DE19540925A1 - Continuously adjustable gearing of vehicle with control unit - Google Patents
Continuously adjustable gearing of vehicle with control unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeu ges mit einer Steuereinheit, durch die eine Verstelleinrichtung zur Änderung der Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von einem Leistungsvorgabewert und von der Fahrzeug-Geschwindigkeit sowie unter Berücksichtigung zu mindest einer weiteren Randbedingung betätigt wird. Zum bekannten Stand der Technik wird beispielshalber auf die EP 0 574 968 A1 verwiesen.The invention relates to a continuously variable transmission of a motor vehicle ges with a control unit through which an adjusting device for change the gear ratio depending on a performance specification and from the vehicle speed as well taking into account at least one further boundary condition is actuated. To the known state The technology is referred to for example EP 0 574 968 A1.
Übliche Fahrzeuge mit stufenlos verstellbaren Getrieben, d. h. sog. CVT- Fahrzeuge besitzen einen Wählhebel, mit dem für Bergfahrten des Fahrzeu ges eine spezielle Getriebesteuerung abgerufen wird. Hierbei wird die Min destdrehzahl des Fahrzeug-Antriebsaggregates - üblicherweise handelt es sich hierbei um eine das Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine - ge genüber einer Fahrt in der Ebene erhöht. Auf diese Weise wird bei einer Bergauffahrt, d. h. bei einer Steigungsstrecke, eine höhere Antriebsleistung und bei einer Bergabfahrt, d. h. bei einer Gefällestrecke, ein höheres Bremsmoment (da in diesem Fall quasi das Fahrzeug das Antriebsaggregat antreibt) zur Verfügung gestellt. Diese beiden Effekte sind bei einer Bergfahrt erwünscht, jedoch erfordert das manuelle Anwählen des sog. Bergprogram mes einen Eingriff des Fahrzeug-Fahrers. Ferner kann das Bergprogramm eines üblichen CVT-Fahrzeuges die Steigungsintensität oder die Gefälle intensität nicht berücksichtigen, was zur Folge hat, daß bei einer Bergauffahrt bei leichter Steigung die Drehzahl des Antriebsaggregates für eine Konstant fahrt zu hoch und bei einer großen Steigung zu niedrig ist. Fährt im bekann ten Stand der Technik das Fahrzeug bergab, so ist bei einer leichten Nei gung die Drehzahl des Antriebsaggregates und somit dessen Bremsmoment zu hoch. Dies macht eine kontinuierliche Leistungsabgabe des Antriebs aggregates erforderlich, d. h. im Falle einer Brennkraftmaschine muß "ständig Gas gegeben werden". Liegt hingegen ein starkes Gefälle vor, so ist dann das Bremsmoment zu niedrig, so daß dann das Fahrzeug durch Betä tigung der Betriebsbremse kontinuierlich abgebremst werden muß.Common vehicles with continuously variable transmissions, d. H. so-called CVT Vehicles have a selector lever with which the vehicle drives uphill a special transmission control is called up. The min minimum speed of the vehicle drive unit - usually it is is an internal combustion engine driving the vehicle compared to a ride on the plain. In this way, at a Uphill, d. H. with a slope, a higher drive power and when going downhill, d. H. on a slope, a higher one Braking torque (since in this case the vehicle is the drive unit drives) provided. These two effects are when driving uphill desired, but manual selection of the so-called mountain program is required with an intervention by the vehicle driver. Furthermore, the mountain program of a conventional CVT vehicle, the gradient or the gradient Do not consider the intensity, which has the consequence that when driving uphill with a slight incline, the speed of the drive unit for a constant drives too high and is too low on a steep incline. Drives in the familiar State of the art the vehicle is downhill, so with a slight Nei supply the speed of the drive unit and thus its braking torque too high. This makes the drive output continuously aggregates required, d. H. in the case of an internal combustion engine "are always on the gas". If, on the other hand, there is a steep gradient, then then the braking torque too low, so that then the vehicle by Betä service brake must be braked continuously.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gegenüber dem bekannten Stand der Technik verbessertes stufenloses verstellbares Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen.The object of the invention is therefore one compared to the known state the technology improved continuously variable transmission after the Show preamble of claim 1.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß als weitere Randbedingung eine Bergfahrt des Fahrzeuges berücksichtigt wird. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that as a further boundary condition a ride up the vehicle is taken into account. Advantageous training and Further training is the content of the subclaims.
