DE602005005273T2

DE602005005273T2 - Getriebe mit elektromagnetischer Bremse

Info

Publication number: DE602005005273T2
Application number: DE602005005273T
Authority: DE
Inventors: Yuji Wako-shi Saitama Yasui
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: DE602005005273D1; JP4562509B2; EP1669638A3; EP1669638A2; JP2006162017A; US20060128526A1; EP1669638B1; US7294091B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, das die Kraft eines Motors auf eine Achswelle überträgt, und insbesondere ein Getriebe, das die Kraft eines Motors während eines Gangwechsels auf eine Achswelle übertragen kann.
Gegenwärtig ist ein AMT (automatisiertes manuelles Getriebe) verfügbar. Das AMT hat eine bessere Kraftstoffeffizienz als ein AT (Automatikgetriebe) und ist leichter zu bedienen als ein MT (manuelles Getriebe). Das AMT hat angenähert die gleiche Struktur wie das traditionelle MT. In dem AMT werden, anstelle vom Fahrer, Gangwechsel (Gangschaltvorgang) und Kupplungsbetätigung durch einen Hydraulikaktuator oder einen elektrischen Aktuator gemäß einem Signal von einer ECU (elektronischen Steuereinheit) implementiert. Bei dem AMT kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Ähnlich dem MT muss das AMT die Kupplung während eines Gangwechselvorgangs ausrücken. Wenn die Kupplung ausgerückt ist, wird von dem Motor auf die Achswelle keine Antriebskraft übertragen. Aus diesem Grund könnten während des Gangwechselvorgangs keine glatten Antriebseigenschaften wie beim AT erreicht werden.
Im Hinblick auf die Lösung dieses Problems sind Doppelkupplungs-AMT mit zwei Kupplungen vorgeschlagen worden. Im Falle des Doppelkupplungs-AMT ist gegenwärtig eine Kupplung eingerückt. Die andere Kupplung ist in Vorbereitung auf die Fahrt nach dem nächsten Gangwechsel ausgerückt. Eine Welle der anderen Kupplung ist bereits mit einem Gang verbunden, der beim nächsten Gangwechsel auszuwählen ist. Während des Gangwechselbetriebs wird die gegenwärtige Kupplung ausgerückt, während die andere Kupplung eingerückt wird. Somit reduziert das Doppelkupplungs-AMT die Zeitdauer, während der auf die Achswelle keine Antriebskraft übertragen wird, was eine bessere Fahrbarkeit wie beim AT implementiert.
Jedoch hat das Doppelkupplungs-AMT noch immer das Problem, dass es ein hohes Gewicht und große Abmessungen hat, weil es einen komplizierten Mechanismus benötigt.
Es gibt einen anderen Ansatz, um eine Antriebskraft mittels eines Motors zu kompensieren, der mit einem Antriebsrad verbunden ist, wenn eine Kupplung ausgerückt ist. Jedoch erfordert dieser Ansatz zusätzliche Vorrichtungen, wie etwa einen Motor und eine Batterie, was das Gewicht und die Größe des Getriebes erhöht.
Die WO 2004/098937 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Getriebe, umfassend einen ersten Getriebemechanismus zum Ändern eines Gangverhältnisses zwischen einem Motor und einer Achswelle; eine Kupplung zum Einrücken und Ausrücken einer Antriebskraftübertragung von dem Motor auf den ersten Getriebemechanismus; ein Planetengetriebe, das zwischen dem Motor und der Achswelle angeschlossen ist; sowie eine elektromagnetische Bremse, die mit dem Planetengetriebe verbunden ist, wobei die elektromagnetische Bremse in Antwort auf das Anlegen von Elektrizität eine Bremskraft erzeugt, wobei die Bremskraft erlaubt, dass das Planetengetriebe eine Antriebskraft von dem Motor auf die Achswelle überträgt, wenn die Kupplung ausgerückt ist, worin das Planetengetriebe ein Sonnenrad, eine Mehrzahl von Planetenritzeln, einen Träger zum Verbinden der Mehrzahl von Planetenritzeln sowie ein Ringrad aufweist.
Die EP 1 359 048 A2 offenbart ein Getriebe, umfassend einen ersten Getriebemechanismus zum Ändern eines Gangverhältnisses zwischen einem Motor und einer Achse; eine Kupplung zum Einrücken und Ausrücken einer Antriebskraftübertragung von dem Motor auf den ersten Getriebemechanismus; einen zweiten Getriebemechanismus, der zwischen dem Motor und der Achswelle vorgesehen ist; eine Bremse, die mit dem zweiten Getriebemechanismus verbunden ist, wobei die Bremse eine Bremskraft erzeugt, wobei die Bremskraft erlaubt, dass der zweite Getriebemechanismus eine Antriebskraft von dem Motor auf die Achswelle überträgt, wenn die Kupplung ausgerückt ist.
Somit ist es, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe anzugeben, das ohne Unterbrechung fortlaufend eine Antriebskraft über einen Gangwechselvorgang hinweg übertragen kann und die mit einer geringeren Gewichts- und Größenzunahme auskommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Getriebe einen ersten Getriebemechanismus zum Ändern eines Gangverhältnisses zwischen einem Motor und einer Achswelle; eine Kupplung zum Einrücken und Ausrücken einer Antriebskraftübertragung von dem Motor zu dem ersten Getriebemechanismus; ein Planetengetriebe, das zwischen dem Motor und der Achswelle angeschlossen ist; wobei das Planetengetriebe ein Sonnenrad, eine Mehrzahl von Planetenritzeln, einen Träger zum Verbinden der Mehrzahl von Planetenritzeln sowie ein Ringrad enthält; sowie eine elektromagnetische Bremse, die mit dem Träger des Planetengetriebes verbunden ist, wobei die elektromagnetische Bremse in Antwort auf die Zufuhr von Elektrizität eine Bremskraft erzeugt, wenn die Kupplung ausgerückt ist; sowie eine Bypasswelle, die zwischen Motor und dem Planetengetriebe angeschlossen ist; wobei die Bremskraft auf den Träger Planetengetriebe ausgeübt wird, um eine Drehung des Trägers zu unterbinden, sodass eine Antriebskraft von dem Motor durch die Bypasswelle und dann durch Drehung der Planetenritzel, die durch den so gebremsten Träger miteinander verbunden sind, auf die Achswelle übertragen.
Somit kann eine Antriebskraft von dem Motor fortlaufend auf die Achswelle übertragen werden, selbst wenn ein Gangwechselvorgang gerade ausgeführt wird. Weil die Antriebskraftübertragung nicht unterbrochen wird, kann ein Gangschaltstoß verringert werden.
Da die Drehung des Trägers durch die Bremskraft unterbunden wird, kann das Anlegen der Bremskraft eine bessere Gangwechselsteuerung und eine bessere Kriechfahrt für ein Fahrzeug ermöglichen. Weil die elektromagnetische Bremse alterungsbeständig ist, kann der Gangwechselvorgang mit höherer Zuverlässigkeit implementiert werden. Bevorzugt wird die Übertragung einer Antriebskraft durch das Planetengetriebe durchgeführt, wenn Kriechfahrt erforderlich ist.
Kriechfahrt bei extrem niedriger Geschwindigkeit ist in herkömmlicher Weise nicht durchgeführt worden, wo die Drehmomentübertragung durch mechanische Reibkraft über die Kupplung durchgeführt wird, wegen Schwankungen und/oder Alterung der Produkte. Erfindungsgemäß kann die elektromagnetische Bremskraft eine Kriechfahrt geeignet implementieren.
Bevorzugt wird die Bremskraft gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer angeforderten Antriebskraft bestimmt. Somit kann eine Antriebskraft während Kriechfahrt oder eines Gangwechselvorgangs gemäß einem Fahrwiderstand kompensiert werden, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Anforderung des Fahrers nach Beschleunigung oder Verzögerung abhängig ist.
Bevorzugt wird die Bremskraft gesteuert, indem der in eine elektromagnetische Wicklung hineinfließende elektrische Strom auf einen Sollwert geregelt wird.
In der elektromagnetischen Bremse wird Wärme erzeugt, wenn die Bremskraft fortlaufend erzeugt wird. Wenn die Temperatur des Elektromagneten zunimmt, nimmt der Widerstand des Elektromagneten zu. Eine für den Elektromagneten erforderliche Spannung könnte für den Elektromagneten nicht erzielt werden, was die Bremskraft reduziert. In dieser Situation könnte eine Antriebskraft während Kriechfahrt oder eines Gangwechselvorgangs nicht kompensiert werden. Jedoch kann erfindungsgemäß eine Antriebskraft durch die elektrische Stromregelung auch dann richtig geregelt werden, wenn Kriechfahrt oder ein Gangwechselvorgang gerade durchgeführt wird.
