WO2007118447A1

WO2007118447A1 - Stufenloses leistungsverzweigtes getriebe und verfahren zur regelung eines stufenlosen leistungsverzweigten getriebes

Info

Publication number: WO2007118447A1
Application number: PCT/DE2007/000550
Authority: WO
Inventors: Martin Vornehm; Emmanuel Simon
Original assignee: Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2007-10-25
Also published as: JP2009534589A; DE112007000850A5

Abstract

Ein stufenloses, zumindest zeitweise leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthält eine von einem Motor antreibbare Antriebswelle, einen Variator mit kontinuierlich änderbarer Übersetzung, ein Rädergetriebe, eine Abtriebswelle, zumindest zwei Steuerkupplungen, mittels derer der Variator und das Rädergetriebe derart miteinander verbindbar sind, dass beim Durchfahren des gesamten Übersetzungsbereichs des leistungsverzweigten Getriebes der Verstellbereich des Variators mehrfach durchfahren wird. Zur Verstellung des Variators ist jeweils für ein Kegelscheibenpaar des Variators ein Mittel zum Erzeugen einer Axialkraft zur Verstellung einer Kegelscheibe des Kegelscheibenpaars vorgesehen. Ferner enthält das Getriebe ein Mittel zum Erfassen einer Drehzahländerung sowie ein Steuergerät. Das Steuergerät ist angepasst, eine Unterscheidung vorzunehmen, ob die Drehzahländerung durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist oder nicht. Bei einer nicht durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Änderung der Drehzahl verändert das Steuergerät die Axialkraft des Mittels zum Erzeugen der Axialkraft derart, dass die nicht durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöste Drehzahländerung kompensiert wird.

Description

Stufenloses leistungsverzweigtes Getriebe und Verfahren zur Regelung eines stufenlosen leistunqsverzweiqten Getriebes

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses, leistungsverzweigtes Getriebe, das zumindest teilweise, d.h. temporär, in einem leistungsverzweigenden Betrieb betrieben werden kann. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebes.

Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung (CVT-Getriebe) werden aufgrund ihres hohen Komforts und der gegenüber ausschließlich mit Planetensätzen arbeitenden Stufenau- tomatikgetrieben möglichen Verbrauchsminderung zunehmend in Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, eingesetzt. Die Leistungsübertragung erfolgt bei solchen stufenlosen Getrieben über ein Umschlingungsmittel, dass zwischen zwei Kegelscheibenpaaren umläuft, wobei ein wirksamer Radius jedes Kegelscheibenpaars durch Abstandsveränderung der Kegelscheiben eines Paars zueinander variierbar ist. Dazu wird im Allgemeinen über Anpresskolben eine vom augenblicklich übertragenen Drehmoment abhängige Anpressung erzeugt. Dazu ist entweder ein hydromechanischer Drehmomentfühler vorgesehen oder der Anpressdruck wird softwareseitig frei gesteuert. Aus der DE 103 02 992 A1 ist auch eine Kombination beider Möglichkeiten bekannt. Die Anpressung steigt dabei grundsätzlich mit dem Fühlermoment und hängt ausschließlich von der Übersetzung ab. Wenn die Übersetzung verstellt werden soll, wird der Drehmomentanpressung eine Verstellanpressung überlagert, mittels derer die Übersetzungsverstellung erfolgt.

Aus Gründen der Verbrauchssenkung ist es wünschenswert, die Spreizung eines Getriebes über den Wert, der mit einem einzigen CVT-Getriebe möglich ist, hinaus zu vergrößern. Dies wird mit sogenannten leistungsverzweigten Getrieben erzielt, bei denen die Spreizung bzw. der Übersetzungsbereich des CVT-Getriebes „doppelt" verwendet wird, indem durch Kombination mit einem Rädergetriebe und Aktivierung entsprechender Steuerkupplungen der Übersetzungsbereich des CVT-Getriebes bei der Veränderung der Gesamtübersetzung des leistungsverzweigten Getriebes über dessen gesamten Spreizungsbereich zweimal durchfahren wird, z.B. in entgegen gesetzter Richtung.

