DE4312745A1 - Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) - Google Patents

Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT)

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    • F16H61/66259Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means

Description

CVT′s (Continously Variable Transmission) gehören als KFZ-Antriebskonzeptionen zum Stande der Technik, neben den Ausführungsmerkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches sei auf die Literaturhinweise 1; 6; 7; 10 verwiesen. Diese Antriebskonzeptionen haben sich in Studien-, Forschungs- und Serienprojekten als vorteilhaft und zukunftweisend erwiesen. Mit Energie­ spareffekten, Fahrkomfortsteigerung und der Möglichkeit der optimalen Motorkraftnutzung, sowie günstigere Ausführungskriterien, z. B. gegenüber herkömmlichen Getriebeschaltautomaten bergen sie vorteilhafte Eigenschaften, hierzu Literaturhinweise 2, 3, 8, 9.
Aufgabe und Ziel vorliegenden Erfindungsgedankens ist die Senkung der Verluste bei solchen Antriebskonzeptionen und somit die abermalige Steigerung der Effizienz der KFZ-Antriebe. Damit wird für die bestehende globale Forderung nach verminderten Primärenergieverbräuchen auf einem Sektor, der einen erheblichen Anteil an der Umweltmisere verursacht, ein positiver Beitrag ermöglicht.
Für die Funktion der Friktionsgetriebe, zu deren Gattung CVT′s gehören, ist ein sicherer Reib­ schluß zwischen den Kegelreibscheiben und dem Übertragungsstrang eine essentielle Vorausset­ zung. Zu niedrige Anpressung führt zu schädlichem, zerstörerischem Schlupf. Andererseits verursacht übermäßige, zwar sichere Anpressung der Reibpartner erhöhte Verluste und mindert auch wiederum die Lebensdauer der Bauteile. Erschwerend für eine ausgewogene Dosierung der Anpressung sind die vielen veränderlichen Einflußgrößen, die den Reibwert in großen Bereichen streuen lassen. So wirken sich die verschleißstadiumabhängige Kontaktflächengröße, deren Oberflächenzustand, Ölsorte und -Zustand, Temperatur und die Anpreßintensität selbst, sowie Laufgeschwindigkeit und die übersetzungsabhängigen geometrischen unterschiedlichen Einsatzbedingungen auf den Reibwert aus. Näheres dazu ist aus Lit. 4, 5, 7, 9, 10, 11, 12 ersichtlich. So kann extremerweise erwartet werden, daß bei einem mittleren Reibwert von µ = 0,06, er sich durch solche Einflüsse auf 0,04 reduzieren, oder auch auf 0,09 steigern kann. Da in der Praxis den ungünstigsten Bedingungen entsprochen werden muß, kann, einschließlich eines gewissen Sicherheitszuschlages, herkömmlicherweise maximal mit einer 2 ½fachen (Über-) Anpressung gerechnet werden. Sind - wie an einigen Proto- oder gar auch Vorserien-CVT-Typen praktiziert - Konstantanpressungen installiert, die auch den Maximalbelastungen genügen müssen, sind in den meisten Betriebszuständen, vor allem bei der häufigen Teillast, gehörige Überan­ pressungen mit hohen Verlusten die Folge. Bekante CVT-Versionen weisen mechanisch­ hydraulische Drehmomentsensoren mit einer integrierten Vordrucksteuereinrichtung auf [13], so daß tendenzmäßig die Anpressung der Belastung angepaßt wird. Auch sind Einrichtungen bekannt, die den starken Getriebeübersetzungseinfluß des Anpreßbedarfes berücksichtigen.
Dennoch bleiben für die meisten Betriebszeiten auf Grund vorstehend beschriebenem, sicherheitsrelevanten Anpreßkraftbedürfnisses zu hohe Verluste die Folge.
