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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges, und insbesondere eine Technik zur Verhinderung des Auftretens eines Schaltstoßes beim Gangschalten in Reaktion auf eine Verzögerung eines Fahrzeuges, das mit einem AMT (automatisiertes Schaltgetriebe) versehen ist, das ein DCT (Doppelkupplungsgetriebe) usw. umfasst.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Vorgang des Herunterschaltens bei einer Verzögerung eines mit einem herkömmlichen DCT versehenen Fahrzeuges beschrieben.
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Wenn das Fahrzeug verzögert, treibt eine Getriebesteuereinrichtung eine Betätigungseinrichtung an, so dass eine entsprechende Synchronisierungseinrichtung betrieben wird, um den Zahnradeingriff eines Zielganges zu erreichen, der niedriger als die momentane Gang ist.
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Typischerweise bewegt die Betätigungseinrichtung linear eine Muffe der Synchronisierungseinrichtung, um eine Synchronisation und einen Eingriff eines betreffenden Gangschaltzahnrades durchzuführen.
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Wie oben erwähnt, drückt, wenn die Betätigungseinrichtung zu arbeiten beginnt, die Muffe einen Synchronring in Richtung zu einem Kupplungszahnrad des Zielganges mittels eines Keils, so dass die Synchronisation beginnt (zu einem Zeitpunkt T1 in 1). Eine zweite Antriebswelle, die mit dem Gangschaltzahnrad des Zielganges in Eingriff steht, wird mit einer Antriebswelle synchronisiert, und die Drehzahl der zweiten Antriebswelle steigt dadurch an.
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Während dieses Vorgangs resultiert eine Erhöhung der Drehzahl der zweiten Antriebswelle aus der Übertragung einer Drehkraft der Antriebswelle an die zweite Antriebswelle mittels der Synchronisierungseinrichtung. Das heißt, das Drehmoment der Antriebswelle wird benutzt, um die Geschwindigkeit der trägen Masse zu erhöhen, die zu der zweiten Antriebswelle gehört. Infolge des von der Abtriebswelle an die zweite Antriebswelle übertragenen Drehmoments wird eine Gegenbewegung der Elemente, wie Zahnräder usw., von der zweiten Antriebswelle zu der Antriebswelle in einer Richtung durchgeführt.
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Nachdem die Synchronisation wie oben beschrieben durchgeführt wurde, ist die Drehzahl der zweiten Antriebswelle gleich der Drehzahl der Abtriebswelle. Anschließend tritt, wenn die Muffe durch den Betrieb der Betätigungseinrichtung weiter bewegt wird, die Muffe über den Synchronring und den Keil. Dadurch wird die Druckkraft aufgehoben, mit der die Muffe den Synchronring drückt, woraus eine vorübergehende Unterbrechung der Synchronisation (von T2 bis T3) resultiert.
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Danach gelangt, wenn die Muffe durch den Betrieb der Betätigungseinrichtung weiter bewegt wird, die Muffe mit dem Kupplungszahnrad des Zielganges in Eingriff, wodurch das Gangschalten (nach T3) vollendet ist.
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Während der Unterbrechung der Synchronisation ist, wenn es keinen Reibungswiderstand gibt, der infolge der Drehung der zweiten Antriebswelle erzeugt wird, die zweite Antriebswelle in freier Drehung und hält somit die Drehzahl im synchronisierten Zustand aufrecht. Die Drehzahl der Abtriebswelle verringert sich, wenn das Fahrzeug verzögert wird. Infolgedessen übersteigt gerade vor dem Eingriff der Muffe mit dem Kupplungszahnrad die Drehzahl der zweiten Antriebswelle die Drehzahl der Antriebswelle.
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In diesem Zustand wird, wenn sich die Muffe gerade zu dem Kupplungszahnrad bewegt und mit diesem in Eingriff gelangt, ein Drehmoment auf die Elemente in der Richtung ausgeübt, in der die zweite Antriebswelle, die schneller als die Antriebswelle ist, die Abtriebswelle dreht. Daher wird die Gegenbewegung der Elemente, die zu Beginn der Synchronisation in der einen Richtung durchgeführt wurde, wieder in der umgekehrten Richtung durchgeführt. Aufgrund dieser Erscheinung kollidieren die Elemente, wie Zahnräder, zwischen der zweiten Antriebswelle und der Antriebswelle, die sich mit hohen Geschwindigkeiten drehen, miteinander, so dass ein Stoß verursacht wird.