Figuren 1 und 2 zeigen ein Beispiel für ein leistungsverzweigtes Getriebe, das an sich bekannt ist und in Verbindung mit vorliegender Erfindung eingesetzt werden kann. Ein Antriebsmotor eines Fahrzeugs ist beispielsweise ein Verbrennungsmotor 2, der über eine Anfahrkupplung 4 mit einer Antriebswelle 6 eines leistungsverzweigten Getriebes 8 verbunden ist, dessen Abtriebswelle mit 10 bezeichnet ist. Das leistungsverzweigte Getriebe 8 enthält einen Variator 12 mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung, und wenigstens ein Rädergetriebe 14, beispielsweise ein Planetengetriebe, sowie wenigstens zwei Steuerkupplungen K1 und K2, mit denen der Variator 12 in unterschiedlicher Weise mit dem Rädergetriebe 14 kuppelbar ist. Eingänge eines elektronischen Steuer- bzw. Regelgeräts 16 sind mit einem Fahrpedalsensor 18, einem Leistungsstellglied-Stellungssenor 20 des Verbrennungsmotors 2, einem Motordrehzahlsensor 22, einem Sensor 24 für eine Eingangswelle des Variators 12, der gleichzeitig die Antriebswelle 6 sein kann, einem Sensor 26 zum Erfassen der Drehzahl der Ausgangswelle des Variators 12, einem Sensor 28 zum Erfassen der Drehzahl der Antriebswelle 10 sowie gegebenenfalls weiteren Sensoren verbunden. In dem elektronischen Steuerbzw. Regelgerät werden abhängig von den Signalen der Sensoren und in dem Gerät 16 gespeicherten Algorithmen, Kennfeldern usw. Ausgangssignale erzeugt, mit denen ein Leistungsstellglied 30 des Verbrennungsmotors 2, ein Aktor für die Anfahrkupplung 4, der vom Drehmoment abhängige Druck in Anpresszylindern für die Kegelscheibenpaare des Variators 12, die Drücke in Verstellzylindern der Kegelscheibenpaare 12 zur Veränderung von dessen Übersetzung und die Steuerkupplungen K1 und K2 gesteuert werden. Nicht dargestellt sind Radsätze des Fahrzeugs, an denen ebenfalls Drehzahlsensoren vorgesehen sein können, sowie eine Kupplung und/oder eine Bremse für Rückwärtsfahrt.

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines leistungsverzweigten Getriebes mit einem Variator 12, dessen eines Kegelscheibenpaar 30 drehfest mit der Antriebswelle 6 verbunden ist und über eine erste Steuerkupplung K1 mit einem ersten Zahnrad 32 kuppelbar ist. Das andere Kegelscheibenpaar 34 des Variators 12 ist drehfest mit einer Ausgangswelle 36 verbunden, die wiederum drehfest mit dem Sonnenrad 37 eines als Planetengetriebes ausgebildeten Rädergetriebes 14 verbunden ist. Die Ausgangswelle 36 ist weiter über eine Steuerkupplung K2 mit einem zweiten Zahnrad kuppelbar, das über eine Zwischenrad 40 mit dem ersten Zahnrad 32 in Dreheingriff ist. Das zweite Zahnrad 38 ist drehfest mit dem Planetenträger 42 des Planetengetriebes verbunden, dessen Planetenräder 44 mit dem Innenrad 46 kämmen, das drehfest mit der Abtriebswelle 10 verbunden ist. Bei geschlossener Steuerkupplung K2 und offener Steuerkupplung K1 drehen sich das Sonnenrad 37 und der Planetenträger 42 gemeinsam, so dass die Planetenräder 44 stillstehen und das Innenrad 46 mitnehmen. Das gesamte leistungsverzweigte Getriebe wirkt dann wie ein einfaches CVT-Getriebe, dessen Gesamtübersetzung doppelt genutzt wird. An einem Umschaltpunkt, an dem die Übersetzung des Variators einen kleinen, vorbestimmten Wert hat, werden die Steuerkupplungen K1 und K2 umgeschaltet, so dass der Planetenträger 42 sich nunmehr mit der entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem drehfest mit der Eingangswelle 6 verbundenen ersten Zahnrad 32, dem Zwischenrad 40 und dem zweiten Zahnrad 38 gegebenen Übersetzung entsprechend der Antriebswelle 6 dreht und das Planetengetriebe 14 wirksam wird. Die Übersetzungen sind derart gewählt, dass im Umschaltpunkt U die Gesamtübersetzung i_ges des Leistungsverzweigten Getriebes unabhängig vom Schaltzustand der Steuerkupplungen K1 und K2 ist. Wird in diesem Schaltzustand der Steuerkupplungen K1 und K2 der Spreizungsbereich des Variators 12 erneut durchfahren, verändert sich wiederum die Übersetzung i_ges.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Getriebebereiche derart auszuführen, dass die Umschaltung mit einem durch Reibkupplungen bewerkstelligten Abbau eines Drehzahlunterschieds verbunden ist. Ebenso ist es möglich, die Getriebebereiche derart auszuführen, dass die Umschaltung mit einer Veränderung der Variatorübersetzung verbunden ist.

