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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerverfahren zum Steuern eines
automatisch betätigten Getriebes
nach dem Anspruch 1.
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Aus
der
DE 197 31 842
A1 ist ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Kraftfahrzeug-Getriebes
und Kraftfahrzeug zur Anwendung des Verfahrens bekannt. Dieses bekannte
Getriebe weist wenigstens ein positionsveränderliches Getriebeelement
auf, dessen Positionsänderung
eine Veränderung
der Getriebeübersetzung
bewirkt. Es ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, welche die Position dieses
positionsveränderlichen
Getriebeelements erfaßt,
und es ist eine Recheneinrichtung vorgesehen, welche anhand eines
vorgegebenen Beurteilungskriteriums überprüft, ob sich dieses positionsveränderliche
Getriebeelement in einer vorbestimmten Zielposition befindet. Bei
einer Ausführungsform
dieses bekannten Verfahrens wird dieses Beurteilungskriterium im
Rahmen eines Lernprozesses erfaßt.
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Bei
einem Fahrzeuggetriebe gibt es ein automatisch betätigtes Getriebe,
bei welchem ein ein Schaltvorgang zum Ändern einer Zahnradkombination
eines Getriebezugs durch ein hydraulisches oder elektrisches Stellglied
auf der Grundlage einer manuellen Bedienung durch den Fahrer automatisch
ausgeführt
wird.
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4 zeigt ein Beispiel eines
derartigen automatisch betätigten
Getriebes, welches aus einem Gangschaltmechanismus 2, einem
Betätigungsmechanismus
zum Einstellen eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses
durch einen Wechsel der Zahn radeingriffe, d.h. durch ein Ändern des
Drehmomentübersetzungsverhältnisses
bzw. des Übertragungszustands
des Gangschaltmechanismus 2, Stellgliedern 4 und 5 für ein hydraulisches
oder elektrisches Betätigen
des Betätigungsmechanismus 3 und
eine Steuereinrichtung 6 zum Steuern der Stellglieder 4 und 5 aufweist,
welche alle in dem Ge triebegehäuse 1 angeordnet
sind. Die Steuereinrichtung 6 steuert die Stellglieder 4 und 5 auf
der Grundlage eines Signals, das durch eine Betätigung eines manuell bedienbaren
Schaltteils 7, wie beispielsweise einem Schalter oder einem
Hebel, erzeugt wird. Die Steuereinrichtung 6 ist durch
ein hydraulisch gesteuertes Gerät
aufgebaut, wenn die Stellglieder 4 und 5 hydraulisch
betätigt
werden, während
es durch eine elektrisch gesteuerte Einheit (electrically controlled unit ⇒ ECU) aufgebaut
ist, wenn die Stellglieder 4 und 5 Elektromotoren
sind.
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Das
in 4 gezeigte automatisch
betätigte Getriebe
ist für
ein Getriebe, das manuell betätigt wird
(Handschaltung), so daß der
Gangschaltmechanismus 2 aus einem Getriebezug mit einem
Dauereingriff der Zahnräder
aufgebaut ist, der an einer Eingangswelle, einer Gegen- oder Zwischenwelle
und einer Ausgangswelle (angetriebene Welle) montiert ist, und dessen
Drehmomentübersetzungsverhältnis oder
Zahnradeingriffskombination durch den Betätigungsmechanismus 3 verändert wird,
um ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis einzustellen
(zu schalten).
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Der
Betätigungsmechanismus 3 ist
aus einem Synchrongetriebemechanismus, bei welchem eine relative
Bremsung durch ihre kegelförmige
Reibungsoberfläche
erzeugt wird, und einer Schaltgabel, die mit einer Schalthülse des
Synchrongetriebemechanismus in Eingriff steht, aufgebaut. Der Synchrongetriebemechanismus
ist, wie in 5 gezeigt, mit
einer Schalthülse 8,
welche eine innere Umfangskeilwellennut 8a aufweist, die
in Eingriff mit einer äußeren Umfangskeilwellennut
einer nicht näher
dargestellten Kupplungsnabe steht, mit einem kegelförmigen Synchronisationsring 9,
der durch die Schalthülse
in axialer Richtung X gedrückt
wird, und mit einem Paßteil 10 vorgesehen,
das an die innere Umfangsoberfläche
der Schalthülse 8 anliegend
angeordnet ist und gegen eine Stirnfläche des Synchronisationsrings 9 in
der axialen Richtung X in einer Startperiode des Schaltvorgangs
der Schalthülse 8 gedrückt, wobei
die Startperiode einem Bereich entspricht, in dem ein Schaltvorgang
eingeleitet wird, und im folgenden als „Gangeinlegebereich" bezeichnet wird.
Das Paßteil 10 ist
an der inneren Umfangsoberfläche
der Schalthülse 8 angeordnet,
um in einer versetzten Position bezüglich einer Nutenseite eines äußeren Umfangszahns 9b des
Synchronisationsrings 9 zu rotieren.
