DE3939671A1 - Riemenverhaeltnissteuerung fuer ein stufenloses getriebe - Google Patents

Riemenverhaeltnissteuerung fuer ein stufenloses getriebe

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Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenverhältnissteuerung für ein stufenloses Getriebe, die insbesondere in der Lage ist, ein Durchrutschen der Fahrzeugräder bei einer Anfahrbewegung auf einer Straße mit geringem Oberflächenreibungskoeffizienten zu verhindern, um dadurch das Anfahren zu erleichtern.
Bei einem Fahrzeug ist zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern ein Getriebe angeordnet. Dieses Getriebe ändert die an den Antriebsrädern liegende Kraft und die Geschwindigkeit der Antriebsräder, um den Fahrverhältnissen des Fahrzeuges in einem weiten Bereich zu genügen und dadurch die Arbeit der Brennkraftmaschine zu optimieren. Ein bekanntes stufenloses Getriebe umfaßt eine Riemenscheibe mit einem festen Riemenscheibenteil, der fest an einer Welle angebracht ist, und mit einem bewegbaren Riemenscheibenteil, der axial bewegbar auf der Welle vom festen Riemenscheibenteil getrennt gehalten ist, wobei die Breite der Rille oder Nut zwischen den beiden Riemenscheibenteilen über eine Öldrucksteuerung erhöht oder verringert wird, um den Drehradius eines Kraftübertragungsriemens zu vergrößern oder zu verkleinern, der um die Riemenscheibe führt und dadurch das Riemenverhältnis zu ändern. Stufenlose Getriebe dieser Art sind beispielsweise in der JP-OS 1 86 656-1982, der JP-OS 43 249-1984, der JP-OS 77 159-1984 und der JP-OS 2 33 356-1986 beschrieben.
Stufenlose Getriebe weisen eine Öldruckkupplung zum Steuern der Kraftübertragung unter Verwendung des Öldruckes auf. Eine derartige Öldruckkupplung wird bei verschiedenen Steuerbetriebsarten in verschiedener Weise auf der Grundlage von Signalen gesteuert, die die Drehzahl der Maschine, die Drosselventilstellung eines Vergasers und ähnliches wiedergeben.
Bei einer herkömmlichen Riemenverhältnissteuerung für ein stufenloses Getriebe wird dann, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei 5 km/h oder darunter liegt (einschließlich des Haltens des Fahrzeuges), auf einen ganz niedrigen Wert über eine Regelung mit offener Regelschleife geregelt, indem ein Ausgangstastverhältniswert gleich 0 benutzt wird. Wenn nach dem Anfahren die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erhöht wird, so daß das Rutschen der Kupplung im wesentlichen gleich Null wird, dann wird die Öldruckkupplung eingerückt, um mit der Regelung der Drehzahl der Maschine auf einen Sollwert zu beginnen, der aus der Stellung eines Schalthebels, der Öffnung der Drossel und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt wird. Das Riemenverhältnis wird auf einen Wert zwischen dem ganz niedrigen Zustand und einem Overdrive -oder Schnellgang- Zustand gesteuert, wenn mit der Regelung der Drehzahl der Maschine begonnen wird, um dadurch die Geschwindigkeit zu ändern.
Wenn das Fahrzeug an einem kalten Ort auf Schnee oder auf einer gefrorenen Staße, insbesondere dann, wenn das Fahrzeug an einer Steigung angefahren wird, d.h. wenn der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche klein ist, dann ist im ganz niedrigen Zustand des Riemenverhältnisses das übertragene Drehmoment groß, so daß beim abrupten Betätigen des Fahrpedals die Räder durchrutschen und das Fahrzeug nicht in Bewegung gesetzt werden kann.
Wenn das Rutschen der Räder sich über längere Zeit fortsetzt, entscheidet die Steueranordnung, eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges einzustellen und die Ölkupplung einzurücken, so daß sich das Rutschen der Räder weiter fortsetzt und eine Reibungswärme erzeugt wird, die den Schnee oder das Eis schmilzt, und das Fahrzeug somit weiterhin nicht angefahren werden kann.
Durch die Erfindung soll eine Riemenverhältnissteuerung für ein stufenloses Getriebe geschaffen werden, die das Riemenverhältnis auf einen Riemenverhältnis-Sollwert, der durch die Öffnung der Drossel bestimmt ist, beim Anfahren auf einer Straße mit kleinem Oberflächenreibungskoeffizient regelt, um die oben erwähnten Unzweckmäßigkeiten zu vermeiden, und dadurch ein niedriges Drehmoment zu übertragen, das ein Rutschen der Räder verhindert, so daß das Fahrzeug leicht angefahren werden kann.
Dazu wird durch die Erfindung eine Riemenverhältnissteuerung für ein stufenloses Getriebe geschaffen, das eine Geschwindigkeitsänderung dadurch bewirkt, daß es die Breite einer Rille oder Nut zwischen einem festen Riemenscheibenteil und einem bewegbaren Riemenscheibenteil unter Verwendung eines Öldruckes erhöht oder herabsetzt, um den Drehradius eines Riemens zu erhöhen oder zu verringern, der um die Riemenscheibenteile führt, wobei die Riemenverhältnissteuerung das Riemenverhältnis auf einen Sollwert, der durch die Öffnung der Drossel festgelegt ist, beim Anfahren auf einer Straße mit einem kleinen Oberflächenreibungskoeffizienten regelt.