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Ein solcher Schaltstoß und die damit verbundenen Geräusche, die während des oben beschriebenen Vorganges gemäß der herkömmlichen Technik erzeugt werden, verschlechtern die Laufruhe des Fahrzeuges, bewirken ein Unbehagen der Bedienperson, und verringern die Marktfähigkeit des Fahrzeuges.
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Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges geschaffen, mit dem beim Gangschalten von dem momentanen Gang in einen niedrigeren Gang in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges, das mit einem Getriebemechanismus versehen ist, bei dem eine Betätigungseinrichtung eine Muffe betätigt, um eine Synchronisation durchzuführen, ein Schaltstoß und ein Geräusch verhindert werden, die durch die Gegenbewegung der Elemente zwischen einer Antriebswelle und einer Antriebswelle erzeugt werden, wodurch die Gangschaltqualität erhöht wird, so dass die Laufruhe und der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert werden und die Marktfähigkeit des Fahrzeuges erhöht wird.
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Nach einem Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges auf: Beginnen einer Synchronisation zwischen einem Gangschaltzahnrad eines Zielganges und einer Antriebswelle, um Gänge von einem momentanen Gang in einen niedrigeren Gang, der als Zielgang festgelegt wird, in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges zu schalten, Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands zwischen der Antriebswelle und einer Antriebswelle für einen vorbestimmten Zeitraum, nachdem die Synchronisation zwischen der Antriebswelle und der Antriebswelle mittels des Gangschaltzahnrades des Zielganges vollendet wurde, und Vollenden des Eingriffs mit dem Zielgang nach dem Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands, um das Schalten der Gänge zu vollenden.
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Das Beginnen der Synchronisation kann das Steuern einer Betätigungseinrichtung zum Beginnen einer Linearbewegung einer Muffe des Zielganges in Richtung zu einem Kupplungszahnrad des Zielganges aufweisen, das Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands kann das Steuern der Betätigungseinrichtung zum Stoppen der Linearbewegung der Muffe aufweisen, und das Vollenden des Eingriffs mit dem Zielgang kann das Steuern der Betätigungseinrichtung zur zusätzlichen Linearbewegung der Muffe aufweisen.
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Beim Beginnen der Synchronisation wird, wenn eine Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle eine vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate erreicht, eine Position der Muffe als eine Kriteriumsposition bestimmt, und beim Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands wird die Position der Muffe als die Kriteriumsposition gesteuert.
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Die Position der Muffe wird zwischen einer Obergrenze und einer Untergrenze gesteuert, die über bzw. unter der Kriteriumsposition liegen.
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Das Verfahren kann nach dem Beginnen des synchronisierten Zustands und vor dem Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands das Halten einer Position der Muffe aufweisen, wenn eine Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle eine vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate erreicht.
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Der vorbestimmte Zeitraum des Aufrechterhaltens wird als ein Zeitraum festgelegt, der eingenommen wird, bis die Gegenbewegung der Elemente zwischen der Antriebswelle und der Antriebswelle, die beim Beginnen des synchronisierten Zustands in der einen Richtung durchgeführt wurde, von der Antriebswelle, die verzögert wird, in einer umgekehrten Richtung durchgeführt wird.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges auf:
Bewegen einer Muffe mittels einer Betätigungseinrichtung, um eine Synchronisation zwischen einem Gangschaltzahnrad eines Zielganges und einer Antriebswelle in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges zu beginnen, wenn ein Gangschalten von einem momentanen Gang in einen niedrigeren Gang, der als Zielgang festgelegt wird, erforderlich ist, Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands zwischen der Abtriebswelle und einer Antriebswelle für einen vorbestimmten Zeitraum, nachdem die Synchronisation zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle mittels des Gangschaltzahnrades des Zielganges vollendet wurde, und Vollenden des Eingriffs mit dem Zielgang nach dem Aufrechterhalten des synchronisierten Zustands, um das Schalten der Gänge zu vollenden.
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Nachdem die Synchronisation zwischen dem Gangschaltzahnrad des Zielganges und der Abtriebswelle durch die Bewegung der Muffe begonnen hat, wird eine Position der Muffe gehalten, wenn eine Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle eine vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate erreicht, um die Synchronisation zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle mittels des Gangschaltzahnrades des Zielganges zu vollenden, und der synchronisierte Zustand zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle wird für den vorbestimmten Zeitraum aufrechterhalten.