Figuren 3, 4, 5 und 6 zeigen Beispiele für Anordnungen leistungsverzweigter CVT-Getriebe mit verschiedenen Einbaumöglichkeiten für ein Mittel zum Erfassen eines Drehmoments, zum Beispiel einem hydromechanischen Drehmomentfühler oder einem elektronischen Messgerät. Wird ein hydromechanischer Drehmomentfühler verwendet, so gibt dieser einen Anpressdruck aus, der dem durchgeleiteten Drehmoment entspricht. Andernfalls bei Verwendung eines e- lektronischen Messgeräts wird ein elektronisches Drehmomentsignal an das Steuergerät geliefert. Abhängig von diesem Drehmoment wird somit die verstellbare Kegelscheibe eines Paares gegen die Festscheibe zur Einstellung des wirksamen Radius des Kegelscheibenpaares gedrückt.

In Figuren 3 bis 6 sind mit J_Motor_> J _Ei_ngang. Jssi. Jss2 jeweils die der Motorwelle, der Eingangswelle sowie den Variatorwellen entsprechenden Massenträgheitsmomente schematisch dargestellt.

Mit Referenzziffer 50 ist das Drehmomentbestimmungsmittel bezeichnet, das entweder direkt Anpressdruck abhängig vom Drehmoment ausgibt oder ein entsprechendes Steuerungssignal als Eingangssignal an das Steuergerät erzeugt. Figuren 3 bis 6 zeigen dabei nicht abschließend verschiedene Möglichkeiten zur Leistungsverzweigung.

Bei solchen bekannten leistungsverzweigten stufenlosen Getrieben steigt bzw. sinkt die Anpresskraft, die auf die Kegelscheibenpaare ausgeübt wird, mit dem Moment und hängt von der Übersetzung ab. - A -

Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein stufenloses, leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, derart weiterzuentwickeln, dass radseitig eingeleitete Momente kompensiert werden können.

Diese Aufgabe wird mit einem Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Regelung eines Getriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Steuergerät für das Getriebe derart anzupassen, dass es radseitig eingeleitete Momente, die sich in einer Drehzahländerung niederschlagen, analysiert und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die von der Ausgangsseite des Getriebes her eingeleiteten Momente ebenfalls im leistungsverzweigten Getriebe verzweigen, eine aufgrund der Änderung neu erforderliche Anpresskraft für die Kegelscheiben daraus bestimmt und schließlich das Aufbringen dieser Antriebskraft auf die Kegelscheiben anweist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass Momentenstöße bei einer leistungsverzweigten Getriebestruktur derart auf die leistungsverzweigte CVT-Getriebestruktur wirken, dass sich Stoßmomente ebenfalls verzweigen, jedoch ihre Aufteilung nicht notwendigerweise entsprechend der Aufteilung des motorseitigen Antriebsmoments ist. Vielmehr kann in solchen Situationen abhängig von der Übersetzung und Getriebestruktur der von einem Momentensensor in einem Leistungspfad wahrnehmbare Momentenstoß, der gewöhnlich die Anpresskraft bestimmt, in Wert und gegebenenfalls im Vorzeichen unabhängig und deutlich verschieden vom Momentenstoß sein, den ein im gleichen Leistungspfad angeordnetes CVT tatsächlich zum Sicherstellen einer ausreichenden, passenden Anpresskraft zu übertragen hat. Dies bedeutet, dass die Momentenfühlerfunktion keine zuverlässigen Ergebnisse liefert.