Gemäß der Erfindung setzt die Steueranordnung das Riemenverhältnis auf das Sollriemenverhältnis, das aus der Öffnung der Drossel bestimmt wird, wenn auf einer Straße mit einem kleinen Oberflächenreibungskoeffizienten angefahren wird, so daß das Getriebe nicht mit dem ganz niedrigen Verhältnis, sondern stattdessen mit einem mittleren Riemenverhältnis zu arbeiten beginnt, um dadurch ein niedriges Maschinendrehmoment zu übertragen und ein Rutschen der Räder des Fahrzeuges zu verhindern, was das Anfahren des Fahrzeuges erleichtert.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 schematisch ein stufenloses Getriebe und dessen hydraulischen Steuerschaltkreis,
Fig. 2 in einem Flußdiagramm die Arbeit eines Teils der Steuereinheit bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 in einem Blockschaltbild einen Teil der Steuerfunktion der Riemenverhältnissteuerung bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 ein Speicherverzeichnis für einen Teil der Steuerfunktion von Fig. 3, wobei die Beziehung zwischen der Öffnung einer Drossel und dem Soll-Riemenverhälniswert dargestellt ist, und
Fig. 5 in einem Blockschaltbild einen weiteren Teil der Steuerfunktion für die Riemenverhältnissteuerung.
In den Fig. 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerung dargestellt. In Fig. 1 sind ein stufenloses Getriebe 1, ein Riemen 4, eine antriebsseitige Riemenscheibe 6, ein antriebsseitiger fester Riemenscheibenteil 8, ein antriebsseitiger bewegbarer Riemenscheibenteil 10, eine abtriebsseitige Riemenscheibe 12, ein abtriebsseitiger fester Riemenscheibenteil 14 und abtriebsseitiger bewegbarer Riemenscheibenteil 16 gezeigt. Die antriebsseitige Riemenscheibe 6 umfaßte den antriebsseitigen festen Riemenscheibenteil 8, der fest an einer Drehwelle 18 angebracht ist, die von einem Motor gedreht wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und den antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenteil 10, der auf der Welle 18 so gehalten ist, daß er in Richtung der Achse der Welle 18 bewegbar, jedoch relativ dazu nicht drehbar ist. Die abtriebsseitige Riemenscheibe 12 ist in ähnlicher Weise wie die antriebsseitige Riemenscheibe 6 bezüglich ihres abtriebseitigen festen Riemenscheibenteils 14 und ihres abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenteils 16 aufgebaut.
Der antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenteil 10 und der abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenteil 16 weisen jeweils ein erstes und ein zweites Gehäuse 20 und 22 auf, die daran angebracht sind, um jeweils eine erste und eine zweite Öldruckkammer 24 und 26 zu bilden. In der zweiten Öldruckkammer 26 für die Abtriebsseite drückt eine Druckfeder 28 den abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenteil 16 in Richtung auf den antriebsseitigen festen Riemenscheibenteil 14.
An einem Endabschnitt der Welle 18 ist eine Ölpumpe 30 vorgesehen. Diese Olpumpe 30 pumpt Öl von einer Ölwanne oder einem Ölsumpf 32 durch einen ersten und einen zweiten Ölkanal 38 und 40 eines öldruckkreislaufes über eine Ölfilter 34 zur ersten und zweiten Öldruckkammer 24 und 26. Der erste Ölkanal 38 steht mit einem Primärdrucksteuerventil 44 eines Geschwindigkeitsänderungssteuerventils in Verbindung, das eine Drucksteuereinheit 42 bildet, um den primären Druck des Eingangswellenscheibendruckes zu steuern. Ein Konstantdrucksteuerventil 48 zum Steuern des Leitungsdruckes von der Leitung 40 (im allgemeinen 5 bis 25 kg/cm2) auf einen konstanten Druck in der Leitung 70 (beispielsweise 3 bis 4 kg/cm2) steht über einen dritten Ölkanal 46 mit dem zweiten Ölkanal 40 von der Ölpumpe 30 in Verbindung. Das Primärdrucksteuerventil 44 steht weiterhin über einen vierten Ölkanal 50 mit einem ersten elektromagnetischen Dreiwegeventil 52 zum Steuern des primären Druckes in Verbindung.
Der dritten Ölkanal 40 steht mit einem Leitungsdrucksteuerventil 54 über einen fünften Ölkanal 56 in Verbindung, das eine Ventilöffnungs- oder Regulierfunktion hat, um den Leitungsdruck oder den Pumpdruck zu steuern. Das Leitungsdrucksteuerventil 54 ist über einen sechsten Ölkanal 58 mit einem zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventil 60 verbunden.
