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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT A SKID CONTROL FOR A STEPLESS GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/025144
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for carrying out a skid control for a stepless gearbox, in particular a belt transmission. A method for carrying out a skid control for a stepless gearbox, in particular a belt transmission, whereby an input pulley set and an output pulley set are connected together for torque transfer by means of a looped belt means in which a force ratio (Zeta) between the input pulley set and the output pulley set of a variable speed gear is set depending on a safety value.

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Inventors:
REUSCHEL MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/002913
Publication Date:
March 25, 2004
Filing Date:
September 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
LUK LAMELLEN & KUPPLUNGSBAU (DE)
REUSCHEL MICHAEL (DE)
International Classes:
F02D29/00; B23Q1/68; B60K17/00; B60K28/00; B60K28/10; B60K28/14; B60K31/04; B60Q1/44; B60Q11/00; B60T8/88; B60T17/22; B60W10/04; B60W10/10; B60W30/18; B60W50/02; F02D41/04; F02D45/00; F16H9/00; F16H59/00; F16H59/06; F16H59/30; F16H59/70; F16H61/02; F16H61/12; F16H61/32; F16H61/662; G05B9/02; H04L1/00; B60W10/06; F02D41/22; F16H61/00; (IPC1-7): F16H617/00
Domestic Patent References:
WO2001020198A12001-03-22
Foreign References:
EP0760441A21997-03-05
US5707314A1998-01-13
EP1158216A22001-11-28
US6099424A2000-08-08
Attorney, Agent or Firm:
LUK LAMELLEN UND KUPPLUNGSBAU BETEILIGUNGS KG (Bühl, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe, insbesondere bei einem Umschlingungsgetriebe, bei dem ein antreibender Scheibensatz und ein angetriebener Scheibensatz über ein Umschlingungsmittel zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftverhältnis (Zeta) zwischen dem antreibenden Scheibensatz und dem angetriebenen Scheibensatz eines Variators in Abhängigkeit von einem Sicherheitswert eingelernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sicherheitswert das Kraftverhältnis an einem tatsächlichen Betriebspunkt zwischen der tatsächlichen Anpresskraft und der Kraft, bei welcher ein Durchrutschen des Umschlingungsmittels erfolgt, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft bei bekanntem Rutschpunkt an dem angetriebenen Scheibensatz bis kurz vor Erreichen des Rutschpunktes bei dem Umschlingungsmittel reduziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Reduzierung der Anpresskraft eine Übersetzungsregelung bei dem Variator aktiv gehalten wird und die Änderung der Anpresskraft durch eine entsprechende Ansteuerung des Druckes an zumindest einem Scheibensatz ausgeglichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftverhältnis als Funktion der Sicherheit abgespeichert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei quasistatischen Betriebszuständen des Getriebes durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als quasistatischer Betriebszustand ein Betriebszustand im Overdrivebereich (OD) bei Konstantfahrten verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kräfteverhältnis (Zeta) abschnittsweise adaptiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis des Variators mit unterschiedlichen Werten des Kraftverhältnisses zeitlich nacheinander angefahren wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den jeweiligen Betriebszuständen ermittelten Werte des Kraftverhältnisses (Zeta) gespeichert werden und/oder in einem parametrisierten Modell verwendet werden.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftverhältnis (Zeta) in Abhängigkeit der Sicherheit und der Übersetzung des Variators abgelegt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den beiden Scheibensätzen abgeschätzt wird, indem aus dem bekannten Ansteuerstrom der Hydraulikventile der Scheibensätze ein theoretischer Druckwert berechnet wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im laufenden Fahrzeugbetrieb ein Maximum des Kraftverhältnisses (Zeta) berechnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Anpresskraft an dem angetriebenen Scheibensatz das Eingangsmotormoment derart erhöht wird, dass es zum Durchrutschen des Umschlingungsmittels des Getriebes kommt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmotormoment konstant gehalten und dabei die Anpresskraft abgesenkt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit gelernten ZetaMaxWerten die Betriebsparameter des Getriebes korrigiert werden, um eine optimale Anpressung sicherzustellen.
17. Vorrichtung zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe, insbesondere einem Umschlingungsgetriebe, bei der ein antreibender Scheibensatz und ein angetriebener Scheibensatz über ein Umschlingungsmittel zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt ist, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Einlernen eines Kraftverhältnisses (Zeta) zwischen dem antreibenden Scheibensatz und dem getriebenen Scheibensatz eines Variators in Abhängigkeit von einem Sicherheitswert vorgesehen ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe, insbesondere einem Umschlingungsgetriebe, bei dem ein antreibender Scheibensatz und ein angetriebener Scheibensatz über ein Umschlingungsmittel zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt sind.

