Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drucksteue- rung eines CVT im Schubbetrieb.

Stufenlose Automatgetriebe, nachfolgend als CVT be¬ zeichnet, bestehen üblicherweise aus folgenden Baugruppen: Anfahreinheit, Vorwärts-/Rückwärtsfahreinheit, Variator, Zwischenwelle und Differential. Der Variator wiederum be¬ steht aus einem Primär-Kegelscheibenpaar, einem Umschlin- gungsorgan und einem Sekundär-Kegelscheibenpaar. Jedes Ke¬ gelscheibenpaar besteht aus einer in axialer Richtung fest¬ stehenden Kegelscheibe und einer in axialer Richtung ver- schiebbaren Kegelscheibe. Über die axiale Position der Ke¬ gelscheiben wird die Momentübertragungsfähigkeit und die Übersetzung des CVT bestimmt. Ein derartiger Aufbau ist aus der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (1994), Nr. 6, Seite 380, bekannt. Aus der Antriebstechnik 26 (1987), Nr. 8, Seite 45, ist ein allgemeines Verfahren zur Druckberechnung für ein CVT be¬ kannt. Aus der EP-PS 0 451 887 ist die Anwendung eines der¬ artigen Verfahrens in Verbindung mit zwei elektronischen Getriebesteuergeräten bekannt.

Beim zuvor beschriebenen Stand der Technik wird keine Unterscheidung zwischen Zug- und Schubbetrieb gemacht. Da aber im Schubbetrieb die Momentübertragungsrichtung am Va¬ riator invertiert, weist der Stand der Technik den Nachteil einer fehlerhaften Druckberechnung auf.

Die Erfindung hat insofern zur Aufgabe, für den Schub¬ betrieb eine fehlerfreie Druckberechnung zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem mit dem Erkennen von Schubbetrieb das Druckniveau im Verstellraum des Sekundär-Scheibenpaares gemäß der Formel bestimmt wird:

p_SEK = (kP/kS) • cos α ^• M_t • SF/ (• 2μ ■ R • A_SEK)

hierin bedeuten:

cos α: Cosinus des Kegelscheibenwinkels M_t: Turbinenmoment μ: Reibwert Kegelscheibe/Umschlingungsorgan

R: Laufradius Umschlingungsorgan auf der Primärscheibe A_SEK: wirksame Verstelltlache Sekundärscheibe kP/kS: Kräfteverhältnis Primär-/Sekundärscheibe SF: Sicherheitsfaktor

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß bei der Anpreßdruckberechnung mitberücksichtigt wird, daß die Primärscheibe im Schubbetrieb zum drehmomentbestimmen¬ den Teil des Variators wird.

In einer Ausgestaltung hierzu wird vorgeschlagen, daß im Schubbetrieb das Turbinenmoment gemäß folgender Bezie¬ hung berechnet wird:

M t = M M + M P + M Seh + M Vb + [J Ges - ( dω/dt ) ]

hierin bedeuten:

M M: von der Antriebseinheit abgegebenes Moment

M_P: Aufnahmemoment der Pumpe entsprechend des Anpreßdruckbedarfes M_Sch: Schleppmoment der Antriebseinheit

M_Vb: Verlustmoment der Zusatz-Verbraucher

J_Ges- (dω/dt) : Summe der dynamischen Momente aller Ver¬ braucher, die den Variator im Schub belasten

Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß in die Berechnung des Turbinenmoments zum einen das dynamische Moment für die Massenbeschleunigung aller Zusatzverbraucher und ein quasi-statischer Anteil mit eingehen. Der quasi- statische Anteil setzt sich hierbei aus folgenden Anteilen zusammen: aktuelles, von der Antriebseinheit im Schubbe¬ trieb abgegebenes Moment, Aufnahmemoment der Pumpe, Schleppmoment der Antriebseinheit als Funktion der Tempera¬ tur und der Drehzahl sowie Verlustmoment der Zusatzverbrau- eher, wie z. B. Lenkhilfe, Generator oder Klimaanlage.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel darge¬ stellt.

