DE10112794C2 - Hydrauliksteuersystem für stufenlose Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der stufenlosen Getriebe des Typs mit V-Riemen, die in einem Fahrzeug oder dergleichen verwen­ det werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Hydraulik­ steuersystem für stufenlose Getriebe, mit einem Getriebemechanis­ mus, der einen Satz einstellbarer erster und zweiter Riemenschei­ ben, die eine erste bzw. eine zweite Zylinderkammer besitzen und deren Breite entsprechend einem an die Zylinderkammern angelegten Hydraulikdruck veränderlich ist, und einen Riemen, der zwischen den Riemenscheiben vorgesehen ist, um dazwischen Drehmoment zu übertragen, umfasst, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Lei­ tungsdrucks und zum ununterbrochenen Anlegen des Leitungsdrucks an die zweite Kammer, einem Schaltsteuerventil, das so beschaffen ist, dass es unter der Wirkung eines ihm zugeordneten Aktuators arbeitet, um einen Druck, der gegenüber dem Leitungsdruck redu­ ziert ist, an die erste Zylinderkammer anzulegen, und einer Schaltsteuereinrichtung, die einen Schaltbefehl für den Aktuator in Abhängigkeit vom Antriebszustand erzeugt und den Leitungsdruck modifiziert.

Ein stufenloses Getriebe (CVT) des Typs mit V-Riemen, das für die Anwendung in Fahrzeugen geeignet ist, ist beispielsweise aus JP 11-82725-A bekannt.

In einem solchen stufenlosen Getriebe des Typs mit V-Riemen verläuft ein V-Riemen um eine primäre Riemenscheibe, die mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, und um eine sekundäre Rie­ menscheibe, die mit der Radachse des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die veränderliche Nutbreite der primären Riemenscheibe wird durch Zufuhr von Hydraulikdruck gesteuert. Der allgemeine Auf­ bau des Getriebes in Verbindung mit einem herkömmlichen Hyd­ rauliksteuersystem ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt.

Der Getriebemechanismus 10 umfaßt eine primäre Riemenscheibe 16, eine sekundäre Riemenscheibe 26 und einen V-Riemen 24, der zwischen der primären Riemenscheibe 16 und der sekundären Rie­ menscheibe 26 vorgesehen ist, und ist über einen Drehmoment­ wandler 12, in den eine Überbrückungskupplung 11 eingebaut ist, mit einem (nicht gezeigten) Motor gekoppelt.

Genauer umfaßt die primäre Riemenscheibe 16 ein Paar fester bzw. beweglicher konischer Platten 18 bzw. 22, die einander zugewandt sind und zwischen sich eine V-förmige Riemenschei­ bennut definieren. Die feste konische Platte 18 ist mit einer Abtriebswelle des Drehmomentwandlers 12 drehfest verbunden. Die primäre Riemenscheibe 16 ist mit einer ersten Zylinderkam­ mer 20 versehen, wobei die bewegliche konische Platte 22 durch Anlegen von Hydraulikdruck an die erste Zylinderkammer 20 axi­ al verschoben werden kann.

Die sekundäre Riemenscheibe 26 umfaßt ebenfalls ein Paar fes­ ter bzw. beweglicher konischer Platten 30 bzw. 34, die einan­ der zugewandt sind, um dazwischen eine V-förmige Riemenscheibe zu definieren. Die feste konische Platte 30 ist mit einer Ab­ triebswelle, die ihrerseits mit einer (nicht gezeigten) Rad­ achse verbunden ist, drehfest verbunden. Die sekundäre Riemen­ scheibe 26 ist mit einem zweiten Zylinderelement 32 versehen, wobei die bewegliche konische Platte 34 durch Anlegen von Hyd­ raulikdruck an die zweite Zylinderkammer 32 axial verschoben werden kann. Die bewegliche konische Platte 34 ist normaler­ weise durch eine (nicht gezeigte) Rückstellfeder in einer Richtung vorbelastet, in der die Breite der entsprechenden Riemenscheibennut verringert wird.

Die Funktion des Getriebemechanismus 10 kann durch das Hydrau­ liksteuerventilsystem 3 in Abhängigkeit von Steuersignalen, die von einer CVT-Steuereinheit 1 ausgegeben werden, gesteuert werden.

