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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kupplungssteuervorrichtungen für Fahrzeuge
und insbesondere eine Kupplungssteuervorrichtung, die einen Aktuator
für das
Einrücken
und Ausrücken
einer Kupplung mit zwei Elektromotoren aufweist, je nach Bedarf
einen der Elektromotoren oder beide Elektromotoren verwendet und
Fehlfunktionen bei den Elektromotoren erfasst und einen Fahrer warnt.
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In
jüngster
Zeit wurden mechanische Automatikgetriebe, die automatisch geschaltet
werden können
unter Verwendung von Aktuatoren, die an Zwischengetriebe- und Kupplungsmechanismen, ähnlich denen
von Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe, angebracht sind, entwickelt
und hauptsächlich bei
großen
Fahrzeugen wie Lastkraftwagen und Bussen eingesetzt.
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Bei
einem solchen Fahrzeug werden eine zwischen einem Motor und einem
Getriebe angeordnete Reibungskupplung (nachfolgend einfach Kupplung
genannt) und ein Schaltmechanismus des Getriebes durch Aktuatoren,
die jeweils an der Reibungskupplung und dem Schaltmechanismus angebracht
sind, aktiviert.
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Bei
den Aktuatoren kann es sich um elektrische Aktuatoren handeln, die
Elektromotoren verwenden, um Fluiddruck-Aktuatoren, wie pneumatische
Aktuatoren, die Druckluftzylinder verwenden, und hydraulische Aktuatoren,
die Hydraulikzylinder verwenden, usw. Insbesondere werden zwecks
Einsparung von Strom und Platz Kupplungseinrück-/ausrückaktuatoren und Schaltungsaktuatoren mit
Elektromotoren vorgeschlagen.
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Wenn
ein Aktuator mit einem einzigen Elektromotor betrieben wird, kann
keine Kupplungssteuerung erfolgen, wenn der Elektromotor versagt,
und das Fahren ist nicht mehr möglich.
Außerdem
kann der Aktuator nicht mit der gewünschten Ansprechempfindlichkeit
betrieben werden, wenn nur ein Elektromotor verwendet wird.
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Um
diese Probleme zu lösen,
werden Aktuatoren vorgeschlagen, die zwei oder mehrere Elektromotoren
als Energiequelle verwenden.
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Wenn
beispielsweise zwei Elektromotoren als Energiequelle verwendet und
die beiden Elektromotoren immer gleichzeitig angesteuert werden, lässt sich
der Aktuator betätigen,
selbst wenn es bei einem der Elektromotoren zu einer Fehlfunktion
wie fehlender Eigendrehung kommt. Daher wird der Betrieb fortgesetzt,
ohne dass die Fehlfunktion erfasst wird, und dann ist das Fahren
plötzlich
nicht mehr möglich,
wenn der andere Elektromotor versagt. Wenn zum Ausgleichen von Fehlfunktionen
stets nur einer der Elektromotoren angesteuert wird, wird der Aktuator
durch Ansteuern des anderen Elektromotors betätigt, wenn der zuerst angesteuerte
Elektromotor versagt. In diesem Fall kann die Kupplungs betätigung nicht
mit der gewünschten
Ansprechempfindlichkeit erfolgen, wenn das Fahrzeug anfährt oder der
Gang gewechselt wird.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts
der oben beschriebenen Situation besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein Kupplungssteuermittel bereitzustellen, das Elektromotoren
in Übereinstimmung
mit der bei einer Kupplungsbetätigung
erforderlichen Ansprechempfindlichkeit ansteuert und Fehlfunktionen
bei den Elektromotoren erfassen kann.
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Um
die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Kupplungssteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Motor, ein Getriebe, eine zwischen dem Motor und
dem Getriebe angeordnete Kupplung, einen Kupplungsaktuator mit mindestens
zwei Elektromotoren zum Antreiben der Kupplung, ein Kupplungssteuerelement,
das die beiden Elektromotoren gleichzeitig beziehungsweise einen
der Elektromotoren betätigt,
um eine Betätigung des
Kupplungsaktuators zu steuern, und ein Warnelement, das eine Warnung
ausgibt, wenn es feststellt, dass der eine Elektromotor versagt,
wenn er betätigt wird.
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Das
Kupplungssteuerelement betätigt
die beiden Elektromotoren gleichzeitig oder einen der Elektromotoren.
Wenn nur einer der Elektromotoren betätigt wird, wird ermittelt,
ob der Elektromotor normal funktioniert. Wenn der Elektromotor nicht
normal funktioniert, wird eine Warnung ausgegeben.
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Bei
der Kupplungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
werden je nach Bedarf einer der Elektromotoren oder beide verwendet,
und es wird eine Warnung ausgegeben, um anzuzeigen, dass eine Überprüfung und
eine Reparatur notwendig sind, wenn eine Fehlfunktion der Elektromotoren erfasst
wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus eines mechanischen Automatikgetriebes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die einen Kupplungseinrück-/ausrückaktuator
veranschaulicht.
