DE102013113306A1

DE102013113306A1 - Schaltbetätigungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE102013113306A1
Application number: DE102013113306.1A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yano
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: JP2014114831A; CN103851181A; CN103851181B; DE102013113306B4; JP6016599B2

Abstract

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Schaltbetätigungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe zu schaffen, das die Zunahme der Teilezahl der Schaltbetätigungsvorrichtung reduzieren kann. Die Schaltbetätigungsvorrichtung schließt ein Rotationselement (30) ein, das an einem Gehäuse (10) angebracht und relativ zu diesem drehbar und in Achsrichtung bewegbar ist. Das Rotationselement (30) ist mit einem Eingriffsabschnitt (30i) an einer äußeren Umfangsfläche des Rotationselements (30) versehen. Die Schaltbetätigungsvorrichtung schließt weiter eine zweite Einwegkupplung (30b, 50) ein, die eine Drehung des Rotationselements (30) relativ zum Gehäuse (10) nur im Uhrzeigersinn zuläßt, ein Schaltelement (40), das drehbar am Gehäuse (10) angebracht ist und an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von Schaltnuten versehen ist, um das Rotationselement (30) in Achsrichtung zu bewegen, eine erste Einwegkupplung (41, 30f), die die Drehung des Schaltelements (40) relativ zum Rotationselement (30) nur im Gegenuhrzeigersinn gestattet, eine Mehrzahl von Schaltgabelelementen, die mit einer Mehrzahl von Eingriffsabschnitten versehen sind, die mit dem Eingriffsabschnitt (30i) am Rotationselement (30) in Eingriff stehen, und ein einzelner Motor (70), der das Rotationselement (30) im Uhrzeigersinn und gleichzeitig das Schaltelement (40) im Gegenuhrzeigersinn dreht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine für ein Fahrzeug benutzte Schaltbetätigungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe.
STAND DER TECHNIK
In letzter Zeit wurden als Automatikgetriebe für Automobile einige Vorschläge gemacht, um ein automatisiertes Getriebe auf der Basis eines manuellen Zahnradgetriebes zu schaffen, von dem angenommen wird, daß der Wirkungsgrad seiner Leistungsübertragung dem eines herkömmlichen Automatikgetriebes überlegen ist. Beispielsweise wird, wie im Patentdokument 1 gezeigt, eine Betätigungsvorrichtung für ein automatisiertes Getriebe vorgeschlagen, bei dem der Gangwechselmechanismus und die mit der Schaltgabel in Eingriff stehende Hülse der Schaltkupplung zur Änderung der Gangstufe durch einen Motor betätigt wird.
Die im Patentdokument 1 gezeigte Schaltbetätigungsvorrichtung wird, wie in 1 des Dokuments gezeigt, durch einen Betätigungsmotor zur Auswahl (Betätigungsmotor zur Verschiebung) als Antriebsquelle für einen Verschiebemechanismus (Verschiebungsaktuator) und einen Betätigungsmotor zum Schalten (Betätigungsmotor für eine Drehbewegung) als Antriebsquelle für einen Drehmechanismus gebildet. Die Hauptwelle für die Kraftübertragung schließt eine kreisförmig verzahnte Zahnstange im oberen Abschnitt (oberer Abschnitt der Zeichnung) ein, eine mit einem Zahnrad für die Drehbetätigung der Hauptwelle in axial gleitendem Eingriff stehende Keilwellenverzahnung in einem mittleren Abschnitt und einen Hebel im unteren Abschnitt. Wenn die Hauptwelle für die Kraftübertragung sich durch die Betätigung des Betätigungsmotors für die Auswahl verschiebt, gelangt eine der Kulissen der Schaltgabel wahlweise in Eingriff mit dem Hebel, und bei dem Eingriffszustand dreht der Betätigungsmotor zur Verschiebung das Ritzel für die Drehbewegung und der Reihe nach wird die Drehkraft auf das Kegelritzel für die Drehbewegung, das nachfolgende Kegelrad, das erste Zwischenzahnrad, das zweite Zwischenzahnrad und das Antriebszahnrad für die Hauptwelle der Kraftübertragung übertragen und die Hauptwelle für die Kraftübertragung betätigt dadurch die Schaltgabel, um den Gangwechsel auszuführen.
DOKUMENTENLISTE ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP2002-139145A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
ZU LÖSENDE PROBLEME
Es sind jedoch gemäß der Schaltbetätigungsvorrichtung im Patentdokument 1 zwei Motoren, einer für das Schalten, der andere für die Auswahl, erforderlich, und demgemäß sind für jeden Motor verschiedene Steuerausstattungen/-vorrichtungen, wie beispielsweise eine ECU, ein Treiber, ein Sensor, erforderlich, wodurch sich die Teilezahl der Schaltbetätigungsvorrichtung erhöht. Mit der Zunahme der Teilezahl nehmen die Fertigungskosten zu und es verschlechtern sich die Bedingungen für den Einbau dieser Ausstattung in das Fahrzeug und es führt zu einer Zunahme des Fahrzeuggewichts.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der obigen Feststellungen und Probleme beim Stand der Technik und es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Zunahme der Teilezahl der Schaltbetätigungsvorrichtung für ein automatisches Fahrzeuggetriebe zu minimieren.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die dem Anspruch 1 zugeordnete Erfindung zur Lösung des Problems ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Hauptkörper umfaßt, ein Rotationselement, das beweglich am Hauptkörper in einer Achsrichtung angebracht ist, wobei das Rotationselement relativ zum Hauptkörper drehbar und an einer äußeren Umfangsfläche mit einem Erkennungsabschnitt ausgebildet ist, der eine vorgegebene Breite. sowohl in der Achsrichtung, als auch in einer Umfangsrichtung aufweist, einen am Rotationselement angebrachten Schaltstift, ein drehbar am Hauptkörper angebrachtes Schaltelement, das mit einer an der äußeren Umfangsfläche ausgebildeten Schaltnut für den Eingriff des Schaltstifts versehen ist, eine Mehrzahl von Übertragungselementen, die beweglich am Hauptkörper in der Achsrichtung angebracht sind, um lösbar mit dem Rotationselement in Eingriff zu sein und durch die Bewegung des Rotationselements in der Achsrichtung in dieser beweglich zu sein, um dadurch einen Auswahlmechanismus des automatischen Getriebes zu betätigen, einen einzigen Motor, um das Schaltelement sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, eine erste Einwegkupplung zur Begrenzung bzw. Sperre der Drehung des Schaltelements relativ zum Rotationselement im Uhrzeigersinn und geeignet, eine Rückbewegung um einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement zu erzeugen, eine zweite Einwegkupplung zur Begrenzung bzw. Sperre der Drehung des Rotationselements im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Hauptkörper, einen ersten Ermittlungsabschnitt zur Ermittlung eines Drehwinkels des Schaltelements, einen zweiten Ermittlungsabschnitt zur Erkennung des Erkennungsabschnitts ansprechend auf die Bewegung des Rotationselements in Achsrichtung oder ansprechend auf dessen Drehung, und einen Positionsfeststellungsabschnitt zur Feststellung der Startposition der Begrenzung bzw. Sperre der ersten Einwegkupplung, in der die Begrenzung bzw. Sperre die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement beginnt.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß beim Anspruch 1 der zweite Ermittlungsabschnitt einen EIN-Bereich einschließt, der eine Position des Erkennungsabschnitts ist, der durch den zweiten Ermittlungsabschnitt erkennbar ist, und der Positionsfeststellungsabschnitt die Startposition der Begrenzung bzw. Sperre auf der Basis einer Breite des EIN-Bereichs in der Achsrichtung und eine bewegliche Entfernung des Erkennungsabschnitts im EIN-Bereich feststellt, basierend auf einer Ermittlungsposition vom ersten und zweiten Ermittlungsabschnitt durch Steuerung des Motors, um das Schaltelement im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch den Erkennungsabschnitt in der Achsrichtung zu bewegen, um dessen EIN-Bereich zu überqueren und durch Steuerung des Motors das Schaltelement im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch den Erkennungsabschnitt in Achsrichtung zu bewegen und den Erkennungsabschnitt durch die Aktion der ersten Einwegkupplung in Umfangsrichtung zu bewegen, nachdem die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement begrenzt bzw. gesperrt ist.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß bei den Ansprüchen 1 und 2 der Positionsfeststellungsabschnitt einen Drehwinkel des Rotationsfeststellungsabschnitts einen Drehwinkel des Rotationselements basierend auf dem vom ersten Ermittlungsabschnitt ermittelten Drehwinkel des Schaltelements und der Startposition der Begrenzung bzw. Sperre berechnet.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der Anspruch 1 zugeordneten Erfindung dreht ein einziger Motor das Schaltelement im Uhrzeigersinn, um das Schaltelement gemeinsam mit dem Rotationselement zu drehen und bringt das Rotationselement mit einem der Mehrzahl von Übertragungselementen in Eingriff, wodurch die Auswählaktion durchgeführt ist. Dann dreht der einzige Motor das Schaltelement im Gegenuhrzeigersinn, um das Schaltelement relativ zum Rotorelement zu drehen und dadurch das Rotationselement in Achsrichtung zu verschieben, wodurch die Schaltaktion durch Bewegung des ausgewählten Übertragungselements in der Achsrichtung ausgeführt wird. Somit werden die Auswähl- und die Schaltaktion unter Verwendung nur eines einzigen Motors ausgeführt und demgemäß kann eine Erhöhung der Teilezahl verhindert werden und die Erfindung kann eine verbesserte Schaltbetätigungsvorrichtung für ein automatisiertes Getriebe ohne Erhöhung von dessen Teilezahl zur Verfügung stellen.
Gemäß der Anspruch 1 zugeordneten Erfindung kann der Positionsfeststellungsabschnitt die Startposition der Sperre feststellen, an der die erste Einwegkupplung basierend auf dem Ermittlungsergebnis vom ersten und zweiten Ermittlungsabschnitt die Sperre der Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn beginnt. Somit kann der Drehwinkel des Rotationselements auf der Basis des durch den ersten Ermittlungsabschnitt und die Startposition der Sperre festgestellten Drehwinkels des Schaltelements ermittelt werden.
Auf diese Weise ermitteln die zwei Ermittlungsabschnitte, der erste und der zweite Ermittlungsabschnitt, die Drehwinkel des Schaltelements und des Rotationselements, wodurch die Zunahme der Teilezahl verhindert wird. Des weiteren kann bei der Auslieferung des Erzeugnisses der Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements aufgrund eines Fertigungsfehlers der Schaltbetätigungsvorrichtung durch Feststellung der Startposition der Sperre korrigiert werden, und auch der Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements, der durch die Aktion der Schaltbetätigungsvorrichtung verursacht ist.
Gemäß der Anspruch 2 zugeordneten Erfindung ermittelt der Positionsfeststellungsabschnitt die Breite des EIN-Abschnitts in der Achsrichtung basierend auf der Ermittlungsinformation vom ersten und zweiten Ermittlungsabschnitt durch Drehung des Schaltelements in der Gegenuhrzeigerrichtung durch den Motor, um den Erkennungsabschnitt in Achsrichtung zu bewegen, um den EIN-Bereich zu überqueren. Des weiteren stellt der Positionsfeststellungsabschnitt die bewegliche Entfernung des Erkennungsabschnitts im EIN-Bereich fest durch Drehung des Schaltelements durch den Motor in Uhrzeigerrichtung, um den Erkennungsabschnitt in Achsrichtung zu bewegen, und in der Umfangsrichtung, nachdem die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement durch die erste Einwegkupplung gesperrt ist. Somit stellt der Positionsfeststellungsabschnitt die Startposition der Sperre auf der Basis der Breite des EIN-Abschnitts in Achsrichtung und der beweglichen Entfernung des Erkennungsabschnitts im EIN-Bereich fest.
Somit kann einfach durch Drehen des Motors leicht die Startposition der Sperre festgestellt werden, und deshalb kann der durch einen Fertigungsfehler der Schaltbetätigungsvorrichtung verursachte Ermittlungsfehler beim Drehwinkel des Rotationselements bei deren Auslieferung leicht korrigiert werden. Außerdem kann einfach durch Drehen des Motors die Startposition der Sperre festgestellt und der Drehwinkel des Rotationselements zu jedem beliebigen Zeitpunkt korrigiert werden. Deshalb kann der Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements korrigiert werden, bevor eine Fehlfunktion der Schaltaktion aufgrund akkumulierter Ermittlungsfehler eintritt. Somit kann die Schaltfunktion durch Entfernung der Ermittlungsfehler sicher ausgeführt werden.
Gemäß der Anspruch 3 zugeordneten Erfindung berechnet der Positionsermittlungsabschnitt den Drehwinkel des Rotationselements auf der Basis des Drehwinkels des Schaltelements, der durch den ersten Ermittlungsabschnitt und die Startposition der Sperre festgestellt wird. Durch diese Verfahrensweise kann der Drehwinkel des Rotationselements ermittelt werden, um genau die Position der Drehrichtung des Rotationselements zu steuern. Somit kann die Auswählaktion exakt ausgeführt werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
1 ist eine Skelettansicht des mit einer erfindungsgemäßen Schaltbetätigungsvorrichtung versehenen automatischen Getriebes und des Fahrzeugs, in das dieses automatisierte Getriebe eingebaut ist;
2 ist eine Querschnittsansicht des Wählmechanismus in axialer Richtung;
3 ist eine perspektivische Ansicht Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
4(A) ist eine Draufsicht auf die Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform und
4(B) ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in 4(A) und eine Seitenansicht der Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform;
5 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in 4(B);
6(A) ist eine Querschnittsansicht längs der Linie D-D in 5 und
(6B) ist eine Querschnittsansicht längs der Linie C-C in 5;
7 ist eine Frontansicht des Schaltelements und der Welle;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Rotationselements und der Eingriffsposition;
9 ist eine den Eingriffszustand zwischen dem in das Rotationselement eingreifenden Abschnitt und dem in die Schaltgabel eingreifenden Element erläuternde Ansicht;
10 ist ein Ablaufdiagramm des von der AMT-ECU in 1 ausgeführten Programms zur Gangwechselsteuerung;
11 ist eine konzeptionelle Ansicht, die die Beziehung zwischen jeder Position der Schaltgabel und der Gangwechselstufe zeigt;
12 ist eine Querschnittsansicht der Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
13 ist eine erläuternde Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Schaltelements und dem Drehwinkel des Rotationselements erläutert;
14 ist eine Abwicklung, die die Schaltnut des Schaltelements zeigt;
15 ist eine erläuternde Ansicht, die das Konzept der Erfindung erläutert;
16 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zur Ermittlung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung;
17 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie C-C in 5, die die Ausführung des Programms zeigt, das durch das Ablaufdiagramm dargestellt wird, das das Verfahren zur Ermittlung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung zeigt; und
18 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zur Ermittlung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung entsprechend der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
DIE AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
(Das Fahrzeug ausgestattet mit der Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform)
Die Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die 1 zeigt eine Skelettansicht des mit einer Schaltbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgestatteten automatisierten Getriebes und ein Fahrzeug 1000, das mit dem automatisierten Getriebe ausgerüstet ist. Wie in 1 gezeigt, schließt das Fahrzeug einen Motor EG, eine Kupplung C, eine automatisiertes Getriebe ATM (nachfolgend als ATM bezeichnet), ein Differentialgetriebe DF und Antriebsräder Wl und Wr ein.
