DE60308416T2

DE60308416T2 - Verfahren zur betätigung eines stufenlosen getriebes

Info

Publication number: DE60308416T2
Application number: DE60308416T
Authority: DE
Inventors: Maaike Van Der Laan; Mark Van Drogen
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: DE60308416D1; EP1579127A1; EP1579127B1; KR101042064B1; NL1022243C2; AU2003303249A1; JP4562529B2; KR20050091745A; ATE339634T1; WO2004057217A1; EP1698805A2; EP1698805A3; JP2006511766A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. Die DE-A-100 50 218 offenbart ein Verfahren mit diesen oberbegrifflichen Merkmalen.
Ein derartiges Getriebe ist allgemein bekannt, beispielsweise aus der EP-A-1 167 839 namens der vorliegenden Anmelderin. Bei diesen Getriebearten, die auf Reibung und Spannkraft basieren, ist eine Mindestkraft erforderlich, mit der die Scheiben den Treibriemen einspannen, um letzteren in die Lage zu versetzten, eine Drehung von einer Rolle auf die andere zu übertragen. In diesem Zusammenhang berechnet sich eine erforderliche axiale Mindestkraft Fax-min, die auf den Triebriemen durch eine Scheibe aufgebracht wird und die erforderlich ist, damit ein zugeführtes Drehmoment zumindest nahezu ohne Schlupf zwischen dem Riemen und der Rolle weitergegeben wird, in der Praxis oft aus dem zugeführten Drehmoment T mal dem Kosinus eines halben Winkels Φ, der durch die sich verjüngenden Rollenscheiben definiert ist, dividiert durch das Produkt aus dem Zweifachen eines Laufradius R des Treibriemens zwischen den Scheiben einer Rolle und einem empirisch definierten Drehmomentübertragungskoeffizienten τ: Fax-min = (T·cos (½Φ))/(2·R·τ) (1)
In dieser Gleichung wird in der Praxis der Reibungskoeffizient μ beim Kontakt zwischen Treibriemen und Scheibe oft durch den Drehmomentübertragungskoeffizienten τ ersetzt. Gleichung (1) kann als eine gute Näherung angesehen werden.
Der auf diese Weise bestimmte erforderliche Wert für eine Mindestspannkraft Fax-min betrifft im Prinzip beide Scheiben, um jedoch ein konstantes Übertragungsverhältnis aufrecht zu erhalten, kann es erforderlich sein, dass die Spannkraft auf eine der beiden Rollen noch höher gewählt wird. Damit das Getriebe schalten kann, können verschiedene Spannkräfte erforderlich sein, oder zumindest ein unterschiedliches Verhältnis zwischen den Spannkräften der jeweiligen Rollen. Die oben angegebene erforderliche Mindestspannkraft Fax-min wird jedoch immer auf wenigstens eine der beiden Rollen ausgeübt, wobei eine höhere Spannkraft auf den Treibriemen an der anderen Rolle ausgeübt wird, um das gewünschte Übersetzungsverhältnis oder eine gewünschte Schaltgeschwindigkeit zu erzielen.
Die aufzubringende Spannkraft Fax wird wiederum im Allgemeinen definiert als die erforderliche axiale Mindestspannkraft Fax-min mal einem Sicherheitsfaktor Sf: Fax = Sf·Fax-min (2)
Der Sicherheitsfaktor Sf berücksichtigt beispielsweise jede Ungenauigkeit in der Berechnung der erforderlichen Mindestspannkraft Fax-min.