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Wenn
daher die Schalthülse 8 in
der axialen Richtung X durch die Schaltgabel 12 verschoben wird,
wie es in 6 gezeigt
ist, liegen sich die Schalthülse 8 und
der Synchronisationsring 9 in einer Lage gegenüber, bei
der eine abgeschrägte
Oberfläche 8b der
inneren Umfangskeilwellennut 8a und eine abgeschrägte Oberfläche 9a der äußeren Umfangszähne 9b in
einer Umfangsrichtung versetzt sind.
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Das
heißt,
wenn die Schalthülse 8 in
einer Leerlaufposition durch die Schaltgabel 12 in der
axialen Richtung X verschoben wird, so daß das Paßteil 10 die Endoberfläche des
Synchronisationsrings 9 in der axialen Richtung X (Gangeinlegebereich)
drückt, wie
es in 6 gezeigt ist,
steuern bei dem Synchrongetriebemechanismus die abgeschrägte Oberfläche 8b der
Schalthülse 8 und
die abgeschrägte Oberfläche 9a des
Synchronisationsrings 9 die innere Umfangskeilwellennut 8a der
Schalthülse 8 und die äußeren Umfangszahnräder 9b des
Synchronisationsrings 9 in einem Zustand, bei dem sie zueinander
um die Breite des Paßteils 10 (Synchronisationsbereich)
versetzt sind. Somit schiebt die Schalthülse 8 weiter in der
axialen Richtung X, um die abgeschrägte Oberfläche 9a des Synchronisationsring 9 durch
ihre abgeschrägte
Oberfläche 8b zu
drücken, so
daß die
innere Umfangskeilwellennut 8a der Schalthülse 8 in
die benachbarten Nuten der äußeren Umfangszähne 9b des
Synchronisationsrings 9 gebracht werden. Diese Zeitdauer
wird als „Trennbereich" bzw. "Wegdrückbereich" bezeichnet und das Trennen
bzw. Weg- bzw. Auseinanderdrücken
ist abgeschlossen, wenn die Anzahl an Drehungen eines Zahnrads 11 mit
der des Synchronisationsrings 9 aufgrund des direkten Drückens durch
die Schalthülse 8 auf
den Synchronisationsring 9 übereinstimmt. Da der Synchronisationsring 9 sich
frei drehen kann, wird bei einem Zustand, bei dem das Auseinanderdrücken abgeschlossenen
ist, die Schalthülse 8 in der
axialen Richtung X durch die von den Stellglieder 4 und 5 angetriebene
Schaltgabel 12 verschoben, so daß die inneren Umfangskeilwellennuten 8a der Schalthülse 8 in
die benachbarten Nuten der äußeren Zähne 11a des
Zahnrads 11 (diese Zeitdauer wird als „Eingriffsbereich") gebracht werden,
um die Geschwindigkeitsänderung
zu abzuschließen.
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Die
Stellglieder 4 und 5 üben eine axiale Kraft auf eine
Schaltgabel 12 des Betätigungsmechanismus 3 aus
und ein hydraulischer Zylinder oder ein Hydraulikmotor wird als
hydraulisches Stellglied verwendet, während ein Elektromotor als
das elektrisches Stellglied verwendet wird. Wenn der Gangschaltmechanismus 2 über den
Betätigungsmechanismus 3 durch
die elektrischen oder hydraulischen Stellglieder 4 und 5 betätigt wird,
sollten die Stellglieder 4 und 5 eine Position
einnehmen, um die Schalthülse 8 zum
Aufrechterhalten eines Zustands des Gangschaltmechanismus 2,
bei dem ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis eingestellt
ist, zu drücken.
Jedoch läßt die axiale
Belastung bzw. Kraft, die auf die Stellglieder 4 und 5 ausgeübt wird,
um die Schalthülse 8 axial
zu drücken,
zu dem Zeitpunkt nach, wenn der Schaltvorgang des Betätigungsmechanismus 3 einschließlich der
Schalthülse 8 vollendet
bzw. abgeschlossen ist, und die Schalthülse 8 wird dann in
der gegenwärtigen
Stellung durch einen Kugelsperrmechanismus in dem Getriebe festgehalten.
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Falls
jedoch aufgrund einer plötzlichen
Beschleunigung oder Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit ein Schock
bzw. ein Ruck auf das Fahrzeug ausgeübt wird, wenn es auf einer
rauhen d.h. ungleichmäßigen (konvexen/konkaven)
Oberfläche fährt oder über eine
Stufe fährt,
wird eine Kraft in der Umgekehrten Richtung der durch den Kugelsperrmechanismus
ausgeübten
Kraft auf die Schalthülse 8 des
Betätigungsmechanismus 8,
welcher die Verschiebeabschlußstellung
bzw. Schaltendeposition erreicht hat, ausgeübt, wodurch die Schalthülse 8 in den
Eingriffsbereich, den Wegdrückbereich
oder den Synchronisationsbereich zurückzuziehen kann, wodurch ein
Kraftschlußverlust
bzw. Antriebsausfall, d.h., ein Herausspringen des eingelegten Ganges, verursacht
wird. Bei einem Zustand eines derartigen Antriebsausfall wird der
Gangschaltmechanismus 2 einen Leerlaufzustand einnehmen,
bei dem ein sich zusammen mit der Ausgangswelle drehendes Zahnrad
sich relativ zu der Ausgangswelle frei dreht, so daß der Fahrer
ein Unbehagen aufgrund des unbeabsichtigten Fahrverhaltens des Fahrzeugs
fühlt.