Der Motor EG ist ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor der Kraftstoff des Kohlenwasserstoffsystems, wie Benzin oder Leichtöl, verwendet, und das Antriebsdrehmoment ausgibt. Das vom Motor EG ausgegebene Drehmoment wird auf die Antriebswelle EG-1 übertragen.
(Kupplung)
Die Kupplung C ist zwischen der Antriebswelle EG-1 und der Eingangswelle 131 des AMT vorgesehen, um die Leistungsübertragung zwischen ihnen zu verbinden oder zu trennen. Das übertragende Drehmoment dazwischen ist von jeder Art, die elektronisch steuerbar ist. Die Kupplung C gemäß dieser Ausführungsform ist eine normalerweise geschlossene Einscheibentrockenkupplung und schließt ein Schwungrad 121, eine Kupplungsscheibe 122, eine Kupplungsabdeckung 123, eine Druckplatte 124 und eine Membranfeder 125 ein. Das Schwungrad 121 ist eine kreisförmig gestaltete Scheibe mit einem gewissen Gewicht und ist mit dem Motor EG zu gemeinsamer Drehung mit der Antriebswelle EG-1 verbunden. Die Kupplungsscheibe 122 ist an ihrem äußeren Randabschnitt mit einem Reibungselement 122a versehen und als scheibenförmige Platte gestaltet. Die Kupplungsscheibe 122 liegt zum Eingriff geeignet dem Schwungrad 121 derart gegenüber, daß sie mit ihm in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden kann. Die Kupplungsscheibe 122 ist mit der Eingangswelle 131 zu einer einheitlichen Drehung verbunden.
Die Kupplungsabdeckung 123 ist mit einem äußeren Randabschnitt des Schwungrads 121 verbunden und schließt einen zylindrischen Abschnitt 123a ein, der an der äußeren Umfangsseite der Kupplungsscheibe 122 vorgesehen ist, und eine seitliche Umfangswand 123b, die sich radial einwärts von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 123a in einem Abschnitt erstreckt, der dem Verbindungsabschnitt mit dem Schwungrad 121 gegenüberliegt. Die Druckplatte 124 besitzt eine ringförmige Gestalt und ist so angeordnet, daß sie der Kupplungsscheibe an der Seite zugewandt ist, die der Seite entgegengesetzt ist, die dem Schwungrad 121 zugewandt ist und kann mit der Kupplungsscheibe 122 in Eingriff gebracht und von dieser gelöst werden.
Die Membranfeder 125 ist eine Art der sogenannten Tellerfeder und eine geneigte Membran ist in einer Dickenrichtung ausgebildet. Der Mittelabschnitt der Membran 125 in radialer Richtung steht in Kontakt mit dem inneren Rand der seitlichen Umfangswand 123b der Kupplungsabdeckung 123 und der äußere Rand der Membranfeder 125 steht in Kontakt mit der Druckplatte 124. Demgemäß drückt die Membranfeder 125 die Kupplungsscheibe über die Druckplatte 124 gegen das Schwungrad 121. Unter einem solchen Druckzustand wird das Reibungselement 122a der Kupplungsscheibe 122 durch das Schwungrad 121 mit Druck beaufschlagt und die Druckplatte 124, die Kupplungsscheibe 122 und das Schwungrad 121 werden gemeinsam durch die zwischen dem Reibungselement 122a und dem Schwungrad 121 und der Druckplatte 124 erzeugte Reibungskraft in Rotation versetzt.
Der Kupplungsaktuator 129 wird von der AMT-ECU 113 gesteuert, um veränderlich das Übertragungsdrehmoment der Kupplung C durch Drücken des inneren Randes der Membranfeder 125 auf die Seite des Schwungrads 121 oder Lösen des Drucks zu ändern. Der Kupplungsaktuator 129 ist entweder eine elektrisch betätigte oder eine hydraulisch betätigte Bauart. Wenn der Kupplungsaktuator 129 den inneren Rand der Membranfeder 125 auf die Seite des Schwungrads 121 drückt, wird die Membranfeder in eine Richtung verformt, wo der äußere Rand der Membranfeder 125 vom Schwungrad 121 getrennt ist. Aufgrund einer solchen Verformung der Membranfeder 125 nimmt die Druckkraft des Schwungrads 121 und der Druckplatte 124 allmählich ab, um allmählich das Übertragungsdrehmoment zwischen der Kupplungsscheibe 122 und dem Schwungrad 121 zu senken und schließlich die Antriebswelle EG-1 von der Eingangswelle 131 zu trennen. Somit kann durch Betätigung des Kupplungsaktuators 129 die AMT-ECU 113 auf verschiedene Weise und zufällig das Übertragungsdrehmoment zwischen der Kupplungsscheibe 122 und dem Schwungrad 121 ändern.
(Automatisiertes Handschaltgetriebe)
Das AMT ist ein automatisiertes Zahnradgetriebe, das das Rotationsdrehmoment vom Motor EG mit verschiedenen Drehzahlverhältnissen auf eine Mehrzahl von Drehzahländerungsstufen überträgt und das Drehmoment an das Differentialgetriebe DF ausgibt. Außerdem ist gemäß dieser Ausführungsform das AMT ein Getriebe der synchronisierten Bauart mit einem Synchrongetriebe-Mechanismus, der im Detail später erläutert wird. Das AMT schließt eine AMT-ECU 113, eine Eingangswelle 131, eine Ausgangswelle 132, ein erstes Antriebszahnrad 141, ein zweites Antriebszahnrad 142, ein drittes Antriebszahnrad 143, ein viertes Antriebszahnrad 144, ein fünftes Antriebszahnrad 145, ein Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt, ein erstes angetriebenes Zahnrad 151, ein zweites angetriebenes Zahnrad 152, ein drittes angetriebenes Zahnrad 153, ein viertes angetriebenes Zahnrad 154, ein fünftes angetriebenes Zahnrad 155, ein angetriebenes Zahnrad 156 für Rückwärtsfahrt, ein Ausgangszahnrad 157, ein Umkehrrad 161 für die Rückwärtsfahrt, einen ersten Auswahlmechanismus 100, einen zweiten Auswahlmechanismus 200 und einen dritten Auswahlmechanismus 300 ein.
Die Eingangswelle 131 ist eine Welle zur Einleitung des Drehmoments vom Motor EG und wird einheitlich mit der Kupplungsscheibe 122 der Kupplung C in Drehung versetzt. Die Ausgangswelle 132 ist eine Welle zur Ausgabe des an das AMT eingeleiteten Rotationsdrehmoments an das Differentialgetriebe DF. Die Ausgangswelle 132 ist parallel zur Eingangswelle 131 angeordnet. Die Eingangswelle 131 und die Ausgangswelle 132 sind jeweils drehbar am (nicht gezeigten) Gehäuse des AMT gelagert.
Das erste Antriebszahnrad 141 und das zweite Antriebszahnrad 142 sind die festen Zahnräder, die relativ undrehbar an der Eingangswelle 131 befestigt sind. Das dritte Antriebszahnrad 143, das vierte Antriebszahnrad 144, das fünfte Antriebszahnrad 145 und das Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt sind die leerlaufenden Zahnräder, die relativ drehbar (leer drehbar) auf der Eingangswelle 131 vorgesehen sind.
Das erste angetriebene Zahnrad 151 und das zweite angetriebene Zahnrad 152 sind die leerlaufenden Zahnräder, die relativ drehbar (leer drehbar) mit der Ausgangswelle 132 gekuppelt sind. Das dritte angetriebene Zahnrad 153, das vierte angetriebene Zahnrad 154, das fünfte angetriebene Zahnrad 155, das angetriebene Zahnrad 156 für die Rückwärtsfahrt und das Ausgangszahnrad 157 sind die festen Zahnräder, die relativ undrehbar an der Ausgangswelle 132 befestigt sind.
Das erste Antriebszahnrad 141 und das erste angetriebene Zahnrad 151 stehen gemeinsam miteinander in Eingriff um die erste Gangstufe zu bilden. Das zweite Antriebszahnrad 142 und das zweite angetriebene Zahnrad 152 stehen gemeinsam miteinander in Eingriff um die zweite Gangstufe zu bilden. Das dritte Antriebszahnrad 143 und das dritte angetriebene Zahnrad 153 stehen gemeinsam miteinander in Eingriff um die dritte Gangstufe zu bilden. Das vierte Antriebszahnrad 144 und das vierte angetriebene Zahnrad 154 stehen gemeinsam miteinander in Eingriff um die vierte Gangstufe zu bilden. Das fünfte Antriebszahnrad 145 und das fünfte angetriebene Zahnrad 155 stehen gemeinsam miteinander in Eingriff um die fünfte Gangstufe zu bilden.
Die Zahnradgrößen (Durchmesser) des Antriebszahnrads werden in der Reihenfolge des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Antriebszahnrads 141, 142, 143, 144 und 145 größer. Andererseits werden die Zahnradgrößen (Durchmesser) der angetriebenen Zahnräder in der Reihenfolge erstes, zweites, drittes, viertes und fünftes angetriebenes Zahnrad 151, 152, 153, 154 und 155 kleiner.
Das Umkehrrad 161 für die Rückwärtsfahrt ist zwischen dem Antriebszahnrad 146 für die Rückwärtsfahrt und dem angetriebenen Zahnrad 156 für die Rückwärtsfahrt angeordnet und steht mit dem Antriebszahnrad 146 für die Rückwärtsfahrt und dem angetriebenen Zahnrad 156 für die Rückwärtsfahrt in Eingriff. Das Umkehrrad 161 für die Rückwärtsfahrt, das Antriebsrad 146 für die Rückwärtsfahrt und das angetriebene Zahnrad 156 für die Rückwärtsfahrt sind die Zahnräder zur Schaltung in den Rückwärtsgang.
Das Ausgangszahnrad 157 steht mit dem Hohlrad DF-1 des Differentialgetriebes DF in Eingriff und gibt das in die Ausgangswelle 132 eingeleitete Rotationsdrehmoment an das Differentialgetriebe DF aus.
(Auswahlmechanismus)
(Erster Auswahlmechanismus)
Der erste Auswahlmechanismus 100 wählt entweder das erste angetriebene Zahnrad 151 oder das zweite angetriebene Zahnrad 152 aus und verbindet das ausgewählte Zahnrad relativ undrehbar mit der Ausgangswelle 132. Wie in den 1 und 2 gezeigt, schließt der erste Auswahlmechanismus 100 eine erste Kupplungsnabe H1, ein der ersten Gangstufe zugeordnetes Eingriffselement E1, ein der zweiten Gangstufe zugeordnetes Eingriffselement E2, einen ersten Synchronring R1, einen zweiten Synchronring R2 und eine erste Hülse S1 ein. Die erste Kupplungsnabe H1 ist mit der Ausgangswelle 132 in einem in axialer Richtung zwischen dem ersten angetriebenen Zahnrad 51 und dem zweiten angetriebenen Zahnrad 152 befindlichen Abschnitt keilverzahnt. Das der ersten Gangstufe zugeordnete Eingriffselement E1 und das der zweiten Gangstufe zugeordnete Eingriffselement E2 sind jeweils in das erste bzw. zweite angetriebene Zahnrad 151 und 152 eingepaßt. Der erste Synchronring R1 ist zwischen der ersten Kupplungsnabe H1 und dem der ersten Gangstufe zugeordneten Eingriffselement angeordnet und der zweite Synchronring R2 ist zwischen der ersten Kupplungsnabe H1 und dem der zweiten Gangstufe zugeordneten Eingriffselement E2 angeordnet. Die erste Hülse S1 ist mit der äußeren Umfangsfläche der ersten Kupplungsnabe H1 durch eine Keilverzahnung verbunden und in axialer Richtung der ersten Kupplungsnabe frei verschiebbar.
Der erste Auswahlmechanismus 100 ist geeignet, entweder das erste angetriebene Zahnrad 151 oder das zweite angetriebene Zahnrad 152 mit der Ausgangswelle 132 zu verbinden und fungiert als wohlbekannter Synchronmechanismus, der das erste angetriebene Zahnrad 151 und das zweite angetriebene Zahnrad 152 mit der Ausgangswelle 132 verbinden oder von dieser trennen kann.
Die erste Hülse 51 des ersten Auswahlmechanismus 100 steht weder mit dem der ersten Gangstufe zugeordneten Eingriffselement E1 noch mit dem der zweiten Gangstufe zugeordneten Eingriffselement E2 in Eingriff, wenn die erste Hülse S1 in der in 2 gezeigten neutralen Position positioniert ist. Die erste Hülse S1 ist an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Eingriffsnut S1-1 ausgebildet. Die erste Eingriffsnut S1-1 steht in Eingriff mit der ersten Schaltgabel F1 (Siehe 3).
