Ein stufenloses Automatgetriebe nach dem Umschlin- gungsprinzip (CVT-Getriebe) besteht üblicherweise u. a. aus einer Anfahreinheit, einer Vorwärts/Rückwärtsfahreinheit, einer Zwischenwelle, einem Differential, aus hydraulischen und elekronischen Steuereinrichtungen sowie aus einem Varia- tor. Der Variator umfasst üblicherweise eine Primär-und eine Sekundärscheibe auch Primär-und Sekundärseite genannt, wobei beide Scheiben aus paarweise angeordneten Kegelschei- ben gebildet sind und ist mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen, das zwischen den beiden Ke- gelscheibenpaaren umläuft. In einem derartigen Getriebe wird die aktuelle Übersetzung durch den Laufradius des Umschlin- gungselementes definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben ist.

Bei einer Übersetzungsänderung werden folglich kon- struktionsbedingt die Kegelscheibenpaare von Primär-und Se- kundärscheibe des Variators wechselseitig und komplementär zueinander über entsprechende Ansteuerelemente auseinander- und zusammengeschoben, was eine Änderung des Laufradius des Umschlingungselementes auf den Kegelscheiben und somit eine Änderung der Obersetzung zwischen Primär-und Sekundärseite bewirkt.

Nach dem Stand der Technik erfolgt meist eine funktio- nelle Aufteilung des Variators in die Primärseite zur Beein- flussung der Übersetzungsänderung (Verstellung) und in die Sekundärseite zur Einstellung der notwendigen Anpreßdrücke (Anpressung), die den erforderlichen Kontakt zwischen der Scheibe und dem Umschlingungselement gewährleisten, so dass kein Schlupf entsteht.

Der Stand der Technik lehrt, zur Vermeidung von Schlupf zwischen der Scheibe und dem Umschlingungselement große Sicherheitsaufschläge auf die berechneten Steuerdruck- werte aufzulegen. Diese Vorgehensweise weist den Nachteil auf, dass dadurch der Wirkungsgrad des Automatgetriebes ver- schlechtert wird.

Zudem wird durch die Beschränkung der Stellgröße zur Einleitung einer Ubersetzungsänderung auf die Primärseite des Variators die Verstelldynamik deutlich eingeschränkt.

Hierbei werden üblicherweise Regelkreisstrukturen ver- wendet, wie sie in der DE 196 06 311 A1 der Anmelderin be- schrieben sind. Derartige Regelkreisstrukturen kombinieren eine physikalisch-mathematisch modellbasierte Linearisie- rung der Regelstrecke mittels eines Korrekturgliedes mit einem linearen PID-Regler. Die Stellgröße des PID-Reglers wird dabei direkt als Vorgabe für den einzustellenden Ver- stellgradienten interpretiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem erwähnten Stand der Technik, ein Verfahren zur Einstellung des Übersetzungswertes für ein stufenloses Umschlingungsgetriebe anzugeben, derart, dass ein bestmöglicher Getriebewirkungsgrad bei gleichzei-

tiger Ausnutzung aller Freiheitsgrade der Verstelldynamik und gleichzeitigem bestmöglichen Schutz des Getriebes er- zielt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll die Anpressung an die Betriebspunktlage derart anpassen, dass es möglich wird, die wirkungsgradrelevanten Effekte einer Oberanpressung auf ein Minimum zu reduzieren.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merk- male des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, die Primär-und Sekundär- seite des Variators bezüglich der Verstellung und Anpressung als absolut gleichberechtigt zu betrachten und für beide Scheiben aufgrund der aktuellen Übersetzung und des aktuell zu übertragenden Momentes eine Anpreßdruckminimalkraft zur Umschlingungselementanpressung zu berechnen. Desweiteren wird vorgeschlagen, in Abhängigkeit der berechneten Anpreß- druckminimalkraft die Primär-oder die Sekundärscheibe als einzusetzende Stellgröße zu bestimmen. Diese wird erfin- dungsgemäß durch Vergleich der geforderten Druckvorgaben mit den berechneten Anpreßdruckminimalwerten ermittelt.

Die Berechnung der Anpreßdruckminimalwerten (Sollwer- te) erfolgt erfindungsgemäß auf Basis eines physikalisch- mathematischen Modells.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung, näher erläutert. In dieser stellen dar :

Fig. 1 eine Blockschaltbilddarstellung der allge- meinen Regelkreisstruktur gemäß der vorlie- genden Erfindung, Fig. 2 eine Blockschaltbilddarstellung eines Aus- schnittes der Regelkreisstruktur für ein Band als Umschlingungselement gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung und Fig. 3 eine Blockschaltbilddarstellung eines Aus- schnittes der Regelkreisstruktur für ein Band als Umschlingungselement gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Berechnung der minimalen Anpreßdruckminimal- kräfte bzw. Anpreßdrucksollwerte für beide Variatorseiten.

Diese erfolgt anhand folgender Gleichungen : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> T,-cos(a)<BR> <BR> P1min = 2-A-A1-rl 1<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> T1#cos(α)<BR> <BR> P2,min= .SF2<BR> 2.µ.A2.r1 mit: Pi,min : Anpreßdruckminimalkraft Primärseite P2,nn Anpreßdruckminimalkraft Sekundärseite T1 : Antriebsmoment an der Primärseite des Variators A1 : Scheibenfläche der Primärseite A2 : Scheibenfläche der Sekundärseite

ri : aktueller Laufradius Primärseite r2 : aktueller Laufradius der Sekundärseite a : Scheibenwinkel Reibbeiwert des Kontaktes Band-Kegelscheibe SF1 : Sicherheitsfaktor der Primärseite SF2 : Sicherheitsfaktor der Sekundärseite Jeder Variatorseite wird hierbei erfindungsgemäß ein eigener, separat einstellbarer Sicherheitsfaktor zugeteilt.

Die Berechnung der aktuellen Laufradien (rl, r2) erfolgt gemäß der feststehenden geometrischen Beziehungen. Zur Opti- mierung der Rechenzeit werden diese Beziehungen auf dem Ge- triebesteuergerät über Kennlinien bzw. Kennfelder als Funk- tionen der Variator-Übersetzung (iv) abgelegt.

Der von den primär-und sekundärseitig eingeleiteten Drücken (Kräften) abhängige Verstellgradient (Übersetzungs- änderungsgeschwindigkeit) kann als physikalisch- mathematische Modellgleichung wie folgt dargestellt werden : k(iv)-d =P2-A2 kpks-P1 mit : k (iv) : übersetzungsabhängiger Dämpfungsbeiwert div/dt : Verstellgradient (Übersetzungsgradient) pl : Ansteuerdruck der Primärseite p2 : Ansteuerdruck der Sekundärseite A1 : Scheibenfläche der Primärseite A2 : Scheibenfläche der Sekundärseite kpks : Verstellkraftverhältnis

Der Dämpfungsbeiwert, sowie das Verstellkraftverhält- nis werden zur Optimierung der Rechenzeit auf dem Getriebe- steuergerät ebenfalls als Kennlinie (k (iv) = f (iv)) bzw. als Kennfeld (kpks = f (iv, 1/SF)) dargestellt.

Durch Umstellen der Gleichung des Verstellgradienten nach den Ansteuerdrücken der Primär-bzw. Sekundärseite er- gibt sich folgende Berechnungsvorschrift für die Einstellung der Ansteuerdrücke in Abhängigkeit von einer geforderten Verstellgradientenvorgabe : Pl,sol ! =--P2, min-A 2-kpk-k (iv)-- für psoH-P2, mm 1 sols und entsprechend P2, solt-.. k (iv).- + pi. Ai für pi soj) = pi. C s I sol P Die für die aktuelle Verstellanforderung einzusetzende Stellgröße (Primär-oder Sekundärseite) wird erfindungsgemäß durch Vergleich der geforderten Druckvorgaben mit den be- rechneten Anpreßdruckminimalwerten ermittelt. Die Stellgröße der Verstellregelung wechselt somit stets zwischen Primär- und Sekundärseite hin-und her. Prinzipbedingt ergeben sich hierbei kontinuierliche Druckübergänge, wobei im Umschalt- zeitpunkt kein Drucksprung entsteht.

Da der Getriebeschutz oberste Priorität hat, steht die Einhaltung der notwendigen Anpressdruckminimalwerte im Vor- dergrund. Folglich ergibt sich ein Wechsel in der Stellgröße von der Primärseite zur Sekundärseite, wenn pi, soll <_ pl, min

gilt. Entsprechend ergibt sich ein Zustandswechsel von der Sekundär-zur Primärseite, wenn die Bedingung P2, soll < P2, min erfüllt wird. Somit wird gewährleistet, dass der mini- male erforderliche Druckwert nicht unterschritten wird.

Die oben beschriebenen Berechnungsvorschriften für die Druckwerte von Primär-und Sekundärseite des Variators wer- den als Vorsteuerung in einen aus dem Stand der Technik be- kannten Regelkreis mit der Soll-Übersetzung iv-soll als Füh- rungsgröße eingebunden, der in Fig. 1 schematisch darge- stellt ist.

Gemäß Fig. 1 ist die modellbasierte Druckberechnung gemäß der Erfindung aus regelungstechnischer Sicht das "inverse Modell"der realen Regelstrecke bzw. des Variators und kann somit gemäß dem Stand der Technik zur Linearisie- rung der Regelstrecke mit verwendet werden. Das der vorlie- genden Erfindung zugrundeliegende physikalisch-mathematische Modell wird im Block"physikalisch-mathematisches Modell" berücksichtigt. Da die resultierende Ersatzregelstrecke aus dem berücksichtigten inversen rechnerischen Modell und der realen Regelstrecke ein lineares Verhalten zeigt, kann mit einem einfachen linearen Regler eine Kompensation noch ver- bleibender Modellungenauigkeiten, sowie dynamischer Störun- gen durchgeführt werden.

Die beigefügte selbsterklärende Fig. 2 zeigt schema- tisch eine Blockschaltbilddarstellung des Blocks"physika- lisch-mathematisches Modell"aus Figur 1 gemäß einer Varian- te des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei erfolgt die Auswertung der Modellgleichungen anhand der Verstellgradien- tenvorgabe für die beiden Scheiben in den Blöcken "Modellgleichung Zustand I"und"Modellgleichung Zustand II"

parallel. Gleichzeitig wird die Anpressdruckberechnung im Block"Anpreßdruckberechnung"kontinuierlich durchgeführt und anhand der oben genannten Kriterien zwischen den beiden Zuständen mittels des Blocks"Mode'llumschaltung"umgeschal- tet. Zu Beginn des Verfahrens ist die Primärseite die Stell- größe.

Es ist jedoch im Rahmen einer in der selbsterklärenden Fig. 3 dargestellten Variante möglich, lediglich die Modell- gleichung der aktuellen Stellgröße auszuwerten und erst bei Erkennen der Notwendigkeit eines Zustandswechsels mittels des Blocks"Modellumschaltung"entsprechend umzuschalten und die Auswertung der Modellgleichung für die andere Seite durchzuführen.

Bezugszeichen Pl,min Anpreßdruckminimalkraft Primärseite P2, min : Anpreßdruckminimalkraft Sekundärseite Tl : Antriebsmoment an der Primärseite des Variators A1: Scheibenfläche der Primärseite A2 : Scheibenfläche der Sekundärseite ri : aktueller Laufradius Primärseite r2 : aktueller Laufradius der Sekundärseite a : Scheibenwinkel p : Reibbeiwert des Kontaktes Band-Kegelscheibe SF1 : Sicherheitsfaktor der Primärseite SF2 : Sicherheitsfaktor der Sekundärseite k (iv) : übersetzungsabhängiger Dämpfungsbeiwert div/dt : Verstellgradient (Übersetzungsgradient) pi : Ansteuerdruck der Primärseite p2: Ansteuerdruck der Sekundärseite kpkg : Verstellkraftverhältnis iv : Übersetzung