Erfindungsgemäß erkennt die Steuereinheit des stufenlos verstellbaren Ge triebes selbsttätig, daß eine Bergfahrt vorliegt, d. h. daß das Fahrzeug eine Steigungsstrecke oder eine Gefällestrecke befährt. Erfindungsgemäß nimmt die Steuereinheit dann auch die entsprechend notwendigen Maßnahmen vor, d. h. die jeweilige Getriebeübersetzung wird optimal an die Erfordernisse im Hinblick auf eine Bergfahrt eingestellt. Dabei kann nicht nur berücksichtigt werden, daß eine Bergfahrt vorliegt, sondern es kann zusätzlich auch die Intensität der Steigung oder des Gefälles berücksichtigt werden.According to the invention, the control unit recognizes the continuously adjustable Ge drive automatically that there is a mountain trip, d. H. that the vehicle is a Incline or descent. According to the invention the control unit then also takes the necessary measures before, d. H. the respective gear ratio is optimally tailored to the requirements set with a view to an ascent. It can not only take into account be that there is a mountain trip, but it can also be the Intensity of the incline or descent can be taken into account.
Zwar ist eine selbsttätige Bergfahrt-Erkennung sowie die Einleitung entspre chender Maßnahmen bei automatischen Stufengetrieben bekannt (vgl. bei spielsweise DE 42 04 594 A1 oder DE 44 20 419 A1), jedoch ist dieser be kannte Stand der Technik nicht ohne weiteres auf stufenlos verstellbare Ge triebe übertragbar. Darüber hinaus sind bei stufenlos verstellbaren Getrieben zusätzliche Bergfahrt-Funktionen umsetzbar, wie aus der weiteren Beschrei bung noch ersichtlich wird.An automatic ascent detection and the initiation correspond appropriate measures for automatic multi-speed transmissions (cf. for example DE 42 04 594 A1 or DE 44 20 419 A1), but this is did not know the state of the art easily on continuously adjustable Ge shoots transferable. In addition, there are continuously variable transmissions Additional ascent functions can be implemented, as described in the description below exercise is still apparent.
Bevorzugt wird eine Bergfahrt, d. h. das Befahren einer Steigungsstrecke oder einer Gefällestrecke durch einen Vergleich des vom das Fahrzeug an treibenden Antriebsaggregat abgegebenen Drehmomentes mit der tatsächli chen Fahrzeug-Beschleunigung erkannt. Die hier sog. Bergerkennung be rechnet somit zunächst das Fahrzeug-Antriebsmoment aus dem bekannten Abgabe-Drehmoment des Antriebsaggregates. Letzteres ist bei den heute üblichen Steuergeräten für Antriebsaggregate (im allgemeinen Brennkraft maschinen) explizit abrufbar. Bei dieser Berechnung kann ein Antriebs strangmodell zugrundeliegen, welches Trägheiten, aktuelle Wirkungsgrade sowie die Übersetzung des Antriebsstranges berücksichtigt. Schließlich kann aus diesem Fahrzeug-Antriebsmoment eine Soll-Fahrzeugbeschleunigung berechnet werden und direkt mit der Ist-Fahrzeugbeschleunigung verglichen werden. Letztere ist mathematisch einfach die Ableitung der Getriebe-Ab triebsdrehzahl nach der Zeit. Aus diesem Vergleich der Soll-Fahrzeugbe schleunigung mit der Ist-Fahrzeugbeschleunigung ist im Rahmen einer rela tiv guten Abschätzung direkt die Intensität der Steigung ableitbar. Ebenso kann die Intensität eines Gefälles erkannt und ermittelt werden, wenn die Bremsmoment-Kennlinie des Antriebsaggregates bekannt ist. Letztere wird auch als sog. Schubleistungskurve bezeichnet.An uphill ride is preferred. H. driving on a slope or a gradient by comparing the distance from the vehicle driving drive unit output torque with the actual Chen vehicle acceleration detected. The so-called mountain detection here thus first calculates the vehicle drive torque from the known one Output