An die zweite Zylinderkammer 32 der sekundären Riemenscheibe 26 wird ununterbrochen ein vorgegebener Leitungsdruck vom Hyd­ rauliksteuerventilsystem 3 angelegt, wobei die erste Zylinder­ kammer 20 der primären Riemenscheibe 16 in eine Fluidverbin­ dung mit einem Schaltsteuerventil 63 des Ventilsystems 3 ge­ bracht werden kann. Es wird angemerkt, daß die Druckaufnahme- Nettofläche der ersten Zylinderkammer 20 größer als jene der zweiten Zylinderkammer 32 gesetzt ist.

Wenn der Leitungsdruck an die zweite Zylinderkammer 32 ange­ legt wird, kann das Schaltsteuerventil 63 so betätigt werden, daß der an die erste Zylinderkammer 20 angelegte Hydraulik­ druck in der Weise gesteuert wird, daß die Breite der Nut der primären Riemenscheibe 16 kontinuierlich geändert wird, um da­ durch die Kraft zum Einklemmen des V-Riemens 24 zwischen den gegenüberliegenden konischen Platten zu steuern. Dadurch kann ein Antriebsdrehmoment zwischen der Abtriebswelle des Drehmo­ mentwandlers und der mit der Radachse verbundenen Abtriebswel­ le in Abhängigkeit von der Reibkraft zwischen dem V-Riemen 24 und den Riemenscheiben 16 bzw. 26 übertragen werden.

Der Getriebemechanismus 10 kann den effektiven Kontaktradius des V-Riemens 24 an der Kontaktposition jeder der ersten und zweiten Riemenscheiben 16 bzw. 26 durch Ändern der Breite der Riemenscheibennuten der entsprechenden Riemenscheiben verän­ dern, was eine Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen den primären und sekundären Riemenscheiben 16 bzw. 26 zur Folge hat. Genauer kann der Getriebemechanismus 10 durch Verbreitern der Nut der primären Riemenscheibe und entsprechendes Verrin­ gern des effektiven Kontaktradius des V-Riemens 24 an der pri­ mären Riemenscheibe 16 und durch Erhöhen des effektiven Kon­ taktradius des V-Riemens 24 an der Riemenscheibe 26 ein hohes Übersetzungsverhältnis (d. h. ein NIEDRIGES Riemenscheibenver­ hältnis) einstellen. Dadurch kann die Rotation auf Seiten des Motors mit verringerter Drehzahl zur Seite der Radachse über­ tragen werden.

Der Getriebemechanismus 10 kann durch Verschmälern der Nut der primären Riemenscheibe und eine entsprechende Erhöhung des ef­ fektiven Kontaktradius des V-Riemens 24 an der primären Rie­ menscheibe 16 auch ein niedriges Übersetzungsverhältnis (d. h. ein HOHES Riemenscheibenverhältnis) herstellen. In diesem Fall wird die Rotation auf Seiten des Motors mit erhöhter Drehzahl zur Seite der Radachse übertragen.

Wie ersichtlich ist, kann das Übersetzungsverhältnis in Abhän­ gigkeit vom Verhältnis der Kontaktradien des V-Riemens 24 an der primären Riemenscheibe 16 und an der sekundären Riemen­ scheibe 26 stufenlos geändert werden.

Das Hydrauliksteuerventilsystem 3 enthält außerdem einen Lei­ tungsdruckregler 60, der so beschaffen ist, daß er Hydraulik­ druck von einer Hydraulikpumpe 80 empfängt und regelt und den geregelten Leitungsdruck sowohl an die zweite Zylinderkammer 32 als auch an einen Eingangsanschluß des Schaltsteuerventils 63 anlegt. Um den an die erste Zylinderkammer 20 angelegten Hydraulikdruck zu steuern, regelt das Schaltsteuerventil 63, das durch einen Schrittmotor 64 betätigt wird, den Leitungs­ druck als den Originaldruck. Wie im Stand der Technik wohlbe­ kannt ist, umfaßt das Ventilsystem 3 ein Leitungsdruck- Solenoidventil 4, ein Druckmodifizierungsventil 62 und ein Vorsteuerventil 61, das mit dem Solenoidventil 4 in einer Flu­ idverbindung steht.