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Für ein automatisches
Wiederherstellen oder Zurückkehren
aus dem Leerlaufzustand des Gangschaltmechanismus 2 in
den ursprünglichen
Schaltzustand kann der Antriebsausfall des Synchrongetriebemechanismus
unter Umständen
durch einen Hubsensor, der an den Stellgliedern 4 und 5 angeordnet
ist, entsprechend dem Gangeinlegebereich des Synchrongetriebemechanismus
erfaßt
werden, und die Stellglieder 4 und 5 werden aufgrund
des Ausgangs der Stellglieder 4 und 5 zum Ansteuern
des Betätigungsmechanismus 3 nochmals
betätigt.
Falls jedoch der Synchrongetriebemechanismus immer wieder in die
Schaltendeposition aufgrund einer Erfassung des Synchrongetriebemechanismus
in dem Gangeinlegebereich über
den Synchronisationsbereich, den Wegdruckbereich und den Eingriffsbereich getrieben
wird, bleibt der Fahrer für
einen langen Zeitraum in dem unbeabsichtigten Fahrzustand.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend erwähnten Umstände entwickelt,
und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerverfahren
für ein
automatisch betätigtes Getriebe
anzugeben, mit dessen Hilfe ein Verschiebungsausfall einer Schalthülse des
Synchrongetriebemechanismus verhindert werden kann, wenn die Schalthülse einmal
in die Schaltendeposition verschoben worden ist und zu der Neutralposition
hin zurückgezogen
wird, ohne daß ein
Fahrer die Schaltoperation vorgenommen hat.
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Erfindungsgemäß wird die
genannte Aufgabe durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird bei einem automatisch betätigten
Getriebe realisiert, welches besteht aus: 1) einem Gangschaltmechanismus
mit einer Angangswelle, einer Kupplungsnabe und einem Getriebezug,
2) einem Synchrongetriebebetriebsmechanismus, der eine Schalthülse, die
zum Schieben des Gangschaltmechanismus in einer axialen Richtung
zusammen mit der Kupplungsnabe in der Lage ist, und bei einem Leerlaufzustand
des Gangschaltmechanismus in der Leerlaufposition angeordnet ist,
und einen Synchronisationsring enthält, der durch ein Verschieben
der Schalthülse
von einem Gangeinlegebereich zu einem Synchronisationsbereich mit
einem vorbestimmten Zahnrad des Ge triebezugs des Gangschaltmechanismus
synchronisiert, und durch ein freies Drehen während des Verschiebens der
Schalthülse
von dem Synchronisationsbereich zu dem Wegdrückbereich das Verschieben der Schalthülse in den
Eingriffsbereich abschließt,
was ein Ineingriffkommen der Schalthülse mit dem vorbestimmten Zahnrad
erlaubt, 3) einem Stellglied zum Antreiben der Schalthülse des
Synchrongetriebemechanismus aus der Leerlaufposition zu einer Synchronisationsende-
bzw. Synchronisationsabschlußposition über den
Gangeinlegebereich, den Synchronisationsbereich, den Wegdrückbereich
und den Eingriffsbereich, 4) einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen
eines Verschiebebetrags bzw. -wegs der Schalthülse durch das Stellglied zu
einer eingestellten Position, die zwischen der Schaltendeposition und
der Leerlaufposition angeordnet ist, oder einen dazu äquivalenten
Betrag, und 5) einer Steuereinrichtung zum Betreiben des Stellgliedes,
wenn durch die Erfassungseinrichtung für den Verschiebeweg die Tatsache
erfaßt
worden ist, daß die
Schalthülse
des Synchrongetriebemechanismus, die einmal die Schaltendeposition
erreicht hat, daraus ohne einen Schaltvorgang des Fahrers um einen
Rückzugsbetrag
bzw. -weg zurückgezogen
wird, der kleiner als eine vorbestimmte Position in dem Eingriffsbereich ist,
um die Schalthülse
in Richtung der Schaltendeposition wieder zurückzuziehen.