Bevorzugt wird die Steuerung des elektrischen Strom durch eine Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt. Weil gemäß dieser Erfindung verhindert werden kann, dass der elektrische Strom einen Sollwert übersteigt, kann ein Schwingungsverhalten einer Antriebskraft, die während Kriechfahrt oder eines Gangwechselvorgangs bereitgestellt wird, verhindert werden.
Bevorzugt wird die Einrück/Ausrücksteuerung der Kupplung durch die Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt. Die Zuordnung einer Antwortcharakteristik auf einen Sollwert ist für die Regelung des elektrischen Stroms und die Regelung für das Einrücken/Ausrücken der Kupplung beide gleich. Somit kann eine Zeitabweichung zwischen dem Einrücken/Ausrücken der Kupplung und dem Anlegen des elektrischen Stroms an die elektromagnetische Bremse vermieden werden. Demzufolge kann verhindert werden, dass bei der während Kriechfahrt und während eines Gangwechselvorgangs gelieferten Antriebskraft ein spitzenartiges Verhalten auftritt, was glattere Antriebseigenschaften implementiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Motors und von dessen Peripherievorrichtungen gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Getriebes gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
3(a) zeigt schematisch die Übertragung einer Antriebskraft für Normalfahrt und 3(b) zeigt schematisch die Übertragung einer Antriebskraft während eines Gangwechsels gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm einer elektromagnetischen Bremse gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Graph, der das Verhalten einer Drehmomentübertragung zeigt, wenn ein Gangwechsel durchgeführt wird, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Graph, der die Änderung in der Bremskraft aufgrund der Temperatur einer elektromagnetischen Bremse zeigt, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Flussdiagramm eines Gangwechselprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Flussdiagramm eines Getriebesteuerungsprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Flussdiagramm eines Gangwechselprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Flussdiagramm eines Kupplungssteuerungsprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Flussdiagramm eines elektromagnetischen Bremssteuerungsprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Flussdiagramm eines Drosselsteuerungsprozesses gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Gewünschte-Gangwahl-Wertkennfeld gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt ein Gewünschte-Kupplungsstellung-Wertkennfeld gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Gewünschter-elektrischer-Strom-Wertkennfeld für Normalfahrt gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt ein Gewünschter-elektrischer-Strom-Wertkennfeld für einen Gangwechselbetrieb gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt ein Drosselöffnungskennfeld für Normalfahrt gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt ein Drosselöffnungskennfeld für einen Gangwechsel gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
1. Struktur
Nun wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein verbessertes automatisiertes manuelles Getriebe, einen Motor und Peripherievorrichtungen für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 100 ist im Wesentlichen ein Computer und umfasst eine Eingangsschnittstelle 100b zum Empfangen von Daten, die von jedem Teil des Fahrzeugs geschickt werden, eine CPU 100a zur Ausführung von Operationen zum Steuern/Regeln jedes Teils des Fahrzeugs, einen Speicher 100d einschließlich eines Festwertspeichers (ROM) und eines Direktzugriffsspeichers (RAM), sowie eine Ausgangsschnittstelle 100c zum Schicken eines Steuersignals zu jedem Teil des Fahrzeugs. Ein oder mehrere Programme und Daten zum Steuern/Regeln jedes Teils des Fahrzeugs sind in dem ROM gespeichert. Ein oder mehrere Programme zum Implementieren der Erfindung können in dem ROM gespeichert sein. Das ROM kann ein überschreibbares ROM sein, wie etwa ein EPROM. Das RAM bietet Arbeitsflächen für die Operation durch CPU 100a, worin Daten, die von jedem Teil des Fahrzeugs geschickt werden, sowie auch ein Steuersignal, das zu jedem Teil des Fahrzeugs hinausgeschickt werden soll, vorübergehend gespeichert werden.
Ein zu der ECU 100 geschicktes Signal wird zur Eingangsschnittstelle 100b geleitet. Die Eingangsschnittstelle 100b wandelt einen analogen Signalwert in einen digitalen Signalwert um. Die CPU 100a verarbeitet das resultierende digitale Signal gemäß einem im Speicher 1c gespeicherten Programm und erzeugt ein Steuersignal. Die Ausgangsschnittstelle 100c schickt das Steuersignal zu Aktuatoren für ein VTC-Steuersolenoid 130, eine Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131, ein Getriebesteuerungssolenoid 132, eine elektromagnetische Bremse 205 und anderen Teilen.
In dieser Ausführung ist ein Motor (Brennkraftmaschine) 101 ein wassergekühlter Viertakt-Benzinmotor. Der Motor 101 hat einen bekannten variablen Ventilsteuermechanismus (VTC) 105. Die Ansaugluftmenge in den Motor wird eingestellt, indem ein Hubbetrag eines Einlass/Auslassventils und/oder eine Öffnungs/Schließzeit des Einlass/Auslassventils verändert wird. Die Steuerung der Ansaugluftmenge durch diesen variablen Ventilsteuermechanismus 105 wird z. B. implementiert, indem ein Solenoidventil eines VTC-Steuersolenoids 130 gemäß einem Steuersignal von der ECU 100 angesteuert wird, wobei einer einer Mehrzahl von Nocken, die für den Ventilhubbetrieb vorgesehen sind, durch Öldruck ausgewählt und die Phase des Nockens zum Öffnen/Schließen des Ventils verändert wird.
In der Ausführung wird die Ansaugluftmenge durch den variablen Ventilsteuerungsmechanismus eingestellt. Alternativ könnte für diese Einstellung ein elektrisch betätigtes Drosselventil verwendet werden, welches durch die ECU 100 elektrisch angesteuert wird. Das Drosselventil ist ein Ventil zum Steuern/Regeln der Ansaugluftmenge, die in einen Ansaugkrümmer 108 fließt. Ein Öffnungsgrad des Drosselventils wird durch einen eingebauten Drosselventilmotor gesteuert/geregelt. Der Drosselventilmotor wird zum Ändern eines Öffnungsgrads des Drosselventils verwendet. Das Ventil ist bei 0 Grad vollständig geschlossen und bei 90 Grad vollständig geöffnet. Die ECU 100 liefert zu dem Drosselventilmotor elektrische Energie. Der Motor kann gemäß einem Steuersignal von der ECU 100 arbeiten.
Der Ansaugkrümmer 108 ist vorgesehen, um in einen Zylinder des Motors 101 Luft einzuführen. Der Auslasskrümmer 109 ist vorgesehen, um Abgas nach der Verbrennung abzugeben. Ein Katalysator, wie etwa ein Dreiwegekatalysator (in 1 nicht gezeigt), ist vorgesehen, um das in die Atmosphäre abgegebene Abgas zu reinigen.
Ein Kurbelwinkelsensor 111 ist in dem Motor 101 vorgesehen, um einen Drehwinkel einer Kurbelwelle des Motors 101 zu erfassen. Der Kurbelwinkelsensor 111 enthält einen Zylinderunterscheidungssensor zum Ausgeben eines Signalimpulses (CYL-Signalimpulses) bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel für jeden Zylinder des Motors 101, einen TDC-Sensor zum Ausgeben eines TDC-Signalimpulses für den oberen Totpunkt (OT) bei Beginn des Ansaugtakts für jeden Zylinder (nämlich bei 180 Grad Kurbelwinkel im Falle eines Viertaktmotors) und einen CRK-Sensor zum Erzeugen eines Pulses bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. 30 Grad). Der Zyklus des CRK-Signalimpulses ist kürzer als der Zyklus des TDC-Signalimpulses. Der CYL-Signalimpuls, der TDC-Signalimpuls und der CRK-Signalimpuls werden der ECU 100 zugeführt. Diese Signalimpulse werden für verschiedene Zeitsteuerungen, wie etwa die Kraftstoffeinspritzzeit, die Zündzeit usw. verwendet. Sie werden auch zum Berechnen einer Motordrehzahl NE verwendet.
Ein Gaspedalsensor (AP) 121 ist am Gaspedal angebracht. Der Gaspedalsensor erfasst einen Winkel des Gaspedals, der sich gemäß dem Druck durch den Fahrer verändert. Der erfasste Winkel wird zu der ECU 100 geschickt.
Ein Bremsdruckkraftsensor (Bk) 122 ist am Bremspedal angebracht. Der Bremsdruckkraftsensor erfasst einen Winkel des Bremspedals, der sich gemäß dem Druck durch den Fahrer verändert. Der erfasste Winkel wird zu der ECU 100 geschickt.
Ein Schalthebelschalter (Sft) 123 ist am Schalthebel angebracht. Der Schalthebelschalter erfasst eine Schaltstellung (wie etwa Fahrbereich, Neutral, Rückwärts usw.). Die erfasste Schaltstellung wird zur ECU 100 geschickt.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 ist an der Ausgangswelle des Getriebes angebracht. In dieser Ausführung ist die Ausgangswelle eine später beschriebene Gegenwelle 214. Ein Rotor ist an der Ausgangswelle des Getriebes angebracht, um bei jeder Umdrehung eine vorbestimmte Anzahl von Pulssignalen zu erzeugen. Die ECU 100 erfasst diese Pulssignale und bestimmt dann die Fahrzeuggeschwindigkeit, indem sie den erfassten Wert mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert.