Die CVT-Steuereinheit 1 ist so beschaffen, daß sie ein Signal, das eine ausgewählte Position eines Sperrschalters 8 repräsen­ tiert, ein Signal, das einen von einem Drosselklappenöffnungs­ sensor 5 erzeugten Drosselklappenöffnungsgrad TVO (Niederdrü­ ckungsgrad des vom Fahrer betätigten Fahrpedals) repräsen­ tiert, sowie ein Signal, das die von einem (nicht gezeigten) Motordrehzahlsensor erzeugte Motordrehzahl Ne repräsentiert, getrennt empfängt und anhand dieser Signale ein Motordrehmo­ ment schätzt. Dann bestimmt die CVT-Steuereinheit 1 den erfor­ derlichen Leitungsdruck anhand des geschätzten Motordrehmo­ ments und erzeugt ein Tastgradsignal für das Leitungsdruckso­ lenoid 4, außerdem gibt sie einen Befehl an den Schrittmotor 64 aus, um eine Schaltsteuerung für das Soll- Übersetzungsverhältnis einzuleiten. Wenn der Schrittmotor 64 insgesamt 200 Schrittpositionen besitzt, können für die Ein­ stellung des Soll-Übersetzungsverhältnisses vorteilhaft bei­ spielsweise 20 bis 170 Positionen genutzt werden.

Das Leitungsdruck-Solenoid 4 kann so betätigt werden, daß es den Hydraulikdruck vom Vorsteuerventil 61 als Antwort auf das eingegebene Tastgradsignal von der CVT-Steuereinheit 1 an das Druckmodifizierungsventil 62 anlegt, während der Leitungs­ druckregler 60 so betätigt werden kann, daß er den Hydraulik­ druck von der Hydraulikpumpe 80 in Abhängigkeit von dem Hyd­ raulikdruck-Anforderungssignal, das vom Druckmodifizierungs­ ventil 62 erzeugt wird, regelt. Auf diese Weise kann der Lei­ tungsdruck innerhalb eines vorgegebenen Bereichs in Abhängig­ keit von dem zu übertragenden erforderlichen Drehmoment verän­ dert werden.

Das Schaltsteuerventil 63 umfaßt einen Schieber 63a, der an einem Ende mit einem Schaltverbindungsglied 67 schwenkbar ver­ bunden ist, das seinerseits an einem Ende mit der beweglichen konischen Platte 22 der primären Riemenscheibe 16 über ein be­ wegliches Element 71 verbunden ist und am anderen Ende mit dem Schrittmotor 64 verbunden ist. Der Schieber 63a gleitet ent­ sprechend der Bewegung des Schaltverbindungsgliedes 67.

Das Schaltsteuerventil 63 empfängt den Leitungsdruck vom Lei­ tungsdruckregler 60 und legt den gesteuerten Druck, der gegen­ über dem Leitungsdruck um die Verschiebung des Schiebers 63a verringert ist, an die erste Zylinderkammer 20 an, wodurch die Breite der Nut der primären Riemenscheibe 16 geändert wird.

Mit der CVT-Steuereinheit 1 sind ein erster Drehzahlsensor 6, der die Drehzahl (Npri) der primären Riemenscheibe 16 erfaßt, und ein zweiter Drehzahlsensor 7, der die Drehzahl (Nsec) der sekundären Riemenscheibe 26 erfaßt, verbunden. Die CVT- Steuereinheit 1 empfängt die Npri- und Nsec-Signale vom ersten bzw. vom zweiten Drehzahlsensor 6 bzw. 7 und bestimmt das Ist- Übersetzungsverhältnis.

Für weitere Einzelheiten der in den Fig. 2 und 3 gezeigten An­ ordnung wird auf die obengenannte Anmeldung JP 11-82725-A ver­ wiesen.

Typischerweise muß der vom Leitungsdruckreglerventil 60 an das Schaltsteuerventil 63 und die zweite Zylinderkammer 32 ange­ legte Leitungsdruck auf einen Pegel eingestellt werden, der ausreichend hoch ist, daß sichergestellt ist, daß der V- Riemendrehmoment von der primären Riemenscheibe 16 ohne Schlupf an die sekundäre Riemenscheibe 26 übertragen werden kann. Ein Leitungsdruck, der höher als notwendig ist, könnte zu einem erhöhten Reibungsverlust im Kontaktbereich zwischen dem V-Riemen 24 und jeder der Riemenscheiben 16 und 26 führen, was wiederum zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen kann. Daher ist es üblich, den Leitungsdruck der vom Leitungs­ druckregler 60 erzeugt wird, auf einen Pegel einzustellen, der so niedrig wie möglich ist und dennoch eine schlupffreie Dreh­ momentübertragung zwischen den Riemenscheiben 16 und 26 ermög­ licht.

Bei einem verhältnismäßig geringen Niederdrückungsgrad des Fahrpedals oder einem verhältnismäßig geringen Drosselklappen­ öffnungsgrad (in der Größenordnung von 1/8) könnte jedoch die CVT den Schaltvorgang zu einem Übersetzungsverhältnis auf der HOHEN Seite (das im folgenden manchmal als "Hochschalten" be­ zeichnet wird, unerwünscht verzögern oder möglicherweise un­ terbrechen, mit der Folge, daß der verfügbare Bereich von Ü­ bersetzungsverhältnissen in Wirklichkeit eingeschränkt ist.

