DE112014001667B4

DE112014001667B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes

Info

Publication number: DE112014001667B4
Application number: DE112014001667.5T
Authority: DE
Inventors: Yuji Noto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: JP2014190349A; CN105051428A; DE112014001667T5; US9581238B2; WO2014156660A1; US20160053885A1; CN105051428B; JP6062298B2

Abstract

Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1), umfassend: ein Stellglied (2), einen Rastmechanismus (5), der durch das Stellglied (2) angetrieben wird und in einen Eingriff mit einem konkaven Teil (5a), der an einer Position in Entsprechung zu einem zu positionierenden Übersetzungsbereich ausgebildet ist, gebracht wird, sodass der Rastmechanismus (5) den Übersetzungsbereich wechselt, und eine Steuereinheit (24), die eine Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn der Rastmechanismus (5) zu einer Grenzposition des Bewegungsbereichs des Rastmechanismus (5) angetrieben wird, um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von der Grenzposition weg zu bewegen, sich zu dem Tal des konkaven Teils (5a) bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt, und die beim Setzen eines Zielwerts für eine Position in Entsprechung zu einem anderen Übersetzungsbereich, der sich von dem Übersetzungsbereich mit einer vollständig gesetzten Position unterscheidet, eine Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn der Rastmechanismus (5) um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von dem Zielwert für den Übersetzungsbereich mit der vollständig gesetzten Position weg zu bewegen, sich zu dem Tal eines konkaven Teils (5a) in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes, die ermöglichen, dass ein Stellglied den Bereich des Automatikgetriebes wechselt, und insbesondere eine Technik zum Lernen von Positionen in Entsprechung zu den Bereichen.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes bekannt, die mit einem elektrisch angetriebenen und gesteuerten Stellglied und einer Bereichsschaltwelle, die an Winkeln in Entsprechung zu einer Vielzahl von Bereichen durch einen Rastmechanismus positioniert wird, versehen ist und ermöglicht, dass das Stellglied die Bereichsschaltwelle derart dreht, dass die Bereichsschaltwelle zwischen der Vielzahl von Bereichen wechselt.
Bei diesem Typ von Bereichsschaltvorrichtung führen Variationen bei der Herstellung oder Montage von Konfigurationskomponenten zu Variationen in dem Drehwinkel der Bereichsschaltwelle, sodass die Positionierungsgenauigkeit und die Reaktionsfähigkeit der Bereichsschaltsteuerung basierend auf dem erfassten Wert des Drehwinkels schlechter wird.
In dem Patentdokument 1 wird eine Bereichsposition derart gesetzt, dass eine Grenzposition (die Wand eines konkaven Teils) des Betätigungsbereichs einer an der Bereichsschaltwelle fixierten Rastplatte als eine Bezugsposition gelernt wird und der Drehwinkel von der Bezugsposition zu der Bereichsposition als ein fixer Wert gegeben wird. Weitere Vorrichtungen zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes sind in den Patentdokumenten 2 bis 4 offenbart.
REFERENZDOKUMENTE
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 2004-308 752 A
Patentdokument 2: DE 60 2004 008 755 T2
Patentdokument 3: DE 10 2011 086 207 A1
Patentdokument 4: DE 10 2005 052 349 A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEMSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei dem in dem Patentdokument 1 angegebenen Lernen treten jedoch Variationen in der Grenzposition (der Wand eines konkaven Teils) und der Bereichsposition (dem Tal des konkaven Teils) aufgrund von Verarbeitungsfehlern oder ähnlichem auf, sodass die Bereichsposition (ein absoluter Wert) nicht genau erfasst werden kann und die Lerngenauigkeit nicht ausreichend verbessert werden kann.
PROBLEMLÖSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes vorgesehen, die umfasst: ein Stellglied; einen Rastmechanismus, der durch das Stellglied angetrieben und in einen Eingriff mit einem konkaven Teil der an einer Position in Entsprechung zu einem zu positionierenden Übersetzungsbereich ausgebildet ist, gebracht wird, sodass der Rastmechanismus den Übersetzungsbereich wechselt; und eine Steuereinheit, die eine Position des Rastmechanismus als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus erfasst wird, wenn der Rastmechanismus zu einer Grenzposition des Bewegungsbereichs des Rastmechanismus angetrieben wird, um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von der Grenzposition weg zu bewegen, sich zu dem Tal des konkaven Teils bewegt ohne von dem Stellglied angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt, und die beim Setzen eines Zielwerts für eine Position in Entsprechung zu einem anderen Übersetzungsbereich, der sich von dem Übersetzungsbereich mit einer vollständig gesetzten Position unterscheidet, eine Position des Rastmechanismus als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus erfasst wird, wenn der Rastmechanismus um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von dem Zielwert für den Übersetzungsbereich mit der vollständig gesetzten Position weg zu bewegen, sich zu dem Tal eines konkaven Teils in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich bewegt ohne von dem Stellglied angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes vorgesehen, mit dem ein Rastmechanismus durch ein Stellglied angetrieben und in einen Eingriff mit einem konkaven Teil, der an einer Position in Entsprechung zu einem zu positionierenden Übersetzungsbereich ausgebildet ist, gebracht wird, sodass der Übersetzungsbereich gewechselt wird, wobei das Verfahren umfasst: Antreiben des Rastmechanismus zu einer Grenzposition des Bewegungsbereichs des Rastmechanismus, und Antreiben des Rastmechanismus um eine vorbestimmte Größe, sodass er sich von der Grenzposition weg bewegt; Setzen einer Position des Rastmechanismus als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich, wobei die Position des Rastmechanismus erfasst wird, wenn sich der Rastmechanismus zu dem Tal des konkaven Teils bewegt ohne von dem Stellglied angetrieben zu werden und natürlich stoppt; und beim Setzen eines Zielwerts für eine Position in Entsprechung zu einem anderen Übersetzungsbereich, der sich von dem Übersetzungsbereich mit einer vollständig gesetzten Position unterscheidet, Setzen einer Position des Rastmechanismus als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich, wobei die Position des Rastmechanismus erfasst wird, wenn der Rastmechanismus um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von dem Übersetzungsbereich mit der vollständig gesetzten Position weg zu bewegen, sich zu dem Tal eines konkaven Teils in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich bewegt ohne von dem Stellglied angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Ein Rastmechanismus wird in einem natürlichen Zustand in einen Eingriff mit einem konkaven Teil gebracht, indem er um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, die von einer Grenzposition gesetzt wird, sodass der Rastmechanismus genau an einer Position in Entsprechung zu einem Übersetzungsbereich positioniert werden kann und die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich mit einer hohen Genauigkeit gesetzt werden kann. Dadurch werden die Positionsgenauigkeit und die Reaktionsfähigkeit der Übersetzungsbereich-Schaltsteuerung verbessert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Systemkonfiguration einer Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Antriebsmechanismus für eine Bereichsschaltwelle zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung zum Lernen einer P-Bereichsposition zeigt.
4 zeigt die Bewegung der Bereichsschaltwelle und einen peripheren Teil, wenn die P-Bereichsposition gelernt wird.
5 ist ein Zeitdiagramm für die Steuerung zum Lernen der P-Bereichsposition.
6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung in jedem Wert während der Durchführung einer Steuerung zum Wechseln zwischen einem P-Bereich und einem nicht-P-Bereich zeigt.
