DE69022324T2

DE69022324T2 - Getriebesteuerungssystem mit Rückkopplung.

Info

Publication number: DE69022324T2
Application number: DE69022324T
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Hibi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2010-07-27
Also published as: JP2847781B2; EP0410451B1; EP0410451A2; JPH0361754A; US5175685A; DE69022324D1; EP0410451A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Übersetzungsänderungssteuerung für ein Getriebe und insbesondere auf eine Übersetzungsänderungssteuerung für ein kontinuierlich variables Hybrid-Getriebe, das einen Zahnradmechanismus und einen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus umfaßt, die selektiv in Betrieb versetzt werden, um einen Antrieb von einer Getriebe-Antriebswelle zu einer Getriebe-Abtriebswelle zu übernehmen.
Die US-A-4,735,113 ( JP-A 61-105351, EP-A 180209) offenbart ein kontinuierlich variables Getriebe vom V-Riemen-Typ, das eine Antriebsriemenscheibe, eine Folgeriemenscheibe und einen V-Antriebsriemen, der antriebsmäßig diese Riemenscheiben miteinander verbindet, umfaßt. Die JP-A-63-176862 und die US-A 4,907,471 ( EP-A 319044) offenbaren ein kontinuierlich variables Hybrid-Getriebe, wobei der vorstehend angegebene kontinuierlich variable Getriebemechanismus mit einem Zahnradmechanismus kombiniert ist, so daß der Zahnradmechanismus in Betrieb versetzt wird, um ein Untersetzungsverhältnis zwischen einer Getriebe-Antriebswelle und einer Getriebe-Abtriebswelle für einen Anfahrbetrieb zu liefern. Die Einstellung ist derart, daß dieses Untersetzungsverhältnis, das durch den Zahnradmechanismus geliefert wird, größer als das maximale oder größte Untersetzungsverhältnis ist, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird. Für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb, wo eine relativ kleine Antriebskraft erforderlich ist, wird der kontinuierlich variable Getriebemechanismus in Betrieb versetzt, um einen Antrieb von der Getriebe-Antriebswelle zu der Getriebe-Abtriebswelle zu übernehmen, und zwar aufgrund eines Eingriffs einer Kraftunterbrechungseinrichtung, wie beispielsweise einer Kupplung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nun der Fall betrachtet, wo die Steuerstrategie, die in der US-A 4,735,113 dargestellt ist, auf das kontinuierlich variable Getriebe vom Hybrid-Typ beaufschlagt wird, das vorstehend erwähnt ist. Fig. 9 zeigt eine Kennlinie, wo eine vollständig durchgezogene Linie G Ziel-Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeitswerte gegenüber einer Variation der Fahrzeuggeschwindigkeitswerte darstellt, wenn ein Zahnradmechanismus in Betrieb versetzt wird, um den Antrieb zu übernehmen. In Fig. 9 stellt eine vollständig durchgezogene Linie L Ziel-Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeitswerte gegenüber Fahrzeuggeschwindigkeitswerten dar, wenn ein kontinuierlich variabler Getriebemechanismus sein maximales oder größtes Untersetzungsverhältnis liefert, während eine vollständig durchgezogene Linie S Ziel-Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeitswerte gegenüber Fahrzeuggeschwindigkeitswerten darstellt, wenn der kontinuierlich variable Getriebemechanismus sein minimales oder kleinstes Untersetzungsverhältnis liefert. Es wird angenommen, daß ein Fahrzeug anfährt, das sich mit einem 3/8 Drosselklappenöffnungsgrad bewegt. In diesem Fall erhöht sich die Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit entlang der Linie G von einem Punkt O zu einem Punkt A mit dem Untersetzungsverhältnis, das durch den Zahnradmechanismus geliefert wird. Mit dem Ankommen an dem Punkt A wird ein Übergang von dem Antrieb, der zu dem Zahnradmechanismus gehört, zu dem Antrieb, der zu dem kontinuierlich variablen Getriebe gehört, vorgenommen. Dieser Fall eines Abfalls in der Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit ohne irgendeine wesentliche Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit führt zu einem Übergang von dem Punkt A zu einem Punkt B auf der Linie L. Dann erhöht, mit dem maximalen Untersetzungsverhältnis, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird, das Fahrzeug seine Geschwindigkeit bis zu einem Punkt C auf der Linie L. Falls das Fahrzeug weiter seine Geschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitswert, der dem Punkt C entspricht, erhöht, nimmt das Untersetzungsverhältnis kontinuierlich zu dem minimalen Untersetzungsverhältnis ab, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird, und zwar entlang einer Betriebslinie I. Gemäß dieser Steuerstrategie bewirkt der kontinuierlich variable Getriebemechanismus eine Übersetzungsänderung von dem maximalen Untersetzungsverhältnis zu einem relativ kleineren Untersetzungsverhältnis auf einer unterbrochenen Linie M, da eine Ziel-Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit entsprechend dem Punkt C' eingestellt wird, falls sich die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einem Fahrzeuggeschwindigkeitswert entsprechend dem Punkt C' erhöht. Ein Problem entsteht dann, falls sich während des Übergangs von dem Antrieb, der zu dem Zahnradmechanismus gehört, zu dem Antrieb, der zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus gehört, die Fahrzeuggeschwindigkeit über den Fahrzeuggeschwindigkeitswert entsprechend dem Punkt C erhöht und das kontinuierlich variable Getriebe das maximale Untersetzungsverhältnis davon abgeschaltet hat. Der Übergang in dem Antrieb nimmt eine relativ lange Zeit in Anspruch, da dort eine Verzögerung in dem hydraulischen System zur Aktivierung einer Kupplung vorhanden ist, die zu dem Übergang beiträgt. In diesem Fall startet das Fahrzeug sein Fahren über den Antrieb, der zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus gehört, mit einem Untersetzungsverhältnis, das kleiner als das maximale Untersetzungsverhältnis davon ist. Dieser Übergang ist mit einem wesentlichen Stoß verbunden. Dies kann eine unzureichende Antriebskraft und demzufolge eine schlechte Beschleunigung verursachen.
Ein anderes kontinuierlich variables Hybrid-Getriebe ist bekannt. Dieses bekannte, kontinuierlich variable Hybrid-Getriebe besitzt einen Zahnradmechanismus, der ein Untersetzungsverhältnis kleiner als das minimale oder kleinste Untersetzungsverhältnis liefert, das durch einen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird. Ein solches kontinuierlich variables Hybrid-Getriebe ist in der JP-A 58-156764 (US-A 4530256) offenbart. Henn der kontinuierlich variable Getriebemechanismus gemäß der vorstehend angegebenen Steuerstrategie gesteuert wird, tritt ein Fall auf, wo sich der kontinuierlich variable Getriebemechanismus nach unten von dem minimalen Untersetzungsverhältnis davon während eines Übergangs von einem Antrieb umschaltet, der dem Zahnradmechanismus zugeordnet ist, zu einem Antrieb, der dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus zugeordnet ist. Dies bewirkt eine wesentliche Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, einschließlich eines wesentlichen Stoßes.
Eine Übersetzungsänderungssteuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren einer Übersetzungsänderungssteuerung für ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 sind aus der EP-A-0410448 bekannt, wobei dies ein Dokument nach Artikel 54(3) EPÜ ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Übersetzungsänderungssteuerung und ein Verfahren für eine Übersetzungsänderungssteuerung für ein Getriebe zu schaffen, das einen weichen und stoßlosen Übergang zwischen einem Antrieb, der einem Zahnradmechanismus zugeordnet ist, und einem Antrieb, der einem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus zugeordnet ist, sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Übersetzungsänderungssteuerung gelöst, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 12.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Hybrid-Getriebes, das einen Zahnradmechanismus umfaßt, der mit einem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus kombiniert ist, so daß der Zahnradmechanismus einen Antrieb übernimmt, um ein Untersetzungsverhältnis größer als das maximale Übersetzungsverhältnis zu schaffen, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das die Anordnung einer Vielfalt unterschiedlicher Hellen des Getriebes darstellt;
Fig. 3 zeigt einen Hydraulikschaltkreis eines Steuersystems für das Hybrid-Getriebe;
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuereinheit, die Sensoren und einem Umschaltmotor zugeordnet ist;
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms, das in der Steuereinheit enthalten ist;
Fig. 5A zeigt eine graphische Darstellung einer Funktion Ik(TH);
Fig. 6 zeigt ein funktional es Blockdiagramm;
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm ähnlich zu Fig. 5, das ein Programm darstellt, das in einer anderen Ausführungsform verwendet wird.
Fig. 8 zeigt ein funktionales Blockdiagramm für eine andere Ausführungsform;
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung einer Steuerstrategie, die vorstehend besprochen ist;
Fig. 10 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die ein Hybrid-Getriebe darstellt, das einen Zahnradmechanismus umfaßt, der mit einem kontinuierlich variablen Getriebe kombiniert ist, so daß der Zahnradmechanismus einen Antrieb übernimmt, um ein Untersetzungsverhältnis kleiner als das minimale Untersetzungsverhältnis zu liefern, das durch das kontinuierlich variable Getriebe geliefert wird;
Fig. 11 zeigt eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die in der vollständig durchgezogenen Linie Drehelemente darstellt, die eine Rolle dann spielen, wenn der kontinuierlich variable Getriebemechanismus einen Vorwärtsantrieb in dem Hybrid-Getriebe übernimmt, das in Fig. 10 dargestellt ist;
Fig. 12 zeigt eine der Fig. 11 ähnliche Ansicht, die in der vollständig durchgezogenen Linie Drehelemente darstellt, die eine Rolle dann spielen, wenn der Zahnradmechanismus einen Vorwärtsantrieb in dem Hybrid-Getriebe übernimmt, das in Fig. 10 dargestellt ist; und
Fig. 13 zeigt eine der Fig. 11 ähnliche Ansicht, die in der vollständig durchgezogenen Linie Drehelemente darstellt, die eine Rolle dann spielen, wenn der Zahnradmechanismus einen Rückwärtsantrieb in dem kontinuierlich variablen Hybrid-Getriebe übernimmt, das in Fig. 10 dargestellt ist; und

