DE102017205281A1

DE102017205281A1 - Verfahren zur steuerung von elektrischem strom eines linearen magnetventils

Info

Publication number: DE102017205281A1
Application number: DE102017205281.3A
Authority: DE
Inventors: Kosuke Tsunashima; Toshimitsu Nakajima; Naoki Sakamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: JP2017180768A; US9964163B2; US20170284485A1; DE102017205281B4; JP6754209B2

Abstract

Vorgesehen ist ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils, um eine gute Hydraulikdrucksteuerung zu erzielen, während eine PWM Dauer veränderlich ausgeführt wird. Es ist ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils (107a, 107b) vorgesehen, indem Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils durchgeführt wird, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung der Drehantriebskraft von einer Energiequelle zu einem Antriebsrad eines Fahrzeuges anzupassen. Das Verfahren umfasst das Einstellen der Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich der Grad, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht. Hierbei kann die Dauer der Pulsweitenmodulation gemäß der Veränderung eines Tastverhältnisses in Abhängigkeit des Hydraulikdrucks entsprechend dem Ausmaß eingestellt werden, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils, das den Druck von Arbeitsöl in einer Hydraulikkupplung regelt, und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils zur Erzielung einer guten Hydraulikdrucksteuerung, während eine Dauer der Pulsweitenmodulation (PWM) veränderlich eingestellt wird.
Die Patentschrift 1 offenbart, in Bezug auf ein Verfahren zum Einrücken und Ausrücken einer in dem Kraftübertragungssystem eines Fahrzeuges vorgesehenen Nass-Reibungskupplung durch Änderung des Drucks eines der Kupplung zugeführten Arbeitsmediums in Abhängigkeit der Tastpulsleistung von einer elektronischen Steuereinheit, eine Technik zum Einrücken der Kupplung aus einem ausgerückten Zustand, indem zunächst von der elektronischen Steuereinheit ein vorgegebenes Anfangstastverhältnis ausgegeben wird, mit dem die Kupplung weitgehend eingerückt wird, bis sie beginnt, Antriebs- und Abtriebselemente miteinander zu verbinden, und danach von der elektronischen Steuereinheit ein vorgegebenes, schrittweise einrückendes Tastverhältnis ausgegeben wird, mit welchem schrittweise die Kupplung in jedem vorgegebenen Zeitraum eingerückt wird.
Patentschrift 1: JP 2002-286057 A
Gemäß der vorstehend beschriebenen, herkömmlichen Technik erfolgt, obwohl das Tastverhältnis zum Zeitpunkt des Einrückens der Kupplung verändert wird, kein Hinweis bezüglich einer PWM Dauer, sondern es wird eine konstante PWM Dauer eingesetzt. Der Einsatz einer konstanten PWM Dauer wirft die nachstehend beschriebenen Probleme (1) und (2) auf, welche die herkömmliche Technik bisher nicht bewältigt hat.

(1) Wenn eine konstante PWM Dauer auf eine kurze Dauer eingestellt wird, dann wird die zur Erzielung eines Sollhydraulikdrucks benötigte Zeit lang, was zu einer langen Kupplungseinrückzeit führt.
(2) Umgekehrt wird, wenn eine konstante PWM Dauer auf eine lange Dauer eingestellt wird, dann die zur Erzielung eines Sollhydraulikdrucks benötigte Zeit kurz, aber die Amplitude für einen Sollhydraulikdruck erhöht sich, was zu großen Hydraulikdruckschwankungen führt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen und ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils bereitzustellen, um eine gute Hydraulikdrucksteuerung zu erzielen, während eine PWM Dauer veränderlich eingestellt wird.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe weist die vorliegende Erfindung ein erstes Merkmal in einem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils (107a, 107b) auf, indem eine Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils durchgeführt wird, welches bei Erregung offen ist, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung einer Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen höheren Wert und Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht.
Die vorliegende Erfindung weist ein zweites Merkmal in einem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines normalerweise offenen linearen Magnetventils (107a, 107b) auf, indem eine Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils durchgeführt wird, welches bei Erregung geschlossen wird, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung einer Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen niedrigeren Wert und Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht.
Die vorliegende Erfindung weist ein drittes Merkmal damit auf, dass die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis in Abhängigkeit eines Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung weist ein viertes Merkmal damit auf, dass die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis schrittweise auf vorgegebene Werte der Dauer und Werte des Tastverhältnisses in jeweils vorgegebenen Bereichen des Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung weist ein fünftes Merkmal damit auf, dass die Dauer der Pulsweitenmodulation, die auf den kürzeren Wert eingestellt ist, wenn sich das Ausmaß, in welchem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt ist, erhöht, synchron mit einer vorgegebenen Steuerungsdauer in einer elektronischen Steuereinheit eingestellt wird, welche den Betrieb der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) steuert.
Gemäß dem ersten Merkmal umfasst in einem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils (107a, 107b) durch die Durchführung einer Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils, das bei Erregung offen ist, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung einer Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, das Verfahren das Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen höheren Wert und das Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht. Daher ist es möglich, die zum Einrücken der Kupplung benötigte Zeit zu verkürzen und Schwankungen des Hydraulikdrucks der Kupplung zu minimieren.
Gemäß dem zweiten Merkmal umfasst, in einem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines normalerweise offenen linearen Magnetventils (107a, 107b) durch die Durchführung einer Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils, welches bei Erregung geschlossen wird, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung einer Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, das Verfahren das Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen niedrigeren Wert und das Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht. Daher ist es möglich, die zum Einrücken der Kupplung benötigte Zeit zu verkürzen und Schwankungen des Hydraulikdrucks der Kupplung zu minimieren.
Gemäß dem dritten Merkmal werden die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis in Abhängigkeit eines Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt. Daher ist es möglich, durch Einstellen einer PWM Dauer und eines Tastverhältnisses in Abhängigkeit von dem Hydraulikdruck der Kupplung, Schwankungen des Hydraulikdrucks der Kupplung zu minimieren, während die zum Einrücken der Kupplung benötigte Zeit verkürzt wird.
Gemäß dem vierten Merkmal werden die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis schrittweise auf vorgegebene Werte der Dauer und Werte des Tastverhältnisses in jeweils vorgegebenen Bereichen des Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt. Somit ist es durch Einstellen von PWM Zeiten und Tastverhältnissen als Tabellenwerte für den Hydraulikdruck der Kupplung möglich, die von einem arithmetischen Verfahren zur Bestimmung einer PWM Dauer und eines Tastverhältnisses benötigte Last zu verringern und ein rasches Verfahren durchzuführen.
Gemäß dem fünften Merkmal wird die Dauer der Pulsweitenmodulation, die auf den kürzeren Wert eingestellt wird, wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, erhöht, synchron mit einem vorgegebenen Steuerungszeitraum in einer elektronischen Steuereinheit eingestellt, die den Betrieb der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) steuert. Somit ist die PWM Dauer, welche synchron mit dem Steuerungszeitraum der elektronischen Steuereinheit ist, wirksam zur Erhöhung der Steuerungsgenauigkeit.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Motorrades, das eine Kupplungssteuereinrichtung enthält, auf welche ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 zeigt eine linke Seitenansicht eines Motors als Energiequelle des Motorrades.
3 zeigt ein Systemschaubild eines automatischen Handschaltgetriebes (nachstehend als „AMT” bezeichnet) als eine Art von Automatikgetriebe und Peripheriegeräte.
4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Gangschaltung TM.
5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Getriebemechanismus.
6 zeigt ein Blockschaltbild der AMT Steuereinheit als eine Kupplungssteuervorrichtung.
7 zeigt eine Tabelle für die Steuerung, dass die PWM Dauer länger ist, wenn der Hydraulikdruck niedriger ist, und die PWM Dauer kürzer ist, wenn der Hydraulikdruck höher ist.
8 zeigt eine Tabelle der Eigenschaften, die durch die Änderung der PWM Dauer der Spulenantriebsströme für die linearen Magnetventile zur Verfügung stehen.
9 zeigt ein Schaubild eines Beispiels in dem Fall, in dem die PWM Dauer kurz eingestellt ist.
