DE3844872C2 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines Kegelscheiben-UmschlingungsgetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des
Übersetzungsverhältnisses eines Kegelscheiben-Umschlin
gungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug, wobei ein in ei
ner Zylinderkammer einer Antriebskegelscheibe herr
schender Hydraulikdruck durch eine Übersetzungsverhält
nis-Steuereinrichtung in Abhängigkeit von erfaßten Be
triebsparametern des Kraftfahrzeuges, wie Fahrzeugge
schwindigkeit Motorbelastung, eingestellter Fahrzeug
bereich gesteuert werden kann. Die Erfindung betrifft
ferner eine Einrichtung für die Steuerung des Überset
zungsverhältnisses zur Durchführung des Verfahrens.
Stufenlos regelbare Getriebe der vorgenannten Art mit
entsprechender Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
sind bekannt (JP-A-61-105353, US-A-4 735 113).
Ein veränderlicher Hydraulikdruck, der an eine Zylin
derkammer der Antriebsriemenscheibe gelegt wird, führt
zu einer Veränderung im Radius des Laufdurchmessers, in
dem ein Keilriemen in Berührung mit der Antriebsriemen
scheibe steht, so daß hierdurch eine Veränderung im
Übersetzungsverhältnis herbeigeführt wird. Der Hydrau
likdruck wird durch ein elektro-hydraulisches Modul
eingestellt, das eine elektronische Übersetzungsver
hältnis-Steuereinheit und eine hydraulische Steuerein
richtung enthält.
Die Steuereinheit für das Übersetzungsverhältnis ist
mit verschiedenen Arten von Eingangsinformationen ver
sorgt und bestimmt den Inhalt der Befehle, die an eine
Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von diesen ver
schiedenartigen Arten von Eingabeinformationen gegeben
werden. Ein Ausgangssignal der elektronischen Steuer
einheit wird zu der Betätigungseinrichtung in Form ei
nes Signales für einen Schrittmotor gegeben, um ein
Schaltsteuerventil zu steuern. Das Schaltsteuerventil
bildet einen Teil des Hydraulikdruck-Steuersystems und
reguliert die Fluidzuführung zu der Zylinderkammer der
Antriebsriemenscheibe und die Fluidabführung von die
ser, um in der Zylinderkammer einen Hydraulikdruck auf
einen Wert entsprechend einer Position einzustellen,
die der Schrittmotor einnimmt. Das Schaltsteuerventil
beeinflußt in keiner Weise die Regulierung des Hydrau
likdruckes, der an einen Zylinder der Abtriebsriemen
scheibe von einem Leitungsdruck-Regulierventil gelegt
wird. Somit wird ein Leitungsdruck, der durch das Lei
tungsdruck-Regulierventil erzeugt wird, kontinuierlich
an den Zylinder der Abtriebsriemenscheibe gelegt. Auf
diese Weise wird das Übersetzungsverhältnis stufenlos
auf einen geeigneten Wert geregelt, der für die Fahr
zeugbedingungen und die Fahrbedingungen am geeignetsten
ist.
Derartige bekannte Getriebe können jedoch zum Teil
nicht mit einer gewünscht hohen Geschwindigkeit während
eines Überganges von einem Motor-Antriebsbetriebs
zustand auf einen Motor-Bremsbetriebszustand herunter
schalten. Dies rührt daher, daß bei dieser Steuerein
richtung für das Übersetzungsverhältnis der Hydraulik
druck in der Zylinderkammer der Antriebsriemenscheibe
ohne Berücksichtigung des Umstands gesteuert wird, ob
der Motor sich im Antrieb- oder im Motorbremsbetrieb
befindet. Der Motor-Bremsbetriebszustand wird initi
iert, wenn ein Handwahlhebel auf einen Anfahrbereich
oder Niedriggangbereich eingestellt wird, d. h. wenn der
Motor beginnt, durch die Traktion der Räder angetrieben
zu werden, nachdem das Gaspedal freigegeben worden ist.
Infolge der ziemlich niedrigen Geschwindigkeit, mit der
sich das Übersetzungsverhältnis ändert, tritt eine be
trächtliche Verzögerung auf, bis die Abbremsung und Mo
tordrehzahlabnahme stattfinden, so daß das Gefühl für
den Motorbremsbetrieb beeinträchtigt wird.