torque of the drive unit. The latter is with today usual control units for drive units (generally internal combustion machines) can be called up explicitly. With this calculation, a drive strand model on which inertia, current efficiency as well as the transmission ratio of the drive train. Finally, can a target vehicle acceleration from this vehicle drive torque be calculated and compared directly with the actual vehicle acceleration will. The latter is mathematically simply the derivation of the gearbox-Ab drive speed according to time. From this comparison the target vehicle acceleration with the actual vehicle acceleration is within a rela tiv good estimate the intensity of the slope can be derived directly. As well the intensity of a gradient can be recognized and determined if the Braking torque characteristic of the drive unit is known. The latter will also referred to as the so-called thrust performance curve.
Ist nunmehr beim Befahren einer Steigungsstrecke die Intensität der Fahr bahnsteigung bekannt, so kann die Getriebeübersetzung derart eingestellt werden, daß das Fahrzeug-Antriebsaggregat stets eine ausreichende Lei stung abgeben kann. Letzteres impliziert eine Mindestdrehzahl des Fahr zeug-Antriebsaggregates, d. h. insbesondere der Fahrzeug-Brennkraftma schine, so daß hierdurch eine bestimmte Mindest-Getriebeübersetzung fest gelegt ist. Eine ausreichende Leistungsabgabe für eine Konstantfahrt berg auf kann definitionsgemäß dann vorliegen, wenn hierbei das übliche Fahr pedal oder Gaspedal, d. h. das den Leistungsvorgabewert definierende Leistungssteuerglied näherungsweise zu einem Drittel seines möglichen Ver stellweges betätigt wird. In anderen Worten wird die Mindestdrehzahl des Antriebsaggregates (der Brennkraftmaschine) bei einer steigungsabhängi gen Leistungsanforderung somit so bestimmt, daß bei dieser Drehzahl eine Konstantfahrt bergauf mit etwa einem Drittel "Gas" möglich ist. Auch bei ei ner anschließenden Gaspedal-Rücknahme, d. h. bei einer Verstellung des Leistungssteuergliedes auf den Wert Null soll die Getriebeübersetzung zu mindest kurzfristig nicht verändert werden, um die bei automatischen Stu fengetrieben als unangenehm bekannten Pendelschaltungen zu vermeiden. Vorteilhafterweise ist mit dieser Auslegungsphilosophie auch eine Be schleunigung trotz Befahren der Steigungsstrecke ohne Veränderung der Getriebeübersetzung möglich.Is now the intensity of the drive when driving on a slope known path incline, the gear ratio can be set in this way be that the vehicle drive unit always sufficient lei can deliver. The latter implies a minimum driving speed tool drive unit, d. H. especially the vehicle internal combustion engine Schine, so that thereby a certain minimum gear ratio fixed is laid. A sufficient power output for a constant mountain ride According to the definition, this can be the case if the usual driving pedal or accelerator pedal, d. H. the one that defines the default power value Performance control element approximately to a third of its possible ver actuating path is actuated. In other words, the minimum speed of the Drive unit (the internal combustion engine) with a slope dependent Gen power requirement thus determined so that at this speed Constant uphill travel with about a third of "gas" is possible. Even with egg a subsequent accelerator withdrawal, d. H. when the Power control element to the value zero should the gear ratio not to be changed at least in the short term in order to avoid the automatic stu to avoid mechanically known pendulum circuits. Advantageously, this design philosophy is also a Be acceleration despite driving up the slope without changing the Gear ratio possible.
