DE3939615C2 - Stufenloses Getriebe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 0 176 445 B1 ist eine Steuervorrichtung für ein
derartiges stufenlos regelbares Getriebe bekannt, dem ein
Drehmomentwandler zugeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung ein
Programm für die Eingangsgeschwindigkeit des Getriebes bei
Rückwärtsfahrt hat, das sich von dem Programm für die Eingangsgeschwindigkeit
des Getriebes bei Vorwärtsfahrt dahingehend
unterscheidet, daß während der Gleitzeit des Wandlers bei
Rückwärtsfahrt ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes erhalten
wird, das größer und länger wird als dasjenige für die Vorwärtsfahrt.
In der DE 38 13 516 A1 ist ein stufenloses Getriebe beschrieben,
bei dem abtriebsseitig ein Planetengetriebe zugeordnet ist.
Dadurch liegt am stufenlosen Getriebe in der am größten übersetzten
Rückwärtsgangstufe kein erhöhtes Antriebsmoment an,
wodurch sich bei einer hydraulischen Ansteuerung des stufenlos
verstellbaren Getriebes der hierzu erforderliche hydraulische
Druck in vorteilhafter Weise gering halten läßt.
Ferner ist in der EP 0 159 417 B1 ein stufenloses Getriebe
offenbart, bei dem der Getriebeeingriff in Abhängigkeit von der
Gaspedalstellung und der Motordrehzahl gesteuert wird.
Bei derartigen stufenlosen Getrieben in Fahrzeugen wird bei
eingelegtem Vorwärts- bzw. Rückwärtsgang ein Rutschwiderstand
bzw. ein Kriechen in der Kupplung erzeugt, so daß ein Anfahren
aus dem Stand möglich ist. Ist jedoch der Schlupfwiderstand groß,
so bewegt sich das Fahrzeug bei eingelegtem Vorwärtsgang von
selbst, wenn die Bremse nicht betätigt wird. Ferner entstehen bei
einem großen Schlupfwiderstand beim Anfahren Schwingungen, da die
Brennkraftmaschine in einen Bereich niedriger Drehzahl
gehalten wird, in dem sie nicht rund läuft.
Wenn jedoch das Kriechen bzw. der Rutschwiderstand der Kupplung
klein ist, ist es durch den großen Schlupf schwierig, die
Geschwindigkeit beim Anfahren genau zu dosieren. Dies gibt vor
allem beim Rückwärtsfahren Probleme, denn wenn man auf eine zu
hohe Geschwindigkeit beschleunigt, läßt sich das Fahrzeug nur
schwer lenken. Somit ist ein großes Rutschen bzw. ein großer
Schlupf der Kupplung beim Rückwärtsfahren problematisch, da hier
im unteren Geschwindigkeitsbereich die Geschwindigkeit sehr genau
dosiert werden sollte.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein stufenloses
Getriebe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei
eingelegtem Vorwärtsgang sich das Fahrzeug nicht selbständig in
Bewegung setzt und dennoch im Rückwärtsgang ein einfaches
Anfahren möglich ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß die Ineingriffnahme der Kupplung bei eingelegtem
Vorwärtsgang geringer als bei eingelegtem Rückwärtsgang ist,
d. h., daß der Schlupf bei eingelegtem Vorwärtsgang größer als bei
eingelegtem Rückwärtsgang ist, setzt sich das Fahrzeug bei
eingelegtem Vorwärtsgang nicht selbständig in Bewegung, selbst
wenn die Bremse nicht betätigt ist, und die Geschwindigkeit beim
Rückwärtsfahren ist durch den geringeren Schlupf leicht zu
steuern. Ferner läuft die Brennkraftmaschine beim Anfahren im
Vorwärtsgang durch den größeren Schlupf in einem relativ hohen
Drehzahlbereich, in dem die Brennkraftmaschine ruhig und
schwingungsfrei läuft.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in dem Unteranspruch
angegeben.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen stufenlosen
Getriebes,
Fig. 2 schematisch die Antriebskraftübertragung
eines Fahrzeuges mit dem in Fig. 1 dargestellten
stufenlosen Getriebes,
Fig. 3 in einem Blockschaltbild die Steuerfunktion
für ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 4 in einem Flußdiagramm ein Programmteil
für die Steuerfunktion von Fig. 3,
Fig. 5 in einem Blockschaltbild die Steuerfunktion
für ein zweites Ausführungsbeispiel,
und
Fig. 6 das Flußdiagramm eines Programmteils
für die Steuerfunktion von Fig. 5.
In Fig. 1 sind ein stufenloses Getriebe 2 mit Antriebsriemen,
ein Riemen 2A, eine antriebsseitige Riemenscheibe 4,
ein antriebsseitiger fester Riemenscheibenteil 6, ein antriebsseitiger
beweglicher Riemenscheibenteil 8, eine abtriebsseitige
Riemenscheibe 10, ein abtriebsseitiger fester
Riemenscheibenteil 12 und ein abtriebsseitiger beweglicher
Riemenscheibenteil 14 dargestellt. Die antriebsseitige Riemenscheibe
4 umfaßt den antriebsseitigen festen Riemenscheibenteil
6, der an einer Drehwelle 16 angebracht ist, die die
Eingangswelle ist, sowie den antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenteil 8, der axial bewegbar und nicht drehbar
auf der Drehwelle 16 gehalten ist. Die abtriebsseitige Riemenscheibe
10 umfaßt ähnlich wie die antriebsseitige Riemenscheibe
4 eine Drehwelle 17, die die Ausgangswelle darstellt,
den abtriebsseitigen festen Riemenscheibenteil 12 und
den abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenteil 14.