Aus der EP-A-213 948 und der EP-A-217 606 sind stufen
los regelbare, hydraulisch betätigte Kegelscheiben-
Umschlingungsgetriebe bekannt, bei denen dann, wenn der
Motor im Schubbetrieb arbeitet, ein zügiges Herunter
schalten des Getriebes erfolgt.
Bei einem stufenlos regelbaren Getriebe der genannten
Art ist die Beziehung zwischen der Klemmkraft, mit der
die Antriebsriemenscheibe den Keilriemen erfaßt und der
Klemmkraft, mit der die Abtriebsriemenscheibe den Keil
riemen ergreift, eine Funktion des Übersetzungsverhält
nisses und des Eingangdrehmomentes. Die Beziehung ist
derart, daß die Antriebsriemenscheibe eine höhere
Klemmkraft benötigt, wenn das Eingangsdrehmoment zu
nimmt, und das Übersetzungsverhältnis groß wird. Im Ge
gensatz dazu nimmt während des Motorbremsbetriebes die
Antriebsriemenscheibendrehzahl gleichzeitig mit der Zu
nahme des Eingangsdrehmomentes in negativer Richtung
zu. Obwohl an der Antriebsriemenscheibe während des Mo
torbremsbetriebes eine geringere Klemmkraft im Ver
gleich zu den Erfordernissen während des Motorantriebs
betriebes erforderlich ist, wird der Keilriemen durch
die Antriebsriemenscheibe mit einer stärkeren Klemm
kraft als erforderlich erfaßt. Dies rührt daher, daß
sich der Hydraulikdruck in der Zylinderkammer der An
triebsriemenscheibe infolge der Zentrifugalkraft er
höht. Dies wirkt einer besonders raschen Herunterschal
tung des Getriebes im Motorbremsbetrieb entgegen.
Ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art
sind aus der DE 33 07 629 A1 bekannt. Hierbei ist eine Steuer
einrichtung vorgesehen, die den Fluiddruck, der an die zugehö
rigen Stellzylinder der Antriebskegelscheiben des Umschlin
gungsgetriebes angelegt wird, mit Hilfe eines hydraulischen
Steuerventiles steuert. Zusätzlich ist zur Steuerung des zeit
lichen Verlaufs der Änderung des Übersetzungsverhältnisses in
den Fluidkreis eine veränderliche Drosseleinrichtung geschal
tet, die von einer Steuereinheit, vorzugsweise in Abhängigkeit
von einer Gaspedalstellung, gesteuert wird.
Diese bekannte Steuerungseinrichtung ist jedoch in bezug auf
die Steuerung der Schaltgeschwindigkeit relativ aufwendig und
hinsichtlich der Variabilität und Anpaßbarkeit der durch das
Getriebe realisierten Drehzahlmuster unbefriedigend. Insbeson
dere zeigt diese Steuerungseinrichtung kein beschleunigtes
Schalten während eines Überganges von einem Motorantriebs-
Betriebszustand zu einem Motorschubbetrieb.
Eine ähnliche Steuerung ist auch aus der US-PS 4 862 771 be
kannt. Die weitere Verbesserung und gleichzeitige Vereinfachung
einer solchen Einrichtung ist wünschenswert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Einrichtung zur Steuerung des Übersetzungsver
hältnisses eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes
anzugeben, durch das bzw. durch die eine besonders ra
sche Schaltreaktion des Getriebes, insbesondere im Sin
ne einer Kompensation der zentrifugalkraftabhängigen
Axialkraft auf die Antriebskegelscheibe, bei zugleich
weiterer Herabsetzung der Klemmkraft des Antriebskegel
scheibenpaares bei Auftreten eines Motorschubbetriebes
erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge
nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Um
schalten von einem ersten Vorwärtsfahrbereich für
"sparsames Fahren" auf einen zweiten Vorwärtsfahrbe
reich für "sportliches Fahren" erfaßt und für diesen
zweiten Fahrbereich in Abhängigkeit von Fahrzeugge
schwindigkeit und Motorlast eine vorgegebene Solldreh
zahl der Antriebskegelscheibe durch die Steuereinrich
tung ausgewählt und für eine Zeitspanne nach Umschalten
in den zweiten Fahrbereich eine um ein Drehzahlinter
vall erhöhte Solldrehzahl bestimmt und zur Ansteuerung
eines Schrittmotors zur Regelung des Hydraulikdrucks
verwendet wird, wobei dann, wenn nach Festlegung einer
Zielposition des Schrittmotors, die der erhöhten Soll
drehzahl entspricht, festgestellt wird, daß die Zeit
spanne noch nicht abgelaufen ist, eine beschleunigte
Heraufsetzung des Übersetzungsverhältnisses im Motor
bremsbetriebszustand beibehalten wird, während bei
Feststellung des Ablaufes der Zeitspanne eine Steuerung
in diesem Vorwärtsfahrbereich auf der Grundlage der
vorgegebenen Solldrehzahl erfolgt.