Naheliegend ist daher, eine Anpreßkraftregelung zu schaffen, die eine optimale Anpreßkraft "einregelt". Hierfür kann das Kriterium Schlupf selbst als Leit- oder Stellgröße herangezogen werden. Hierbei besteht jedoch die Schwierigkeit, im normalen, praktischen Betrieb eine Ausgangs- bzw. Leerlaufübersetzung, d. h. Referenzübersetzung zu finden, die erst eine Schlupfdefinition bzw. Wertung ermöglicht. Da im praktischen Fahrbetrieb meist immer irgendwelche Lastzustände vor­ liegen, unter denen noch die Übersetzung variiert wird, steht eine dafür verwertbare Referenz­ übersetzung herkömmlicherweise nicht zur Verfügung. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der reine Schlupfanteil an einer Übersetzungsänderung bei Lastvariation nicht ohne weiteres erkannt und erfaßt werden kann. So treten nebenbei noch ü-Änderungen durch elastische Verformungen der Bauteile wie die der Reibscheibensätze und des Zugstranges auf, wobei die Intensität der ersteren noch getriebestellungsabhängig ist.
Für die Erfassung einer schlupflosen Referenzübersetzung bietet sich die geometrische Getriebe­ übersetzungsstellung als Kriterium an, die z. B. mittels eines Wegsensors bestimmt wird. Da jedoch solche Meßeinrichtungen durch Verschleiß, Alterung und sonstige Effekte gewissen "Abtrifterscheinungen" unterliegen, können, besonders in Anbetracht der begrenzten kosten­ bedingten Qualitätsausführung solcher Massenartikel, die Genauigkeitsanforderungen entspre­ chend einer Schlupferkennung von unter 1% liegen und auf längere Einsatzdauer konstant gehalten werden müssen, nicht erfüllt werden. Ferner wird die Wirkübersetzung des Getriebes von ver­ schiedenen weiteren Störgrößen beeinflußt, bzw. verfälscht, wodurch der wahre Schlupfanteil an einer Übersetzungsänderung nicht erkannt wird:
  • - durch elastische, last- und übersetzungsabhängige Bauteileverformungen des Übertragungs­ stranges, der Kegelreibscheiben, der Wellen, der Lager;
  • - durch Verschleiß an Bauteilen wie Längung und Breitenverschleiß am Übertragungsstrang, den Kegelreibscheiben, Kontaktpunktverlagerungen an beiden, Lagerverschleiß
  • - Setzerscheinungen, Fixierungsverlagerungen am Wegsensor selbst, usw.;
  • - durch Temperatureinflüsse wie Wärmedehnungen an Bauteilen,
  • - Meßwerttriften an Sensoren,
  • - viskositätsbedingte Kennwerteveränderungen an hydraulischen Komponenten.
Konkrete(s) Ziel und Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung von Einrichtungen und Verfahren zur schlupfgesteuerten Regelung der Grundanpressung an CVT-Antriebskonzep­ tionen, wobei der Schwerpunkt auf der Gewinnung einer schlupffreien Referenzgetriebeüber­ setzung ruht, durch die erst die schlupfbedingte Übersetzungsabweichung mit Eliminierung anderer Störgrößen gefunden und somit ein Regulativ für eine schlupfkorrigierende Grundan­ pressung geschaffen wird. Die Lösung wird durch die in den Ansprüchen und dem Ausführungs­ beispiel angeführten Ausführungsmerkmalen erreicht.
Adaptive, elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT).
Ausführungsbeispiel
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines CVT mit hydraulischer Anpreß- und Steuereinrichtung und einer zugeordneten microprozessorgesteuerten elektronischen Regel- und Steuereinrichtung mit erfindungsgemäßen Komponenten- bzw. deren Anordnung.
Die untere Darstellungshälfte beinhaltet die Schemadarstellung der CVT-Antriebsskonzeption mit dem Antriebsmotor 1, der über die Anfahrkupplung 2, welche im vorliegenden Beispiel einen Hydrowandler 3 mit Drehrichtungsumkehr (Rückwärtsgang) und eine starre Kupplung 4 aufweist, treibt über das aus den Antriebskegelreibscheiben 5a und 5b, den Abtriebskegelreibscheiben 7a und 7b und dem dazwischen reibschlüssig angeordneten Zugstrang oder Schubgliederband 6 besteht, über die nachgeschalteten Zahnradgetriebestufen 11a, 11b, 11c und dem Differentialgetriebe 12 das Fahrwerk 13 an. Die Anpressung zur Sicherstellung des Reibschlusses zwischen den Reibscheiben 5, 7 und dem Übertragungsband 6 und zur Schaffung eines übersetzungsbestimmenden, bzw. haltenden Anpreßkraftunterschiedes zwischen den beiden Reibscheibenpaaren bewirkt jeweils ein daran angeordneter Hydraulikzylinder 8 und 9, welche über ein Steuerelement 15 mit seinem Stellelement 16, mit Druckmedium durch die Hydraulikpumpe 10 versorgt werden.