Der antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenteil 8 und der
abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenteil 14 sind jeweils
mit einem ersten und einem zweiten Gehäuse 18 und 20 versehen,
wobei darin ein erster und ein zweiter hydraulischer Zylinder bzw.
hydraulische Kammer 22 und 24 gebildet sind. Der Aufnahmeflächenbereich
für den hydraulischen Druck des antriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenteils 8 des ersten hydraulischen
Zylinders 22 ist so gewählt, daß er größer als der Druckaufnahmeflächenbereich
des abtriebsseitigen Riemenscheibenteils
14 ist. Aufgrund der obigen Ausbildung kann das Riemenverhältnis,
das dazu dient, das Übersetzungsverhältnis zu ändern,
über eine Steuerung des hydraulischen Öldruckes verändert
werden, der in den ersten hydraulischen Zylinder 22
wirkt. Der abtriebsseitige zweite hydraulische Zylinder 24 enthält
eine Feder 26, die den abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenteil
14 in eine derartige Richtung drückt, daß
die Breite einer Rille oder Nut zwischen dem abtriebsseitigen
festen Riemenscheibenteil 12 und dem abtriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenteil 14 verringert wird. Diese Feder 26
stellt bei einem niedrigen hydraulischen Druck, wie beispielsweise
beim Anfahren, sicher, daß
der Riemen 2A
nicht rutscht.
Die Drehwelle 16 betreibt eine Ölpumpe 28, die über eine
erste und eine zweite Ölleitung 30 und 32 mit der ersten und
der zweiten hydraulischen Kammer bzw. Zylinder in Verbindung steht. Die
erste Ölleitung 30 steht an einem Ende mit einem Primärdrucksteuerventil
34 in Verbindung, das als Übersetzungsänderungssteuerventil
zum Steuern eines primären Druckes als Eingangswellenscheibendruck
dient. Die zweite Ölleitung 32 ist auf der
Seite der Ölpumpe 28 bezüglich dieses Primärdrucksteuerventils
34 vorgesehen und steht über eine dritte Ölleitung 36
mit einem Konstantdrucksteuerventil 38 zum Steuern des
Leitungsdruckes der Leitung 32 (im allgemeinen 5 bis 25 kg/cm²)
auf einen hydraulischen Steuerdruck mit einem konstanten
Druck (3 bis 4 kg/cm²) in einer Leitung 60 in Verbindung, während
das Primärdrucksteuerventil 34 über eine vierte Ölleitung 40
mit einem den Primärdruck steuernden ersten elektromagnetischen
Dreiwegeventil 42 verbunden ist.
Die zweite Ölleitung 32 steht an seiner Mitte über eine fünfte
Ölleitung 46 gleichfalls mit einem Leitungsdrucksteuerventil 44
in Verbindung, das die Funktion eines Auslaß- oder Entlastungsventils
hat, um den Leitungsdruck als Pumpdruck zu
steuern, wobei dieses Leitungsdrucksteuerventil 44 über eine
sechste Ölleitung 48 mit einem den Leitungsdruck steuernden
zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventil 50 verbunden ist.
Über eine siebte Ölleitung 54 steht die zweite Ölleitung 32 an ihrer
Mitte zwischen dem zweiten hydraulischen Zylinder 24
und dem Leitungsdrucksteuerventil 44 gleichfalls mit einem
Kupplungsdrucksteuerventil 52 in Verbindung, das dazu dient,
den Kupplungsdruck über einen hydraulischen Öldruck zu
steuern, der auf eine hydraulische Kupplung 62 wirkt, wobei
dieses Kupplungsdrucksteuerventil 52 über eine achte Ölleitung
56 mit einem den Kupplungsdruck steuernden dritten elektromagnetischen
Dreiwegeventil 58 verbunden ist.
Um den hydraulischen Steuerdruck mit einem konstanten Wert,
der vom Konstantdrucksteuerventil 38 abgenommen wird, dem
Primärdrucksteuerventil 34, dem den primären Druck steuernden
ersten elektromagnetischen Dreiwegeventil 42, dem Leitungsdrucksteuerventil
44, dem den Leitungsdruck steuernden zweiten
elektromagnetischen Dreiwegeventil 50, dem Kupplungsdrucksteuerventil
52 und dem den Kupplungsdruck steuernden
dritten elektromagnetischen Dreiwegeventil 58 zu liefern,
stehen alle diese Ventile 38, 34, 42, 44, 50, 52 und 58 mit
einer neunten Ölleitung 60 in Verbindung.