Aus der Fahrzeugtechnik sind stufenlosen Getriebe, wie z. B. Umschlingungsgetriebe bekannt, welche üblicherweise einen antreibenden Scheibensatz und einen angetriebenen Scheibensatz aufweisen, die mittels eines Umschlingungsmittels zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt sind. Bei einer frei gesteuerten Anpresskraft an den Scheibensätzen ist es für die Übersetzungsregelung bei dem Umschlingungsgetriebe hilfreich, wenn der genaue Verlauf des Kräfteverhältnisses in Abhängigkeit von einer Sicherheit bzw. einem Sicherheitsfaktor bekannt ist. Bei bestimmten Fahrsituationen, z. B. bei radseitigen Stößen oder dergleichen, ist es erforderlich, dass der Sicherheitsfaktor erhöht werden sollte. Dies kann bei der Übersetzungsregelung bei den bekannten Umschlingungsgetrieben nicht berücksichtigt werden, sodass die Auswirkungen des sich veränderten Kraftverhältnisses auf die Übersetzung des Variators nicht vermindert bzw. aufgehoben werden können. Dadurch kann der Komfort im Fahrzeug nachteilig beeinflusst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, um die Übersetzungsregelung bei einem stufenlosen Getriebe weiter zu optimieren.

Diese Aufgabe kann verfahrensmäßig durch ein Verfahren zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe, insbesondere einem Umschlingungsgetriebe, bei dem ein antreibender Scheibensatz und ein angetriebener Scheibensatz über ein Umschlingungsmittel zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt wird, gelöst werden, bei dem das Kraftverhältnis (Zeta) zwischen dem

antreibenden Scheibensatz und dem getriebenen Scheibensatz eines Variators in Abhängigkeit von der Sicherheit eingelernt wird. Auf diese Weise kann eine Adaption des Kraftverhältnisses zwischen dem antreibenden und angetriebenen Scheibensatz eines Variators in Abhängigkeit von Sicherheitskriterien (Sicherheit) bei einem Fahrzeug realisiert werden. Dadurch kann die Übersetzungsregelung, insbesondere bei stufenlosen Getrieben erheblich verbessert werden.

Als Sicherheit wird dabei das Kraftverhältnis an einem aktuellen Betriebspunkt zwischen der tatsächlichen Anpresskraft und der Kraft, bei welcher ein Durchrutschen des Umschlingungsmittels erfolgt, bezeichnet. Wenn beispielsweise die Sicherheit den Wert 1,0 annimmt, befindet man sich am Rutschpunkt des Umschlingungsmittels.

Es ist möglich, dass zunächst der Rutschpunkt bestimmt wird. Dies kann beispielsweise durch eine Überlagerung einer Schwingung bei dem Anpressdruck und einer Kreuzkorrelation zwischen den Drehzahlen der Scheibensätze oder dergleichen erfolgen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einer sehr hohen Anpresssicherheit begonnen die Sicherheit zu reduzieren, wenn der Rutschpunkt bekannt ist. Dies kann bis zum Erreichen des Rutschpunktes oder auch bis zu dem Zeitpunkt, der kurz vor dem Rutschpunkt liegt, durchgeführt werden. Vorzugsweise kann diese Vorgehensweise durch eine Reduktion der Anpresskraft z. B. an dem angetriebenen Scheibensatz realisiert werden. Dabei kann die Übersetzungsregelung z.