Zwischen der zweiten Öldruckkammer 26 und dem Leitungsdrucksteuerventil 54 steht der zweite Ölkanal 40 mit einem Kupplungsdrucksteuerventil 62 zum Steuern des Kupplungsdruckes in Verbindung. Dieses Kupplungsdrucksteuerventil 62 ist über einen achten Ölkanal 66 mit einem dritten elektromagnetischen Dreiwegeventil 68 verbunden.
Das Primärdrucksteuerventil 44, das den primären Druck steuernde erste elektromagnetische Ventil 52, das Konstantdrucksteuerventil 48, das Leitungsdrucksteuerventil 54, das den Leitungsdruck steuernde zweite elektromagentische Dreiwegeventil 60, das Kupplungsdrucksteuerventil 62 und das den Kupplungsdruck steuernde dritte elektromagentische Dreiwegeventil 68 stehen jeweils mit einem neunten Ölkanal 70 in Verbindung.
Das Kupplungsdrucksteuerventil 62 ist über einen zehnten Ölkanal 72 und den siebten Ölkanal 64 mit einer öldruckgesteuerten Kupplung 74 verbunden. Der zehnte Ölkanal 72 steht über einen Weg 76 mit einem Druckübersetzer oder Drucksensor 78 in Verbindung. Dieser Druckübersetzer 78 kann direkt den Kupplungsöldruck zum Zeitpunkt der Steuerung des Kupplungsdruckes im Halte- und Anfahrbetrieb usw. aufnehmen und hilft bei der Steuerung des aufgenommenen Öldruckes auf einen Sollkupplungsdruck und beim Steuern des Leitungsdruckes im Fahrbetrieb, da der Kupplungsdruck dann im wesentlichen gleich dem Leitungsdruck ist.
Die Öldruckkupplung schließt einen Kolben 80, eine ringförmige Feder 82, eine erste Druckplatte 84, eine Reibplatte 86 und eine zweite Druckplatte 88 ein.
Eine elektronische Steuereinheit auf Mikroprozessorbasis ECU 90 ist dazu vorgesehen, die Geschwindigkeitsänderung auf der Grundlage der eingegebenen verschiedenen Betriebsverhältnisse, wie beispielsweise des Zustandes des Drucksensors 78, des Öffnungsgrades der Drossel eines nicht dargestellten Vergasers des Fahrzeuges und der Drehzahl der Maschine zu steuern, indem insbesondere das Öffnen und Schließen des den primären Druck steuernden ersten elektromagentischen Dreiwegeventils 52, des den Leitungsdruck steuernden zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventils 30 und des den Kupplungsdruck steuernden dritten elektromagnetischen Dreiwegeventils 68 gesteuert werden.
Im folgenden werden bezüglich ihrer Funktionen die verschiedenen Eingangssignale im einzelnen beschrieben, die an der Steuereinheit 90 liegen:
1. Signal, das die Stellung des Schalthebels angibt
Dieses Signal erleichtert die Steuerung des Leitungsdruckes, des Riemenverhältnisses und des Kupplungsdruckes, die für die jeweiligen Bereiche benötigt werden, die durch Schaltpositionssignale, wie beispielsweise die Signale für die Positionen P, R, N, D und L, wiedergegeben werden.
2. Signal, das den Öffnungsgrad der Vergaserdrossel angibt
Dieses Signal erleichert die Korrektur eines Sensors für die Öffnung der Vergaserdrossel und verbessert die Genauigkeit der Steuerung.
3. Fahrpedalsignal
Dieses Signal gibt das Maß der Betätigung des Fahrpedals an, aus dem die Absicht des Fahrers ermittelt wird, um die Steuerung beim Fahren des Fahrzeuges oder beim Anfahren des Fahrzeuges zu erleichtern.
4. Bremssignal
Dieses Signal gibt an, ob das Bremspedal betätigt ist oder nicht, und erleichtert die Steuerung des Lösens der Kupplung.
5. Kraftübertragungsoptionssignal
Dieses vom Fahrer gesteuert Optionssignal wählt eine sportliche Kraftübertragung oder eine wirtschaftliche Kraftübertragung.