Ein Betriebsverfahren dieses Typs findet allgemein Anwendung und ist beispielsweise bekannt aus der Patentveröffentlichung EP-A 1 218 654 namens der vorliegenden Anmelderin. Das allgemeine Ziel in diesem Zusammenhang besteht für die auf den Treibriemen ausgeübte Spannkraft darin, so niedrig wie möglich im Verhältnis zu dem zugeführten Drehmoment zu sein, d.h. einen Sicherheitsfaktor zu verwenden, der so niedrig wie möglich ist. Das liegt daran, dass je niedriger die Spannkraft ist, desto besser ist der Wirkungsgrad des Getriebes. Beispielsweise werden die Reibungsverluste geringer ausfallen und die aufgenommene Leistung zur Erzeugung der Spannkraft ist geringer. Auch ist eine niedrigere Spannkraft besser im Hinblick auf die Haltbarkeit des Riemens. Bei Spannkräften jedoch, die gerade oberhalb der erforderlichen Mindestkraft liegen, d.h. gerade über der Spannkraft, bei der es zu Schlupf zwischen Rolle und Antrieb kommt, besteht ein relativ hohes Risiko, dass sich Treibriemenschlupf ergibt, beispielsweise aufgrund eines unerwarteten Wechsels des Drehmoments, zu dem es durch die aufgenommene Last oder die oben genannte Ungenauigkeit bei der Berechnung der erforderlichen Mindestspannkraft Fax-min kommt. Gemäß dem Stand der Technik ist jedoch Treibriemenschlupf prinzipiell zu vermeiden, um die Robustheit und optimale Leistung des Getriebes sicherzustellen, weil Antriebsschlupf per Definition zu Leistungsverlust führt und darüber hinaus in überhöhtem Verschleiß enden kann.
Deshalb wird bei dem bekannten Getriebe ein Wert von 1,3 oder darüber als Sicherheitsfaktor typischerweise verwendet. Alternativ gibt es zusätzliche bekannte Maßnahmen, die ergriffen werden können, um das Auftreten von Treibriemenschlupf zu verhindern, selbst mit einem relativ niedrigen Sicherheitsfaktor.
Aus dem europäischen Patent EP-A 1 069 331 ist es beispielsweise bekannt, eine Kupplung in einer im Getriebe enthaltenen Kraftübertragung so zu betätigen, dass sie bei einem niedrigeren Drehmomentniveau als der Treibriemen Schlupf hat. Dies liegt daran, dass, sobald die Kupplung Schlupf hat, das zugeführte Drehmoment nicht zunehmen oder kaum weiter zunehmen kann und jeglicher Leistungsüberschuss durch die Kupplung verbraucht wird. Eine weitere alternative Lösung wird von dem erstgenannten Dokument aus dem Stand der Technik angegeben, bei dem die Spannkraft wahlweise reduziert wird, d.h. der Sicherheitsfaktor wird abhängig von den Umständen wahlweise reduziert. Eine solche Verringerung erfolgt in diesem Fall auf Grund dessen, dass Änderungen des zu übertragenden Drehmoments, ob sie nun durch den Verbrennungsmotor oder durch Umstände bei der Last initiiert werden, relativ gesehen mit steigenden Drehmomentniveaus niedriger werden.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes anzugeben, das eine Verbesserung bei Effizienz oder Robustheit des Getriebes gestattet, insbesondere durch die Verwendung eines relativ niedrigen Sicherheitsfaktors, wobei das Verfahren vorteilhafterweise unabhängig von den bekannten zusätzlichen Maßnahmen benutzt werden kann.
Gemäß einer neuen Erkenntnis, auf der die Erfindung basiert, kann ein Treibriemen wiederholt, und unter bestimmten Umständen sogar kontinuierlich, einem relativ ansehnlichen Schlupfgrad unterworfen werden, ohne dabei schwerwiegenden Schaden zu nehmen, d.h. ohne dass der normale Betrieb des Getriebes nachteilig beeinflusst wird. Dies steht im Gegensatz zu den vorhergehenden technischen Erkenntnissen, wonach ein vollständi ger Schlupf des Riemens in Bezug auf die Scheiben prinzipiell so weit wie möglich eingeschränkt oder sogar ganz vermieden werden sollte.
