DE69011455T2 - Getriebe-Steuervorrichtung mit Detektion fehlerhaften Gangwechsels. - Google Patents

Getriebe-Steuervorrichtung mit Detektion fehlerhaften Gangwechsels.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebe- Steuervorrichtung mit einem Schalt-Betätigungselement und einem Auswahl-Betätigungselement zum Steuern des Getriebes und der Kupplung entsprechend des Betrages des Niederdrückens des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, wie sie aus der EP-A-0 161 521 bekannt ist.
  • Figur 3 zeigt ein übliches Getriebe-Steuersystem, das ein Getriebe 1 vom Parallelachsengangtyp, ein Betätigungselement 2 bestehend aus einem Wahl-Betätigungselement 2a und einem Schalt-Betätigungselement 2b besitzt, um das Getriebe 1 zum Bewirken einer Schaltung zu steuern. Die beiden Betätigungselemente 2a und 2b werden durch ein hydraulisches Antriebssystem 3 betrieben, das aus einem Tank 3a, einer Pumpe 3b und einem Akkumulator 3c besteht. Der Antriebsgang des Getriebes 1 wird durch ein Paar von Kolbenstangen 2c und 2d gesteuert. Diese Steuerung erfolgt durch die Antriebseinheit 2e, die wiederum durch die Hauptsteuereinheit 4 gesteuert wird. Ein Paar von Potentiometern 2f und 2g sind vorgesehen, um die Positionen der Kolbenstangen 2c und 2d zu erkennen. Die Antriebseinheit 2e führt eine Rückkopplungssteuerung aus, so daß die tatsächlichen Positionssignale von den Potentiometern 2f und 2g dem Sollpositionssignal M von der Hauptsteuereinheit 4 entsprechen.
  • Infolgedessen treibt der Schalthebel 50 die Blöcke 51 - -53, um eine Schaltung von der neutralen Stellung "N" in den ersten Gang "1", den zweiten Gang "2", den dritten Gang "3", den vierten Gang "4", den fünften Gang "5" oder den Rückwärtsgang "R" zu bewirken, wie in Fig. 5 (a) gezeigt.
  • Eine Kupplung 6 ist mit der Kolbenstange 7a eines Kupplungs-Betätigungselements 7 verbunden, um ein Einrücken oder ein Ausrücken zu bewirken. Der hydraulische Druck wird dem Kupplungs-Betätigungselement 7 von dem hydraulischen Antriebssystem 3 zugeführt, um eine Rückkopplungssteuerung durch die Antriebseinheit 7 zu bewirken, so daß das jeweilige Positionssignal von der Kolbenstange 7a dem Sollpositionssignal C von der Hauptsteuereinheit 4 entspricht. Die Antriebseinheit 7b wird durch die Hauptsteuereinheit 4 gesteuert. Eine Maschine 8 hat eine Steuereinheit 9, die von der Hauptsteuereinheit 4 gesteuert wird. Die Drehung der Maschine wird auf eine Achse über die Kupplung 6 und das Getriebe 1 übertragen.
  • Die Hauptsteuereinheit 4 empfängt Signale von einem Gaspedalsensor 11, einem Bremspedalsensor 12, einem Zündschalter 13, einem Abgasbremsschalter 14 und einem Selektor 15 und steuert die Antriebseinheit 2e und 7b, die Steuereinheit 9, ein Armaturenbrett 16 und eine Steuereinheit 17a, die eine Anzeige 17 für die Gangposition steuert. Die Hauptsteuereinheit 4 steuert so die Kupplung 6 und das Getriebe 1 in Antwort auf den Betrag des Niederdrückens des Gaspedals, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Schaltposition des Selektors 15. Der vierte Gang "4" und der fünfte Gang "5" des Selektors sind automatische Getriebe-Betriebsweisen zwischen dem ersten und vierten Gang bzw. zwischen dem zweiten und fünften Gang.