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Bei
dem automatisch betriebenen Getriebe und dem dafür vorgesehenen Steuerverfahren
wird bei dem Schaltzustand des vorbestimmten Übersetzungsverhältnis durch
die Erfassungseinrichtung für den
Verschiebeweg erfaßt,
ob die zurückgezogene Stellung
bzw. Rückzugsposition
der Schalthülse
des Synchrongetriebemechanismus von der Schaltendeposition kleiner
oder größer als
die eingestellte Position (Erfassungsposition für einen Antriebsausfall) ist oder
nicht, die in dem Bereich zwischen der Schaltendeposition und der
Leerlaufposition eingestellt ist. Wenn die Erfassungseinrichtung
für den
Verschiebeweg erfaßt,
daß die
Rückzugsposition
der Schalthülse
größer als
die eingestellte Position ist, entscheidet die Steuereinrichtung,
ob der Schalthülsenrückzug aufgrund
der Betätigung
des Ganghebels durch den Fahrer erfolgte oder nicht. Falls der Schalthülsenrückzug aus
einem anderen äußeren Grund
als der Schalthebelbedienung durch den Fahrer erfolgt ist, daß heißt, wegen
eines Antriebsausfalls in dem Getriebemechanismus, wird das Stellglied
zum Betreiben des Betätigungsmechanismus
derart gesteuert, daß dadurch
die Schalthülse
zu der Schaltendeposition unter einer vorbestimmten Bedingung (der
Rückzugsweg
der Schalthülse
ist kleiner als der Eingriffspunkt E) ohne einem Zurückkehren
der Schalthülse zu
der Leerlaufposition verschoben wird. Somit kann die Zeit, in welcher
der Gangschaltmechanismus in dem Leerlaufzustand positioniert wird,
zum Abschwächen
oder Verringern des Unbehagens des Fahrers gespart werden.
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Das
automatisch betätigte
Getriebe der vorliegenden Erfindung kann folgende Ausführungsformen
aufweisen.
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Als
Stellglied für
ein Antreiben des Synchrongetriebemechanismus kann ein Hydraulikstellglied, wie
beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein Hydraulikmotor, oder
ein elektrischer Motor verwendet werden. Als Erfassungseinrichtung
für ein
Erfassen eines Verschiebewegs der Schalthülse des Synchrongetriebemechanismus
oder eines dazu äquivalenten
Betrags, kann ein Hubsensor zum Erfassen einer Position oder eines
Verschiebewegs eines beweglichen Teils, wie beispielsweise einer
Schaltgabel in dem Stellglied, oder ein Positionssensor zum Erfassen
einer Position oder Verschiebewegs der Schalthülse verwendet werden. Die Steuereinrichtung
zum Steuern des Stellgliedes in dem vorbestimmten Zustand kann eine
ECU sein, welche ein darin gespeichertes Programm aufweist, oder
eine zusätzliche
elektrische Schaltung. Die Steuereinrichtung steuert das Stellglied
derart, daß die
Schalthülse des
Synchrongetriebemechanismus ohne einem Zurückkehren in die Leerlaufposition
wieder verschiebt oder zurückschiebt,
wenn der Rückzugsweg
der Schalthülse
oder dergleichen, der durch die Erfassungseinrichtung für einen
Verschiebeweg erfaßt wird,
mit dem Eingriffsbereich übereinstimmt;
aber sie steuert das Stellglied derart, daß die Schalthülse zu der
Leerlaufposition für
den Fall des Antriebsausfall zurückgezogen
wird und dann wieder zu der gegenwärtigen Schaltposition verschoben
wird, wenn der erfaßte
Rückzugsweg
der Starthülse
oder dergleichen mit dem Wegdrückbereich,
dem Synchronisationsbereich oder dem Gangeinlegebereich übereinstimmt.
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Weiter
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich beispielhaft aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform
anhand der Zeichnung. Es zeig:
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1 ein
Aufbauschema, das ein Beispiel für
die vorliegende Erfindung zeigt;
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2 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
eines Betriebs der vorliegenden Ausführungsformen;
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3 eine
erläuternde
Ansicht der vorstehenden Ausführungsform;
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4 ein
Aufbauschema zur Erläuterung
eines Entwurfs eines automatisch betriebenen Getriebes;
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5 eine
Erläuterungsansicht
zum Erläutern
eines Betriebs des Synchrongetriebemechanismus; und
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6 eine
Erläuterungsansicht
zum Erläutern
einer Beziehung zwischen einer Schalthülse und einem Synchronisationsring.
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Als
nächstes
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
erläutert.
Es ist jedoch festzuhalten, daß die
vorliegende Erfindung zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen
enthalten kann, ohne das eigentliche Grundprinzip der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Wie
in 1 gezeigt, ist das automatisch betätigte Getriebe
aus einem Gangschaltmechanismus 2, einem Synchrongetriebemechanismus 30,
einem Schaltstellglied 50, einem Auswahlstellglied 40 und einer
Steuereinrichtung 6 aufgebaut.