Hinsichtlich einer entsprechenden Einrichtung zur
Durchführung des vorgenannten Verfahrens wird die obige
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydrau
lische Schalteinrichtung einen von der Steuereinheit
ansteuerbaren Schrittmotor aufweist, der abtriebsseitig
über eine Verbindungseinrichtung mit Ventilschiebern
eines Steuerventiles für das Übersetzungsverhältnis und
eines Leitungsdruckregelventiles verbunden ist, eine
Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Umschaltens
von einem ersten Vorwärtsfahrbereich für "sparsames
Fahren" (D-Bereich) auf einen zweiten Vorwärtsfahrbe
reich für "sportliches Fahren" (S-Bereich) vorgesehen
ist, wobei die Steuereinheit einen Zeitgeber zur Be
stimmung eines Zeitintervalls nach Umschalten in den
zweiten Vorwärtsfahrbereichs aufweist, und der Schritt
motor während des Zeitintervalls in eine Zielposition
bewegbar ist, die einer im Vergleich zu einer Solldreh
zahl des zweiten Vorwärtsfahrbereichs erhöhten Soll
drehzahl der Antriebskegelscheibe entspricht.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh
rungsbeispieles und zugehörigen Zeichnungen näher er
läutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines stufenlos re
gelbaren hydraulisch betätigten Kegelscheiben-
Umschlingungsgetriebes mit einer Steuereinrichtung für
das Übersetzungsverhältnis nach einem Ausführungsbei
spiel der Erfindung,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm der Schritte eines Aus
führungsbeispieles des durch die Steuereinrichtung nach
Fig. 1 ausgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Steuerung für den Mo
torbremsbetriebszustand.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Motor
mit einer Abtriebswelle 10a eines Kraftfahrzeuges. Die
Abtriebswelle 10a ist mit einem stufenlos regelbaren
Getriebe verbunden, das allgemein eine Fluidkupplung
12, eine Vorwärts/Rückwärts-Auswahleinrichtung 15, ein
stufenlos regelbares Kegelscheiben-Umschlingungs
getriebe 29 und ein Differential 56 umfaßt.
Die Fluidkupplung 12 enthält ein Pumpenrad 12b, verbun
den mit der Motor-Abtriebswelle 10a sowie einen Turbi
nenläufer 12c, verbunden mit einer Turbinenwelle 13.
Sie enthält außerdem eine Überbrückungseinrichtung, die
dann das Pumpenrad 12b und den Turbinenläufer 12c me
chanisch miteinander verbindet, wenn in einer Überbrüc
kungskammer 12a kein Hydraulikdruck anliegt.
Die Vorwärts/Rückwärts-Auswahleinrichtung 15 enthält
einen Planetengetriebesatz 17, eine Vorwärtskupplung 40
und eine Rückwärtskupplung 50. Der Planetengetriebesatz
17 enthält ein Sonnenrad 19, einen Ritzelträger 25, der
drehbar Planetenräder 21 und 23 trägt, sowie ein Ring
zahnrad 27. Das Sonnenrad 19 ist mit der Turbinenwelle
13 verbunden. Der Ritzelträger 25 ist über die Vor
wärtskupplung 40 mit der Turbinenwelle 13 verbindbar
und ist mit einer Antriebskegelscheibenwelle 14 verbun
den. Das Ringzahnrad 27 ist vorgesehen, um stationär an
einem stationären Teil über die Rückwärtskupplung bzw.
-bremse 50 gehalten zu werden.