Gemäß der Erfindung ist es in diesem Fall vorteilhafterweise möglich, eine Schlupfcharakteristik zu verwenden, worin, für die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und als eine Funktion der axialen Spannkraft und dem entsprechenden tangentialen Schlupfverhältnis zwischen der Scheibe und dem Treibriemen, bestimmt ist, ob Schaden, schwerwiegend oder nicht, am Riemen oder der Scheibe unter diesen definierten Bedingungen auftritt, was als Schadenslinie bekannt ist, die den Übergang oder die Grenze zwischen diesen Zuständen angibt. Eine Schlupfcharakteristik dieser Art zeigt, dass das Getriebe unter allen Umständen bis zu einem gewissen Grad gegenüber dem oben genannten Treibriemenschlupf resistent ist, und dass es insbesondere sogar möglich ist, eine beträchtliche Schlupfgeschwindigkeit bei relativ niedriger Spannkraft oder ein relativ hohes Übersetzungsverhältnis (das definiert ist als das Verhältnis zwischen Abtriebsdrehzahl und Antriebsdrehzahl des Getriebes) zu gestatten.
Anhand dieser Schlupfcharakteristik und der neuen hieraus abgeleiteten Erkenntnis schlägt die Erfindung alternative Mittel zur Regelung der Spannkraft vor, die den oben genannten Schlupf zwischen dem Treibriemen und einer Scheibe vorteilhafterweise nutzen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 angegeben und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit einer elektronischen Betriebseinheit versehen ist, die den Verschiebungsgrad zwischen den Rollenscheiben der Rollen und dem Treibriemen, in diesem Fall als Treibriemenschlupf S bezeichnet, mithilfe von den Mitteln zur Schlupfer fassung erkennt, und dass die Betriebseinheit eine Betriebsmaßnahme verwendet, um den ermittelten Treibriemenschlupf S auf einen für diesen Schlupf gewünschten Wert Sw aktiv zu regeln.
Gemäß der Erfindung kann der Grad an Treibriemenschlupf S zu diesem Zweck beispielsweise quantifiziert werden als die Differenz zwischen einem geometrisch definierten Übersetzungsverhältnis GR und einem gemessenen Übersetzungsverhältnis ω_OUT/ω_IN, d.h. dem Quotienten der Rotationsgeschwindigkeiten ω_OUT, ω_IN der beiden Rollen und kann beispielsweise definiert werden als: S = (1 – ((ωOUT/ωIN)/GR))·100% (3)
Schließlich tritt immer etwas Schlupf bei Reibungskontakt zwischen Treibriemen und Rolle auf, d.h. selbst bei dem bekannten Verfahren zum Betrieb des Getriebes wird die Spannkraft Fax, die zum Antreiben des Treibriemens durch eine Rolle aufgebracht werden muss, durch die Betriebseinheit definiert als eine Funktion und auf Basis des zugeführten Drehmoments T, beispielsweise durch die Kombination der Gleichungen (1) und (2). Bei dem bekannten Verfahren wird jedoch der Treibriemenschlupf S so weit wie möglich dadurch vermieden, dass ein ausreichend hoher Sicherheitsfaktor gewählt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsmaßnahme, wie beispielsweise dem passenden Einstellen der axialen Spannkraft, durch die Betriebseinheit im Gegensatz dazu als eine Funktion und auf Basis einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Treibriemenschlupf S und einem gewünschten Wert S2 für diesen Schlupf bestimmt. Obwohl etwas Leistung verloren gehen wird, in Form von Reibungswärme zwischen dem Treibriemen und einer Rolle, wird infolge des Treibriemenschlupfs S kein Sicherheitsfaktor Sf bei dem Betriebsverfahren gemäß der Erfindung verwendet, so dass der endgültige Wirkungsgrad des Getriebes höher ist. Offensichtlich wird es in diesem Fall vorgezogen, dass der gewünschte Wert des Treibriemenschlupfs Sw so niedrig wie möglich gewählt wird, um den oben genannten Leistungsverlust zu minimieren. Gleichzeitig muss dieser gewünschte Wert Sw hoch genug gewählt werden, damit der tatsächliche Treibriemenschlupf S ermittelt und anhand dieses Wertes geregelt werden kann.