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Der vorbestimmte Zeitraum wird als ein Zeitraum festgelegt, der eingenommen wird, bis die Gegenbewegung der Elemente zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, die in der einen Richtung durchgeführt wurde, wenn die Synchronisation durch die Bewegung der Muffe begonnen hat, von der Abtriebswelle, die verzögert wird, in einer umgekehrten Richtung durchgeführt wird.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Diagramm, das ein Herunterschalten darstellt, wenn ein mit einem herkömmlichen DCT versehenes Fahrzeug verzögert wird;
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2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
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3 ein Diagramm, das ein Gangschalten gemäß dem Verfahren aus 2 darstellt.
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Mit Bezug auf die 2 und 3 weist ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Gangschaltungsbeginnungsschritt S10, einen Sychronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 und einen Gangschaltungsvollendungsschritt S30 auf. In dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 beginnt die Synchronisation zwischen einem Gangschaltzahnrad eines Zielganges und einer Abtriebswelle, wenn ein Gangschalten von dem momentanen Gang in einen niedrigeren Gang in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges erforderlich ist. In dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 wird, nachdem die Synchronisation zwischen der Abtriebswelle und einer Antriebswelle mittels des Gangschaltzahnrades des Zielganges vollendet ist, der synchronisierte Zustand für einen vorbestimmten Zeitraum aufrechterhalten. In dem Gangschaltungsvollendungsschritt S30 wird nach dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 das Gangschalten durch Vollenden des Eingriffs mit dem Zielgang vollendet.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 zwischen dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 und dem Gangschaltungsvollendungsschritt S30 durchgeführt, so dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle, die in einem im Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 verursachten Gegenbewegungszustand sind, wieder sanft in die umgekehrte Richtung bewegt werden. Daher kann im Gegensatz zu der herkömmlichen Technik das Auftreten von Schaltstößen und Geräuschen infolge der Richtungsänderung der Gegenbewegung verhindert werden.
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Der Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 wird durch Steuerung einer Betätigungseinrichtung zum Beginnen der Bewegung einer Muffe des Zielganges in Richtung zu einem Kupplungszahnrad des Zielganges durchgeführt. Mit Bezug auf 3 wird, wenn ein Befehl für ein Gangschalten von dem momentanen Gang in den Zielgang in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges erteilt wird, die Betätigungseinrichtung von T0 betrieben, so dass die Muffe beginnt, sich zu bewegen. Von T1 wird eine Synchronisationskraft erzeugt, so dass die Synchronisation beginnt, wodurch die Drehzahl der Antriebswelle langsam ansteigt.
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3 zeigt ein Gangschalten eines DCT mit einer ersten Antriebswelle und einer zweiten Antriebswelle. Der Zielgang, in den das Getriebe geschaltet werden soll, ist ein zweiter Gang, und die Antriebswelle, die mit dem Zielgang verbunden ist, ist die zweite Antriebswelle. Daher ist mit der Antriebswelle, die in der Beschreibung der Erfindung erwähnt ist, die zweite Antriebswelle gemeint.
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Ferner ist eine Synchronisierungseinrichtung des Getriebes derart konfiguriert, dass ein Synchronring durch Linearbewegung der Muffe in Richtung zu dem Kupplungszahnrad gedrückt wird, um die Synchronisation zu beginnen, und wenn die Muffe über den Synchronring tritt und mit dem Kupplungszahnrad in Eingriff gelangt, ist das Gangschalten vollendet, das Kupplungszahnrad, das mit dem Gangschaltzahnrad des Zielganges verbunden ist, wird derart betrieben, dass Leistung von einer Nabe, die in der Mitte der Muffe angeordnet ist, über die Muffe und das Kupplungszahnrad an das Gangschaltzahnrad übertragen wird, und die Betätigungseinrichtung bewegt die Muffe linear durch die Steuerung einer Getriebesteuereinrichtung.
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Der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 wird durch Steuerung der Betätigungseinrichtung zum Stoppen der Linearbewegung der Muffe durchgeführt. Der Gangschaltungsvollendungsschritt S30 wird durch Steuerung der Betätigungseinrichtung zum zusätzlichen linearen Bewegen der Muffe durchgeführt.