Wenn die erste Hülse S1 durch die erste Schaltgabel F1 zur Seite des ersten angetriebenen Zahnrads 151 verschoben wird, gelangt die erste Hülse 51 in Eingriff mit der Keilverzahnung des ersten Synchronrings R1, um dadurch die Drehung der Ausgangswelle 132 und die Drehung des ersten angetriebenen Zahnrads 151 zu synchronisieren, worauf die erste Hülse 51 mit einer äußeren Keilverzahnung an der äußeren Umfangsfläche des der ersten Gangstufe zugeordneten Eingriffselements E1 in Eingriff gelangt, um das erste angetriebene Zahnrad 151 relativ undrehbar mit der Ausgangswelle 132 zu verbinden. Damit ist die erste Gangstufe etabliert. Des weiteren synchronisiert, wenn die erste Hülse S1 zur Seite des zweiten angetriebenen Zahnrads 152 verschoben wird, der zweite Synchronring R2 die Drehung der Ausgangswelle 132 und die Drehung des zweiten angetriebenen Zahnrads 152, wodurch das zweite angetriebene Zahnrad 152 relativ undrehbar mit der Ausgangswelle 132 verbunden wird. Damit ist die zweite Gangstufe etabliert.
(Zweiter Auswahlmechanismus)
Der zweite Auswahlmechanismus 200 wählt entweder das dritte Antriebszahnrad 143 oder das vierte Antriebszahnrad 144 aus und verbindet das ausgewählte Zahnrad relativ undrehbar mit der Eingangswelle 131. Der zweite Auswahlmechanismus 200 schließt eine zweite Kupplungsnabe H2, ein der dritten Gangstufe zugeordnetes Eingriffselement E3, ein der vierten Gangstufe zugeordnetes Eingriffselement E4, einen dritten Synchronring R3, einen vierten Synchronring R4 und eine zweite Hülse S2 ein.
Der zweite Auswahlmechanismus 200 ist in der Konstruktion dem ersten Auswahlmechanismus 100 ähnlich und fungiert als ein wohlbekannter Synchronmechanismus. Die zweite Kupplungsnabe H2 ist an der Eingangswelle in einer Position befestigt, die sich zwischen dem dritten und dem vierten Antriebszahnrad 143 und 144 befindet. Das der dritten Gangstufe zugeordnete Eingriffselement E3 und das der vierten Gangstufe zugeordnete Eingriffselement E4 sind jeweils am dritten bzw. vierten Antriebszahnrad 143 bzw. 144 befestigt. Der zweite Auswahlmechanismus 200 steht in der neutralen Position mit keinem der Eingriffselemente E3 und E4 in Eingriff. Die zweite Hülse S2 ist an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen zweiten Eingriffsnut S2-1 versehen. Die zweite Eingriffsnut S2-1 steht mit der zweiten Schaltgabel F2 in Eingriff.
Wenn die zweite Hülse S2 von der zweiten Schaltgabel F2 zur Seite des dritten Antriebszahnrads 143 verschoben wird, wird die Drehung der Eingangswelle 131 und des dritten Antriebsrads 143 synchronisiert und dann werden sowohl die Eingangswelle 131 und das dritte Antriebszahnrad 143 zu einer Einheit verbunden, um die dritte Gangstufe zu etablieren. Wenn die zweite Hülse S2 durch die zweite Schaltgabel F2 zur Seite des vierten Antriebszahnrads 144 verschoben wird, werden nach der Synchronisation der Drehbewegung der Eingangswelle 131 und des vierten Antriebszahnrads 144 sowohl die Eingangswelle 131 als auch das vierte Antriebszahnrad 144 zu einer Einheit verbunden, um die vierte Gangstufe zu etablieren.
(Dritter Auswahlmechanismus)
Der dritte Auswahlmechanismus 300 wählt entweder das fünfte Antriebszahnrad 145 oder das Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt aus und verbindet das gewählte Zahnrad relativ undrehbar mit der Eingangswelle 131. Der dritte Auswahlmechanismus 300 schließt eine dritte Kupplungsnabe H3, ein der fünften Gangstufe zugeordnetes Eingriffselement E5, ein der Rückwärtsfahrt zugeordnetes Eingriffselement ER, einen fünften Synchronring R5, einen Synchronring RR für die Rückwärtsfahrt und eine dritte Hülse S3.
Der dritte Auswahlmechanismus 300 ist nach Konstruktion und Funktion als Synchronmechanismus dem ersten Auswahlmechanismus 100 ähnlich. Die dritte Kupplungsnabe H3 ist fest mit der Eingangswelle in einer Position zwischen dem fünften Antriebszahnrad 145 und dem Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt verbunden. Das der fünften Gangstufe zugeordnete Eingriffselement E5 und das der Rückwärtsfahrt zugeordnete Eingriffselement ER sind jeweils fest mit dem fünften Antriebrad 145 und dem Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt verbunden. Der dritte Auswahlmechanismus 300 steht in der neutralen Position mit keinem der Eingriffselemente E5 und ER in Eingriff. Die dritte Hülse S3 ist an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer ringförmigen Eingriffsnut S3-1 versehen. Die dritte Eingriffsnut S3-1 steht mit der dritten Schaltgabel F3 in Eingriff.
Wenn die dritte Hülse S3 durch die dritte Schaltgabel F3 zur Seite des fünften Antriebsrads 145 verschoben wird, wird die Drehung der Eingangswelle 131 und des fünften Antriebsrads synchronisiert und dann werden die Eingangswelle 131 und das fünfte Antriebszahnrad 145 zu einer Einheit verbunden, um die fünfte Gangstufe zu bilden. Wenn die dritte Hülse 3 von der dritten Schaltgabel F3 zur Seite des Antriebszahnrads 146 für Rückwärtsfahrt verschoben wird, werden nach der Synchronisation der Drehung der Eingangswelle 131 und des Antriebszahnrads 146 für Rückwärtsfahrt die Eingangswelle 131 und das Antriebszahnrad 146 für Rückwärtsfahrt zu einer Einheit verbunden, um die Gangstufe für die Rückwärtsfahrt zu bilden.
Das Differentialgetriebe DF ist ein Getriebe, um das von der Ausgangswelle 132 des AMT in die Antriebsräder Wl und Wr eingespeiste Rotationsdrehmoment mit einer Differentialaktion zu übertragen. Das Differentialgetriebe DF schließt ein Hohlrad DF-1 ein, das mit dem Ausgangszahnrad 157 in Eingriff steht. Durch diese Konstruktion ist die Ausgangswelle 132 drehbar mit den Antriebsrädern Wl und Wr verbunden.
Die AMT-ECU 113 ist eine elektrische Steuervorrichtung, die elektronisch die AMT, CPU, RAM und einen Speicherabschnitt einschließlich eines RAM und eines nichtflüchtigen Speichers steuert. Die CPU führt ein Programm aus, das durch die Ablaufdiagramme in den 10 und 16 angezeigt ist. Das RAM speichert zeitweilig die für die Ausführung des Programms durch die CPU erforderlichen Variablen. Der Speicherabschnitt liest das Programm ein.
(Konstruktion der Schaltbetätigungsvorrichtung)
Als Nächstes wird die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 erläutert. Die Vorrichtung 90 umfaßt, wie in den 3 bis 6 gezeigt, ein Gehäuse 10, eine Welle 20, ein Rotationselement 30, ein Schaltelement 40, eine Rastklinke 50, ein erstes Schaltgabelelement 61, ein zweites Schaltgabelelement 62, ein drittes Schaltgabelelement 63, einen ersten Ermittlungsabschnitt 75, einen zweiten Ermittlungsabschnitt 78, ein Antriebszahnrad 81 und ein angetriebenes Zahnrad 82.
Je nach Ausführungsform ist das Gehäuse 10 entweder einstückig mit dem AMT oder getrennt von ihm ausgebildet. Wie in 4 gezeigt, ist die Welle 20 drehbar am Gehäuse 10 angebracht. Es ist anzumerken, daß nachfolgend „die Achslinienrichtung relativ zur Welle 20” einfach als „Achsrichtung” bezeichnet wird. Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist das Schaltelement 40 zylindrisch gestaltet und mit einer Montagebohrung 40p versehen, die sie in der Achsrichtung durchzieht. Wie in 5 gezeigt, ist die Welle 20 in die Montagebohrung 40p eingesetzt und das Schaltelement 40 ist durch den das Schaltelement 40 und die Welle 20 aneinander befestigenden Bolzen 45 relativ undrehbar und sogar noch in der Achsrichtung unverschiebbar mittels des Bolzens 45 mit der Welle 20 verbunden. Somit ist das Schaltelement 40 drehbar am Gehäuse 10 gelagert. Wie in 7 gezeigt, ist das Schaltelement 40 an seiner äußeren Oberfläche mit einer über den gesamten Umfang verlaufenden Schaltnut 40a versehen.
Die Konstruktion der Schaltnut 40a wird unter Bezugnahme auf 14 erläutert. In 14 ist die in einem Kreis (360°) um den gesamten äußeren Umfang des Schaltelements 40 in der gleichen Position in Bezug auf eine Achsrichtung gezogene Linie als neutrale Linie definiert. Eine Seite in der Achsrichtung wird in Bezug auf die neutrale Linie als die Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer definiert und die andere Seite als die Seite der Gangstufen mit gerader Nummer.
Wie in 14 gezeigt, ist ein erster Verbindungsabschnitt 14b längs der neutralen Linie, von der Startposition (Nullwinkel) ausgehend ausgebildet, um sich über einen vorgegebenen Winkel fortzusetzen. Vom Ende des ersten Verbindungsabschnitts 40b ausgehend steigt in Bezug auf die neutrale Linie ein schräger Abschnitt 40c nach der Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern an und setzt sich über einen vorgegebenen Winkel fort. Vom Ende des ersten ansteigenden Abschnitts 40c her ist ein dem Abschnitt mit ungeraden Nummern der Gangstufen zugeordneter Abschnitt 40d auf der Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern parallel zur neutralen Linie ausgebildet, der sich über einen vorgegebenen Winkel fortsetzt. Vom Ende des dem Abschnitt mit ungeraden Nummern der Gangstufen zugeordneten Abschnitts 40d her ist ein zweiter, gegen die Seite der Gangstufen mit geraden Nummern in Bezug auf die neutrale Linie schräger Abschnitt 40e ausgebildet und setzt sich über einen vorgegebenen Winkel fort.
Vom Ende des zweiten schrägen Abschnitts 40e ausgehend, ist ein zweiter Verbindungsabschnitt 40f längs der neutralen Linie ausgebildet, der sich über einen vorgegebenen Winkel erstreckt. Vom Ende des zweiten Verbindungsabschnitts 40f ausgehend ist ein dritter, in Bezug auf die neutrale Linie schräg ansteigender Abschnitt 40g ausgebildet und setzt sich über einen vorgegebenen Winkel fort. Vom Ende des dritten schrägen Abschnitts 40g ausgehend ist auf der Seite der Gangstufen mit gerader Nummer ein Abschnitt 40h mit geraden Nummern der Gangstufen parallel zur neutralen Linie ausgebildet und setzt sich über einen vorgegebenen Winkel fort. Vom Ende des Abschnitts 40h mit geraden Nummern der Gangstufen ausgehend ist ein vierter, zur Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern schräger Abschnitt 40i ausgebildet und setzt sich über einen vorgegebenen Winkel fort.
Der Zustand, in dem der später im Detail erläuterte Schaltstift 30e (5, 6 und 7) im ersten Verbindungsabschnitt 40b oder im zweiten Verbindungsabschnitt 40f positioniert ist, ist als „ein neutraler Zustand” des Schaltelements definiert, und der Zustand, in dem der Schaltstift 30e in dem der Schaltstufe mit ungerader Nummer zugeordneten Abschnitt 40d positioniert ist, ist als „ein Zustand der Schaltstufe mit ungerader Nummer” des Schaltelements 40 definiert, und zudem ist der Zustand, in dem der Schaltstift 30e in dem der Schaltstufe mit gerader Nummer zugeordneten Abschnitt 40h positioniert ist, als „ein Zustand der Schaltstufe mit gerader Nummer” des Schaltelements 40 definiert. Im neutralen Zustand sind die Schaltgabeln F1 bis F3, wie in 2 gezeigt, in „der neutralen Position” positioniert. In diesem Zustand befindet sich das AMT im neutralen Zustand. Des weiteren befindet sich im Zustand der Gangstufe mit ungerader Nummer die ausgewählte der Schaltgabeln F1, F2 und F3 in der Gangstufe mit ungerader Nummer und das AMT befindet sich entweder im Zustand der ersten oder dritten oder fünften Gangstufe. In ähnlicher Weise befindet sich im Zustand der Gangstufe mit gerader Nummer die ausgewählte der Schaltgabeln F1, F2 und F3 in der Gangstufe mit gerader Nummer und das AMT im Zustand entweder der zweiten oder vierten oder der der Rückwärtsfahrt zugeordneten Gangstufe.
Wie in 5 gezeigt, ist das zylindrisch geformte Rotationselement 30 an der äußeren Umfangsseite des Schaltelements 40 derart angebracht, daß das Rotationselement 30 relativ zum Schaltelement 40 drehbar und in der Achsrichtung verschiebbar ist. Mit anderen Worten, das Rotationselement 30 ist derart am Gehäuse angebracht, daß es relativ zum Gehäuse 10 drehbar und in der Achsrichtung verschiebbar ist.
Wie in 4 gezeigt, befindet sich ein Abschnitt in Bezug auf die Achsrichtung des Rotationselements 30 auf der Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern und die andere Seite befindet sich auf der Seite der Gangstufen mit gerader Nummer. Die Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer und die Seite der Gangstufen mit gerader Nummer des Rotationselements 30 stimmen mit der Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer und der Seite der Gangstufen mit gerader Nummer des Schaltelements 40 hinsichtlich der Richtung überein. Wie in den 3, 4, 5 und 8 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Erkennungsvorsprüngen 30x an der äußeren Umfangsfläche des Rotationselements 30 mit einem vorgegebenen Winkel (in diesem Falle 120 Grad) von einander getrennt angeordnet. Jeder Vorsprung 30x besitzt in der Achsrichtung (in Richtung der Schaltaktion) und in einer Umfangsrichtung (in Richtung einer Auswählaktion) eine vorgegebene Breite.