  • Figur 4 zeigt, daß das Getriebe 1 einen Synchronisationsmechanismus 1e bestehend aus einer Synchronisationsnabe 1f und einer konischen Kupplung 1c zum Verhindern von Schaltgeräuschen bei dem Schalten hat. Die Synchronisationsnabe 1f einer auf der Welle 1a drehbar und gleitbar montierten Manschette 1d ist auf die konische Kupplung 1c eines Zahnrades 1b befestigt, so daß die Welle 1a und das Zahnrad 1b synchronisiert und verbunden sind.
  • Figur 5(a) zeigt, daß das Schalten durch Bewegen des Schalthebels 50 in die Wahlposition mittels des Wahlbetätigungselements 2a und anschließendes eines der Schaltblöcke 51 - 53 in die Schaltrichtung mittels des Schaltbetätigungselements 2b erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Gleitkupplung gleitend auf der Welle 1a durch die Betätigungselemente 2a und 2b für einen Eingriff mit dem Zahnrad 1b bewegt. Wenn das Zahnrad 1b und die Welle 1a miteinander verbunden sind, wird die Antriebskraft über ein weiteres Zahnrad 1b und die Welle 1n übertragen.
  • Der Schalthebel 50 kann jedoch, wie Figur 5(b) zeigt, zwischen, beispielsweise, die Schaltblöcke 52 und 53 gebracht werden oder aber das Betätigungselement 2a und/ oder das Betätigungselement 2b können einfach fehlfunktionieren, was zu einem Versagen des Schaltvorgangs führt. Um ein solches Versagen des Schaltens zu erkennen, werden eine Vielzahl von Maßnahmen in der JP-A-60 11 759, der JP-A-60 222 328 der JP-A-62 278 342, der JP-A-62 278 343 und der JP-A-62 288 755 vorgeschlagen. Alle diese Maßnahmen erkennen das Versagen der Schaltung basierend auf der Zeit, die zwischen dem Starten des Schaltvorgangs verstrichen ist, so daß es nicht möglich ist, Fehlerzustände zu erkennen wie die Position des versagenden Betätigungselements 2a oder 2b. Es ist daher schwierig, eine geeignete Gegenmaßnahme zu treffen. In der JP-A-62 288 756 wurde vorgeschlagen, die Betriebsgeschwindigkeit des Betätigungselements zu erkennen und zu bestimmen, daß das Betätigungselement falsch arbeitet, wenn die Betriebsgeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitdauer gering ist und den Schaltbetrieb zu dem Sollgang zu stoppen, so daß das Schalten später wiederholt werden kann.
  • Bei dem obigen üblichen Getriebesteuersystem ist das Getriebe jedoch mit dem Synchronisationsmechanismus 1e ausgerüstet, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit des Betätigungselements 2b in dem Betriebsbereich des Synchronisationsmechanismus 1e reduziert ist mit der Reibung, die durch den Eingriff zwischen der Synchronisationsnabe und dem Zahnrad erzeugt wird. Diese Verringerung der Betriebsgeschwindigkeit wurde häufig als ein Versagen der Schaltung erkannt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges Schalt- und Steuersystem zu schaffen, bei dem die Geschwindigkeit des Betätigungselements außerhalb des Arbeitsbereichs des Synchronisationsmechanismus erkannt wird um zu bestimmen, ob das Betätigungselement fehlerhaft arbeitet, wodurch die geringe Geschwindigkeit des Betätigungselements innerhalb des Arbeitsbereiches des Synchronisationsmechanismus nicht fehlerhaft als ein Versagen der Schaltung erkannt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die genannten und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Getriebesteuersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine Flußdarstellung, die zur Erläuterung der Arbeitsweise des Getriebesteuersystems dient;
  • Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines üblichen Getriebesteuersystems;
  • Fig. 4 ist eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht eines Synchronisationsmechanismus eines üblichen Getriebesteuersystems; und
  • Fig. 5(a) und 5(b) sind Schnittansichten eines Schalthebels des üblichen Getriebesteuersystems.