10 zeigt ein Schaubild eines Beispiels in dem Fall, in dem die PWM Dauer hoch eingestellt ist.
11 zeigt ein Fließdiagramm des Verfahrens zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
12 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Beispiels von zeitabhängigen Schwankungen des Hydraulikdrucks in dem Stromantriebssteuerungsverfahren, das an dem linearen Magnetventil gemäß dem in 11 dargestellten Fließdiagramm durchgeführt wird.
13 zeigt ein Schaubild einer Tabelle, die ein Beispiel, in welchem eine PWM Dauer und ein Tastverhältnis in Abhängigkeit eines Hydraulikdrucks bezüglich eines normalerweise offenen linearen Magnetventils eingestellt werden, im Vergleich zu dem in 7 dargestellten Beispiel veranschaulicht, in dem das normalerweise geschlossene lineare Magnetventil verwendet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen genauer beschrieben. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Motorrades 10, welches darin Kupplungssteuereinrichtungen aufnimmt, auf die ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 2 zeigt eine linke Seitenansicht eines Motors 100 als Energiequelle des Motorrades 10. Das Motorrad 10 weist einen Karosserierahmen 14 mit einem Paar linker und rechter Hauptrohre 36 und ein Steuerkopfrohr 15 auf, das bezüglich der Längsrichtungen des Motorrades 10 vor den Hauptrohren 36 positioniert ist. Ein Vorderrad WF ist drehbar an einem Paar linker und rechter Frontgabeln 17 angebracht, welche einen Lenker 18 abstützen und welche von dem Steuerkopfrohr 15 schräg beweglich gelagert werden.
Der Motor 100, der unterhalb der Hauptrohre 36 angeordnet und an diesen aufgehängt ist, weist einen V-förmigen Vierzylindermotor mit vorderen und hinteren Zylinderpaaren 43 auf, die in einem bestimmten Winkel schräg voneinander beabstandet sind. Der Motor 100 weist vordere und hintere Zylinderblöcke 40 auf, in welchen die vier vorderen und hinteren Zylinder 43 mit jeweils verschiebbaren Kolben 41 in diesen sowie Ventilbetätigungsmechanismen aufgenommen sind. Die Kolben 41 und die Ventilbetätigungsmechanismen sind in ihrem Aufbau für die vier Zylinder 43 identisch. Der Motor 100 weist außerdem ein Kurbelgehäuse 46 auf, wobei in diesem eine Kurbelwelle 105, von welcher Pleuelstangen 41a (siehe 2) zur Abstützung der Kolben 41 drehbar gelagert werden, sowie eine Hauptwelle 13 und eine Vorgelegewelle 9 aufgenommen sind, an welchen mehrere Zahnradpaare zur Bildung eines Getriebes angebracht sind.
Zwischen dem vorderen und dem hinteren Zylinderblock 40 sind Lufttrichter 42 zur Einführung von Frischluft angeordnet, die durch einen Luftfilterkasten unterhalb eines Kraftstofftanks 19 in entsprechende Einlassöffnungen der Zylinder geleitet worden ist. Kraftstoffeinspritzventile sind in den jeweiligen Lufttrichtern 42 angebracht. Ein Abgaskrümmer 54 zum Abführen von Verbrennungsgasen, die bezüglich der Längsrichtung des Motorrades 10 durch ein mit entsprechenden Abluftöffnungen der Zylinder verbundenes Auspuffrohr 59 nach hinten geleitet werden, ist unter einem Fahrersitz 53 angeordnet.
Ein Hinterrad WR ist drehbar von einer Schwinge 38 gelagert, die an einer Stoßdämpfereinheit 37 aufgehängt ist und die schwingend von hinteren unteren Abschnitten der Hauptrohre 36 abgestützt ist. Die Schwinge 38 nimmt eine Antriebswelle 58 zur Übertragung von Drehantriebskraft des Motors 100 von der Vorgelegewelle 9 zu dem Hinterrad WR auf, welches als das Antriebsrad des Motorrades 10 dient.
Wie in 2 dargestellt, weist der Motor 100 eine vordere Reihe BF und eine hintere Reihe BR auf, die jeweils einen Zylinderkopf 44 umfassen, der an einem oberen Abschnitt des entsprechenden vorderen Zylinderblocks 40 angebracht ist, und die entsprechenden Ventilbetätigungsmechanismen sowie einen das obere Ende des Zylinderkopfes 44 abdeckenden Kopfdeckel 45 aufnehmen. Die Kolben 41 sind verschiebbar in den Zylindern 43 angeordnet, welche in den Zylinderblöcken 40 festgelegt sind. Das Kurbelgehäuse 46 weist ein oberes, einstückig mit den Zylinderblöcken 40 ausgebildetes Gehäuseteil 46a und ein unteres, mit dem unteren Ende des oberen Gehäuseteils 46a verbundenes Gehäuseteil 46b mit einem unteren Ende auf, an dem eine Ölwanne 47 befestigt ist. Eine Wasserpumpe 49 zur Zuführung eines Kühlmittels unter Druck zu dem Motor 100 wird über eine endlose Kette 48 betätigt, die um ein an der Hauptwelle 13 angebrachtes Kettenrad 13a gezogen ist. Eine Kupplungsabdeckung 50 ist auf einer rechten Seitenfläche des Kurbelgehäuses 46 in Bezug auf die Querrichtungen des Motorrades 10 angebracht.
Gemäß vorliegender Ausführungsform weist der Motor 100 eine doppelte Hydraulikkupplung mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung zur wahlweisen Übertragung und Unterbrechung von Drehantriebskraft zwischen dem Motor 100 und dem Getriebe sowie ein Stellglied zur Steuerung eines Hydraulikdrucks auf, der zur Betätigung der ersten und zweiten Kupplung zugeführt wird. Das Stellglied weist ein erstes Ventil 107a und ein zweites Ventil 107b auf, welche auf einer linken Seite des Motors 100 angebracht sind. Einzelheiten bezüglich des Aufbaus des Getriebes, das mit der Doppelhydraulikkupplung kombiniert ist, werden nachstehend beschrieben.
3 zeigt ein systematisches Schaubild einer automatischen Handschaltung (nachstehend als „AMT” bezeichnet) 1 als eine Art von Automatikgetriebe und Peripheriegeräten. Das AMT1 ist als Doppelkupplungsgetriebe zum wahlweisen Übertragen und Unterbrechen von Drehantriebskraft von dem Motor 100 mit zwei an der Hauptwelle 13 angebrachten Kupplungen angeordnet. Das AMT1, das in dem Kurbelgehäuse 46 untergebracht ist, wird von einer Kupplungshydraulikdruckvorrichtung 110 und einer AMT Steuereinheit 120 betätigt und gesteuert. Die AMT Steuereinheit 120 weist Kupplungssteuereinrichtungen zum Betätigen und Steuern des ersten Ventils 107a und des zweiten Ventils 107b auf. Der Motor 100 weist ein sogenanntes „Throttle-by-Wire” Drosselklappengehäuse 102 kombiniert mit einem Elektromotor 104 zum Öffnung und Schließen von Drosselventilen in dem „Throttle-by-Wire” Drosselklappengehäuse 102 auf.
Das AMT1 umfasst ein Zahnradgetriebe TM mit sechs Vorwärtsgangpositionen, eine Doppelkupplungsanordnung TCL mit einer ersten Kupplung CL1 und einer zweiten Kupplung CL2, eine Schalttrommel 30 sowie einen Schaltsteuermotor 21 zum Bewegen der Schalttrommel 30 schräg um ihre eigene Achse. Das Zahnradgetriebe TM weist eine Reihe von Getriebezahnrädern auf, die über der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 fest angebracht oder drehbar befestigt sind. Die Hauptwelle 13 weist eine innere Hauptwelle 7 und eine äußere Hauptwelle 6 auf, die über der inneren Hauptwelle 7 befestigt ist. Die innere Hauptwelle 7 ist an ihrem einen Ende mit der ersten Kupplung CL1 gekoppelt und die äußere Hauptwelle 6 ist an ihrem einen Ende mit der zweiten Kupplung CL2 gekoppelt. Getriebezahnräder, die bezüglich der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 axial verschiebbar sind, sind an der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 angebracht. Schaltgabeln 71, 72, 81 und 82 (siehe 5) weisen Enden auf, die in entsprechende, in den Getriebezahnrädern und der Schalttrommel 30 definierte Führungsnuten eingreifen.