Um genauer das momentane Übersetzungsverhältnis, das vom Ge­ triebemechanismus 10 eingestellt wird, beizubehalten, muß das Verhältnis des Schubs, der so wirkt, daß die bewegliche koni­ sche Platte 22 zur festen konischen Platte 18 bewegt wird, zu dem Schub, der so wirkt, daß die bewegliche konische Platte 34 zur festen konischen Platte 30 bewegt wird, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, der durch das Verhältnis der Druckaufnahme-Nettofläche der ersten Zylinderkammer 20 zu der Druckaufnahme-Nettofläche der zweiten Zylinderkammer 32 defi­ niert werden kann. Wenn der auf die primäre Riemenscheibe 16 wirkende Schub so gering ist, daß er außerhalb des vorgegebe­ nen Bereichs liegt, neigt der Getriebemechanismus 10 dazu, das Übersetzungsverhältnis zur NIEDRIGEN Seite (Herabschalten) zu verschieben.

Der Schub, der axial auf die primäre Riemenscheibe 16 wirkt, hängt im wesentlichen von dem Hydraulikdruck ab, mit dem die erste Zylinderkammer 20 beaufschlagt wird, während der Schub, der auf die zweite Riemenscheibe 26 wirkt, von der Summe aus dem Hydraulikdruck, mit dem die zweite Zylinderkammer 32 be­ aufschlagt wird, der axialen Vorbelastungskraft der Rückstell­ feder auf die bewegliche konische Platte 34 und den axialen Komponenten der Kräfte, die sich aus dem vom V-Riemen 24 an die sekundäre Riemenscheibe 26 übertragenen Drehmoment erge­ ben, abhängt.

Angesichts der Tatsache, daß der sehr niedrige (normalerweise der niedrigste) Leitungsdruck für den verhältnismäßig niedri­ gen Drosselklappenöffnungsgrad (z. B. in der Größenordnung von 1/8) angesetzt ist und somit der Hydraulikdruckpegel in den ersten und zweiten Zylinderkammern abgesenkt wird, herrscht die Wirkung der vom Hydraulikdruck verschiedenen Schubkräfte vor, mit der Folge, daß die richtige Beziehung wie oben be­ schrieben nicht aufrechterhalten werden kann.

Daneben zeigt die JP 050 716 27 A (abstract) ein weiteres Hydrauliksteur­ system für ein stufenloses Getriebe. Wie auch bei der zuvor er­ wähnten Druckschrift ergibt sich auch hier das Problem, daß ei­ nerseites der über die Reibscheiben auf den Riemen wirkende Lei­ tungsdruck hoch genug angesetzt werden muß, daß der Riemen schlupffrei ein Drehmoment übertragen kann, andererseits der Lei­ tungsdruck so gering als möglich anzusetzen ist, da jede Erhöhung des Leitungsdrucks zu einem erhöhten Reibungsverlust im Kontakt­ bereich zwischen dem V-Riemen und jeder der Riemenscheiben führt, was wiederum zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen kann.

Beim Hochschalten des Getriebes kann es erfahrungsgemäß zu einem Durchdrehen bzw. einem Schlupf zwischen dem V-Riemen und den Rie­ menscheiben kommen, weshalb die JP 05 07 1627 A (abstract) vorschlägt, bei jedem Hochschaltvorgang den Öldruck auf sein Maximum zu erhöhen, um so den Schlupf zu vermeiden. Um jedoch Kraftstoff zu sparen, soll die Erhöhung des Öldruckes beim Herunterschalten nicht durchgeführt werden (vgl. Spalte 1, 4. Zeile von unten bis Spalte 2, 3. Zeile).

Jedoch selbst eine derartige Steuerung, die bei jedem Hochschalt­ vorgang, nicht jedoch bei einem Herunterschaltvorgang den Hydrau­ likleitungsdruck auf ein Maximum erhöht und somit die Reibung zwischen V-Riemen und den Reibscheiben vergrößert, ist hinsicht­ lich des Kraftstoffverbrauches noch verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulik­ steuersystem für stufenlose Getriebe derart zu verbessern, daß Reibungsverluste zwischen dem V-Riemen und den Riemenscheiben weiter verringert werden können und der Kraftstoffverbrauch minimiert werden kann.

Für ein Hydrauliksteuersystem der eingangs genannten Art für stu­ fenlose Getriebe wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die Schaltsteuereinrichtung eine Einrichtung enthält, die bestimmt, ob der Schaltvorgang erzielt wird, indem das Ist- Übersetzungsverhältnis des Getriebemechanismus mit einem von der Schaltsteuervorrichtung vorgegebenen Soll-Übersetzungsverhältnis verglichen wird, und die Schaltsteuereinrichtung so betreibbar ist, dass sie den Leitungsdruck von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erhöht, wenn die Bestimmungseinrichtung feststellt, dass bei einem Hochschaltvorgang das Soll-Übersetzungsverhältnis durch Steuern des Aktuators bei einem Leitungsdruck auf dem ers­ ten Pegel nicht eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird demzufolge der erhöhte Leitungsdruck nur angelegt, wenn ein Hochschalten nicht erzielt werden kann. Mit anderen Worten, vor dem Beginn des Hochschaltens wird der Lei­ tungsdruck auf einem niedrigen Pegel beibehalten, um eine Ver­ ringerung des Reibungsverlusts im Getriebemechanismus zu er­ möglichen, und wird auf diesem niedrigen Pegel auch gehalten, wenn das Hochschalten erzielt werden kann, was einen verbes­ serten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat.

Es wird also der Leitungsdruck nicht erhöht, bis festgestellt wird, daß das Hochschalten nicht erzielt werden kann, nachdem der Schrittmotor angetrieben worden ist, damit die kumulative Gesamtzahl der zusätzlichen Schritte den vorgegebenen Wert er­ reicht. Daher neigt die Schaltsteuereinrichtung weniger leicht zu einer Verzögerung, so daß sie nicht vorzeitig den Leitungs­ druck ändert. Da die Anzahl der hinzuzufügenden Schritte des Schrittmotors mit dem vorgegebenen Wert in Beziehung steht, bleibt die Zeitdauer, die für die Bestimmung erforderlich ist, ob das Hochschalten erzielt werden kann, unverändert. Dadurch ist eine gleichmäßige Steuerung gewährleistet.

Auch ist die in ihrem Aufbau schematisch in Fig. 3 gezeigte Schaltsteuereinrichtung für eine Verzögerung weniger anfällig, so daß sie den Leitungsdruck nicht unerwünscht ändert. Da an­ dererseits der Schrittmotor ununterbrochen in Inkrementen der vorgegebenen Anzahl von Schritten in die Position angetrieben wird, die dem maximalen Drehzahlverhältnis entspricht, besteht kein Bedarf am Zählen der Anzahl der Inkremente, was wiederum zu einer verringerten Rechenlast und der damit verbundenen Kosten beiträgt.

Erfindungsgemäß wird mit Ausnahme der minimalen Zeitperiode, die erforderlich ist, um das Hochschalten zu erzielen, der Hydraulikdruck, der an den Getriebemechanismus angelegt wird, normalerweise auf einem niedrigen Pegel gehalten, wodurch nur ein geringer Reibungsverlust verursacht wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhän­ gigen Ansprüchen angegeben.

Im folgenden wir eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Ablaufplan zur Erläuterung eines Schaltsteuerpro­ zesses, der von einem CVT-Hydrauliksteuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines stufenlosen Getrie­ bes des Typs mit V-Riemen, in dem die Erfindung verwen­ det werden kann; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Hydrauliksteuer­ kreises, der in einem stufenlosen Getriebe verwendet wird.

Im folgenden wird wird eine Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben, die auf die in den Fig. 2 und 3 gezeigte und in der Einleitung erläuterte herkömmliche Anordnung eines stufenlosen Getriebes angewendet wird. In der normalen Steuerung ent­ spricht der minimale Leitungsdruck der von der CVT- Steuereinheit 1 aufgebaut werden soll, einer ersten Druckein­ stellung, die dem niedrigsten Wert entspricht, der mit dem zu übertragenden Drehmoment konsistent ist. Die Steuereinheit 1 kann so betrieben werden, daß sie den minimalen Leitungsdruck auf eine zweite Druckeinstellung ändert, die höher als die erste Druckeinstellung ist, wenn der Hochschaltvorgang (zur HOHEN Seite) durch Steuern des Schrittmotors 64 das Soll- Übersetzungsverhältnis nicht durchgeführt werden kann. Der üb­ rige Aufbau und die übrige Funktionsweise der verschiedenen Komponenten des Systems stimmen mit jenen, die in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 erläutert worden sind, überein.

Fig. 1 zeigt einen Ablaufplan zur Erläuterung eines Schaltsteu­ erprozesses oder -programms, das von der CVT-Steuereinheit 1 ausgeführt wird, sowie zur Erläuterung der Funktionsweise des Hydrauliksteuerventilsystems 3.

Der Leitungsdruckregler 60 des Hydrauliksteuerventilsystems 3 kann den Druck des Hydraulikfluids von der Pumpe 80 als Ant­ wort auf das Steuersignal von der CVT-Steuereinheit 1 inner­ halb des Bereichs vom minimalen Druck der ersten Einstellung (z. B. 0,6 MPa) bis zum maximalen Druck von ungefähr 4 MPa re­ geln und den geregelten Druck als Leitungsdruck anlegen.

Die Hydraulikpumpe 8 und das Hydrauliksteuerventilsystem 3, das das Leitungsdrucksolenoid 4, das Druckmodifizierungsventil 62, das Vorsteuerventil 61 und den Leitungsdruckregler 60 um­ faßt, entsprechen der "Leitungsdruckerzeugungseinrichtung" der Erfindung.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bestimmt die CVT-Steuereinheit 1 in einem Schritt 101 das Soll-Übersetzungsverhältnis, um den Schaltsteuerprozeß zu beginnen. Das Programm geht weiter zum Schritt 102, in dem eine Standardschrittposition des Schritt­ motors 64, die dem Soll-Übersetzungsverhältnis entspricht, be­ rechnet wird und ein Steuersignal, das einer Differenz zwi­ schen der Standardschrittposition und der Ist-Position des Schrittmotors 64 entspricht, an den Schrittmotor 64 ausgegeben wird. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß die CVT-Steuereinheit 1 das Hochschalten (Schalten zur HOHEN Sei­ te) ausführt.

In einem Schritt 103 wird für den späteren Prozeß die zusätz­ liche Schrittanzahl n auf null (d. h. n = 0) initialisiert.

In einem Schritt 104 wird der Schrittmotor 64 durch die Schrittanzahl des Steuersignals wie oben erwähnt betätigt. Dann wird das Schaltsteuerventil 63 über das Schaltverbin­ dungsglied 67, das mit dem Schrittmotor 64 gekoppelt ist, so betrieben, daß es beginnt, an die erste Zylinderkammer 20 der primären Riemenscheibe 16 einen Druck anzulegen. Im Ergebnis wird der Getriebemechanismus 10 so betätigt, daß er die beweg­ liche konische Platte 22 der primären Riemenscheibe 16 allmäh­ lich zur festen konischen Platte 18 der primären Riemenscheibe 16 bewegt und den Kontaktradius des V-Riemens 24 ändert (im vorliegenden Fall erhöht).

In einem nächsten Schritt 105 empfängt die CVT-Steuereinheit 1 Signale, die die Drehzahlen Npri und Nsec der primären Riemen­ scheibe 16 bzw. der sekundären Riemenscheibe 26 vom ersten Drehzahlsensor 6 bzw. vom zweiten Drehzahlsensor 7 repräsen­ tieren, und bestimmt anhand dieser Signale das Ist- Übersetzungsverhältnis.

In einem Schritt 106 wird geprüft, ob das Hochschalten erzielt worden ist, indem das Ist-Übersetzungsverhältnis mit dem Soll- Übersetzungsverhältnis verglichen wird. Falls der Schaltvor­ gang nicht erzielt worden ist, geht der Prozeß weiter zu einem Schritt 107.

Im Schritt 107 wird die zusätzliche Schrittanzahl n um den Wert "1" inkrementiert (d. h. n = n + 1).

In einem nächsten Schritt 108 wird geprüft, ob die zusätzliche Schrittanzahl n einen vorgegebenen Schwellenwert (z. B. 15) ü­ bersteigt.

Falls der Schwellenwert nicht überschritten wird, geht der Prozeß weiter zu einem Schritt 109, in dem die CVT- Steuereinheit 1 ein Befehlssignal ausgibt, um den Schrittmotor 64 mit dem Inkrement von einem Schritt anzutreiben und dann zum Schritt 104 zurückzukehren.

Wenn im Schritt 108 festgestellt wird, daß die zusätzliche Schrittanzahl n den Schwellenwert 15 übersteigt, geht der Pro­ zeß weiter zu einem Schritt 110, in dem die CVT-Steuereinheit 1 das Leitungsdrucksolenoid 4 in der Weise steuert, daß der minimale Leitungsdruck von der ersten Druckeinstellung (erster Pegel) zur zweiten Druckeinstellung (zweiter Pegel) geändert wird, und dann zum Schritt 104 zurückkehrt.

Wenn im Schritt 106 festgestellt wird, daß der Hochschaltvor­ gang abgeschlossen ist, geht der Schritt weiter zu einem Schritt 111, in dem der minimale Leitungsdruck wieder zur ers­ ten Druckeinstellung zurückgestellt wird. Danach wird das Steuerprogramm verlassen.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ermöglicht die CVT-Steuereinheit 1 dem Getriebemechanismus 10, normalerweise mit dem minimalen Leitungsdruck der ersten Druckeinstellung zu arbeiten, die niedriger als die zweite Druckeinstellung ist und ausreicht, um eine zuverlässige Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Wenn das Soll-Übersetzungsverhältnis trotz der Tatsache, daß der Schrittmotor 64 dazu veranlaßt wird, seine dem Soll-Übersetzungsverhältnis entsprechende Standardschritt­ position während des Hochschaltens einzunehmen, nicht einge­ stellt wird, treibt die CVT-Steuereinheit 1 den Schrittmotor 64 fortgesetzt inkrementierend in Hochschaltrichtung an und hält seinen Betrieb an, sobald das Soll-Übersetzungsverhältnis eingestellt ist.

Solange jedoch das Soll-Übersetzungsverhältnis während der Zeit, in der der Schrittmotor 64 angetrieben wird und die zu­ sätzliche Schrittanzahl den Schwellenwert erreicht, nicht ein­ gestellt wird, erhöht die CVT-Steuereinheit den minimalen Lei­ tungsdruck von der ersten Druckeinstellung zur zweiten Druck­ einstellung, die höher als die erste Druckeinstellung ist, um sukzessive ein Hochschalten zu erreichen. Sobald das Soll- Übersetzungsverhältnis eingestellt ist, wird der minimale Lei­ tungsdruck der zweiten Druckeinstellung zur ersten Druckein­ stellung zurückgeführt.

Es wird angemerkt, daß die CVT-Steuereinheit 1 der "Schalt­ steuereinrichtung" entspricht und daß der Schritt 106, der in dem Steuerprozeß von der CVT-Steuereinheit 1 ausgeführt wird, der "Einrichtung für die Bestimmung, ob der Schaltvorgang er­ zielt wird oder nicht" entspricht.

In der obigen Ausführungsform wird der minimale Leitungsdruck auf der ersten Druckeinstellung gehalten, die eine Verringe­ rung des Reibungsverlusts zwischen dem V-Riemen 24 und den Riemenscheiben 16 und 26 ermöglicht, es sei denn, daß das Hochschalten nicht erzielt wird. Nur wenn das Hochschalten nicht erzielt wird, wird der minimale Leitungsdruck zur zwei­ ten, höheren Druckeinstellung geändert und wieder zur ersten Druckeinstellung zurückgestellt, sobald das Hochschalten er­ zielt worden ist. Da der minimale Leitungsdruck auf der ersten Druckeinstellung solange wie möglich gehalten wird, wird ein verbesserter Kraftstoffverbrauch erzielt.

In der offenbarten Ausführungsform zählt die CVT-Steuereinheit 1 die Anzahl der zusätzlichen Schritte, bis der Schwellenwert erreicht ist, wenn sie versucht zu bestimmen, ob das Überset­ zungsverhältnis eingestellt wird. Statt der Zählprozedur könn­ te die CVT-Steuereinheit alternativ den Schrittmotor 64 inkre­ mentierend antreiben, bis er die Schrittposition erreicht, die dem maximalen Drehzahlverhältnis entspricht, und an diesem Punkt den minimalen Leitungsdruck von der ersten Druckeinstel­ lung zur zweiten Druckeinstellung anheben. Dies trägt zu einer verringerten Rechenlast in Verbindung mit dem Betrieb der CVT- Steuereinheit 1 bei.

Obwohl die Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit ih­ rer Anwendung auf das System beschrieben worden ist, das aus JP 11-82725-A bekannt ist, ist die Erfindung nicht auf motor­ getriebene Fahrzeuge des Typs mit CVT eingeschränkt, in denen die primäre Riemenscheibe direkt mit dem Drehmomentwandler ge­ koppelt ist, sondern findet Anwendung auf verschiedene Typen von Fahrzeugen.

Beispielsweise kann in Hybridfahrzeugen, die sowohl eine Brennkraftmaschine als auch einen Elektromotor als Antriebs­ quelle besitzen, der Getriebemechanismus mit dem Elektromotor gekoppelt sein.