Das Kupplungsdrucksteuerventil 52 steht mit den hydraulischen
Zylinder 72 der hydraulischen Kupplung 62 über eine zehnte Ölleitung
64 in Verbindung, die ihrerseits mit einem
Ende eines Drucksensors 68 über eine elfte Ölleitung 66 verbunden
ist. Dieser Drucksensor 68 kann direkt den hydraulischen
Druck erfassen, wenn der Kupplungsdruck im Haltebetrieb
oder im Anfahrbetrieb gesteuert wird, und trägt dazu
bei, daß beim Ausführen eines Befehls der erfaßte hydraulische
Druck gleich einem Soll-Kupplungsdruck wird. Wenn der
Kupplungsdruck im Antriebs- oder Fahrbetrieb gleich dem
Leitungsdruck wird, trägt das gleichfalls zur Leitungsdrucksteuerung
bei.
Die hydraulische Kupplung 62 umfaßt ein eingangsseitiges
Gehäuse 70, das auf einer Drehwelle 17 angebracht ist, ein
hydraulischer Zylinder 72, der im Gehäuse 70 ausgebildet ist, einen
Kolben 74, der durch einen hydraulischen Druck nach
rechts gedrückt wird, der in den hydraulischen Zylinder 72
wirkt, eine ringartige Feder 76, die den Kolben 74 nach
links drückt, eine erste Druckplatte 78, die über die Schubkraft
des Kolbens 74 und die Beaufschlagungskraft der ringartigen
Feder 76 hin und her bewegbar ist, eine ausgangsseitige
Reibplatte 78 und eine zweite Druckplatte 82, die
am Gehäuse 70 befestigt ist.
Wenn in der Kupplung 62 der Kupplungsdruck ansteigt, der
ein hydraulischer Druck ist, der
in dem hydraulischen Zylinder 72 wirkt, dann wird der Kolben 74 nach rechts vorbewegt,
so daß die erste und die zweite Druckplatte 78 und 82 in
einen engen Reibkontakt mit der Reibplatte 80 kommen, um die
Kupplung in den sogenannten eingerückten Zustand zu bringen.
Wenn andererseits der Kupplungsdruck oder der hydraulische
Druck, der in dem hydraulischen Zylinder 72 wirkt, abnimmt,
dann wird der Kolben 74 über die Kraft der ringartigen Feder
76 zurückgezogen, so daß die erste und die zweite Druckplatte
78 und 82 von der Reibplatte 80 getrennt werden und dadurch
der sogenannte ausgerückte Zustand der Kupplung hergestellt
wird. Einem derartigen Ein- und Ausrücken der Kupplung entsprechend
wird die Übertragung der Antriebskraft durch das stufenlose
Getriebe 2 unterbrochen und wieder hergestellt.
Das erste Gehäuse 18 weist an seiner Außenseite ein Detektorrad
84 für die Drehung der Eingangswelle auf, wobei dieses
Detektorrad 84 mit seinem äußeren Umfangsteil in der Nähe
eines ersten Drehdetektors 86 für die Eingangswelle liegt.
Das zweite Gehäuse 20 weist an seiner Außenseite ein Detektorrad
88 für die Drehung der Ausgangswelle auf, wobei dieses
Detektorrad 88 mit seinem äußeren Umfangsteil in der Nähe
eines zweiten Drehdetektors 90 für die Ausgangswelle liegt.
Durch das Erfassen der Drehgeschwindigkeit mittels des
ersten und zweiten Drehdetektors 86 und 90 können die Drehzahl
der Maschine und das Riemenverhältnis bestimmt werden.
Die hydraulische Kupplung 62 ist weiterhin mit einem Ausgangsübertragungsrad
92 versehen. Dieses Ausgangsübertragungsrad
92 schließt ein Vorwärtsrad 92F und ein Rückwärtsrad
92R ein. Das Rückwärtsrad 92R liegt mit seinem äußeren
Umfangsteil in der Nähe eines dritten Drehdetektors 96 zum
Erfassen der Drehgeschwindigkeit einer Endausgangswelle 94.
Dieser dritte Drehdetektor 96 ist in der in Fig. 2 dargestellten
Weise so angeordnet und ausgebildet, daß er die
Drehgeschwindigkeit der Endausgangswelle 94 erfaßt, die
einen Vorwärts- und Rückwärtsschaltmechanismus 100, eine
Zwischenwelle 102, ein Enduntersetzungsrad oder -getriebe
104, ein Differential 106, eine Antriebswelle 108 und ein
Fahrzeugrad 110 antreibt. Durch die Aufnahme der Drehgeschwindigkeiten
mittels des zweiten und dritten Drehdetektors
90 und 96 kann auch die Drehgeschwindigkeit der Eingangs-
und Ausgangsseite am vorderen und hinteren Teil der hydraulischen
Kupplung 62 ermittelt werden. Das trägt dazu bei, das
Maß an Schlupf der Kupplung zu ermitteln.