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3 ist
ein Funktionsdiagramm des mechanischen Automatikgetriebes.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess darstellt, der von dem Elektromotorantriebssteuermittel
ausgeführt
wird.
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5 ist
eine schematische Darstellung, die Antriebsarten mit zwei Elektromotoren
veranschaulicht.
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6 ist
eine schematische Darstellung, die eine Warnanzeigetafel veranschaulicht.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die ein Schaltprogramm veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine Motorabtriebswelle 7,
die aus einem Motor 1 herausragt, mit einem mechanischen
Automatikgetriebe 5 verbunden, wobei eine automatische
Kupplungseinrichtung 3 dazwischen angeordnet ist. Die Leistung
des Motors 1 wird zu dem mechanischen Automatikgetriebe 5 übertragen,
dessen Funktion darin besteht, die Gänge zu wechseln. Bei dem mechanischen
Automatikgetriebe 5 handelt es sich um einen automatischen Getriebemechanismus
mit einem Rückwärtsgang
(R) und mehreren (beispielsweise sechs) Vorwärtsgängen, und es kann auch manuell
geschaltet werden.
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Wenn
das mechanische Automatikgetriebe 5 den Gang wechselt,
wird die automatische Kupplungseinrichtung 3 automatisch
eingerückt
oder ausgerückt.
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Der
Motor 1 besitzt einen Motordrehbewegungssensor 11,
der eine Motordrehzahl erfasst, d.h. eine Drehzahl der Motorabtriebswelle 7.
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Die
automatische Kupplungseinrichtung 3 führt automatisch die Funktion
einer gewöhnlichen mechanischen
Reibungskupplung aus. Insbesondere ändert die automatische Kupplungseinrichtung 3 ihren
Zustand von einem eingerückten
Zustand, in dem eine Kupplungsscheibe (auch Reibungskupplung oder
einfach Kupplung genannt) 33 gegen ein Schwungrad 31 gedrückt wird,
in einen ausgerückten Zustand,
in dem die Kupplungsscheibe 33 vom Schwungrad 31 getrennt
ist.
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Ein
Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 ist
mit der Kupplungsscheibe 33 verbunden. Der Aktuator 35 wird
aktiviert, wenn eine Spannung an die in dem Aktuator 35 enthaltenen
Elektromotoren angelegt wird, und dementsprechend wird die Kupplungsscheibe 33 so
bewegt, dass sie automatisch in die Kupplung ein- oder aus dieser
ausrückt.
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Ein
Kupplungshubsensor 39, der einen Kupplungshub erfasst,
d.h. den Betrag der der Bewegung der Kupplungsscheibe 33,
ist an der automatischen Kupplungseinrichtung 3 angebracht.
Außerdem
ist in der Nähe
der Kupplungsscheibe 33 ein Kupplungsdrehbewegungssensor 37 angeordnet, der
eine Drehzahl der Kupplungsscheibe 33 erfasst.
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Der
mechanische Automatikgetriebemechanismus 5 wird von einem
Schaltaktuator 51 angesteuert, damit ein Getriebevorgang
ausgeführt
wird. Der Schaltaktuator 51 dient dazu, in dem mechanischen
Getriebe 5 angeordnete Schaltkomponenten in einer ausgewählten Richtung
und in einer Schaltrichtung anzutreiben, und weist beispielsweise
zwei Paar Elektromotoren auf. Bei dem Getriebevorgang treibt der
Schaltaktuator 51 die Schaltkomponenten an und ändert den
Eingriffszustand des mechanischen Automatikgetriebes 5,
um in einen gewünschten
Gang zu schalten.
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Der
Motor 1 wird durch ein Motorsteuersignal 113 gesteuert,
das von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 ausgegeben
wird. Der Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 und
der Schaltaktuator 51 werden ebenso durch jeweilige Steuersignale
aus der ECU 40 angesteuert.
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Die
ECU 40 weist eine Zentraleinheit (CPU) 401 auf,
die auf Steuerprogrammen beruhende Prozesse ausführt, einen Festwertspeicher
(ROM) 403, der Steuerprogramme für den Motor 1, die
automatische Kupplungseinrichtung 3 und das mechanische Automatikgetriebe 5 speichert,
einschließlich
eines Programms für
die Bereitstellung eines nachfolgend beschriebenen Mittels zur Sicherstellung
von Kupplungsausrückspielraum
zusammen mit den für
die Steuervorgänge
erforderlichen Daten, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 405,
der das Ergebnis von Berechnungen und dergleichen speichert, eine
Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 407 und eine Zeitschaltuhr 409.