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird eine Mehrzahl bevorzugter Ausführungsformen eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 1 wird ein Antriebszug eines Kraftfahrzeugs beschrieben. In Fig. 1 ist ein Motor 10 so dargestellt, daß er eine Abtriebswelle 10a besitzt, wobei ein Drehmomentwandler 12 damit in herkömmlicher Art und Heise verbunden ist. Der Drehmomentwandler 12 umfaßt wie gewöhnlich ein Turbinenflügelrad 12a, einen Turbinenläufer 12b und einen Stator 12c. Er umfaßt auch eine Blockierkupplung 12d, mit der das Pumpenflügelrad 12a und der Turbinenläufer 12b selektiv verbindbar sind. Der Turbinenläufer 12b des Drehmomentwandlers 12 ist antriebsmäßig mit einer Turbinenwelle oder einer Antriebswelle 14 verbunden. An der Antriebswelle 14 ist eine Antriebsriemenscheibe 16 vorhanden. Die Antriebsriemenscheibe 16 umfaßt ein axial stationäres, konisches Teil 18, das fest mit der Antriebswelle 14 verbunden ist, und ein axial bewegbares, konisches Teil 22, das mit der Antriebswelle 14 in einer gegenüberliegend beabstandeten Beziehung zu dem stationären, konischen Teil 18 verbunden ist. Die konischen Teile 18 und 22 legen dazwischen eine V-förmige Riemenscheibennut fest. Die Antriebsriemenscheibe 16 umfaßt eine Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20. Das bewegbare, konische Teil 22 ist axial zu dem stationären, konischen Teil 18 in Abhängigkeit eines hydraulischen Drucks bewegbar, der in der Antriebsriemenscheiben-Zylinderkam mer 20 hervorgerufen wird derart, daß die V-förmige Riemenscheibennut ihre Breite verringert. Die Antriebsriemenscheibe 16 ist antriebsmäßig über den V-Riemen 24 mit einer Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 verbunden. Die Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 umfaßt ein axial stationäres, konisches Teil 30, das fest mit einer Folgeeinrichtungswelle 28 verbunden ist, und ein axiales, bewegbares, konisches Teil 34, das mit der Folgeeinrichtungswelle 28 für eine axiale Bewegung verbunden ist. Die konischen Teile 30 und 34 legen eine V-förmige Riemenscheibennut dazwischen fest. Die Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 umfaßt eine Folgeeinrichtungs-Riemenschelben-Zylinderkammer 32. Das bewegbare, konische Teil 34 ist axial zu dem stationären, konischen Teil 30 in Abhängigkeit des hydraulischen Drucks bewegbar, der in der Folgeeinrichtungs-Riemenscheiben-Zylinderkammer 32 aufgebaut wird. Die Antriebsriemenscheibe 16, der V-Riemen 24, die Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 bilden einen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus. Die Einstellung ist derart, daß das maximale und größte Untersetzungsverhältnis, das durch diesen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird, nur kleiner als ein Untersetzungsverhältnis ist, das durch einen Zahnradmechanismus geliefert wird, der ein antriebswellenseitiges Vorwärtszahnrad 42 und ein abtriebswellenseitiges Vorwärtszahnrad 48, die später beschrieben werden, umfaßt. Die Antriebswelle 14 erstreckt sich durch eine Hohlwelle 36. Die Hohlwelle 36 ist drehbar an der Antriebswelle 14 gehalten. Drehbar an der Hohlwelle 36 gehalten sind ein Rückwärtszahnrad 38 und ein Vorwärtszahnrad 42. Das Vorwärtszahnrad 42 ist mit der Hohlwelle 36 mittels einer über ein Hydraulikfluid betätigten Vorwärtskupplung 52 verbindbar, während das Rückwärtszahnrad 38 mit der Hohlwelle 36 mittels einer über ein Hydraulikfluid betätigten Rückwärtskupplung 53 verbindbar ist. Mit einer über ein Hydraulikfluid betätigten unteren Kupplung 44 in Eingriff wird die Antriebswelle 14 mit der Hohlwelle 36 verbunden. Parallel zu der Antriebswelle 14 erstreckt sich eine Abtriebswelle 46. Das Vorwärtszahnrad 48 ist über eine Einwegekupplung 40 mit der Abtriebswelle 46 verbunden, während ein Rückwärtszahnrad 50 für eine gemeinsame Drehung mit der Abtriebswelle 46 verbunden ist. Das Vorwärtszahnrad 48 steht in konstantem Eingriff mit dem Vorwärtszahnrad 42. Das Rückwärtszahnrad 50 steht in konstantem Eingriff mit einem Rückwärtsleerlaufzahnrad 56, das drehbar mit einer Leerlaufwelle 54 verbunden ist. Das Rückwärtsleerlaufzahnrad 56 steht auch in konstantem Eingriff mit dem Rückwärtszahnrad 38. In Fig. 1 sind, da es unmöglich ist, sie in einer Querschnittsebene darzustellen, die Rückwärtsleerlaufwelle 54 und das Rückwärtsleerlaufzahnrad 56 durch die unterbrochene Linie dargestellt. Tatsächlich sind sie so angeordnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 1 geben der Abstand zwischen den Hellen und der Durchmesser jedes der Zahnräder nicht die tatsächlichen Dimensionen wieder. Demzufolge sollte, um die tatsächlichen Verhältnisse zu kennen, Bezug auf Fig. 2 genommen werden. Die Folgeeinrichtungswelle 28 besitzt ein Vorwärtszahnrad 58. Über eine über ein hydraulisches Fluid betätigte obere Kupplung 60 ist das Vorwärtszahnrad 58 mit der Folgeeinrichtungswelle 28 verbindbar. Hie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, steht das Vorwärtszahnrad 58 mit dem Rückwärtszahnrad 50 in konstantem Eingriff. Das Vorwärtszahnrad 58 und das Rückwärtszahnrad 50 besitzen denselben Durchmesser. Die Abtriebswelle 46 besitzt ein Untersetzungszahnrad 62 für eine Drehung zusammen damit. Das Untersetzungszahnrad 62 steht in konstantem Eingriff mit einem Endzahnrad 64 eines Differentials 66. Das Differential 66 umfaßt ein Paar Ritzelzahnräder 68 unö 70, die mit dem Endzahnrad 64 drehbar sind. Ein Paar Seitenzahnräder 72 und 74 steht mit den Ritzelzahnrädern 68 und 70 in Eingriff. Die Seitenzahnräder 72 und 74 sind mit den Antriebsachswellen 76 und 78 für eine Drehung zusammen damit jeweils verbunden.
Der neutrale Zustand wird dann geschaffen, wenn die untere Kupplung 44 und die obere Kupplung 60 beide gelöst sind. In diesem Zustand wird die Übertragung einer Drehleistung von der Antriebswelle 14 auf die Abtriebswelle 46 unterbrochen.
Unter einem Anfahren oder einem Bergauffahren, wo eine relativ große Antriebskraft erforderlich ist, wird die Vorwärtskupplung 52 in Eingriff gebracht und die untere Kupplung 44 in Eingriff gebracht. Die obere Kupplung 60 wird gelöst. In diesem Zustand wird Drehleistung von der Abtriebswelle 10a des Motors 10 über den Drehmomentwandler 12 auf die Antriebswelle 14 und weiter zu der Hohlwelle 36 über die untere Kupplung 44, die in Eingriff gebracht ist, übertragen. Das Drehmoment der Hohlwelle 36 wird über die Vorwärtskupplung 52 zu dem Vorwärtszahnrad 42 und weiter zu dem Vorwärtszahnrad 48, mit dem das Zahnrad 42 in Eingriff steht, übertragen. Aufgrund der Tatsache, daß das Vorwärtszahnrad 48 antriebsmäßig über die Einwegekupplung 40 mit der Abtriebswelle 46 verbunden ist, wird Drehleistung auf die Abtriebswelle 46 übertragen. Danach wird die Drehleistung über das Untersetzungszahnrad 62 und das Endzahnrad 64 zu dem Differential 66 übertragen, wo es zwischen den Antriebsachswellen 76 und 78 verteilt wird, was bewirkt, daß sich Antriebsräder des Fahrzeugs, die nicht dargestellt sind, drehen. Während der Übertragung der Drehleistung, wie dies vorstehend erwähnt ist, wird die Drehleistung nicht über den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus übertragen, sondern über den Zahnradmechanismus. Mit dem Untersetzungsverhältnis, das durch die miteinander in Eingriff stehenden Vorwärtszahnräder 42 und 48 geliefert wird, wird Drehleistung auf die Abtriebswelle 46 übertragen, wodurch demzufolge eine relativ große Antriebskraft geliefert wird.