Es ist eine auf Mikroprozessorbasis aufgebaute elektronische
Steuereinheit 98 (Fig. 1) vorgesehen, die eine Steuerfunktion
ausführt, indem verschiedene Signale, wie beispielsweise ein
Signal für die Öffnung der Vergaserdrossel, ein Signal für
die Vergaserleerlaufposition, ein Signal für das Gaspedal,
ein Bremssignal, ein Optionssignal für den Leistungsbetrieb,
ein Schalthebelpositionssignal, usw., zusätzlich zu den Signalen
anliegen, die vom Drucksensor 68 und vom ersten bis
dritten Drehdetektor 86, 90 und 96 kommen. Die Steuereinheit
98 steuert das Öffnen und Schließen des den primären Druck
steuernden ersten elektromagnetischen Dreiwegeventils 42,
des den Leitungsdruck steuernden zweiten elektromagnetischen
Dreiwegeventils 50 und des den Kupplungsdruck steuernden
dritten elektromagnetischen Dreiwegeventils 58, um das
Riemenverhältnis und den eingerückten oder ausgerückten
Zustand der Kupplung auf der Grundlage der verschiedenen
Eingangssignale und nach Maßgabe der verschiedenen Steuerbetriebsarten
zu steuern.
Die an der Steuereinheit 98 liegenden Eingangsignale haben
im einzelnen die folgende Funktion:
Dieses Signal trägt zur Steuerung des Leitungsdruckes und
des Riemenverhältnisses bei, die für jeden Bereich entsprechend
den verschiedenen Signalzuständen, wie beispielsweise
den Schalthebelpositionen P, R, N, D, L usw., benötigt
werden.
Dieses Signal dient dazu, das Maschinendrehmoment aus Daten
in einem Speicher zu berechnen, der vorher mit einem Programm
beladen ist, und ein Soll-Verhältnis oder eine Soll-Maschinendrehzahl
zu bestimmen.
Dieses Signal dient dazu, die Genauigkeit der Korrektur des
Öffnungsgrades der Vergaserdrossel und der Steuerung zu verbessern.
Dieses Signal gibt den Befehl des Fahrers je nach dem Maß der
Betätigung des Gaspedals an und bestimmt das Steuerverfahren
für die Fahrt oder das Anfahren.
Dieses Signal gibt an, ob das Bremspedal betätigt ist, und
dient dazu, die Steuerrichtung, wie beispielsweise das Ausrücken
der Kupplung, zu bestimmen.
Dieses vom Fahrer gesteuerte Optionssignal wählt die Art, in
der das Fahrzeug betrieben wird, wie beispielsweise
eine sportliche Fahrweise oder eine wirtschaftliche
Fahrweise.
Das Leitungsdrucksteuerventil 44 hat eine Steuercharakteristik
zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses derart, daß die
Steuerung in drei Schritten ausgeführt wird, indem jeweils
ein Leitungsdruck im ganz niedrigen Zustand, im vollen
Schnellgang oder Overdrive-Zustand und in einem Zustand mit
festem Übersetzungsverhältnis bewirkt wird.
Das Primärdrucksteuerventil 34 zum Steuern des die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses steuernden Primärdruckes wird
in seiner Funktion über das erste, den Primärdruck steuernde
elektromagnetische Dreiwegeventil 42 gesteuert.
Dieses, den primären Druck steuernde erste elektromagnetische
Dreiwegeventil 42 kann die Arbeit des Primärdrucksteuerventils
34 so steuern, daß die erste Ölleitung 30 mit dem Primärdruck
oder mit dem Außenluftdruck verbunden wird. Das Primärdrucksteuerventil
34 schaltet das Riemenverhältnis auf den
vollen Overdrive oder Schnellgang, indem es den Leitungsdruck
in die Leitung 30 legt, oder auf das kleine Übersetzungsverhältnis
um, indem es die Leitung 30 mit der Außenluft
verbindet.
Das Kupplungsdrucksteuerventil 52 zum Steuern des Kupplungsdruckes
liefert den Leitungsdruck der zehnten Ölleitung 64, wenn
ein maximaler Kupplungsdruck benötigt wird, und verbindet die
Leitung 64 mit der Außenluft, wenn ein minimaler Kupplungsdruck
benötigt wird. Wie das Leitungsdrucksteuerventil 44
und das Primärdrucksteuerventil 34 wird auch dieses Kupplungsdrucksteuerventil
52 in seiner Funktion durch das den
Kupplungsdruck steuernde dritte elektromagnetische
Dreiwegeventil 58 gesteuert. Die Arbeit des Ventils 58 wird
daher nicht nochmals beschrieben.
Der Kupplungsdruck kann innerhalb eines Bereiches von einem
kleinsten Druck oder einem Druck gleich Null (Außenluftdruck)
auf einen größten Druck (Leitungsdruck) geändert werden. Es
gibt vier Grundmuster zum Steuern des Kupplungsdruckes:
In dem Fall, in dem die Kupplung vollständig auszurücken ist,
da die Schalthebelposition N oder P ist, wird der Kupplungsdruck
auf den kleinsten Druck (Null) gesetzt.
In dem Fall, in dem nicht gefahren werden soll, wobei die
Drossel getrennt oder geschlossen ist, wenn die Schalthebelposition
die Position D oder R ist, oder in dem Fall, in dem
eine Herabsetzung der Geschwindigkeit während der Fahrt erwünscht
ist, so daß die Kraftübertragung der Maschine unterbrochen
werden soll, wird ein relativ niedriger Steuerdruck angelegt.