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Die
ECU 40 empfängt über die
Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 407 ein Umschalthebelbetätigungssignal 151,
bei dem es sich um ein Betäti gungssignal
für eine
Umschalthebeleinheit 15 handelt, ein Drosselventilöffnungssignal 131,
das von einem an einem Gaspedal 13 angebrachten Gaspedalpositionssensor
erfasst wird, ein Kupplungshubsignal 391, das von dem am
Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 angebrachten
Kupplungshubsensor 39 erfasst wird, ein Gangpositionssignal 531,
das von einem am Schaltaktuator 51 angebrachten Gangpositionsschalter 53 ausgegeben
wird, ein Kupplungsdrehzahlsignal 371, das von dem an der
automatischen Kupplungseinrichtung 3 angebrachten Kupplungsdrehbewegungssensor 37 erfasst
wird, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 551, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 55 auf
der Abgabeseite des mechanischen Automatikgetriebemechanismus 5 erfasst
wird, und ein Motordrehzahlsignal 111, das vom Motordrehbewegungssensor 11 am Motor 1 erhalten
wird.
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Die
ECU 40 verarbeitet die oben genannten Eingangssignale und
gibt über
die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 407 das Motorsteuersignal 113,
ein Kupplungsaktuatorantriebssignal 351 und ein Schaltaktuatorantriebssignal 511 für das Antreiben
des Motors 1, des Kupplungseinrück-/-ausrückaktuators 35 beziehungsweise
des Schaltaktuators 51 aus.
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Der
Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 und
der Schaltaktuator 51 empfangen jeweils auf der Grundlage
des von der ECU 40 ausgegebenen Kupplungsaktuatorantriebssignals 351 und
Schaltaktuatorantriebssignals 511 eine angemessene Spannung
und werden entsprechend angetrieben. Die automatische Kupplungseinrichtung 3 führt somit
den Kupplungseinrück-/-ausrückvorgang
durch, und das mechanische Automatikgetriebe 5 führt den
Schaltvorgang durch.
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Eine
Frontplatte des Führerhauses
des Fahrzeuges weist eine Indikatoreinheit 17 auf, die
einen Geschwindigkeitsmesser, einen Tachometer und eine Warnanzeigetafel 171 zur
Anzeige von Fahrzustand, Warnungen usw. aufweist. Die Warnanzeigetafel 171 weist
eine Warnlampe 1711 zum Anzeigen von Fehlfunktionen bei
Einrichtungen wie dem Motor 1, der automatischen Kupplungseinrichtung 3 und dem
mechanischen Getriebe 5 auf.
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Die
ECU 40 gibt über
die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 407 ein Indikatoranzeigesignal 173 an die
Indikatoreinheit 17 aus und schaltet die Warnlampe 1711 ein,
wenn bei den Einrichtungen Fehlfunktionen auftreten.
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Der
Fahrer kann beim Fahren mit Hilfe der Umschalthebeleinheit 15 zwischen
dem automatischen Schaltmodus und dem manuellen Schaltmodus wechseln.
Insbesondere wird vom Fahrer ein Hebel der Umschalthebeleinheit 15 auf „D" eingestellt, die
ECU 40 steuert den Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35, den
Schaltaktuator 51 und den Motor 1 so, dass auf
der Grundlage der von verschiedenen Sensoren ausgegebenen Signale,
die den Fahrzustand repräsentieren
(Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 551, Motordrehzahlsignal 111,
Motorlast usw.), der optimale Gang gewählt wird (automatischer Schaltmodus).
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Der
Fahrer kann auch manuell einen Schaltbefehl für einen Gangwechsel geben.
Insbesondere wird, wenn der Fahrer den Hebel der Umschalthebeleinheit 15 auf „+" oder „–" stellt, das Umschalthebelbetätigungssignal 151 für das Hoch-
oder Herunterschalten um eine Stufe in die ECU 40 eingegeben. Dann
steuert die ECU 40 den Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35, den
Schaltaktuator 51 und den Motor 1 auf der Grundlage
dieses Signals (manueller Schaltmodus).
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Anders
ausgedrückt
bestimmt im automatischen Schaltmodus die ECU 40 auf der
Grundlage von Informationen über
den Fahrzustand einschließlich
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motorlast, ob es notwendig ist,
den Gang zu wechseln. Im manuellen Schaltmodus gibt die ECU 40 auf
der Grundlage des vom Fahrer gegebenen Schaltbefehls ein Schalt signal
aus und steuert den Vorgang des Ausrückens der Kupplung, des Gangwechsels
und des Einrückens
der Kupplung, während
sie die Leistung des Motors 1 steuert.
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2 ist
eine schematische Darstellung, die den Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 veranschaulicht.
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Der
Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 weist
zwei Elektromotoren 811 und 812 auf. Die beiden
Elektromotoren 811 und 812 besitzen eine gemeinsame
Abtriebswelle 82, an der eine Schnecke 84 ausgebildet
ist. Die Schnecke 84 greift in ein Schneckenrad 83 ein,
das sich um eine Welle 85 dreht. Das Schneckenrad 83 ist
eine Welle 86, die sich von der Welle 85 unterscheidet,
und die Welle 86 greift in einen Kolben 87 ein.
Der Kolben 87 dehnt sich in horizontaler Richtung in 2 aus
und zieht sich zusammen, wenn sich das Schneckenrad 83 dreht.