Die Schlupferfassungsmittel zur Bestimmung des Treibriemenschlupfs, beispielsweise durch Ermitteln der oben genannten geometrischen Übersetzungsverhältnisse und der Drehzahlen, sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Insbesondere die Schlupferfassungsmittel gemäß der Erfindung enthalten Mittel zum Bestimmen des geometrisch definierten Übersetzungsverhältnisses GR. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche hierfür geeignete Erfassungsmittel bekannt, beispielsweise eine Treibriemengeschwindigkeitsmessvorrichtung zum Bestimmen der Umfangsgeschwindigkeit des Treibriemens, woraus der Laufradius des Treibriemens berechnet werden kann, ein Rollenscheibenpositionssensor zum Bestimmen des Abstands zwischen den Scheiben einer Rolle, woraus wiederum der Laufradius des Treibriemens berechnet werden kann, oder ein Treibriemenpositionssensor, um den Laufradius des Treibriemens unmittelbar zu bestimmen.
Bei einer vorteilhaften und einfachen Ausführungsform der Erfindung sind die Schlupferfassungsmittel nur wirksam, während das Übersetzungsverhältnis des Getriebes seinen höchsten Wert, d.h. das Overdrive-Verhältnis hat und/oder seinen niedrigsten Wert, d.h. das Niedrig-Verhältnis einnimmt. Dies liegt daran, dass es bei zumindest einer der axial verschiebbaren Scheiben der Rollen üblich ist, sie gegen einen Anschlag in diesen Übersetzungsverhältnissen anzuordnen, so dass das geometrisch definierte Übersetzungsverhältnis GR des Getriebes und somit auch der Laufradius R aus Gleichung (3) einen festen und bekannten Wert hat. Außerhalb dieser Übersetzungsverhältnisse kann die Betriebseinheit dann das Getriebe in eine zweite Betriebsart steuern, gemäß einem bekannten Verfahren, das nicht auf Treibriemenschlupf beruht. Die schon an sich beschränkte Ausführungsform kann tatsächlich erwünscht sein, da, wenn das Getriebe in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, das Fahrzeug in der Praxis vorwiegend im Overdrive betrieben werden wird, so dass insbesondere der Getriebewirkungsgrad im Overdrive ein bestimmender Faktor sein wird.
Gemäß der Erfindung besteht die Betriebsmaßnahme zumindest teilweise darin, die Spannkraft Fax zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt, und diese Kraft zu verringern, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S niedriger ist als der für diesen Schlupf gewünschte Wert Sw. Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, dass die Betriebsmaßnahme zumindest teilweise darin besteht, sie zu verringern, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt und sie zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S niedriger ist als der für diesen Schlupf gewünschte Wert Sw. Schließlich kann erfindungsgemäß die Betriebsmaßnahme zumindest teilweise darin bestehen, den Laufradius R zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt und umgekehrt.
Es sollte beachtet werden, dass die neue Erkenntnis, auf der die Erfindung beruht, nicht nur die Optimierung des Wirkungsgrads und/oder die gesteigerte Robustheit des Getriebes einschließt, sondern auch auf eine Senkung des Selbstkostenpreises hin zielt, zum Beispiel weil das Fehlen des oben genannten Sicherheitsfaktors Sf im Verhältnis zwischen zugeführtem Drehmoment T und axialer Klemmkraft Fax bedeutet, dass das maximale, für dieses Verhältnis erforderliche Niveau deutlich niedriger angesetzt werden kann.
Die Erfindung wird nun beispielhaft anhand von Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
1 einen Teil eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes mit Treibriemen und Rollen als Schaltbild diagrammatisch zeigt;
2 eine Darstellung der Innenansicht gemäß der Erfindung in Form einer für das vorliegende Getriebe bestimmten Schlupfcharakteristik zeigt; und
3 ein als Traktionskurve für das vorliegende Getriebe bekanntes Beispiel zeigt.