Das Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 29 enthält eine
Antriebskegelscheibe, die mit der Antriebskegelschei
benwelle 14 drehbar ist, eine Abtriebskegelscheibe 26,
die mit einer Abtriebswelle 28 drehbar ist, sowie einen
Keilriemen 24, der zwischen der Antriebskegelscheibe 16
und der Abtriebskegelscheibe 26 gespannt ist. Die An
triebskegelscheibe 16 enthält einen konischen Antriebs
kegelscheibenteil 18, der integral mit der Antriebske
gelscheibenwelle 14 fest verbunden ist sowie einen
axial beweglichen, konischen Kegelscheibenteil 22. Der
bewegliche, konische Kegelscheibenteil 22 wirkt mit dem
anderen konischen Kegelscheibenteil 18 drehfest zusam
men, um zwischen diesen Teilen eine keilförmige Kegel
scheibennut zu bilden. Der bewegliche, konische Kegel
scheibenteil 22 ist axial entlang der Antriebskegel
scheibenwelle 14 in Abhängigkeit von einem Hydraulik
fluiddruck verlagerbar, der in einer Zylinderkammer 20
der Antriebskegelscheibe 16 wirksam ist. Die Zylinder
kammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 enthält zwei Kam
mern 20a und 20b und bildet bzw. begrenzt eine wirksame
Druckwirkungsfläche von einer Größe, die das Zweifache
derjenigen beträgt, die in der Zylinderkammer 32 der
Abtriebskegelscheibe 26 gebildet ist. Eine Steuerein
richtung zur Wahl eines wirksamen Durchmessers der Zy
linderkammer 20 wird nachfolgend im einzelnen unter Be
zugnahme auf Fig. 2 erläutert.
Die Abtriebskegelscheibe enthält einen konischen Kegel
scheibenteil 30, der integral mit der Abtriebswelle 28
zur gemeinsamen Drehung mit dieser ausgebildet ist so
wie einen axial beweglichen, konischen Kegelscheiben
teil 34. Der bewegliche, konische Kegelscheibenteil 34
wirkt mit dem konischen Teil 30 drehfest zusammen, um
zwischen diesen Elementen eine keilförmige Kegelschei
bennut zu bilden. Der bewegliche, konische Kegelschei
benteil 34 ist axial entlang der Abtriebskegelscheiben
welle 34 in Abhängigkeit von dem Hydraulikdruck in der
Zylinderkammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 verlager
bar.
An der Abtriebswelle 28 ist ein Zahnrad 46 befestigt,
das mit einem Leerlaufzahnrad 48 kämmend im Eingriff
ist, das an der Leerlaufwelle 52 befestigt ist. Auf der
Leerlaufwelle 52 ist ein Ritzel 54 befestigt, das in
Kämmeingriff mit einem Abschlußzahnrad 44 des Differen
tials 56 ist.
Das Differential 56 enthält ein Paar drehbare Aus
gleichszahnräder 58, 60, die mit dem Abschlußritzel 44
umlaufen, sowie ein Paar Seitenzahnräder 62 und 64. Die
Seitenzahnräder (Seitenräder) 62 und 64 sind fest mit
einem Paar Abtriebsachswellen 66 und 68 für die Räder
gekuppelt.
Die Art der Änderung des Übersetzungsverhältnisses in
dem stufenlos regelbaren Kegelscheiben-Umschlingungs
getriebe wird kurz erläutert.
Eine Veränderung im Übersetzungsverhältnis des stufen
los regelbaren Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes er
folgt durch gegenläufiges axiales Verlagern der beweg
lichen, konischen Kegelscheibenteile 22 und 34, um de
ren jeweiligen Laufdurchmesser für den Keilriemen 24 zu
verändern. Der Hydraulikdruck innerhalb der Zylinder
kammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 wird korrespon
dierend zu dem Hydraulikdruck innerhalb der Zylinder
kammer 32 der Abtriebskegelscheibe 26 gemäß einem Steu
erbefehl verändert. Zum Beispiel führt eine Vergröße
rung der Breite der keilförmigen Kegelscheibennut der
Antriebskegelscheibe 16 dazu, daß die Breite der keil
förmigen Kegelscheibennut der Abtriebskegelscheibe 26
vermindert wird, wodurch das Übersetzungsverhältnis in
Richtung eines Herunterschaltens verändert wird, mit
der Folge einer Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit
bzw. Drehzahl der Abtriebskegelscheibenwelle 28. Im Ge
gensatz hierzu veranlaßt eine Verkleinerung der keil
förmigen Kegelscheibennut der Antriebskegelscheibe 16
den Keilriemen 24, die Breite der keilförmigen Kegel
scheibennut der Abtriebskegelscheibe 26 im Sinne eines
Heraufschaltens zu vergrößern.