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Der
Kolben 87 bewegt sich in einem Kupplungshubantriebsfluiddruckzylinder 95 nach rechts
und links. Der Kupplungshubantriebsfluiddruckzylinder 95 ist
an seinem rechten Ende mit einem (nicht gezeigten) Hydraulikrohr
verbunden, und der durch das Ausdehnen und Zusammenziehen des Kolbens 87 erzeugte
hydraulische Druck wird über das
Hydraulikrohr auf den Kupplungsabschnitt übertragen. Dementsprechend
wird die Kupplungsscheibe 33 aktiviert und der Kupplungseinrück-/-ausrückvorgang
durchgeführt.
Außerdem
ist der Kupplungshubantriebsfluiddruckzylinder 95 an seinem
rechten Ende auch mit einem Vorratsbehälter 94 verbunden, aus
dem Fluid zugeführt
wird, wenn die Fluidmenge im Kupplungshubantriebsfluiddruckzylinder 95 nicht mehr
ausreicht.
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3 ist
ein Funktionsdiagramm des mechanischen Automatikgetriebes. Ein Verfahren
zum Steuern der beiden Elektromotoren 811 und 812 wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Wie
in 3 gezeigt, weist die ECU 40 ein Schaltsignalerzeugungsmittel 415,
ein Schaltsteuermittel 419 und ein Kupplungssteuermittel 421 auf, und
diese Mittel sind in einer Speichereinheit wie dem ROM 403 gespeichert,
die in Form von Programmen in der ECU 40 enthalten ist.
Die ECU 40 steuert den Betrieb des Automatikgetriebes und
treibt das Fahrzeug an, indem sie die CPU 401 dazu veranlasst,
diese Programme auszuführen.
Die ECU 40 speichert zwar auch Programme, die Mittel zum Steuern
des Motors 1 bereitstellen, auf deren Erläuterung
wird hier jedoch verzichtet.
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Wenn
das Fahrzeug fährt,
stellt das Schaltsignalerzeugungsmittel 415 einen Gang
ein und gibt eine Gangwechselanforderung aus, wenn es notwendig
ist, den Gang zu wechseln. Dementsprechend erzeugt das Kupplungssteuermittel 421 ein
Signal für
das Einrücken/Ausrücken der
Kupplung und steuert den Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 so,
dass die automatische Kupplungseinrichtung 3 betätigt wird.
Außerdem
steuert das Schaltsteuermittel 419, wenn die Gangwechselanforderung
von dem Schaltsignalerzeugungsmittel 415 ausgegeben wird, den
Schaltaktuator 51 so, dass in dem mechanischen Automatikgetriebe 5 der
gewählte
Gang eingestellt wird.
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3 wird
nachfolgend genauer beschrieben.
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Wenn
der Fahrer durch Betätigen
der Umschalthebeleinheit 15 beim Fahren des Fahrzeugs das
Handschaltgetriebe beziehungsweise das Automatikgetriebe auswählt, wird
ein Handschalt-/Automatikgetriebebefehl 411 in das Schaltsignalerzeugungsmittel 415 eingegeben.
Im manuellen Schaltmodus wird eine Hochschalt- oder Herunterschaltanforderung
erzeugt, wenn der Fahrer die Umschalthebeleinheit 15 betätigt, und
dementsprechend wird der Gang festgelegt.
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Wenn
durch den Handschalt-/Automatikgetriebebefehl 411 der automatische
Schaltmodus gewählt
wird, empfängt
das Schaltsignalerzeugungsmittel 415 Signale, zu denen
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 551, das Drosselventilöffnungssignal 131 usw.
gehören
und die normalerweise von der ECU 40 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 407 eingegeben
werden, als Fahrzustandsinformationen 413 und legt auf
der Grundlage der erhaltenen Informationen den Gang fest.
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Insbesondere
speichert der ROM 403 in der ECU 40 ein in 7 gezeigtes
Schaltprogramm 417, und der für den derzeitigen Fahrzustand
geeignete Gang wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Öffnung
des Drosselventils mit Hilfe des Schaltprogramms 417 ausgewählt.
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Wenn
ein Gang ausgewählt
worden ist, überträgt das Schaltsignalerzeugungsmittel 415 Signale zum
Kupplungssteuermittel 421 und zum Schaltsteuermittel 419 und
wechselt den Gang durch Steuern der automatischen Kupplungseinrichtung 3 und
des mechanischen Automatikgetriebes 5.
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Als
Nächstes
wird nachfolgend der Vorgang des Steuerns der automatischen Kupplungseinrichtung 3 beschrieben.
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Das
Kupplungssteuermittel 421 empfängt von dem Schaltsignalerzeugungsmittel 415 ein
Signal, das das Anfahren des Fahrzeugs oder einen Gangwechsel repräsentiert.
Wenn das Fahrzeug anfährt,
wird der Zustand der automatischen Kupplungseinrichtung 3 vom
ausgerückten
Zustand in einen halb eingekuppelten Zustand und dann in den eingerückten Zustand
geändert.