Ein Primärantriebsrad 106 ist mit einem Ende der Ausgangswelle, d. h. der Kurbelwelle 105, des Motors 100 gekoppelt und wird mit einem Primärabtriebsrad 3 in Antriebseingriff gehalten. Das Primärabtriebsrad 3 ist mit der inneren Hauptwelle 7 über die erste Kupplung CL1 verbunden und ist außerdem mit der äußeren Hauptwelle 6 über die zweite Kupplung CL2 verbunden. Das AMT1 weist ferner einen Drehzahlsensor der inneren Hauptwelle 131 und einen Drehzahlsensor der äußeren Hauptwelle 132 zur Erfassung der jeweiligen Drehzahlen der inneren Hauptwelle 7 und der äußeren Hauptwelle 6 auf, indem es die Drehzahlen von vorgegebenen Getriebezahnrädern an der Vorgelegewelle 9 misst.
Der Drehzahlsensor der inneren Hauptwelle 131 erfasst die Drehzahl eines angetriebenen Getriebezahnrades C3, das in Eingriff mit einem Getriebezahnrad gehalten wird, welches nicht drehbar an der inneren Hauptwelle 7 angebracht ist und welches drehbar und nicht verschiebbar an der Vorgelegewelle 9 angebracht ist. Der Drehzahlsensor der äußeren Hauptwelle 132 erfasst die Drehzahl eines angetriebenen Getriebezahnrades C4, das in Eingriff mit einem Getriebezahnrad gehalten wird, welches nicht drehbar an der äußeren Hauptwelle 6 angebracht ist und welches drehbar und nicht verschiebbar an der Vorgelegewelle 9 angebracht ist. Einzelheiten der Getriebezüge an den Wellen werden weiter unten beschrieben.
Ein Kegelrad 56 ist an einem Ende der Vorgelegewelle 9 angebracht und in Eingriff mit einem Kegelrad 57 gehalten, das mit der Antriebswelle 58 gekoppelt ist, um dadurch die Drehantriebskraft von der Vorgelegewelle 9 auf das Hinterrad WR zu übertragen. Das AMT1 weist weiterhin einen Motordrehzahlsensor 130, der der äußeren Umfangsfläche des Primärabtriebsrades 3 gegenüber angeordnet ist, einen Gangpositionssensor 134 zur Erfassung einer Gangposition des Zahnradgetriebes TM auf der Basis einer Schrägstellung der Schalttrommel 30, einen Ganghebelsensor 27 zur Erfassung einer Schrägstellung eines Ganghebels, der von dem Schaltsteuermotor 21 betätigt wird, sowie einen Leerlaufschalter 133 auf, um zu erfassen, wann sich die Schalttrommel 30 in einer Leerlaufstellung befindet. Das Drosselklappengehäuse 102 ist mit einem Drosselöffnungssensor 103 zur Erfassung der Öffnung der Drosselventile versehen.
Die Kupplungshydraulikdruckvorrichtung 110 gemäß vorliegender Ausführungsform verwendet eine Öldopplung als ein Schmieröl zum Schmieren des Motors 100 und als ein Arbeitsöl zur Betätigung der Doppelkupplungsanordnung TCL. Die Kupplungshydraulikdruckvorrichtung 110 ist mit einem Öltank 114 und einer Leitung 108 zur Zuführung des Öls (Arbeitsöl) von dem Öltank 114 zu der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 versehen. Die Leitung 108 ist mit einer Hydraulikpumpe 109 als Hydraulikdruckquelle und einem normalerweise geschlossenen, linearen Magnetventil (nachstehend auch als „Ventil” bezeichnet) 107 verbunden, das bei Erregung zum Öffnen als Stellglied wirkt. Ein Regler 111, welcher den dem Ventil 107 zugeführten Hydraulikdruck auf einer konstanten Höhe hält, ist mit einer Rücklaufleitung 112 verbunden, die sich von der Leitung 108 zu dem Öltank 114 erstreckt. Das Ventil 107 weist das erste Ventil 107a und das zweite Ventil 107b auf, wie vorstehend bezeichnet, um den Hydraulikdruck einzeln auf die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 aufzubringen. Das erste Ventil 107a und das zweite Ventil 107b sind über entsprechende Rücklaufleitungen 113 mit dem Öltank 114 verbunden.
Das erste Ventil 107a und die erste Kupplung CL1 sind über eine Leitung miteinander verbunden, die mit einem ersten Hydraulikdrucksensor 63 zum Messen eines in der Leitung entwickelten Hydraulikdrucks, d. h. eines in der ersten Kupplung CL1 entwickelten Hydraulikdrucks, versehen ist. In ähnlicher Weise sind das zweite Ventil 107b und die zweite Kupplung CL2 über eine Leitung miteinander verbunden, die mit einem zweiten Hydraulikdrucksensor 64 zum Messen eines in der zweiten Kupplung CL2 entwickelten Hydraulikdrucks versehen ist. Die Leitung 108, die die Hydraulikpumpe 109 und das Ventil 107 miteinander verbindet, ist mit einem Haupthydraulikdrucksensor 65 verbunden.
Mit der AMT Steuereinheit 120 sind ein Betriebsartschalter 116 zum Umschalten zwischen einer Automatikgetriebe-Betriebsart (AT) und einer manuellen Getriebe-Betriebsart (MT), ein Gangwählschalter 115 zur Anweisung des Zahnradgetriebes TM zum Schalten von Gangpositionen nach oben (UP) oder Schalten von Gangpositionen nach unten (DN) und ein Leerlaufwählschalter 117 zum Schalten zwischen einer Leerlaufposition (N) und einer Fahrposition (D) verbunden. Die AMT Steuereinheit 120 weist eine Zentraleinheit (CPU) zur Steuerung des Ventils 107 und des Schaltsteuermotors 21 in Abhängigkeit von Ausgangssignalen von den vorgenannten Sensoren und Schaltern auf, um Gangpositionen des AMT1 automatisch oder halbautomatisch zu wechseln.
Wenn die AT Betriebsart gewählt ist, wechselt die AMT Steuereinheit 120 automatisch Gangpositionen in Abhängigkeit der Informationen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl, eine Drosselklappenöffnung etc. darstellen. Wenn die MT Betriebsart gewählt ist, schaltet die AMT Steuereinheit 120 das Zahnradgetriebe TM in Abhängigkeit einer Betätigung an dem Schaltwählschalter 115 nach oben oder nach unten. Auch wenn die MT Betriebsart gewählt ist, kann die AMT Steuereinheit 120 eine zusätzliche Automatikgetriebesteuerung durchführen, um zu verhindern, dass der Motor 100 überdreht oder abstirbt.
In der Kupplungshydraulikdruckvorrichtung 110 bringt die Hydraulikpumpe 109 einen Hydraulikdruck auf das Ventil 107 auf und der Hydraulikdruck wird von dem Regler 111 derart gesteuert, dass er einen oberen Grenzwert nicht überschreitet. Wenn das Ventil 107 durch ein Anweisungssignal von der AMT Steuereinheit 120 geöffnet wird, wird der Hydraulikdruck auf die erste Kupplung CL1 oder die zweite Kupplung CL2 aufgebracht, durch die das Primärabtriebsrad 3 mit der inneren Hauptwelle 7 oder der äußeren Hauptwelle 6 verbunden ist. Wenn das Ventil 107 geschlossen wird, um keinen Hydraulikdruck mehr aufzubringen, werden die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 von einer darin aufgenommenen Rückholfeder (nicht dargestellt) dazu gedrängt, das Primärabtriebsrad 3 von der inneren Hauptwelle 7 und der äußeren Hauptwelle 6 zu trennen.