Es zeigen:

Fig. 1A einen Programmablaufplan;

Fig. 1B eine Zug-/Schubkennlinie und

Fig. 2 ein Systemschaubild.

Fig. 1A zeigt einen Programmablaufplan zur Druckbe¬ rechnung. Das Programm beginnt mit der Abfrage SI, ob das Fahrzeug sich im Schubbetrieb befindet. Die Entscheidung wird anhand einer Zug-/Schubkennlinie gefällt. Diese ist in Fig. IB dargestellt. Wird bei Abfrage SI ermittelt, daß das Fahrzeug sich im Zugbereich befindet, so erfolgt bei Schritt S3 die Druckberechnung für den Variator gemäß der Zugberechnung. Wird bei Abfrage SI festgestellt, daß das Fahrzeug sich im Schubbereich befindet, so wird mit Schritt S2 die Druckberechnung gemäß der Schubfunktion aus¬ geführt. Bei Schritt S4 wird der so berechnete Druckwert für den Variator in Stromwerte ausgegeben.

Fig. IB zeigt eine Zug-/Schubkennlinie. Auf der Abszisse sind Drehzahlwerte der Antriebseinheit, hier Mo¬ tordrehzahl n_Mot, dargestellt. Auf der Ordinate sind Werte einer Fahrpedalstellung oder Drosselklappeninformation dar¬ gestellt. Mit Bezugszeichen A ist die eigentliche Zug-/ Schubkennlinie dargestellt, wobei Werte oberhalb der Kenn- linie A den Zugbereich darstellen und Werte unterhalb der Kennlinie den Schubbereich.

Fig. 2 zeigt ein stark schematisiertes Systemschaubild eines CVT. Mit Bezugszeichen 1 ist eine Brennkraftmaschine dargestellt, bestehend aus den beiden Blöcken 5 für das

Massenträgheitsmoment, 6 für das von der Brennkraftmaschine abgegebene Moment im Schubbetrieb und 7 für das Aufnahmemo¬ ment der Pumpe. Bezugszeichen 2 bezeichnet einen hydrodyna¬ mischen Wandler mit seinem Massenträgheitsmoment 8. Bezugs- zeichen 3 zeigt eine Vorwärtsfahrkupplung. Bezugszeichen 4 zeigt den Variator, bestehend aus dem Primär-Kegelscheiben- paar 11, dem Sekundär-Kegelscheibenpaar 12 und dem Um- schlingungsorgan 13. Die Verstellung des Primär-Kegelschei-

benpaares geschieht über die Kraftwirkung des Hydraulikme¬ diums auf die Fläche AI. Die Verstellung des Sekundär- Kegelscheibenpaares geschieht ebenfalls über die Kraftwir¬ kung des Hydraulikmediums auf die Fläche A2. Als weitere im Antriebsstrang angeordnete Blöcke sind mit Bezugszeichen 9 das Massenträgheitsmoment des Antriebs und mit Bezugszeichen 10 das Massenträgheitsmoment des Primär- Scheibensatzes dargestellt. Die Drehzahl der Primärwelle 14 wird über einen Drehzahlsensor 16 gemessen. Die Drehzahl der Sekundärwelle 15 wird über einen Drehzahlsensor 17 ge¬ messen. Bezugszeichen 18 zeigt einen Strom-/Druckwandler, der Stromwerte in einen Druckwert für die Vorwärtsfahr upp- lung 3 wandelt. Bezugszeichen 19 zeigt eine Druckmeßein¬ richtung für das Druckniveau des Sekundär-Kegelscheiben- paares. Mit Bezugszeichen 20 ist ein elektronisches Getrie¬ besteuergerät bezeichnet, welches aus den zuvor beschriebe¬ nen Eingangsgrößen und zusätzlich aus der Fahrzustandser- kennung Zug/Schub 21 das erforderliche Druckniveau be- stimmt. Für den Schubbetrieb wird das Druckniveau im Verstellraum des Sekundär-Scheibenpaares 12 gemäß folgender Formel be¬ rechnet:

p SEK = (kP/kS) • cos α • M t • SF/ (• 2μ • R • A SEK)

hierin bedeuten:

cos α: Cosinus des Kegelscheibenwinkels

M_t : Turbinenmoment μμ:: Reibwert Kegelscheibe/Umschlingungsorgan

R : Laufradius Umschlingungsorgan auf der Primärscheibe

A_SEK: wirksame Versteilfläche Sekundärscheibe kP/kS: Kräfteverhältnis Primär-/Sekundärscheibe SF: Sicherheitsfaktor

Unter Kegelscheibenwinkel ist der Winkel der Kegel¬ scheibenflanke gegenüber der Waagerechten zu verstehen, z. B. 11 Grad. Das Kräfteverhältnis kP/kS wird üblicherwei¬ se über ein entsprechendes Diagramm ermittelt. Der Sicher¬ heitsfaktor wird aus Versuchen ermittelt.

Das Turbinenmoment wiederum wird gemäß folgender Be¬ ziehung berechnet:

M_t = M_M + M_P + M_Sch + M_Vb + [J_Ges • (dω/dt)]

hierin bedeuten:

M_ _M : von der Antriebseinheit abgegebenes Moment

M_ P : Aufnahmemoment der Pumpe entsprechend des Anpreßdruckbedarfes

M_ Seh : Schleppmoment der Antriebseinheit

M Vb : Verlustmoment der Zusatz-Verbraucher

J Ges- (dω/dt ) Summe der dynamischen Momente aller Ver¬ braucher, die den Variator im Schub belasten

Das derart berechnete Turbinenmoment enthält einen dynamischen Faktor J_GeS' (dω/dt) und einen quasi-statischen Faktor, der sich aus folgenden Größen zusammensetzt: aktu¬ elles, von der Antriebseinheit abgegebenes Moment M_M, Auf- nahme oment der Pumpe M_P, Schleppmoment der Antriebsein¬ heit in Abhängigkeit der Temperatur M_Sch und der Drehzahl und Verlustmoment von Zusatz-Verbraucher M_Vb, wie Lenkhil¬ fe, Generator oder Klimaanlage. Die Größe Schleppmo-

ment M_Sch der Antriebseinheit wird üblicherweise über ein Kennfeld ermittelt, so daß gilt: M_Sch = f(Teta, n_Mot) . Hierin bedeuten Teta die Kühlmitteltemperatur und n_Mot die Drehzahl der Antriebs-einheit. Das Kennfeld ist hierbei so ausgelegt, daß bei Erreichen der Betriebstemperatur der Antriebseinheit der Einfluß auf die Größe M_Sch gegen Null geht. Die Größe M_Vb kann aus einem Kennfeld oder einer digitalen, also z. B. Klimaanlage „An" oder „Aus", Informa¬ tion der Verbraucher gewonnen werden.

Bezugszeichen

1 Brennkraftmaschine 2 hydrodynamischer Wandler

3 Vorwartsfahrkupplung

4 Variator

5 Massentragheitsmoment Brennkraftmaschine

6 Schubmoment Brennkraftmaschine 7 Aufnahmemoment Pumpe

8 Massentragheitsmoment hydrodynamischer Wandler

9 Massentragheitsmoment Antrieb

10 Massentragheitsmoment Pπmarsatz

11 Primar-Kegelscheibenpaar 12 Sekundar-Kegelscheibenpaar

13 Umschlmgungsorgan

14 Pπmarwelle

15 Sekundarwelle

16 Drehzahlsensor Pπmarwelle 17 Drehzahlsensor Sekundarwelle

18 Drucksteuerung Vorwartsfahrkupplung

19 Druckmeßeinrichtung Sekundar-Kegelscheibenpaar

20 elektronische Getπebesteuerung

21 Eingangsgroße Zug/Schub