Wenn die Gänge
gewechselt werden, wird der Zustand der automatischen Kupplungseinrichtung 3 vom
eingerückten
Zustand in den ausgerückten
Zustand geändert,
und dann werden die Gänge
im ausgerückten
Zustand gewechselt. Nach dem Gangwechsel wird der ausgerück te Zustand
in den halb eingekuppelten Zustand und dann in den eingerückten Zustand
geändert.
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Das
Kupplungssteuermittel 421 umfasst ein Sollwerteinstellmittel 431,
das in diesem Fall einen Soll-Kupplungshub einstellt, der eine Position
repräsentiert,
in die die Kupplungsscheibe 33 auf der Grundlage der vom
Schaltsignalerzeugungsmittel 415 erhaltenen Informationen
(Informationen über das
Anfahren des Fahrzeugs oder die Art des Gangwechsels) bewegt werden
soll. Der Soll-Kupplungshub wird beispielsweise auf einen Wert im
Bereich von 0 V bis 5 V eingestellt. Die Kupplung wird eingerückt, wenn
dieser Wert im Wesentlichen 0 V beträgt, und wird ausgerückt, wenn
dieser Wert beispielsweise ungefähr
3,0 V erreicht. Da diese Werte für
jedes Fahrzeug unterschiedlich sind und in Abhängigkeit von der Zeit variieren,
werden geeignete Werte im Vorhinein ermittelt und im RAM 405 in
der ECU 40 oder dergleichen gespeichert.
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Der
vom Sollwerteinstellmittel 431 eingestellte Soll-Kupplungshub
wird als Steuerungsvorgabe 437 ausgegeben und mit dem Ist-Kupplungshub
verglichen, der von dem am Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 angebrachten
Kupplungshubsensor 39 gemessen wird.
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Insbesondere
wird, wenn die Gänge
gewechselt werden, die Kupplung ausgerückt. Dementsprechend wird die
Steuerungsvorgabe 437, die den Soll-Kupplungshub repräsentiert,
beispielsweise auf 3 V eingestellt. Da sich die Kupplung zu diesem
Zeitpunkt noch im eingerückten
Zustand befindet und das Ist-Hubsignal 391 beispielsweise
bei 0 V liegt, beträgt
die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert +3 V, und dieser
Wert wird in einen PID-Regler 433 eingegeben. Nach dem
Gangwechsel ändert sich
die Steuerungsvorgabe 437 vorübergehend, da der Zustand der
Kupplung allmählich
vom ausgerückten
Zustand in den halb eingekuppelten Zustand und dann in den eingerückten Zustand
geändert
wird. Wenn beispielsweise der Sollwert auf 2,9 V eingestellt wird,
beträgt
die Differenz zum Kupplungshubsignal 391 (3 V) –0,1 V,
und dieser Wert wird in den PID-Regler 433 eingegeben.
Bei dem PID-Regler 433 handelt es sich um ein bekanntes
Verfahren, das dazu führt,
dass der Istwert des Kupplungshubs zur Steuervorgabe 437 hin
konvergiert.
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Ein
vom PID-Regler 433 ausgegebener PID-Steuerwert 439 wird
in das Elektromotorantriebssteuermittel 435 eingegeben,
das die beiden Elektromotoren in dem Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 steuert.
Zusätzlich
dazu gibt das Schaltsignalerzeugungsmittel 415 das Motordrehzahlsignal 111,
das Schaltverfahren (Anfahren oder Gangwechsel) usw., die in den
Fahrzustandsinformationen 413 enthalten sind, in das Elektromotorantriebssteuermittel 435 ein.
Zusätzlich
dazu werden auch das Kupplungshubsignal 391, das vom Kupplungshubsensor 39 im
Kupplungseinrück-/-ausrückaktuator 35 erfasst wird,
und das Kupplungsdrehzahlsignal 371, das von dem an der
automatischen Kupplungseinrichtung 3 angebrachten Kupplungsdrehbewegungssensor 37 erfasst
wird, in das Elektromotorantriebssteuermittel 435 eingegeben.
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Das
Elektromotorantriebssteuermittel 435 gibt ein Antriebssignal 3511 für den Elektromotor 1 und
ein Antriebssignal 3512 für den Elektromotor 2 aus,
mit denen die beiden Elektromotoren 811 beziehungsweise 812 gesteuert
werden. Diese Antriebssignale 3511 und 3512 geben
Spannungen an, die von einem Hauptstromkreis 71 an die
Elektromotoren 811 beziehungsweise 812 angelegt
werden sollen, und der Hauptstromkreis 71 treibt die beiden
Elektromotoren 811 und 812 an, indem er mit Hilfe
einer Stromquelle (Batterie) 73 die angegebenen Spannungen an
sie anlegt.
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Wie
oben beschrieben, werden bei der Kupplungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die beiden Elektromotoren gleichzeitig angetrieben, wenn bei dem
Kupplungsvorgang eine hohe Ansprechempfindlichkeit erforderlich
ist, und es wird nur einer der beiden Elektromotoren angetrieben,
wenn die erforderliche Ansprechempfindlichkeit gering ist.