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Der
Gangschaltmechanismus 2 enthält eine Eingangswelle, eine
Gegen- bzw. Zwischenwelle und eine Ausgangswelle (angetriebene Welle);
und einen Getriebezug ist auf jeder der Wellen montiert und wird
in einem Dauereingriffszustand gehalten. Der Getriebezug ist auf
der Ausgangswelle relativ dazu frei drehbar montiert. Der Gangschaltmechanismus 2 wird
durch den Synchrongetriebemechanismus 30 derart betrieben,
daß ein
vorbestimmtes Zahnrad des Getriebezugs zusammen mit der Ausgangswelle
rotiert, wodurch ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis in
dem Gangschaltmechanismus 2 eingestellt wird.
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Der
Synchrongetriebemechanismus 30, wie unter Bezugnahme auf 5 genauer
erläutert,
ist mit der Schalthülse 8,
welche innere Umfangskeilwellennuten 8a aufweist, die mit äußeren Umfangskeilwellennuten
einer nicht näher
dargestellten Kupplungsnabe in Eingriff stehen, mit einem kegelförmigen Synchronisationsring 9,
der in axialer X Richtung durch die Schalthülse 8 gedrückt wird,
und mit einem Paßteil 10 vorgesehen,
das an der inneren Umfangsoberfläche
der Schalthülse 8 zentrifugal
angepaßt bzw.
in Umfangsrichtung angeordnet ist und an eine Stirnfläche des
Synchronisationsrings 9 in der axialen Richtung X drückt.
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In
Anbetracht des obigen Aufbaus des Synchrongetriebemechanismus 30 wird
bei dem Gangeinlegebereich, wo die Schalthülse 8 an der Leerlaufposition
in dem Leerlaufzustand des Gangschaltmechanismus 2 beginnt,
sich durch die Schaltgabel 12 in der axialen Richtung zu
verschieben, der Synchronisationsring 9 in die axiale Richtung
X durch das Paßteil 10 gedrückt. Folglich
kommt die Drehzahl des Synchronisationsrings 9 in die Nähe der Drehzahl
der Schalthülse 8,
so daß die
inneren Umfangskeilwellennuten 8a der Schalthülse 8 in
die benachbarten Nuten der äußeren Umfangszähne 9b des
Synchronisationsrings 9 in der Endstufe des Synchronisationsbereichs
hineingelangen oder eindringen können. Durch
ein weiteres axiales Verschieben der Schalthülse durch die Schaltgabel 12 erreicht
die Schalthülse 8 den
Wegdrückbereich
zum Drücken
der abgeschrägten
Oberfläche 9a des
Synchronisationsrings 9 durch seine abgeschrägte Oberfläche 8b.
Somit übt der
Synchronisationsring 9 eine große Reibkraft auf die Ke geloberfläche des
Gangs 11 aus, so daß die Drehzahl
des Synchronisationsrings 9 gleich mit der Drehzahl der
Schalthülse 8 wird.
Dies vollendet die Synchronisation.
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Da
der Synchronisationsring 9 frei rotiert und ein Verschieben
der Schalthülse 8 nicht
behindert, verschiebt sich die Schalthülse 8 folglich in
der X Richtung, um den Synchronisationsring 9 zu passieren
und mit äußeren Umfangszähnen 11a des
Zahnrades 11 (Eingriffsbereich) in Eingriff zu stehen.
Somit vollendet die Schalthülse 8 den
Verschiebe- bzw. Schaltvorgang. Die Position der Schalthülse 8 zum
in Eingriff stehen mit dem äußeren Umfangszähnen 11a des
Zahnrads 11 wird als „Eingriffspunkt
E" bezeichnet (siehe 3).
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Das
Schaltstellglied 50 in 1 treibt
(verschiebt) die Schalthülse 8 in
dem Synchrongetriebemechanismus in der axialen Richtung X und weist
einen Elektromotor auf. Zum Beispiel ist eine Zahnstange (bewegliches
Teil), die mit einem an einer Ausgangswelle des Elektromotors befestigten
Ritzel in Eigriff steht, mit der Schaltgabel 12 zum Verschieben
der Schalthülse 8 in
der axialen Richtung X verbunden. Ebenso ist das Schaltstellglied 50 mit
einem Hubsensor 51 zum Erfassen oder Messen eines tatsächlichen
Verschiebewegs der Zahnstange vorgesehen, um die Position oder den
Verschiebeweg der Schalthülse 8 aus
der Leerlaufposition auf der Grundlage des Verschiebewegs der Zahnstange
zu erfassen. Der Hubsensor 51 untersucht eine Position
der Schalthülse 8 (Gangeinlegebereich,
Synchronisationsbereich, Wegdrückbereich
und Eingriffsbereich) anhand eines Hubes und darin eingegebenen
Rotationsdaten. Der Hubsensor 51 übermittelt eine Signal über ein
Verschieben der Schalthülse 8 zu
der elektrischen Steuereinheit (ECU) 62 in der Steuereinrichtung 6,
wie später
erläutert
wird. Ein Sensor zum Akkumulieren der Anzahl an Drehungen des Elektromotors
kann anstelle des Hubsensors 51 verwendet werden.