Die Steueranordnung steuert das Riemenverhältnis derart, daß es einen Soll-Riemenverhältniswert hat, der aus der Öffnung der Drossel bestimmt ist, indem sie nämlich die Arbeit der jeweiligen elektromagnetischen Ventile steuert, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit einem niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten, beispielsweise auf einer Straße mit Schnee oder einer gefrorenen Starße an einem kalten Ort angefahren wird. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, erfolgt insbesondere dann, wenn ein Eingangssignal an der Steuerschaltung 90, beispielsweise unter Verwendung eines Schneeoptionsschalters, angeschaltet wird, die Steuerung bei 204 und 208 bis 206, indem die Steuerbetriebsweise RATMOD des Riemenverhältnisses bewirkt wird, um das Riemenverhältnis RATC auf das Soll- Riemenverhältnis RATSP zu regeln, wie es in Fig. 5 dargestellt ist und später mehr im einzelnen beschrieben wird. Wenn dieser Soll-Riemenverhältniswert RATSP zu verwenden ist, da der Schneebetrieb gewählt ist, dann wird in der bei 309 in Fig. 3 dargestellten und später im einzelnen beschriebenen Weise der Wert RATSP nach Maßgabe der Öffnung der Drossel aus einer Speichertabelle festgelegt, die beispielsweise die in Fig. 4 dargestellte Tabelle sein kann, und die Öffnung der Drossel mit den Soll-Riemenverhältniswerten in Beziehung bringt. Der Soll- Riemenverhältniswert RATSP aus der Speichertabelle von Fig. 4 gibt einen Wert wieder, der grob dem Antriebsverhältnis des zweiten oder dritten Ganges eines herkömmlichen Handschaltgetriebes äquivalent ist. Wenn in der Speichertabelle von Fig. 4 die Öffnung der Drossel klein ist, dann wird ein Soll-Riemenverhältniswert gleich 1,5 festgelegt, und wenn die Öffnung der Drossel über 30% liegt, dann wird ein Soll-Riemenverhältniswert RATSP gleich 1,0 festgelegt.
Wenn nämlich die Öffnung der Drossel groß ist, nimmt das Drehmoment der Maschine zu, so daß die Gefahr besteht, daß die Räder durchdrehen, was ein Anfahren des Fahrzeuges unmöglich machen würde, so daß zur Kompensation der Soll- Riemenverhältniswert RATSP auf einen kleineren Wert gesetzt wird, als es dann der Fall ist, wenn die Öffnung der Drossel klein ist. Wenn somit der Schalter für den Schneebetrieb beim Anhalten oder beim normalen Anfahren angeschaltet ist, dann wird das Riemenverhältnis durch das Soll-Riemenverhältnis RATSP gesteuert, um das Anfahren auf einer Straße mit Schnee zu erleichtern. Der Schneebetrieb wird nur beim Anhalten oder beim normalen Anfahren bewirkt, beim Fahrbetrieb nach dem Einrücken der öldruckgesteuerten Kupplung 74 wird die Steuerung auf den Maschinendrehzahlsteuerbetrieb RENEMOD umgeschaltet, der dieselbe Steuerung wie bei der normalen Fahrt ausführt.
Im Falle des Schneebetriebes wird in der in Fig. 5 dargestellten Weise der Riemenverhältnissteuerbetrieb RATMOD bei 406 gewählt, um eine Regelung mit Rückführung des Riemenverhältnisses zu bewirken.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Detektorrad 102 für die Drehung der Eingangswelle außen am ersten Gehäuse 20 befestigt und ist ein erster Drehdetektor 104 für die Eingangswelle in der Nähe des Umfangsteils des Detektorrades 102 angeordnet. Ein Detektorrad 106 für die Drehung der Ausgangswelle ist außen am Gehäuse 22 befestigt, und ein zweiter Drehdetektor 108 für die Ausgangswelle ist in der Nähe des Umfangsteils des Detektorrades 106 angeordnet. Die Signale vom ersten Drehdetektor 104 und vom zweiten Dehdetektor 108 liegen an der Steuereinheit 90 und dienen dazu, die Drehzahl der Maschine und das Riemenverhältnis zu bestimmen. Ein Ausgangskraftübertragungsrad 110 ist mit der Ausgangsendwelle der Öldruckkupplung 74 gekoppelt und ein dritter Drehdetektor 112 zum Erfassen der Drehung der Ausgangsendwelle ist in der Nähe des Umfangsteils des Rades 110 angeordnet. Der dritte Drehdetektor 112 erfaßt nämlich die Drehgeschwindigkeit der Ausgangsendwelle, die mit einem nicht dargestellten Üntersetzungsgetriebe, einem Differential, einer Antriebswelle und dem Reifen gekoppelt ist, und kann somit dazu benutzt werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Die Drehung der Eingangsswelle und der Ausgangswelle kann durch den zweiten Drehdetektor 108 und den dritten Drehdetektor 112 erfaßt werden, um das Maß an Rutschen der Kupplung zu ermitteln.
Das obige Ausführungsbeispiel arbeitet in der folgenden Weise:
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, arbeitet die auf der Welle 18 angeordnet Ölpumpe 30 im stufenlosen Getriebe 2 nach Maßgabe der Drehung der Welle 18 und wird Öl von der Ölwanne 32 durch das Ölfilter 34 gesaugt. Der Leitungsdruck oder der Pumpdruck wird durch das Leitungsdrucksteuerventil 54 gesteuert, wobei dann, wenn die durch das Leitungsdrucksteuerventil 54 abgegebene Fluidmenge groß ist, der Leitungsdruck herabgesetzt wird, wohingegen dann, wenn die Abgabemenge klein ist, der Leitungsdruck heraufgesetzt wird.