Eine Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 steuert/regelt einen elektrischen Aktuator gemäß einem Steuersignal von der ECU 100. Durch den elektrischen Aktuator wird eine Stellung der mit dem elektrischen Aktuator verbundenen Kupplung gesteuert. Somit kann die Steuervorrichtung 131 das Einrücken/Ausrücken der Kupplung steuern/regeln. In dieser Ausführung wird die Kupplung gemäß einer an den elektrischen Aktuator angelegten Spannung gelöst (ausgerückt). Um Kupplungsstellung zur ECU 100 rückzukoppeln, enthält die Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 einen Kupplungsstellungssensor zum Erfassen der Kupplungsstellung, indem die Regelgröße des elektrischen Aktuators erfasst wird. Eine Ausgabe von dem Kupplungsstellungssensor wird durch die Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 zu der ECU 100 geschickt.
Ein Getriebesteuersolenoid 132 ist ein Solenoid zum Umschalten zwischen Hydraulikölwegen, um einen Selektor zu einem gewünschten Gang zu bewegen, gemäß einem Signal von der ECU 100. Somit wird das Umschalten zwischen den Gängen eines Getriebes implementiert. Ein solcher Gangwechselvorgang wird im Detail später beschrieben.
In Bezug auf die 2 und 3 wird ein Getriebe gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Motor, einem Getriebe und einer elektromagnetischen Bremse gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine Kupplung ist eine Vorrichtung zum Einrücken/Ausrücken der Antriebskraftübertragung des Motors auf eine Hauptwelle 215 durch Einrücken/Ausrücken einer Verbindung zwischen einem Schwungrad 218, das an einer sich von dem Motor weg erstreckenden Bypasswelle 219 fest angebracht ist, und einer scheibenförmigen Reibplatte (Kupplungsscheibe) 217, die an der Hauptwelle 215 fest angebracht ist. Das Schwungrad 218 und die Kupplungsscheibe 217 werden durch eine Schraubenfeder aneinander gedrückt, um diese zu verbinden. Der elektrische Aktuator (nicht gezeigt), der durch die Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 wie oben beschrieben angesteuert wird, ist mit der Kupplungsscheibe verbunden. Die Kupplung kann eingerückt/ausgerückt werden, indem die Kupplungsstellung durch Regelung dieses elektrischen Aktuators gemäß einem Signal von der ECU 100 angesteuert wird.
Das in dieser Ausführung verwendete Getriebe ist ein Getriebe mit konstantem Eingriff. Daher steht jedes der Zahnräder 216 in konstantem Eingriff mit einem entsprechenden Zahnrad auf der Gegenwelle 214. Das Getriebe mit konstantem Eingriff hat einen Synchronisierungsmechanismus (Synchro-Eingriffsmechanismus). Es wird nur ein von einem Selektor (nicht gezeigtes) Zahnrad mit der Hauptwelle 215 in Eingriff gebracht. Die Bewegung des Selektors wird durch Öldrucksteuerung durch das oben beschriebene Getriebesteuersolenoid 132 gesteuert. Somit wird der Selektor durch Ölhydrauliksteuerung gemäß einem Steuersignal von der ECU 100 zu einem gewünschten Gang bewegt, und der Synchroneingriffsmechanismus bewirkt, dass das gewählte Zahnrad mit der Hauptwelle 215 in Eingriff gebracht wird. Insbesondere wird eine Muffe des Synchroneingriffsmechanismus zu einem gewünschten Zahnrad bewegt und dann mit dem Kegel des Zahnrads in Eingriff gebracht, sodass die Synchronisierung der Drehung erreicht wird. Somit wird das gewählte Zahnrad mit der Hauptwelle 215 durch die Muffe in Eingriff gebracht.
An der Hauptwelle 215 sind eine Mehrzahl von Zahnrädern angebracht. Diese Zahnräder können sich relativ zur Hauptwelle drehen. Die Übertragung der Motorkraft wird durch Eingriff eines der Zahnräder mit der Hauptwelle implementiert. Der Eingriff des Zahnrads wird implementiert, indem die Muffe zum Zahnrad bewegt wird, wie oben beschrieben. Da der Selektor mit einer Ölhydrauliksteuerungseinheit verbunden ist, die durch das Getriebesteuersolenoid 132 angesteuert wird, und das Solenoid 132 durch ein Signal von der ECU 100 angesteuert wird, kann sich der Selektor zu einem gewünschten Zahnrad hin bewegen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält ein Planetengetriebemechanismus ein Sonnenrad 201, eine Mehrzahl von Planetenritzeln 202, ein Ringrad 203 und einen Planetenträger 204.
Das Sonnenrad 201 ist in der Mitte des Planetengetriebemechanismus angeordnet. In dieser Ausführung ist eine Welle des Sonnenrads 201 mit der Ausgangswelle (Bypasswelle 219) fest verbunden, die sich von dem Motor weg erstreckt, sodass die Leistung des Motors direkt auf das Sonnenrad 201 übertragen wird.
Die Planetenritzel 202 sind zwischen dem Ringrad 203 und dem Sonnenrad 201 vorgesehen. Der Einfachheit wegen zeigt 3 nur zwei Planetenritzel, die zwischen dem Sonnenrad 201 und dem Ringrad 203 vorgesehen ist. Der Planetenträger 204 ist mit den Planetenritzeln 202 drehbar verbunden, sodass die Planetenritzel 202 miteinander gekoppelt sind.
An einer Innenoberfläche des Ringrads 203 sind Verzahnungen zum Eingriff mit den Planetenritzeln 202 ausgebildet. An der Außenoberfläche des Ringrads 203 ist eine Verzahnung ausgebildet, um die Kraft auf ein drehmomentübertragendes Zahnrad 211 zu übertragen.
Die Kraftübertragung von dem Sonnenrad 201 zu dem Ringrad 203 kann gesteuert werden, indem die Drehung des Planetenträgers 204 unterbunden wird. Wenn z. B. die Drehung des Planetenträgers 204 nicht unterbunden ist, während sich das Sonnenrad 201 dreht, wird die Drehung jedes Planetenritzels um seine Achse herum und die Drehung der Planetenritzel um das Sonnenrad herum nicht unterbunden. In dieser Situation wird die Kraft nicht zu dem Ringrad übertragen, da sich die Planetenritzel 202 innerhalb des Ringrads 203 frei drehen. Wenn andererseits die Drehung des Planetenträgers 204 unterbunden ist, während sich das Sonnenrad 201 dreht, wird die Drehung der Planetenritzel 202 um das Sonnenrad herum unterbunden, aber die Drehung jedes der Planetenritzel 202 um seine Achse herum wird nicht unterbunden. In diesem Fall wird die Kraft von dem Sonnenrad 201 auf das Ringrad 203 durch die Drehung der Planetenritzel 202 übertragen.
Als Vorrichtung zum Unterbinden der Drehung des Planetenträgers 204 ist eine elektromagnetische Bremse (Hysterese-Bremse) 205 mit der Mittelachse des Planetenträgers 204 verbunden.
4 ist ein Blockdiagramm der elektromagnetischen Bremse 205, die in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Elektrischer Strom wird einer Erregungswicklung 403 zugeführt, um einen Magnetfluss zu erzeugen, welcher in ein Innen/Außenjoch 401 fließt. Ein Drehring 402 ist in das Joch 401 eingesetzt, ohne Kontakt mit dem Joch 401. Der Magnetfluss, der in das Joch 401 fließt, tritt durch den Drehring 402 hindurch. Zwischen dem Drehring 402 und dem Joch 401 wird magnetische Reibung erzeugt. Die magnetische Reibung dient als Bremskraft. Da eine Achse des Drehrings 402 mit der Achse des Planetenträgers 204 verbunden ist, dient die Bremskraft der magnetischen Bremse 205 als Bremskraft gegenüber dem Planetenträger 204. Die Steuerung des elektrischen Stroms und der Spannung erfolgt durch die Spannungssteuerungsvorrichtung 404 in Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 100. Der elektromagnetische Bremse 205 ist mit einem Stromsensor 405 versehen, um den angelegten elektrischen Strom zu messen, welcher für die Bremskraftsteuerung (später beschrieben) verwendet wird.
Die Bremskraft der elektromagnetischen Bremse 205 ist angenähert proportional zur Höhe des an die elektromagnetische Wicklung angelegten elektrischen Stroms. Somit kann die Bremskraft unabhängig von der Drehzahl des Drehrings 402 eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Bypasswelle 219 mit der Ausgangswelle des Motors 101 verbunden. Die Bypasswelle 219 ist eine Welle, um die Leistung des Motors 101 konstant zu übertragen. Wie oben beschrieben, ist das Sonnenrad an einem Endabschnitt dieser Bypasswelle 219 angebracht. Ein Drehmomentübertragungszahnrad 211 steht mit der Verzahnung und der Außenoberfläche des Ringrads 203 in Eingriff, um die Kraft auf die Gegenwelle 214 zu übertragen.
Die Gegenwelle 214 ist eine Welle zur Übertragung der Kraft durch das Zahnrad 216 oder der Kraft durch den Planetengetriebemechanismus auf die Fahrzeugräder. Die Gegenwelle 214 ist mit einem Gegenwellenzahnrad 213 versehen, um die Kraft von dem Drehmomentübertragungszahnrad 211 zu übertragen. Die Gegenwelle 214 überträgt die Kraft durch eine Kardanwelle und ein Differenzialgetriebe (diese sind in den Figuren nicht gezeigt) auf die Fahrzeugräder.
2. Kraftübertragung
Nun wird in Bezug auf 3 ein Kraftübertragungsweg von dem Motor 101 zur Gegenwelle 214 beschrieben. 3(a) zeigt einen Kraftübertragungsweg, wenn die Kraft durch die Kupplung und das gewählte Zahnrad 216 übertragen wird. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird, während normaler Fahrt, eine Muffe zu einem gewünschten Zahnrad 216 bewegt und die Kraft wird über das gewählte Zahnrad übertragen, wie oben beschrieben. Die Bremskraft durch die magnetische Bremse 205 wird nicht erzeugt. Daher drehen sich die Planetenritzel 202 frei innerhalb des Ringrads 203. Die Drehmomentübertragung von der Bypasswelle 219 zur Gegenwelle 214 wird nicht ausgeführt.
Wie in 3(a) gezeigt, wird ein Kraftübertragungsweg hergestellt, sodass die Kraft durch die Kupplung und das gewählte Zahnrad 216a übertragen wird. Die Kraft von dem Motor 1 wird zur Hauptwelle 215 so übertragen, wie mit einem Pfeil 303 gezeigt. Diese Kraft wird weiter durch das Zahnrad 216a und das Zahnrad 216b übertragen, wie mit Pfeil 302 und Pfeil 304 gezeigt. Dann wird diese Kraft eventuell an die Gegenwelle 214 ausgegeben.
3(b) zeigt einen Kraftübertragungsweg, wenn die Kraft durch den Planetengetriebemechanismus übertragen wird. Während eines Gangwechselvorgangs wird die Kraft nicht über die Zahnräder 216a und 216b übertragen, weil die Kupplung ausgerückt ist, und auch die Muffe, die mit der Hauptwelle 215 in Eingriff gewesen ist, gelöst ist. Die Bremskraft wird durch die elektromagnetische Bremse 205 erzeugt, um eine Differenzdrehung durch den Planetenträger 204 zu begrenzen. Entsprechend der Höhe der Bremskraft wird die Kraft von der Bypasswelle 219 auf die Gegenwelle 214 übertragen. Wenn der Planetenträger durch die elektromagnetische Bremse 205 vollständig abgebremst ist, wird das gesamte Drehmoment der Bypasswelle 219 auf die Gegenwelle übertragen. Die Kraft von dem Motor wird nicht auf die Hauptwelle 215 übertragen, weil die Kupplung ausgerückt ist. Jedoch wird die Kraft durch die Bypasswelle 219 übertragen (Pfeil 315). Weil der Planetenträger 204 durch die elektromagnetische Bremse 205 gestoppt ist, wird die Kraft von der Bypasswelle 219 durch das Sonnenrad 201 und die Planetenritzel 202 übertragen (Pfeil 314) und wird dann durch das Ringrad 203 auf das Drehmomentübertragungszahnrad 211 übertragen (Pfeil 317). Die so auf das Drehmomentübertragungszahnrad 211 übertragene Kraft wird eventuell durch das Gegenwellenzahnrad 213 auf die Gegenwelle 214 übertragen (Pfeil 318).
Selbst wenn somit die Kupplung während eines Gangwechselbetriebs im gelösten Zustand ist und daher die Kraft nicht durch den Kraftübertragungsweg über die Kupplung auf die Gegenwelle 214 übertragen wird, kann die Motorkraft durch den Planetengetriebemechanismus auf die Gegenwelle 214 übertragen werden. Im Ergebnis kann ein Antriebsverlust während des Gangwechselvorgangs verhindert werden, welche durch die Unterbrechung der Kraftübertragung in Antwort auf das Lösen der Kupplung hervorgerufen wird.
In dieser Ausführung ist das Sonnenrad 201 mit der Bypasswelle 219 verbunden, ist der Planetenträger 204 mit der elektromagnetischen Bremse 205 verbunden und ist das Ringrad 203 mit dem Drehmomentübertragungsrad 211 verbunden, um die Kraft auf die Gegenwelle 214 zu übertragen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Struktur beschränkt. In anderen Worten, es kann beliebig definiert werden, welches vom Sonnenrad 201, vom Planetenträger 204 und vom Ringrad 203 jeweils mit dem Motor 101, dem Drehmomentübertragungszahnrad 211 und der magnetischen Bremse 205 verbunden ist. Z. B. kann das Sonnenrad 201 mit der Gegenwelle verbunden sein und kann die Kraft von dem Motor 101 auf das Ringrad 203 übertragen werden.
5 ist ein Graph, der das Einrücken/Ausrücken der Kupplung, einen an die elektromagnetische Bremse angelegten elektrischen Strom und ein durch den Planetengetriebemechanismus übertragenes Drehmoment zeigt. Eine Dauer bis zur Zeit "A" bezeichnet einen normalen Fahrzustand, in dem die Kupplung im eingerückten Zustand ist und die Kraft durch ein gewähltes Zahnrad übertragen wird. Eine Dauer ab der Zeit "A" bis "B" bezeichnet einen Zustand, in dem die Kupplung ausgerückt ist und der Gangwechselvorgang gerade ausgeführt wird. Eine Dauer ab der Zeit "B" bezeichnet einen Zustand, in dem die Kupplung nach Abschluss des Gangwechsels wieder eingerückt ist.
Während der Dauer bis zur Zeit "A" repräsentiert die Kupplungsstellung Cl 0 (eingerückt), weil die Kupplung im eingerückten Zustand ist und der elektrische Stromwert der elektromagnetischen Bremse 205 auch 0 zeigt, weil die Bremse nicht aktiviert ist. Dementsprechend zeigt das Drehmoment Tbp über den Planetengetriebemechanismus 0, weil die Kraft nicht durch den Planetengetriebemechanismus übertragen wird. Andererseits wird das Drehmoment Cl über die Kupplung übertragen, weil die Kupplung im eingerückten Zustand ist, und das Drehmoment von dem Motor 101 wird durch das gewählte Zahnrad auf die Gegenwelle 214 übertragen. Das Übertragungsdrehmoment Ttotal auf die Gegenwelle 214 ist gleich dem Wert des Drehmoments Tcl über die Kupplung.
Während der Dauer von "A" bis "B" wird ein Gangwechsel durchgeführt. Der Wert der Kupplungsstellung Cl wird 100 (gelöst), weil die Kupplung ausgerückt ist. Um zu verhindern, dass die Kraftübertragung auf die Gegenwelle 214 durch das Ausrücken der Kupplung verloren geht, wird der elektromagnetischen Bremse 205 ein elektrischer Strom zugeführt. Wenn der elektrische Strom der elektromagnetischen Bremse zugeführt wird, beginnt die Drehmomentübertragung durch den Planetengetriebemechanismus. Dementsprechend wird das Drehmoment Tcl über die Kupplung zu 0, wohingegen die Übertragung des Drehmoments Tbp durch den Planetengetriebemechanismus erfolgt. Das Übertragungsdrehmoment Ttotal auf die Gegenwelle ist gleich dem Wert des Drehmoments Tbp. Der Gangwechsel wird durchgeführt, während die Kupplung im ausgerückten Zustand ist.
Nachdem der Gangwechsel abgeschlossen ist, wird die Kupplung zur Zeit "B" wieder eingerückt. Daher wird die Kupplungsstellung Cl zu 0 und der der elektromagnetischen Bremse zugeführte elektrische Strom wird auf 0 geregelt. Das Drehmoment Tbp durch den Planetengetriebemechanismus wird zu 0, weil die Kraft nicht durch den Planetengetriebemechanismus übertragen wird. Im Gegensatz hierzu erfolgt die Übertragung des Drehmoments Tcl über die Kupplung, weil die Kupplung eingerückt ist und die Drehmomentübertragung von dem Motor auf die Gegenwelle erfolgt durch einen Gangwechselvorgang gewähltes Zahnrad. Das Übertragungsdrehmoment Ttotal auf die Gegenwelle ist gleich dem Drehmoment Tcl.
3. Steuerung der Kupplungsstellung und der elektromagnetischen Bremse
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Kraft auf die Gegenwelle 204 durch den von der elektromagnetischen Bremse 205 gebremsten Planetengetriebemechanismus übertragen werden, sodass die Übertragung der Leistung des Motors 101 auf die Gegenwelle auch dann nicht unterbrochen wird, wenn wegen eines Gangwechselvorgangs die Kupplung ausgerückt ist.
Das Übertragungsdrehmoment Tpb durch den Planetengetriebemechanismus, wenn die Kupplung im ausgerückten Zustand ist, ändert sich gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäß der von der elektromagnetischen Bremse 205 erzeugten Bremskraft. Die Bremskraft der elektromagnetischen Bremse wird so eingestellt, dass sie mit dem Verhalten der Kupplung (Einrücken/Ausrücken) synchronisiert wird. In anderen Worten, die Bremskraft wird so eingestellt, dass sie mit dem Verhalten der Kupplungsstellung Cl synchronisiert ist, welcher einem Sollwert Cl_cmd folgt. Während dieser Einstellung wird die Bremskraft durch die Spannung Vbrk geregelt, welche an die elektromagnetische Bremse angelegt wird. Wenn jedoch die Temperatur des Elektromagneten aufgrund fortlaufender Aktivierung der elektromagnetischen Bremse ansteigt, nimmt der Widerstand der elektromagnetischen Wicklung zu, wodurch der elektrische Strom Ibrk abnimmt. Wenn der elektrische Strom abnimmt, sinkt die elektromagnetische Kraft, wodurch die Bremskraft reduziert wird. 6 ist ein Graph, der die Bremskraft in Bezug auf die angelegte Spannung zeigt. Es ist ersichtlich, dass die Bremskraft in Bezug auf die angelegte Spannung abnimmt, wenn die Temperatur ansteigt.
Selbst wenn somit die Spannung Vbrk durch vorwärtskoppelnde Steuerung gesteuert wird, kann die Bremskraft in Bezug auf die angelegte Spannung nicht konstant werden. Im Ergebnis könnte ein gewünschtes Übertragungsdrehmoment Tbp nicht erzielt werden.
Die elektromagnetische Kraft oder die Bremskraft ist angenähert proportional zu Ibrk. Um das gewünschte Übertragungsdrehmoment Tbp zu erreichen, ist ein elektrischer Stromsensor 405 vorgesehen, um den elektrischen Strom zu erfassen. Vbrk wird so bestimmt, dass der erfasste Stromwert Ibrk einen Sollstromwert Ibrk_cmd erreicht.
Um ein exponentielles Verhalten des Übertragungsdrehmoments Ttotal zu erreichen (dieses Verhalten implementiert eine bessere Antriebseigenschaft während eines Gangwechselbetriebs, wie in 5 gezeigt), werden die Kupplungsstellungssteuerung und die elektrische Stromsteuerung für die elektromagnetische Bremse durch eine Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt.
Die Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden kann eine rasche Reaktion des geregelten Objekts erreichen, während ein Schwingverhalten des geregelten Objekts unterdrückt wird.
Die Reaktionszuweisungsregelung verwendet einen Sollwert-reaktiven Zuweisungsparameter POLE_f, zur Anwendung eines Verzögerungsfilters erster Ordnung (Tiefpassfilter) auf einen Sollwert Cl_cmd_f, wie durch die Gleichung (1-1) gezeigt. Der Sollwert-reaktive Zuweisungsparameter POLE_f definiert eine Geschwindigkeit, mit der die geregelte Größe einem Sollwert folgt. Er wird so gesetzt, dass er –1 < POLE_f < 0 genügt. Cl_cmd_f(k) = –POLE_f·Cl_cmd_f(k – 1) + (1 + POLE_f)Cl _cmd(k) (1-1)
Wie in Gleichung (1-1) gezeigt, spezifiziert der Wert des Parameters POLE_f eine Trajektorie des Sollwerts Cl_cmd_f. Weil der Verzögerungsfilter erstesr Ordnung verwendet wird, ermöglicht die so definierte Trajektorie, dass die Kupplungsstellung Cl allmählich an den Sollwert Cl_cmd(k) konvergiert. Je nachdem, wie die Trajektorie des Sollwerts gelegt ist, kann eine Geschwindigkeit geregelt werden, mit der die geregelte Größe dem Sollwert folgt.
Eine Umschaltfunktion σ_cl ist so definiert, wie mit der Gleichung (1-2) definiert. e_cl repräsentiert einen Fehler zwischen der Kupplungsstellung Cl und dem Sollwert Cl_cmd_f. Die Umschaltfunktion σ_cl spezifiziert ein Konvergenzverhalten des Fehlers e_cl. POLE_cl ist ein Störungsunterdrückungszuweisungsparameter zum Unterdrücken einer Störung und spezifiziert eine Geschwindigkeit, mit der der Fehler e_c auf null konvergiert, wenn eine Störung einwirkt. Der Störungsunterdrückungszuweisungsparameter POLE_cl ist so gesetzt, dass er –1 < POLE_cl < 0 genügt. σ_cl(k) = e_cl(k) + POLE_cl·e_cl(k – 1) (1-2)wobei e_cl(k) = Cl(k) – Cl_cmd_f(k)
Eine Reachingvorschrifteingabe Vrch_cl und eine adaptive Vorschrifteingabe Vadp_cl werden gemäß den Gleichen (1-3) und (1-4) errechnet. Vrch_cl ist eine Eingabe, um eine Zustandsgröße auf eine Schaltlinie zu setzen. Hier ist die Schaltlinie durch die Umschaltfunktion definiert. Die Zustandsgröße ist durch (e_cl(k – 1), e_cl(k)) definiert. Krch_cl und Kadp_cl bezeichnen Rückkopplungsfaktoren. Die Werte der Rückkopplungsfaktoren Krch_cl und Kadp_cl sind durch Simulation oder dgl. vorbestimmt, unter Berücksichtigung der Stabilität, des raschen Ansprechverhaltens etc. der geregelten Größe. Vrch_cl(k) = Krch_cl·σ_cl(k) (1-3)
Als Nächstes wird eine Regeleingabe VcL als Summe der Reachingvorschrifteingabe Vrch_cl und der adaptiven Vorschrifteingabe Vadp_cl berechnet, wie mit der Gleichung (1-5) gezeigt. Somit wird die Regeleingabe (Spannung) VcL an den elektrischen Aktuator der Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 angelegt. Vcl(k) = Vrch_cl(k) + Vadp_cl(k) (1-5)
Die obige Zuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden wird durch die ECU 100 implementiert, welche die oben beschriebenen Gleichungen rechnet.
Ferner wird in der Ausführung der vorliegenden Erfindung auf die elektrische Stromregelung für die magnetische Bremse mittels einer Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden geregelt.
Ein Sollwert reaktiver Zuweisungsparameter POLE_f wird dazu verwendet, um einen Verzögerungsfilter erster Ordnung (Tiefpassfilter) auf einen Sollwert Ibrk_cmd_f anzuwenden, wie mit der Gleichung (2-1) gezeigt. Der Sollwert reaktive Zuweisungsparameter POLE_f definiert eine Geschwindigkeit, mit der die geregelte Größe einem Sollwert folgt. Sie ist so gesetzt, dass sie –1 < POLE_f < 0 genügt. Ibrk_cmd_f(k) = –POLE_f·Ibrk_cmd_f(k – 1) + (1 + POLE_f)Ibrk_cmd(k) (2-1)
Wie mit der Gleichung (2-1) gezeigt, spezifiziert der Wert des Parameters POLE_f eine Trajektorie des Sollwerts Ibrak_cmd_f. Weil der Verzögerungsfilter erster Ordnung verwendet wird, ermöglicht die so definierte Trajektorie, dass der elektrische Stromwert auf den Sollwert Ibrak_cmd(k) konvergiert. Je nachdem, wie die Trajektorie des Sollwerts gelegt ist, kann die Geschwindigkeit, mit der die geregelte Größe dem Sollwert folgt, geregelt werden.
Eine Umschaltfunktion σ_brk ist so definiert, wie in der Gleichung (2-2) gezeigt. e_brk repräsentiert einen Fehler zwischen dem elektrischen Bremsstromwert Ibrk und dem Sollwert Ibrk_cmd_f. Die Umschaltfunktion σ_brk spezifiziert ein Konvergenzverhalten des Fehlers e_brk. POLE_brk ist ein Störungsunterdrückungszuweisungsparameter zum Unterdrücken einer Störung und spezifiziert eine Geschwindigkeit, mit der der Fehler e_brk auf null konvergiert, wenn eine Störung einwirkt. Der Störungsunterdrückungszuweisungsparameter POLE_brk ist so gesetzt, dass er –1 < POLE_brk < k genügt. σ_brk(k) = e_brk(k) + POLE_brk·e_brk(k – 1) (2-2)wobei e_brk(k) = Ibrk(k) – Ibrk_cmd_f(k)
Eine Reachingvorschrifteingabe Vrch_brk und eine adaptive Vorschrifteingabe Vadp_brk werden gemäß den Gleichungen (2-3) und (2-4) berechnet. Vrch_brk ist eine Eingabe, um eine Zustandsgröße auf eine Schaltlinie zu setzen. Hier ist die Schaltlinie durch die Umschaltfunktion definiert. Die Zustandsgröße ist durch (e_brk(k – 1), e_brk(k)) repräsentiert. Krch_brk und Kadp_brk bezeichnen Rückkopplungsfaktoren. Die Werte der Rückkopplungsfaktoren Krch_brk und Kadp_brk werden durch Simulation oder dgl. vorbestimmt, unter Berücksichtigung von Stabilität, raschem Ansprechverhalten etc. der geregelten Größe. Vrch_brk(k) = Krch_brk·σ_brk(k) (2-3)
Als Nächstes wird eine Regeleingabe Vbrk als Summe der Reachingvorschrifteingabe Vrch_brk und der adaptiven Vorschrifteingabe Vadp_brk berechnet, wie durch die Gleichung (2-5) gezeigt. Dann wird die Regeleingabe (Spannung) Vbrk an die Wicklung der elektromagnetischen Bremse angelegt. Vbrk(k) = Vrch_brk(k) + Vadp_brk(k) (2-5)
Die obige Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden wird durch die ECU 100 implementiert, die die obigen Gleichungen rechnet.
In Ttotal könnte aufgrund einer zeitlichen Abweichung zwischen der Kupplungsstellungsregelung und der elektrischen Stromregelung ein spitzenartiges Verhalten oder ein Schwingungsverhalten auftreten. Um das Auftreten solcher Verhaltensweisen zu vermeiden, ist es bevorzugt, dass der gleiche Reaktionszuweisungsparameter-Sollwert POLE_f für sowohl die Kupplungsstellungsregelung als auch die elektromagnetische Bremsstromregelung verwendet wird.
Ein spitzenartiges Verhalten von Ttotal kann verhindert werden, indem ein rampenförmiger Sollwert erstellt wird, anstatt der Verwendung der Regelung mit zwei Freiheitsgraden. Jedoch könnte die Eingriffsstellung (Schlupfstellung) der Kupplung aufgrund von Variationen und Alterung in den Produkten veränderlich sein. Wenn in dieser Situation ein rampenförmiger Sollwert verwendet wird, hat Ttotal eine Tendenz, dass es ein Schwingungsverhalten zeigt, im Vergleich zur Regelung mit zwei Freiheitsgraden. Weil gemäß der Regelung mit zwei Freiheitsgraden eine Reaktion auf einen Sollwert exponentiell ist, kann ein solches spitzenartiges Verhalten vermieden werden.
4. Gangwechselprozess
Nun wird in Bezug auf 7 bis 18 ein Gangwechsel eines Getriebes in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Nachdem aus einem Hauptprogramm ein Gangwechselprozess aufgerufen ist, berechnet die ECU 100 einen Antriebskraftindex Udrv (S701). Der Antriebskraftindex Udrv gibt an, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Kraft von dem Motor auf die Gegenwelle 214 auch dann übertragen, wenn die Kupplung im ausgerückten Zustand ist. Daher wird die übertragene Kraft, wenn die Kupplung im ausgerückten Zustand ist, in Abhängigkeit davon geregelt, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert. Dieser Antriebskraftindex Udrv wird durch die Gleichung (3-1) berechnet. Udrv = AP – Kbk × BK (3-1)
In der Gleichung (3-1) bezeichnet AP einen Gaspedalöffnungsgrad, BK bezeichnet eine Bremsdruckkraft und Kbk ist ein Umwandlungskoeffizient. Der Gaspedalöffnungsgrad AP kann aus einer Ausgabe des Gaspedalsensors AP 121 erhalten werden. Die Bremsdruckkraft BK wird aus einer Ausgabe des Bremsdruckkraftsensors 122 erhalten. Der Umwandlungskoeffizient Kbk ist ein Koeffizient, der zum Umwandeln der Bremsdruckkraft in den Gaspedalöffnungsgrad verwendet wird. Ein geeigneter Wert für diesen Koeffizienten ist vorbestimmt.
Als Nächstes ruft die ECU 100 eine Getriebesteuerung (S702), eine Kupplungssteuerung (S703), eine elektromagnetische Bremssteuerung (S704) und eine elektronische Drosselsteuerung (S705) auf und führt diese aus (jede dieser Steuerungen wird nachfolgend beschrieben).
Zuerst wird der Getriebesteuerprozess (8) aufgerufen. Der Getriebesteuerprozess bestimmt auf der Basis des Antriebskraftindex und der Fahrzeuggeschwindigkeit einen gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD.
Wenn die Getriebesteuerung aufgerufen wird, führt die ECU 100 den in 8 gezeigten Getriebesteuerungsprozess aus. Die ECU 100 bezieht sich auf einen Wert des Schalthebelschalters 123, um zu bestimmen, ob der Wert eine Neutralstellung angibt oder nicht (S801). Wenn er die Neutralstellung angibt, setzt die ECU 100 den gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD auf einen Wert von 0 (null) (S806).
Nachdem der gewünschte Gangwählwert NGEAR_CMD auf 0 gesetzt ist, setzt die ECU 100 den gewünschten Wert NGEAR_CMD in einen Gangwählwert NGEAR. Dann endet dieser Prozess.
Wenn der Wert des Schalthebelschalters in Schritt S801 nicht die Neutralstellung angibt (wenn nämlich der Wert nicht 0 ist), bezieht sich die ECU 100 auf den Wert des Schalthebelschalters, um zu bestimmen, ob der Wert eine Rückwärtsstellung angibt oder nicht (nämlich der Wert –1 ist). Wenn er die Rückwärtsstellung angibt, setzt die ECU 100 den gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD auf einen Wert von –1 (S805) und setzt den gewünschten Wert NGEAR_CMD in den Gangwählwert NGEAR (S804).
In dieser Ausführung wird der gewünschte Gangwählwert NGEAR_CMD für die Neutralstellung auf 0 gesetzt, für die erste Gangstellung auf 1, für die zweite Gangstellung auf 2, für die dritte Gangstellung auf 3, für die vierte Gangstellung auf 4, für die fünfte Gangstellung auf 5 und für die Rückwärtsstellung auf –1.
Wenn in Schritt S802 die Rückwärtsstellung nicht angefordert wird, bezieht sich die ECU 100 auf ein Sollgangwählwertkennfeld (13), basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, um den gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD zu bestimmen (S803).
In Schritt S804 wird der Gangwechselprozess (9) aufgerufen, um auf einen Gang zu schalten, der durch den gewünschten Gangwählwert angegeben wird.
Der Gangwechselprozess ist ein Prozess zum Wählen eines Gangs, der durch den gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD angegeben ist, der in dem Getriebesteuerungsprozess bestimmt ist.
Die ECU 100 bestimmt, ob sich der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet oder nicht (S901). Der Gangwählwert NGEAR ist eine Variable, die in einem Speicher gespeichert ist, und gibt an, welcher der Gänge gegenwärtig für die Übertragung einer Antriebskraft benutzt wird. Wenn der Gangwählwert NGEAR gleich dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD ist, ist kein Gangwechsel erforderlich. In diesem Fall setzt die ECU 100 einen Gangwechselreferenztimer tm_shift, der ein Hochzähltimer ist, auf 0 (S910). Dann bleibt die Gangstellung unverändert (S911).
Wenn sich in S901 der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet, bestimmt die ECU 100, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als eine Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF (in dieser Ausführung 200 Millisekunden (ms)) ist oder nicht. Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als eine Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, zeigt dies, dass die Kupplung gerade gelöst ist. Weil der Gangwechsel nicht ausgeführt wird, bleibt die Gangstellung unverändert (S903).
Wenn in Schritt S902 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, gibt dies an, dass das Lösen (Ausrücken) der Kupplung abgeschlossen ist. Die ECU 100 bestimmt, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als eine Gangwechseldauer TM_SCHG (in dieser Ausführung 600 Millisekunden) ist oder nicht. Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, gibt dies an, dass der Gangwechselvorgang erlaubt wird. Die ECU 100 schickt ein Signal zu dem Getriebesteuerungssolenoid 132, um von einem gegenwärtig gewählten Gang zu einem mit dem Wert von NGEAR_CMD bezeichneten Gang zu schalten (S905).
Wenn in Schritt S904 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, gibt dies an, dass die Gangwechseldauer abgelaufen ist. Die ECU 100 bestimmt, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als eine Kupplung-Ein-Dauer TM_CLON (in dieser Ausführung 800 Millisekunden) ist oder nicht. Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Ein-Dauer TM_CLON ist, gibt dies an, dass die Kupplung gerade eingerückt ist. Weil der Gangwechsel nicht durchgeführt wird, bleibt die gegenwärtige Gangstellung unverändert (S907). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Kupplung-Ein-Dauer TM_CLON ist, wird der Gangwechselvorgang nicht ausgeführt und die gegenwärtige Gangstellung bleibt unverändert (S908). Die ECU 100 setzt den gewünschsten Gangwählwert NGEAR_CMD in den Gangwählwert NGEAR (S909). Dann wird dieser Prozess beendet.
Wenn der Gangwechselprozess beendet ist, ist der Gangwechsel abgeschlossen (S904), und daher wird die Getriebesteuerung (8) beendet.
Als Nächstes führt die ECU 100 den Kupplungssteuerungsprozess aus (10). Dieser Prozess ist ein Prozess zur Bestimmung einer Stellung der Kupplung, welche die Kraft zwischen dem Motor und dem Getriebe überträgt, und dann zum Steuern/Regeln des Einrückens/Ausrückens der Kupplung basierend auf der festgestellten Kupplungsstellung.
Wenn der Kupplungssteuerungsprozess aufgerufen wird, bestimmt die ECU 100, ob sich der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet oder nicht (S1001). Wenn der Gangwählwert NGEAR gleich dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD ist, ist kein Gangwechsel erforderlich. Die ECU 100 bestimmt einen Sollkupplungsstellungswert Cl_cmd (S1006). Hier kann ein partielles Einrücken der Kupplung erforderlich sein, wenn das Fahrzeug fährt. Eine solche partielle Einrückstellung der Kupplung kann in Schritt 1006 enthalten sein. Wenn Kriechfahrt erforderlich ist, ist es bevorzugt, glatter zu fahren. Daher erfolgt bei Kriechfahrt die Kraftübertragung durch den Bypassweg (d. h. einen Weg durch den von der elektromagnetisschen Bremse gesteuerten Planetengetriebemechanismus).
Insbesondere bezieht sich die ECU 100 auf ein Sollkupplungsstellungswertkennfeld (14) basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, die in einem Speicher gespeichert ist, um einen Kupplungsstellungssollwert Cl_cmd zu bestimmen. Wie in 14 gezeigt, ist das Kupplungsstellungssollwertkennfeld so eingerichtet, dass es Kriechfahrt berücksichtigt (d. h. Fahrt mit extrem niedriger Geschwindigkeit). In diesem Kennfeld ist das Lösen der Kupplung (d. h. Cl_cmd ist 100) für eine Situation definiert, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist oder keine Antriebskraft erforderlich ist. Die Kupplung wird eingerückt, wenn der Antriebskraftindex zunimmt.
Als Nächstes wird die Kupplungssteuerung durch die oben beschriebene Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt (S1004). Insbesondere werden die Gleichungen (1-1) bis (1-5) benutzt, die Spannung (Regeleingabe) Vcl zu bestimmen. Dann wird diese Spannung an den elektrischen Aktuator der Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 angelegt, um die Kupplungssteuerung durchzuführen.
Wenn sich andererseits in S1001 der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet, ist der Gangwechsel erforderlich. In Schritt S1002 bestimmt die ECU 100, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF (in dieser Ausführung 200 Millisekunden) ist oder nicht. Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, gibt dies an, dass die Kupplung gerade ausgerückt wird. Die ECU 100 setzt den Sollkupplungsstellungswert Cl_cmd auf 100, um die Kupplung zu lösen (S1003).
Die Kupplungsstellung mit dem Wert von 100 gibt einen Zustand an, wo die Kupplung vollständig (100%) schlupft. Mit anderen Worten, die Kupplung ist vollständig ausgerückt. Im Gegensatz hierzu bezeichnet die Kupplungsstellung mit einem Wert von 0 einen Zustand, wo die Kupplung nicht schlupft. D. h. die Kupplung ist vollständig eingerückt.
Als Nächstes wird mittels der Gleichungen (1-1) bis (1-5) die Spannung Vcl bestimmt. Dann wird die bestimmte Spannung an den elektrischen Aktuator der Kupplungsstellungssteuerungsvorrichtung 131 angelegt, um die Kupplungssteuerung durchzuführen (S1004).
Wenn andererseits in Schritt S1002 der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, bestimmt die ECU 100, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift. größer als eine Gangwechseldauer TM-SCHG ist oder nicht (S1005). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, gibt dies an, dass der Gangwechsel gerade ausgeführt wird. Der Prozess geht zu Schritt S1003 weiter.
Wenn in Schritt S1005 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, bezieht sich die ECU 100 auf das Sollkupplungsstellungswertkennfeld (14) basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, um den Sollkupplungsstellungswert Cl_cmd zu bestimmen (S1006. Dann wird die oben beschriebene Kupplungssteuerung durchgeführt (S1004). Dann wird dieser Prozess beendet.
Wenn der Kupplungssteuerungsprozess beendet ist, wird der elektromagnetische Bremssteuerungsprozess aufgerufen. Der elektromagnetische Bremssteuerungsprozess ist ein Prozess zur Durchführung einer Regelung zur elektromagnetischen Bremsung des Planetenträgers.
Wenn der elektromagnetische Bremssteuerungsprozess aufgerufen wird, bestimmt die ECU 100, ob sich der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet oder nicht (S1101). Wenn der Gangwählwert NGEAR gleich dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD ist, ist kein Gangwechsel erforderlich. Die ECU 100 bestimmt einen elektrischen Sollstromwert Ibrk_cmd für die eingerückte Kupplung (S1106). Insbesondere bezieht sich die ECU 100 auf ein Elektrischer-Sollstromwert-Kennfeld (15), das für Normalfahrt vorbereitet ist, bsierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, gespeichert in einem Speicher, um den elektrischen Sollstromwert Ibrk_cmd zu bestimmen.
Als Nächstes wird die elektrische Stromsteuerung für die elektromagnetische Bremse mittels der oben beschriebenen Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt (S1104). Insbesondere werden die Gleichungen (2-1) bis (2-5) dazu benutzt, die Spannung (Regeleingabe) Vbrk zu bestimmen. Dann schickt die ECU ein Signal zu der Spannungssteuerungsvorrichtung 404, um diese Spannung an die Erregungswicklung 403 der elektromagnetischen Bremse 205 anzulegen. Somit wird die elektrische Stromsteuerung der elektromagnetischen Bremse durchgeführt.
Wenn sich andererseits in Schritt 1101 der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet, ist der Gangwechsel erforderlich. Die ECU 100 bestimmt, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF (in dieser Ausführung 200 Millisekunden) ist oder nicht (S1002). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, wird die Kupplung gerade ausgerückt. Die ECU 100 bezieht sich auf ein Elektrischer-Sollstromwert-Kennfeld (16), das für Fahrt während eines Gangwechsels vorbereitet ist, basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, in einem Speicher gespeichert, um einen elektrischen Stromsollwert Ibrk_cmd für Fahrt während Gangwechsels zu bestimmen (S1103). Das Elektrischer-Sollstromwert-Kennfeld für Fahrt während eines Gangwechsels ist so aufgestellt, dass der Sollwert Ibrk_cmd größer wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Dies ist so, weil ein Verzögerungsgefühl, das einen Fahrer aufgrund einer Abnahme der Antriebskraft durch Lösen der Kupplung gegeben wird, größer ist, wenn die Fahrzeugbeschleunigung oder die Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird. Wenn ferner eine Verzögerung groß ist, wird ein Freilaufgefühl, das einem Fahrer aufgrund der Abnahme der Motorbremskraft durch Lösen der Kupplung hervorgerufen wird, größer. Dementsprechend wird der Sollwert Ibrk_cmd vergrößert, wenn die Fahrzeugbeschleunigung groß ist.
Als Nächstes werden die Gleichungen (2-1) bis (2-5) dazu benutzt, die Spannung Vbrk zu bestimmen (S1104). Dann schickt die ECU ein Signal zu der Spannungssteuerungsvorrichtung 404, um diese Spannung an die Erregungswicklung 403 der elektromagnetischen Bremse 205 anzulegen. Somit wird die elektrische Stromsteuerung für die elektromagnetische Bremse durchgeführt.
Wenn andererseits in S1102 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, bestimmt die ECU 100, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist oder nicht (S1105). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, gibt dies an, dass der Gangwechsel gerade ausgeführt wird. Der Prozess geht zu Schritt S1103 weiter.
Wenn in Schritt S1105 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, bezieht sich die ECU 100 auf das Elektrischer-Strom-Sollwert-Kennfeld für Normalfahrt (15) basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, das in einem Speicher gespeichert ist, um den elektrischen Sollstromwert Ibrk_cmd zu bestimmen (S1106). Dann wird die elektrische Stromsteuerung mittels der oben beschriebenen Gleichungen durchgeführt (S1104).