Das Ventil 107 betätigt die erste und zweite Kupplung CL1 und CL2, indem es die Leitungen öffnet und verschließt, welche die Leitung 108 und die erste und zweite Kupplung CL1 und CL2 miteinander verbinden. Die AMT Steuereinheit 120 passt Antriebssignale, d. h. Antriebsströme, an, die dem Ventil 107 zuzuführen sind, um dadurch den Zeitraum von einem vollständig geschlossenen Zustand bis zu einem vollständig offenen Zustand der Leitungen zu verändern, welche die Leitung 108 und die erste und zweite Kupplung CL1 und CL2 miteinander verbinden. Wie vorstehend beschrieben, ist die AMT Steuereinheit 120 in der Lage, das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils 107 gemäß vorliegender Erfindung durchzuführen.
Der Schaltsteuermotor 21 bewegt, d. h. dreht, die Schalttrommel 30 gemäß einem Anweisungssignal von der AMT Steuereinheit 120 schräg um ihre eigene Achse. Wenn die Schalttrommel 30 schräg bewegt wird, werden die Schaltgabeln axial von der Schalttrommel 30 gemäß den Ausführungen der Führungsnuten verschoben, welche auf der äußeren Umfangsfläche der Schalttrommel 30 festgelegt sind. Die Getriebezahnräder auf der Vorgelegewelle 9 und der Hauptwelle 13 greifen in unterschiedlichen Kombinationen ineinander, wodurch das Zahnradgetriebe TM nach oben oder nach unten geschaltet werden kann.
Die AMT1 ist derart konstruiert, dass die innere Hauptwelle 7, die mit der ersten Kupplung CL1 gekoppelt ist, ungerade Gangpositions-Getriebezahnräder (erste, dritte, fünfte Gangposition) lagert, und die äußere Hauptwelle 6, die mit der zweiten Kupplung CL2 gekoppelt ist, gerade Gangpositions-Getriebezahnräder (zweite, vierte, sechste Gangposition) lagert. Während das Motorrad 10 in einer ungeraden Gangposition fährt, wird der Hydraulikdruck ununterbrochen der ersten Kupplung CL1 zugeführt, um die erste Kupplung CL1 eingerückt zu halten. Wenn die AMT1 die ungerade Gangposition in eine andere, gerade Gangposition schalten soll, wird die Schalttrommel 30 schräg bewegt, um zuvor Zahnradkombinationen in Eingriff zu ändern, so dass die AMT1 einfach durch Ausrücken der ersten Kupplung CL1 und Einrücken der zweiten Kupplung CL2 in die andere gerade Gangposition wechseln kann.
4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Zahnradgetriebes TM. Diejenigen Bezugszeichen aus 4, die identisch mit den in den 1 bis 3 dargestellten sind, bezeichnen identische oder ähnliche Teile. Die Drehantriebskraft, die von der Kurbelwelle 105 des Motors 100 über das Primärantriebsrad 106 auf das Primärabtriebsrad 3 übertragen worden ist, welches mit einem Stoßdämpfungsmechanismus 5 versehen ist, wird von der Doppelkupplungsanordnung TCL auf die Vorgelegewelle 9, an der das Kegelrad 56 montiert ist, über die Hauptwelle 13 übertragen, welche die äußere Hauptwelle 6 und die drehbar in der äußeren Hauptwelle 6 gelagerte, innere Hauptwelle 7 sowie sechs Paare von an der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 angebrachten Getriebezahnrädern aufweist. Die Drehantriebskraft wird auf das Kegelrad 56 und danach auf das Kegelrad 57, das in Eingriff mit dem Kegelrad 56 gehalten wird, wobei sie an der Hinterseite des Motorrades 10 ihre Richtung ändert, und auf die Antriebswelle 58 übertragen.
Das Zahnradgetriebe TM, das die sechs Paare von an der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 montierten Getriebezahnrädern aufweist, ist in der Lage auszuwählen, welches Paar von Getriebezahnrädern die Drehantriebskraft von dem Motor 100 durch eine Kombination der Positionen von Getriebezahnrädern, die axial verschiebbar an der Hauptwelle 13 und der Vorgelegewelle 9 angebracht sind, und der eingerückten und ausgerückten Zustände der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 abgeben soll. Die Doppelkupplungsanordnung TCL ist in einem Kupplungsgehäuse 4 aufgenommen, das gemeinsam mit dem Primärabtriebsrad 3 schräg beweglich ist. Die erste Kupplung CL1 ist nicht drehbar an der inneren Hauptwelle 7 angebracht, während die zweite Kupplung CL2 nicht drehbar an der äußeren Hauptwelle 6 angebracht ist. Zwischen dem Kupplungsgehäuse 4 und der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 sind Kupplungsplatten 12 mit vier Antriebsreibungsplatten, die nicht drehbar auf dem Kupplungsgehäuse 4 abgestützt sind, und vier angetriebenen Reibungsplatten angeordnet, die nicht drehbar auf der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 abgestützt sind.
Die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 sind derart angeordnet, dass sie, wenn sie mit dem Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe 109 versorgt werden (siehe 3), Reibungskräfte auf die Kupplungsplatten 12 aufbringen und in den eingerückten Zustand gebracht werden. Die Kupplungsabdeckung 50, die auf dem Kurbelkasten 46 angebracht ist, weist eine Wand auf, in welche ein Ölverteiler 8 eingebettet ist, der zwei Doppelrohr-Hydraulikdruckkanäle vorsieht, die mit entsprechenden, in der inneren Hauptwelle 7 definierten Ölkanälen A1 und A2 verbunden sind. Wenn der Ölverteiler 8 mit dem Hydraulikdruck aus dem ersten Ventil 107a versorgt wird, wird der Hydraulikdruck dem Ölkanal A1 zugeführt, um dadurch einen Kolben B1 der ersten Kupplung CL1 nach links gegen die Vorspannung eines biegeelastischen Teils 11 wie z. B. einer Feder zu verschieben, wobei die Kupplungsplatten 12 in Reibeingriff zum Einrücken der ersten Kupplung CL1 gebracht werden. Wenn der Ölverteiler 8 mit dem Hydraulikdruck aus dem zweiten Ventil 107b versorgt wird, wird der Hydraulikdruck dem Ölkanal A2 zugeführt, um dadurch einen Kolben B2 der zweiten Kupplung CL2 nach links gegen die Vorspannung eines biegeelastischen Teils 11 wie einer Feder zu verschieben, wobei die Kupplungsplatten 12 in Reibeingriff zum Einrücken der zweiten Kupplung CL2 gebracht werden. Wenn kein Hydraulikdruck mehr auf die Kolben B1 und B2 aufgebracht wird, werden die Kolben B1 und B2 unter der Vorspannung der biegeelastischen Teile 11 in ihre Ausgangsposition zurückgeführt, wobei die Kupplungsplatten 12 aus einem Reibeingriff gelöst werden, um die erste und zweite Kupplung CL1 und CL2 auszurücken.
Wenn der Hydraulikdruck nicht der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 zugeführt wird, dreht die Drehantriebskraft von dem Primärabtriebsrad 3 lediglich das Kupplungsgehäuse 4. Wenn der Hydraulikdruck der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 zugeführt wird, dreht er die äußere Hauptwelle 6 oder die innere Hauptwelle 7 gemeinsam mit dem Kurbelgehäuse 4. Die erste Kupplung CL1 oder die zweite Kupplung CL2 kann durch Anpassung der Höhe des der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 zugeführten Hydraulikdrucks teilweise eingerückt sein.
Die innere Hauptwelle 7, die mit der ersten Kupplung CL1 verbunden ist, lagert an dieser Antriebszahnräder M1, M3 und M5 für die ungeraden Gangpositionen (erste, dritte und fünfte Gangposition). Das Antriebszahnrad der ersten Gangposition M1 ist einstückig mit der inneren Hauptwelle 7 ausgebildet. Das Antriebszahnrad der dritten Gangposition M3 ist axial verschiebbar und umfänglich nicht drehbar an der inneren Hauptwelle 7 über Keilnuten angebracht. Das Antriebszahnrad der fünften Gangposition M5 ist axial nicht verschiebbar und umfänglich drehbar an der inneren Hauptwelle 7 angebracht.