1 zeigt die mittleren Teile eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes wie es zum Beispiel in Getrieben von Pkws verwendet wird. Das Getriebe an sich ist allgemein bekannt und umfasst eine erste und eine zweite Rolle 1 und 2, die jeweils zwei Rollenscheiben 4, 5 aufweisen, zwischen denen sich ein Treibriemen 3 befindet. Die Rollenscheiben 4, 5 sind konisch geformt, und wenigstens eine Scheibe 4 einer Rolle 1, 2 kann in axialer Richtung entlang einer entsprechenden Achse 6, 7, auf der die Scheiben 4, 5 angeordnet sind, verschoben werden. Das Getriebe enthält auch Antriebsmittel, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und die im Allgemeinen elektronisch gesteuert werden können und hydraulisch wirken, so dass sie eine axiale Kraft Fax auf die oben genannte eine Scheibe 4 so aufbringen können, dass der Treibriemen 3 zwischen den jeweiligen Scheiben 4, 5 eingespannt ist, und die Antriebskraft einer Achse 6, 7, d.h. ein zugeführtes Drehmoment T, zwischen den Rollen 1, 2 mithilfe von Reibung in der konischen Kontaktfläche zwischen den Scheiben 4, 5 und dem Treibriemen 3 übertragen wird. Laut Gleichung (1) wird die für diesen Zweck erforderliche axiale Spannkraft Fax-min festgelegt durch die Nutzung des zugeführten Drehmoments T, eines Kontaktwinkels der Kontaktfläche mit der radialen Richtung, d.h. einen halben Winkel Φ, der zwischen den sich verjüngenden Rollenscheiben definiert ist, einen Laufradius R des Treibriemens 3 und einen Drehmomentübertragungskoeffizienten τ.
Der Wert der erforderlichen axialen Mindestspannkraft Fax-min, der mithilfe der Gleichung (1) bestimmt wurde, ist jedoch bis zu einem gewissen Grad ungenau aufgrund möglicher Abweichungen zwischen dem Wert für das zugeführte Drehmoment T und für den Laufradius R, was für die Bestimmung der Spannkraft aufgezeichnet wurde, und dem tatsächlichen Wert dieser Parameter. Darüber hinaus findet sich in der Praxis oft ein unbekannter Unterschied zwischen dem gewünschten Wert für die axiale Spannkraft Fax, die durch die Antriebsmittel aufzubringen ist, und der tatsächlich vorhandenen Spannkraft. Die oben genannten Ungenauigkeiten und Unsicherheiten bedeuten, dass der gewünschte Wert für die axiale Spannkraft Fax so gewählt ist, dass er etwas höher als die erforderliche Mindestspannkraft Fax-min ist, insbesondere, indem letzterer mit einem Sicherheitsfaktor Sf laut Gleichung (2) multipliziert wird.
Der in 1 gezeigte Treibriemen 3 weist ein paar endlose Metallträgerelemente 31 auf, die jeweils einen Satz verschachtelter dünner Metallringe enthalten, die einen Träger für eine Serie von Metallquerelementen 32 bilden, die die zwischen den Scheiben 4, 5 einer Rolle 1, 2 ausgeübten Spannkräfte aufnehmen und die über die Trägerelemente 31, sich gegenseitig schiebend, in Richtung auf eine angetriebene Rolle 2 infolge einer Drehung einer Antriebsrolle 1 bewegt werden. Ein Treibriemen dieses Typs ist auch als Van Doorne Schubriemen bekannt und ist beispielsweise in dem europäischen Patent EP-A-0 626 526 genauer beschrieben.
Gemäß der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis, ist diese Art von Treibriemen 3 zumindest bis zu einem gewissen Grad dazu in der Lage, dem Schlupf zwischen der Rolle 1, 2 und dem Riemen 3, d.h. dem Treibriemenschlupf S, standzuhalten. In diesem Zusammenhang kann das, was als Schlupfcharakteristik bekannt ist, als Ausgangspunkt für die zu unternehmenden Anstrengungen, die Robustheit und Wirksamkeit des kontinuierlich veränderbaren Getriebes zu optimieren, benutzt werden, worauf die Erfindung basiert. 2 zeigt ein Beispiel für eine Schlupfcharakteristik dieses Typs, worin definiert ist, für die geometrischen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und als eine Funktion der axialen Spannkraft Fax und dem absoluten Grad des Treibriemenschlupfes S, ob ein Schaden, schwerwiegend oder nicht, am Treibriemen 3 der Rolle 1, 2 unter diesen definierten Bedingungen auftritt. Die Kurven oder Schadenslinien A, B und C in 2 geben in diesem Fall, für ein definiertes geometrisches Übersetzungsverhält nis, den maximalen zulässigen Wert für den Treibriemenschlupf S an, unter dem, dargestellt durch die Pfeile I, dieser schwerwiegende Schaden nicht auftritt und über dem, dargestellt durch die Pfeile II, dieser schwerwiegende Schaden auftritt. Gemäß einem Gedanken, auf dem die Erfindung basiert, tritt Adhäsionsverschleiß infolge von Schlupf auf, wenn, für eine definierte Kombination aus einer auf den Treibriemen durch eine Rollenscheibe aufgebrachten Kraft Fax und einer Schlupfgeschwindigkeit zwischen diesen beiden Komponenten, d.h. der Grad des Treibriemenschlupfes S, ein maximaler Wert hierfür überschritten wird.