Zusätzlich zu den bislang erläuterten Regelungskriterien kann darüber hinaus bei Befahren einer Steigungsstrecke die Getriebeübersetzung im Hinblick auf höhere Drehzahlwerte des Fahrzeug-Antriebsaggregates als bei Fahren in der Ebene eingestellt werden. Dies bedeutet grundsätzlich eine Verschiebung der Getriebeübersetzungs-Strategie in eine sportliche Rich tung. Als Folge hiervon ergibt sich zugleich üblicherweise eine größere Hysteresebreite im Hinblick auf Hochschalt- bzw. Rückschaltvorgänge. Auch hierdurch werden vorteilhafterweise Pendelschaltungen vermieden.In addition to the regulatory criteria explained so far, this can also be done in addition, when driving on a slope, the gear ratio in With regard to higher speed values of the vehicle drive unit than at Driving in the plane can be set. This basically means one Shifting the gearbox translation strategy to a sporty rich tung. As a result, there is usually a larger one Hysteresis range with regard to upshifts or downshifts. Also this advantageously avoids oscillating circuits.
Besonders vorteilhaft ist die selbsttätige Berücksichtigung einer Bergfahrt bei einem erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Getriebe jedoch beim Befahren von Gefällestrecken. Hier kann nämlich - insbesondere bei einem Leistungsvorgabewert von Null - unter Nutzung des Antriebsaggregat- Bremsmomentes die Getriebeübersetzung im Hinblick auf eine im wesentli chen konstante Fahrgeschwindigkeit eingestellt werden. Bevorzugt erfolgt dies bei Nichtbetätigung der Fahrzeug-Bremse. Fährt der Fahrer des Fahr zeuges somit bergab und betätigt hierbei weder das Gaspedal noch die Bremse, so wird die Getriebeübersetzung derart eingestellt, daß die momen tan aktuelle Fahrgeschwindigkeit beibehalten wird. In anderen Worten be deutet dies, daß beim Auftreten des Zustandes "Null Gas" und "Null Bremse" die aktuelle Fahrgeschwindigkeit abgespeichert wird. Dann wird die Getrie beübersetzung somit derart eingeregelt, daß das bei dieser Antriebsaggre gat-Drehzahl dann zur Verfügung stehende Bremsmoment des Antriebs aggregates so hoch ist, daß das Fahrzeug bei der Bergabfahrt weder be schleunigt noch verzögert wird. Hierdurch liegt quasi eine automatische Ge schwindigkeitsregelung vor, wobei die Getriebeabtriebsdrehzahl im wesent lichen konstant gehalten wird.The automatic consideration of a mountain trip is particularly advantageous a continuously variable transmission according to the invention Driving on gradients. This is because - especially with one Performance default value of zero - using the drive unit - Braking torque the gear ratio with a view to a Chen constant driving speed can be set. Preferably done this if the vehicle brake is not applied. The driver is driving Stuff downhill and does not operate the accelerator pedal or the Brake, the gear ratio is set so that the moment tan current driving speed is maintained. In other words, be this means that when the state "zero gas" and "zero brake" occurs the current driving speed is saved. Then the gearbox thus adjusted in such a way that in this drive unit gat speed then available braking torque of the drive aggregates is so high that the vehicle is neither be when driving downhill accelerates or decelerates. As a result, there is an automatic Ge speed control before, the transmission output speed essentially lichen is kept constant.
In diesem Zusammenhang kann es empfehlenswert sein, ein gewisses Ge schwindigkeitsfenster vorzusehen, innerhalb dessen keine oder allenfalls geringe Änderungen der Getriebeübersetzung vorgenommen werden. So soll die Getriebeübersetzung beispielsweise nicht geändert werden, wenn lediglich eine Geschwindigkeitszunahme oder Abnahme um 1 km/h erfolgt. In this context it may be advisable to use a certain Ge to provide speed windows within which none or at most minor changes to the gear ratio can be made. So For example, the gear ratio should not be changed if there is only an increase or decrease in speed of 1 km / h.