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5 ist
eine schematische Darstellung, die die Antriebsarten mit den beiden
Elektromotoren veranschaulicht.
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In 5 entspricht
eine Antriebsart A einem Kupplungsbetätigungszeitraum, in dem das
Fahrzeug anfährt
und eine hohe Ansprechempfindlichkeit erforderlich ist. In diesem
Zeitraum wird der Kupplungshub von dem Zustand, in dem die Kupplung ausgerückt ist,
allmählich
reduziert, bis die Steuerung bei halbem Einkuppeln beendet ist.
Dieser Punkt (in der Figur durch „b" angegeben) entspricht dem Zeitpunkt,
zu dem sich beispielsweise die Kupplungsdrehzahl und die Motordrehzahl
aneinander angleichen. In 5 wird die
Steuerung bei halbem Einkuppeln in dem mit „a" bezeichneten Bereich durchgeführt, in
dem eine hohe Steuerungsgenauigkeit erforderlich ist, obwohl der
Kupplungshub allmählich
geändert
wird.
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Bei
der Antriebsart A werden beide Motoren (811 und 812)
angesteuert, da eine hohe Ansprechempfindlichkeit erforderlich ist.
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Eine
Antriebsart B entspricht einem Zeitraum einschließlich eines
Zeitraums vom Punkt „b", an dem die Steuerung
bei halbem Einkuppeln beendet ist, bis zu dem Punkt, an dem die
Kupplung eingerückt
ist, und eines Zeitraums, in dem die Kupplung eingerückt bleibt.
In diesem Modus wird nur einer der Elektromotoren angetrieben.
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Eine
Antriebsart C entspricht einem Zeitraum von dem Punkt, an dem die
Kupplung für
den Gangwechsel ausgerückt
wird, bis zu dem Punkt, an dem die Steuerung bei halbem Einkuppeln
nach dem Gangwechsel beendet ist. In diesem Zeitraum werden beide
Motoren angetrieben, da eine hohe Ansprechempfindlichkeit erforderlich
ist.
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Das
Elektromotorantriebssteuermittel 435 unterscheidet die
oben beschriebenen Antriebsarten voneinander und treibt die Elektromotoren 811 und 812 dementsprechend
an. Bei der Antriebsart B, bei der nur einer der Elektromotoren
verwendet wird, werden der Elektromotor 811 und der Elektromotor 812 abwechselnd
verwendet.
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Als
Nächstes
wird der von dem Elektromotorantriebssteuermittel 435 ausgeführte Prozess
nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Zunächst wird
ein Elektromotorparameter M als Parameter zum Kennzeichnen des Elektromotors definiert,
der anzuwenden ist, wenn nur einer der Elektromotoren verwendet
wird, und dieser Parameter wird aus praktischen Gründen auf
2 eingestellt. Zusätzlich
dazu wird die Anzahl der nicht richtig funktionierenden Elektromotoren
auf 0 gesetzt (S4341).
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Informationen,
die das Anfahren des Fahrzeugs oder einen Gangwechsel anzeigen,
werden dann von dem Schaltsignalerzeugungsmittel 415 eingeholt
(S4342). Wie in 5 gezeigt, wird die Antriebsart
A gewählt,
wenn das Fahrzeug anfährt,
und die Antriebsart C, wenn die Gänge gewechselt werden. Wenn
keiner der Elektromotoren 811 und 812 eine Fehlfunktion
aufweist, werden beide Elektromotoren 811 und 812 gleichzeitig
angetrieben.
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Insbesondere
wird zunächst
festgestellt, ob es einen nicht richtig funktionierenden Elektromotor gibt
(S4343). Wenn keiner der Elektromotoren 811 und 812 eine
Fehlfunktion aufweist (N = 0 bei S4343), werden die an den Elektromotor 1 (811)
anzulegende Spannung V1 und die an den Elektromotor 2 (812)
anzulegende Spannung V2 berechnet (S4344).
Die berechneten Spannungen V1 und V2 werden zu dem Hauptstromkreis 71 geleitet,
und der Elektromotor 1 (811) und der Elektromotor 2 (812) werden
gleichzeitig angetrieben, um die automatische Kupplungseinrichtung 3 zu
betätigen
(S4345).
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Wie
in 2 gezeigt, verwenden der Elektromotor 1 (811)
und der Elektromotor 2 (812) die gemeinsame Abtriebswelle 82 und
sind an den Enden der Abtriebswelle 82 angeordnet. Somit
rotieren der Elektromotor 1 (811) und der Elektromotor 2 (812)
in entgegengesetzter Richtung und drehen die Abtriebswelle 82 in
einer bestimmten Richtung.
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Da
die Abtriebswelle 82 durch beide Elektromotoren 811 und 812 gedreht
wird, spricht das Schneckenrad 83 schnell an, und somit
kann die Ansprechempfindlichkeit erhöht werden.