Der Schlupfcharakteristik kann jedoch entnommen werden, dass das Getriebe, zumindest bis zu einem gewissen Grad, dem Treibriemenschlupf S standhalten kann. 2 zeigt auch, dass der maximale Grad A an Treibriemenschlupf S schneller im Niedrig-Verhältnis erreicht wird als der maximale Wert C im Overdrive-Verhältnis, d.h. für denselben Grad an Treibriemenschlupf S1 treten Schäden am Treibriemen oder der Rolle bei einem niedrigeren Niveau der axialen Spannkraft Fax-a im Niedrig-Verhältnis auf als beispielsweise im Vergleich zu dem kritischen Niveau der Spannkraft Fax-b im Overdrive-Verhältnis, oder anders ausgedrückt, für ein konstantes Niveau der axialen Spannkraft Fax kann ein niedrigeres Niveau des Treibriemenschlupfes S im Niedrig-Verhältnis gegenüber dem Overdrive-Verhältnis als akzeptabel erachtet werden. Die Schadenslinie B bezieht sich auf ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Niedrig-Verhältnis und dem Overdrive-Verhältnis.
Der Klarheit wegen zeigt 3 die Erfindung nochmals anhand dessen, was als Traktionskurve bekannt ist. Diese Figur zeichnet den Treibriemenschlupf S als eine Funktion des zugeführten Drehmoments T für ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis, hier das Overdrive-Verhältnis, und einer vorgegebenen axialen Spannkraft Fax. Aus 3 wird deutlich, dass es im Wesentlichen immer etwas Treibriemenschlupf S gibt. Das Drehmomentniveau T kann in diesem Fall auf ein maximales Drehmomentniveau Tmax steigen, bei dem der zugehörige Treibriemenschlupf S gemäß der Erfindung als Mikroschlupf definiert ist. Obgleich der Treibriemenschlupf S weiter über das maximale Drehmomentniveau Tmax steigt, bleibt das übertragene Drehmoment T nahezu konstant oder nimmt sogar leicht ab. Gemäß der Erfindung wird diese Art von Treibriemenschlupf S als Makroschlupf bezeichnet. Wenn eine Kombination eines bestimmten kritischen Werts für den Treibriemenschlupf in Kombination mit einem bestimmten Drehmomentniveau, in der Zeichnung durch Punkt A auf der Traktionskurve dargestellt, überschritten wird, wird der Treibriemen 1 beschädigt. Der gewünschte Wert Sw aus dem Verfahren gemäß der Erfindung muss natürlich niedriger sein als der kritische Wert, zumindest in Kombination mit dem zugehörigen Drehmomentniveau. Um den oben genannten Drehmomentverlust zu minimieren, wird der gewünschte Wert Sw vorzugsweise so gewählt, dass er im Mikroschlupfbereich liegt.
Wie 2 zu entnehmen ist, ist die Fähigkeit des Getriebes, dem Treibriemenschlupf S standzuhalten, immer noch von Bedingungen abhängig. Deshalb wird in einem genaueren Ausführungsbeispiel des Verfahrens vorgeschlagen, den oben genannten gewünschten Wert Sw zu definieren als eine Funktion eines maximalen zulässigen Grads an Treibriemenschlupf S bei dem unmittelbaren Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der axialen Spannkraft Fax, was bedeutet, dass ein niedrigerer gewünschter Wert Sw unter Bedingungen ausgewählt wird, in denen das Ge triebe relativ unfähig ist, dem Treibriemenschlupf S standzuhalten und umgekehrt.