Die reibschlußbestimmende Grundanpressung am Abtriebsscheibensatz 7 dosiert das Druckregel­ ventil 17 mit seinem Stellelement 18 welches, wie auch 16, von einer elektr. Regel- und Steuerein­ richtung 14 angesteuert wird. Das Druckniveau das die Anpressung des Friktionsgetriebes und somit dessen Schlupf bestimmt, wird von der erfindungsgemäßen nachstehend noch beschriebenen Regel­ einrichtung der oberen Darstellungshälfte "eingeregelt". Deren Einsatzmöglichkeit ist nicht auf vorstehendes CVT-Ausführungs- und Steuerungskonzept beschränkt, sondern kann auch beliebigen anderen Getriebe- und Steuerungskonzeptionen zugeordnet werden. Ebenso ist die Verbindung 60 des Stellorganes 18 des hydraulischen Schalt- und Regelgliedes 17 zur Steuer- und Regeleinheit 40 ein symbolischer Hinweis auf weitere (mögliche) Ansteuerstrategien.
Das hydraulische Schaltelement 19 steuert die An- und Rückfahrkupplung 2 mit seinen Schaltalter­ nativen ausgekuppelt, An- und Rückfahrbetrieb und starren Durchtrieb. Überdruckventil 20 be­ grenzt den Betriebsdruck, Vordruckventil 21 stellt einen Mindestanpreßdruck des Abtriebschei­ bensatzes 7 sicher, die Abflüsse beider münden in ein Schmier- und Kühlsystem 61 des CVT. Im Antriebspfad oder bevorzugt am CVT selbst sind die den elektronischen Steuer- und Regeleinrichtungen zugeordnete Sensoren angebracht:
23 für das Motordrehmoment
24 die Motordrehzahl
25 Getriebetemperatur
26 CVT-Antriebsdrehzahl
27 CVT-Abtriebsdrehzahl
28 die CVT-Übersetzungsstellung (geometrische)
29 die Gaspedalstellung (Antriebsmotor)
In der Darstellung und wie vorstehend angeführt, sind die Sensoren weitgehend der erfindungs­ gemäßen Regel- und Steuereinrichtung 40 zugeordnet. Deren Signale können natürlich auch für andere Bordeinrichtungen, z. B. Steuereinrichtungen für das Motormanagement ebenso dienen, oder einer allumfassenden Zentralsteuerung zugeordnet sein. Für die praktische Ausführung erscheint es sinnvoll, alle Elektronikbausteine zu einer Einheit zu kombinieren, bzw. in die Steuer- und Regeleinheit 14 zu integrieren, die bei bekannten Forschungs- und Proto-CVT-Konzeptionen bereits zum Stande der Technik gehören. Funktionen und Verstellstrategien solcher CVT-Konzeptionen werden in Lit. 4 u. 5, 9 bis 14 beschrieben.
In obiger symbolischer Darstellung der erfindungsgemäßen Elektronikkomponenten nimmt die Rechen- und Speichereinheit 40 einen dominanten Rang ein: zugeordnet zur Getriebestellung "s" speichert sie das wahre Wirk-Übersetzungsverhältnis des CVT bei definierten, vorbestimmten Betriebszuständen bzw. Betriebsbedingungen als Kurve 41, des weiteren einen Verlauf einer zulässigen, vorbestimmten relativen Abweichung als Kurve 42 und erfaßt bzw. markiert einen momentanen Übersetzungszustand 43. Die Regelabweichung 44 aus den Abszissen 42 minus 43 leitet, korrigiert und bereinigt verschiedener Einfluß- und Störgrößen durch nachgeschalteter Elektronikkomponente 45 und über einen Schalter 47 weiter, dieses Stellsignal 59 beeinflussende Elektronikkomponenten 48 und 49 am Vorspannventil 17 eine Druckänderung derart ein, daß durch verminderten oder erhöhten Schlupf im CVT der Sollschlupf, gemäß der Kurve 42, d.h., die Idealanpressung wieder eingenommen wird. Dabei liefert die geometrische Getriebestellung der Wegsensor 28, das Wirk-Wandlungsverhältnis ü des CVT das Dividierglied 52 aus den Drehzahl­ signalen der Sensoren 26 und 27.