Daher wird erfindungsgemäß das Steuergerät des stufenlosen, leistungsverzweigten Getriebes derart modifiziert, dass es eine Unterscheidung vornimmt, ob die Drehzahländerung ausschließlich durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist oder nicht, und bei einer nicht oder nicht ausschließlich durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Änderung die Axialkraft des Mittels zum Erzeugen der Axialkraft, welches die Anpresskraft liefert, zur Kompensation der nicht durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Drehzahländerung verändert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Drehmoment mittels eines hydromechani- schen Drehmomentenfühlers oder eines anderen Drehmomentenfühlers erfasst, wobei bei Verwendung eines hydromechanischen Drehmomentenfühlers dieser einem der durchgeleiteten Drehmoment proportionalen Druck erzeugt.

Das Mittel zum Erfassen des Drehmoments erzeugt vorzugsweise ein Signal in elektrischer oder hydraulischer Form, das an das Steuergerät weitergegeben wird.

Ist ein Drehmoment erfassendes Mittel vorgesehen, so führt das Steuergerät nach einer bevorzugten Ausführungsform bei einer Drehzahländerung basierend auf dem erfassten Drehmoment die Schritte der Berechnung der durch die Drehzahländerung aufgezehrten oder freigesetzten Drehmomente mehrerer im Getriebe vorgesehener Wellen unter Verwendung von deren Drehmassen (Trägheitsmomenten) und deren übersetzungsmäßiger Anbindung an die Drehzahl messstellen durch; berechnet den durch die Drehzahländerung durch den Variator geleiteten Drehmomentenbeitrag und den dadurch bedingten erforderlichen Anpresskraftbeitrag; berechnet den durch Drehzahländerung durch das Mittel zum Erfassen eines Drehmoments geleiteten Drehmomentbeitrag und den dadurch bedingten erzeugten Anpresskraftbeitrag und berechnet schließlich anhand der Unterschiede zwischen erforderlichem und erzeugtem Anpresskraftbeitrag den situationsabhängigen zusätzlichen oder verminderten Druck des Mittels zum Erzeugen einer Axialkraft, normalerweise hydraulischen Druck.

Vorzugsweise bestimmen Drehzahlsignale aus im Getriebe vorgesehenen Drehzahlsensoren die Übersetzung des Variators.

Dabei kann beispielsweise nach einer bevorzugten Ausführungsform die Übersetzung des Gesamtgetriebes verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann der Schaltzustand der zumindest zwei Steuerkupplungen des stufenlosen, leistungsverzweigten Getriebes berücksichtigt werden. Die Drehzahländerung kann beispielsweise auch anhand der Drehzahlen der Fahrzeugräder, die durch entsprechende an den Rädern vorgesehene Drehzahlsensoren erfasst werden, vorgesehen werden.

Die Bestimmung der Drehmomente bzw. der Axialkräfte kann je nach gewählter Konfiguration durch Berechnen aus anderen gemessenen Größen im Getriebe oder aber durch Ablesen von entsprechenden Sensoren geschehen. Nachfolgend wird die Erfindung weiter anhand der schematischen Darstellungen der Figuren beschrieben, wobei

Figur 1 eine Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrang mit einem leistungsverzweigten CVT- Getriebe ist;

Figur 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines leistungsverzweigten CVT-Getriebes zeigt;

Figur 3 ein Beispiel für ein leistungsverzweigtes CVT-Getriebe schematisch mit einer Einbaumöglichkeit für das Drehmomentbestimmungsmittel zeigt;

Figur 4 eine Ansicht entsprechend Figur 3 ist, wobei eine andere Möglichkeit für das Drehmomentbestimmungsmittel gezeigt ist;

Figur 5 ein weiteres Beispiel für ein leistungsverzweigtes CVT-Getriebe ist;

Figur 6 ein weiteres Beispiel für ein leistungsverzweigtes CVT-Getriebe schematisch zeigt;

Figur 7 für das leistungsverzweigte CVT-Getriebe gemäß Figur 4 schematisch eine Leistungsverzweigung in einer statischen Situation zeigt; und

Figur 8 für das Getriebe in Figur 7 schematisch die Leistungsverzweigung vom Abtrieb her in einer dynamischen Situation zeigt.