Wie in den 3, 6 und 8 gezeigt, ist das Rotationselement 30 an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von Rastzähnen 30b hintereinander in vollem Kreise (Rastzahnrad) versehen. Gemäß dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Rastzähne 30b 12 (zwölf), die an der äußeren Umfangsfläche des Rotationselements 30 in Umfangsrichtung mit jeweils einem Abstand von 30° vorgesehen sind. Wie in 6 gezeigt, ist jeder Rastzahn 30b mit einer sich in radialer Richtung und längs der Achsrichtung erstreckenden Anschlagfläche 30c und einer schrägen Fläche 30d versehen, die sich schräg zur radialen Richtung des Rotationselements erstreckt, wobei der obere Abschnitt der schrägen Fläche 30d auf den oberen Abschnitt der Anschlagfläche 30c trifft.
Das Rastklinkenelement 50 ist am Gehäuse 10 angebracht. Wie in den 3, 5, 6 und 8 gezeigt, gelangt das Rastklinkenelement 50 zur Anlage an der Anschlagfläche 30c eines Rastzahns 30b. Wie in 5 gezeigt, schließt das Rastzahnelement 50 einen Gehäusekörper 50a, ein zahnstoppendes Element 50b und ein Vorspannelement 50c ein. Der Gehäusekörper 50a weist eine zylindrische Gestalt auf, die auf der Seite des Rastzahns 30b eine Öffnung besitzt und einen Boden auf der anderen Seite des Zylinders. Der Gehäusekörper 50a ist mit der Bodenseite am Gehäuse 10 befestigt. Das zahnstoppende Element 50b besitzt einen halbsphärischen Endabschnitt, der aus der Öffnung im zylindrischen Gehäusekörper 50a herausragt. Das zahnstoppende Element 50b ist verschiebbar im Gehäusekörper 50a angeordnet. Das Vorspannelement 50c schließt eine Schraubenfeder ein, die das zahnstoppende Element in Richtung der Seite des Rastzahns 30b vorspannt.
Wie in 6 gezeigt, ist der Endabschnitt des zahnstoppenden Elements 50b in Kontakt mit der Anschlagfläche 30c des Rastzahns 30b und liegt an dieser an. Daher wird durch diese Anlage zwischen einem zahnstoppenden Element 50b und der Anlagefläche 30c des Rastzahns 30b die Drehung des Drehelements 30 im Gegenuhrzeigersinn begrenzt. Der Endabschnitt des zahnstoppenden Elements 50b ist in Kontakt mit dem Rastzahn 30b. Wenn das Drehelement 30 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das zahnstoppende Element 50b von der schrägen Fläche 30d unter Druck gesetzt und gleitet in Richtung auf die Seite des Gehäusekörpers 50a, wodurch es den Rastzahn 30b überschreitet. Wie erläutert, begrenzen der Rastzahn 30b und das Rastelement 50 die Drehung des Rotationselements im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Gehäuse 10 und ermöglichen die Drehung des Rotationselements 30 im Uhrzeigersinn relativ zum Gehäuse 10. Dies fungiert als die zweite Einwegkupplung.
Wie in den 5 und 7 gezeigt, ist der Schaltstift 30e an der inneren Umfangsfläche des Drehelements 30 angeordnet und springt von der Seite der inneren Umfangsfläche einwärts vor und greift in die Schaltnut 40a des Schaltelements 40 ein.
Wie in den 5 und 6/B) gezeigt, ist ein vertiefter Abschnitt 40m zur Aufnahme eines Keils an der äußeren Umfangsfläche des Schaltelements 40 vorgesehen. Der vertiefte Abschnitt 40m ist in die äußere Umfangsfläche des Schaltelements 40 abgesenkt. Ein blockförmiger Keil 41 ist im vertieften Abschnitt 40m vorgesehen und in radialer Richtung relativ zum Schaltelement 40 verschiebbar. Wie in 6(B) gezeigt, ist eine Seitenfläche des Keils 41 mit einer Anschlagfläche 41a ausgebildet, die sich in radialer Richtung des Rotationselements 30 längs der Achsrichtung erstreckt. Ein Vorspannelement 42, wie eine Schraubenfeder, ist zwischen dem Boden des vertieften Abschnitts 40m und dem Keil 41 vorgesehen.
Wie in den 5 und 6(B) gezeigt, ist an der inneren Umfangsfläche des Rotationselements 30 zur Aufnahme des Keils ein ausgenommener Abschnitt 30f für den Eingriff mit dem Keil vorgesehen. Wie in 6(B) gezeigt, entspricht das Profil des mit dem Keil zusammenwirkende, ausgenommenen Abschnitts 30f dem Profil des Keils 41. Der mit dem Keil zusammenwirkende, ausgenommene Abschnitt 30f ist mit einer Anschlagfläche 30g versehen, die sich in radialer Richtung des Rotationselements 30 längs der Achsrichtung erstreckt und an der Anschlagfläche 41a des Keils 41 anliegt.
Der mit dem Keil in Eingriff stehende versenkte Abschnitt 30f ist mit einer schrägen Oberfläche 30h ausgebildet, die der in Anlage stehenden Oberfläche 30g zugewandt ist und längs der Achsrichtung des Rotationselements 30 schräg zur radialen Richtung verläuft. Die schräge Fläche 30h steht in Kontakt mit der schrägen Fläche 41b des Keils 41. Der Schnittwinkel zwischen der schrägen Fläche 30h und der Bodenfläche des den Keil aufnehmenden, versenkten Abschnitts 30f wird von einem stumpfen Winkel gebildet. Relativ zum Schaltelement 40 ist die Anschlagfläche 30g auf der Seite der Drehung im Uhrzeigersinn ausgebildet und die schräge Fläche 30h auf der Seite der Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Wie in 5 gezeigt, ist die Breite des den Riegel aufnehmenden, versenkten Abschnitts 30f in der Achsrichtung der Welle 20 so bemessen, daß sie größer ist als die Breite des Riegels 41 in der Achsrichtung. Deshalb kann das Rotationselement 30 in der Achsrichtung relativ zum Schaltelement 40 beweglich sein.
Weil die Anlagefläche 41a des Riegels 41 an der Anlagefläche 30g des Rotationselements 30 anliegt, ist die Drehung des Rotationselements 30 im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Schaltelement 40 beschränkt und weil die schräge Fläche 41b des Riegels 41 in Kontakt mit der schrägen Fläche 30h des Rotationselements 30 ist, wird mit der Relativdrehung des Schaltelements 40 im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 der Riegel 41 verschiebbar gegen die Bodenseite des den Riegel aufnehmenden, versenkten Abschnitts 40m bewegt, um dadurch im versenkten Abschnitt 40m aufgenommen zu werden. Somit wird das Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn relativ zum Schaltelement 40 gedreht. Damit beschränken der Riegel 41 und der als Anlage für den Riegel 41 dienende, versenkte Abschnitt 30f die Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 und gestatten nur die Drehung des Schaltelements 40 im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 und dienen dabei als erste Einwegkupplung.
Wenn der Riegel 41 mit dem versenkten Abschnitt 30f in Eingriff ist und das Schaltelement 40 im Gegenuhrzeigersinn um einen vorgegebenen Winkel (bei dieser Ausführungsform weniger als 180 Grad) relativ zum Rotationselement 30 gedreht wird, selbst wenn das Schaltelement 40 aus der Position im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Rotationselement 30 nicht im Uhrzeigersinn gedreht, weil kein Eingriff zwischen dem Riegl 41 und dem zum Eingriff durch den Riegel 41 bestimmten versenkten Abschnitt 30f besteht. Mit anderen Worten, die erste Einwegkupplung ist so konstruiert, daß sie für die Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 eine Gegenbewegung über einen vorgegebenen Winkel (bei dieser Ausführungsform weniger als 180 Grad) aufweist.
Wenn das Schaltelement 40 relativ zum Rotationselement 30 gedreht wird, wird das Rotationselement 30 aufgrund des Eingriffs des am Rotationselement 30 befestigten Schaltstifts 30e in die Schaltnut 40a des Schaltelements 40 in der Achsrichtung bewegt.
Wie in 3 gezeigt, ist das erste Schaltgabelelement 61 an der äußeren Umfangsseite des Rotationselements 30 vorgesehen und schließt einen Wellenabschnitt 61a ein, einen Eingriffsabschnitt 61b, der am Basisabschnitt des Wellenabschnitts 61a vorgesehen ist, und eine Schaltgabel F1, die am freien Endabschnitt des Wellenabschnitts 61a vorgesehen ist. Der Wellenabschnitt 61a ist in axialer Richtung beweglich am Gehäuse 10 angebracht.
Der Eingriffsabschnitt 61b ist mit einem Ausschnitt 61c versehen, in den der erste bis dritte Anschlagabschnitt 30i, 30j bzw. 30k eingreifen oder sich aus dem Eingriff lösen kann. Die Schaltgabel F1 besitzt eine kreisförmige Gestalt und steht, wie in 2 gezeigt, mit der Eingriffsnut S1-1 in Eingriff.
Das zweite und das dritte Schaltgabelelement 62 und 63 (die beide nicht dargestellt sind), weisen die gleiche Gestaltung auf wie das erste Schaltgabelelement 61 und sind auf der äußeren Umfangsseite des Rotationselements 30 mit einem vorgegebenen Winkelabstand (gemäß dieser Ausführungsform 30 Grad) vom ersten Schaltgabelelement 61 in Umfangsrichtung angeordnet und sind verschiebbar in der Achsrichtung des Gehäuses 10 beweglich. Wie in 4(B) mit strichpunktierter Linie und in 8(A) gezeigt, sind der erste Eingriffsabschnitt 61b, der zweite Eingriffsabschnitt 62b und der dritte Eingriffsabschnitt 63b am äußeren Umfangsabschnitt des Drehelements 30 mit einem vorgegebenen Winkelabstand voneinander (bei dieser Ausführungsform 30 Grad) vorgesehen, in der Achsrichtung ausgerichtet und dem ersten, zweiten und dritten Anschlagabschnitt des Rotationselements 30 zugewandt. Das erste, zweite und dritte Schaltgabelelement 61, 62 und 63 bewegen sich in der Achsrichtung und übertragen die auf sie ausgeübte Kraft auf die erste, zweite und dritte Hülse S1, S2 und S3. Somit werden der erste, zweite und dritte Auswahlmechanismus 100, 200 und 300 des AMT durch die obige Aktion der ersten, zweiten und dritten Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 und der ersten, zweiten und dritten Hülse S1, S2 und S3 betätigt.
Das angetriebene Zahnrad 82 ist an der Welle 20 befestigt. Der Motor 70 ist ein Motor, der deren Drehwinkel steuern kann. Der Drehwinkel des Motors 70 wird durch die AMT-ECU 113 (1) gesteuert. Die Drehwelle 71 des Motors 70 ist mit einem Antriebszahnrad 81 ausgebildet, das mit dem angetriebenen Zahnrad 82 in Eingriff steht. Die Zähnezahl des angetriebenen Zahnrads 82 ist größer als die Zähnezahl des Antriebszahnrads 81. Die verlangsamte Drehzahl des Motors 70 wird auf die Welle 20 übertragen.
Der erste Ermittlungsabschnitt 75 schließt einen Sensor zur Feststellung des Drehwinkels des Motors 70 ein und ist in der Nähe der Drehwelle 71 des Motors 70 vorgesehen. Der erste Ermittlungsabschnitt schließt weiter die Bauarten magnetischer Sensoren ein, wie eine Hall-IC, einen Drehwinkelgeber, der die Drehung der Drehwelle 71 feststellt, oder das ein Bild wahrnehmende Sensorelement, das ungerade und gerade Abschnitte abliest, die um den Umfang der Drehwelle 71 ausgebildet sind oder gedruckte Abschnitte, die helle und dunkle Abschnitte aufweisen, die um den Umfang der Drehwelle 71 gedruckt sind. Der erste Ermittlungsabschnitt 75 ist kommunizierend mit der AMT-ECU 113 verbunden und die festgestellte Information über die Drehung des Motors 70 wird an die AMT-ECU 113 übertragen.
Die AMT-ECU 113 erkennt den Drehwinkel der Welle 20 und des Schaltelements 40 basierend auf der vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ausgegebenen Drehinformation des Motors 70. Die Welle 20 wird durch den Motor 70 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Die AMT-ECU 113 kann den aktuellen Drehwinkel der Welle 20 und des Schaltelements 40 aus der Geschichte (der Entwicklung) der vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ausgegebenen Drehinformation des Motors 70 erkennen.
Wie in 4 gezeigt, ist der zweite Ermittlungsabschnitt 76 am Gehäuse 10 so ausgebildet, daß er den Erkennungsvorsprüngen 30x zugewandt ist. Der zweite Ermittlungsabschnitt 76 schließt einen Annäherungssensor oder einen mechanischen Sensor ein, der das Vorhandensein der Vorsprünge 30x erkennt. Der zweite Ermittlungsabschnitt 76 ist kommunikativ mit der AMT-ECU 113 verbunden und das ermittelte Signal wird an die AMT-ECU 113 übertragen.
Wie in 4 gezeigt, sendet der zweite Ermittlungsabschnitt 76 ein EIN-Signal an die AMT-ECU 113, wenn der zweite Eingriffsabschnitt 62b in Eingriff mit irgendeinem der Anschlagabschnitte 30i, 30j und 30k ist, (der Zustand in dem das zweite Schaltgabelelement ausgewählt ist), falls das Rotationselement 30 sich in der neutralen Position befindet und der Erkennungsvorsprung 30x dem zweiten Erkennungsabschnitt 76 zugewandt ist.