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Das
Auswahlstellglied 40 wählt
den Synchrongetriebemechanismus 30 entsprechend zur einem
durch den Gangschaltmechanismus 2 eingestellten Übersetzungsverhältnis aus
und kann weggelassen werden, falls das Schaltstellglied 50 für jede Schaltgabel
vorgesehen wird. Das Auswahlstellglied 40 wird vorgesehen,
wenn es die Aus wahlwelle gibt, die damit selektiv verbunden ist,
und in diesem Fall, verschiebt das Schaltstellglied 50 die
Auswahlwelle. Im folgenden wird der Aufbau erläutert, bei welchem das Schaltstellglied 50 für jede Schaltgabel
vorgesehen ist und die ECU 62 nur das Schaltstellglied 50 nur
das Schaltstellglied 50 steuert.
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Die
Steuereinrichtung 6 weist eine elektrisches Steuergerät auf, welches
einen Schaltabschnitt 61, der mit einem Schalthebel 7 vorgesehen ist,
und eine elektrische Steuereinheit (ECU) 62 aufweist. Der
Schaltabschnitt 61 weist Kontaktabschnitte auf, die jeweils
mit entsprechenden Übersetzungsverhältnissen übereinstimmen,
wobei ein Kontaktabschnitt mit einer Leerlaufposition übereinstimmt
und ein Kontaktabschnitt mit einem Rückwärtsgang übereinstimmt, und übermittelt
Schaltsignale von jedem Kontaktabschnitt zu der ECU 62.
Die ECU 62 ist ein Computer, welcher zum einen ein Grundprogramm zum
Ausführen
der Schaltsteuerung für
das Übersetzungsverhältnis auf
der Grundlage der Schaltsignale der Schaltungsabschnitte 61 aufweist
und zum anderen ein Steuer- oder Hilfsprogramm aufweist, daß sich um
den Antriebsausfall kümmert,
und welcher Ansteuersignale zu dem Schaltstellglied 50 übermittelt,
um es auf der Grundlage der Basis- und Steuerprogramme zu betreiben.
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Die
ECU 62 weist, wie in 3 gezeigt,
einen Speicher auf, in welchem ein Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls
der Schalthülse 8 und
ein Eingriffspunkt E, bei dem die Schalthülse 8 und die Zähne 11a des
Zahnrads 11 nach einem Abschluß des Wegdrückens miteinander in Eingriff
stehen, gespeichert sind. Der Erfassungspunkt D ist ein eingestellter
Wert, der entsprechend zu den Schaltpositionsbetrag der Schalthülse 8 an
einem Arbitrierungs- bzw. Entscheidungspunkt von dem Eingriffspunkt
E und dem Schaltendepunkt F eingestellt ist, und er wird als ein
Zwischenabschnitt zwischen dem Schaltendepunkt F und dem Eingriffspunkt
E ausgewählt.
Jedoch kann er als ein Punkt, der näher zu dem Eingriffspunkt E
oder dem Schaltendepunkt F gelegen ist, ausgewählt werden. Der Erfassungspunkt
D eines Antriebsausfalls und der Eingriffspunkt E können zusammenfallen.
Falls die Tatsache, daß die
Schalthülse 8,
die einmal den Schaltendepunkt F erreicht hat, sich davon zurückzieht,
um sich über
den Erfassungspunkt D hinaus in Richtung der Leerlaufposition zurückzuschieben,
durch den Hubsensor 51 erfaßt wird, beurteilt und entscheidet
die ECU 62 der Steuereinrichtung 6 auf jeden Fall,
daß ein
Antriebsausfall in den Synchrongetriebemechanismus 30 aufgetreten
ist. Jedoch wird, wie später
erläutert,
die Schalthülse 8 nicht
zu der Leerlaufposition zurückgezogen,
wenn die erfaßte
Position T zwischen den Schaltendepunkt F und den Eingriffspunkt
E gelegen ist. Ein Bereich von dem Eingriffspunkt E bis zu dem Schaltendepunkt
F entspricht einem Eingriffsbereich G. Dieser Eingriffsbereich G
ist vorgesehen, um die Eingriffslänge zwischen der Schalthülse 8 und
dem Zahnrad 11 aufrecht zu erhalten. Der Hubsensor 51 mißt ebenso
den Rückzugsweg
der Schalthülse 8 aus
der Schaltendeposition F.
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Die
ECU 62 führt
zusätzlich
zu dem Schaltvorgang der Schalthülse 8 in
dem Gangeinlegebereich, Synchronisationsbereich, Wegdrückbereich und
Eingriffsbereich, der auf der Grundlage des Basisprogramms ausgeführt wird,
nach dem Schaltende einen Rückschaltvorgang
des Synchrongetriebemechanismus 30 auf der Grundlage des
Steuerprogramms aus. Der Rückschaltvorgang
wird ausgeführt,
wenn die Position oder der Verschiebeweg der Schalthülse 8,
der durch den Hubsensor 51 erfaßt wird, zu einem vorbestimmten
Bereich gehört.