Die äußere Hauptwelle 6, die mit der zweiten Kupplung CL2 verbunden ist, lagert an dieser Antriebszahnräder M2, M4 und M6 für die geraden Gangpositionen (zweite, vierte und sechste Gangposition). Das Antriebszahnrad der zweiten Gangposition M2 ist einstückig mit der äußeren Hauptwelle 6 ausgebildet. Das Antriebszahnrad der vierten Gangposition M4 ist axial verschiebbar und umfänglich nicht drehbar an der äußeren Hauptwelle 6 über Keilnuten angebracht. Das Antriebszahnrad der sechsten Gangposition M6 ist axial nicht verschiebbar und umfänglich drehbar an der äußeren Hauptwelle 6 angebracht.
Die Vorgelegewelle 9 lagert an dieser angetriebene Zahnräder C1 bis C6, welche jeweils mit den Antriebszahnrädern M1 bis M6 in Eingriff gehalten werden. Die angetriebenen Zahnräder C1 bis C4 für die erste bis vierte Gangposition sind axial nicht verschiebbar und umfänglich drehbar an der Vorgelegewelle 9 angebracht, während die angetriebenen Zahnräder C5 und C6 für die fünfte und sechste Gangposition axial verschiebbar und umfänglich nicht drehbar an der Vorgelegewelle 9 angebracht sind.
Von den vorstehenden Getriebezügen sind die Antriebszahnräder M3 und M4 und die angetriebenen Zahnräder C5 und C6, d. h. die axial verschiebbaren Zahnräder, in Abhängigkeit einer Bewegung der Schaltgabeln axial verschiebbar, wie nachstehend beschrieben, und weisen entsprechende Eingriffsnuten 51, 52, 61 und 62 auf, in welche Zinken der Schaltgabeln eingreifen. Der Drehzahlsensor der inneren Hauptwelle 131 (siehe 3) dient zur Erfassung der Drehzahl des angetriebenen Zahnrades der dritten Gangposition C3, und der Drehzahlsensor der äußeren Hauptwelle 132 dient zur Erfassung der Drehzahl des angetriebenen Zahnrades der vierten Gangposition C4.
Die Getriebezahnräder, d. h. die Antriebszahnräder M1, M2, M5 und M6 und die angetriebenen Zahnräder C1 bis C4 neben den vorstehend genannten verschiebbaren Zahnrädern, d. h. die axial nicht verschiebbaren Zahnräder, sind so angeordnet, dass sie wahlweise die Drehantriebskraft auf angrenzende verschiebbare Zahnräder übertragen. Entsprechend der vorstehenden Ausführungsform ist das derart konstruierte Doppelkupplungsgetriebe 1 in der Lage, ein gewünschtes Paar von Zahnrädern zur Übertragung der Drehantriebskraft durch eine Kombination der Positionen der verschiebbaren Zahnräder und der eingerückten und ausgerückten Zustände der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 auszuwählen.
Gemäß vorliegender Ausführungsform wird ein Klauenkupplungsmechanismus zur Übertragung der Drehantriebskraft zwischen den verschiebbaren Zahnrädern und den nicht verschiebbaren Zahnrädern eingesetzt. Der Klauenkupplungsmechanismus umfasst vertiefte und hervorstehende Konfigurationen wie z. B. Klauenlöcher und Klauenzähne, welche zur Übertragung der Drehantriebskraft mit minimalem Kraftverlust ineinander eingreifen. Gemäß vorliegender Ausführungsform greifen beispielsweise vier, an dem angetriebenen Zahnrad der sechsten Gangposition C6 ausgebildete Klauenzähne 55 in jeweils vier, in dem angetriebenen Zahnrad der zweiten Gangposition C2 ausgebildete Klauenlöcher 35 ein.
5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Getriebemechanismus 20. Der Getriebemechanismus 20 weist vier Schaltgabeln 71, 72, 81 und 82 auf, die verschiebbar an zwei Führungswellen 31 und 32 zur Betätigung der vorstehend bezeichneten, vier verschiebbaren Zahnräder angebracht sind. Die vier Schaltgabeln 71, 72, 81 und 82 weisen entsprechende Führungszinken 71a, 72a, 81a und 82a, die in die verschiebbaren Zahnräder eingreifen, und entsprechende röhrenförmige Zungen 71b, 72b, 81b und 82b auf, die in die Führungsnuten der Schalttrommel 30 eingreifen.
Die Schaltgabel 71, die in das Antriebszahnrad der dritten Gangposition M3 eingreift, und die Schaltgabel 72, die in das Antriebszahnrad der vierten Gangposition M4 eingreift, sind an der Führungswelle 31 angebracht. Die Schaltgabel 81, die in das angetriebene Zahnrad der fünften Gangposition C5 eingreift, und die Schaltgabel 82, die in das angetriebene Zahnrad der sechsten Gangposition C6 eingreift, sind an der Führungswelle 32 angebracht.
Die Schalttrommel 30, die sich parallel zu den Führungswellen 31 und 32 erstreckt, hat in deren äußerer Umfangsfläche festgelegte Führungsnuten SM1 und SM2, in welche die der Hauptwelle 13 zugeordneten Schaltgabeln 71 und 72 eingreifen, sowie in deren äußerer Umfangsfläche festgelegte Führungsnuten SC1 und SC2, in welche die der Vorgelegewelle 9 zugeordneten Schaltgabeln 81 und 82 eingreifen. Bei einer schrägen Bewegung der Schalttrommel 30 um ihre eigene Achse werden die verschiebbaren Zahnräder M3, M4, C5 und C6 gemäß den Konfigurationen der vier Führungsnuten SM1, SM2, SC1 und SC2 axial betätigt.
Die Schalttrommel 30 wird schräg in vorgegebene Winkelstellungen durch den Schaltsteuermotor 21 bewegt. Der Schaltsteuermotor 21 überträgt seine Drehantriebskraft auf eine Schalttrommelwelle 29, welche die eine Hohlzylinderform aufweisende Schalttrommel 30 abstützt, über ein erstes Zahnrad 23, das an einer mit der Ausgangswelle des Schaltsteuermotors 21 gekoppelten Drehwelle 22 angebracht ist, ein zweites Zahnrad 24, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 23 gehalten wird, und ein an der Schalttrommelwelle 29 angebrachtes und in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 24 gehaltenes Zahnrad. Die Schalttrommelwelle 29 ist über einen Totgangmechanismus 4a mit der Schalttrommel 30 gekoppelt.
Der Totgangmechanismus 4a ist ein Mechanismus, bei dem die Schalttrommelwelle 29 und die Schalttrommel 30 durch eine Torsionsschraubenfeder 5a miteinander gekoppelt sind, so dass, auch wenn der Klauenkupplungsmechanismus nicht in Eingriff kommt und die Schalttrommel 30 nicht gedreht wird, die Energie von dem Schaltsteuermotor 21 vorübergehend von der Torsionsschraubenfeder 5a gespeichert wird, um zu verhindern, dass eine übermäßig hohe Last auf den Schaltsteuermotor 21 aufgebracht wird. Der Totgangmechanismus 4a weist einen an einem Ende der Schalttrommelwelle 29 angebrachten Antriebsrotor 7a, einen an einem Ende der Schalttrommel 30 angebrachten, Abtriebsrotor 6a sowie die den Antriebsrotor 7a und den Abtriebsrotor 6a miteinander verbindende Torsionsschraubenfeder 5a auf. Wenn die Schalttrommel 30 dazu bereit ist, sich um ihre eigene Achse zu drehen, während die Energie von dem Schaltsteuermotor 21 vorübergehend von der Torsionsschraubenfeder 5a gespeichert worden ist, beginnt die Schalttrommel 30, sich unter der Vorspannung der Torsionsschraubenfeder 5a zu drehen.
Der Gangpositionssensor 134 (siehe 3) ist zur Erfassung der Winkelstellung der Schalttrommel 30 oder des angetriebenen Rotors 6 angeordnet, um eine Ist-Winkelstellung der Schalttrommel 30 zu erfassen. Der Schalthebelsensor 27 kann auf der Grundlage der Winkelposition einer Nocke 28, die von einem Stift 26 gedreht wird, welcher in einen an der Schalttrommelwelle 29 befestigten Schalthebel 25 eingebettet ist, erfassen, ob sich der Schaltsteuermotor 21 in einer vorgegebenen Winkelstellung befindet oder nicht.