Wenn der Betriebszustand fortschreitet und nun eine geringere Antriebskraft anfordert, wird die obere Kupplung 60 in Eingriff gebracht, wobei der vorstehend beschriebene Zustand beibehalten wird. Dies bewirkt, daß Drehleistung über das kontinuierlich variable Getriebe übertragen wird. Die Drehleistung der Antriebswelle 14 wird, und zwar über den V-Riemen 24 und die Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26, auf die Folgeeinrichtungswelle 28 und weiter auf das Vorwärtszahnrad 58 über die obere Kupplung 60, die in Eingriff gebracht ist, übertragen. Da die Vorwärtskupplung 58 mit dem Rückwärtszahnrad 50 in Eingriff steht, wird die Drehleistung auf die Abtriebswelle 46 und weiter auf die Antriebsachswellen 76 und 78 über denselben Leistungszuführpfad übertragen, wie dies zuvor beschrieben ist. In diesem Fall dreht sich die Abtriebswelle 46 unter einer höheren Geschwindigkeit, als dies das Vorwärtszahnrad 48 tut, und demzufolge läuft die Einwegekupplung 40 leer. Dies ermöglicht der unteren Kupplung 44, daß sie in Eingriff gehalten wird. In dieser Art und Weise, wie dies vorstehend beschrieben ist, wird Drehleistung über den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus übertragen. Demzufolge kann das Untersetzungsverhältnis kontinuierlich durch Variieren der Breite der V-Nut in der Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 variiert werden, die wiederum die Variation in der Breite der V-förmigen Nut der Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 bewirkt.
Für einen Rückwärtsantrieb wird die Rückwärtskupplung 53 in Eingriff gebracht, die untere Kupplung 44 wird in Eingriff gebracht und die obere Kupplung 60 wird gelöst. Der Eingriff der Rückwärtskupplung 53 bewirkt, daß das Rückwärtszahnrad 38 mit der Hohlwelle 36 für eine gemeinsame Drehung verbunden wird. In diesem Zustand wird die Drehleistung der Antriebswelle 14 über die untere Kupplung 44, die Hohlwelle 36, die Rückwärtskupplung 53, das Rückwärtszahnrad 38, das Rückwärtsleerlaufzahnrad 56 und das Rückwärtszahnrad 50 auf die Abtriebswelle 46 übertragen. Da das Rückwärtsleerlaufzahnrad 56 betriebsmäßig in dem Leistungszuführpfad angeordnet ist, ist die Drehrichtung der Abtriebswelle 46 entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Abtriebswelle 46. Demzufolge kann sich das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung bewegen.
Ein hydraulisches Steuersystem für das kontinuierlich variable Hybrid-Getriebe wird nun beschrieben. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das Steuersystem eine Ölpumpe 101, ein Leitungsdruckregulierventil 102, ein manuelles Ventil 104, ein Umschaltsteuerventil 105, ein Richtungssteuerventil 108 (das als Umschaltbefehlsventil bezeichnet werden kann) zur Steuerung der Richtung des Einstelldrucks innerhalb einer hydraulischen Fluidl ei tung 190, einen Umschaltbetriebs- bzw. -betätigungsmechanismus 112, ein Drosselklappenventil 114, ein Konstantdruckregulierventil 116, ein Solenoid-Ventil 118, ein Drehmomentwandlerdruckregulierventil 120 und ein Blockiersteuerventil 122 auf.
Das Umschaltsteuerventil 106 besitzt eine Ventilbohrung 172, die mit fünf Durchlässen 172a, 172b, 172c, 172d und 172e versehen ist, eine Spule 174, die drei axial beabstandete Führungsstege 174a, 174b und 174c, die gleitend in die Ventilbohrung 172 eingepaßt sind, und eine Feder 175, die die Spule 174 nach links aus Sicht der Fig. 3 vorspannt. Der Durchlaß 172b steht über einen Hydraulikfluidkanal 176 mit der Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 in Verbindung, und dieser Kanal 176 steht mit der oberen Kupplung 60 an dieser Servo-Kammer in Verbindung. Der Durchlaß 172a und der Durchlaß 172e sind jeweils Drainage-Durchlässe. Eine Öffnung 177 ist an dem Drainage-Durchlaß 172a vorgesehen. Der Durchlaß 172d steht über einen Hydraulikfluidkanal 179 mit der Folgeeinrichtungs-Riemenscheiben-Zylinderkammer 32 in Verbindung. Der Durchlaß 172c steht mit einem Hydraulikfluidkanal 132 in Verbindung, der als Leitungsdruckkreis dient und demzufolge mit dem Leitungsdruck versorgt wird. Die Spule 174 besitzt ein linksseitige Ende, aus Sicht der Fig. 3, das drehbar über einen Stift 181 mit dem mittleren Bereich eines Hebels 178 des Umschaltbetätigungsmechanismus 112 verbunden ist, der später im Detail beschrieben wird. Der Führungssteg 174b besitzt einen axialen Abschnitt mit einer gekrümmten Kontur. Dies ermöglicht einem Teil des hydraulischen Fluids, das von dem Leitungsdruckdurchlaß 172c zugeführt wird, in den Durchlaß 172a zu strömen. Demzufolge wird der Druck an dem Durchlaß 172b durch ein Verhältnis der Menge des hydraulischen Fluids bestimmt, das von dem Durchlaß 172c zu dem Durchlaß 172b strömt, zu der Menge des hydraulischen Fluids, das aus dem Drainage-Durchlaß 172a abgegeben wird. Falls sich die Spule 174 nach links aus Sicht der Fig. 3 bewegt, bewirkt diese nach links gerichtete Bewegung der Spule 174, daß sich der Grad einer Öffnung eines Freiraums an der Leitungsdruckseite des Durchlasses 172b erhöht und sich der Grad der Öffnung eines Freiraums an der Durchlaßseite des Durchlasses 172b erniedrigt. Dies führt zu einer Erhöhung in dem Druck an dem Durchlaß 172b. Der Durchlaß 172d wird immer mit dem Leitungsdruck von dem Durchlaß 172c versorgt. Der hydraulische Druck, der an dem Durchlaß 172b entsteht, wird über den Kanal 176 zu der Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 zugeführt&sub1; während der hydraulische Druck, der an dem Durchlaß 172d entsteht, zu der Folgeeinrichtungs-Riemenscheiben-Zylinderkammer 32 zugeführt wird. Deshalb bewirkt die nach links gerichtete Bewegung der Spule 174, aus Sicht der Fig. 3, ein Erhöhen des hydraulischen Drucks, der in der Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 entsteht, was zu einer Verringerung der Breite der V-förmigen Riemenscheibennut der Antriebsriemenscheibe 16 führt. Dies führt auch zu einem Erhöhen in der Breite der V-förmigen Riemenscheibennut der Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26, da der V-Riemen 26 in die V-förmige Nut der Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 verkeilt wird. Deshalb wird das Untersetzungsverhältnis klein, da sich der Radius des Laufdurchmessers des V-Riemens an der Antriebsriemenscheibe 16 erhöht, allerdings sich der Radius des Laufdurchmessers des V-Riemens 24 an der Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 erniedrigt. Das Untersetzungsverhältnis wird groß, wenn die Spule 174 so gedrückt wird, um sich nach rechts aus Sicht der Fig. 3 zu bewegen.