Deshalb wird, wie in 11 gezeigt, ein (von der strichpunktierten Linie eingeschlossener) EIN-Bereich vorgesehen, in welchem der zweite Ermittlungsabschnitt 76 ein EIN-Signal an die AMT-ECU 113 ausgibt, wenn das Rotationselement 30 zwischen der dritten und vierten Gangstufe nahe der neutralen Position positioniert ist. Wie erläutert, besitzt der Erkennungsvorsprung 30x die vorgegebene Breite sowohl in der Achsrichtung (Schaltrichtung), als auch in der Umfangsrichtung (Auswählrichtung). Deshalb ist, wie in 15 gezeigt, ein EIN-Bereich (eingeschlossen von der strichpunktierten Linie) vorgesehen, in dem der zweite Ermittlungsabschnitt 76 ein EIN-Signal an die AMT-ECU ausgibt, der eine Breite aufweist, die der Breite des Erkennungsabschnitts 30x sowohl in der Achsrichtung (Schaltrichtung) als auch der Umfangsrichtung (Auswählrichtung) entspricht. Im Detail gibt der zweite Ermittlungsabschnitt 76 das EIN-Signal an die AMT-ECU 113 aus, wenn der Erkennungsvorsprung 30x im EIN-Bereich positioniert ist. Jeder andere als der EIN-Bereich ist ein AUS-Bereich, und wenn der Erkennungsvorsprung 30x in irgendeinem AUS-Bereich positioniert ist, gibt der zweite Ermittlungsabschnitt 76 das AUS-Signal aus.
(Auswählaktion)
Wenn der Motor 70 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, dreht sich die Welle 20 im Uhrzeigersinn, und dann gestattet, wie oben erläutert, die zweite Einwegkupplung (der Rastzahn 30b und die Rastklinke 50) die Drehung des Rotationselements 30 im Uhrzeigersinn relativ zum Gehäuse 10, während die erste Einwegkupplung (der Riegel 41 und die Anlagefläche 30f für den Riegel die Drehung des Rotationselements 30 im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Schaltelement 40 sperren, wodurch eine unitäre Drehung des Schaltelements 40 und des Drehelements 30 im Uhrzeigersinn gestattet wird.
Somit gelangt jederzeit, wenn das Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn gedreht wird und das zahnstoppende Element 50b den Rastzahn 30b überquert jeder vom ersten bis zum dritten Anschlagabschnitt 30i, 30j und 30k zum Eingriff in den ersten Eingriffsabschnitt 61b, und das erste Schaltgabelelement 61 wird ausgewählt (9(A)), oder jeder vom ersten bis zum dritten Anschlagabschnitt 30i, 30j und 30k gelangt zum Eingriff in den zweiten Eingriffsabschnitt 62b, und das zweite Schaltgabelelement 62 wird ausgewählt (9(B)) oder jeder vom ersten bis zum dritten Anschlagabschnitt 30i, 30j und 30k gelangt zum Eingriff in den dritten Eingriffsabschnitt 63b, und das dritte Schaltgabelelement 63 wird ausgewählt (9(C)), oder keiner vom ersten bis zum dritten Anschlagabschnitt 30i, 30j und 30k gelangt zum Eingriff in einen der Eingriffsabschnitte 61b bis 63b, und demgemäß wird keines vom ersten bis dritten Schaltgabelelement Fig 61, 52 und 63 ausgewählt (9(D)).
Die AMT-ECU 113 erkennt den Drehwinkel des Schaltelements 40 auf der Basis der Drehwinkelinformation des Motors 70, ausgegeben vom ersten Ermittlungsabschnitt 75, und basierend auf dieser Wahrnehmung stellt die AMT-ECU 113 den Auswählzustand fest, welche der drei Schaltgabelelemente 61 bis 63 ausgewählt wurde, oder ob keine Auswahl eines Schaltgabelelements stattgefunden hat.
Wie in 9(D) gezeigt, steht, nachdem der Anschlagabschnitt 30i die Eingriffsabschnitte 61b, 62b und 63b durchquert hat, der nächste Anschlagabschnitt 30j vor den Eingriffsabschnitten 61b, 62b und 63b bereit, wobei der Anschlagabschnitt 30j mit einem kleinen Drehwinkel des Rotationselements 30 in Eingriff mit den Eingriffsabschnitten 61b, 62b und 63b gebracht werden kann.
Bei der Auswahlaktion werden das Schaltelement 40 und das Drehelement 30 gemeinsam im Uhrzeigersinn gedreht und führen keine Relativbewegung zueinander aus. Deshalb bewegt sich das Drehelement 30 nicht verschiebbar in Achsrichtung.
(Verschiebeaktion)
Wenn der Motor 70 im Uhrzeigersinn gedreht wird und die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn, begrenzt wie oben erläutert, die zweite Einwegkupplung (Rastzahn 30b und Rastklinke 50) die Drehung des Rotationselements 30 im Gegenuhrzeigersinn, und die erste Einwegkupplung (Riegel 41 und ausgenommener Anlageabschnitt 30f für den Riegel) gestattet die Drehung des Schaltelements 40 im Gegenuhrzeigersinn und relativ zum Rotationselement 30. Demgemäß dreht sich nur das Schaltelement 40 im Gegenuhrzeigersinn, während das Drehelement 30 im gestoppten Zustand gehalten wird und das Schaltelement 40 sich relativ zum Rotationselement 30 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Wenn das Schaltelement 40 relativ zum Rotationselement 30 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, bewegt sich der am Rotationselement befestigte und in die Schaltnut 40a eingreifende Schaltstift 30e in der Schaltnut 40a, weshalb sich das Rotationselement 30 in der Achsrichtung verschiebt. Wenn eines der der Schaltgabelelemente 61 bis 63 ausgewählt ist, bewegt sich das ausgewählte Schaltgabelelement in der Achsrichtung mit der Bewegung des Rotationselements 30 in der Achsrichtung. Dann bewegt sich die dem ausgewählten Schaltgabelelement entsprechende Schaltgabel in der Achsrichtung, um dadurch eine Schaltaktion auszuführen.
Die AMT-ECU 113 erkennt den Rotationswinkel des Schaltelements 40 und des Rotationselements 30 auf der Basis der vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ausgegebenen Rotationswinkelinformation und auf der Basis der Ermittlung, ob die Rotationsposition des Schaltelements 40 (Schaltstift 30e) auf der Seite der ungeraden Gangstufennummern, auf einer neutralen Position oder auf der Seite der geraden Gangstufennummern festgestellt werden kann.
(Beziehung zwischen den Drehwinkeln des Schaltelements und dem Rotationselement)
Die Beziehung zwischen den Drehwinkeln des Schaltelements 40 und des Rotationselements 30 bei der Gangwechselaktion vom zweiten zum dritten Gang wird unter Bezugnahme auf die 11 und 13 erläutert. Es ist anzumerken, daß die Buchstaben (A) bis (D) in beiden Zeichnungen 11 und 13 miteinander bei der Anzeige entsprechender Positionen übereinstimmen. Wie in 11 gezeigt, wird beim Hochschalten vom zweiten Gang zum dritten die erste Schaltgabel F1 auf der Seite (A) der den geradzahligen Gangstufen in die neutrale Position (B) geschaltet, damit sich das AMT in der neutralen Gangposition befindet, und dann wird die zweite Schaltgabel F2 ausgewählt (C) und auf die Seite (D) der Gangstufen mit ungerader Gangzahl geschaltet.
Die Aktion wird unter Bezugnahme auf die 13 und 14 erläutert. Um die erste Schaltgabel F1 von der Seite (A) der geradzahligen Gangstufen in die neutrale Position (B) zu schalten, wird das Schaltelement 40 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, damit sich das Schaltelement 40 relativ zum Rotationselement 30 dreht, um den Schaltstift 30e von der den geraden Schaltstufen zugeordneten Schaltposition 40h zum ersten Verbindungsabschnitt 40b zu bewegen und die Schaltaktion zur Drehung des Rotationselements 30 in die neutrale Stellung auszuführen. Nach dieser Bewegung wird für den sicheren Eingriff des Riegels 41 in den zu seinem Eingriff bestimmten ausgenommenen Abschnitt 30f das Schaltelement 40 um einen Extrawinkel (13(2)) über die Position (13(1)) hinaus bewegt, in der die Schaltaktion vollendet ist. Bei dem in 13 am Punkt (B) gezeigten Drehwinkel hat der Riegel 41, wie in 17(A) gezeigt, den ausgenommenen Eingriffsabschnitt 30f überschritten.
Dann wird die Auswählaktion durch Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn aus der neutralen Position (B) in 13 ausgeführt. Nur das Schaltelement 40 wird im Uhrzeigersinn gedreht, bis der Riegel 41 in Eingriff mit dem ausgenommenen Eingriffsabschnitt 30f gelangt. Nach dem Eingriff des Riegels 41 in den ausgenommenen Eingriffsabschnitt 30f, (17(B), 13(3), wird das Rotationselement 30 zusammen mit der Drehbewegung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn gedreht (13(4)).
Nur während der ersten Zeit, nachdem der Riegel 41 in Eingriff mit dem ausgenommenen Eingriffsabschnitt 30f steht und die Einwegkupplung die Drehung verhindert, beginnt das Rotationselement die Drehung im Uhrzeigersinn zusammen mit der Drehung des Schaltelements 40 in der gleichen Richtung. Somit kann der Drehwinkel des Rotationselements 30 festgestellt werden, basierend auf der Drehrichtung, dem Drehwinkel und der Startposition des Schaltelements 40 ermittelt durch den ersten Ermittlungsabschnitt 75 solange die Startposition der Sperre durch die Einwegkupplung (einfach als die Startposition der Sperre bezeichnet) festgestellt werden kann. Mit anderen Worten, falls die AMT-ECU 113 die Startposition der Sperre nicht feststellen kann, ist es schwierig, den Drehwinkel des Rotationselements 30 nur durch die vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 festgestellte Drehrichtung und den Drehwinkel des Motors 70 und des Schaltelements 40 festzustellen. Nachfolgend wird das Verfahren zur Feststellung der Startposition der Sperre der Einwegkupplung erläutert.
(Verfahren zur Feststellung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung)
Die Erläuterung des Verfahrens zur Feststellung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung erfolgt in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm in den 15 bis 17. Dieses Verfahren wird zu der Zeit ausgeführt, bevor die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 ausgeliefert wird oder zu Zeiten ihrer Reparatur oder Wartung. Wenn das Verfahren einmal gestartet ist, schreitet es zum Schritt S111 fort.
Beim Schritt S111 richtet die AMT-ECU 113 die vierte Gangstufe ein, indem sie den Motor 70 betätigt. Mehr im Detail betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch das zweite Schaltgabelelement F2 auszuwählen. Dann betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und das Rotationselement 30 zur Seite der Schaltstufen mit geraden Nummern zu bewegen und damit den vierten Fang zu etablieren. Nach dem Schritt S111 schreitet das Programm zum Schritt S112 fort.
Beim Schritt S112 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um den Schaltstift 30e durch Drehung der Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn am ersten schrägen Abschnitt 40c auf der Seite 40h der Schaltstufen mit geraden Nummern zu positionieren und dadurch das Verfahren zu beginnen, das Rotationselement 30 und den Erkennungsvorsprung 30x zur Seite der dritten Gangstufe (Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer) (15(1)) zu bewegen. Der Schaltstift 30e beginnt seine gleitende Bewegung aufeinanderfolgend zum vierten schrägen Abschnitt 40i, dem ersten Verbindungsabschnitt 40b und dem ersten schrägen Abschnitt 40c. Dann bewegt sich der Erkennungsvorprung 30x zur Seite der dritten Gangstufe (Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer) in der Schaltrichtung und überquert den zweiten Ermittlungsabschnitt 76, und wenn der Erkennungsvorsprung 30x schließlich in den EIN-Bereich eintritt, gibt der zweite Ermittlungsabschnitt 76 das EIN-Signal aus. Es ist anzumerken, daß vor dem Eintritt des Erkennungsvorprungs 30x in den EIN-Bereich der zweite Ermittlungsabschnitt 76 das AUS-Signal ausgibt. Nachdem der Vorsprung 30x sich aus dem EIN-Bereich bewegt, gibt dann der zweite Ermittlungsabschnitt 76 erneut das AUS-Signal aus.
Die AMT-ECU 113 ermittelt die Entfernung C des EIN-Bereichs in der Schaltrichtung durch Feststellung des Drehwinkels des Schaltelements 40, das EIN-Signal vom Drehwinkel des Schaltelements 40 und durch den zweiten Ermittlungsabschnitt 76 basierend auf dem durch den ersten Ermittlungsabschnitt 75 ermittelten Ermittlungssignal die EIN- und AUS-Signale ausgibt, und die ermittelte Entfernung C im Speicherabschnitt speichert. Die AMT-ECU 113 stoppt die Drehung des Motors 70, wenn beurteilt wird, daß der Erkennungsvorsprung 30x sich aus dem EIN-Bereich in den AUS-Bereich bewegt hat, und daß der zweite Ermittlungsabschnitt 76 das AUS-Signal ausgibt. Nach dem Verfahren des Schritts S112 schreitet das Programm zum Schritt S113 fort.
Beim Schritt S113 betätigt das AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Uhrzeigersinn zu drehen und das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn zu drehen. Vor der Drehung der Welle 20 im Uhrzeigersinn befinden sich der Anschlagabschnitt des Riegels 41 und die Anschlagfläche 30g des Rotationselements 30 nicht im Anschlagzustand und demgemäß die erste Einwegkupplung in einem nicht sperrenden Zustand. Demgemäß werden das Schaltelement 40 und das Rotationselement relativ gedreht. Deshalb gleitet der in einem Abschnitt des ersten schrägen Abschnitts 40c befindliche Schaltstift 30e im ersten schrägen Abschnitt 40c entlang, um die Seite des ersten Verbindungsabschnitts 40b zu erreichen, und das Rotationselement 30 wird von der Seite des dritten Gangs (Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern) zur Seite des vierten Gangs (Seite der Gangstufen mit gerader Nummer) bewegt. Dann bewegt sich auch der Erkennungsvorsprung 30x in der Schaltrichtung zur Seite des vierten Gangs (Seite der Gangstufen mit gerader Nummer) (15/2)) und der Erkennungsvorsprung 30 tritt vom AUS-Bereich in den EIN-Bereich ein.