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In anderen Worten verwendet die Erfindung eine Technik, die bei den meisten AMTs angewendet, die DCTs umfassen, bei denen ein Gangschalten durch Steuerung der Betätigungseinrichtung zum Steuern der Linearbewegung der Muffe durchgeführt wird. Alle Schritte, die den Gangschaltungsbeginnungsschritt S10, den Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 und den Gangschaltungsvollendungsschritt S30 umfassen, werden durch Steuerung der Betätigungseinrichtung durchgeführt. Insbesondere wird der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 durch Steuerung der Betätigungseinrichtung derart durchgeführt, dass die Muffe stoppt oder die Position der Muffe in einem vorbestimmten Bereich begrenzt wird.
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Das Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ferner nach dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 und vor dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 einen Muffenhaltebeginnungsschritt S15 auf, in dem die Position der Muffe gehalten wird, wenn die Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle eine vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate rpm_grad_tg erreicht.
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In anderen Worten wird in dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10, wenn die Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle die vorbestimmte Drehzahlantriebsrate rpm_grad_tg erreicht, die Position der Muffe als eine Kriteriumsposition bestimmt, und die Position der Muffe in dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 wird als die Kriteriumsposition gesteuert. Dies entspricht einem Zeitpunkt T2 in 3.
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Ausführlich beginnt der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20, nachdem die Drehzahl der Antriebswelle vollständig mit der Drehzahl der Abtriebswelle synchronisiert ist (d. h. nach einem Zeitpunkt T3 in 3). Zu diesem Zeitpunkt ist die Position der Muffe jene Position der Muffe, die bereits in dem Muffenhaltebeginnungsschritt S15 bestimmt wurde. Die Position der Muffe wird von dem Muffenhaltebeginnungsschritt S15 bis zur Vollendung des Synchronisationsaufrechterhaltungsschritts S20 kontinuierlich auf die Kriteriumsposition gesteuert.
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Wie oben erwähnt, ist das einfache Halten der Muffe in der Kriteriumsposition ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung der Muffe auf die Kriteriumsposition. In einem anderen Beispiel kann, wie in 3 gezeigt, ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Obergrenze L_sync_max und die Untergrenze L_sync_min über und unter der Kriteriumsposition festgelegt sind, und die Position L_sync der Muffe wird zwischen der Obergrenze und der Untergrenze gesteuert.
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Der Begriff „vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate rpm_grad_tg bedeutet eine Anstiegsrate der Drehzahl der Antriebswelle verglichen mit einer Zeit zu einem Zeitpunkt, zu dem die Drehzahl der Antriebswelle beginnt, linear anzusteigen, während die Antriebswelle mit der Antriebswelle synchronisiert wird und deren Drehzahl ansteigt, wenn sich in dem Gangschaltungsbeginnungssschritt S10 die Muffe in Richtung zu dem Kupplungszahnrad des Zielganges bewegt. In physikalischen Begriffen bedeutet der Begriff „vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate rpm_grad_tg eine Variation der Drehzahl der Antriebswelle pro Zeit zu einem Zeitpunkt, zu dem die Drehzahl der Antriebswelle die Drehzahl der Antriebswelle erreicht, nachdem sie in einem Bereich linear angestiegen ist, in dem, obwohl die Muffe in ihrem momentanen Zustand gehalten wird, ohne dass sie sich noch mehr bewegt, eine ausreichende Ansprechempfindlichkeit beim Gangschalten sichergestellt ist. Die vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate kann durch eine Mehrzahl von Versuchen und Analysen bestimmt werden.
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Daher beginnt, wie oben erwähnt, wenn die Drehzahlanstiegsrate der Antriebswelle die vorbestimmte Drehzahlanstiegsrate infolge der Synchronisation erreicht, der Muffenhaltebeginnungsschritt S15, und dann wird der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 durchgeführt. Hier steigt die Drehzahl der Antriebswelle nach dem Muffenhaltebeginnungsschritt S15 linear an und wird dann mit der Drehzahl der Antriebswelle synchronisiert, ohne dass sie eine Überschwingerscheinung durchmacht, bei der die Drehzahl der Antriebswelle die Drehzahl der Antriebswelle überschreitet. Von diesem Zeitpunkt ab wird der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 durchgeführt.