Außerdem kann das Hydrauliksteuerventil in einer Fluidverbin­ dung mit einer Hydraulikpumpe stehen, die durch den Elektromo­ tor oder durch einen speziell hierfür vorgesehenen Motor betä­ tigt wird, anstatt daß die Hydraulikpumpe durch die Brenn­ kraftmaschine angetrieben wird.

Claims (5)

1. Hydrauliksteuersystem für stufenlose Getriebe, mit
einem Getriebemechanismus (10), der einen Satz einstellbarer erster und zweiter Rie­ menscheiben (16, 26), die eine erste bzw. eine zweite Zylinderkammer (20, 32) besitzen und deren Breite entsprechend einem an die Zylinderkammern (20, 32) angelegten Hyd­ raulikdruck veränderlich ist, und einen Riemen (24), der zwischen den Riemenscheiben (16, 26) vorgesehen ist, um dazwischen Drehmoment zu übertragen, umfasst,
einer Einrichtung (3, 8) zum Erzeugen eines Leitungsdrucks und zum ununterbrochenen Anlegen des Leitungsdrucks an die zweite Kammer (32), einem Schaltsteuerventil (63), das so beschaffen ist, dass es unter der Wirkung eines ihm zugeordneten Aktuators (64) arbeitet, um einen Druck, der gegenüber dem Leitungsdruck reduziert ist, an die erste Zylinderkammer (20) anzulegen, und
einer Schaltsteuereinrichtung (1), die einen Schaltbefehl für den Aktuator (64) in Abhän­ gigkeit vom Antriebszustand erzeugt und den Leitungsdruck modifiziert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltsteuereinrichtung (1) eine Einrichtung enthält, die bestimmt, ob der Schaltvorgang erzielt wird, indem das Ist-Übersetzungsverhältnis des Getriebemecha­ nismus (10) mit einem von der Schaltsteuervorrichtung (1) vorgegebenen Soll- Übersetzungsverhältnis verglichen wird, und
die Schaltsteuereinrichtung (1) so betreibbar ist, dass sie den Leitungsdruck von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erhöht, wenn die Bestimmungseinrichtung fest­ stellt, dass bei einem Hochschaltvorgang das Soll-Übersetzungsverhältnis durch Steuern des Aktuators (64) bei einem Leitungsdruck auf dem ersten Pegel nicht eingestellt wer­ den kann.

2. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator einen Schrittmotor (64) umfasst, der so beschaffen ist, dass er bis zu einer dem einzustellenden Soll-Übersetzungsverhältnis entsprechenden erwarteten Schrittposition angetrieben wird, und die Schaltsteuereinrichtung (1) so betreibbar ist, dass sie den Schrittmotor (64) zusätzlich in Inkrementen einer vorgegebenen Schrittanzahl antreibt, um den Leitungsdruck auf den zweiten Pegel zu erhöhen, sofern der Hochschaltvorgang nicht erzielt worden ist, wenn die zusätzliche Schrittanzahl einen vorgegebenen Wert erreicht.

3. Hydrauliksteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator einen Schrittmotor (64) umfasst, der so beschaffen ist, dass er bis zu einer dem einzustellenden Soll-Übersetzungsverhältnis entsprechenden erwarteten Schrittposition angetrieben wird, und die Schaltsteuereinrichtung (1) so betreibbar ist, dass sie den Schrittmotor (64) zusätzlich in Inkrementen einer vorgegebenen Schrittanzahl antreibt, um den Leitungsdruck auf den zweiten Pegel zu erhöhen, sofern der Hochschaltvorgang nicht erzielt worden ist, wenn der Schrittmotor (64) in eine dem maximalen Drehzahlver­ hältnis entsprechende Position angetrieben wird.

4. Hydrauliksteuersystem nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Ist-Übersetzungsverhältnis über Signale bestimmt wird, welche die Drehzahl (Npri) der ersten Riemenscheibe (16) bzw. die Drehzahl (Nsec) der zweiten Riemenscheibe (26) repräsentieren, welche von einem ersten Drehzahlsensor (6) bzw. einem zweiten Drehzahlsensor (7) empfangen werden.

5. Hydrauliksteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Schaltsteuereinrichtung (1) so betreibbar ist, dass der erhöhte Leitungsdruck auf den ersten Pegel abgesenkt wird, sobald festgestellt wird, dass der Hochschaltvorgang erzielt worden ist, nachdem der Leitungsdruck erhöht worden ist.