B. aktiv bleiben und die Änderung des Kraftverhältnisses bzw. des Zeta-Wertes durch eine entsprechende Ansteuerung der Scheibensatzdrücke ausgeglichen werden.

Der Zeta-Wert bzw. das Kraftverhältnis zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Scheibensatz kann durch Kenntnis der Drehzahlen, der Übersetzung und der Scheibensatzdrücke bzw. der Ansteuergrößen für die Scheibensätze bestimmt bzw. berechnet werden. Die entsprechenden Zeta-Werte können vorzugsweise als Funktion der Sicherheit abgespeichert werden. Somit kann das Kraftverhältnis in vorteilhafter Weise vorgesteuert werden, um immer eine optimale Anpresskraft bei ausreichender Sicherheit zu ermöglichen.

Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren bevorzugt bei quasistatischen Betriebszuständen mit konstanter Sicherheit und/oder bei einem bewussten langsamen Reduzieren der Sicherheit durchgeführt wird.

Diese Betriebszustände liegen üblicherweise bevorzugt im Overdrivebereich (OD) bei Konstantfahrten vor. Weil der Anpressbedarf vom Eingangsmoment und damit vom Motormoment abhängig ist, sollte das Motormoment nicht zu hoch sein, um einen möglichst großen Sicherheitsbereich durchfahren zu können. Bevorzugt wird ein Bereich zwischen 50 und 100 Nm verwendet. Jedoch sind auch andere Bereiche und Betriebszustände möglich.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung muss die erfindungsgemäße Adaption nicht notwendigerweise kontinuierlich durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass diese abschnittsweise oder dergleichen betrieben wird. Demzufolge kann z. B. ein Übersetzungspunkt im Getriebe mit unterschiedlichen Sicherheiten zeitlich nacheinander angefahren werden. Die zu den jeweiligen Betriebspunkten ermittelten Werte des Kraftverhältnisses (Zeta) können in einer entsprechenden Speichertabelle oder dergleichen abgespeichert werden und/oder auch in einem parametrisierten Modell verwendet werden. Mittels dieser Adaption ist eine individuelle Anpassung der Übersetzungsregelung an das jeweilige Getriebe möglich.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist es auch denkbar, dass der Zeta-Wert in Abhängigkeit von der Sicherheit und der Übersetzung zur Adaption abgelegt bzw. gespeichert wird. Auf diese Weise kann dann, anstatt einer Kennlinie, ein Kennfeld adaptiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann auch eine geeignete Abschätzung der Drücke in den Scheibensätzen durchgeführt werden. Für die Berechnung des Zeta- Wertes ist die Kenntnis aller Kraftkomponenten notwendig. Neben den Federkräften werden auch Kräfte berücksichtigt, welche aus den statischen und dynamischen Drücken berechnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Drücke bekannt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich diese statischen Drücke zu kennen, denn es sind jeweils Annahmen über mittlere Kennlinien der Hydraulikventile ausreichend. Da der Ansteuerstrom der Hydraulikventile

bekannt ist, kann aus diesem Wert ein theoretischer Druckwert berechnet werden. Der Fehler zwischen einer approximierten und der realen Ventilkennlinie kann dadurch kompensiert werden, dass bevorzugt bei der Ansteuerung der Scheibensätze diese approximierten Ventilkennlinien verwendet werden. Somit kann eine Abweichung auf einfachste Weise kompensiert werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt im laufenden Fahrzeugbetrieb ein Zeta-Maximum berechnet wird. Dabei kann für eine feste Anpresskraft am getriebenen Scheibensatz das Eingangsmoment derart erhöht werden, dass es zum Durchrutschen des Umschlingungsmittels des Getriebes kommt.

Es ist auch möglich, dass das Eingangsmoment konstant gehalten und dabei die Anpresskraft abgesenkt wird. Das Kraftverhältnis (Zeta) steigt dabei zunächst an und fällt vor dem Durchrutschen des Umschlingungsmittels (Rutschpunkt) wieder ab. Der Abstand zum Rutschpunkt von dem Zeta-Maximum-Wert liegt abhängig von der Übersetzung etwa bei 10%-30%. Dieser Abstand ist in der Regel unabhängig von der Anpresskraft.