Die Rechner-Speicherkomponente 40 ist so geartet, daß die Referenzübersetzung 41 nur unter bestimmten Bedingungen erfaßt und gespeichert wird, hierzu dienen verschiedene Kennungen die durch nachstehende Elektronikkomponenten mit folgenden Funktionsmerkmalen geliefert werden:
35  mit einem Aktivierungssignal für Betriebszustände ohne CVT-Verstellaktivitäten
36 mit einem Aktivierungssignal für Betriebszustände ohne CVT-Motor-Drehzahl-Änderungen
37 mit einem Aktivierungssignal für Betriebszustände ohne, oder bei geringer, definierter Teillast
bei Treibfahrt. Ferner gibt diese Selektierkomponente bei Kraftrichtungsumkehr, d.h. bei Bremsfahrt ein Signal 38 an die Speicher- und Regelkomponente 40 derart, daß dessen Aus­ gangssignal bzw. die Stellgröße 44 in der gleichen Polarität wie bei Treibfahrt erscheint, so daß auch für diesen Betriebszustand die Anpreßkraftregelung in gleicher Weise erfolgt.
Die dargestellte Serienschaltung des Signales 39 aus den Komponenten 35, 36 und 37 für die Aktivierung der Aufnahme der Referenzbeziehung 41 kann - je nach zweckmäßiger schaltungs­ technischer Aspekte durch einzelne, parallele Zuführungen zu 40 ersetzt oder z. B. wie durch Verbindung 38 dargestellt, zusätzlich oder auch alternativ ausgeführt sein.
Für eine Erstinbetriebnahme des Fahrzeuges, bei der die Referenzbeziehungen zwischen dem Signal des Getriebestellungsensors 28 und der Wirkübersetzung ü des CVT noch nicht vorliegen, oder nach Reparaturaktionen, wobei gespeicherte wieder verlustig gingen, oder nicht mehr aktuell sind, oder aus Sicherheitsgründen für den alternativen Ersatz, oder zu Kontrollzwecken ist eine Speicher- und Regelkomponente 53 angeordnet, die über Korrekturglied 57 durch Schaltglied 47 und den weiteren Komponenten 48 und 49 auf das Vorspannventil 17 bzw. dessen Stellelement 18 einwirkt. Dieses Speicher- und Regelelement 53 hat einen auf verschiedene Betriebsparameter z. B. Drehmoment T, Temperatur oder Drehzahl n abgestimmten, durch die Kurven 54a, b, c, darge­ stellten Anpreßkraftbedarf gespeichert und gibt ihn als Sollwert aus, entsprechend zugeordnet den momentanen Drehmomenten, Temperaturen und Drehzahlen. Da diese erforderlichen Anpreßwerte stark übersetzungsabhängig sind, ist zu deren Anpassung eine entsprechende elektr. Korrektur­ komponente 57 nachgeschaltet. Natürlich kann dessen Funktion in der Komponente 53 oder in einer anderen, z. B. einer zentralen alles umfassenden Steuereinrichtung integriert sein.
Ähnliche ergänzende Funktionen für das Signal der Speicher- und Regeleinheit 40 bewirkt die Korrekturkomponente 45; auch hier gilt das vorstehend vorgetragene zu deren Integration in zugeordnete oder andere Komponenten oder Einrichtungen. Die Parameter 53 der Steuerkompo­ nente 53 sind auf die vorgegebenen bzw. angestrebten ü-Verläufe 55, die sich aus Schlupf und anderen Einflußgrößen zusammensetzen, abgestimmt.