Unter bestimmten Umständen, zum Beispiel wenn das Getriebe kaum dazu in der Lage ist, dem Treibriemenschlupf S standzuhalten, wie im Niedrig-Verhältnis mit hoher Spannkraft und/oder Drehmomentniveau T, kann es für die Betriebsmittel von Vorteil oder sogar notwendig sein, das Getriebe nicht länger gemäß der oben genannten ersten Betriebsart zu steuern, sondern vielmehr eine zweite Betriebsart zu wählen, in der sie die axiale Spannkraft Fax als eine direkte Funktion des zugeführten Drehmoments T regeln. In diesem Fall ist es möglich, zwischen den Betriebsarten als eine Funktion des Werts und/oder Niveaus eines Betriebsparameters zu wechseln. In diesem Zusammenhang enthalten geeignete Betriebsparameter den unter bestimmten Bedingungen maximalen zulässigen Grad an Treibriemenschlupf S, das Niveau des zugeführten Drehmoments T oder das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, dessen kritischer Wert zum Wechseln zwischen den Betriebsarten beispielsweise von der Schlupfcharakteristik abgeleitet werden kann.
Darüber hinaus bestimmt sich gemäß der Erfindung ein Drehmomentübertragungskoeffizient τ durch die Gleichung: τ = (T·cos(½Φ))/(2·R·Fax), (4)wobei in diesem Fall ein extrem hoher oder extrem niedriger Wert auf eine große Anzahl möglicher Probleme im Getriebe hinweisen kann. Darüber hinaus kann eine Temperatur des Treibriemens (3), die repräsentativ für den oben genannten Verlust ist, auch ein geeigneter Betriebsparameter sein, wobei in die sem Fall eine extrem hohe Temperatur ein inakzeptables Niveau des Treibriemenschlupfes S in jedem Betriebsverfahren anzeigt.
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen bezieht sich die Erfindung auf alle Details in den Zeichnungen, zumindest auf die, die von einem Fachmann direkt und unmissverständlich verstanden werden können, sowie auf die im folgenden Anspruchsatz beschriebenen Merkmale.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes mit zwei Rollen (1, 2), die jeweils zwei Rollenscheiben (4, 5) aufweisen, die zusammen eine sich verjüngende Nut definieren und zwischen denen ein Treibriemen (3) in einer radialen Position eingespannt ist, d.h. Laufradius R, um mithilfe einer axialen Spannkraft Fax ein dem Getriebe zugeführtes Drehmoment T zu übertragen, während des normalen Betriebs des Getriebes, zwischen den Rollen (1, 2) von einer Rolle (1) zur anderen Rolle (2), mithilfe von Reibung zwischen den Scheiben (4, 5) und dem Treibriemen (3); wobei das Getriebe von einer elektronischen Betriebseinheit betrieben wird, wobei, wenn das Getriebe in einer ersten Betriebsart der Betriebseinheit arbeitet, letztere den Verschiebungsgrad zwischen den Rollenscheiben (4, 5) und dem Treibriemen (3), d.h. den Treibriemenschlupf S, mithilfe von Mitteln zur Schlupferfassung erkennt, und wobei die Betriebseinheit eine Betriebsmaßnahme verwendet, um den ermittelten Treibriemenschlupf S auf einen gewünschten Wert Sw für diesen Schlupf zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Wert Sw von der elektronischen Betriebseinheit festgelegt wird als eine Funktion eines maximalen zulässigen Niveaus des Treibriemenschlupfes S bei momentaner axialer Spannkraft Fax und einem Übersetzungsverhältnis, das als das Verhältnis zwischen einer Antriebsdrehzahl und einer Antriebsdrehzahl des Getriebes definiert ist, wobei das maximale zulässige Niveau zunimmt, wenn die Spannkraft Fax abnimmt oder wenn das Übersetzungsverhältnis zunimmt und umgekehrt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Spannkraft Fax durch die elektronische Betriebseinheit gesteuert wird, und dass die Betriebsmaßnahme zumindest teilweise darin besteht, diese Kraft zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt, und diese Kraft zu verringern, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S niedriger ist als der für diesen Schlupf gewünschte Wert Sw.