Das Leitungsdrucksteuerventil 54 wird durch das zweite exklusive elektromagnetische Dreiwegeventil 60 gesteuert und das Leitungsdrucksteuerventil 54 arbeitet insbesondere so, daß es der Arbeit des zweiten elektromagentischen Dreiwegeventils 60 folgt. Das zweite elektromagentische Dreiwegeventil 60 wird dadurch gesteuert, daß das Tastverhältnis eines Steuersignals mit konstanter Frequenz geändert wird. Ein Tastverhältnis von 0% gibt nämlich an, daß das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 60 nicht betätigt ist, und die Ausgangsseite fortlaufend mit der Außenluft verbunden ist, um den Öldruck im Weg 58 auf Null zu setzen (Außenluftdruck).
Ein Tastverhältnis von 100% gibt an, daß das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 60 fortlaufend arbeitet und seine Eingangsseite fortlaufend mit seiner Ausgangsseite bei 70 verbindet, so daß im Weg 58 ein maximaler Ausgangsöldruck erhalten wird, der gleich dem Steuerdruck bei 70 ist. Der Ausgangsöldruck bei 58 ändert sich nämlich nach Maßgabe der Änderung des Tastverhältnisses des Signals am zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventil. Die Arbeit des zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventils 60 führt somit dazu, daß das Leitungsdrucksteuerventil 54 analog arbeitet, so daß über eine Änderung des Tastverhältnisses des Steuersignals für das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 60 der Leitungsdruck bei 40 gesteuert wird. Die Arbeit des zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventils 60 wird von der Steuereinheit 90 gesteuert.
Der die Geschwindigkeitsänderung steuernde primäre Druck in der Leitung 38 wird durch das Primärdrucksteuerventil 44 gesteuert und die Arbeit dieses Primärdrucksteuerventils 44 wird vom ersten exklusiven elektromagentischen Dreiwegeventil 52 in einer Weise gesteuert, die der Steuerung des Leitungsdrucksteuerventils 54 durch das Ventil 60 ähnlich ist. Das erste elektromagnetische Dreiwegeventil 52 dient dazu, das Ventil 44 dazu zu bringen, den primären Druck bei 38 auf den Leitungsdruck bei 40 oder den Außenluftdruck zu setzen, wobei das Setzen auf den Leitungsdruck das Riemenverhältnis auf den vollen Overdrive oder Schnellgangbetrieb umschaltet, während das Setzen auf den Außenluftdruck dieses Verhältnis auf den ganz niedrigen Wert bringt.
Das Kupplungsdrucksteuerventil 62 zum Steuern des Kupplungsdruckes bei 72 ist mit dem Leitungsdruck bei 40 verbunden, wenn ein maximaler Kupplungsdruck benötigt wird, und mit der Außenluft verbunden, wenn ein minimaler Kupplungsdruck benötigt wird. Dieses Kupplungsdrucksteuerventil 62 wird durch das dritte exklusive elektromagnetische Dreiwegeventil 68 in einer Weise gesteuert, die der Steuerung des Leitungsdrucksteuerventils 54 oder des Primärdrucksteuerventils 44 ähnlich ist, so daß diese Betriebsweise nicht nochmals beschrieben wird. Der Kupplungsdruck wird innerhalb eines Bereiches vom kleinsten Druck (Außenluftdruck oder Druck gleich Null) auf einen größten Druck (Leitungsdruck) geändert.
Der Kupplungsdruck wird nach den folgenden sieben Mustern gesteuert:
(1) Neutraler Betrieb
Wenn der Schalthebel auf die Stellung N oder P geschaltet ist und die Öldruckkupplung vollständig ausgerückt ist, dann liegt der Kupplungsdruck auf dem kleinsten Wert (Null) und ist die Ölkupplung gelöst.
(2) Haltebetrieb
Wenn der Schalthebel auf die Stellung D oder R geschaltet ist und die Drossel so eingestellt ist, daß ihre Stellung anzeigt, daß eine Fahrt nicht beabsichtigt ist, oder wenn das Drehmoment der Maschine zum Abbremsen während der Fahrt unterbrochen werden soll, dann hat der Kupplungdruck einen derartigen Wert, daß die Kupplung leicht eingerückt ist (3,5 bis 4,0 kg/cm2) und sich somit ein halb eingerückter Zustand der Kupplung ergibt (Rutschen der Kupplung).
(3) Schneebetrieb
Der Soll-Riemenverhältniswert wird nach Maßgabe der Öffnung der Drossel beim Anfahren aus einer Speichertabelle bestimmt, die die Öffnung der Drossel mit dem Soll-Riemenverhältniswert in Beziehung bringt.
(4) Normaler Anfahrbetrieb
Wenn die Kupplung beim Anfahren oder nachdem die Kupplung gelöst ist eingerückt wird, wird der Kupplungsdruck auf einen geeigneten Wert nach Maßgabe des von der Maschine erzeugten Drehmoments (Kupplungseingangsdrehmoment) gesetzt, um ein Hochdrehen der Maschine zu verhindern und einen ruckfreien Betrieb des Fahrzeuges zu bewirken.
(5) Spezialstartbetrieb
a) Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges liegt über 8 km/h und die Schalthebelposition wird wiederholt, beispielsweise von D auf N auf D geändert,
  • b) beim Abbremsen während der Fahrt wird der gebremste Zustand aufgehoben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 8 km/h und 15 km/h liegt.