Des weiteren kommt, wie in 17(B) gezeigt, die Anschlagfläche 41a des Riegels 41 zur Anlage an der Anschlagfläche 30g des Rotationselements 30, damit sich die erste Einwegkupplung im sperrenden Zustand befindet, wenn das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn gedreht wird und der Schaltstift 30e den ersten Verbindungsabschnitt 40b erreicht. Bei weiterer Drehung des Schaltelements 40 werden durch die erste Einwegkupplung das Schaltelement 40 und das Rotationselement 30 gemeinsam im Uhrzeigersinn gedreht. Dann bewegt sich der Erkennungsvorsprung 30x in der Auswählrichtung (15(3)), um vom AUS-Bereich in den EIN-Bereich einzutreten.
Das AMT-ECU 113 ermittelt den Bewegungsabstand A, der als der Bewegungsabstand des Erkennungsvorsprungs 30 definiert ist, der sich im AUS-Bereich befand, von dem Punkt an, in dem der Erkennungsvorsprung 30x in der Schaltrichtung in den EIN-Bereich eintritt, bis zu dem Punkt, in dem der Erkennungsvorsprung 30x aus dem EIN-Bereich in den AUS-Bereich gelangt, basierend auf dem Ermittlungssignal vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 und dem zweiten Ermittlungsabschnitt 76 in ähnlicher Weise wie oben, und speichert die ermittelte Entfernung A im Speicherabschnitt. Nach dem Verfahren des Schritts S113 schreitet das Programm zum Schritt S114 fort.
Beim Schritt S114 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um in ähnlicher Weise wie beim Schritt S111 den vierten Gang zu etablieren. Der Schaltstift 30e bewegt sich vom ersten Verbindungsabschnitt 40b über den Abschnitt 40d mit den Gangstufen mit ungeraden Nummern zum Abschnitt 40h mit den Gangstufen mit geraden Nummern. Nach dem Schritt S114 schreitet das Programm zum Schritt S115 fort.
Beim Schritt S115 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70 zur Drehung der Welle 20 im Uhrzeigersinn, um dadurch das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn zu drehen, so daß der Schaltstift 30e sich im zweiten Verbindungsabschnitt 40f positioniert. Vor der Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn, befindet sich, wie in 17(A) gezeigt, die Anschlagfläche 41a des Riegels 41 nicht in Anlage an der Anschlagfläche 30g des Rotationselements 30. Demgemäß steht die erste Einwegkupplung nicht in einem sperrenden Zustand Rotationselements und das Schaltelement 40 und das Rotationselement 30 werden relativ gedreht, um den Schaltstift 30e längs des schrägen Abschnitts 40g zu verschieben und dadurch bewegt sich das Rotationselement 30 von der Seite des vierten Gangs (Seite der Gangstufen mit gerader Nummer) zur Seite des dritten Gangs (Gang mit ungerade Nummer). Somit bewegt sich der Erkennungsvorsprung 30x in der Schaltrichtung (15(4)) zur Seite des dritten Gangs (Seite der Gangstufen mit ungerader Nummer). Das bedeutet, daß der Erkennungsvorsprung 30x vom AUS-Bereich in den EIN-Bereich bewegt wird.
Durch weitere Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn erreicht der Schaltstift 30e wie in 17(B) gezeigt, den zweiten Verbindungsabschnitt 40f, die Anschlagfläche 41a des Riegels 41 schlägt am der Anschlagfläche 30g des Rotationselements 30 an und demgemäß nimmt die erste Einwegkupplung den Sperrzustand an. Wenn das Schaltelement 40 weiter gedreht wird, werden das Sachaltelement 40 und das Rotationselement 30 zusammen als Einheit gedreht. Dann bewegt sich, wie in 15(5) gezeigt, der Erkennungsvorsprung 30x in Auswählrichtung vom EIN-Bereich in den AUS-Bereich.
Das AMT-ECU 113 ermittelt die Bewegungsentfernung B, die der Abstand ist, von der Position, in der der im AUS-Bereich befindliche Erkennungsvorprung 30x in Schaltrichtung in den EIN-Bereich eintritt bis zu der Position, in der der Erkennungsvorsprung 30x aus dem EIN-Bereich in den AUS-Bereich eintritt, auf der Basis der Ermittlungssignale vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 und dem zweiten Ermittlungsabschnitt 76. Der festgestellte Abstand B wird im Speicherabschnitt gespeichert. Nach der Ausführung des Schritts S115 schreitet das Programm zum Schritt S116 fort.
Beim Schritt S116 wird die Entfernung D durch die Entfernungen A, B und C in Übereinstimmung mit der unten folgenden Formel (1) berechnet: D = (A + B – C)/2 (1)
Dabei ist die Entfernung D eine Bewegungsdistanz des Erkennungsvorsprungs 30x definiert durch die Entfernung im EIN-Bereich in der Auswählrichtung vom Bewegungsort (moving locus) in der Schaltrichtung.
Der Bewegungsort des Erkennungsvorsprungs 30x in der Schaltrichtung ist in der Linie gezeigt, deren Richtung, wie in 15 gezeigt, vom Auswählen zum Schalten umgeschaltet wird. Es tritt oft auf, daß das zahnstoppende Element 50b und die Anschlagfläche 30c des Rastzahns 30b nach der Auswählaktion durch Drehung des Rotationselements 30 voneinander getrennt werden. Bei einem solchen Eingriffszustand dreht sich das Rotationselement 30, wenn das Schaltelement 40 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, um den Erkennungsvorsprung 30x in der Auswählrichtung zu bewegen und dann, wenn das zahnstoppende Element 30b zur Anlage an der Anschlagfläche 30c gelangt, wird die Drehung des Rotationselements 30 im Gegenuhrzeigersinn durch die zweite Einwegkupplung gesperrt, und demgemäß werden das Schaltelement 40 und das Rotationselement 30 relativ verdreht. Das bringt den Schaltstift 30e dazu, in der Schaltnut 40a zu gleiten und das Rotationselement 30 und dadurch auch den Erkennungsvorsprung 30x in der Schaltrichtung zu bewegen. Somit ist der Bewegungsort des Erkennungsvorsprungs 30x die Linie, die dessen Richtungsänderung vom Auswählen zum Schalten anzeigt. Nach der Ausführung des Schritts S116 schreitet das Programm zum Schritt S117 fort.
Beim Schritt S117 berechnet die AMT-ECU 113 die Entfernung E durch Einsetzen der Entfernungen A und D in die folgende Formel (2): E = A – D (2)
Dabei zeigt die Entfernung E den Abstand von der Position, in der die erste Einwegkupplung die Sperre beginnt, bis zum Ende des EIN-Bereichs in der Schaltrichtung auf der Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern an. Nach der Ausführung des Schritts S117 schreitet Das Programm zum Schritt S118 fort.
Beim Schritt S18 berechnet die AMT-ECU 113 die Entfernung F durch Einsetzen der Entfernungen B und D in die folgende Formel (3): F = B – D (3)
Dabei zeigt die Entfernung F den Abstand von der Position an, wo die erste Einwegkupplung die Sperre beginnt bis zum Ende des EIN-Bereichs in der Schaltrichtung auf der Seite der Gangstufen mit geraden Nummern. Nach der Ausführung des Schritts S118 schreitet das Programm zum Schritt S119 fort.
Beim Schritt S119 ermittelt die AMT-ECU 113 die Position, wo die erste Einwegkupplung die Sperre beginnt, mit anderen Worten, die Position, in der die erste Einwegkupplung den Sperrzustand erlangt durch die Anlage zwischen der Anschlagfläche 41a des Riegels 41 und der Anschlagfläche 30g des Rotationselements 30 auf der Basis der Entfernungen E und F, und speichert die ermittelte Position im Speicherabschnitt. Nach der Ausführung des Schritts S119 endet das Programm zur Ermittlung der Startposition der Sperre der ersten Einwegkupplung.
(Gangwechselsteuerung)
Als Nächstes wird die Gangwechselsteuerung der AMT-ECU 113 unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme in den 10 und 11 erläutert. Wenn das Fahrzeug 1000 betriebsbereit ist, schreitet das Programm zum Schritt S11 in 10.
Beim Schritt S11 schreitet das Programm zum Schritt S12 fort, wenn die AMT-ECU feststellt, daß eine Anforderung für einen Gangwechsel vorliegt (JA bei S11), und falls die AMT-ECU 113 feststellt, daß keine Anforderung für einen Gangwechsel vorliegt (NEIN bei S11), wiederholt das Programm die Ausführung des Schritts S11. Es ist zu beachten, daß die AMT-ECU 113 feststellt, daß eine Anforderung zum Gangwechsel vorliegt, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs 1000 basierend auf dem Verhältnis zwischen dem Drosselöffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit so eingeschätzt wird, daß er die Linie für die Ausführung des Gangwechsels überschritten hat, die auf der Basis des Verhältnisses zwischen dem Drosselöffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet ist, oder der Fahrer des Fahrzeugs 1000 den (nicht gezeigten) Schalthebel bedient hat. Es ist außerdem zu beachten, daß beim Schritt S11 jedes der Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 ausgewählt und damit jede der Gangstufen etabliert ist.
Beim Schritt S112 steuert die AMT-ECU 113 den Kupplungsaktuator 129, der die Kupplung C vom Getriebe trennt, um das übertragene Drehmoment auf Null (0) zu stellen. Nach der Ausführung des Schritts S12 schreitet das Programm zum Schritt S13 fort.
Beim Schritt S13, wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß die Anforderung für einen Gangwechsel entweder das Hochschalten um zwei Gangstufen oder das Herabschalten um zwei Gangstufen (JA beim Schritt S13) fordert, schreitet das Programm zum Schritt S31, und wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß die Anforderung für einen Gangwechsel weder das Hochschalten um zwei Gangstufen noch das Herabschalten um zwei Gangstufen (NEIN beim Schritt S13) fordert, schreitet das Programm zum Schritt S21. Es ist hier zu beachten, daß „Hochschalten um zwei Gangstufen” entweder das Hochschalten vom ersten zum dritten Gang bedeutet, wie in 11(1) gezeigt, das Hochschalten vom zweiten zum vierten Gang, wie in 11(2) gezeigt, oder das Hochschalten von dritten zum fünften Gang, wie in 11(3) gezeigt, und „Herabschalten um zwei Gangstufen” entweder das Herabschalten vom fünften zum dritten Gang bedeutet, wie in 11(4) gezeigt, das Herabschalten vom vierten zum zweiten Gang (11(5) oder das Herabschalten vom dritten zum ersten Gang, wie in 11(6) gezeigt.
Beim Schritt S21, wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß die Auswählaktion erforderlich ist (JA beim Schritt S21), schreitet das Programm zum Schritt S22 fort, und wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß keine Auswählaktion erforderlich ist (NEIN beim Schritt S21), schreitet das Programm zum Schritt S26 fort. Es ist zu beachten, daß „die Auswählaktion ist erforderlich” von der AMR-ECU 113 entschieden wird, wenn das Hochschalten vom zweiten zum dritten Gang ausgeführt wird (11(7)), wenn das Hochschalten vom vierten zum fünften Gang ausgeführt wird (11(8)), wenn das Herabschalten vom fünften zum vierten Gang ausgeführt wird (11(9)), wenn das Herabschalten vom dritten zum zweiten Gang ausgeführt wird (11(10)), wenn die Umkehrschaltung vom ersten zum Rückwärtsgang ausgeführt wird (11(11)), oder wenn die Schaltung von Rückwärtsgang zum ersten Gang ausgeführt wird (11(12)). Mit anderen Worten, falls die Auswahl des Schaltgabelelements erforderlich ist, wird festgestellt, daß „die Auswählaktion erforderlich ist”.
Beim Schritt S23 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch den Schaltstift 30e im ersten Verbindungsabschnitt 40b oder im zweiten Verbindungsabschnitt 40f zu positionieren und dadurch die ausgewählten Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 in die „neutrale Position” zu bringen. Nach der Ausführung des Schritts S22 schreitet das Programm zum Schritt S23 fort.
Beim Schritt S23 schreitet das Programm zum Schritt S24, wenn die AMT-ECU 113 auf der Basis des Ermittlungssignals vom ersten und vom zweiten Ermittlungsabschnitt 75 und 76 feststellt, daß das AMT in der neutralen Position ist (JA beim Schritt S23), und wenn das AMT-ECU 113 feststellt, daß das AMT sich nicht in der neutralen Position befindet (NEIN beim Schritt S23) wiederholt das Programm den Schritt S23.
Beim Schritt S24 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Uhrzeigersinn zu drehen und eines der Schaltgabelelemente 61 bis 63 auszuwählen, das der gewünschten Gangstufe entspricht. Damit ist die Auswahlaktion eingeleitet. Nach der Ausführung des Schritts S24 schreitet das Programm zum Schritt S25 fort.
Beim Schritt S25 berechnet die AMT-ECU 113 den Drehwinkel des Rotationselements 30 auf der Basis der Position des Beginns der Sperre durch die erste Einwegkupplung basierend auf dem vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ausgegebenen Ermittlungssignal und basierend auf der Feststellung beim Schritt S119. Danach, wenn die AMT-ECU 113 auf der Basis des berechneten Drehwinkels des Rotationselements 30 feststellt, daß die Auswählaktion beendet ist (JA beim Schritt S25), schreitet das Programm zum Schritt S26 fort, und wenn die Feststellung negativ ist (NEIN beim Schritt S25), wiederholt das Programm die Ausführung des Schritts S25.
Beim Schritt S26 betätigt die AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Schaltaktion zu beginnen, bei der der Schaltstift 30e das Schaltelement 40 in die geschaltete Position dreht (entweder die Seite der Schaltstufen mit ungerader Nummer oder die Seite des Schaltstufen mit gerader Nummer) der gewünschten Gangwechselstufe.