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das übertragene Drehmoment T zumindest teilweise durch die elektronische Betriebseinheit gesteuert wird, und dass die Betriebsmaßname zumindest teilweise darin besteht, dieses Drehmoment T zu verringern, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt, und dieses Drehmoment zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S niedriger ist als der für diesen Schlupf gewünschte Wert Sw.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradius R von der elektronischen Steuerungseinheit geregelt wird, und dass die Betriebsmaßname zumindest teilweise darin besteht, diesen Radius zu erhöhen, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S den gewünschten Wert Sw übersteigt, und diesen Radius zu verringern, wenn der ermittelte Treibriemenschlupf S niedriger ist als der für diesen Schlupf gewünschte Wert Sw.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinheit mit einem charakteristischen Diagramm vorprogrammiert ist, in dem für wenigstens eine Anzahl von Übersetzungsverhältnissen des Getriebes die axiale Spannkraft Fax auf ein maximales zulässiges Niveau des Treibriemenschlupfes bezogen ist, wobei diese Beziehungen als Schadenslinien (A, B, C) bekannt sind.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Getriebe in Betrieb ist, die Betriebseinheit in einer zweiten Betriebsart die axiale Spannkraft Fax als eine direkte Funktion des zugeführten Drehmoments T regelt, und dass die Betriebseinheit zwischen den beiden Betriebsarten als Funktion des Wertes und/oder Niveaus eines Betriebsparameters wechseln kann.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter stellvertretend ist für ein maximales zulässiges Niveau für den Treibriemenschlupf S, vorzugsweise wie durch eine Schlupfcharakteristik angegeben, bei der, zumindest für eine Anzahl von Übersetzungsverhältnissen des Getriebes, die axiale Spannkraft Fax auf ein maximales zulässiges Niveau des Treibriemenschlupfs S bezogen ist, wobei diese Kurven als Schadenslinien (A, B, C) bekannt sind, und dass, wenn der Betriebsparameter unter einen definierten Grenzwert fällt, die Betriebseinheit von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart wechselt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter stellvertretend ist für einen Drehmomentübertragungskoeffizienten τ, der sich ergibt aus: τ = (T·cos(1/2Φ))/(2·R·Fax),wobei Φ ein Winkel zwischen den sich verjüngenden Rollenscheiben (4, 5) ist, und dass, wenn der Betriebsparameter unter einen definierten Grenzwert fällt oder ihn übersteigt, die Betriebseinheit von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart wechselt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter für zumindest eines der Folgenden charakteristisch ist: das übertragene Drehmoment T, eine Temperatur des Treibriemens (3) und das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, und dass, wenn der Betriebsparameter unter einen definierten Grenzwert fällt oder ihn übersteigt, die Betriebseinheit von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart wechselt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupferfassungsmittel den Grad an Treibriemenschlupf S bestimmen als die Differenz oder das Verhältnis zwischen einem geometrisch definierten Übersetzungsverhältnis GR des Getriebes und einem Verhältnis ω_OUT/ω_IN zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der jeweiligen Rollen (1, 2), und dass die Schlupferfassungsmittel vorprogrammiert sind mit einem oder beiden extremsten geometrisch definierten Übersetzungsverhältnissen GR des Getriebes, nämlich dem niedrigsten Übersetzungsverhältnis, d.h. niedriges Verhältnis, und/oder dem höchsten Übersetzungsverhältnis, d.h. Overdrive bzw. Schongang-Verhältnis, dergestalt, dass zumindest wenn das Getriebe eines der beiden extremen Übersetzungsverhältnisse GR angenommen hat, der Grad an Treibriemenschlupf S durch die Schlupferfassungsmittel bestimmt werden kann.
Kontinuierlich veränderbares Getriebe, das gemäß einem oder mehreren der oben genannten Verfahren betrieben wird.