Nachfolgend wird die Steuereinrichtung für das Überset
zungsverhältnis erläutert.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Steuereinrichtung
für das Übersetzungsverhältnis eine hydraulische Über
setzungsverhältnis-Steuervorrichtung 70 und ein elek
tronisches Übersetzungsverhältnis-Steuerteil 90, der
einen Schrittmotor 71 der hydraulischen Übersetzungs
verhältnis-Steuervorrichtung 70 ansteuert. Die hydrau
lische Übersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung 70 re
guliert die Fluidzuführung zu der Zylinderkammer 20 der
Antriebskegelscheibe 16 und die Fluidabführung von die
ser und legt den Leitungsdruck an die Zylinderkammer 32
der Abtriebskegelscheibe 26 (Fluid-Zu- bzw. Abfuhr
überlagert den Leitungsdruck).
Die hydraulische Übersetzungsverhältnis-Steuervor
richtung 70 umfaßt den Schrittmotor 71, einen Verbin
dungshebel 72, ein Übersetzungsverhältnis-Steuerventil
73, eine Ölpumpe 74, ein Leitungsdruck-Regulierventil
75, eine Unterdruckmembran 76, ein Pedalventil 77 und
ein Handventil 78.
Der Schrittmotor 71 betätigt über die Verbindungshebe
leinrichtung 72 die Ventilschieber 73a und 75a des
Übersetzungsverhältnis-Steuerventils 73 und des Lei
tungsdruck-Reglerventils 75.
Das Steuerventil 73 für das Übersetzungsverhältnis ent
hält einen Ventilschieber 73a, der mit dem Verbindungs
hebel 72 verbunden ist.
Die Anordnung ist so getroffen, daß dann, wenn der Ven
tilschieber 73a in Fig. 1 nach links verlagert wird,
das Maß der Zuführung von Hydraulikfluid zu der Zylin
derkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 erhöht wird,
während das Maß der Abgabe von Hydraulikfluid aus der
Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 vermin
dert wird, wodurch eine Zunahme an Hydraulikfluiddruck
innerhalb der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelschei
be 16 verursacht wird.
Das Leitungsdruck-Reglerventil 75 bewirkt eine Druckre
gulierung für das Hydraulikfluid von der Ölpumpe 74 und
erzeugt den Leitungsdruck, der in Abhängigkeit vom
Drosselklappenöffnungsgrad und dem Übersetzungsverhält
nis veränderlich ist.
Das Pedalventil 77 bewirkt eine Druckregulierung unter
dem Einfluß der Unterdruckmembran 76 und erzeugt einen
Druck in Abhängigkeit von einem Motor-Ansaugunterdruck
im Ansaugrohr.
Das Handventil 78 ist ein Wahlventil, das durch einen
Wahlhebel 79 betätigt wird. Bei Auswahl eines der Vor
wärtsfahrbereiche einschließlich eines D-Bereiches
(normales Fahren) und eines S-Bereiches (sportlicher
Fahrbereich) läßt das Handventil 78 den Druck an die
Vorwärtskupplung 40 gelangen. Bei Auswahl eines R-
Bereiches (Rückwärtsfahrbereich) gestattet das Handven
til 78 das Anlegen des Drosseldruckes an die Rückwärts
bremse 50.
Der S-Bereich unterscheidet sich vom D-Bereich dadurch,
daß bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit und gleichem
Drosselklappenöffnungsgrad im S-Bereich ein kleineres
Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist als im D-Bereich.
Die elektronische Übersetzungs-Steuereinrichtung 90
enthält einen Sensor 91 bezüglich der Lage des Wahlhebels
79, einen Antriebs- oder Eingangs-Kegelscheibendreh
zahlsensor 92, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 93,
einen Drosselklappenöffnungsgradsensor 94, eine Steuer
einheit 95 und einen Antriebsschaltkreis 96 für den
Schrittmotor. Der Sensor 91 für die ausgewählte Stel
lung erfaßt, welcher Bereich durch den Wahlhebel 79
ausgewählt ist. Somit gibt das Ausgangssignal des Sensors 91
die Position SP des Wahlhebels 79 an.
Der Drehzahlsensor bzw. Umfangsgeschwindigkeitssensor
92 für die Antriebskegelscheibe 16 erfaßt die Umfangs
geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebskegelscheibe
16 und erzeugt ein Ausgangssignal, das für die erfaßte
Drehzahl NIN der Antriebskegelscheibe repräsentativ
ist.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 93 erfaßt die Um
fangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Abtriebskegel
scheibe 26 oder diejenige der Achswelle 66 oder 68 und
erzeugt ein Ausgangssignal, das proportional zur Fahr
zeuggeschwindigkeit VSP ist.