Beim Anfahren (Normalstart) oder beim Wiederbeschleunigen
(Spezialstart)
wird der Kupplungsdruck auf einen geeigneten Pegel entsprechend
dem von der Maschine erzeugten Drehmoment (Kupplungseingangsdrehmoment)
gesetzt, um ein Hochdrehen der Maschine
zu verhindern und das Fahrzeug ruckfrei anzufahren.
In dem Fall, in dem die Kupplung vollständig eingerückt ist,
nachdem der vollständige Fahrzustand hergestellt ist, wird
der Kupplungsdruck auf einen ausreichend hohen Pegel gesetzt
derart, daß die Kupplung das Drehmoment der Maschine in zufriedenstellender
Weise aufnehmen kann.
Der Betriebszustand 1) für den neutralen Betrieb wird über ein nicht
dargestelltes Schaltventil bewirkt, das mit dem
Umschalten des Übersetzungsverhältnisses gekoppelt ist. Die
übrigen Betriebszustände 2), 3) und 4) werden ausgeführt, indem
die Tastverhältnisse der Steuersignale für das erste bis
dritte elektromagnetische Dreiwegeventil 42, 50 und 58
unter der Steuerung der Steuereinheit 98 geändert werden.
Insbesondere im Fall des Betriebszustandes 4 stehen die
siebte Ölleitung 54 und die zehnte Ölleitung 64 über das Kupplungsdrucksteuerventil
52 miteinander in Verbindung, um einen
maximalen Kupplungsdruck zu erzeugen, indem der Kupplungsdruck
auf denselben Wert wie der Leitungsdruck gebracht
wird.
Das Primärdrucksteuerventil 34, das Leitungsdrucksteuerventil
44 und das Kupplungsdrucksteuerventil 52 werden durch den
hydraulischen Ausgangsdruck vom ersten bis dritten elektromagnetischen
Dreiwegeventil 42, 50 und 58 jeweils gesteuert.
Der hydraulische Steuerdruck zum Steuern dieser elektromagnetischen
Dreiwegeventile 42, 50 und 58 ist ein konstanter
hydraulischer Steuerdruck vom Konstantdrucksteuerventil 38,
der über die Leitung 60 kommt. Dieser hydraulische Steuerdruck
liegt immer unter dem Leitungsdruck und ist ein stabiler
konstanter Druck. Der hydraulische Steuerdruck liegt auch an
den entsprechenden Steuerventilen 34, 44 und 52, um diese zu
stabilisieren.
Die Antriebskraft, die der Endausgangswelle 94 durch Ändern
des Übersetzungsverhältnisses und durch Steuern des eingerückten und
ausgerückten Zustandes der hydraulischen Kupplung unter Verwendung
der jeweiligen Steuerventile 34, 44 und 52 ausgegeben
wird, wird in der in Fig. 2 dargestellten Weise auf
die Zwischenwelle 102 über den Vorwärts- und Rückwärtsschaltmechanismus
100 übertragen. Die Antriebskraft der Zwischenwelle
102 wird auf das Rad 110 über das Enduntersetzungsrad
oder -getriebe 104, das Differential 106 und die Antriebswelle
108 übertragen, um das nicht dargestellte Fahrzeug in
Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung anzutreiben. Der Vorwärts-
und Rückwärtsschaltmechanismus 100 umfaßt ein Vorwärtsschaltrad
100F, ein Rückwärtsschaltrad 100R und ein Leerlaufrad
100I. Wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, kämmen das Vorwärtsübertragungsrad
92F und das Vorwärtsschaltrad 100F miteinander,
während dann, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, das
Rückwärtsübertragungsrad 92R und das Rückwärtsschaltrad
100R über das Leerlaufrad 100I miteinander kämmen.
In Fig. 1 sind weiterhin eine Ölwanne 112 und ein Ölfilter
114 dargestellt.
In einem derartigen stufenlosen Getriebe 2 ist die Steuereinheit
98 so ausgelegt und ausgebildet, daß sie den Kupplungsdruck
unter Verwendung des Kupplungsdrucksteuerventils 52
so steuert, daß das Kriechen bzw. der Schlupfwiderstand, der durch ein Rutschen der hydraulischen
Kupplung 62 im Haltebetrieb verursacht wird, wenn
das stufenlose Getriebe 2 auf den Rückwärtsgang geschaltet
ist, größer als der Schlupfwiderstand ist, der durch das Rutschen der
hydraulischen Kupplung 62 im Haltebetrieb verursacht wird,
wenn das stufenlose Getriebe 2 auf den Vorwärtsgang geschaltet
ist.
Im folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben, in denen
NE: Drehzahl der Brennkraftmaschine
PCC: Schlupf-Soll-Wert
FWD: Vorwärtsgang
REV: Rückwärtsgang
PVCRV: NE-PCC-Liste
PVCRV 1: NE-PCC-Liste für den Vorwärtsgang
PVCRV 2: NE-PCC-Liste für den Rückwärtsgang
PCE: Kupplungseingriffsdruck
PCLU: Tatsächlicher Kupplungsdruck
PCLUSP: Soll-Kupplungsdruck
NPC: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
OPWCLU: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
CEGFLG: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, unterliegt die Kupplung einer Regelung mit geschlossener Regelschleife.
HLD: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, wird der Haltesteuerbetrieb bewirkt.