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Der vorbestimmte Zeitraum des Synchronisationsaufrechterhaltungsschritts S20 wird als der Zeitraum festgelegt, der gebraucht wird, bis die Gegenbewegung der Elemente zwischen der Antriebswelle und der Antriebswelle, die in dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 in der einen Richtung durchgeführt wurde, von der Antriebswelle, die verzögert wird, in der umgekehrten Richtung durchgeführt wird. Der vorbestimmte Zeitraum wird vorzugsweise ebenfalls durch Versuche und Analysen bestimmt. Der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 ist ein Vorgang von T3 bis T4 in 3.
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In dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 hält die Muffe den nahezu feststehenden Zustand aufrecht. Daher ist im Gegensatz zu dem herkömmlichen typischen Gangschalten sogar zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Unterbrechung der Synchronisation auftritt, nachdem die Antriebswelle anfangs mit der Antriebswelle synchronisiert wurde, die Antriebswelle kontinuierlich mit der Abtriebswelle verbunden, wodurch der synchronisierte Zustand aufrechterhalten wird.
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Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Fahrzeug verzögert wird, die Drehzahl der Antriebswelle reduziert. Die Drehzahl der Antriebswelle steigt in dem Gangschaltungsbeginnungsschritt S10 an, während sie mit der Drehzahl der Abtriebswelle synchronisiert wird, und nachdem die Synchronisation vollendet ist, wird die Drehzahl der Antriebswelle in Reaktion auf die Drehzahl der Abtriebswelle während des Synchronisationsaufrechterhaltungsschrittes S20 reduziert.
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In dem Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 wird die Antriebswelle derart beeinflusst, dass sie sich infolge einer Drehträgheit mit einer Drehzahl dreht, die höher als die Drehzahl der Abtriebswelle ist. Im Gegensatz dazu werden, da die Drehzahl der Antriebswelle durch die Verzögerung des Fahrzeuges langsam reduziert wird, die betreffenden Elements, die eine Gegenbewegung durchführen, die in dem Gangschaltungsbestimmungsschritt S10 erzeugt wird, wenn die Drehzahl der Antriebswelle durch die Abtriebswelle erhöht wird, wieder in der umgekehrten Richtung bewegt, wenn die Drehzahl der Antriebswelle durch die Antriebswelle reduziert wird. Dieser Zustand ist derselbe wie der Zustand, in dem die Antriebswelle die Antriebswelle betreibt. Daher wird danach infolge einer Variation der Durchführung der Gegenbewegung der betreffenden Elements das Auftreten eines Schaltstoßes oder Geräusches verhindert, während Leistung von der Antriebswelle an die Antriebswelle übertragen wird.
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Der Begriff „betreffende Elemente”, der sich auf die Durchführung der Gegenbewegung bezieht, bezeichnet Elements der Synchronisierungseinrichtung, wie die Nabe, die Muffe, das Kupplungszahnrad, das Gangschaltzahnrad usw., die auf den Zielgang bezogen sind.
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Nachdem der Synchronisationsaufrechterhaltungsschritt S20 vollendet ist, wird der Gangschaltungsvollendungsschritt S30 durchgeführt, bei dem sich die Muffe weiter bewegt, um vollständig mit dem Kupplungszahnrad des Zielganges in Eingriff zu gelangen.
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Hier kann, wenn die Kraft, die zum weiteren Bewegen der Muffe verwendet wird, auf ein geeignetes Maß derart festgelegt ist, dass sie nicht übermäßig oder unzureichend ist, das Auftreten einer anderen Gegenbewegung verhindert werden, so dass eine Kollision zwischen den Zahnrädern verhindert werden kann und somit die Gangschaltqualität weiter erhöht wird.
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Wie oben beschrieben, können mit einem Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beim Gangschalten von dem momentanen Gang in einen niedrigeren Gang in Reaktion auf eine Verzögerung des Fahrzeuges, das mit einem Getriebemechanismus versehen ist, bei dem eine Betätigungseinrichtung eine Muffe betätigt, um eine Synchronisation durchzuführen, ein Schaltstoß und ein Geräusch verhindert werden, die durch das Auftreten einer Gegenbewegung der Elemente zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle erzeugt werden. Daher wird die Gangschaltqualität erhöht, so dass die Laufruhe und der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert werden und die Marktfähigkeit. des Fahrzeuges erhöht wird.