Die im Stellpfad zum Vorspannventil 17 angeordneten Elektronikkomponente 48 ist ein Sicher­ heitsglied, welches dem erhöhten Anpreßbedarf beim spontanen Übersetzungsverändern der CVT′s gerecht wird. Hier wird besonders der (in Fachkreisen gefürchteten) "Eisplattenfahrt" vorgebeugt, bei der nach Wiederherstellung des Reibschlusses zwischen Boden und Rad nach einem Rutsch­ vorgang außergewöhnlich hohe Belastungsspitzen auf das Triebwerk einwirken. Hierfür besitzt Komponente 48 ein Differenzierglied, welches Fahrwerksrutschvorgänge erkennt und die Anpres­ sung (auch vorbeugend) spontan steigert. Ein nachgeschaltetes Verzögerungsglied 49 - auch dieses bzw. dessen Funktion kann natürlich in vorstehendem oder einem anderen integriert sein - hält eine Weile diesen erhöhten Wert und wird somit der Wahrscheinlichkeit gerecht, daß nach einer Eispartie oder einem Schlagloch (das zwar meist mildere, aber ähnliche Auswirkungen verursacht) weitere solche Ereignisse folgen.
Literaturverzeichnis:
1) Dr. Ing. O. Dittrich
"Das stufenlose Kettengetriebe als Hauptantrieb im Kraftfahrzeug"
VDI-Berichte 803
2) Prof. Dr. Ing. R. Höhn:
"Warum stufenlose Getriebe im KFZ"
VDI-Berichte 803
3) E. Simon:
"Serienerfahrungen mit dem CTX-Getriebeautomaten im Fort-Fiesta"
VDI-Berichte 803
4) Dipl. Ing. U. Eggert:
"CVT-Elektronische Regelung und Fahrdynamik"
VDI-Berichte 803
5) Dr. Ing. O. Dittrich
"Fluide in kraftschlüssigen Getrieben"
VDI-Berichte 680
6) Dr. Ing. O. Dittrich
"Der stufenlose Kettenwandler im Kraftfahrzeug"
VDI-Berichte 680
7) Dr. Ing. H. Ötting; Diplo. Ing. P. Heidemeyer;
Dipl. Ing. R. Scholz; Dipl. Ing. F. Zimmermann
"Stufenlose Getriebe für Personenwagen"
VDI-Berichte 579
8) Dipl. Ing. P. Heidemeyer
"Warum stufenlose Getriebe im PKW?"
Sem.-Nr 811120021 Technische Akademie Wuppertal
9) Prof. Dr. Ing. W. Bernhardt; Dipl. Ing. P. Heidemayer
"Auswahl und Strukturen stufenloser PKW-Getriebe"
VDI-Berichte 803
10) Dr. Ing. O. Dittrich
"Stufenlose Getriebe für Personenkraftwagen"
Antriebstechnik 27 (1988) Nr. 5
11) Dr. Ing. H. Röper
"Status der CVT-Entwicklung - Vorteile und Grenzen des Systems"
2. Aachener Kolloquium: Fahrzeug und Motorentechnik 89
12) Dr. Ing. G. Schönenbeck; Dipl. Ing. P. Wagner; Dipl. Ing. M. Rattunde
"Bauelemente stufenloser Kettenwandler und deren Einfluß auf den Wirkungsgrad"
VDI-Berichte 878
13) M. Rattunde
"Reibgetriebe"
Patentschrift DE 28 28 347 C2

Claims (12)

1. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT)
bestehend im wesentlichen aus zwei verstellbaren Kegelreibscheibenpaaren mit einem dazwischen reibschlüssig angeordneten endlosen Übertragungsband in Form eines Zug- oder Schubglieder­ bandes,
mit Einrichtungen zur Erbringung der Anpreßkraft, bevorzugt in Form von auf den Kegelreib­ scheiben angeordneten Hydraulikdruckzylindern,
einer Hydraulikversorgungseinrichtung mit einer hydr. Steuereinrichtung zum Dosieren des oder der Drücke in den Anpreßeinrichtungen und somit der Anpreßkraft, mit getrennten Steuerfunktionen für die durchzug- und schlupfbestimmende Anpressung des Abtriebsreibscheibenpaares und die getriebeübersetzungbestimmende Anpressung des Antriebsreibscheibenpaares,
mit Sensoren und Einrichtungen zur Erfassung verschiedener Betriebsparameter, mindestens Ein­ richtungen zur Ermittlung und Speicherung der geometrischen Getriebeübersetzungsstellung und des wirksamen Getriebeübersetzungsverhältnisses,