Somit wird die elektromagnetische Bremssteuerung durchgeführt.
Als Nächstes wird ein Prozess zum Steuern der elektronischen Drossel (12) aufgerufen. Weil gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Antriebskraft fortlaufend auf die Gegenwelle 214 übertragen wird, selbst wenn ein Gangwechsel durchgeführt wird, ist es bevorzugt, dass die Motordrehzahl und die Motorleistung während des Gangwechsels geregelt werden. Gemäß der Drosselsteuerung kann während des Gangwechsels eine geeignete Motorleistung erzeugt werden.
Wenn der Drosselsteuerungsprozess abgerufen wird, bestimmt die ECU 100, ob sich der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet oder nicht (S1201). Wenn sich der Gangwählwert NGEAR von dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD unterscheidet, wird der Gangwechsel gerade ausgeführt. Die ECU 100 bestimmt, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF (in dieser Ausführung 200 Millisekunden) ist oder nicht (S1202). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, setzt die ECU 100 einen Drosselöffnungsgrad TH (S1203). Insbesondere bezieht sich die ECU 100 auf ein Drosselöffnungskennfeld (18), das für eine ausgerückte Kupplung vorbereitet ist, basierend auf dem Antriebskraftindex Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, welches in einem Speicher gespeichert ist, um den Drosselöffnungsgrad TH zu bestimmen. Das Drosselöffnungskennfeld ist so aufgestellt, dass der Drosselöffnungsgrad, der die Antriebskraft kompensieren kann, mit zunehmender Fahrzeugbeschleunigung oder zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird, weil ein Verzögerungsgefühl, das einem Fahrer aufgrund einer Abnahme der Antriebskraft durch Lösen der Kupplung gegeben wird, größer wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, ist ein Freilaufgefühl, das seinem Fahrer wegen einer Abnahme der Motorbremskraft durch Lösen der Kupplung gegeben wird, groß. Dementsprechend wird der Drosselöffnungsgrad TH zum geschlossenen Zustand hin geregelt, sodass die Motorbremsung erzeugt wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schneller ist, nimmt der Fahrwiderstand (z. B. der Luftwiderstand) zu. Daher wird die Motorbremsung verringert, um die Zunahme des Fahrwiderstands zu kompensieren.
Wenn in S1202 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Kupplung-Aus-Dauer TM_CLOFF ist, gibt dies an, dass das Einrücken der Kupplung abgeschlossen ist. Die ECU 100 bestimmt, ob der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG (in dieser Ausführung 600 ms) ist oder nicht (S1204). Wenn der Gangwechselreferenztimer tm_shift größer als die Kupplung-Aus-Dauer TN_CLOFF ist, geht der Prozess zu Schritt S1203 weiter.
Wenn in Schritt S1204 der Gangwechselreferenztimer tm_shift nicht größer als die Gangwechseldauer TM_SCHG ist, bestimmt die ECU 100 die Motordrehzahl NE und erhält vom Gaspedalsensor einen Gaspedalwinkel. Die ECU 100 bestimmt dann, ob das Gaspedal gedrückt ist oder nicht und die Motordrehzahl kleiner als ein Leerlaufschwellenwert (in dieser Ausführung 1100 Upm) ist oder nicht (S1205). Wenn das Gaspedal nicht gedrückt ist und die Motordrehzahl kleiner als der Leerlaufschwellenwert ist, bestimmt die ECU 100, dass der Motor leerläuft. Die ECU 100 bestimmt einen Drosselöffnungsgrad für Leerlauf (S1207). In dieser Ausführung ist der Drosselöffnungsgrad für Leerlauf vorbestimmt.
Wenn in Schritt S1205 das Gaspedal gedrückt ist oder die Motordrehzahl nicht kleiner als der Leerlaufschwellenwert ist, bezieht sich die ECU 100 auf ein Drosselöffnungskennfeld (17), das für Normalfahrt vorbereitet ist, basierend auf der Antriebskraft Udrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, in einem Speicher gespeichert, um den Drosselöffnungsgrad TH zu bestimmen (S1206).
Wenn in Schritt S1201 der Gangwählwert NGEAR gleich dem gewünschten Gangwählwert NGEAR_CMD ist, ist kein Gangwechsel erforderlich. Der Prozess geht zu Schritt S1205 weiter. Die Beschreibung des Prozesses in Schritt S1205 und den anschließenden Schritten wird weggelassen, weil er oben schon beschrieben worden ist.
Nachdem der Drosselöffnungsgrad TH bestimmt worden ist, wird dieser Prozess beendet. Dann steuert die ECU 100 das VTC 105 durch das VTC-Steuersolenoid 130 an, sodass die der Drosselöffnung TH entsprechende Luftansaugmenge in den Motor eingeführt wird.
Da somit die Kraft von dem Motor auf die Achswelle auch dann übertragen werden kann, wenn die Kupplung im gelösten Zustand ist, kann die Antriebsunterbrechung während eines Gangwechselvorgangs vermieden werden, und daher wird die Fahrbarkeit während des Gangwechsels verbessert. Es sollte angemerkt werden, dass in der vorliegenden Erfindung dann, wenn in dem Getriebe ein Fehler auftritt, die elektromagnetische Bremse aktiviert werden könnte, um einen Notlauf zu ermöglichen. Wenn in der elektromagnetischen Bremse ein Fehler auftritt, könnte die Kupplung so angesteuert werden, dass eine Kriechfahrt ermöglicht wird.

Claims

Getriebe, umfassend: einen ersten Getriebemechanismus (216) zum Ändern eines Gangverhältnisses zwischen einem Motor (101) und einer Achswelle (214); eine Kupplung (217, 218) zum Einrücken und Ausrücken einer Antriebskraftübertragung von dem Motor (101) auf den ersten Getriebemechanismus (216); ein Planetengetriebe (210–204), das zwischen dem Motor (101) und der Achswelle angeschlossen ist, wobei das Planetengetriebe ein Sonnenrad (201), eine Mehrzahl von Planetenritzeln (202), einen Träger (204) zum Verbinden der Mehrzahl von Planetenritzeln (202) sowie ein Ringrad (203) enthält; eine elektromagnetische Bremse (205), die mit dem Planetengetriebe (201–204) verbunden ist, wobei die elektromagnetische Bremse (205) in Antwort auf das Anlegen von Elektrizität eine Bremskraft erzeugt, wenn die Kupplung (217, 218) ausgerückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ferner eine Bypasswelle (219) aufweist, die zwischen dem Motor (101) und dem Planetengetriebe (201–204) angeschlossen ist; die elektromagnetische Bremse (205) mit dem Träger (204) verbunden ist; und die Bremskraft auf den Träger (204) des Planetengetriebes (201–204) ausgeübt wird, um eine Drehung des Trägers (204) zu unterbinden, sodass eine Antriebskraft von dem Motor (101) durch die Bypasswelle (219) und dann durch Drehung der Planetenritzel (202), die durch den so gebremsten Träger (204) miteinander gekoppelt sind, auf die Achswelle (214) übertragen wird.
Getriebe nach Anspruch 1, worin die Antriebskraftübertragung durch das Planetengetriebe (201–204) erfolgt, wenn Kriechfahrt erforderlich ist.
Getriebe nach Anspruch 1, worin die von der elektromagnetischen Bremse (205) erzeugte Bremskraft gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer angeforderten Antriebskraft bestimmt wird.
Getriebe nach Anspruch 1, worin die durch die elektromagnetische Bremse (205) erzeugte Bremskraft gesteuert wird, indem der in eine elektromagnetische Wicklung (403) der elektromagnetischen Bremse (205) fließende elektrische Strom auf einen Sollwert geregelt wird.
Getriebe nach Anspruch 4, worin die Regelung des elektrischen Stroms durch eine Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt wird.
Getriebe nach Anspruch 5, worin die Einrück/Ausrückregelung einer Antriebskraft durch die Kupplung (217, 218) durch eine Reaktionszuweisungsregelung mit zwei Freiheitsgraden durchgeführt wird; worin die Zuweisung einer Reaktionscharakteristik auf einen Sollwert für sowohl die Regelung für den elektrischen Strom als auch für die Regelung für das Einrücken/Ausrücken einer Antriebskraft durch die Kupplung (217, 218) die gleiche ist.
Getriebe nach Anspruch 1, umfassend: ein Steuerungsmittel zum Aktivieren der elektromagnetischen Bremse (205), wenn die Kupplung (217, 218) ausgerückt ist.
Getriebe nach Anspruch 1, worin sich die Bypasswelle (219) von einer Welle (215) unterscheidet, durch die eine Antriebskraft auf die Achswelle durch den ersten Getriebemechanismus (216) übertragen wird und an der eine Mehrzahl von Zahnrädern (216) angebracht sind, um durch den ersten Getriebemechanismus (215, 216) einen Gangänderungsvorgang zu implementieren.