(6) Auslauf- oder Ausrollbetrieb
Die Drehungen der Eingangs- und der Ausgangswelle der Kupplung werden synchronisiert, um das Maß an Rutschen der Kupplung konstant zu halten (beispielsweise bei 50 Umdrehungen/min).
(7) Antriebsbetrieb oder Fahrbetrieb
Im vollständigen Fahrbetrieb mit vollständig eingerückter Kupplung (verriegelter Kupplungszustand) oder bei einem im wesentlichen verriegelten Kupplungszustand nach dem Umschalten vom Anfahrbetrieb, wird der Kupplungsdruck auf einen Wert gesetzt, der groß genug ist, um das Maschinendrehmoment vollständig aufzunehmen und auszuhalten.
Von diesen Mustern wird der neutrale Betrieb (1) ausschließlich durch ein Umschaltventil (nicht dargestellt) ausgeführt, das mit dem Schalthebel gekoppelt ist, während die anderen Betriebsarten (2), (3), (4), (5), (6) und (7) durch eine geeignete Steuerung der Tastverhältnisse der Steuersignale am ersten, zweiten und dritten elektromagnetischen Ventil 52, 60 und 68 über die Steuereinheit 90 ausgeführt werden. Insbesondere im Zustand (5) steht der Ölkanal 40 mit dem zehnten Ölkanal 72 über das Kupplungsdrucksteuerventil 62 in Verbindung, um den maximalen Druck zu erzeugen, indem der Kupplungsdruck auf den Leitungsdruck gesetzt wird.
Das Primärdrucksteuerventil 44, das Leitungsdrucksteuerventil 54 und das Kupplungsdrucksteuerventil 62 werden jeweils durch den Ausgangsöldruck vom ersten, zweiten und dritten elektromagnetischen Dreiwegeventil 52, 60 und 68 gesteuert und der Steueröldruck für das erste, zweite und dritte elektromagnetische Dreiwegeventil 52, 60 und 68 ist ein konstanter Öldruck, der durch das Konstantdrucksteuerventil 48 reguliert wird. Dieser Steueröldruck ist immer kleiner als der Leitungsdruck und ein stabiler, konstanter Druck. Der Steueröldruck liegt auch an den Steuerventilen 44, 54 und 62, um diese zu stabilisieren.
Im folgenden wird die elektronische Steuerung des stufenlosen Getriebes 2 beschrieben.
Das stufenlose Getriebe 2 ist öldruckgesteuert, wobei der richtige Leitungsdruck zum Halten des Riemens und zum Übertragen des Drehmomentes, der richtige primäre Druck zum Andern des Riemenverhältnisses und der richtige Kupplungsdruck zum Einrücken der Öldruckkupplung 74 durch jeweilige Befehle von der Steuereinheit 90 festgelegt werden.
Im folgenden wird anhand des Flußdiagramms von Fig. 2 die Steuerung des Riemenverhältnisses beschrieben.
Wenn das Programm beginnt, wird am Anfang ermittelt, ob die Anordnung auf den neutralen Betrieb geschaltet ist oder nicht (Schritt 201). Wenn das Ergebnis im Schritt 201 positiv ist, da der neutrale Betrieb eingestellt ist, dann wird in einem Schritt 202 ein Arbeitsvorgang RDIMOD zum Ausgeben eines festen Tastverhältniswertes ausgeführt.
Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 201 negativ ist, da die Anordnung auf einen anderen als den neutralen Betrieb eingestellt ist, dann wird in einem Schritt 203 ermittelt, ob sie auf den Haltebetrieb eingestellt ist oder nicht.
Wenn aufgrund des Haltebetriebs im Schritt 203 die Antwort positiv ist, dann wird in einem Schritt 204 ermittelt, ob der Schneebetrieb eingeschaltet ist oder nicht. Wenn der Schneebetrieb nicht eingeschaltet ist und das Ergebnis in diesem Schritt 204 negativ ist, dann wird der Arbeitsvorgang RDIMOD zum Ausgeben eines festen Tastverhältniswertes in einem Schritt 205 ausgeführt. Wenn im Schritt 204 festgestellt wird, daß der Schneebetrieb eingeschaltet ist, dann wird in einem Schritt 206 ein Verhältnissteuerarbeitsvorgang RATMOD zum Regeln des Riemenverhältnisses auf einen Verhältniswert ausgeführt, der auf der Grundlage der Öffnung der Drossel und der Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt ist.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, werden am Anfang nämlich die Öffnung 8 der Drossel und die Schalthebelposition dazu benutzt, einen ersten Drehzahlwert N bei 301 aus der Beziehung zwischen der Öffnung der Drossel und der Drehzahl der Maschine zu bestimmen, die in einer ersten Tabelle zusammengestellt sind. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges V und die Schalthebelposition werden dazu benutzt, einen zweiten Drehzahlwert N bei 302 aus der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges V und der Drehzahl der Maschine zu bestimmen, die in einer zweiten Tabelle aufgeführt ist.
Anschließend werden der erste Drehzahlwer N und der zweite Drehzahlwert N dazu benutzt, einen Soll- Drehzahlwert N (303) festzulegen, auf den ein Verzögerungsfilter 305 angewandt wird, was über die Schalthebelposition bestimmt wird, wenn ein erster Schaltteil 304 an einem ersten Kontakt a liegt, um dadurch eine Soll-Drehzahl zu erhalten, die aus einer Geschwindigkeitsänderungsplanliste erhalten wird.
Wenn die Soll-Drehzahl N, über einen zweiten Kontakt b des ersten Schaltteils 304 geht, dann wird sie durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges V bei 306 dividiert und anschließend einer Grenzverarbeitung 308 für den vollen Overdrive oder Schnellgang und den ganz niedrigen Wert unterworfen, wenn ein zweiter Schaltteil 307 an einem dritten Kontakt c liegt. Bei einem Schneebetrieb beim Anhalten oder beim normalen Anfahren wird der Soll- Riemenverhältniswert dadurch festgelegt, daß die Öffnung der Drossel 8 benutzt wird, um den Soll- Riemenverhältniswert R aus einer Speicherliste 309 zu wählen, die auch in Fig. 4 dargestellt ist, wobei dieser Soll-Riemenverhältniswert der Grenzwertverarbeitung 308 zugeführt wird, wenn der zweite Schaltteil 307 an einem vierten Kontakt d liegt. Nach der Grenzwertverarbeitung 308 wird der Soll-Riemenverhältniswert RATSP erhalten.
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Soll-Drehzahl NESPR, die in Fig. 3 erhalten wurde, mit der Drehzahl NE der Maschine verglichen (401) und wird der Unterschied dazwischen mit einem Proportionalfaktor KAE multipliziert (402), um eine Maschinendrehzahl zur Verwendung bei der Steuerbetriebsart RNEMOD zu erhalten, wenn die Drehzahl der Maschine mit Rückführung geregelt wird. Der Soll- Riemenverhältniswert RATSP, der in Fig. 3 erhalten wurde, wird in Fig. 5 mit dem Riemenverhältnis RATC (403) verglichen, wobei der Unterschied dazwischen mit einem Proportionalfaktor KAR multipliziert wird (404), um einen Wert zur Verwendung bei der Riemenverhältnissteuerung RATMOD zu erhalten, wenn das Riemenverhältnis mit Rückführung geregelt wird.
Der Maschinendrehzahlwert für den Steuerbetrieb RNEMOD oder der Verhältniswert für den Steuerbetrieb RATMOD wird über einen fünften Kontakt e oder einen sechsten Kontakt f eines dritten Schaltteils 405 auf der Grundlage der Einstellung des Betriebes RNEMOD oder RATMOD gewählt und mit einem Faktor KPR multipliziert (406).
Ein vierter Schaltteil (407) wird unter den Bedingungen RATC<0,6 und EIR<0 oder RATC<2,04 und EIR0 betätigt, wobei der Ausgangswert von 407 mit einem Integralfaktor DIIR multipliziert (408) und zu einem vorhergehenden Wert Z -1 (411) addiert wird (409), der bei 410 erarbeitet wurde. Der Wert von 406 und der Wert von 411 werden bei 412 addiert und bei 415 wird ein Wert RN, der bei 414 aus einer Tabelle auf der Grundlage der Öltemperatur gewählt wird, von einem Wert bei 412 abgezogen, der bei 413 verarbeitet wurde.
Der Unterschied wird dann verarbeitet, und auf der Grundlage der Einstellung der Betriebsart RDIMOD bei 418 wird entweder ein fester Tastverhältniswert oder ein Kupplungssolenoidtastverhältniswert OPWRAT ausgegeben. Wenn in Fig. 2 eine andere Betriebsart als der Haltebetrieb im Schritt 203 festgestellt wird, dann wird in einem Schritt 207 ermittelt, ob die Anordnung auf den normalen Startbetrieb eingestellt ist oder nicht. Wenn in diesem Schritt 207 die Antwort positiv ist, da der normale Startbetrieb eingestellt ist, dann wird in einem Schritt 208 darüber entschieden, ob der Schneebetrieb bewirkt wird oder nicht.
Wenn im Schritt 208 die Antwort positiv ist, da der Schneebetrieb eingestellt ist, dann geht das Programm auf den Schritt 206 über, um auf den Steuerbetrieb RATMOD überzugehen, und dadurch das Riemenverhältnis auf den Soll- Riemenverhältniswert zu regeln, der auf der Grundlage der Öffnung der Drossel und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt wird. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 208 negativ ist, d.h. wenn der Schneebetrieb nicht bewirkt werden soll dann wird die Betriebsweise RDIMOD in einem Schritt 209 ausgeführt, um ein festes Tastverhältnis auszugeben.
Wenn die Entscheidung im Schritt 207 negativ ist, da die Betriebsweise nicht der normale Startbetrieb ist, dann wird in einem Schritt 210 geprüft, ob der Spezialstartbetrieb vorliegt. Wenn infolge des Vorliegens des Spezialstartbetriebes die Entscheidung in diesem Schritt 210 positiv ist, dann wird in einem Schritt 211 der Drehzahlsteuerbetrieb RNEMOD ausgeführt, bei dem die Drehzahl der Maschine auf die Soll-Drehzahl geregelt wird, die aus der Öffnung der Drossel und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt wird.