einer zugeordneten Anpreßkraftregeleinrichtung für die Anpressung des Abtriebsreibscheibensatzes mit einer Funktionsweise derart, daß bei zunehmendem Schlupf oder bei Überschreiten einer vorbestimmten Schlupfmarge ein anpreßkraftsteigerndes Kommandosignal, und bei abnehmendem Schlupf ein anpreßkraftminderndes Kommando ausgelöst wird, gekennzeichnet durch die Anordnung folgender elektronischer Komponenten mit den angeführten Funktionsmerkmalen:
eine elektronische Rechner-Speicher, und Regelkomponente 40 die eine Zuordnung des wirksamen Getriebeübersetzungsverhältnisses ü 41 zur geometrischen Getriebestellung s unter vorbestimmten Betriebsbedingungen errechnet bzw. erstellt und speichert, mit einer Funktionsweise derart, daß im Laufe des praktischen Betriebes wiederholt solche aktualisierende Vorgänge erfolgen und fortlaufend eine aktuelle Referenzbeziehung des Parameters ü = f(s) gespeichert wird, wozu weitere, die Betriebszustände selektierende Elektronikkomponenten 35, 36 und 37 angeordnet sind die an die Regeleinrichtung 40 ein diesen Vorgang auslösendes Signal geben, ferner diese Regelkomponente 40 bei Überschreiten einer vorbestimmten Übersetzungsabweichung 42 z. B. durch die momentane Übersetzung 43 eine Regel- bzw. Stellgröße an die hydraulische Grundanpressungsteuereinrichtung des Abtriebsreibscheibensatzes 7a und 7b dosierendes Bauelement 17; 18 gibt,
weitere, die Stellsignale 59 der Regeleinrichtung 40 nach vorgegebenen Gesetzmäßigkeiten und Abhängigkeiten beeinflussende, bzw. korrigierende Elektronikkomponenten 45, 48, 48 angeordnet sind;
Elektronikkomponenten 53, 57, die über ein Schaltelement 47 alternativ zur Regeleinrichtung 40 die Anpressung des Abtriebscheibensatzes regelt oder steuert, wobei diese Komponente ein Sollver­ hältnis zwischen einer erforderlichen, vorbestimmten Anpreßgröße zu verschiedenen Betriebs­ kennwerten eingeprägt (gespeichert) hat.
2. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die die Betriebszustände selektierenden Elektronikelementen 35, 36 und 37 mindesten für eines folgender Kriterien eine Erkennungsfähigkeit aufweisen und bei Vorliegen gesetzter Betriebs­ bedingungen und -Größen ein Startsignal zur Ermittlung einer neuen Referenzbeziehung ü = f(s) durch Komp. 40 an diese gegeben wird:
  • - eine bestimmte Fahrzeugbeschleunigung, bevorzugt eine beschleunigungslose Betriebsphase;
  • - eine bestimmte Getriebeübersetzungsänderungsgeschwindigkeit, bevorzugt ein stationärer Betriebszustand
  • - eine bestimmte Drehmomentenbelastung des Antriebstranges bevorzugt ein geringer Teillast­ bereich im Treibfahrtvektor
  • - einem bestimmten Betriebstemperaturbereich.
3. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die die Stellsignale 59, 56 der Regelkomponente 40 oder Steuerkomponente 53 beeinflussenden, korrigierenden Elektronikkomponenten 45, 48, 49 und 57 in einer vorbestimmten Weise von mindestens einer nachstehenden Betriebsgröße beeinflußt werden:
  • - von der Drehmomentenbelastung, wobei bevorzugt bei hoher Belastung ein erhöhter Ver­ stärkungsfaktor zur Wirkung kommt,
  • - Betriebstemperatur,
  • - Drehzahlniveau,
  • - Getriebeübersetzungsstellung, wobei insbesondere die der Steuerkomp. 53 zugeordnete Korrektur- Komponente 57 einen besonders starken Verstärkungsfaktor bei ümin aufweist,
  • - die Fahrzeug- oder, bzw. und eine Getriebeübersetzungsbeschleunigung, wobei bevorzugt bei erhöhter Beschleunigung ein erhöhter Verstärkungsfaktor zur Wirkung für das Stellsignal 46 kommt.
4. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalflußpfad 59-51 bzw. 56-51 der Regelkomponente 40 oder, bzw. und der Steuerkom­ ponente 53 ein Verzögerungsglied 49 für das verzögerte Abklingen eines durch Korrekturglieder 45, 48 oder 58 bevorzugt nach Auftreten spontaner Belastungsspitzen erhöhten Signales durch die Korrekturglieder, zugeordnet ist.
5. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkomponente 53 ein anpreßkraftbestimmendes Stellsignal abgibt, welches nach einer vorbestimmten Weise von mindestens einer nachstehenden Betriebsgröße bestimmt wird: Drehmoment, Betriebstemperatur, Getriebedrehzahl, Einsatzdauer (Alterungszustand), Über­ setzungstellung.
6. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einige oder alle Elektronikkomponenten in einer Einheit, bevorzugt in einer microprozessor­ gesteuerten Rechner-, Speicher- und Regeleinrichtung vereint sind, bevorzugt integriert in einer zentralen, auch das Motormanagement übernehmenden elektronischen KFZ-Steuerungsein­ richtung.
7. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Betriebszustände selektierenden Elektronikelemente 35, 36 und 37 hintereinander geschaltet sind.
8. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß die Rechner, Speicher- und Regelkomponente 40, oder eine alle Funktion umfassende zentrale Elektroniksteuerung ein Steuer- und Regelverhalten derart aufweist, daß bei Nichtvorhandensein oder unvollständig vorliegender Referenzbeziehung ü = f(s) 41 die Signale der Steuerkom­ ponente 53 weitgehend ersatzweise die anpreßkraftbestimmende Funktion übernimmt.
9. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechner- Speicher- und Regelkomponente 40 ein Funktionsverhalten aufweist, in dem bei der programmierten Festlegung der angestrebten idealen Übersetzungsabweichung 42 von der Referenzübersetzung 41:
  • a) die nicht schlupfbedingten ü-Änderungsanteile werden, in dem nach einer vorbestimmten, programmierten Gesetzmäßigkeit die sich aus festen ü-beeinflussenden Störgrößen ergebenden ü-Änderungen wie z. B. elastisiche Verformungen an Reibscheiben, Wellen und Übertragungsstrang, oder auch Einflüsse hydraulischer Komponenten für den jeweiligen Betriebs­ zustand ermittelt, und dem idealen, vorbestimmten Schlupfanteil zugeschlagen werden,
  • b) der ideale Schlupfanteil nach einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit den verschiedenen Betriebs­ zuständen, vorrangig der Drehmomentenbelastung, variabel angepaßt wird.
10. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen- und Speicherkomponente 40 interne Speicher-Komponenten bzw. -Funktionen zur Berechnung und Speicherung nicht schlupfbedingt ü-Änderungen aufweist, bevorzugt ein Rechenmodus zum Einsatz kommt, bei dem die Übersetzungsänderung mindestens aus der Dreh­ momentenbelastung und der Übersetzungsstellung des CVT abgeleitet wird.
11. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1, 3 und 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Rechner-, Speicher- und Regelkomponente 40 Funktionsmerkmale derart aufweist, die
  • a) negative Drehmomentenbelastungen (wie sie bei Bremsfahrt auftreten) ebenso im Sinne einer Belastung erkennen läßt;
  • b) eine weitere, für negative Drehmomentenbelastungen zugeordnete, über dem Referenz­ übersetzungsverlauf 41 liegende ü-Abweichungskurve zu erstellen und speichern vermag, und nach Überschreiten dieser ü-Marge im negativen Belastungsquadranten ein Kommandosignal zur Verstärkung, und bei Unterschreiten zur Verminderung der Anpressung gegeben wird.
12. Adaptive elektronische Anpreßkraftregelung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten ü-Abweichungsgrößen (für Bremsfahrt im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt) von der Referenz-ü-Kennlinie 41 sich bei Treib- und Bremsfahrt unterscheiden.
DE19934312745 1993-04-20 1993-04-20 Adaptive elektronische Anpreßkraftsteuerung für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe insbesondere für KFZ (CVT) Expired - Fee Related DE4312745C2 (de)

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