IDL UP: Die Drehzahl der Maschine wird erhöht, wenn dieses Kennzeichen angeschaltet ist.
PCC: Schlupf-Soll-Wert
FWD: Vorwärtsgang
REV: Rückwärtsgang
PVCRV: NE-PCC-Liste
PVCRV 1: NE-PCC-Liste für den Vorwärtsgang
PVCRV 2: NE-PCC-Liste für den Rückwärtsgang
PCE: Kupplungseingriffsdruck
PCLU: Tatsächlicher Kupplungsdruck
PCLUSP: Soll-Kupplungsdruck
NPC: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
OPWCLU: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
CEGFLG: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, unterliegt die Kupplung einer Regelung mit geschlossener Regelschleife.
HLD: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, wird der Haltesteuerbetrieb bewirkt.
IDL UP: Die Drehzahl der Maschine wird erhöht, wenn dieses Kennzeichen angeschaltet ist.
Bei dem ersten, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind PVCRV 1 für den Vorwärtsgangbetrieb (200) und PVCRV 2
für den Rückwärtsgangbetrieb (201) vorgesehen, um PCC aus NE
zu bestimmen. Insbesondere wird PCC aus NE durch PVCRV 1 für
FWD (202) bestimmt und wird PCC aus NE durch PVCRV 2 für
REV bestimmt (203). Der in dieser Weise erhaltene Wert PCC
wird zu PCE addiert, um PCLUSP zu bilden, und es wird der
Unterschied zwischen PCLUSP und PCLU bestimmt (204). PCE ist
ein konstanter Wert. Um diesen Unterschied zu beseitigen,
wird das Ergebnis von 204 mit einem Proportionalfaktor (205)
multipliziert, wobei das Ergebnis von 205 an einem Verzögerungsfilter
erster Ordnung (206) liegt, das Ergebnis von 206
einem vorhergehenden Wert zuaddiert wird, der einem Integralfaktor
unterworfen wurde (207), und das Ergebnis von 207 zu
NPC addiert wird (208), um OPWCL zu bilden (209), der dazu
benutzt wird, das Kupplungssteuerventil 52 zum Steuern des
Kupplungsdruckes anzusteuern.
Die Steuerung dieses Ausführungsbeispiels wird im folgenden
anhand von Fig. 4 beschrieben.
Wenn die Steuerung beginnt (300), wird beurteilt (301), ob
der Haltebetrieb eingestellt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis
dieser Beurteilung negativ ist, dann erfolgt die
Steuerung nach Maßgabe eines Programms für eine andere
Steuerungsart als dem Haltebetrieb.
Wenn die Beurteilung bei 301 positiv ist, dann wird das
Kennzeichen CEGFLG zum Bewirken einer Regelung mit geschlossenem
Regelkreis des Kupplungsdruckes über eine Rückführung
gesetzt (302) und wird beurteilt (303), ob der Rückwärtsgang
REV geschaltet ist.
Wenn die Beurteilung im Schritt 303 negativ ist, da der Vorwärtsgang
eingeschaltet ist, dann wird PCC aus NE durch
PVCRV 1 bestimmt (304) und wird IDL UP ausgeschaltet (305).
Dann wird PCC zu PCE addiert, um PCLUUSP für den Vorwärtsgang
zu bilden (306).
Wenn andererseits die Beurteilung bei 303 positiv ist, da
der Rückwärtsgang eingelegt ist, dann wird PCC aus NE durch
PVCVR 2 bestimmt (307) und wird IDL UP angeschaltet ((308).
Dann wird PCC zu PCE addiert, um PCLUSP für den Rückwärtsgang
zu bilden (306).
Der in dieser Weise erhaltene Wert PCLUSP für den Vorwärtsgang
oder für den Rückwärtsgang wird in der in Fig. 3 dargestellten
Weise dazu benutzt (204) einen Unterschied bezüglich
PCLU zu ermitteln, mit einem Proportionalfaktor multipliziert
(205), um diesen Unterschied zu beseitigen, anschließend
einem Verzögerungsfilter erster Ordnung unterworfen (206),
dann zu einem vorhergehenden Wert addiert (207), der einem
Integralfaktor unterworfen worden ist, zu NPC addiert (208)
und schließlich zum Wert OPWCLU verarbeitet (209), der dazu
verwandt wird, den Kupplungsdruck zu steuern, indem das Kupplungsdrucksteuerventil
52 angesteuert wird, wonach die Programmsteuerung
in Fig. 4 zurückspringt (309).
Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel PVCRV 1 für den Vorwärtsgang
und PVCRV 2 für den Rückwärtsgang vorgesehen sind,
können in dieser Weise der Schlupf für die Vorwärtsfahrt
des Fahrzeuges und der Schlupf für die Rückwärtsfahrt des
Fahrzeuges separat gebildet werden. Über PVCRV 1 und PVCRV 2
kann somit der Kupplungsdruck so gesteuert werden, daß der
Schlupfwiderstand für den Rückwärtsgang größer als für den Vorwärtsgang
ist.
In dieser Weise kann ein Fahrzeug ein größeres Kriechen für
die Rückwärtsfahrt als für die Vorwärtsfahrt verwenden, ohne
daß es notwendig ist, das Fahrpedal herabzutreten, selbst
wenn das Kriechen für die Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges klein
ist.