Wie in 14 gezeigt, werden, weil der erste und der zweite Verbindungsabschnitt 40b und 40f nicht schräg zur neutralen Linie verlaufen, das Rotationselement 30 und das ausgewählte Schaltgabelelement 61 bis 63 nicht in der Achsrichtung bewegt, solange sich der Schaltstift 30e im ersten und zweiten Verbindungsabschnitt 40b und 40f verschiebt. Außerdem führen, selbst wenn das Schaltelement 40 um einen zusätzlichen Winkel im Uhrzeigersinn bewegt wird, der Riegel 41 und der versenkte Anlageabschnitt 30f, die die erste Einwegkupplung bilden, eine Gegenbewegung mit einem vorgegebenen Drehwinkel des Schaltelements 40 relativ zur Drehung des Rotationselements im Uhrzeigersinn aus. Demgemäß würde das Rotationselement 30 nicht ansprechend auf die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn gedreht werden. Nach der Ausführung des Schritts S26 schreitet das Programm zum Schritt S51 fort.
Beim Schritt S31 betätigt die ANT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Uhrzeigersinn zu drehen und den Schaltstift 30e im ersten Verbindungsabschnitt 40b oder dem zweiten Verbindungsabschnitt 40f zu positionieren und dadurch die Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 in die „neutrale Position” zu bringen. Somit beginnt die AMT-ECU 113 die neutrale Steueraktion. Beispielsweise wird, falls es gewünscht ist, die Gangstufe von der ersten Gangstufe in die dritte Gangstufe hochzuschalten, der Schaltstift 30e auf der Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern zum zweiten Verbindungsabschnitt 40f bewegt, damit sich das AMT in der neutralen Position befindet. Nach der Ausführung des Schritts S31 schreitet das Programm zum Schritt S32 fort.
Beim Schritt S32 schreitet das Programm zum Schritt S33 fort, wenn die AMT-ECU 113 basierend auf den Ermittlungssignalen vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 und dem zweiten Ermittlungsabschnitt 76 feststellt, daß sich das AMT in der neutralen Position befindet (JA bei S32), und wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß sich das AMT nicht in der neutralen Position befindet (NEIN bei S32), wiederholt das Programm den Schritt S32.
Beim Schritt S33 betätigt das AMT-ECU 113 den Motor 70, um die Welle 20 im Uhrzeigersinn zu drehen und das Rotationselement 30 in den in 9(D) gezeigten, nicht ausgewählten Zustand zu bringen. Nach der Ausführung des Schritts S33 schreitet das Programm zum Schritt S34 fort.
Beim Schritt S34 berechnet die AMT-ECU 113 den Drehwinkel des Rotationselements 30 auf der Basis der Position des Beginns der Sperre durch die erste Einwegkupplung basierend auf dem vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ausgegebenen Ermittlungssignal und basierend auf der Feststellung beim Schritt S119. Danach, wenn die AMT-ECU 113 auf der Basis des berechneten Drehwinkels des Rotationselements 30 feststellt, daß das Rotationselement 30 in den nicht ausgewählten Zustand verändert ist (JA beim Schritt S34), schreitet das Programm zum Schritt S35 fort, und wenn die Feststellung negativ ist (NEIN beim Schritt S34), wiederholt das Programm den Schritt S34.
Beim Schritt S35 startet die AMT-ECU 113 die Steuerung durch Betätigung des Motors 70, um die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, so daß der Schaltstift 30e das Schaltelement 40 in eine vorbereitende Position in der neutralen Position gerade vor der gewünschten Gangwechselstufe dreht. Beispielsweise, wenn die Gangstufe von der ersten zur dritten hochgeschaltet wird, wird der Schaltstift 30e, der beim Schritt S31 in den zweiten Verbindungsabschnitt 40f verschoben wurde, durch Drehung des Schaltelements 40 in die Position des ersten Verbindungsabschnitts 40b bewegt, die die Vorbereitungsposition für die Seite der Gangstufen mit ungeraden Nummern ist. Nach der Ausführung des Schritts S35 schreitet das Programm zum Schritt S36 fort.
Beim Schritt S36 schreitet das Programm zum Schritt S24, wenn die AMT-ECU 113 auf der Basis der Ermittlungssignale von der ersten Ermittlungsposition 75 und der zweiten Ermittlungsposition 76 feststellt, daß sich das AMT in der neutralen Position und das Schaltelement 40 in der vorbereitenden Position befindet (JA bei S36), und das Programm wiederholt den Schritt S36, wenn die AMT-ECU 113 feststellt, daß sich das Schaltelement 40 nicht in der vorbereitenden Position befindet (NEIN bei S36).
Beim Schritt S51 schreitet das Programm zum Schritt S52 fort, wenn die AMT-ECU 113 auf der Basis des Ermittlungssignals vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 feststellt, daß die Schaltaktion beendet ist (JA beim Schritt S51), und das Programm wiederholt die Ausführung des Schritts S51, wenn die Feststellung negativ ist (NEIN beim Schritt S51).
Beim Schritt S52 steuert die AMT-ECU 113 den Kupplungsaktuator 120 durch Eingriff der Kupplung C mit dem Getriebe, um das übertragene Drehmoment auf das Maximum zu bringen. Nach der Durchführung des Schritts S52 kehrt das Programm zum Schritt S11 zurück.
(Verfahren zur Feststellung der Startposition für die Sperre durch die erste Einwegkupplung gemäß der zweiten Ausführungsform)
Das Verfahren zur Ermittlung des Starts der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Abkaufdiagramm in 18 erläutert. Die erste Startposition für die Sperre durch die Einwegkupplung wird bei laufendem Fahrzeug festgestellt.
Mit anderen Worten, bei laufendem Fahrzeug wird die Gangwechselaktion im AMT ausgeführt, und wenn die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 die Aktion entsprechend den Aktionen bei den Schritten S111 und S112 in 16 ausführt, wird die Entfernung C festgestellt und die festgestellte Entfernung C im Speicherabschnitt gespeichert. In ähnlicher Weise wird, wenn die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 die Aktion entsprechend der Aktion beim Schritt S113 ausführt, die Entfernung A festgestellt und die festgestellte Entfernung A wird im Speicherabschnitt gespeichert. Zudem wird die Entfernung B festgestellt, wenn die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 die Aktion entsprechend den Aktionen bei der obigen Schritten S114 und S115 ausführt, und die festgestellte Entfernung B wird im Speicherabschnitt gespeichert.
Ähnlich der ersten Ausführungsform wird die Startposition für die Sperre durch die erste Einwegkupplung auf der Basis der ermittelten Entfernungen C, A und B ermittelt. Wenn die Zündung des Motors auf EIN geschaltet ist, ist das Fahrzeug fahrbereit und das Programm geht zum Schritt S211.
Beim Schritt S211 geht das Programm zum Schritt S216, wenn die AMT-ECU 133 feststellt, daß alle Entfernungen C, A, und B ermittelt sind (JA bei S211), und falls festgestellt wird, daß nicht alle Entfernungen C, A und B ermittelt sind (NEIN beim Schritt S211), wiederholt das Programm die Ausführung des Schritts S211. Es ist anzumerken, daß selbst wenn die Motorzündung auf AUS geschaltet ist, wenn die ermittelten Entfernungen C. A und B im Speicherabschnitt gespeichert sind, und wenn beim nächsten Fahrzustand festgestellt wird, daß die Entfernungen ermittelt sind, das Programm zum Schritt S216 schreitet.
Die Aktionen der Schritte S216, S217, S218 und S219 entsprechen den Aktionen der Schritte S116, S117, S118 und S19 und gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung festgestellt, während das Fahrzeug im Betriebszustand ist.
(Die Wirkungen der Ausführungsform)
Wie oben erläutert, werden das Schaltelement 40 und das Rotationselement 30 gemeinsam in Drehung versetzt durch die Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn, angetrieben durch den einzigen Motor 70, und somit steht eines aus der Mehrzahl von Schaltgabelelementen 61 bis 63 (Übertragungselement) in Eingriff mit dem Rotationselement 30 um eines der Schaltgabelelemente auszuwählen (Auswählaktion). Außerdem werden das Schaltelement 40 und das Rotationselement 30 relativ gedreht durch die Drehung des Schaltelements 40 im Gegenuhrzeigersinn durch den einzigen Motor 70, und deshalb wird das Rotationselement 30 in Achsrichtung bewegt, um auch das ausgewählte Schaltgabelelement 61 bis 63 in Achsrichtung zu bewegen (Schaltaktion). Somit können sowohl die Auswählaktionen als auch die Schaltaktionen mit einem einzigen Motor 70 ausgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung können durch Verwendung nur eines einzigen Motors die Auswähl- und Schaltaktionen durchgeführt werden um die Anzahl der benutzten Motoren zu reduzieren, die auf einen (1) beschränkt werden kann, und die begleitenden Einrichtungen und Teile des Motors, wie ECU, Treiber, Sensoren können eliminiert werden, um letztendlich die Fertigungskosten der Schaltbetätigungsvorrichtung und des automatischen Getriebes zu senken. Außerdem kann die Einbaufähigkeit des automatischen Getriebes verbessert, wie auch das Gesamtgewicht reduziert werden.
Des weiteren ermittelt die AMT-ECU 113 (Positionsermittlungsabschnitt) die Sperrposition, in der die erste Einwegkupplung die Drehung des Schaltelements 40 im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 auf der Basis der Ermittlungsinformation vom ersten Ermittlungsabschnitt und dem zweiten Ermittlungsabschnitt 76 sperrt, wie in den Schritten S112 bis S119 im Ablaufdiagramm der 16 gezeigt. Somit kann auf der Basis des Drehwinkels und der vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 ermittelten Sperrposition des Schaltelements 40 der Drehwinkel des Rotationselements 30 festgestellt werden. Demgemäß kann durch Verwendung des ersten Ermittlungsabschnitts 75 und des zweiten Ermittlungsabschnitts 76 der Drehwinkel des Rotationselements 30 ermittelt werden, ohne die Zahl der Teile der Schaltbetätigungsvorrichtung 90 zu erhöhen.
Außerdem kann bei der Auslieferung des Produkts eine Endjustierung vorgenommen werden, weil die Sperrposition festgestellt werden kann, um Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements 30 aufgrund von Fertigungsfehlern zu korrigieren. Zudem die Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements 30 begleitet von der Aktion der Schaltbetätigungsvorrichtung 90.
Beim Schritt S112 in 16 ermittelt die AMT-ECU 113 (Positionsermittlungsabschnitt) die Breite C in Achsrichtung des EIN-Bereichs auf der Basis der Ermittlungsinformation vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 und vom zweiten Ermittlungsabschnitt 76 durch Bewegung des Erkennungsvorprungs 30x (Erkennungsabschnitt) in Achsrichtung, damit der Erkennungsvorprung 30x durch Drehung des Schaltelements 40 im Gegenuhrzeigersinn durch Betätigung des Motors 70 den EIN-Bereich überquert. Zudem stellt bei den Schritten S113 und S114 in 16 die AMT-ECU 113 die Bewegungsentfernungen A und B des Erkennungsvorprungs 30x innerhalb des EIN-Bereichs fest durch Bewegung des Schaltelements 40 in Achsrichtung (Schaltrichtung) ((2) und (4) in 15) durch Drehung des Schaltelements 40 durch den Motor 70 im Uhrzeigersinn und Bewegung des Erkennungsvorprungs 30x in Umfangsrichtung (Auswählrichtung) nachdem die Drehung des Schaltelements 40 in Uhrzeigerrichtung relativ zum Rotationselement 30 ((3) und (5) in 15) durch die erste Einwegkupplung gesperrt ist. Bei den Schritten S116 bis S119 stellt die AMT-ECU 113 auf der Basis der Breite C und der Entfernungen A und B die Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung fest.
Wie erläutert kann die Startposition der Sperre leicht durch bloßes Drehen des Motors 70 festgestellt werden, und demgemäß können von Fertigungsfehlern der Schaltbetätigungsvorrichtung 90 herrührende Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements 30 bei der Auslieferung leicht korrigiert werden.
Wenn das Verfahren zur Feststellung der Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung gemäß der zweiten Ausführungsform bei laufendem Fahrzeug ausgeführt wird, wird die Startposition der Sperre durch die erste Einwegkupplung bei in Betrieb befindlichem Fahrzeug ermittelt. Die Die Fehler bei der Ermittlung des Drehwinkels des Rotationselements können sich akkumulieren und vor jeder Schaltung treten Funktionsschwierigkeiten auf, solche Ermittlungsfehler können korrigiert werden, um die Schaltaktion abzusichern. Die vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 akkumulierten Ermittlungsfehler des Drehwinkels des Rotationselements 30 können zurückgesetzt werden.
Wie in 10 gezeigt, berechnet bei den Schritten S25 und S34 die AMT-ECU 113 den Drehwinkel des Rotationselements 30 auf der Basis des vom ersten Ermittlungsabschnitt 75 festgestellten Drehwinkels des Schaltelements 40 und der Startposition der Sperre. Somit kann die Drehrichtung des Rotationselements 30 exakt gesteuert und die Auswählaktion zuverlässig durchgeführt werden, weil der Drehwinkel des Rotationselements 30 bestätigt werden kann.
Die vom Riegel 41 und dem den Riegel aufnehmenden, versenkten Abschnitt 30f gebildete „erste Einwegkupplung” (Auswahlmechanismus) sperrt die Drehung des Schaltelements 40 relativ zum Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn und die vom Rastzahn 30b und der Rastklinke 50 gebildete „zweite Einwegkupplung” (Schaltmechanismus) sperrt die Drehung des Rotationselements 30 relativ zum Gehäuse 10 (Hauptkörper) im Gegenuhrzeigersinn. Der einzige Motor 70 dreht das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn. Demgemäß kann, wenn der Motor 70 das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn dreht, dessen Richtung im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 durch die erste Einwegkupplung gesperrt sein, wodurch das Rotationselement 30 und das Schaltelement 40 zusammen als Einheit im Uhrzeigersinn gedreht werden. Demgemäß kann das Rotationselement 30 nicht in Achsrichtung relativ zum Schaltelement 40 bewegt werden, was durch die Relativdrehung zwischen ihnen bewirkt würde. Somit wird das Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn gedreht, um einen der Eingriffsabschnittec 30i, 30j und 30k mit einem einer Mehrzahl von Eingriffsabschnitten 61b, 62b und 63b in Eingriff zu bringen, um eines der Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 auszuwählen. Somit kann die „Auswählaktion” sicher ausgeführt werden.