Es hat sich gezeigt, dass für das Getriebe ein Betrieb, welcher im linken Bereich von dem Zeta-Maximum liegt, besonders vorteilhaft ist. Im Betrieb ist es z. B. möglich, dass die Verläufe der Kraftverhältnisse bei einer Reduktion der Anpresskraft aufgezeichnet bzw. abgespeichert werden. Wenn festgestellt wird, dass sich das Zeta-Maximum zu einer definierten Anpresskraft verschoben hat, hat sich der tatsächliche Anpressbedarf geändert.

Mit den bekannten Zeta-Max-Werten können entsprechende Korrekturen der Betriebsparameter durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Anpressung in den gewünschten Betriebsbereichen (links vom Zeta-Maximalwert) realisiert wird.

Vorzugsweise können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Betriebsparameter der maximalen Zeta-Werte z. B. über der Sicherheit und/oder der Übersetzung abgespeichert werden.

Durch die vorgeschlagene Korrektur der Reglerparameter wird insbesondere die Fahrbarkeit bzw. der Fahrkomfort bei Fahrzeugen mit stufenlosen Getrieben erheblich verbessert. Ferner werden Störeinflüsse über den Zeta-Wert maßgeblich reduziert.

Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Überwachung des tatsächlichen Anpresskraftbedarfes realisiert.

Des weiteren kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Durchführen einer Schlupfregelung bei einem stufenlosen Getriebe, insbesondere einem Umschlingungsgetriebe, bei der ein antreibender Scheibensatz und ein angetriebener Scheibensatz über ein Umschlingungsmittel zur Momentenübertragung miteinander gekoppelt ist, insbesondere zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens, gelöst werden, bei der eine Einrichtung zum Einlernen eines Kraftverhältnisses (Zeta) zwischen dem antreibenden Scheibensatz und dem getriebenen Scheibensatz eines Variators in Abhängigkeit von einem Sicherheitswert vorgesehen ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen.

Es zeigen : Figur 1 ein Flussdiagramm einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ; und Figur 2 ein Diagramm mit der Darstellung der Zeta-Max-Messung Eine geeignete Abschätzung der Drücke in den Scheibensätzen wird anhand eines Flussdiagramms in Figur 1 dargestellt. Für die Berechnung des Zeta-Wertes ist die Kenntnis aller Kraftkomponenten notwendig. Neben den Federkräften werden auch Kräfte berücksichtigt, welche aus den statischen und dynamischen Drücken berechnet werden.

Bei der vorgeschlagenen Abschätzung werden jeweils Annahmen über mittlere Kennlinien der Hydraulikventile verwendet. Da der Ansteuerstrom der Hydraulikventile

bekannt ist, kann aus diesem Wert ein theoretischer Druckwert berechnet werden. Der Fehler zwischen der approximierten und der realen Ventilkennlinie wird dadurch kompensiert, dass bei der Ansteuerung der Scheibensätze diese approximierten Ventilkennlinien verwendet werden.

In Figur 2 sind die Verläufe von Zeta (A), der Anpresskraft (B) an dem getriebenen Scheibensatz, dem Eingangsmotormoment (C) und der Sicherheit (D) dargestellt.

Bei der erfindungsgemäßen Bestimmung des Zeta-Max-Wertes kann für eine nahezu konstante Anpresskraft am getriebenen Scheibensatz das Eingangsmoment derart erhöht werden, dass es zum Durchrutschen des Umschlingungsmittels des Getriebes kommt. Nach dem Zeta-Maximum wird der Rutschpunkt anhand einer Reduzierung des Zeta-Werts deutlich. Insgesamt ergibt sich, dass für das stufenlose Getriebe ein Betrieb besonders vorteilhaft ist, wenn Werte verwendet werden, welche vor dem Zeta- Maximum liegen.




 
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