Aus diesem Grunde kann das Auftreten von Schwierigkeiten vermieden
werden, die beispielsweise darin bestehen, daß das
Fahrzeug bewegt wird oder Schwingungen erzeugt werden, während
das Fahrzeug angehalten wird, da auf ein Verkehrszeichen gewartet
wird, wenn der Vorwärtsgang eingeschaltet ist. Das
Fahrverhalten wird daher für den Vorwärtsgang nicht beeinträchtigt.
Das Fahrverhalten ist für den Rückwärtsgang verbessert,
da die Schwierigkeit beim Rückwärtsfahren des Fahrzeuges
beseitigt ist, die durch
ungenaue Dosierung der Geschwindigkeit und
eine zu große Geschwindigkeit
hervorgerufen werden. Da weiterhin diese Schwierigkeiten
einfach dadurch überwunden werden können, daß das Programm
geändert wird und keine zusätzliche Hardware vorgesehen werden
muß, können die meisten herkömmlichen Steuerprogramme
verwandt werden. Die Erhöhung der Speicherkapazität der
Steuereinheit kann so klein wie möglich gehalten werden und
unnötige Kostensteigerungen können vermieden werden, so daß
die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr wirtschaftlich ist.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung
weiterhin ohne Schwierigkeiten bei einem herkömmlichen
stufenlosen Getriebe vorgesehen werden kann, indem lediglich
ein Teil des Programms in der Steuereinheit geändert wird,
hat sie auch Vorteile bei einer nachträglichen
praktischen Anwendung.
Wenn der Schlupfwiderstand groß wird, nehmen zusätzliche Lasten an
der Brennkraftmaschine zu und es nehmen die Schwingungen zu.
Durch eine Heraufsetzung
der Drehzahl im Leerlauf durch Anschalten von
IDL UP für REV bei großem Schlupfwiderstand, können Schwingungen, die
ein großes Kriechen begleiten, beschränkt werden.
In den Fig. 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt,
in denen:
NE: Drehzahl der Brennkraftmaschine
PCC: Schlupf-Soll-Wert
FWD: Vorwärtsgang
PVCRV: NE-PCC-Liste
PCE: Kupplungseingriffsdruck
PCLU: Tatsächlicher Kupplungsdruck
PCLUSP: Soll-Kupplungsdruck
PCREV: Korrekturwert für den Eingriffsdruck für den Rückwärtsgang
NPC: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
OPWCLU: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
CEGFLG: Wenn dieses Kennzeichen gesetzt ist, unterliegt die Kupplung einer Regelung mit geschlossener Regelschleife.
HLD: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, wird der Haltesteuerbetrieb bewirkt.
IDL UP: Die Drehzahl der Maschine wird erhöht, wenn dieses Zeichen angeschaltet ist.
PCC: Schlupf-Soll-Wert
FWD: Vorwärtsgang
PVCRV: NE-PCC-Liste
PCE: Kupplungseingriffsdruck
PCLU: Tatsächlicher Kupplungsdruck
PCLUSP: Soll-Kupplungsdruck
PCREV: Korrekturwert für den Eingriffsdruck für den Rückwärtsgang
NPC: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
OPWCLU: Kupplungssolenoid-Tastverhältniswert
CEGFLG: Wenn dieses Kennzeichen gesetzt ist, unterliegt die Kupplung einer Regelung mit geschlossener Regelschleife.
HLD: Wenn dieses Zeichen gesetzt ist, wird der Haltesteuerbetrieb bewirkt.
IDL UP: Die Drehzahl der Maschine wird erhöht, wenn dieses Zeichen angeschaltet ist.
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist bei diesem zweiten
Ausführungsbeispiel eine einzige Liste PVCRV vorgesehen
(400) und wird PCC aus NE unter Verwendung von PVCRV sowohl
für FWD als auch für REV bestimmt (401). Danach wird der
in dieser Weise erhaltene Wert PCC zum konstanten Wert PCREV
im Fall von REV addiert, um PCC zu bilden (402). Dieser Wert
PCC wird zu PCE addiert, um PCLUSP zu bilden, wobei gleichfalls
der Unterschied zwischen PCLUSP und PCLU bestimmt
wird (403). Um diesen Unterschied zu beseitigen, wird das
Ergebnis von 403 mit einem Proportionalfaktor multipliziert
(404), wird das Ergebnis von 404 einem Verzögerungsfilter
erster Ordnung unterworfen (405), wird das Ergebnis von
405 zu einem vorhergehenden Wert addiert, der einem Integralfaktor
unterworfen worden ist, und wird das Ergebnis von
406 zu NPC addiert (407). Um den Wert OPWCL zu erhalten (408),
der dazu benutzt wird, das Kupplungssteuerventil 52 zum
Steuern des Kupplungsdruckes anzusteuern.
Die Steuerung dieses zweiten Ausführungsbeispiels wird im
folgenden anhand von Fig. 6 beschrieben.
Wenn die Steuerung beginnt (500), wird beurteilt (501), ob
der Haltebetrieb eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Beurteilung
negativ ist, dann erfolgt eine Steuerung nach
Maßgabe eines Programms für eine andere Betriebsweise als
für den Haltebetrieb.
Wenn die Beurteilung bei 501 positiv ist, dann wird CEGFLG
gesetzt, um eine Regelung des Kupplungsdruckes mit geschlossener
Regelschleife über eine Rückführung zu bewirken (502),
wird PCC aus NE unter Verwendung von PVCRV bestimmt (503) und
wird dann beurteilt (504), ob der Gang der Rückwärtsgang REV
ist.
Wenn die Beurteilung im Schritt 504 negativ ist, da der
Vorwärtsgang eingeschaltet ist, dann wird IDL UP ausgeschaltet
(505). Dann wird der Wert PCC, der im obenerwähnten
Schritt 503 bestimmt wurde, zu PCE addiert, um PCLUSP für den
Vorwärtsgang zu bilden (506).
Wenn andererseits die Beurteilung im Schritt 504 positiv
ist, da der Rückwärtsgang eingeschaltet ist, dann wird der
Wert PCC, der im obenerwähnten Schritt 503 bestimmt wurde,
zu einem konstanten Wert PCREV addiert, um PCLUSP zu bilden
(507), und wird dann IDL UP angeschaltet (508). Der in
dieser Weise erhaltene Wert PCC wird zu PCE addiert, um
PCLUSP für den Rückwärtsgang zu bilden (506).
Der in dieser Weise erhaltene Wert PCLUSP für den Vorwärtsgang
oder für den Rückwärtsgang wird in der in Fig. 5 dargestellten
Weise bei 403 dazu benutzt, einen Unterschied bezüglich
PCLU zu bestimmen. Um diesen Unterschied zu beseitigen,
wird er dann mit einem Proportionalfaktor mutlipliziert
(404), anschließend einem Verzögerungsfilter erster Ordnung
unterworfen (405), dann zu einem vorhergehenden Wert addiert
(406), der einem Integralfaktor unterworfen worden ist, dann
zu NPC addiert (407) und schließlich zu OPWCLU verarbeitet
(408), der dazu dient, den Kupplungsdruck festzulegen, indem
das Kupplungsdrucksteuerventil 52 angesteuert wird, wonach
die Programmsteuerung in Fig. 6 rückspringt (509).
Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine einzige Liste PVCRV
vorgesehen ist und PCREV dazu verwandt wird, PCLUSP größer für
den Rückwärtsgang (=PCC(NE)+PCREV+PCE als PCLUSP
für den Vorwärtsgang (=PCC(NE)+PCE) zu machen, kann der
Kupplungsdruck so gesteuert werden, daß der Schlupfwiderstand für den
Rückwärtsgang größer als für den Vorwärtsgang ist.
Dadurch kann das Fahrzeug ein größeres Kriechen beim Rückwärtsfahren
als beim Vorwärtsfahren verwenden, ohne daß es
notwendig ist, das Fahrpedal herunterzudrücken, selbst wenn
der Schlupf für die Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges klein ist.
Aufgrund der obigen Ausbildung kann das Auftreten von
Schwierigkeiten vermieden werden, die beispielsweise darin
bestehen, daß ein Fahrzeug bewegt wird oder Schwingungen
erzeugt werden, während das Fahrzeug anhält, da auf ein Verkehrzeichen
gewartet wird, wenn der Vorwärtsgang eingeschaltet
ist. Das Fahrverhalten für den Vorwärtsgang wird daher
nicht beeinträchtigt. Das Fahrverhalten für den Rückwärtsgang
ist weiterhin dadurch verbessert, daß die beim Rückwärtsfahren
des Fahrzeuges auftretende Schwierigkeit beseitigt
ist, die durch eine zu hohe Rückwärtsfahrtgeschwindigkeit
verursacht wird. Da PCLUSP (Soll-Kupplungsdruck) für den Rückwärtsgang
dadurch erhalten werden kann, daß zu der einzigen Liste PVCRV
eine Konstante PCREV addiert wird, können diese Probleme
dadurch beseitigt werden, daß bestehende Programme noch
weniger geändert werden, als es bei dem ersten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Da die Lösung des zweiten Ausführungsbeispiels
bei einem herkömmlichen stufenlosen Getriebe
noch leichter als die Lösung des ersten Ausführungsbeispiels
angewandt werden kann, indem lediglich ein Teil des Programms
der Steuereinheit geändert wird, hat sie Vorteile in der
Praxis.
Claims (2)
1. Stufenloses Getriebe, das von einer Brennkraftmaschine
angetrieben ist und über eine Kupplung mit einem Wendegetriebe
verbunden ist, und eine Kupplungseinrichtung hat,
die den Anfahrvorgang in Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
nach einem unterschiedlichen Programm regelt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung hydraulisch betätigt und elektronisch
gesteuert ist und das Programm im Haltebetrieb für beide
Richtungen bereits einen relativ niedrigen Steuerdruck mit
einer stärkeren Ineingriffnahme der Kupplung im Rückwärtsgang
als im Vorwärtsgang vorsieht.
2. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Programm (IDLE UP) zum Erhöhen der Leerlaufdrehzahl
bei eingelegtem Rückwärtsgang vorgesehen ist.
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