Des Weiteren wird, wenn der Motor 70 das Schaltelement 40 im Gegenuhrzeigersinn dreht, die Drehung des Rotationselements 30 relativ zum Gehäuse 10 durch die zweite Einwegkupplung gesperrt, während jedoch die Drehung nur des Schaltelements 40 relativ zum Rotationselement 30 gestattet ist und dadurch eine Relativdrehung zwischen dem Rotationselement 30 und dem Schaltelement 40 zugelassen ist. Somit kann sich das Rotationselement 30 aufgrund der Relativbewegung zwischen ihnen in Achsrichtung bewegen, um das ausgewählte der Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 zu bewegen und den Schaltvorgang sicher auszuführen.
Das Rotationselement 30 ist so konstruiert, daß es in einer Drehposition positioniert und gestoppt werden kann, die eine „Nichteingriffsposition” ist (wie in 9(D) gezeigt), wo keiner der Eingriffsabschnitte 30i, 30j und 30k mit einem der Eingriffsabschnitte 61b, 62b und 63b in Eingriff ist. Bei dieser Nichteingriffsposition kann die Schaltbetätigungsvorrichtung 90 die Schaltaktion ausführen. Wenn ein Hochschalten um zwei Gangstufen oder ein Herabschalten um zwei Gangstufen ausgeführt werden soll, (JA beim Schritt S13 in 10), wir die Schaltaktion wird ausgeführt, indem das Rotationselement 30 in der in der Nichteingriffsposition gehalten wird (Schritt S35 in 10). Das kann die nächste Schaltaktion für den nächsten Gangwechsel beschleunigen. Mehr im Detail, wenn eine solche Hoch- oder Herabschaltaktion über zwei Gangstufen ausgeführt wird, werden normalerweise zwei Schritte benötigt, um zwei Gangstufenwechsel vorzunehmen. Jedoch wenn sich das Rotationselement 30 in der Nichteingriffsposition befindet, werden die Schaltgabelelemente 61, 62 und 63 nicht bewegt und demzufolge kann die Zeit zur Synchronisierung der Synchronringe R1 bis R5 und RR entfallen, um die Aktionen zum Hoch- oder Herabschalten einzusparen.
Wie in 9 gezeigt, ist die Mehrzahl von Eingriffsabschnitten 30l, 10j und 30k auf dem Rotationselement 30 vorgesehen, und wie in 9(D) gezeigt, selbst nachdem der eine Eingriffsabschnitt 30i den auszuwählenden Eingriffsabschnitt überschritten hat, wartet bereits der nächste Eingriffsabschnitt 30j auf die Eingriffsabschnitte 61b, 62b und 63b zur schnellen Ausführung der nächsten Schaltaktion.
Außerdem ist, wie in 6 gezeigt, die vom Riegel 41 und dem den Riegel aufnehmenden, ausgenommenen Abschnitt 30f gebildete Einwegkupplung konstruiert, um eine Rücklaufaktion mit vorgegebenem Winkel in Bezug auf die Drehung des Schaltelements 40 relativ zum Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn auszuführen. Demgemäß kehrt nach der Schaltaktion das Schaltelement 40 im Uhrzeigersinn um einen extra Drehwinkel zurück, nachdem es mit diesem extra Drehwinkel im Gegenuhrzeigersinn gedreht wurde, das Rotationselement 30 würde sich nicht im Uhrzeigersinn drehen, weil diese Rückbewegung vorgesehen ist. Deshalb kann die Schaltaktion sicher durch Drehen des Schaltelements um einen Extrawinkel im Gegenuhrzeigersinn ausgeführt werden.
Wie in 5 gezeigt, wird das Schaltelement 40 im Rotationselement 30 aufgenommen, mit dem es die gleiche Achse besitzt. Die kann die axiale Länge der Schaltbetätigungsvorrichtung 90 verkürzen, um der Vorrichtung eine kompakte Größe zu verschaffen.
(Andere Ausführungsform)
Gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen dreht der Motor 70 das Schaltelement 40 über das Antriebszahnrad 81, das angetriebene Zahnrad 82 und die Welle 20. Jedoch ist der Motor 70 so konstruiert, daß er das Schaltelement 40 direkt in Drehung versetzt.
Gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen ist der Ermittlungsabschnitt 75 als Sensor ausgebildet, der den Drehwinkel der Welle 20 und des Schaltelements 40 durch Feststellung des Drehwinkels des Motors 70 ermittelt. Jedoch ist der Ermittlungsabschnitt 75 so konstruiert, daß er direkt den Drehwinkel der Welle 20 und des Schaltelements 40 ermittelt.
Gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen ist dem zweiten Ermittlungsabschnitt 76 eine Mehrzahl von Erkennungsvorsprüngen 30x zugeordnet, die von der äußeren Umfangsfläche des Rotationselements 30 vorspringen. Jedoch können diese auch als eine Mehrzahl von Ausnehmungen an der äußeren Umfangsfläche des Rotationselements 30 ausgebildet sein. Anstelle von Vorsprüngen oder Ausnehmungen können auch Markierungen durch Bedrucken der äußeren Umfangsfläche des Rotationselements 30 angebracht werden, und in diesem Falle erkennt der Ermittlungsabschnitt 76 diese Markierungen.
Gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen wird die erste Einwegkupplung vom Riegel 41 und dem den Riegel aufnehmenden ausgenommenen Abschnitt 30f gebildet und die zweite Einwegkupplung von den Rastzähnen 30b und der Sperrklinke 50. Jedoch kann eine solche Kupplung auch dadurch gebildet werden, daß man eine Mehrzahl von Spreizkeilen zwischen der inneren und äußeren Lauffläche vorsieht, die eine sogenannte Spreizkeil-Einwegkupplung bilden. Auch kann die Einwegkupplung vom Nockentyp sein, der zwischen inneren und äußeren Laufflächen Nocken vorsieht.
Wie in 12 gezeigt, ist die Schaltbetätigungsvorrichtung mit dem verdrehbar an der Welle 20 angebrachten Schaltelement 40 versehen, wobei eine zweite Einwegkupplung 91 die Drehung der Welle 20 im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement 30 sperrt, eine erste Einwegkupplung 92 die Drehung des Schaltelements 40 relativ zum Rotationselement 30 nur im Gegenuhrzeigersinn gestattet und eine dritte Einwegkupplung 93 die Drehung der Welle 20 relativ zum Schaltelement 40 sperrt. Bei dieser Ausführungsform wird durch die Aktion der zweiten Einwegkupplung 91 das Rotationselement 30 zusammen mit der Welle 20 im Uhrzeigersinn gedreht, wenn die Welle 20 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Rotationselement 30 und das Schaltelement 40 werden zur Durchführung der Auswählaktion zusammen im Uhrzeigersinn gedreht. Andererseits dreht sich das Rotationselement 30 durch die zweite Einwegkupplung leer relativ zur Welle 20, wenn die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, und die Welle 20 und das Schaltelement 40 werden zusammen durch die dritten Einwegkupplung 93 gedreht. Das Rotationselement 30 und das Schaltelement 40 werden relativ durch die erste Einwegkupplung gedreht und rühren dabei die Schaltaktion aus. Es ist zu beachten, daß, wenn die Welle 20 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die zweite Einwegkupplung 91 die Drehung des Rotationselements 30 relativ zum Gehäuse im Uhrzeigersinn gestattet. Wenn die Welle 20 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, gestattet die zweite Einwegkupplung 91 die Drehung des Rotationselements 30 relativ zum Gehäuse im Gegenuhrzeigersinn. Somit wird die Welle 20 relativ zum Rotationselement 30 leer gedreht und die zweite Einwegkupplung 91 sperrt das Rotationselement 30 relativ zum Gehäuse 10 im Uhrzeigersinn.
In den Zeichnungen:

10: Gehäuse (Hauptkörper), 30: Rotationselement, 30b: Rastzahn, Rastzahnrad (zweite Einwegkupplung, Schaltmechanismus), 30e: Schaltstift (Bewegungsmechanismus), 30f: ausgenommener Abschnitt für Riegeleingriff (erste Einwegkupplung, Auswählmechanismus), 30i, 30j und 30k: Eingriffsabschnitt, 30x: Erkennungsvorsprünge (Erkennungsabschnitt), 40: Schaltelement, 40a: Schaltnut (Bewegungsmechanismus), 40b: erster Verbindungsabschnitt, 40c; erster schräger Abschnitt (Gangstufe mit ungeraden Nummern bildende Nut, Gangstufe mit ungeraden Nummern zugeordneter schräger Abschnitt), 40d: Gangstufe mit ungeraden Nummern zugeordneter Abschnitt (Gangstufe mit ungeraden Nummern bildende Nut), 40e: zweiter schräger Abschnitt (Gangstufe mit ungeraden Nummern bildende Nut), 40f: zweiter Verbindungsabschnitt, 40g: dritter schräger Abschnitt (Gangstufe mit geraden Nummern bildende Nut, schräger Abschnitt für Gangstufe mit gerader Nummer), 40h: Abschnitt für Gangstufen mit geraden Nummern (Gangstufe mit geraden Nummern bildende Nut), 40i vierter schräger Abschnitt (Gangstufe mit gerader Nummer bildende Nut); 50: Rastklinke (zweite Einwegkupplung; Schaltmechanismus, Drehposition feststellendes Mittel); 41: Riegel erste Einwegkupplung, Auswählmechanismus), 50b: zahnstoppendes Element (zahnstoppendes Element), 61: erstes Schaltgabelelement (Übertragungselement); 62: zweites Schaltgabelelement (Übertragungselement); 63: drittes Schaltgabelelement (Übertragungselement), 70: Motor, 75: erster Ermittlungsabschnitt, 76: zweiter Ermittlungsabschnitt, 100: erster Auswählmechanismus, 200: zweiter Auswählmechanismus, 300: dritter Auswählmechanismus, 113: AMT-ECU (Positionfeststellungsabschnitt).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-139145 A [0004]

Claims

Schaltbetätigungsvorrichtung (90) für ein automatisches Getriebe, umfassend: einen Hauptkörper (10); ein Rotationselement (30), das beweglich am Hauptkörper in einer Achsrichtung angebracht ist, wobei das Rotationselement relativ zum Hauptkörper drehbar und an einer äußeren Umfangsfläche mit einem Erkennungsabschnitt (30x) ausgebildet ist, der eine vorgegebene Breite sowohl in der Achsrichtung, als auch in einer Umfangsrichtung aufweist; einen am Rotationselement angebrachten Schaltstift (30e); ein drehbar am Hauptkörper angebrachtes Schalteelement (40), das mit einer an der äußeren Umfangsfläche ausgebildeten Schaltnut (40a) für den Eingriff mit dem Schaltstift versehen ist. eine Mehrzahl von Übertragungselementen (61, 62 und 63), die beweglich am Hauptkörper in der Achsrichtung angebracht sind, um lösbar mit dem Rotationselement in Eingriff zu sein und durch die Bewegung des Rotationselements in der Achsrichtung in dieser beweglich zu sein, um dadurch einen Auswahlmechanismus (100, 200 und 300) des automatischen Getriebes zu betätigen; einen einzigen Motor (70), um das Schaltelement sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen; eine erste Einwegkupplung (41, 30f) zum Begrenzen der Drehung des Schaltelements relativ zum Rotationselement im Uhrzeigersinn und geeignet, eine Rückbewegung um einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement zu erzeugen; eine zweite Einwegkupplung (50, 30b) zum Begrenzen der Drehung des Rotationselements im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Hauptkörper; einen ersten Ermittlungsabschnitt (75) zur Ermittlung eines Drehwinkels des Schaltelements; einen zweiten Ermittlungsabschnitt (76) zur Erkennung des Erkennungsabschnitts ansprechend auf die Bewegung des Rotationselements in Achsrichtung oder ansprechend auf dessen Drehung; und einen Positionsfeststellungsabschnitt (113) zur Feststellung der Startposition der Begrenzung der ersten Einwegkupplung, in der die Begrenzung der Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement beginnt.
Schaltbetätigungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe nach Anspruch 1, bei welcher der zweite Ermittlungsabschnitt einen EIN-Bereich einschließt, der eine Position des Erkennungsabschnitts (30x) ist, der durch den zweiten Ermittlungsabschnitt (76) erkennbar ist, und der Positionsfeststellungsabschnitt (113) die Startposition der Begrenzung auf der Basis einer Breite (C) des EIN-Bereichs in der Achsrichtung und eine bewegliche Entfernung des Erkennungsabschnitts im EIN-Bereich feststellt, basierend auf einer Ermittlungsinformation vom ersten und zweiten Ermittlungsabschnitt durch Steuerung des Motors, um das Schaltelement im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch den Erkennungsabschnitt (30x) in der Achsrichtung zu bewegen, um dessen EIN-Bereich zu überqueren und durch Steuerung des Motors das Schaltelement im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch den Erkennungsabschnitt in Achsrichtung zu bewegen, und den Erkennungsabschnitt durch die Aktion der ersten Einwegkupplung (41, 39f) in Umfangsrichtung zu bewegen, nachdem die Drehung des Schaltelements im Uhrzeigersinn relativ zum Rotationselement (30) begrenzt ist.
Betätigungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher der Positionsfeststellungsabschnitt (113) einen Drehwinkel des Rotationselements (30) basierend auf dem vom ersten Ermittlungsabschnitt (75) ermittelten Drehwinkel des Schaltelements (40) und der Startposition der Begrenzung berechnet.