Der Sensor 94 für den Öffnungsgrad der Drosselklappe
erfaßt den Öffnungsgrad des Motordrosselventils und er
zeugt ein Ausgangssignal, das den erfaßten Drosselklap
penöffnungsgrad TVO repräsentiert.
Die Steuereinheit 95 ist eine mikrocomputergestützte
Steuereinrichtung mit einer Zentralprozessoreinheit
CPU, einem Direktzugriffsspeicher ROM und einem Einga
be-/Ausgabe-Interface. Die Ausgangssignale der Sensoren
91, 92, 93 und 94 werden an die Steuereinheit 95 ge
legt. Ein Ausgangssignal der Steuereinheit 95 wird an
den Motor-Antriebsschaltkreis 96 für den Schrittmotor
71 gelegt.
Die hydraulische Übersetzungsverhältnis-Steuervor
richtung 70 und die elektronische Übersetzungsverhält
nis-Steuerteil 90 sind z. B. aus der US-PS 4 735 113 be
kannt.
Nachfolgend wird die Betriebsweise des Ausführungsbei
spieles der Erfindung erläutert.
Die Steuereinheit 95 speichert in ihrem Festwertspei
cher ROM ein Steuerprogramm, wie es durch ein Ablauf
diagramm in Fig. 2 gezeigt ist. Die Abarbeitung dieses
Steuerprogrammes wird nach Ablauf einer bestimmten
Zeitspanne wiederholt.
Im Schritt 100 werden durch Einlesen der Ausgangssigna
le von den Sensoren 91, 92, 93 und 94 die ausgewählte
Stellung SP, die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl
NIN der Antriebskegelscheibe 16, die Fahrzeuggeschwin
digkeit VSP und der Öffnungsgrad TVO der Drosselklappe
erhalten.
Im Schritt 201 wird entschieden, ob die ausgewählte
Stellung SP die Leerlauf- oder Parkstellung N oder P
ist oder nicht. Wenn die Feststellung ergibt, daß die
Leerlaufstellung N oder die Parkstellung P eingestellt
ist, geht die Steuerung zum Schritt 202 über. Im
Schritt 202 wird eine Leerlaufs- bzw. Parkbereichs
steuerung ausgeführt, wobei Hydraulikfluid aus der Zy
linderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 16 abgelassen
wird.
Wenn die Antwort auf die Fragestellung im Schritt 201
negativ ausfällt, geht die Steuerung zum Schritt 203
über, in dem entschieden wird, ob die ausgewählte Stel
lung NP den Rückwärts-Fahrbereich betrifft oder nicht.
Wenn festgestellt wird, daß der Rückwärts-Fahrbereich R
gewählt ist, geht die Steuerung zum Schritt 204 über.
Im Schritt 204 wird eine Rückwärts-Fahrbereichssteue
rung ausgeführt, in der der Hydraulikdruck innerhalb
der Zylinderkammer 20 der Antriebskegelscheibe 60 auf
einem bestimmten Wert gehalten wird.
Wenn die Antwort auf die Fragestellung, die im Schritt
203 entschieden wird, negativ ist, geht die Steuerung
zum Schritt 205 über, in dem entschieden wird, ob die
ausgewählte Stellung SP den Normalfahrbereich D be
trifft oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß der Nor
malfahrbereich D ausgewählt ist, geht die Steuerung zum
Schritt 206 über. Im Schritt 206 wird eine Normalfahr
bereichssteuerung abgearbeitet, in der der Hydraulik
fluiddruck, der an die Zylinderkammer 20 der Antriebs
kegelscheibe 16 gelegt ist, so eingestellt wird, daß
das resultierende Übersetzungsverhältnis den erfaßten
Parametern entspricht.
In Fig. 2 geht die Steuerung nach dem Schritt 206 zu
einem Schritt 208 über, in dem ein Zeichen "D" auf 1
gesetzt ist. Dies bedeutet, daß immer dann, wenn im
Schritt 205 festgestellt wird, daß der Normalfahrbe
reich D ausgewählt ist, dieses Signal "D" gesetzt wird.
Im nachfolgenden Schritt 209 wird der Wert T₁ eines
Zeitgebers auf einen vorgegebenen Zeitgeberwert T₀ ge
setzt.