Auch eine Geschwindigkeitsänderung von beispielsweise bis zu 5 km/h soll mittels eines P-Reglers lediglich weich abgefangen werden. Erst bei größe ren Geschwindigkeitsänderungen kann die Reglerverstärkung erhöht wer den, um eine größere Abweichung der Fahrzeuggeschwindigkeit sicher ab zufangen.A speed change of, for example, up to 5 km / h should also be can only be softly intercepted by means of a P controller. Only with size If the speed changes, the controller gain can be increased to ensure a greater deviation in the vehicle speed catch.
Wird nun anschließend aus einer Konstantfahrt bergab die Fahrzeug-Be triebsbremse betätigt, so kann die zunächst eingestellte Getriebeüber setzung beibehalten werden. Hingegen kann bei einem anschließenden Gasgeben im Rahmen einer Bergabfahrt die Drehzahl des Antriebsaggrega tes auch zurückgenommen werden. Auch dabei, d. h. bei einem an schließenden Leistungsvorgabewert größer Null empfiehlt es sich jedoch, die Getriebeübersetzung derart einzustellen, daß sich eine solche Mindestdreh zahl des Antriebsaggregates ergibt, daß bei einem späteren Leistungsvor gabewert von Null wieder ein ausreichendes Bremsmoment bereitgestellt wird. Dies läßt sich - wie bereits erläutert - aus der sog. Schubleistungskurve des Antriebsaggregates ermitteln.If the vehicle load is then downhill from a constant drive drive brake applied, the initially set transmission can be be maintained. On the other hand, with a subsequent one Accelerate the speed of the drive unit during a downhill run tes can also be withdrawn. Also there, d. H. at one closing performance default greater than zero, it is recommended that Adjust gear ratio so that such a minimum rotation number of the drive unit shows that in a later performance a sufficient braking torque is provided again becomes. As already explained, this can be seen from the so-called thrust performance curve of the drive unit.
Mit der erfindungsgemäßen Bergfahrt-Berücksichtigung ergibt sich somit bei einem erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Getriebe ein deutlich ge steigerter Fahrkomfort. Um hierbei jedoch unnötige Regeleingriffe zu ver meiden, kann es empfehlenswert sein, eine erkannte Bergfahrt dann nicht berücksichtigen, wenn die Intensität der Steigung oder des Gefälles unter halb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, d. h. beispielsweise geringer als 2,5% ist. Ebenfalls ist kein Regeleingriff erforderlich, wenn die Fahrzeug- Geschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (beispielsweise 5 km/h) liegt. Insbesondere im Falle einer Brennkraftmaschine als Fahrzeug- Antriebsaggregat sollte die erfindungsgemäße Bergfahrt-Berücksichtigung nur dann durchgeführt werden, wenn die Brennkraftmaschine bzw. das An triebsaggregat eine Betriebstemperatur erreicht hat, bei der sichere Rück schlüsse über das abgegebene Antriebsdrehmoment möglich sind. Bei kal tem Antriebsaggregat könnten nämlich zu hohe Reibleistungsverluste Fehlinformationen bedingen. Ferner kann keine Bergfahrt-Erkennung be rechnet werden, wenn die Fahrzeug-Bremse betätigt ist, da in diesem Falle aus der dann negativen Ist-Fahrzeugbeschleunigung keine Rückschlüsse über einen Fahrbahnsteigungswert gezogen werden können. In diesem Falle wird der zuletzt erkannte Intensitätswert für die Steigung bzw. das Gefälle beibehalten. Das erfindungsgemäße Bergfahrt-Programm wird in diesem Falle ausgeführt, jedoch wird lediglich kein neuer Wert für die Steigung oder das Gefälle berechnet.With the uphill travel consideration according to the invention thus results in a continuously variable transmission according to the invention a clearly ge increased driving comfort. However, to avoid unnecessary control interventions avoid, it may be advisable, then not a recognized ascent take into account if the intensity of the incline or descent is below is below a predetermined limit, d. H. for example less than Is 2.5%. Control intervention is also not required if the vehicle Speed below a predetermined limit (for example 5 km / h). Especially in the case of an internal combustion engine as a vehicle Drive unit should take into account the ascent according to the invention only be carried out when the internal combustion engine or the on drive unit has reached an operating temperature at which safe return conclusions about the delivered drive torque are possible. At cal The drive unit could cause excessive friction losses Cause misinformation. Furthermore, no uphill detection can be be calculated when the vehicle brake is applied, since in this case no conclusions can be drawn from the then negative actual vehicle acceleration can be drawn over a road gradient value. In this case becomes the most recently recognized intensity value for the gradient maintained. The ascent program according to the invention is in this Trap executed, but only no new value for the slope or calculated the gradient.