Der Aufbau eines erfindungsgemäßen CVT-Getriebes, das als Beispiel für ein stufenloses, zumindest zeitweise leistungsverzweigtes Getriebe, dessen Antriebsleistung zumindest zeitweise, das heißt bei entsprechender Stellung von Kupplungen verzweigt übertragen wird, so dass das Umschlingungsmittel bei Leistungsverzweigung nur einen Teil der Antriebsleistung wandelt, entspricht dem in Verbindung mit Figuren 1 bis 6 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht wiederholt. Das Steuergerät des leistungsverzweigten CVT-Getriebes ist entsprechend angepasst, die erforderlichen Regelungsvorgänge durchzuführen, um auf dynamische Fahrsituationen, das heißt solche, in denen Momente von der Abtriebsseite her in das Getriebe eingeleitet werden, zu reagieren und davon abhängig den Anpressdruck zu verändern. Figur 7 zeigt die Aufteilung des Moments vom Motor 2 her in statischen Situationen. Die beispielsweise vom Motor 2 über die Kupplung 4 abgegebene Leistung von 100% wird über die Eingangswelle 6 (Trägheitsmasse Jε_mg_ang) in das Getriebe eingeleitet und dort z.B. im Verhältnis 70 zu 30 aufgespaltet (siehe Figur 7). Das Verhältnis der Teilung ist abhängig von der Übersetzung, bei der das leistungsverzweigte Getriebe gerade betrieben wird. Dies bedeutet, dass an dem Mittel zum Erfassen eines Drehmoments 50, zum Beispiel einem Drehmomentenfühler, ebenfalls 30% des Drehmoments erfasst werden, das vom Motor 2 abgegeben wird. Ebenso laufen 30% über den Variator 12 und die Variatorausgangswelle in das Planetengetriebe 14. Von dort wird wieder die gesamte Motorleistung (100% des Motordrehmoments) über die Abtriebswelle 10 an die Räder des Fahrzeugs übertragen.

Wird hingegen, wie in Figur 8 dargestellt ist, von der Seite der Räder, das heißt über die Abtriebswelle 10 ein Stoßmoment von 100% eingebracht, so teilt sich dieses abhängig von der Übersetzung der Planetengetriebe 14 und den Drehmassen (Trägheitsmomenten J) der beteiligten Wellen in Momente X% bzw. Y% (X% + Y% = 100%) auf. Die Drehmassen (Trägheitsmomente der Wellen) werden durch diese Momente beschleunigt, so dass im unteren Strang gemäß Figur 8 das Moment bzw. die Leistung nach links, das heißt über den Variator und die Variatoreingangswelle bis hin zum Drehmomentenfühler 50 abnimmt. Dies führt zu von X% verschiedenen Momenten bzw. Leistungen Z1%, Z2% am Drehmomentenfühler 50 bzw. Variator 12. Dabei ist es sogar möglich, dass Z1 am Drehmomentenfühler 50 nicht nur kleiner, sondern sogar negativ wird, wenn in diesem Pfad mit Variator 12 aufgrund der Drehmassenverteilung verhältnismäßig wenig Leistung fließt.

Aus Figur 8 ergibt sich andererseits, dass das am Drehmomentenfühler 50 abgegriffene Moment, das heißt das an der Stelle Z1 abgegriffene Moment, das die Anpressung für das Moment Z2 am Variator 12 bestimmt, nicht mit dem Moment Z2 am Variator übereinstimmt und somit die am Drehmomentenfühler 50 bestimmte Anpresskraft für den Variator 12 mit der tatsächlich erforderlichen Anpresskraft am Variator 12 aufgrund des Momentenstosses von der Abtriebsseite her auseinander fallen kann und eine Korrektur nötig ist.

