollwertsteller 32 abgegeben wird, gelangt in eine Regeleinheit 34, die ein Verstellglied 36 mit einem Verstellbefehlssignal versorgt, um das stufenlos verstellbare Getriebe 38 auf das Übersetzungs-Sollverhältnis einzustellen. Das herrschende Übersetzungsverhältnis des Getriebes 38 wird durch einen Detektor 44 ermittelt, der an die Regeleinheit 34 ein entsprechendes Signal abgibt. Der Leitungs- oder Arbeitsdruck eines hydraulischen Steuersystems zum Verstellen des kontinuierlich verstellbaren Getriebes 38 wird durch einen Leitungsdrucksensor 40 ermittelt, der ein elektrisches Signal erzeugt, das den Pegel des Leitungsdrucks angibt. Dieses Signal wird einer Regelverstärkungsstelleinheit 42 zugeführt. Da dieses Signal proportional dem herrschenden Übersetzungsverhältnis ist, kann der Leitungsdruck aus dem herrschenden Übersetzungsverhältnis ermittelt werden. Das herrschende Übersetzungsverhältnis kann durch Ermitteln der Position eines Verstellsteuerventils oder der Position eines Scheibensatzes des Keilriemengetriebes ermittelt werden.

Die Verstärkungsstelleinheit 42 stellt die Regelverstärkung an der Regeleinheit 34 ein, und zwar eine Integralregelverstärkung Ki und eine Proportionalregelverstärkung Kp auf der Grundlage des den Leitungsdruck angebenden Signals auf folgende Weise. Die Regelverstärkungen Ki und Kp ergeben sich aus folgenden Gleichungen:

Ki = Ci - P _L
Kp = Cp - P _L,

worin P _L ein Signal ist, das dem Leitungsdruck entspricht, und Ci und Cp jeweils Konstanten sind.

Die Regelverstärkungen Ki und Kp sind daher umgekehrt proportional zum Pegel des Leitungsdrucks.

Die Regeleinheit 34 arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise. In der Regeleinheit 34 wird die Abweichung eines herrschenden Übersetzungsverhältnisses, das von dem Detektor 44 ermittelt worden ist, von dem Sollwert, bestimmt durch den Sollwertsteller 32, in einer arithmetischen Einheit 34 a ermittelt. Diese Abweichung wird durch einen Integrator 34 b integriert und dann in einer Multiplizierstufe 34 c mit der Integralregelverstärkung Ki multipliziert, um einen Integralregelfaktor zu ergeben. Andererseits wird die in der arithmetischen Einheit 34 a ermittelte Abweichung in einer Multiplizierstufe 34 d mit der Proportionalregelverstärkung Kp multipliziert, um einen Proportionalregelfaktor zu erhalten. Die Integral- und Proportionalregelfaktoren werden in einer Addierstufe 34 e zueinander addiert, die das Ergebnis an das Verstellglied 36 abgibt. Dementsprechend nimmt die Gesamtregelverstärkung ab, um eine Verstärkung im Verstellansprechverhalten zu kompensieren, die durch eine Steigerung des Leitungsdrucks verursacht würde, während andererseits die Gesamtverstärkung steigt, um einen Abfall im Verstellverhalten zu kompensieren, die durch einen Abfall des Leitungsdrucks verursacht würde. Als Ergebnis stellt das Regelsystem ein Verstellansprechverhalten sicher, das sich variierenden Pegeln des Leitungsdrucks gut anpaßt.

Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser ist die Erfindung auf ein Regelsystem angewandt, bei dem eine Maschinensolldrehzahl von einem Maschinensolldrehzahlsteller 32′ bestimmt und eine herrschende Drehzahl der Maschine 46 von einem Drehzahlsensor 44′ ermittelt wird. Beide Werte werden einer Regeleinheit 34 zugeführt, wo die herrschende Maschinendrehzahl in Übereinstimmung mit der Solldrehzahl gebracht wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten nur dadurch, daß die beeinflußte Größe die Maschinendrehzahl ist. Im übrigen ist die Wirkungsweise mit der der ersten Ausführungsform völlig vergleichbar.

In beiden genannten Ausführungsformen werden die Regelverstärkungen, die umgkehrt proportional zum Leitungsdruck sind, durch die Regelverstärkungsstelleinheit 42 bestimmt. Alternativ sind im Falle der Verwendung eines Mikrocomputers die optimalen Werte der Integral- und Proportionalregelverstärkungen als Tabelle für jeden Pegel des Leitungsdrucks angegeben und diese Tabelle wird abgefragt, um optimale Regelverstärkungen für den Leitungsdruck zu ermitteln. Obgleich in den obigen zwei Ausführungsformen der Leitungsdruck durch den Leitungsdrucksensor 40 ermittelt wird, kann, da der Leitungsdruck in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad und em Übersetzungsverhältnis variabel ist, ein den Pegel des Leitungsdrucks angebendes Signal auch durch arithmetische Operation auf der Grundlage von Signalen, ermittelt werden, die den Drosselöffnungsgrad und das Übersetzungsverhältnis angeben. Anstelle einer Regelung des Übersetzungsverhältnisses, wie bei der ersten Ausführungsform, kann die Betriebsstellung eines Verstellgliedes in Rückkopplungsart geregelt werden, weil die Betriebsstellung eng mit dem Übersetzungsverhältnis verknüpft ist.

Claims

1. Regelsystem für ein Getriebe mit stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis mit hydraulischem Stellantrieb, der eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit vom Druck eines mit zugeführten Arbeitsfluides ausführt, und mit einem Regelkreis, enthaltend eine Einrichtung zum Erzeugen eines Regelfaktors in Abhängigkeit von einem die Regelverstärkung angebenden Signal, das von einer die Regelverstärkung bestimmenden Einrichtung im Regelkreis erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (40) vorgesehen ist, der den herrschenden Druck des Arbeitsfluides ermittelt, und ein dementsprechendes Signal der die Regelverstärkung bestimmenden Einrichtung (42) zugeführt ist.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Regelverstärkung bestimmende Signal umgekehrt proportional zum herrschenden hydraulischen Druckpegel ist.

3. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße das Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist.

4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße die Eingangsdrehzahl des Getriebes vorgesehen ist.