In Kraftfahrzeugen mit einem bekannten stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT) mit Umschlingungselement (z. B.

Schubgliederband oder Kette) mu$ die Anpreßkraft der Kegelscheiben (pulleys) gegen das Schubgliederband durch geeignete Maßnahmen so eingestellt werden, da$ das zu übertragende Moment übertragen werden kann. Ist die Anpreßkraft zu gering, kommt es zu einem hohen Schlupf zwischen dem Umschlingungselement und den pulleys, der zur Beschädigung führen kann. Ist die Anpreßkraft allerdings größer als zur Schlupfvermeidung unbedingt notwendig, so sinkt der Wirkungsgrad des Getriebes ab, was zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch führt. Deshalb ist es günstig, die Anpreßkraft so zu wählen, da$ das bei dieser Anpreßkraft maximal übertragbare Moment nur geringfügig gruger ist als das aktuell zu übertragende Moment. Kommt es dennoch zu einem erhöhten Schlupf des Umschlingungselementes, so müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Relativbewegung des Umschlingungselementes so zu stabilisieren bzw. zu stoppen, da$ Beschädigungen vermieden werden.

Konventionelle CVT-Steuerungen, wie sie beispielsweise aus der EP, A1,0 451 887 bekannt sind, bestimmen das Getriebeeingangsmoment aus dem vom Motor abgegebenen Drehmoment und der Wandlerverstärkung. Aus diesem Moment wird eine Bandspannung berechnet, aus der eine Anpreßkraft resultiert, die eine sichere Ubertragung dieses Moments ermöglicht. Hierbei wird in der Regel eine erhebliche Sicherheitsreserve berücksichtigt, die einen höheren Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Sollte dennoch ein unzulässig hoher Schlupf auftreten, so wird im allgemeinen die Anpreßkraft und damit die Bandspannung erhöht. Durch die Zeitkonstanten des hydraulischen und des mechanischen Systems der Bandspannungseinstellung ist jedoch die Geschwindigkeit, mit der hier auf einen übermäßigen Schlupf reagiert werden kann, eingeschränkt.

Aus der EP, B1,0 446 497 (entspricht der US 5,098,345) ist ein System zum Schutz gegen eine Überschreitung eines Maximalschlupfes des Bandes bekannt. Hierbei wird eine Kupplung derart angesteuert, da$ diese Kupplung immer bei geringeren Antriebsmomenten in Schlupf gerät als das Band.

Eine Reaktion auf einen möglichen Schlupf des Bandes ist hier nicht beschrieben.

Die Erfassung des Bandschlupfes ist in vielerlei Ausgestaltungen bekannt. So wird beispielsweise gemäß der DE-OS 44 11 628 vorgeschlagen, die Geschwindigkeit des Umschlingungselements zu erfassen. Weiterhin kann der Bandschlupf durch einen Sensor erfaßt werden, der gleichzeitig die axiale Verschiebung eines Kegelscheibenpaares und die Drehzahl dieses Paares erfaßt.

Aus der älteren DE-Patentanmeldung 196 38 277.7 ist bekannt, zur Schlupferfassung wenigstens zwei Sensoreinheiten vorzusehen, die im Bereich der Umschlingungsmittel und zwischen der Antriebs-und einer Abtriebsseite angeordnet sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einem übermäßigen Schlupf wirksame Maßnahmen vorzusehen, um eine Beschädigung des Getriebes sicher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Vorteile der Erfindung Wie erwähnt geht die Erfindung aus von einer Steuerung eines stufenlos in seiner Übersetzung verstellbaren Getriebes bei einem Kraftfahrzeug. Das Getriebe ist dabei zusammen mit einer ein einstellbares Antriebsmoment aufweisenden Antriebseinheit in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordnet und weist eine Antriebsseite sowie eine Abtriebsseite und Wirkmittel zur Herstellung einer mechanischen Wirkverbindung zwischen der Antriebs-und Abtriebsseite auf. Weiterhin sind Erfassungsmittel zur Erfassung einer den Schlupf zwischen den Wirkmitteln und der Antriebs-und/oder Abtriebsseite repräsentierenden Schlupfgrö$e vorgesehen. In Reaktion auf einen vorgebbaren Wert der Schlupfgröße werden dann vorgebbare Maßnahmen eingeleitet. Der Kern der Erfindung besteht darin, da$ als Maßnahme -eine Ansteuerung einer in dem Antriebsstrang angeordneten Kupplung, und/oder -eine Änderung der Getriebeübersetzung, und/oder -eine Änderung des Ausgangsmoments der Antriebseinheit vorgegeben ist. Insbesondere ist dabei daran gedacht, da$ die Maßnahmen im Sinne einer Schlupfverminderung eingeleitet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als weitere Maßnahme eine Änderung des Anpreßdrucks zwischen der Antriebs-und/oder Abtriebsseite und dem Wirkmittel, insbesondere im Sinne einer Schlupfverminderung, vorgesehen.