Insgesamt werden mit einem erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Getriebe bei Bergauffahrten Pendelschaltungen vermieden, da die erforderli che Drehzahl des Antriebsaggregates für eine Konstantfahrt nicht unter schritten wird. Auch ist eine leichte Beschleunigung des Fahrzeuges in der Regel auch ohne eine Übersetzungsverstellung möglich, was eine Komfort steigerung bedeutet. Dabei wird das Leistungsangebot stufenlos und somit optimal und besser als bei einem automatischen Stufengetriebe an die Fahr bahnsteigung angepaßt. Dies hat vorteilhafterweise zugleich eine Reduzie rung des Kraftstoffverbrauches des Antriebsaggregates zur Folge. Beson ders vorteilhaft ist die vorliegende Erfindung jedoch bei Bergabfahrt, da hier ein Nichtbetätigen der Fahrzeugbremse sowie ein Leistungsvorgabewert von Null üblicherweise den Wunsch nach konstanter Geschwindigkeit bedeutet. Dieser Wunsch kann - wie oben erläutert - hiermit erstmalig optimal erfüllt werden. Dies bedeutet bei Kolonnenfahrt bergab eine wesentliche Komfort steigerung. Da auch hier beim Gasgeben oder beim Bremsen die Drehzahl des Antriebsaggregates/der Brennkraftmaschine neigungsabhängig ange paßt wird, erfolgt eine Bergabfahrt ohne große Drehzahländerungen, was der Sicherheit sowie dem Komfort entgegenkommen.Overall, are infinitely adjustable with an inventive Gearboxes when driving uphill avoid oscillating circuits because the required che speed of the drive unit for a constant run not under is taken. There is also a slight acceleration of the vehicle in the Usually also possible without a translation adjustment, which is a convenience increase means. The range of services is stepless and therefore optimal and better than an automatic multi-speed transmission to the driver adjusted railway incline. This advantageously also has a reduction tion of the fuel consumption of the drive unit. Especially ders advantageous, however, the present invention when driving downhill because here a non-application of the vehicle brake and a performance value of Zero usually means the desire for constant speed. As explained above, this wish can be optimally fulfilled for the first time will. This means significant comfort when driving downhill in a convoy increase. Because here, too, when accelerating or braking, the speed the drive unit / the internal combustion engine depending on the inclination fits, there is a downhill run without large changes in speed, what to accommodate security and comfort.
Claims (11)
- - die Intensität der Steigung oder des Gefälles liegt unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes
- - die Fahrzeug-Geschwindigkeit liegt unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes.
- - The intensity of the incline or descent is below a predetermined limit
- - The vehicle speed is below a predetermined limit.
- - die Fahrzeug-Bremse ist betätigt
- - das Fahrzeug-Antriebsaggregat hat einen gewissen Betriebstempera tur-Grenzwert noch nicht erreicht.
- - The vehicle brake is applied
- - The vehicle drive unit has not yet reached a certain operating temperature limit.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |