DE3516926C2 - - Google Patents
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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,
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 (4)
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.
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