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Wenn
mit dem Gangwechsel begonnen wird, steuert das Elektromotorantriebssteuermittel 435 die an
die Elektromotoren 811 und 812 angelegte Spannung,
um die automatische Kupplungseinrichtung 3 auszurücken, und
dann werden die Gänge
gewechselt. Dann steuert das Elektromotorantriebssteuermittel 435 die
an die Elektromotoren 811 und 812 angelegten Spannungen
so, dass der Zustand der automatischen Kupplungseinrichtung 3 allmählich in den
eingerückten
Zustand geändert
wird (S4344 und S4345).
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Wenn
das Fahrzeug anfährt,
steuert das Elektromotorantriebssteuermittel 435 die an
die Elektromotoren 811 und 812 angelegten Spannungen
so, dass der Zustand der automatischen Kupplungseinrichtung 3 vom
ausgerückten
Zustand in den eingerückten
Zustand geändert
wird (S4344 und S4345).
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Nach
dem Schritt S4345 werden die Kupplungsdrehzahl 371 und
die Motordrehzahl 111 miteinander verglichen (S4351). Wenn
die Kupplungsdrehzahl 371 und die Motordrehzahl 111 gleich
sind (Ja bei S4351), wird festgelegt, dass die Steuerung bei halbem
Einkuppeln der automati schen Kupplungseinrichtung 3 beendet
ist, und die Antriebsart wird zur Antriebsart B geändert. S4351
wird wiederholt, bis die Kupplungsdrehzahl 371 die Motordrehzahl 111 erreicht
(Nein bei S4351).
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Bei
der Antriebsart B wird nur einer der Elektromotoren angetrieben.
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Dementsprechend
wird der Elektromotorparameter M überprüft. Wenn zuvor der Elektromotor 2 (812)
verwendet wurde (Ja bei S4352), wird der Elektromotorparameter M
auf 1 geändert
(S4353). Wenn zuvor der Elektromotor 1 (811) verwendet
wurde (Nein bei S4352), wird der Elektromotorparameter M auf 2 geändert (S4354).
Dann wird die an den Elektromotor M anzulegende Spannung VM berechnet und die berechnete Spannung VM zu dem Hauptstromkreis 71 geleitet.
Dann wird der Elektromotor M angetrieben, um die automatische Kupplungseinrichtung 3 zu
betätigen
(S4356).
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Insbesondere
steuert das Elektromotorantriebssteuermittel 435 die an
einen der Elektromotoren 1 und 2 angelegte Spannung
so, dass der Zustand der automatischen Kupplungseinrichtung 3 vom
halb eingekuppelten Zustand in den eingerückten Zustand geändert wird.
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Bei
der Antriebsart B, d.h. in dem Zustand, in dem nur einer der Elektromotoren
angetrieben wird, wird festgestellt, ob der Elektromotor M normal
funktioniert (S4357). Es wird beispielsweise ermittelt, ob eine
Spannung, die einen Schwellwert von 7,2 V übersteigt, länger als über einen
vorgegebenen Zeitraum von beispielsweise einer Sekunde angelegt wird.
Wenn eine Spannung von mindestens 7,2 V mindestens eine Sekunde
lang angelegt wird, wird festgelegt, dass der Elektromotor M nicht
normal funktioniert (Nein bei S4357). Die Abweichung kann durch
das oben beschriebene Verfahren festgestellt werden, da der Betrieb
des für
die Kupplungsbetätigung
erforderlichen Aktuators beendet werden würde, wenn eine angemessene
Spannung während
einer angemessenen Zeitspanne angelegt wird, falls der Motor normal
funktioniert. Dementsprechend kann, wenn während einer langen Zeitspanne
eine zu hohe Spannung angelegt wird, daraus geschlossen werden,
dass der Motor nicht normal funktioniert.
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Wenn
der Elektromotor M normal funktioniert (Ja bei S4357), kehrt der
Prozess zu S4342 zurück und
wartet auf den nächsten
Befehl zum Gangwechsel oder Anfahren des Fahrzeugs vom Schaltsignalerzeugungsmittel 415.
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Wenn
der Elektromotor M nicht normal funktioniert (Nein bei S4357), wird
die Anzahl N der nicht richtig funktionierenden Elektromotoren überprüft (S4358).
Wenn N = 0 bedeutet dies, dass nur einer der beiden Elektromotoren
nicht richtig funktioniert. Dementsprechend leuchtet die Warnlampe 1711 auf der
Warnanzeigetafel 171 der Indikatoreinheit 173 beispielsweise
orange auf (S4359), und die Anzahl N der nicht richtig funktionierenden
Elektromotoren wird um eins erhöht
(S4360). Dann wird die Kennnummer M des nicht richtig funktionierenden
Elektromotors der Nummer I des nicht richtig funktionierenden Elektromotors
zugeordnet (S4361), und dann kehrt der Prozess zu S4342 zurück.