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Als
nächstes
wird der Steuerschritt, der durch die ECU 62 ausgeführt wird,
anhand des Flußdiagramms,
wie es in 2 gezeigt ist, erläutert.
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Nach
Vollendung der Schaltung bzw. Verschiebung durch das Schaltstellglied 50 bei
dem normalen Schaltvorgang (siehe Schaltendeposition F in 3)
führt die
ECU 62 das in 2 gezeigte Steuerprogramm aus.
Dieses Steuerprogramm weist einen Entscheidungsprozeß auf, der
einen Schritt S1 („Schalthülse 8 über den
Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls hinaus verschoben?"), einen Schritt S2
(„manueller
Schalthebel 7 betätigt?") und einen Schritt
S3 („Schalthülse 8 über den
Eingriffspunkt E hinaus verschoben?") enthält.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, liest die ECU 62 eine
gegenwärtige
Position oder den Rückzugsweg aus
der Schaltendeposition F der Schalthülse 8 (im folgenden
der Ein fachheit halber als „erfaßte Position T" bezeichnet), die
durch den Hubsensor 51 erfaßt worden ist, um ihn bei Schritt
S1 mit dem Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls, der in dem
Speicher gespeichert ist, zu vergleichen, das heißt, zu entscheiden
ob die erfaßte
Position T größer als
der Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls ist oder nicht. Wenn
die Entscheidung bei Schritt S1 NEIN lautet, was bedeutet, daß kein Antriebsausfall
aufgetreten ist (siehe Bereich C 3), kehrt
die Sequenz bzw. das Steuerverfahren zum Basisprogramm zurück. Wenn
es keinen Antriebsausfall in dem Synchrongetriebemechanismus 30 gibt,
wird lediglich der Schritt S1 ausgeführt.
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Wenn
im Gegensatz dazu die Entscheidung bei Schritt S1 JA lautet, was
bedeutet, daß ein
Wert A der erfaßten
Position T in dem Bereich liegt, der in Richtung der Leerlaufposition über den
Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls hinaus verläuft, entscheidet
die ECU 62, daß der
Antriebsausfall der Schalthülse 8 aufgetreten
ist. Nach der Entscheidung, daß ein
Antriebsausfall aufgetreten ist, entscheidet die ECU 62 bei
Schritt S2 auf der Grundlage eines Signals aus dem Schaltabschnitt 61,
ob der Antriebsausfall aus dem manuellen Betätigungsvorgang des Schalthebels
durch den Fahrer resultiert oder nicht. Wenn die Entscheidung bei
Schritt S3 NEIN lautet, was bedeutet, daß der Antriebsausfall von einem
Schaltvorgang des Fahrers her resultiert, kehrt die Sequenz zu dem
Basisprogramm zurück.
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Wenn
andererseits die Entscheidung bei Schritt S2 JA lautet, was bedeutet,
daß der
Antriebsausfall erkannt worden ist, besteht die Möglichkeit, daß ein Antriebsausfall
in dem Synchrongetriebemechanismus 30 aufgetreten ist,
so daß bei
Schritt S3 der Wert der erfaßten
Position T und des Eingriffspunkts E in dem Speicher verglichen
wird. Der Grund für
einen derartigen Vergleich ist der, daß der erfaßte Punkt T nicht notwendigerweise
in dem Eingriffsbereich G erfaßt
worden ist, aber in einem Bereich vor bzw. außerhalb des Eingriffsbereichs
G (Wegdrückbereich
oder Synchronisationsbereich entsprechend einem Wert B) oder in
einem Gangeinlegebereich (entsprechend einem Punkt, der in Richtung
der Leerlaufposition über
dem Punkt des Wertes B hinaus verschoben ist) erfaßt werden
kann. Da bei dem Eingriffsbereich G das Wegdrücken bereits abgeschlossen
ist und die inneren Umfangskeilwellennuten 8a der Schalthülse 8 mit
den äußeren Umfangszahnrädern 11a des
Zahnrades 11 in Eingriff stehen, läßt sich die Schalthülse 8 problemlos
in der axialen Richtung durch das Schaltstellglied 50 verschieben.
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Wenn
im Gegensatz dazu die erfaßte
Position T in dem Bereich vor dem Eingriffsbereich G (dem Wegdrückbereich
oder Synchronisationsbereich) erfaßt wird, passiert die Schalthülse 8,
falls die Schalthülse 8 in
der axialen Richtung durch das Stellglied 50 in Richtung
der Schaltendeposition F geschoben wird, den Synchronisationsring 9 ohne
einem axialen Drücken
oder Pressen der abgeschrägten
Oberfläche 9a durch
die abgeschrägte
Oberfläche 8b,
so daß die
Schalthülse 8 in
einem Zustand mit dem Zahnrad 11 in Eingriff steht, bei
dem zwischen beiden eine unterschiedliche Drehzahl besteht. Folglich
ist nicht nur die Schalthülse 8 und
das Zahnrad 11 nicht auseinander gedrückt oder synchronisiert, sondern es
tritt vielmehr ein Schaltgeräusch
auf. Dies behindert ein weiches bzw. gleitendes Zurückschalten
der Schalthülse 8 und
verursacht ein Abbrechen der inneren Umfangskeilwellennuten 8a und/oder
der äußeren Umfangszahnräder 11a.