  • In Figur 1 geben gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Komponenten, wie in den Figuren 3 - 5 an. Das Schaltungs-Betätigungselement 2a und das Wahl-Betätigungselement 2b eines Betätigungselements 2 haben jeweils einen Servozylinder, der dazu in der Lage ist, die Kolbenstange 2c oder 2d in der gegebenen Position zu stoppen. Diese Kolbenstangen sind mechanisch mit dem Schalthebel 50 eines Getriebes 1 verbunden. Diese Betätigungselemente 2a und 2b haben weiter elektromagnetische Ventile 31a - 31c bzw. 32a - 32c für ein Umschalten des hydraulischen Drucks zum Steuern des hydraulischen Drucks von dem hydraulischen Steuersystem 3 zum Stoppen der Kolbenstange 2c und 2d an der gegeben Position. Die ersten elektromagnetischen Ventile 31a und 32a zum Schalten des hydraulischen Drucks sind normalerweise geschlossene Zweiweg-Ventile zum Leiten eines hydraulischen Drucks von dem hydraulischen Antriebssystem 3 und die zweiten und dritten elektromagnetischen Ventile 31b und 32b sowie 31c und 32c zum Schalten des hydraulischen Drucks sind normalerweise offene Zweiweg-Ventile zum Bewegen der Kolbenstangen 2c und 2d. Die Hauptsteuereinheit 4 hat einen Geschwindigkeitsdetektor 4a zum Erkennen der Betriebsgeschwindigkeiten mit den Potentiometern 2f und 2b der jeweiligen Betätigungselemente 2a und 2b und einer Entscheidungseinheit 4b zum Entscheiden, ob der Schaltungsfehler aufgetreten ist, wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsdetektors 4a als eine Bezugsgeschwindigkeit über eine vorgegebene Zeit ist, wobei das Positionssignal von dem Potentiometer 2g angibt, daß die Kolbenstange 2d außerhalb des Betriebsbereichs des Synchronisationsmechanismus ist.
  • Bei dem Betrieb berechnet die Hauptsteuereinheit 4, die in den Figuren 2(a) und (b) zeigen in Antwort auf die Ausgangssignale von den verschiedenen Detektoren den Sollgang. Wenn der Sollgang von dem vorliegenden Gang unterschiedlich ist, wird eine das Schalten anfordernde Flagge gesetzt, während ein Sollgangsignal M ausgegeben wird. Sodann betreibt die Antriebseinheit 2e die jeweiligen Betätigungselemente 2a und 2b für ein Schalten, so daß das tatsächliche Gangsignal dem Sollgangsignal M entspricht. Die Schaltung erfolgt durch Verschieben des Schalthebels 50 aus dem vorliegenden Gang (Herausschalten) mittels des Schalt-Betätigungselement 2b positionieren des Schalthebels 50 an der gewählten Position mittels des Schalt-Betätigungselements 2a und Hineinbewegen eines der Schaltblöcke 51 - 53 in den Gang (Einschalten) mittels des Schalt-Betätigungselements 2b.
  • Sodann erkennt der Geschwindigkeitsdetektor die Betriebsgeschwindigkeit des Schaltbetätigungselements 2b während des Schaltens des Ganges basierend auf Änderungen des Hubs bei dem Schalten, wie in den Figuren 2(c) und 2(d) gezeigt. Wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Betätigungselements für eine vorgegebene Zeit kleiner als eine Bezugsgeschwindigkeit ist, entscheidet die Entscheidungseinheit 4b, daß die Schaltung fehlerhaft ist und setzt eine Flagge, die angibt, daß das Einschalten mit geringer Geschwindigkeit erfolgt. Sodann wird entschieden, ob die vorgegebene Position der Kolbenstange 2d innerhalb des Arbeitsbereichs 1 des Synchronisierungsmechanismus ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Betrieb fortgesetzt, um ein Schalten wie üblich auszuführen. Wenn es außerhalb des Betriebsbereichs des Synchronisationsmechanismus ist, entscheidet die Entscheidungseinheit, ob die vorliegende Position eine tiefe Position bei dem Einschaltvorgang ist, basierend auf dem Vergleich zwischen dem vorliegenden Positionssignal und dem Soll-Positionssignal M. Wenn dies der Fall ist, wird das Schalt-Betätigungselement 2b ausgeschaltet und in die neutrale Position zum Durchführen eines weiteren Einschaltvorgangs. Wenn die Einschaltposition "tief" oder "flach" ist, wird auf der Basis entschieden, daß die Differenz zwischen der vorliegenden Position und der Sollposition größer oder kleiner als eine vorgegebene Schwelle ist.
  • In dem Fall einer flachen Position werden alle elektromagnetischen Schaltventile 32a - 32c ausgeschaltet, so daß der hydraulische Druck auf der Kolbenstange 2b null wird, was die Betriebskraft auf das Schalt-Betätigungselement 2b zu null macht. Sodann wird entschieden, ob das Wahl-Positionssignal außerhalb des Soll-Positionssignals M ist. Wenn das Auswahlpositionssignal aus ist, wird das Auswahl-Betätgigungselement 2a derart positioniert, daß das Auswahl-Positionssignal dem Soll- Positionssignal M zum Einschalten entspricht. Wenn das Auswahl-Positionssignal aus ist, wird das Auswahl- Betätigungselement 2a derart positioniert, daß das Auswahl-Positionssignal dem Soll-Positionssignal M zum Einschalten entspricht. Wenn das Auswahl-Positionssignal auf dem Soll-Positionssignal M liegt, wird eine vorgegebene Korrektur aufaddiert, um ein Einschalten zu bewirken.
  • Figur 5(b) zeigt, daß der Schalthebel 50 zwischen den Gangboxen 52 und 53 eingesetzt werden kann, beispielsweise in dem Fall eines Schaltversagens in der flachen Einstellposition. Um dieses Fehlverhalten zu korrigieren, wird das hydraulische Antriebssystem 3 erneut gestartet, um das Auswahl-Betätigungselement 2a in die Soll-Position F zu bringen, wie in Figur 1 gezeigt. Das Soll-Positionssignal M wird graduell um ein vorgegebenes Korrekturinkrement ± α zu erhöhen, so daß die Sollposition F in der Richtung Fa oder Fb in die Auswahl- Position verschoben wird, um eine Korrektur und ein Einschalten zu bewirken. Insbesondere wird die Auswahl-Position Fa in der Richtung Fa um α (+ α) zum Positionieren und anschließendes Einschalten korrigiert. Wenn das Einschalten fehlerhaft war, wird eine Korrektur in Richtung Fb um α (- α) ausgeführt, um zu positionieren und erneut einzuschalten. Wenn dies nach wie vor fehlerhaft ist, erfolgt eine weitere Korrektur ± α von der oben korrigierten Position zum Positionieren und Einschalten ausgeführt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Einschaltvorgang erfolgreich oder tief in der Position ist. Der Betrieb jeder der obigen Abläufe, wird in vorgegebenen Intervallen wiederholt. Ob der Schalthebel in den Getriebekasten eingesetzt ist oder nicht, wird durch Erkennen der Zeit bestimmt, zu dem die Bewegung des Schalthebels 50 ist, da der Schalthebei 50 sich nicht unter den eingesteckten Bedingungen bewegen kann.
  • Es wurde oben beschrieben, daß das Getriebesteuersystem nach der Erfindung die Gangposition des Schaltbetätigungselements 2b erkennt und die Entscheidungseinheit 4b entscheidet, daß die Schaltung fehlerhaft ist, durch eine Fehlfunktion des Betätigungselements 2b, wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Betätigungselements 2b für eine vorgegebene Zeit geringer als die Bezugsgeschwindigkeit ist außerhalb des Betriebsbereichs des Synchronisationsmechanismus, so daß die Gangauswahlposition basierend auf der Entscheidung, ob die geringe Geschwindigkeit des Betätigungselements 2b in dem Synchronisationsmechanismus nicht als eine Fehlfunktion mißverstanden wird, korrigiert wird, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems erhöht wird.

Claims (6)

1. Getriebe-Steuersystem mit einer Erkennung eines Schaltfehlers, mit:
einem Getriebe (1), dessen einzelne Gänge mit einem Synchronisationsmechanismus (1e) versehen sind;
einer Betätigungseinheit (2), bestehend aus einem Schalt-Betätigungselement (2b) zum Bewirken eines Schaltens in einer Schaltrichtung und einem Auswahl- Betätigungselements (2a) zum Ausführen einer Schaltung in einer ausgewählten Richtung;
einer Steuereinheit (4) zum Errechnen eines Soll- Positionssignals (M) aus dem Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer eingestellten Position eines Gangselektors zur Steuerung nicht nur der Betätigungseinheit (2), so daß ein Gang innerhalb eines Sollbereichs eingestellt wird, sondern auch einer Kupplung derart, daß das Einrücken und das Ausrücken entsprechend einem Betriebsvorgang des Getriebes ausgeführt wird;
einem Positionsdetektor (2f, 2g), der an dem Schalt- Betätigungselement (2b) und dem Auswahl-Betätigungselement (2a) vorgesehen ist, um eine Position einer Kolbenstange (2c, 2d) des Betätigungselements zu erkennen, und
einem Servozylinder in Antwort auf ein Signal von dem Positionsdetektor zum Positionieren der Kolbenstange (2c, 2d) an einer gegebenen Position jedes Gangs,
gekennzeichnet durch
einen Geschwindigkeitsdetektor (4a) ansprechend auf ein Signal des Positionsdetektors (2f, 2g) des Schalt- Betätigungselements, um eine Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange (2c, 2d) des Schalt-Betätigungselements (2b) zu erkennen, und
eine Entscheidungseinheit (4b) ansprechend auf ein Signal von dem Geschwindigkeitsdetektor zum Bestimmen, daß ein Schalten des Gangs fehlerhaft ist, wenn die Betriebsgeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitdauer außerhalb eines Betriebsbereichs eines Synchronisationsmechanismus des Getriebes geringer ist als eine Bezugsgeschwindigkeit.
2. Das Getriebe-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Geschwindigkeitsdetektor (4a) und die Entscheidungseinheit (4b) in die Steuereinheit (4) eingeschlossen sind.
3. Ein Verfahren zum Steuern eines Getriebe-Steuersystems mit einer Erkennung für ein fehlerhaftes Schalten mit den Merkmalen von Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausschalten des Schalt-Betätigungselements (2b), so daß ein hydraulischer Druck auf die Kolbenstange (2c, 2d) null wird, wenn die Entscheidungseinheit (4b) erkennt, daß das Schalt-Betätigungselement (2b) bei dem Schalten versagt hat und wenn die Kolbenstange (2c, 2d) in einer relativ flachen Einschaltposition ist; oder
Treiben des Schalt-Betätigungselements (2b) in eine neutrale position, wenn die Kolbenstange (2c, 2d) in einer relativ tiefen Einschaltposition ist und anschließendes erneutes Ausführen des Einschaltvorgangs.
4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter mit den folgenden Schritten:
Bewegen einer Gangwahlposition des Wahl-Betätigungselements (2a) von einer eingestellten Position um ein Inkrement, wenn die Kolbenstange (2c, 2d) in einer relativ flachen Einschaltposition ist; und
Bereiben des Schalt-Betätigungselements (2b) zum Ausführen einer Schaltung.
5. Verfahren nach Anspruch 4, weiter mit dem Schritt des Einschaltens des Schalt-Betätigungselements (2b) immer dann, wenn eine Korrektur von der eingestellten Gangposition ausgeführt wird, um ein Einschalten zu bewirken.
6. Verfahren nach Anspruch 5, weiter mit dem Schritt des Entscheidens, daß das Schalt-Betätigungselement (2b) in einer flachen oder aber tiefen Position ist, wenn eine Differenz zwischen einem Schalt-Positionssignal und einem Sollsignal klein oder groß ist.
DE69011455T 1989-09-26 1990-09-25 Getriebe-Steuervorrichtung mit Detektion fehlerhaften Gangwechsels. Expired - Fee Related DE69011455T2 (de)

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DE69011455D1 DE69011455D1 (de) 1994-09-15
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