Wenn festgestellt wird, daß der Bereich "sportliches
Fahren" S ausgewählt ist, geht in dem abfolgenden
Steuerungsablauf dieser vom Schritt 205 zum Schritt 210
über den Schritt 207 über. Im Schritt 210 wird festge
stellt, ob das Signalzeichen "D" gleich 1 ist oder
nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage im Schritt 210
JA ist, geht die Motor-Bremsbetriebssteuerung mit den
Schritten 211, 212, 213, 214 und 215 weiter, bis der
Wert T₁ des Zeitgebers auf Null abfällt. Nach Ablauf
der vorgegebenen Zeitspanne, wenn der Zeitgeberwert T₁
Null wird, wird die normale S-Bereichs-Steuerung mit
den Schritten 217, 218 und 219 fortgesetzt.
Im Schritt 211 wird eine Abweichung zwischen der Summe
aus der Solldrehzahl NIN* der Antriebsriemenscheibe,
erhalten im Schritt 207, und einem Inkrement ΔN und ei
ner tatsächlichen Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl
NIN, erhalten durch das Einlesen im Schritt 200, be
stimmt. Dies kann durch die folgende Gleichung ausge
drückt werden:
e = NIN* + ΔN - NIN.
Anschließend wird im Schritt 212 eine Zielposition
STEP* des Schrittmotors durch Berechnung der nachfol
genden Gleichung erhalten:
STEP* = Kp·e+Ki·∫e.
Anschließend geht die Steuerung zum Schritt 213 über,
in der das Schrittmotor-Antriebssignal bzw. der
Schrittmotor in einer solchen Richtung bewegt wird, daß
die Differenz zwischen der tatsächlichen Position des
Schrittmotors und der Zielposition STEP* des Schrittmo
tors gegen Null geht. Im nachfolgenden Schritt 214 wird
eine Abnahme des Zeitgeberwertes T₁ bewirkt. Anschlie
ßend wird im Schritt 215 entschieden, ob der Zeitgeber
wert T₁ kleiner als oder gleich Null ist oder nicht.
Wenn der Zeitgeberwert T₁ größer als Null ist, arbeitet
die Steuerung in der nächsten Programmschleife entlang
der Schritte 210 bis 215 und die Ausführung der Motor-
Bremsbetriebssteuerung wird wiederholt. Wenn der Zeit
geberwert T₁ kleiner oder gleich Null ist, geht die
Steuerung vom Schritt 215 zum Schritt 216 über, in der
das Signalzeichen "D" auf Null zurückgesetzt wird.
Nachdem der Zeitgeberwert T₁ sich verringert hat und
kleiner oder gleich Null geworden ist, geht, da das Si
gnalzeichen "D" gleich Null ist, die Steuerung in der
nachfolgenden Programmschleife vom Schritt 210 zum
Schritt 217 über. Auf diese Weise wird die gewöhnliche
S-Bereichs-Steuerung begonnen. Im Schritt 217 ist eine
Abweichung e durch Berechnen der nachfolgenden Glei
chung gegeben:
e = NIN* - NIN.
Anschließend wird im Schritt 218 eine Sollstellung
STEP* des Schrittmotors durch die nachfolgende Glei
chung gegeben:
STEP* = Kp·e+Ki·∫e.
Anschließend wird das Schrittmotor-Antriebssignal bzw.
der Schrittmotor in einer solchen Richtung bewegt, daß
eine Differenz zwischen der tatsächlichen Position, die
durch den Schrittmotor eingenommen wird und der Sollpo
sition STEP* des Schrittmotors gegen Null geht.
In Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, das eine
Veränderung der Solldrehzahl der Antriebsriemenscheibe
NIN* zeigt, wenn eine Schaltung vom Normalfahrbereich D
in den Bereich "sportliches Fahren" S stattfindet. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Solldrehzahl NIN*
der Antriebsriemenscheibe um das Inkrement bzw. den Zu
wachs ΔN während einer bestimmten Zeitspanne, die durch
den Zeitgeberwert T₁ bestimmt wird, nach dem Auftreten
eines Umschaltens von dem Normalfahrbereich D in den
Bereich "sportliches Fahren" S erhöht. Somit wird der
Schrittmotor 71 zur Realisierung eines Übersetzungsver
hältnisses aktiviert, das kleiner ist als ein Überset
zungsverhältnis, das während der gewöhnlichen Betriebs
bereichssteuerung "sportliches Fahren" erhalten wird,
wodurch ein rapider Abfall im Hydraulikdruck innerhalb
der Zylinderkammer 20 der Antriebsriemenscheibe 16 wäh
rend einer Übergangsperiode zum Motor-Bremsbetriebszu
stand erfolgt. Daher wird ein ausreichend gutes Motor
bremsgefühl und -verhalten erreicht.