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Um
bei dieser Ausführungsform
den vorstehend erwähnten
Nachteil zu verhindern und die Schalthülse 8 auch in dem
Wegdrückbereich
und dem Eingriffsbereich zurückzuschieben,
weist die ECU 62 die Schritte S3 bis S5 auf. Abhängig davon, ob
die erfaßte
Position T, die über
den Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls hinaus gelegen ist, auch über den
Eingriffspunkt E hinaus gelegen ist oder nicht, führt der
Schritt S3 verschiedene Prozesse aus. Das heißt, wenn die Entscheidung bei
Schritt 3 JA lautet, was bedeutet, daß die erfaßte Position T nicht über den
Eingriffspunkt E hinaus gegangen ist bzw. liegt, sondern zwischen
dem Eingriffspunkt E und dem Erfassungspunkt D eines Antriebsausfalls lokalisiert
ist und den Wert A aufweist (die erfaßte Position T ist größer als
der Erfassungspunkt D und kleiner als die Teilerfassungsposition
E), fährt
die Sequenz mit Schritt S4 („Rückzug in
X-Richtung") fort. Da
das Wegdrücken
durch die Schalthülse 8a bereits abgeschlossen
ist und die inneren Umfangskeilwellennuten Sb der Schalthülse 8 mit
den äußeren Umfangszähnen 11a des
Zahnrades 11 in Eingriff stehen, kann bei Schritt S4 die
Schalthülse 8 in
der axialen Richtung X ohne Verursachen von irgendwelchen Problemen
zurückgeschoben
werden. Dementsprechend führt
die ECU 62 das Ansteuersignal dem Schaltstellglied 50 zu,
um die Schalthülse 8 in
der axialen Richtung X zu verschieben, wodurch der Rückschaltvorgang
ausgeführt
wird. Auf diesem Weg kann der Antriebsausfall bei dem Eingriffsbereich
G aufgrund einer äußeren Ursache
verhindert werden.
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Lautet
andererseits die Entscheidung bei Schritt S3 NEIN, was bedeutet,
daß der
Erfassungspunkt D über
den Eingriffspunkt E hinaus gegangen ist und sich in den Synchronisationsbereich
befindet und einem Wert B aufweist oder dem Wegdrückbereich
oder Synchronisationsbereich, fährt
die Sequenz mit Schritt SS („Zurückschalten
nach einem Antriebsausfall")
fort. Da das Wegdrücken
durch die Schalthülse 8 noch
nicht abgeschlossen ist, wird bei Schritt SS die Schalthülse an eine
Position vor dem Gangeinlegepunkt zurückgezogen und dann wieder vor-
bzw. zurückgeschoben.
Das heißt,
nach einem Zuführen
des Ansteuersignals zu dem Schaltstellglied 50 bei einem
Antriebsausfall, um die Schalthülse
in Richtung Y in die Leerlaufposition zu drücken, führt die ECU 62 das
Ansteuersignal zu dem Schaltstellglied 50 zu, um die Schalthülse 8 in
der axialen Richtung X für
ein Zurückschalten
zu drücken.
Auf diesem Weg kann der Schaltzustand, auch wenn der Antriebsausfall
in dem Wegdrückbereich
oder Synchronisationsbereich auftritt, in dem ursprünglichen Schaltzustand
ohne einem Erzeugen von Schaltgeräuschen zurückgebracht werden.
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Wenn,
wie oben erwähnt,
der Antriebsausfall der Schalthülse 8 in
dem Wegdrückbereich
oder Synchronisationsbereich erfaßt wird, grenzen bzw. stoßen die
inneren Umfangskeilwellennuten 8a der Schalthülse 8 und
die äußeren Umfangskeilwellennuten 9b des
Synchronisationsrings 9 bei einem Zurückschalten bzw. Zurückschieben
der Schalthülse 8 aus
der Leerlaufposition in Richtung der Schaltendeposition F an den
abgeschrägten
Oberflächen 8b und 9a in
einer korrekten Position aneinander, wie durch die ununterbrochene
Linie in 6 angedeutet. Daher kann das
Zurückschieben
der Schalthülse 8 weich
bzw. gleitend ausgeführt
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann die obige Steuereinrichtung 6 in der gleichen Art
und Weise, wie bei dem obigen elektrischen Steuergerät durch ein
hydraulisches Steuergerät
aufgebaut sein, welches das Schaltstellglied 50 auf der
Grundlage der Erfassung eines Antriebsausfalls nachfolgend betreibt.