Der Hebel 178 des Umschaltbetätigungsmechanismus 112 besitzt seinen mittleren Bereich über einen Stift 181 mit der Spule 174 des Umschaltsteuerventils 106 verbunden. Der Hebel 178 besitzt ein oder ein unteres Ende, aus Sicht der Fig. 3, das über einen Stift 183 mit einem Untersetzungsverhältnis-Getriebeteil 158 verbunden ist, und das entgegengesetzte oder ein oberes Ende, das über einen Stift 185 mit dem Stab 182 des Richtungssteuerventils 108 verbunden ist. Der Stab 182 ist mit einer Zahnstange 182c versehen, in die ein Ritzelzahnrad lloa eines Umschaltmotors 110 in der Form eines Schrittmotors eingreift. Gemäß dem Umschaltbetätigungsmechanismus 112 bewirkt eine Drehung des Ritzelzahnrads 110a des Umschaltmotors 110 in einer solchen Richtung, um den Stab 182 nach rechts zu verschieben, und zwar aus Sicht der Fig. 3, daß der Hebel 178 in Uhrzeigerrichtung um den Stift 183 schwingt. Diese Bewegung in Uhrzeigerrichtung des Hebels 178 bewirkt, daß sich die Spule 174 des Umschaltsteuerventils 106 nach rechts bewegt, und zwar aus Sicht der Fig. 3. Die nach rechts gerichtete Bewegung der Spule 174 des Umschaltsteuerventils 106 bewirkt eine Verringerung des hydraulischen Drucks innerhalb der Antriebsriemenscheibenkammer 20, was das axial bewegbare, konische Teil 22 der Antriebsriemenscheibe 16 in eine solche Richtung führt, um die Breite der V-förmigen Riemenscheibennut zu erhöhen. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, bewegt sich das konische Teil 22 nach links. Da das Ende des Hebels 178 über den Stift 183 mit dem Untersetzungsverhältnis-Getriebeteil 158 verbunden ist, bewirkt diese nach links gerichtete Bewegung des konischen Teils 22, und zwar aus Sicht der Fig. 3, daß der Hebel 178 in Uhrzeigerrichtung um den Stift 185 schwingt. Diese Bewegung in Uhrzeigerrichtung des Hebels 178 verschiebt die Spule 174 nach links, und zwar aus Sicht der Fig. 3, was ein Erhöhen des Hydraulikdrucks innerhalb der Antriebsriemenscheibenkammer 20 bewirkt, was wiederum bewirkt, daß das Untersetzungsverhältnis klein wird. Als Ergebnis nehmen die Antriebsriemenscheibe 16 und die Folgeeinrichtungs-Riemenscheibe 26 einen der stabilen Zustände an, was ein Untersetzungsverhältnis liefert. Jeder stabile Zustand entspricht einer Drehposition, die der Umschaltmotor 110 annimmt. Falls sich der Umschaltmotor 110 in der entgegengesetzten oder Rückwärtsrichtung dreht, schreitet der vorstehend angegebene Prozeß fort. Der Stab 182 ist nach rechts, und zwar aus Sicht der Fig. 3, über eine Position hinaus bewegbar, an der das maximale oder größte Untersetzungsverhältnis zu einer Überhub-Position hin bewirkt wird. Wenn sich der Stab 182 zu der Überhub-Position bewegt hat und dort verbleibt, wird ein Umschaltschalter 298 aktiviert. Das Ausgangssignal dieses Schalters 298 wird zu der Steuereinheit zugeführt. Es wird nun erkannt werden, daß dann, wenn der Umschaltmotor 110 in einem vorbestimmten Umschaltmuster betätigt wird, die Variation des Untersetzungsverhältnisses diesem Muster folgt. Deshalb wird die Variation in dem Untersetzungsverhältnis in dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus durch Steuerung des Umschaltmotors 110 gesteuert.
Die Drehposition, die der Umschaltmotor 110 annimmt, wird durch eine Anzahl Impulse bestimmt, die zu dem Umschaltmotor 110 durch eine Steuereinheit 300, die in Fig. 4 dargestellt ist, zugeführt wird. Die Steuereinheit 300 speichert eine Mehrzahl Umschaltmuster und erzeugt die Anzahl der Impulse entsprechend einem Umschaltmuster, das aus allen diesen ausgewahlt wird.
Das Richtungssteuerventil 108 umfaßt eine Ventilbohrung 186, die mit Durchlässen 186a, 186b, 186c und 186d versehen ist, und ein Stab 182 mit Führungsstegen 182a, 182b, die in der Ventilbohrung 186 aufgenommen sind. Der Durchlaß 186a steht mit einem Hydraulikfluidkanal 188 in Verbindung. Der Durchlaß 186b steht über einen Hydraulikfluidkanal 190 mit dem Solenoid-Ventil 118 in Verbindung. Der Durchlaß 186c steht mit einem Hydraulikfluidkanal 189 in Verbindung. Der Durchlaß 186d ist ein Drainage-Durchlaß. Normalerweise stehen die Durchlässe 186a und 186b miteinander über einen Zwischenraum in Verbindung, der zwischen den Führungsstegen 182a und 182b festgelegt ist. Wenn sich der Stab 182 über die Position entsprechend dem maximalen Untersetzungsverhältnis zu der iiberhubposition hinaus bewegt, wird der Durchlaß 186a durch den Führungssteg 182 abgedeckt, während dem Durchlaß 186b ermöglicht wird, mit dem Durchlaß 186c zu kommunizieren. Der vorstehend erwähnte Hydraulikfluidkanal 189 steht mit der unteren Kupplung 44 in Verbindung.
Die anderen Ventile, die in Fig. 3 dargestellt sind, sind im wesentlichen dieselben wie deren Gegenteile, die in der JP 61-105351, die der EP-A 180209 und der US-A 4735113 entspricht, offenbart sind. Der hydraulische Schaltkreis, mit Ausnahme der unteren Kupplung 44 und der oberen Kupplung 60, ist im wesentlichen derselbe wie ein hydraulisches Steuersystem, das in der EP-A 0180209 offenbart ist.
Wie die Fig. 4 zeigt, weist die Steuereinheit 300 ein Eingangs-Interface 311, einen Referenzimpulsgenerator 312, eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 313, einen Read-Only-Memory (ROM) 314, einen Random-Access-Memory (RAM) 315 und ein Ausgangs-Interface 316 auf. Sie sind betriebsmäßig über einen Adressbus 319 und einen Datenbus 320 miteinander verbunden. Ausgangssignale eines Motorgeschwindigkeitssensors 305, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 302, eines Drosselklappen- bzw. Gashebelsensors 303, eines Umschaltpositionsschalters 304, eines Turbinengeschwindigkeitssensors 305, eines Motorkühlwassersensors 306, eines Bremsensensors 307 und eines Umschaltschalters 398 werden erzeugt. Diese Ausgangssignale werden direkt oder indirekt über Wellenformer 308, 309 und 322 und einen AD-Wandler 310 zugeführt. Die Ausgangssignale der Steuereinheit 300 werden über einen Verstärker und Leitungen 317a, 317b, 317c und 317d zu dem Umschaltmotor 110 zugeführt. Der Solenoid 224 steht auch unter der Steuerung der Steuereinheit 300. Für ein weiterführendes Verständnis der Steuereinheit 300 sollte Bezug auf das US-Patent Nr. 4,735,113, das vorstehend erwähnt ist, genommen werden.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird beschrieben. Wenn die Drehung des Motors 110 zu dem maximalen oder größten Untersetzungsverhältnis hin bewirkt, daß sich der Stab 182 über die vorbestimmte Position entsprechend dem maximalen Untersetzungsverhältnis zu der Überhubposition bewegt, nimmt das Richtungssteuerventil 108 eine Position an, die durch die untere Hälfte davon dargestellt ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. In diesem Zustand des Richtungssteuerventils 108 wird dem Kanal 190 ermöglicht, mit dem Kanal 189 in Verbindung zu treten, was einen Zustand einrichtet, wo der Hydraulikfluiddruck, der durch das Solenoid-Ventil 118 eingestellt wird, zu der unteren Kupplung 44 zugeführt wird. Demzufolge wird die Drehmomentkapazität der unteren Kupplung 44 durch-das Solenoid-Ventil 118 einstellbar. Mit dem Richtungssteuerventil 108 in der Überhubposition stehend wird die Spule 174 des Umschaltsteuerventils 106, die über den Hebel 178 mit dem Stab 182 verbunden ist, nach rechts aus Sicht der Fig. 3 verschoben und demzufolge wird dem Durchlaß 172b ermöglicht, mit dem Drainage-Durchlaß 172a in Verbindung zu treten. Demzufolge werden die Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 und die obere Kupplung 60 entleert. Als Folge wird die obere Kupplung 60 mit der unteren Kupplung 44 links in Eingriff gebracht gelöst und demzufolge übernimmt der Zahnradmechanismus einen Antrieb zwischen der Antriebswelle 14 und der Abtriebswelle 46. Das Drehmoment wird deshalb unter dem Untersetzungsverhältnis multipliziert, das durch die Vorwärtszahnräder 42 und 48 bestimmt wird.
Henn der Betriebszustand fortschreitet und eine geringere Antriebskraft erfordert, dreht sich der Umschaltmotor 110 zu dem minimalen oder kleinsten Untersetzungsverhältnis hin, der Stab 182 bewegt sich zu dem minimalen Untersetzungsverhältnis über die vorbestimmte Position entsprechend dem maximalen Untersetzungsverhältnis hin. Diese Bewegung des Stabs 182 bewirkt, daß der Hebel 178 die Spule 174 nach links aus Sicht der Fig. 3 verschiebt. Dies bewirkt, daß der Führungssteg 174b der Spule 174 die Verbindung des Durchlasses 172b mit dem Drainage-Durchlaß 172a schließt und die Verbindung des Durchlasses 172b mit dem Leitungsdruckdurchlaß 172c öffnet, was eine Zuführung des hydraulischen Fluids zu dem Durchlaß 172b von dem Leitungsdruckdurchlaß 172c zuläßt. Demzufolge wird die Antriebsriemenscheiben-Zylinderkammer 20 mit Hydraulikfluiddruck versorgt und die obere Kupplung 60 wird auch mit dem Hydraulikfluiddruck vorsorgt und in Eingriff gebracht. Ein Eingriff der oberen Kupplung 60 bewirkt einen Übergang von einem Antrieb aufgrund des Zahnradmechanismus zu einem Antrieb aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebemechanismus. Mit dem Abschluß des Übergangs übernimmt das kontinuierlich variable Getriebe einen Antrieb zwischen den Wellen 14 und 46. Danach wird die Drehleistung durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus übertragen und dem Untersetzungsverhältnis wird ermöglicht, sich kontinuierlich zu variieren. Unter diesem Betriebszustand wird, obwohl die untere Kupplung 40 in Eingriff gehalten wird, da die Einwegekupplung 40 leerläuft, die Drehleistung über den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus übertragen. Das Richtungssteuerventil 108 ermöglicht dem Kanal 188 mit dem Kanal 190 in Verbindung zu treten, was das Solenoid-Ventil 118 in die Lage versetzt, das Blockiersteuerventil 122 zu steuern. Demzufolge wird der Eingriff der Blockierkupplung 12d durch das Solenoid-Ventil 118 gesteuert. Das Ventil 108 nimmt die Überhubposition an, wenn die Spule 136 des manuellen Ventils 104 an einer P- oder R- oder N-Position plaziert wird. Da sich das Ventil 108 in der Überhubposition befindet und das Solenoid-Ventil 118 den Kanal 190 entleert, wenn die Spule 136 des manuellen Ventils 104 an der P- oder der N-Position plaziert wird, wird kein Hydraulikfluiddruck zu der unteren Kupplung 44 hin beaufschlagt, was diese gelöst beläßt.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm, das in Fig. 5 dargestellt ist, wird nun erläutert, wie die Steuereinheit 300 während eines Übergangs von dem Antrieb aufgrund des Zahnradmechanismus zu dem Antrieb aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebemechanismus arbeitet. Der ROM 314 der Steuereinheit 300 speichert ein Programm, wie dies durch das Flußdiagramm in Fig. 5 dargestellt ist.
In Fig. 5 wird an einem Schritt 400 ein Lesevorgang basierend auf dem Ausgangssignal des Drosselklappensensors 303 durchgeführt, um das Ergebnis als Drosselklappenöffnungsgrad TH zu speichern. An dem darauffolgenden Schritt 402 wird ein Lesevorgang basierend auf dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 302 durchgeführt, um das Ergebnis als Fahrzeuggeschwindigkeit V zu speichern. An einem Schritt 404 wird ein Lesevorgang basierend auf dem Ausgangssignal des Turbinengeschwindigkeitssensors 305 durchgeführt, um das Ergebnis als aktuelle Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit Na zu speichern. An einem Schritt 406 wird ein Tabellendurchsichtsvorgang von Umschaltpunkt-Auflistungsdaten, die in dem ROM 314 gespeichert sind, durchgeführt, und zwar unter Verwendung des gespeicherten Drosselklappenöffnungsgrads TH und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, um das Ergebnis als Zielantriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit Nt zu bestimmen und zu speichern. An einem Schritt 408 wird, unter Verwendung der Daten Nt und V, die in den Schritten 406 und 402 gespeichert wurden, eine Gleichung It = Nt/V berechnet, um das Ergebnis als Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If zu speichern. An einem Schritt 410 werden Daten Na von den Daten Nt abgezogen und das Ergebnis wird als Abweichung e gespeichert. An einem Schritt 412 wird das Integral der Abweichung e berechnet, um das Ergebnis als Integral S zu speichern. An einem Schritt 414 wird ein Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis berechnet, und zwar unter Verwendung des Integrals S als eine Variable, um das Ergebnis als Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis Ib zu speichern. An einem Schritt 416 wird eine Konstante als Referenzwert Ik gespeichert. An einem Vergleichsschritt 418 wird bestimmt, ob das Optimalwert-Untersetzungsver hältnis If geringer oder gleich dem Referenzwert Ik ist oder nicht. Falls die Antwort auf die Nachfrage an dem Schritt 418 JA ist, d.h. wenn If geringer als oder gleich zu Ik ist, wird die Summe von If und Ib an einem Schritt 420 berechnet. An einem Schritt 422 wird eine Anzahl von Schritten, entlang der ein Schrittmotortreibersignal bewegt werden sollte, bestimmt, und das Ergebnis wird als Schrittzahl M gespeichert. Dann wird an einem Schritt 424 das Schrittmotortreibersignal entlang der Anzahl der Schritte M bewegt. In diesem Beispiel wird der Referenzwert Ik gleich einem Untersetzungsverhältniswert geringer als oder nahezu zu dem maximalen Untersetzungsverhältnis eingestellt, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird.
Falls der Zahnradmechanismus noch einen Antrieb übernimmt oder der Übergang in dem Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus bis jetzt noch nicht abgeschlossen ist, ist das Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If noch größer als der Referenzwert Ik und demzufolge ist die Antwort auf die Nachfrage an dem Schritt 418 NEIN. In diesem Fall schreitet das Programm von dem Schritt 418 zu einem Schritt 426, wo das Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis Ib gleich Null gesetzt wird, und fährt dann zu den Schritten 420, 422 und 424 fort. In diesem Fall wird die Rückkopplungssteuerung verhindert.
Aus der vorstehenden Erläuterung zusammen mit dem Flußdiagramm wird ersichtlich werden, daß die Rückkopplungssteuerung verhindert wird, wenn der Zahnradmechanismus noch einen Antrieb übernimmt oder der Übergang im Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontiniuierlich variablen Getriebemechanismus noch nicht bis jetzt abgeschlossen ist.
Eine Zeitdauer, die aus dem Umstand erforderlich ist, wenn ein Befehl ausgegeben wird, zu dem Umstand, wenn ein Übergang in dem Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus abgeschlossen ist, ist nicht variabel, allerdings variabel als eine Funktion des Drosselklappenöffnungsgrads TH. Demzufolge ist es bevorzugt, den Referenzwert Ik gleich einer Funktion Ik(TH) einzustellen, wie dies in Fig. 5A dargestellt ist. Wie die Fig. 5A zeigt, stellt ein schattierter Bereich dar, wo die Rückkopplungssteuerung verhindert wird. Es wird nun ersichtlich werden, daß sich der Bereich, wo die Rückkopplungssteuerung verhindert wird, zu dem minimalen Untersetzungsverhältnis erstreckt, falls sich der Drosselklappenöffnungsgrad TH erhöht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird ein Steuerkonzept gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Für diese Steuerung werden Ausgangssignale des Drosselklappensensors 303 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 302 zu einem funktionellen Block 500 zugeführt, wo die Zielantriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit Nt für einen Drosselklappenöffnungsgrad TH, der durch das Ausgangssignal des Drosselklappensensors 303 angezeigt wird, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch das Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 302 angezeigt wird, bestimmt werden. Das Ausgangssignal Nt dieses Blocks 500 wird zu einem Block 502 zugeführt, wo ein Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If durch Berechnung einer Gleichung If = Nt/V bestimmt wird. Das Ausgangssignal If wird zu einem Block 504 zugeführt, wo das Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If zu dem Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis Ib hinzuaddiert wird. Die Summe von If und Ib wird zu einem Block 506 zugeführt, wo eine Schrittmotor-Impulszahl M bestimmt wird. Der Ausgang dieses Blocks 506 wird zu dem Umschaltmotor 110 zugeführt.
Der Ausgang Nt des Blocks 500 und der Ausgang des Turbinen-Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 305 werden zu einem Block 508 zugeführt. Der Ausgang des Turbinen-Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 305 ist für eine Antriebsriemenscheiben-Umdrehungsgeschwindigkeit Na kennzeichnend. An dem Block 508 wird eine Abweichung e zwischen Nt und Na berechnet. Der Ausgang e des Blocks 508 wird zu einem Block 510 zugeführt, wo das Integral S, im Hinblick auf die Zeit, der Abweichung e berechnet wird. Der Ausgang S des Blocks 510 wird zu einem Block 512 zugeführt, wo ein Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis Ib als Funktion des Integrals S berechnet wird. Der Ausgang Ib des Blocks 512 wird über ein Gatter 514 zu dem zuvor erwähnten Block 504 zugeführt. Das Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If wird von dem Block 502 zu einem Block 516 zugeführt, wo If mit einem Referenzwert Ik verglichen wird, der von einem Block 518 zugeführt wird. An dem Block 518 wird Ik gleich einer Konstanten oder einer Funktion Ik(TH) gesetzt, siehe Fig. 5A. An dem Block 516 wird bestimmt, ob If geringer als oder gleich dem Referenzwert Ik ist oder nicht. Falls das Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If noch größer als der Referenzwert Ik ist und demzufolge der Übergang von dem Antrieb aufgrund des Zahnradmechanismus zu dem Antrieb aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebemechanismus noch nicht bis jetzt abgeschlossen ist, schaltet das Gatter 514 in Abhängigkeit des Ausgangs des Blocks 516 zu einem Zustand um, wo das Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnis Ib gleich Null gesetzt wird. Demzufolge wird die Rückkopplungssteuerung verhindert. Natürlich ermöglicht, falls das Optimalwert-Untersetzungsverhältnis If gleich oder geringer als der Referenzwert Ik wird, das Gatter 514 den Durchgang eines Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnisses Ib zu dem Block 504, wodurch demzufolge ermöglicht wird, daß eine Rückkopplungssteuerung wirksam wird.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm, das in Fig. 7 dargestellt ist, wird eine andere Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen dieselbe wie die zuvor beschriebene Ausführungsform mit Ausnahme der Tatsache, daß der Bereich, wo die Rückkopplungssteuerung verhindert wird, durch ein Ergebnis aus dem Vergleich eines tatsächlichen Untersetzungsverhältnisses Ia mit einem Referenzwert Ic definiert ist, das dem maximalen Untersetzungsverhältnis entspricht, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geliefert wird, anstelle eines Vergleichs des Rückkopplungs-Untersetzungsverhältnisses If mit dem Referenzwert Ik.
Insbesondere schreitet in Fig. 7 das Programm von einem Schritt 414 zu einem Schritt 416A fort, wo ein tatsächliches Untersetzungsverhältnis Ia berechnet wird, und zwar unter Verwendung einer Gleichung Ia = Na/V Dann wird an einem Schritt 418A bestimmt, ob das tatsächliche Untersetzungsverhältnis Ia geringer als oder gleich einem Referenzwert Ic entsprechend dem maximalen Untersetzungsverhältnis ist, das durch das kontinuierlich variable Getriebe geliefert wird. Falls die Antwort auf die Nachfrage NEIN ist, schreitet das Programm von einem Schritt 426 fort, während dann, falls die Antwort JA ist, das Programm direkt zu einem Schritt 420 fortschreitet.
Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich der Fig. 6 und stellt ein Steuerkonzept dieser Ausführungsform dar. Dieses Blockdiagramm ist im wesentlichen dasselbe wie die Fig. 6, mit Ausnahme der Hinzufügung des Blocks 520 und der Hinzufügung der Blöcke 518A und 516A anstelle der Blöcke 518 und 516.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Rückkopplungssteuerung verhindert, bis der Übergang im Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus abgeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung ist bei einem Hybrid-Getriebe anwendbar, das einen Zahnradmechanismus umfaßt, der mit einem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus kombiniert wird, so daß der Zahnradmechanismus einen Antrieb übernimmt, um ein Untersetzungsverhältnis kleiner als das minimale Untersetzungsverhältnis zu liefern, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus geschaffen wird. Ein Beispiel eines solchen Hybrid-Getriebes ist in den Fig. 10 bis 13 dargestellt.
Ein Hybrid-Getriebe, das in Fig. 10 dargestellt ist, ist im wesentlichen dasselbe wie das zuvor beschriebene Hybrid-Getriebe, das in Fig. 1 dargestellt ist, mit der Ausnahme, daß die Größen der Zahnräder 58A, 50A, 42A, 48A, 38A und 54A gegenüber deren Gegenteilen 58, 50, 42, 48, 38 und 54 unterschiedlich sind.
Fig. 11 stellt in vollständig durchgezogenen Linien die Riemenscheibeneinheiten 16, 24 und 26 dar, und die Zahnräder 58A, 50A, 62 und 64 spielen eine Rolle dann, wenn das kontinuierlich variable Getriebe einen Zuführantrieb in dem Hybrid-Getriebe, das in Fig. 10 dargestellt ist, übernimmt.
Fig. 12 stellt in vollständig durchgezogenen Linien dar, daß die Zahnräder 42A, 48A, 62 und 64 eine Rolle dann spielen, wenn der Getriebemechanismus einen Vorwärtsantrieb in dem Hybrid-Getriebe, das in Fig. 10 dargestellt ist, übernimmt. Wenn er den Antrieb übernimmt, liefert der Zahnradmechanismus ein Untersetzungsverhältnis kleiner als das minimale oder kleinste Untersetzungsverhältnis, das durch das kontinuierlich variable Getriebe geliefert wird.
Fig. 13 stellt in vollständig durchgezogenen Linien dar, daß die Zahnräder 38A, 54A, 50A, 62 und 64 eine Rolle dann spielen, wenn der Zahnradmechanismus einen Rückwärtsantrieb in dem Hybrid-Getriebe, das in Fig. 10 dargestellt ist, übernimmt.
Die vorliegende Erfindung ist in diesem Hybrid-Getriebe so ausgeführt, daß die Rückführsteuerung des kontinuierlich variablen Getriebemechanismus verhindert wird, bis ein Übergang von dem Vorwärtsantrieb aufgrund des Zahnradmechanismus zu dem Antrieb aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebemechanismus abgeschlossen ist.

Claims

1. Übersetzungsänderungssteuerung für ein Getriebe, wobei das Getriebe eine Antriebswelle (14), eine Abtriebswelle (46), einen Zahnradmechanismus und einen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus (16, 24, 26) umfaßt, wobei der Zahnradmechanismus (38, 42, 48, 50, 56, 58) und der kontinuierlich variable Getriebemechanismus betriebsmäßig miteinander derart kombiniert sind, daß sie alternativ einen Antrieb zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle übernehmen, wobei die Übersetzungsänderungssteuerung aufweist:

eine Einrichtung (305) zur Bestimmung eines tatsächlichen Werts (Na) einer vorbestimmten Betriebsvariablen, die zu einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle in Bezug gesetzt ist und ein für den aktuellen Wert kennzeichnendes Signal erzeugt, das für den tatsächlichen Wert, der ermittelt ist, kennzeichnend ist;

eine Steuereinheit (300), die umfaßt

eine Einrichtung (313) zur Bestimmung eines Zielwerts (Nt) der vorbestimmten Betriebsvariablen und ein für den Zielwert kennzeichnendes Signal erzeugt, das für den Zielwert, der bestimmt ist, kennzeichnend ist,

eine Einrichtung (313) zur Berechnung einer Abweichung (e) zwischen dem für den tatsächlichen Wert kennzeichnenden Signal (Na) und dem für den Zielwert (Nt) kennzeichnenden Signal und zur Erzeugung eines für die Abweichung kennzeichnenden Signals, das für die Abweichung, die berechnet ist, kennzeichnend ist;

eine Einrichtung (313) zur Berechnung eines Rückkopplungsteuerterms (Ib) als eine Funktion des für die Abweichung kennzeichnenden Signals und zur Erzeugung eines für den Rückkopplungssteuerterm kennzeichnenden Signals, das für den Rückkopplungssteuerterm, der berechnet ist, kennzeichnend ist, und

eine Einrichtung (313) zur Berechnung eines Optimalwertsteuerterms (If) als eine Funktion des für den Zielwert kennzeichnenden Signals und zur Erzeugung eines für den Optimalwertsteuerterm kennzeichnenden Signals, das für den Optimalwertsteuerterm, der berechnet ist, kennzeichnend ist; und

eine Einrichtung (313) zum Steuern einer Änderung in dem Untersetzungsverhältnis in dem kontinuierlich variablen Getriebe in Abhängigkeit des für den Rückkopplungssteuerterm kennzeichnenden Signals und des für den Optimalwertsteuerterm kennzeichnenden Signals und zur Steuerung eines Übergangs in dem Antrieb zwischen dem Zahnradmechanismus und dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus,

gekennzeichnet dadurch, daß die Steuereinheit (300) Einrichtungen umfaßt (Dämpfungseinrichtungen), um eine Erhöhung in dem Rückkopplungssteuerterm (Ib) während Perioden, wenn der Zahnradmechanismus einen Antrieb zwischen der Antriebs- (14) und der Abtriebswelle (46) und während Perioden, wenn ein Übergang in dem Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus noch nicht abgeschlossen ist, übernimmt.

2. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 1, wobei die den Optimalwertsteuerterm (If) berechnende Einrichtung (313), als den Optimalwertsteuerterm, ein Zieluntersetzungsverhältnis basierend auf dem für den Zielwert kennzeichnenden Signal berechnet und die Steuereinheit eine Einrichtung zum Bestimmen umfaßt, ob das Zieluntersetzungsverhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in dem Untersetzungsverhältnis fällt oder nicht, und zur Erzeugung eines für den bestimmten Wert kennzeichnenden Signals, wenn das Zieluntersetzungsverhältnis in den vorbestimmten Bereich in dem Untersetzungsverhältnisses fällt.

3. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Bereich in dem Untersetzungsverhältnis das maximale Untersetzungsverhältnis umfaßt, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus und die angrenzenden Untersetzungsverhältnisse, die dadurch geliefert wird, umfaßt.

4. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 2, wobei die Dämpfungseinrichtung eine Einrichtung zum Einstellen des Rückkopplungssteuerterms gleich Null in Abhängigkeit des für das bestimmte Ergebnis kennzeichnenden Signals umfaßt.

5. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit eine Einrichtung zum Bestimmen eines Referenzwerts (Iu) umfaßt, der den vorbestimmten Bereich im Untersetzungsverhältnis begrenzt.

6. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 5, die eine Einrichtung (303) zur Ermittlung einer Belastung an einem Motor (10) umfaßt, der dem Getriebe zugeordnet ist, und zur Erzeugung eines für die Belastung kennzeichnenden Signals, das für die Belastung, die ermittelt ist, kennzeichnend ist.

7. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 6, wobei die Referenzwert-Bestimmungseinrichtung den Referenzwert als Funktion des Belastungskennzeichnungssignals bestimmt.

8. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 7, wobei das Belastungskennzeichnungssignal für einen Drosselklappenöffnungsgrad des Motors (10) kennzeichnend ist.

9. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Einrichtung zum Berechnen eines tatsächlichen Untersetzungsverhältnisses basierend auf dem für den aktuellen Wert kennzeichnenden Signal und zur Erzeugung eines für das aktuelle Untersetzungsverhältnis kennzeichnenden Signals, und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob das für das tatsächliche Untersetzungsverhältnis kennzeichnende Signal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einem Untersetzungsverhältnis fällt oder nicht, und zur Erzeugung eines für das bestimmte Ergebnis kennzeichnenden Signals, wenn das für das tatsächliche Untersetzungsverhältnis kennzeichnende Signal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in dem Untersetzungsverhältnis fällt, umfaßt.

10. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 9, wobei der vorbestimmte Bereich im Untersetzungsverhältnis durch das maximale Untersetzungsverhältnis begrenzt ist, das durch den kontinuierlich variablen Getriebemechanismus und ein Untersetzungsverhältnis größer als das maximale Untersetzungsverhältnis geliefert wird und durch den Zahnradmechanismus geliefert wird.

11. Übersetzungsänderungssteuerung nach Anspruch 10, wobei die Dämpfungseinrichtung eine Einrichtung zum Einstellen des Rückkopplungssteuerterms gleich Null in Abhängigkeit des für das bestimmte Ergebnis kennzeichnenden Signals umfaßt.

12. Verfahren einer Übersetzungsänderungssteuerung für ein Getriebe, wobei das Getriebe eine Antriebswelle (14), eine Abtriebswelle (46), einen Zahnradmechanismus und einen kontinuierlich variablen Getriebemechanismus umfaßt, wobei der Zahnradmechanismus und der kontinuierlich variable Getriebemechanismus betriebsmäßig miteinander derart kominiert sind, daß sie alternativ einen Antrieb zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle übernehmen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bestimmung eines tatsächlichen Werts (Na) einer vorbestimmten Betriebsvariablen, die sich auf eine Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle bezieht, und Erzeugung eines für einen tatsächlichen Wert kennzeichnenden Signals, das für den tatsächlichen Wert, der ermittelt ist, kennzeichnend ist;

Bestimmung eines Zielwerts (Nt) der vorbestimmten Betriebsvariablen und Erzeugung eines für einen Zielwert kennzeichnenden Signals, das für den Zielwert, der bestimmt ist, gekennzeichnet ist;

Berechnung einer Abweichung (e) zwischen dem für den tatsächlichen Wert kennzeichnenden Signal und dem für den Zielwert kennzeichnenden Signal und Erzeugung eines für die Abweichung kennzeichnenden Signals, das für die Abweichung, die berechnet ist, kennzeichnend ist;

Berechnung eines Rückkopplungsteuerterms (Ib) als eine Funktion des für die Abweichung kennzeichnenden Signals und Erzeugung eines für den Rückkopplungssteuerterm kennzeichnenden Signals, das für den Rückkopplungssteuerterm, der berechnet ist, kennzeichnend ist;

Berechnung eines Optimalwertsteuerterms (If) als eine Funktion des für den Zielwert kennzeichnenden Signals und Erzeugung eines für den Optimalwertsteuerterm kennzeichnenden Signals, das für den Optimalwertsteuerterm, der berechnet ist, kennzeichnend ist;

Steuerung einer Änderung in dem Untersetzungsverhältnis in dem kontinuierlich variablen Getriebe in Abhängigkeit des für den Rückkopplungssteuerterm kennzeichnenden Signals und des für den Optimalwertsteuerterm kennzeichnenden Signals; und

Steuerung eines Übergangs in dem Antrieb zwischen dem Zahnradmechanismus und dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus;

gekennzeichnet durch Begrenzung einer Erhöhung in dem Rückkopplungssteuerterm während Perioden, wenn der Zahnradmechanismus einen Antrieb zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle übernimmt, und während Perioden, wenn ein Übergang in dem Antrieb von dem Zahnradmechanismus zu dem kontinuierlich variablen Getriebemechanismus noch nicht abgeschlossen worden ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsschritt durch Bestimmung bewirkt wird, ob der Optimalwertsteuerterm (If) in der Form eines Zieluntersetzungsverhältnisses in einen vorbestimmten Bereich im Untersetzungsverhältnis fällt oder nicht, und durch Einstellung des Rückkopplungssteuerterms (Ib) auf Null, wenn das Zieluntersetzungsverhältnis in den vorbestimmten Bereich in dem Untersetzungsverhältnis fällt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsschritt durch Bestimmung ausgeführt wird, ob das tatsächliche Untersetzungsverhältnis in einen vorbestimmten Bereich im Untersetzungsverhältnis fällt oder nicht, und durch Einstellung des Rückkopplungssteuerterms (Ib) gleich Null, wenn das tatsächliche Untersetzungsverhältnis in den vorbestimmten Bereich im Untersetzungsverhältnis fällt.