6 zeigt ein Blockschaltbild der AMT Steuereinheit 120 als Kupplungssteuervorrichtung. Die AMT Steuereinheit 120 weist eine Getriebesteuerung 180 mit einem Getriebeplan 181 und einer Kupplungssteuereinrichtung 182 sowie einen Fahrzustandsdetektor 140 auf. Die AMT Steuereinheit 120 kann als Teil einer elektronischen Steuereinheit angeordnet sein, die auch andere als die in 6 dargestellten Teile des Motors 100 etc. steuert.
Während das Motorrad 10 normal fährt, betätigt die Getriebesteuerung 180 den Schaltsteuermotor 21 und das Ventil 107 gemäß dem Getriebeplan 181, welcher einen dreidimensionalen Plan oder dergleichen aufweist, auf der Grundlage von Ausgangssignalen von dem Motordrehzahlsensor 130, dem Drosselklappenöffnungssensor 103 und dem Gangpositionssensor 134 sowie Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten können auf der Grundlage einer von dem Gangpositionssensor 134 erfassten Gangposition und Ausgangssignalen von dem Drehzahlsensor der inneren Hauptwelle 131 und dem Drehzahlsensor der äußeren Hauptwelle 132 berechnet werden. Der Getriebesteuerung 180 wird außerdem ein Ausgangssignal von einem Zündungsschalter 70 zugeführt, der eine Hauptenergieversorgung des Motorrades 10 ein- und ausschaltet.
Der Fahrzustandsdetektor 140 bestimmt Fahrzustände des Motorrades 10 auf der Grundlage der Ausgangssignale von den verschiedenen Sensoren, welche in die Getriebesteuerung 180 eingegeben werden. Die Fahrzustände weisen einen Zustand auf, in welchem das Motorrad 10 stoppt, einen Zustand, in dem das Motorrad 10 fährt, Getriebezahnradstellungen, einen Zustand unmittelbar nachdem der Motor 100 angelassen worden ist, etc.
Wenn sich das Motorrad 10 in Bewegung setzt und wenn es Gangpositionen wechselt, betätigt die Kupplungssteuereinrichtung 182 der AMT Steuereinheit 120 nach der vorliegenden Ausführungsform das Ventil 107 mit Antriebssignalen, deren PWM Dauer in Abhängigkeit der Ausmaße, in welchen die erste und zweite Kupplung CL1 und CL2 eingerückt sind, veränderlich ist, um dadurch Schwankungen von I-P Eigenschaften unter Steuerung von niedrigem Hydraulikdruck zu minimieren und außerdem Hydraulikdruckschwankungen unter Steuerung von mittlerem und hohem Hydraulikdruck zu minimieren, um eine gute Hydraulikdrucksteuerung zu erzielen. Die I-P Eigenschaften beziehen sich auf Eigenschaften, welche die Beziehung zwischen Spulenstromwerten für lineare Magneten des Ventils 107 und den Hydraulikdrücken der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 darstellen.
Insbesondere, wie in der in 7 gezeigten Tabelle veranschaulicht, verändert die Kupplungssteuereinrichtung 182 PWM Dauer und Tastverhältnisse (Prozentsätze der Dauer eines hohen Impulspegels in der Impulsdauer) in Abhängigkeit der eingerückten Zustände der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2, d. h. Hydraulikdruckbereiche, um die Spulenantriebsströme für die normalerweise geschlossenen, linearen Magneten des Ventils 107 zu steuern, um dadurch die vorstehend bezeichnete, gute Hydraulikdrucksteuerung zu erzielen. Die in 7 dargestellte Tabelle veranschaulicht ein Einstellungsbeispiel, in dem bei dem niedrigen Hydraulikdruck das Tastverhältnis gering ist und die PWM Dauer lang ist (z. B. eine Dauer von 5,0 Millisekunden und eine Frequenz von 200 Hz), bei dem mittleren Hydraulikdruck das Tastverhältnis mittel ist und die PWM Dauer mittel ist (z. B. eine Dauer von 2,5 Millisekunden und eine Frequenz von 400 Hz), und bei dem hohen Hydraulikdruck das Tastverhältnis hoch ist und die PWM Dauer kurz ist (z. B. eine Dauer von 1,25 Millisekunden und eine Frequenz von 800 Hz).
Mit anderen Worten stellt das in 7 gezeigte Beispiel drei Hydraulikdruckbereiche dar, d. h. niedrige, mittlere und hohe Hydraulikdruckbereiche, welche derart erstellt werden, dass die PWM Dauer länger ist, wenn der Hydraulikdruck niedriger ist, und die PWM Dauer kürzer ist, wenn der Hydraulikdruck höher ist. Folglich wird in dem in 7 gezeigten Beispiel, wenn die Kupplungen von dem ausgerückten Zustand, in dem der Hydraulikdruck niedriger ist, zu zunehmend weiter eingerückten Zuständen wechseln, in welchen der Hydraulikdruck höher ist, die PWM Dauer zunehmend kürzer. Der Hydraulikdruck kann auf zwei Stufen „niedrig” und „hoch” eingestellt werden, wobei die Stufe „mittel” wegfällt, oder kann auf vier oder mehr verschiedene Stufen eingestellt werden.
Das in 7 gezeigte Beispiel stellt auch verschiedene PWM Dauern dar, die in Bezug auf die Tastverhältnisse von Spulenantriebsströmen erstellt sind, welche abhängig von den Hydraulikdrücken eingestellt werden, die eingerückte Zustände der Kupplungen widerspiegeln. Wie in der vorstehend bezeichneten Patentschrift 1 und anderen Schriften offenbart, gibt es bereits eine Technik zur Änderung der Tastverhältnisse der Spulenantriebsströme in Abhängigkeit der Hydraulikdrücke, während die PWM Dauer auf eine feste Höhe eingestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist auch in Kombination mit dieser bestehenden Technik auf eine Anordnung zur Änderung der PWM Dauer in Bezug auf die Tastverhältnisse in Abhängigkeit der Hydraulikdrücke anwendbar. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung unter Einsatz der bestehenden Technik hinsichtlich der Einstellung der Tastverhältnisse in Abhängigkeit der Hydraulikdrücke angewendet werden, um die PWM Dauer auf einen längeren Wert einzustellen, wenn das Tastverhältnis geringer ist, und die PWM Dauer auf einen kürzeren Wert einzustellen, wenn das Tastverhältnis höher ist.
Ein Grund für die Erzielung der guten Hydraulikdrucksteuerung durch Steuern der Spulenantriebsströme mit den in 7 dargestellten Einstellungen besteht darin, dass in einer in 8 gezeigten Tabelle dargestellte Eigenschaften durch die Änderung der PWM Dauern der Spulenantriebsströme für die linearen Magnetventile zur Verfügung stehen. Gemäß vorliegender Erfindung wird, insbesondere solange der Hydraulikdruck niedrig ist und das Ausmaß, in dem die Kupplungen eingerückt sind, gering ist, eine längere PWM Dauer erstellt, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass die Spulenantriebsströme rasch erhöht werden können, und wenn der Hydraulikdruck höher wird und das Ausmaß, in dem die Kupplungen eingerückt werden, größer wird, eine kürzere PWM Dauer erstellt, um die Kupplungen unter Ausnutzung kleiner Amplituden der Spulenantriebsströme ruckfrei einzurücken.