Wenn die Entscheidung im Schritt 210 negativ ist, da die Betriebsweise nicht der Spezialstart ist, dann wird in einem Schritt 212 geprüft, ob die Betriebsweise der Ausroll- oder Auslaufbetrieb ist oder nicht. Bei einer positiven Entscheidung im Schritt 212, da der Auslaufbetrieb vorliegt, wird in einem Schritt 213 der Steuerbetrieb RATMOD ausgeführt, bei dem das Riemenverhältnis auf einen Soll-Riemenverhältniswert geregelt wird, der aus der Öffnung der Drossel und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt wird.
Wenn die Entscheidung des Schritte 212 negativ ist, da die Betriebsweise nicht der Auslaufbetrieb ist, dann wird in einem Schritt 214 geprüft, ob es sich um den Antriebs­ oder Fahrbetrieb handelt oder nicht.
Wenn in diesem Schritt 214 die Antwort positiv ist, da es sich um den Antriebs- oder Fahrbetrieb handelt, dann wird in einem Schritt 215 der Steuerbetrieb RNEMOD ausgeführt, bei dem die Drehzahl der Maschine auf die Soll-Drehzahl geregelt wird, die aus der Drosselöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Wenn die Entscheidung des Schrittes 214 negativ ist, da die Betriebsweise nicht der Fahr- oder Antriebsbetrieb ist, dann springt die Steuerung zurück.
Beim Anfahren auf einer Straße mit einem kleinen Oberflächenreibungskoeffizienten wird folglich das Fahrzeug nicht aus dem ganz niedrigen Übersetzungsverhältnis heraus angefahren, sondern wird beim Schneebetrieb das Riemenverhältnis auf einen Zwischenwert gesetzt, um ein niedriges Maschinendrehmoment zu übertragen und dadurch ein Durchrutschen der Räder zu verhindern und das Anfahren zu erleichtern.
Da die Steuerung des Riemenverhältnisses eine herkömmliche Steuerbetriebsweise verwendet, sind große Änderungen im Programm nicht erforderlich, was in der Praxis vorteilhaft ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zusätzlich der Optionsschalter vorgesehen, um den Schneebetrieb zu wählen, es versteht sich jedoch, daß eine Kombination der bestehenden Eingangssignale ohne weiteren Schalter beispielsweise so benutzt werden kann, daß der Schneebetrieb dann gewählt wird, wenn der Schalthebel auf den Bereich L geschaltet ist, während der P/E (Leistung/Wirtschaftlichkeit)-Schalter angeschaltet ist.
Aus dem obigen ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung die Steuereinheit zum Steuern des Riemenverhältnisses auf einen Soll-Riemenverhältniswert, der durch die Öffnung der Drossel bestimmt ist, zum Zeitpunkt des Anfahrens auf einer Straße mit einem kleinen Oberflächenreibungskoeffizienten das Riemenverhältnis auf einen Zwischenwert steuert, um ein niedriges Drehmoment der Maschine zu übertragen und dadurch wirksam ein Durchrutschen oder Durchdrehen der Räder zu vermeiden und somit ein leichtes Anfahren des Fahrzeuges zu erzielen.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine herkömmliche Verhältnissteuerbetriebsweise verwandt werden, so daß große Änderungen im Programm vermieden werden, was praktische Vorteile hat.
Stufenloses Getriebe, das eine Geschwindigkeitsänderung dadurch bewirkt, daß es die Breite einer Rille zwischen einem festen Riemenscheibenteil und einem bewegbaren Riemenscheibenteil vergrößert und verkleinert. Eine Riemenverhältnissteuerung für das Getriebe verwendet einen Öldruck, um den Drehradius eines Riemens zu vergrößern und zu verkleinern, der um die Riemenscheibenteile führt, wobei die Riemenverhältnissteuerung das Riemenverhältnis auf einen Soll-Riemenverhältniswert, der auf der Grundlage der Öffnung der Drossel festgelegt wird, beim Anfahren auf einer Straße mit einem niedrigen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten regelt.

Claims (1)

  1. Riemenverhältnissteuerung für ein stufenloses Getriebe, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Steuern einer Geschwindigkeitsänderung, indem die Breite einer Rille zwischen einem festen Riemenscheibenteil und einem beweglichen Riemenscheibenteil des Getriebes über eine Änderung eines Öldruckes erhöht oder verringert wird, um den Drehradius eines Riemens zu erhöhen oder herabzusetzen, der um die Riemenscheibenteile führt, und dadurch das Riemenverhältnis zu ändern, und Steuereinrichtungen, die zum Zeitpunkt des Anfahrens auf einer Straße mit einem niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten das Riemenverhältnis auf einen Soll-Riemenverhältniswert regeln, der auf der Grundlage der Öffnung einer Drossel festgelegt wird.
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