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Wenn
nur einer der beiden Elektromotoren nicht richtig funktioniert,
kann die automatische Kupplungseinrichtung 3 immer noch
von dem anderen Motor, der sich im Normalzustand befindet, betrieben
werden, obgleich sich keine hohe Ansprechempfindlichkeit erzielen
lässt.
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Wie
in 6 gezeigt, ist die Warnlampe 1711 gemeinsam
mit Warnlampen für
einen Sicherheitsgurt, für Öl, Wassertemperatur,
Batterie usw. an der Warnanzeigetafel 171 angeordnet, die
zur Indikatoreinheit 17 gehört. Die Warnlampe 1711 leuchtet
je nach Bedarf beispielsweise orange oder rot auf, um den Fahrer
zu warnen. Die Warnlampe 1711 leuchtet beispielsweise rot
auf, um den Fahrer dazu aufzufordern, das Fahrzeug sofort anzuhalten
und Kontakt mit einer Werkstatt aufzunehmen, und orange, um den
Fahrer darüber
zu informieren, dass es zu einer Fehlfunktion gekommen ist und eine Überprüfung und
Reparatur erforderlich sind, obgleich das Fahrzeug noch fahren kann.
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Wenn
die Anzahl N von nicht richtig funktionierenden Elektromotoren in
S4358 1 beträgt,
so bedeutet dies, dass beide Elektromotoren nicht richtig funktionieren.
Dementsprechend leuchtet die Warnlampe 1711 rot auf, und
der Prozess ist wird beendet.
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Wenn
der Prozess von S4357 oder S4361 zu S4342 zurückkehrt und der nächste Befehl
zum Gangwechsel oder Anfahren des Fahrzeugs vom Schaltsignalerzeugungsmittel 415 ausgegeben
wird, wird die Anzahl N der nicht richtig funktionierenden Elektromotoren überprüft (S4343).
Wenn N = 0 werden S4344, S4345 und S4351 bis S4361 wie oben beschrieben
wiederholt.
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Wenn
N = 1 wird die Nummer I des nicht richtig funktionierenden Elektromotors überprüft (S4346).
Die Kennnummer M des nicht richtig funktionierenden Elektromotors
wird in S4361 der Nummer I des nicht richtig funktionierenden Elektromotors
zugeordnet. Wenn I = 1 wird daher die an den Elektromotor 2 anzulegende
Spannung V2 berechnet (S4347) und zu dem
Hauptstromkreis 71 geleitet, und der Elektromotor 2 wird
angetrieben, um die automatische Kupplungseinrichtung 3 zu
betätigen
(S4348). Dann wird der Elektromotorparameter M auf 2 eingestellt
(S4363). Wenn I = 2 wird die an den Elektromotor 1 anzulegende
Spannung V1 berechnet (S4349) und zu dem
Hauptstromkreis 71 geleitet, und der Elektromotor 1 wird
angesteuert, um die automatische Kupplungseinrichtung 3 zu
betätigen
(S4350). Dann wird der Elektromotorparameter M auf 1 eingestellt
(S4364).
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Wenn
einer der Elektromotoren nicht richtig funktioniert, wird die automatische
Kupplungseinrichtung 3 nur mit Hilfe des anderen Elektromotors,
der sich im Normalzustand befindet, betätigt. Somit werden alle Kupplungsvorgänge außer dem
der Durchführung
der Steuerung bei halbem Einkuppeln nachfolgenden Vorgang nur mit
Hilfe eines Elektromotors durchgeführt, der sich im Normalzustand
befindet.
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Dann
wird in S4357 ermittelt, ob der Elektromotor M normal funktioniert.
Wenn der Elektromotor M normal funktioniert (Ja), kehrt der Prozess
zu S4342 zurück,
und die nachfolgenden Schritte werden wiederholt. Wenn der Elektromotor
M nicht normal funktioniert (Nein), so bedeutet dies, dass beide Elektromotoren
nicht richtig funktionieren. Daher leuchtet die Warnlampe 1711 rot
auf (S4362), und der Fahrer wird dazu aufgefordert, das Fahrzeug
anzuhalten. Dann wird der Prozess beendet.
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Dementsprechend
werden in Übereinstimmung
mit der erforderlichen Ansprechempfindlichkeit einer der Elektromotoren
oder beide verwendet. Zusätzlich
dazu werden Fehlfunktionen bei den Elektromotoren erfasst. Wenn
einer der Elektromotoren nicht richtig funktioniert, kann eine Warnung
ausgegeben werden, während
die automatische Kupplungseinrichtung 3 mit Hilfe des anderen
Elektromotors gesteuert wird. Wenn beide Elektromotoren nicht richtig
funktionieren, kann eine Warnung ausgegeben werden, die den Fahrer
dazu auffordert, das Fahrzeug anzuhalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
und innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind
zahlreiche Modifikationen möglich.
Außerdem
ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, dass
der für
das Erfassen von Fehlfunktionen der Elektromotoren verwendete Spannungs schwellwert
auf 7,2 V und der Zeitraum dafür
auf eine Sekunde eingestellt ist.