Die vorliegende Erfindungsmeldung beschreibt, wie mit drei bzw. vier möglichen Eingriffen bei erkanntem Schlupf des Umschlingungselementes das Durchrutschen des Umschlingungselementes gestoppt und auf einen verträglichen Schlupf stabilisiert werden kann. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die vorgestellten Maßnahmen einzeln oder mit einer abgestimmten Strategie vorzunehmen. Abhängig von der jeweiligen Situation, die zum Durchrutschen des Umschlingungselementes führte, wird nach einer zuvor bestimmten Strategie mit einer Auswahl der erfindungsgemäßen Maßnahmen gleichzeitig oder in einer engen zeitlichen Folge reagiert. Dies geschieht immer mit dem Ziel, einen erkannten Schlupf schnellstmöglich zu unterdrücken und den Fahrer nicht durch die Auswirkung der Maßnahmen zu verwirren. Je nach Ausstattungsvariante des Fahrzeugs können eventuell nicht alle dieser Maßnahmen durchgeführt werden.

Insbesondere ist vorgesehen, daL als Maßnahme -die Ansteuerung der Kupplung im Sinne eines Öffnens der Kupplung geschieht, und/oder -die Änderung der Getriebeübersetzung in Reaktion auf eine positive Schlupfgröße im Sinne einer Erhöhung der Übersetzung und in Reaktion auf eine negative Schlupfgröße im Sinne einer Erniedrigung der Übersetzung geschieht, und/oder -die Änderung des Ausgangsmoments der Antriebseinheit in Reaktion auf eine positive Schlupfgröße im Sinne einer Erniedrigung des Ausgangsmoments in Reaktion auf eine negative Schlupfgröße im Sinne einer Erhöhung des Ausgangsmoments geschieht.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, da$ -das Ausmaß der Ansteuerung der Kupplung und/oder -das Ausmaß der Änderung der Getriebeübersetzung, und/oder -das Ausmaß der Änderung des Ausgangsmoments der Antriebseinheit und/oder -das Ausmaß der Änderung des Anpreßdrucks abhängig ist von dem Ausmaß der erfaßten Schlupfgröße.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, da$ gleichzeitig oder zeitlich nach der Ansteuerung der Kupplung im Sinne eines Öffnens der Kupplung eine Änderung der Getriebeübersetzung und/oder eine Änderung des momentanen Ausgangsmoments der Antriebseinheit und/oder eine Änderung des Anpre$drucks derart getätigt wird, da$ das vom Getriebe maximal übertragbare Moment vom Betrag her wieder gruger wird als der Betrag des momentanen Ausgangsmoments der Antriebseinheit. Auf diese Weise kann durch eine Erhöhung des maximal übertragbaren Moments der Kupplung (Schlie$en der Kupplung) der Kupplungsschlupf wieder reduziert werden.

Insbesondere ist vorgesehen, da$ die Änderung des Ausgangsmoments der Antriebseinheit zur Schlupfverminderung unterstützend zu wenigstens einer der anderen Maßnahmen (Kupplungsansteuerung und/oder Änderung der Getriebeübersetzung und/oder Anpre$druck) getätigt wird.

Wie schon beschrieben kann das Getriebe ein Umschlingungsgetriebe sein, wobei die Antriebsseite und/oder die Abtriebsseite wenigstens ein axial verschiebbares Element aufweist, das im wesentlichen die Form einer Kegelscheibe besitzt. Als Wirkmittel ist wenigstens ein Band, vorzugsweise ein Schubgliederband, oder ein Riemen oder eine Kette zwischen Scheibenpaaren, die die Antriebs- und die Abtriebsseite darstellen, eingespannt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Zeichnung Die Figur 1 zeigt schematisch ein CVT mit einer bekannten Steuerung der Anpre$kraft, während die Figur 2 das Ausführungsbeispiel anhand eines Blockschaltbildes darstellt.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll im folgenden anhand der Ausführungsbei- spiele detalliert beschrieben werden.

In der Figur 1 ist ein bekannter Aufbau eines CVT-Getriebes im Schnitt dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 kann durch die Drosselklappe 2 in seinem abgegebenen Motormoment Mm beeinflußt werden. Die Drosselklappe 2 ist z. B. mechanisch oder elektrisch mit dem Fahrpedal (nicht dargestellt) gekoppelt. Der Verbrennungsmotor 1 ist meist mittels einer Kupplung und/oder einem Wandler 3 an die Antriebs- (Primär-) Seite des CVT-Getriebes 4 angekoppelt. Die Abtriebs- (Sekundär-) Seite des CVT-Getriebes 4 ist über ein nachgeschaltetes Getriebe (nicht dargestellt) mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden. Das CVT-Getriebe besitzt auf der Primär-und Sekundärseite je eine axial verschiebbare Kegel- scheibe 5 und 6. Zur Verstellung der übersetzung wird in den Ölkammern 7 und 8 ein entsprechender Primärdruck Pp bzw.

Sekundärdruck Ps aufgebaut. Durch eine geeignete Wahl der Stellgrößen Primärdruck Pp und Sekundärdruck Ps mu gewähr- leistet werden, da$ 1. die Getriebeübersetzung i dem gewünschten Verhältnis von Primärdrehzahl Np und Sekundärdrehzahl Ns entspricht, und 2. das kraftübertragende Schubgliederband 9 (bzw. Kette, Band) ausreichend stark an die Scheiben angepreßt wird, um ein Durchrutschen des Schubgliederbandes 9 zu verhindern.

Der obengenannte Punkt 1 wird durch eine elektrohydraulische Übersetzungs-oder Primärdrehzahlregelung 10 realisiert. Für den Punkt 2 wird eine Bandspannungsregelung 11 eingesetzt.

Zur Übersetzungs-und Bandspannungsregelung sind am Motor 1 und an dem CVT-Getriebe 4 Drehzahlsensoren 12,13 und 14 vorhanden, welche die Motordrehzahl Mm, die Primärdrehzahl Np und die Sekundärdrehzahl Ns erfassen.

In dem häufig eingesetzten und in der Figur 1 gezeichneten Master-Slave-Prinzip dient der Sekundärdruck Ps zur Ein- stellung der Bandspannung und der Primärdruck Pp zur Ein- stellung der Übersetzungs-bzw. Primärdrehzahl. Bei dem alternativ möglichen Partner-Prinzip beeinflußt die Band- spannungsregelung sowohl den Primär-als auch den Sekundär- druck.

Allgemein kann man davon sprechen, da$ für die Band- spannungsregelung ein Stellsignal in Form einer Druckgröße PB zur Verfügung steht. Aus der Literatur sind mehrere Ver- fahren zur Regelung der Bandspannung bekannt, die jedoch alle in ähnlicher Form arbeiten.

In der Figur 1 ist mit dem Bezugzeichen 18 ein Sensor gekennzeichnet, der die Geschwindigkeit Vb des Bandes 9 erfaßt. Im Block 24 wird aus der Bandgeschwindigkeit Vb, der Primär-und Sekundärdrehzahl Np und Ns der aktuelle Bandschlupf S wie in der eingangs erwähnten DE-OS 44 11 628 ermittelt. Es sei aber darauf hingewiesen, da$ die Schlupfbestimmung auch anders getätigt werden kann, ohne den erfindungsgemaen Gedanken zu verlassen.

In der Figur 2 sind die vier möglichen Eingriffen zur Schlupfverminderung dargestellt. Mit den Bezugszeichen 27, 28 und 29 ist der Antriebsmotor 27 mit der zugehörigen Motorsteuerung 22, die Kupplung 28 mit der zugehörigen Kupplungssteuerung 23 sowie das CVT-Getriebe 29 mit der schon beschriebenen Schlupferfassung 24, die Bandspannungsregelung 25 und die Übersetzungsregelung 26 dargestellt.

Durch den Block 21"Schlupfeingriff"werden in Reaktion auf einen erkannten übermäßigen Schlupf S des Umschlingungselementes die einzelnen Aktionen zur Reduzierung des Durchrutschens des Umschlingungselementes abgestimmt, um den Schlupf zu stoppen bzw. auf einen verträglichen Schlupf zu stabilisieren. Abhängig von der jeweiligen Situation die zum Durchrutschen des Umschlingungselementes 9 führte, wird nach einer zuvor bestimmten Strategie mit einer Auswahl der hier beschriebenen Maßnahmen gleichzeitig oder in einer engen zeitlichen Folge reagiert. Immer mit dem Ziel einen erkannten Schlupf schnellstmöglich zu unterdrücken und den Fahrer nicht durch die Auswirkung der Maßnahmen zu verwirren.

Je nach Ausstattungsvariante des Fahrzeugs können eventuell nicht alle dieser Maßnahmen durchgeführt werden.

Erhöhung der Bandspannung (Block 25) : Erkennt die Schlupferkennung 21 einen erhöhten Schlupf S, so kann die Spannung des Umschlingungselementes 9 erhöht werden, um durch eine erhöhte Anpreßkraft den Schlupf S auf ein erträgliches Ma$ zu reduzieren. Die Erhöhung AF erfolgt unabhängig vom Vorzeichen des erkannten Schlupfes S.

Besonders vorteilhaft ist es, die Grole AF der zusätzlichen Spannung des Umschlingungselementes 9 abhängig vom Betrag des erkannten Schlupfes S zu wählen. Hierbei ist zu bedenken, da$ wegen des Übergangs von Haft-zu Gleitreibung zwischen Umschlingungselement und Pulley bei erhöhtem Schlupf die Anpreßkraft stark erhöht werden mu$, um den Schlupf zu reduzieren. Es ist also vorteilhaft, wenn die zusätzliche Bandspannung AF nicht linear vom erkannten Schlupf S abhängt. Wie schon erwähnt ist durch die Zeitkonstanten des hydraulischen und des mechanischen Systems die Geschwindigkeit, mit der hier reagiert werden kann, eingeschränkt.

Ubersetzungsverstellung (Block 26) : Erkennt die Schlupferkennung 24 einen erhöhten Schlupf S, so kann die Übersetzung i des stufenlosen Getriebes so verstellt werden, da$ die geometrische Übersetzung wieder der Drehzahlübersetzung entspricht.

Bei einem erkannten positiven Schlupf bedeutet dies, daß der Schlupfeingriff eine positive Zusatz-Ubersetzung Ai, d. h. eine größere Übersetzung als ohne Eingriff fordert.

Umgekehrt sollte bei erkanntem negativen Schlupf S eine negative Zusatz-Übersetzung Ai gefordert werden, die die Übersetzung i des Getriebes reduziert.

Besonders vorteilhaft ist es, die Grole der Zusatz- übersetzung Ai abhängig vom erkannten Schlupf S zu wählen.

Bei den heute üblichen Konstruktionen von CVTs ist dieser Eingriff bei positivem Schlupf besonders geeignet. Bei positivem Schlupf, bei dem das Motormoment Mm nicht mehr übertragen werden kann, steigt die Motordrehzahl stark an.

Ohne eine zusätzliche Pumpenförderleistung zur hydraulischen Erhöhung der Anpreßkraft zu benötigen, kann die Zusatzübersetzung Ai durch das Ablassen von Öl aus dem Primärpulley realisiert werden. Diese Maßnahme sollte dann jedoch mit einem noch zu beschreibenden reduzierenden Motormomenteneingriff (Block 22) kombiniert werden.

Momenteneingriff am Motor (Block 22.27) : Erkennt die Schlupferkennung 21 einen erhöhten Schlupf S, so kann das vom Motor 27 abgegebene Drehmoment Mm verändert werden, um so das vom Getriebe zu übertragende Moment an das maximal übertragbare Moment Mmax anzupassen und dadurch den Schlupf auf ein erträgliches Ma$ zu reduzieren.

Bei positivem Schlupf, wenn also die Getriebeeingangsdrehzahl Np höher ist als sie nach der geometrischen Ubersetzung sein sollte, mu$ das vom Motor 27 abgegebene Drehmoment Mm reduziert werden (das Zusatzmoment AMm ist negativ). Hierzu können alle Eingriffe benutzt werden, die auch bei einer bekannten Abtriebs-Schlupf- Regelung (ASR) Verwendung finden. Dies sind etwa ein Zündwinkeleingriff bei einem Ottomotor ohne elektronische Motorleistungssteuerung (E-Gas). Bei Motoren mit elektronischer Motorleistungssteuerung (E-Gas bzw. EDC) wird einfach ein geringeres Moment gefordert. In jedem Fall fordert der Schlupfeingriff AMm ein negatives Zusatz-Moment.

Ist das Schleppmoment des Motors 27 vom Betrag her gruger als das vom Getriebe maximal übertragbare Momement Mmax, so ist die Getriebeeingangsdrehzahl Np geringer als sie nach der geometrischen Übersetzung sein sollte. In diesem Fall herrscht ein negativer Bandschlupf und das Schleppmoment des Motors 27 sollte verringert werden. Hierzu können alle Eingriffe dienen, die derzeit bei einer bekannten Motorschleppmomentregelung (MSR) Verwendung finden. Bei Motoren mit elektronischer Motorleistungssteuerung (E-Gas bzw. EDC) wird einfach ein höheres Moment gefordert. Dies bedeutet, da$ der Schlupfeingriff bei negativem Schlupf ein positives Zusatz-Moment AMm fordert.

Besonders vorteilhaft ist es in beiden Fällen, die Grole des Zusatz-Moments AMm am Motor 27 abhängig vom Betrag S des erkannten Schlupfes zu wählen. Diese Eingriffe zeichnen sich durch ihre relativ kurzen Zeitkonstanten aus und sollten deshalb immer unterstützend zu den anderen in dieser Anmeldung vorgestellten angewendet werden.

Kupplungseingriff (Block 23,28) : Verfügt das Fahrzeug über eine, beispielsweise elektronisch, beeinflußbare Kupplung 28, so kann bei erkanntem Schlupf S des Umschlingungselementes 9 im Getriebe auch das maximal übertragbare Moment MK max der Kupplung 28 reduziert werden, damit der Schlupf an der Kupplung 28 anstatt am Umschlingungselement 9 auftritt. Dies ist vorteilhaft, da die Kupplung 28 von ihrer Bauart her so ausgelegt ist, da$ sie eine gewisse Zeit lang einen höheren Schlupf aushält, ohne beschädigt zu werden.

Wird durch einen Kupplungseingriff AMK das maximal übertragbare Moment MK max an der Kupplung 28 reduziert, so kann das Moment am Getriebeeingang vom Betrage her nicht gruger sein als das maximal übertragbare Moment MK max der Kupplung. Auf diese Art gelingt es, das zu übertragende Moment des Getriebes 29 vom Betrag her kleiner als das maximal übertragbare Moment Mget, max des Getriebes 29 zu machen und so den Schlupf am Getriebe auf einen unkritischen Wert zu begrenzen.

Solange sich das Moment Mm am Motorausgang, die Anpreßkraft des Umschlingungselementes 9 und die Übersetzung i des Getriebes nicht verändern, tritt der Schlupf dann an der Kupplung 28 statt am Getriebe 29 auf. Aus den oben genannten Gründen ist dies vorteilhaft.

Besonders vorteilhaft ist es, durch eine der anderen drei beschriebenen Maßnahmen sicherzustellen, da$ das vom Getriebe 29 maximal übertragbare Moment Mget, max vom Betrag her wieder größer wird als der Betrag des Motorausgangsmoments, um so durch eine Erhöhung (Schlie$en der Kupplung) des maximal übertragbaren Moments MK max der Kupplung den Schlupf an der Kupplung 28 reduzieren zu können.

Zusammenfassend kann gesagt werden, da$ die beschriebenen Möglichkeiten einzeln oder in Kombination angewandt werden können. Insbesondere sollten situationsabhängig immer kombinierte Eingriffe derart ausgeführt werden, da$ der Fahrer von den Eingriffen der Schlupfreglung nichts bemerkt.

Innerhalb von wenigen (50-590ms) Millisekunden sollte wieder der vom Fahren gewünscht Zustand im Antriebsstrang des Fahrzeugs gelten, damit das Fahrzeug nicht unerwartet beschleunigt oder verzögert.