Daher werden nach einer bevorzugten Ausführungsform im Steuergerät für das Getriebe dann, wenn eine Drehzahländerung an den Getriebewellen erfasst wird, die durch die Drehzahländerung an den Wellen frei werdenden oder aufgenommenen Momente berechnet, wobei diese Bestimmung unter Verwendung der Übersetzung, das heißt der Drehzahl der Wellen, und den Drehmassen erfolgt. Bei bekannter Übersetzung und bekannten Drehmassen der Wellen bzw. darauf vorgesehenen sich drehenden Komponenten kann aus einer Drehzahlän- derung an einer Welle das aufgezehrte bzw. freiwerdende Drehmoment mehrerer Wellen geschlossen werden.

Anschließend wird im Steuergerät der durch die Drehzahländerung durch den Variator geleitete Drehmomentbeitrag bestimmt, das heißt der Drehmomentbeitrag, der Z2 in Figur 8 entspricht. Aus diesem Drehmomentbeitrag wird im Steuergerät der erforderliche Anpresskraftbeitrag in an sich bekannter Weise ermittelt.

In gleicher Weise wird parallel zum Ermitteln des Drehmoments am Variator bzw. des Drehmomentenbeitrags, der durch die Drehzahländerung entsteht, am Erfassungsmittel für das Drehmoment 50 bestimmt, das heißt der Drehmomentenbeitrag Z1. Auch aus diesem Drehmomentenbeitrag Z1 wird eine Anpresskraft bzw. ein Anpresskraftbeitrag ermittelt, der dem tatsächlich aufgrund der Drehmomentenerfassung bereitgestellten und erzeugten Anpresskraftbeitrag entspricht.

Schließlich berechnet das Steuergerät den Unterschied zwischen der erforderlichen Anpresskraft und dem erzeugten Anpresskraftbeitrag und korrigiert den Druck, den das Mittel zum Erzeugen einer Axialkraft auf die Kegelscheiben aufbringt derart, dass der Unterschied zwischen berechnetem erfordertem und berechnetem erzeugtem Anpresskraftbeitrag abnimmt.

Das Steuergerät hat dann zusätzlich zu den normalen und in bekannter Weise berechneten hydraulischen Drücken, die die Verstell- und Klemmkräfte des Variators erzeugen, die durch die dynamischen Momente erzeugten zusätzlichen Klemmkräfte bzw. verminderten Klemmkräfte aufzubringen. Die gewöhnliche Veränderung der Variatorklemmkräfte bestimmt sich aus dem aus Drehmomentenfühler 50 berechneten Drehmoment und der daraus abgeleiteten, erzeugten Klemmkraft unter Berücksichtigung eines gemessenen bzw. berechneten Drehzahlverhältnisses des Variators, aus dem das von der Kette übertragende Moment bestimmt wird.

Erfindungsgemäß geht in die Berechnung der zusätzlichen Verstellkraft bzw. verminderten Verstellkraft durch die dynamischen Momente die aktuelle Übersetzung des Variators 12 ein, die beispielsweise aus Drehzahlsignalen an Variatoreingangswelle und Variatorausgangs- welle bestimmbar ist. Dazu können entsprechende Drehzahlsensoren vorgesehen sein. E- benso wird zur Berechnung der Übersetzung des Getriebes beispielsweise der Zustand der Kupplungen K1 , K2 und damit der Schaltzustand des Gesamtgetriebes berücksichtigt. Die Drehzahländerung, die die Berechnung der zusätzlichen bzw. verminderten auf den Variator aufzubringenden Kräfte auslöst, kann beispielsweise durch Erfassung einer Drehzahländerung an Radsensoren des Fahrzeugs erfolgen.

Bezuqszeichenliste

Verbrennungsmotor

Kupplung

Antriebswelle

Getriebe

Antriebswelle

Variator

Planetengetriebe

Steuer- bzw. Regelgerät

Fahrpedalsensor

Leistungsstellglied-Stellungssensor

Motordrehzahlsensor

Sensor

Kegelscheibenpaar

Zahnrad

Kegelscheibenpaar

Ausgangswelle

Sonnenrad

Zahnrad

Zwischenrad

Planetenträger

Planetenräder

Innenrad

Mittel zum Erfassen eines Drehmoments

Claims

Patentansprüche

1. Stufenloses, zumindest zeitweise leistungsverzweigtes Getriebe (100), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthaltend eine von einem Motor (2) antreibbare Antriebswelle (6), einen Variator (12) mit kontinuierlich änderbarer Übersetzung, ein Rädergetriebe (14), eine Abtriebswelle (10), zumindest zwei Steuerkupplungen (K1 , K2), mittels derer der Variator (12) und das Rädergetriebe (14) derart miteinander verbindbar sind, dass beim Durchfahren des gesamten Übersetzungsbereichs des leistungsverzweigten Getriebes (100 der Verstellbereich des Variators (12) mehrfach durchfahren wird, wobei zur Verstellung des Variators (12) für jeweils ein Kegelscheibenpaar (30, 34) des Variators (12) ein Mittel zum Erzeugen einer Axialkraft zur Verstellung einer Kegelscheibe des Kegelscheibenpaars (30, 34) vorgesehen ist, und ein Mittel zum Erfassen einer Drehzahländerung (24, 26, 28) sowie ein Steuergerät, wobei das Steuergerät angepasst ist, eine Unterscheidung vorzunehmen, ob die Drehzahländerung durch eine Änderung des Ü- bersetzungsverhältnisses ausgelöst ist oder nicht und bei einer nicht durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Änderung die Axialkraft des Mittels zum Erzeugen der Axialkraft zur Kompensation der nicht durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Drehzahländerung zu verändern.

2. Getriebe (100) nach Anspruch 1 , weiter enthaltend ein Mittel (50) zum Erfassen eines Drehmoments, insbesondere einen hydromechanischer Drehmomentenfühler, der einen dem durchgeleiteten Drehmoment proportionalen Druck erzeugt.

3. Getriebe (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät angepasst ist, die Beurteilung, ob die Änderung des Drehzahlverhältnisses durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist, durch ein Drehmoment vorzunehmen, das von dem Mittel (50) zum Erfassen eines Drehmoments erfasst ist.

4. Getriebe (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (50) zum Erfassen eines Drehmoments angepasst ist, ein Drehmoment-Signal, insbesondere in elektrischer oder hydraulischer Form, an das Steuergerät zu übertragen.

5. Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät angepasst ist, beim Erfassen einer Drehzahländerung die Schritte auszuführen: a) Bestimmung der Drehmomente der aktiven Wellen des leistungsverzweigten Getriebes unter Verwendung der aktuellen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und deren Trägheitsmassen; b) Bestimmung des durch den Variator geleiteten Drehmoments; c) Bestimmung der erforderlichen Axialkräfte der Mittel zum Erzeugen der Axialkraft aus dem durch den Variator geleiteten Drehmoment; d) Bestimmung des durch das Mittel zum Erfassen eines Drehmoments geleiteten Drehmomentenbeitrags; e) Bestimmung der erzeugten Axialkräfte aus dem in (d) bestimmten Drehmomentenbeitrag; f) Berechnung der Differenz zwischen den erforderlichen und erzeugten Axialkräften; g) Anweisen einer Axialkraftänderung im Mittel zum Erzeugen der Axialkraft derart, dass die Differenz in (f) abnimmt.

6. Getriebe (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mehrere Drehzahlsensoren (24, 26, 28) enthält und in die Bestimmung in mindestens einem der Schritte a) bis e) mit Hilfe von Drehzahlsignalen der Drehzahlsensoren (24, 26) durchgeführt wird, die die Übersetzung des Variators bestimmen.

7. Getriebe (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Schritte a) bis e) die Übersetzung des Gesamtgetriebes berücksichtigt wird.

8. Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Schritte a) bis e) der Schaltzustand der zumindest zwei Steuerkupplungen (K1, KZ) berücksichtigt wird.

9. Getriebe (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, weiter enthaltend einen Drehzahlsensor für die Drehzahlen der Fahrzeugräder, wobei in mindestens einem der Schritte a) bis e) eine durch den Drehzahlsensor für die Drehzahlen der Fahrzeugräder erfasste Änderung der Drehzahlen der Fahrzeugräder berücksichtigt wird.

10. Verfahren zur Regelung eines stufenlosen, zumindest zeitweise leistungsverzweigten Getriebes, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das Getriebe enthaltend eine von einem Motor antreibbare Antriebswelle, einen Variator mit kontinuierlich änderbarer Übersetzung, ein Rädergetriebe, eine Abtriebswelle, zumindest zwei Steuerkupplungen, mittels derer der Variator und das Rädergetriebe derart miteinander verbindbar sind, dass beim Durchfahren des gesamten Übersetzungsbereichs des leistungsverzweigten der Ver- stellbereich des Variators mehrfach durchfahren wird, wobei zur Verstellung des Variators für jeweils ein Kegelscheibenpaar ein Mittel zum Erzeugen einer Axialkraft zur Verstellung einer Kegelscheibe des Kegelscheibenpaars vorgesehen ist, und ein Mittel zum Erfassen einer Drehzahländerung sowie ein Steuergerät, das Verfahren enthaltend die Schritte:

- Erfassen einer Drehzahländerung;

- Vornehmen einer Unterscheidung, ob die Drehzahländerung durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist oder nicht; und

- Wenn die Drehzahländerung nicht vollständig durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist: Ändern der Axialkraft des Mittels zum Erzeugen der Axialkraft zur Kompensation der nicht durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelösten Drehzahländerung.

11. Verfahren nach Anspruch 10, weiter enthaltend den Schritt des Erfassens eines Drehmoments durch ein Mittel zum Erfassen eines Drehmoments, insbesondere einen hyd- romechanischer Drehmomentenfühler, der einen dem durchgeleiteten Drehmoment proportionalen Druck erzeugt.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die Beurteilung, ob die Änderung des Drehzahlverhältnisses durch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausgelöst ist, durch ein Drehmoment vornimmt, das von dem Mittel zum Erfassen eines Drehmoments erfasst wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Erfassen eines Drehmoments Drehmoment-Signal, insbesondere in elektrischer oder hydraulischer Form, an das Steuergerät überträgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät beim Erfassen einer Drehzahländerung die Schritte ausführt: a) Bestimmung der Drehmomente der aktiven Wellen des leistungsverzweigten Getriebes unter Verwendung der aktuellen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und deren Trägheitsmassen; b) Bestimmung des durch den Variator geleiteten Drehmoments; c) Bestimmung der erforderlichen Axialkräfte der Mittel zum Erzeugen der Axialkraft aus dem durch den Variator geleiteten Drehmoment; d) Bestimmung des durch das Mittel zum Erfassen eines Drehmoments geleiteten Drehmomentenbeitrags; e) Bestimmung der erzeugten Axialkräfte aus dem in (d) bestimmten Drehmomentenbeitrag; f) Berechnung der Differenz zwischen den erforderlichen und erzeugten Axialkräften; g) Anweisen einer Axialkraftänderung im Mittel zum Erzeugen der Axialkraft derart, dass die Differenz in (f) abnimmt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mehrere Drehzahlsensoren enthält und in die Bestimmung in mindestens einem der Schritte a) bis e) mit Hilfe von Drehzahlsignalen der Drehzahlsensoren durchgeführt wird, die die Übersetzung des Variators bestimmen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Schritte a) bis e) die Übersetzung des Gesamtgetriebes berücksichtigt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Schritte a) bis e) der Schaltzustand der zumindest zwei Steuerkupplungen berücksichtigt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, weiter enthaltend einen Drehzahlsensor für die Drehzahlen der Fahrzeugräder, wobei in mindestens einem der Schritte a) bis e) eine durch den Drehzahlsensor für die Drehzahlen der Fahrzeugräder erfasste Änderung der Drehzahlen der Fahrzeugräder berücksichtigt wird.