Claims (3)
1. Verfahren zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses ei
nes Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes für ein Kraftfahr
zeug, wobei ein Übersetzungsverhältnis durch einen in einer
Zylinderkammer einer Antriebskegelscheibe herrschenden Hy
draulikdruck geregelt und der Hydraulikdruck durch eine Über
setzungsverhältnis-Steuereinrichtung in Abhängigkeit von er
faßten Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges, die zumindest
Fahrzeuggeschwindigkeit, Motorlast und Motordrehzahl ein
schließen, gesteuert wird und der zeitliche Verlauf der Ände
rung des Übersetzungsverhältnisses gesteuert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Umschalten von einem ersten Vorwärts
fahrbereich für "sparsames Fahren" (D-Bereich) auf einen
zweiten Vorwärtsfahrbereich für "sportliches Fahren" (S-
Bereich) erfaßt und für diesen zweiten Fahrbereich (S-
Bereich) in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP)
und Motorlast (TVO) eine vorgegebene Solldrehzahl (NIN*) der
Antriebskegelscheibe (16) durch die Steuereinrichtung (70,
90) ausgewählt und für eine Zeitspanne (ΔT) nach Umschalten
in den zweiten Fahrbereich (S-Bereich) eine um ein Drehzahl
intervall (ΔN) erhöhte Solldrehzahl (NIN* + ΔN) bestimmt und
zur Ansteuerung eines Schrittmotors (71) zur Regelung des Hy
draulikdrucks verwendet wird, wobei dann, wenn nach Festle
gung einer Zielposition (STEP*) des Schrittmotors (71), die
der erhöhten Solldrehzahl (NIN* + ΔN) entspricht, festge
stellt wird, daß die Zeitspanne (ΔT) noch nicht abgelaufen
ist, eine beschleunigte Heraufsetzung des Übersetzungsver
hältnisses (i) im Motorbremsbetriebszustand beibehalten wird,
während bei Feststellung des Ablaufes der Zeitspanne (ΔT) ei
ne Steuerung in diesem Vorwärtsfahrbereich (S-Bereich) auf
der Grundlage der vorgegebenen Solldrehzahl (NIN*) erfolgt.
2. Einrichtung zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes für ein Kraftfahr
zeug in Abhängigkeit von erfaßten Betriebsparametern, mit ei
ner elektronischen Steuereinheit und einer hydraulischen
Schalteinrichtung zur Einstellung des Hydraulikdruckes in ei
ner zugehörigen Zylinderkammer einer Antriebskegelscheibe des
Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydraulische Schalteinrichtung (70) einen von der Steuerein
heit (90) ansteuerbaren Schrittmotor (71) aufweist, der ab
triebsseitig über eine Verbindungseinrichtung (72) mit Ven
tilschiebern (73A, 75A) eines Steuerventiles (73) für das
Übersetzungsverhältnis und eines Leitungsdruckregelventiles
(75) verbunden ist, eine Erfassungseinrichtung (91) zur Er
fassung eines Umschaltens von einem ersten Vorwärtsfahrbe
reich für "sparsames Fahren" (D-Bereich) auf einen zweiten
Vorwärtsfahrbereich für "sportliches Fahren" (S-Bereich) vor
gesehen ist, wobei die Steuereinheit (90) einen Zeitgeber zur
Bestimmung eines Zeitintervalls (AT) nach Umschalten in den
zweiten vorwärtsfahrbereich (S-Bereich) aufweist, und der
Schrittmotor (71) während des Zeitintervalls (ΔT) in eine
Zielposition (Step*) bewegbar ist, die einer im Vergleich zu
einer Solldrehzahl (NIN*) des zweiten Vorwärtsfahrbereichs
(S-Bereich) erhöhten Solldrehzahl (NIN* + ΔN) der Antriebske
gelscheibe (16) entspricht.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungseinrichtung (72) einen Doppelhebel bildet, der
einerseits mit einem Zahnstangenabtrieb des Schrittmotors
(71) und andererseits über einen weiteren Verbindungshebel
mit dem Ventilschieber (75A) des Leitungsdruckregelventiles
(75) verbunden ist, während der Ventilschieber (73A) des
Steuerventiles (73) für das Übersetzungsverhältnis eine
Drehlagerung für den Doppelhebel bildet.
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