Die 9 und 10 sind Prinzipschaubilder von Beispielen der Eigenschaften aus 8, die Strom-Wellenformen und Hydraulikdruck-Wellenformen in Abhängigkeit von PWM Dauern und Tastverhältnissen, die erstellt werden, zeigen. 9 veranschaulicht Beispiele [1] und [2], in welchen eine längere PWM Dauer (eine niedrigere Frequenz) erstellt ist, wobei die Wellenformen [1] eingezeichnet sind, wenn ein höheres Tastverhältnis eingestellt ist, und die Wellenform [2] eingezeichnet ist, wenn ein geringeres Tastverhältnis eingestellt ist. In den beiden Beispielen [1] und [2] sind die Zeiten, die zur Erreichung von durch die gestrichelten Linien L1 und L2 angegebenen Sollhydraulikdrücken erforderlich sind, schneller, wie durch die Pfeile A11 und A21 angedeutet, aber die Hydraulikdruckschwankungen nach dem Erreichen der Sollhydraulikdrücke sind größer, wie durch die Pfeile A12 und A22 angedeutet, im Vergleich zu den in 10 dargestellten Beispielen, in welchen die PWM Dauer kürzer ist, wie nachstehend beschrieben wird. 10 veranschaulicht Beispiele [3] und [4], in welchen eine kürzere PWM Dauer (eine höhere Frequenz) erstellt ist, wobei die Wellenformen [3] eingezeichnet sind, wenn ein höheres Tastverhältnis eingestellt ist, und die Wellenform [4] eingezeichnet ist, wenn ein geringeres Tastverhältnis eingestellt ist. In den beiden Beispielen [3] und [4] sind die Zeiten, die zur Erreichung von durch die gestrichelten Linien L3 und L4 angegebenen Sollhydraulikdrücken erforderlich sind, langsamer, wie durch die Pfeile A31 und A41 angedeutet, aber die Hydraulikdruckschwankungen nach Erreichen der Sollhydraulikdrücke sind geringer, wie durch die Pfeile A32 und A42 angedeutet, im Vergleich zu den in 9 dargestellten Beispielen.
11 zeigt ein Fließdiagramm des Verfahrens zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils nach der vorliegenden Ausführungsform. Das in 11 dargestellte Fließdiagramm betrifft ein Beispiel, in dem drei Hydraulikdrücke, d. h. niedrige, mittlere und hohe Hydraulikdrücke, wie in 7 dargestellt, aufgebracht werden und die Spulenantriebsströme bei PWM Dauern entsprechend diesen drei Hydraulikdrücken gesteuert werden.
Das in 11 dargestellte Fließdiagramm wird in Abhängigkeit der von der Getriebesteuerung 180 getroffenen Entscheidung gestartet, mit dem Einrücken einer der Kupplungen zu beginnen, wenn sich das Motorrad 10 in Bewegung setzt oder Gangpositionen gewechselt werden. In Schritt S1 bestimmt die Getriebesteuerung 180, ob der von dem ersten Hydraulikdrucksensor 63 oder dem zweiten Hydraulikdrucksensor 64 gemessene Hydraulikdruck entsprechend der einzurückenden ersten Kupplung CL1 oder zweiten Kupplung CL2 (dies gilt auch für die Schritte S2 und S5) gleich einem ersten oder höher als ein erster Schaltschwellenwert ist oder nicht. Wenn der gemessene Hydraulikdruck gleich dem ersten oder höher als der erste Schaltschwellenwert ist, dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S2. Wenn der gemessene Hydraulikdruck niedriger als der erste Schaltschwellenwert ist, dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S31. Der erste Schaltschwellenwert kann auf einen vorgegebenen Wert, z. B. 250 kPa, an der Grenze zwischen einem niedrigen Hydraulikdruckbereich und einem mittleren Hydraulikdruckbereich eingestellt werden.
In Schritt S2 bestimmt die Getriebesteuerung 180, ob der von dem ersten Hydraulikdrucksensor 63 oder dem zweiten Hydraulikdrucksensor 64 gemessene Hydraulikdruck gleich einem zweiten oder höher als ein zweiter Schaltschwellenwert ist. Wenn der gemessene Hydraulikdruck gleich dem zweiten oder höher als der zweite Schaltschwellenwert ist, dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S33. Wenn der gemessene Hydraulikdruck niedriger als der zweite Schaltschwellenwert ist, dann geht die Steuerung weiter zu Schritt 32. Der zweite Schaltschwellenwert kann auf einen vorgegebenen Wert, z. B. 800 kPa, an der Grenze zwischen dem mittleren Hydraulikdruckbereich und einem hohen Hydraulikdruckbereich eingestellt werden.
Da in Schritt S31 der gemessene Hydraulikdruck in dem niedrigen Hydraulikdruckbereich liegt, stellt die Kupplungssteuereinrichtung 182 die PWM Dauer für den Spulenantriebsstrom für das lineare Magnetventil 107 auf einen langen Wert ein, z. B. 5,0 Millisekunden wie in 7 dargestellt, und stellt den Sollhydraulikdruck auf den ersten Schaltschwellenwert als Einstellungen für den niedrigen Hydraulikdruckbereich ein, wonach die Steuerung weiter zu Schritt S4 geht. In Schritt S31 kann die Kupplungssteuereinrichtung 182 gleichzeitig das Tastverhältnis des Spulenantriebsstroms für das lineare Magnetventil 107 auf einen geringen Wert als eine Einstellung für den niedrigen Hydraulikdruckbereich einstellen.
Da in Schritt S32 der gemessene Hydraulikdruck im mittleren Hydraulikdruckbereich liegt, stellt die Kupplungssteuereinrichtung 182 die PWM Dauer für den Spulenantriebsstrom für das lineare Magnetventil 107 auf einen mittleren Wert ein, z. B. 2,5 Millisekunden wie in 7 gezeigt, und stellt den Sollhydraulikdruck auf den zweiten Schaltschwellenwert als Einstellungen für den mittleren Hydraulikdruckbereich ein, wonach die Steuerung weiter zu Schritt S4 geht. In Schritt S32 kann die Kupplungssteuereinrichtung 182 gleichzeitig das Tastverhältnis des Spulenantriebsstromes für das lineare Magnetventil 107 auf einen mittleren Wert als eine Einstellung für den mittleren Hydraulikdruckbereich einstellen.
Da in Schritt S33 der gemessene Hydraulikdruck in dem hohen Hydraulikdruckbereich liegt, stellt die Kupplungssteuereinrichtung 182 die PWM Dauer für den Spulenantriebsstrom für das lineare Magnetventil 107 auf einen kurzen Wert ein, z. B. 1,25 Millisekunden wie in 7 gezeigt, und stellt den Sollhydraulikdruck auf einen vorgegebenen Wert entsprechend dem eingerückten Kupplungszustand als Einstellungen für den hohen Hydraulikdruckbereich ein, wonach die Steuerung weiter zu Schritt S4 geht. In Schritt S33 kann die Kupplungssteuereinrichtung 182 gleichzeitig das Tastverhältnis des Spulenantriebsstromes für das lineare Magnetventil 107 auf einen hohen Wert als eine Einstellung für den hohen Hydraulikdruckbereich einstellen.
In den Schritten S31, S32 und S33 kann das Tastverhältnis auf konstante niedrige, mittlere bzw. hohe Werte eingestellt werden, oder kann auf Werte eingestellt werden, die in Abhängigkeit des Hydraulikdrucks innerhalb vorgegebener Bereiche variieren, die als niedrige, mittlere und hohe Bereiche festgelegt sind. Das Tastverhältnis kann durch das in der vorstehend beschriebenen Patentschrift 1 bezeichnete Verfahren oder andere bestehende Verfahren eingestellt werden.
In Schritt S4 führt die Kupplungssteuereinrichtung 182 ein Stromantriebssteuerungsverfahren durch, um das lineare Magnetventil 107 auf der Grundlage der vorliegenden Einstellungen des Spulenantriebsstromes und des Sollhydraulikdrucks zu betätigen. Danach geht die Steuerung weiter zu Schritt S5. In Schritt S5 bestimmt die Getriebesteuerung 180, ob der von dem ersten Hydraulikdrucksensor 63 oder dem zweiten Hydraulikdrucksensor 64 gemessene Hydraulikdruck den Sollhydraulikdruck erreicht hat und stabil ist oder nicht, d. h. ob Schwankungen des Hydraulikdrucks über einen bestimmten Zeitraum in der Vergangenheit in einen vorgegebenen Bereich über den Sollhydraulikdruck fallen oder nicht. Wenn die Antwort positiv ausfällt, dann geht die Steuerung zurück zu Schritt S1. Wenn die Antwort negativ ausfällt, dann geht die Steuerung zurück zu Schritt S4, in welchem die Kupplungssteuereinrichtung 182 mit dem Stromantriebssteuerungsverfahren zur Betätigung des linearen Magnetventils 107 in einem nächsten Durchgang fortfährt.
12 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Beispiels von zeitabhängigen Schwankungen des von dem ersten Hydraulikdrucksensor 63 oder dem zweiten Hydraulikdrucksensor 64 erfassten Hydraulikdrucks in dem an dem linearen Magnetventil 107 gemäß dem in 11 dargestellten Fließdiagramm durchgeführten Stromantriebssteuerungsverfahren. In 12 ist die Zeit t1 die Zeit, zu der die Durchführung des Stromantriebssteuerungsverfahrens beginnt. Zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 liegt der Hydraulikdruck in dem niedrigen Hydraulikdruckbereich, und das Stromantriebssteuerungsverfahren wird durchgeführt, bei dem der Sollhydraulikdruck auf den ersten Schaltschwellenwert eingestellt ist, die PWM Dauer auf einen langen Wert eingestellt ist und das Tastverhältnis auf einen niedrigen Wert eingestellt ist, wie in einer Spalte C1 angegeben. Zur der Zeit t2 wird der Hydraulikdruck so bestimmt, dass er den ersten Schaltschwellenwert erreicht hat und stabil ist. Zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 liegt der Hydraulikdruck in dem mittleren Hydraulikdruckbereich und das Stromantriebssteuerungsverfahren wird durchgeführt, in dem der Sollhydraulikdruck auf den zweiten Schaltschwellenwert eingestellt ist, die PWM Dauer auf einen mittleren Wert eingestellt ist und das Tastverhältnis auf einen mittleren Wert eingestellt ist, wie in einer Spalte C2 angegeben. Zu der Zeit t3 wird der Hydraulikdruck so bestimmt, dass er den zweiten Schaltschwellenwert erreicht hat und stabil ist. Nach der Zeit t3 liegt der Hydraulikdruck in dem hohen Hydraulikdruckbereich und das Stromantriebssteuerungsverfahren wird durchgeführt, in dem der Sollhydraulikdruck auf einen vorgegebenen Wert entsprechend dem eingerückten Kupplungszustand eingestellt ist, die PWM Dauer auf einen kurzen Wert eingestellt ist und das Tastverhältnis auf einen hohen Wert eingestellt ist, wie in einer Spalte C3 angegeben. Nachdem der Hydraulikdruck einen bestimmten Wert erreicht hat, wird er im Allgemeinen stabil gehalten. Die Spalten C1 bis C3 zeigen schematisch Beispiele von Tastverhältnis-Wellenformen und PWM-Wellenformen, die wie vorstehend beschrieben eingestellt sind.
Wie in 12 schematisch dargestellt, ist das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils gemäß vorliegender Erfindung in der Lage, Schwankungen von I-P Eigenschaften unter Steuerung von niedrigem Hydraulikdruck zu minimieren und außerdem Hydraulikdruckschwankungen unter Steuerung von mittlerem und hohem Hydraulikdruck zu minimieren, um eine gute Hydraulikdrucksteuerung zu erzielen.
Ergänzende Erläuterungen (1) und (2) der vorliegenden Erfindung werden nachstehend dargelegt.

(1) In der vorstehenden Beschreibung ist das lineare Magnetventil 107 normalerweise geschlossen und kann bei Erregung durch elektrische Ströme geöffnet werden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung auch auf ein normalerweise offenes lineares Magnetventil anwendbar. Wird ein normalerweise offenes lineares Magnetventil verwendet, wie in 13 dargestellt, wird das Tastverhältnis auf niedrigere Werte eingestellt und wird die PWM Dauer auf kürzere Werte eingestellt, wenn sich das Ausmaß, in dem die Kupplungen eingerückt werden, von dem ausgerückten Zustand derselben erhöht. 13 zeigt ein Beispiel von Einstellungen für das normalerweise offene lineare Magnetventil, welche denjenigen der PWM Dauer und des Tastverhältnisses für das normalerweise geschlossene lineare Magnetventil 107, wie in 7 dargestellt, entsprechen.
(2) Die PWM Dauer, die gemäß der vorliegenden Erfindung veränderlich ist, sollte vorzugsweise synchron mit der Dauer des Steuerungsverfahrens eingestellt werden, das für die Kupplung (die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2) von der Kupplungssteuereinrichtung 180 als der elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, d. h. der Dauer des für das Ventil 107 mit Eingabe- und Ausgabesignalen mit Rückmeldung und Vorsteuerung durchgeführten Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens.

Eine derartige Synchronisierung kann dadurch erreicht werden, dass ein Vielfaches durch eine natürliche Zahl der Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens an die PWM Dauer angeglichen wird. Vorausgesetzt, die PWM Dauer beträgt 4 Millisekunden, dann kann beispielsweise eine Synchronisierung nicht erfolgen, wenn die Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens 5 Millisekunden beträgt, aber es kann eine Synchronisierung erfolgen, wenn die Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens 2 Millisekunden beträgt, da das Doppelte der Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens gleich der PWM Dauer ist. In dem in 7 dargestellten Einstellungsbeispiel, in dem die PWM Dauer veränderlich ist (5,0 Millisekunden, 2,5 Millisekunden und 1,25 Millisekunden), kann ständig eine Synchronisierung durchgeführt werden, wenn die Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens beispielsweise 1,25 Millisekunden beträgt.
Durch die Einstellung der PWM Dauer synchron mit der Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens ist es möglich, das Hydraulikdrucksteuerungsverfahren mit Eingabe- und Ausgabesignalen mit Rückmeldung und Vorsteuerung synchron mit der PWM Dauer an dem Hydraulikdruck durchzuführen, der in einer Weise variiert, dass er die PWM Dauer widerspiegelt, unter Einsatz des linearen Magnetventils 107, das durch PWM strombetrieben wird, um dadurch die Genauigkeit von digitaler Steuerung zu erhöhen und Schwankungen einer Kupplungsvolumensteuerung zu minimieren. (Wenn die PWM Dauer nicht synchron mit der Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens ist, z. B. wenn die PWM Dauer 4 Millisekunden beträgt und die Dauer des Hydraulikdrucksteuerungsverfahrens 5 Millisekunden beträgt, dann werden Eingabesignale mit Rückmeldung und Vorsteuerung periodisch weggelassen, die den Hydraulikdruck angeben, der in einer Weise variiert, dass er die Dauer von 4 Millisekunden widerspiegelt.
Bezugszeichenliste

CL1, CL2: Hydraulikkupplung,
107a, 107b: lineares Magnetventil,
182: Kupplungssteuereinrichtung,
63, 64: Hydraulikdrucksensor,
100: Energiequelle,
WR: Antriebsrad.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-286057 A [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines linearen Magnetventils (107a, 107b), indem eine Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils durchgeführt wird, welches bei Erregung offen ist, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung einer Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen höheren Wert und Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht.
Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stromes eines normalerweise offenen linearen Magnetventils (107a, 107b), indem eine Pulsweitenmodulation an einem Spulenstrom zur Erregung eines linearen Magneten des linearen Magnetventils durchgeführt wird, welches bei Erregung geschlossen wird, um den Hydraulikdruck eines Arbeitsöls in einer Hydraulikkupplung (CL1, CL2) zur Übertragung und Unterbrechung von Drehantriebskraft von einer Energiequelle (100) zu einem Antriebsrad (WR) eines Fahrzeuges anzupassen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Einstellen eines Tastverhältnisses auf einen niedrigeren Wert und Einstellen einer Dauer der Pulsweitenmodulation auf einen kürzeren Wert (S31, S32, S33), wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, von einem ausgerückten Zustand derselben erhöht.
Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils nach Anspruch 2, wobei die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis in Abhängigkeit eines Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt werden.
Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils nach Anspruch 3, wobei die Dauer der Pulsweitenmodulation und das Tastverhältnis schrittweise auf vorgegebene Werte der Dauer und Werte des Tastverhältnisses in entsprechenden vorgegebenen Bereichen des Hydraulikdrucks des Arbeitsöls in der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingestellt werden.
Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stromes des linearen Magnetventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dauer der Pulsweitenmodulation, die auf den kürzeren Wert eingestellt wird, wenn sich das Ausmaß, in dem die Hydraulikkupplung (CL1, CL2) eingerückt wird, erhöht, synchron mit einer vorgegebenen Steuerdauer in einer elektronischen Steuereinheit eingestellt wird, welche den Betrieb der Hydraulikkupplung (CL1, CL2) steuert.