7 ist ein Zeitdiagramm für die Steuerung zum Lernen einer nicht-P-Bereichsposition.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine Systemkonfiguration einer Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes gemäß der Ausführungsform zeigt.
In 1 ist ein Motor (Stellglied) 2 zum Antreiben eines Bereichsschaltventils 6 (weiter unten beschrieben) an einem in einem Fahrzeug montierten Automatikgetriebe 1 angebracht.
Ein Reduktionsgetriebemechanismus 3 ist an einer Ausgangswelle eines Motors 2 vorgesehen, wobei der Motor 2 konfiguriert ist, um die Drehung einer Bereichsschaltwelle 4 über den Reduktionsgetriebemechanismus 3 anzutreiben.
Eine vorbestimmte Größe eines Spiels in einer Drehrichtung wird in einem Verbindungsteil gebildet, in dem die Endstufe des Reduktionsgetriebemechanismus 3 in einem Keileingriff mit der Bereichsschaltwelle 4 steht.
Ein Rastmechanismus 5 ist an der Bereichsschaltwelle 4 angebracht und positioniert die Bereichsschaltwelle 4 an Winkeln in Entsprechung zu einer Vielzahl von Bereichen.
Der Rastmechanismus 5 weist eine in 2 gezeigte Konfiguration auf. Ein Rasthebel 5A ist an der Bereichsschaltwelle 4 fixiert und dreht sich zusammen mit der Bereichsschaltwelle 4. Eine Rastfeder 5B hält eine Rolle 5b und greift in konkave Teile 5a ein, die an einem Umfangsrand des Rasthebels 5A in Entsprechung zu den Bereichen ausgebildet sind, und drück und spannt die Rolle 5b zu den konkaven Teilen 5a vor.
Der Rastmechanismus mit der oben genannten Konfiguration positioniert die Bereichsschaltwelle 4 an einem Winkel in Entsprechung zu einem P-Bereich (Parkbereich), einem R-Bereich (Rückwärtsbereich), einem N-Bereich (Neutralbereich), einem D-Bereich (Fahrbereich), einem zweiten Bereich und einem ersten Bereich.
Stopper 51A und 51B sind auf beiden Seiten des Rasthebels 5A in der Drehrichtung vorgesehen und schränken den Betriebsbereich des Rasthebels 5A ein.
Eine Drehbewegung der Bereichsschaltwelle 4 wird zu einer Axialbewegung eines Bereichsschaltventils 6 aufgrund eines Eingriffs zwischen dem Rasthebel 5A und dem Bereichsschaltventil 6 gewandelt. Und wenn das Bereichsschaltventil 6 axial in einem Ventilkörper 7 verschoben wird, wechseln Hydrauliköffnungen zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen und wird ein Leitungsdruck in Übereinstimmung mit jeweils dem Übersetzungsbereich verteilt.
Ein Nocken 9 ist an einem Ende einer Stange 8 befestigt, während das andere Ende an einem Rasthebel 5A befestigt ist. Eine schwenkbar gehaltene Parkstange 10 wird derart angetrieben, dass die Parkstange 10 aufgrund eines Gleitkontakts zwischen der Parkstange 10 und dem Nocken 9 schwenkt. In der P-Bereichsposition greift eine Klinke 10a der Parkstange 10 in einen konkaven Teil 11a eines Parkzahnrads 11 derart ein, dass das Parkzahnrad 11 fixiert wird.
Die Bereichsschaltwelle 4 umfasst ein Potentiometer 21, das kontinuierlich den Winkel der Bereichsschaltwelle 4 erfasst, und ist mit einem Hemmschalter 22 versehen, der die Bereiche erfasst, zu denen das Automatikgetriebe 1 geschaltet wird.
Weiterhin ist ein durch einen Fahrer betätigter Bereichswahlschalter 23 vorgesehen.
Eine A/T-Steuereinheit (A/T-C/U) 24 empfängt Signale von dem Potentiometer 21, dem Hemmschalter 22 und dem Bereichswahlschalter 23.
Die A/T-Steuereinheit 24 steuert den Antrieb des Motors 2 in Übereinstimmung mit einem Befehl zum Schalten des Bereichs, der basierend auf einer Eingabe von dem Bereichswahlschalter 23 bestimmt wird. Die Bereichsschaltsteuerung wird weiter unten beschrieben.
Die A/T-Steuereinheit 24 weist eine Funktion zum Setzen der Position (Zielwinkel für jeden Bereich) der Bereichsschaltwelle 4 für den entsprechenden Bereich durch Lernen auf, um eine Abweichung in einem durch das Potentiometer 21 erhaltenen Erfassungswinkel zu kompensieren. Die Lernsteuerung wird mit Bezug auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben.
In dem Flussdiagramm von 3 wird in Schritt 11 bestimmt, ob Lernbedingungen erfüllt werden. Die Lernbedingungen sind derart gesetzt, dass ein Lernen während einer Zeitperiode eines Stoppens des Fahrzeugs durchgeführt wird, während welcher die Fahrt des Fahrzeugs nicht durch das Lernen beeinflusst wird. Die Lernbedingungen umfassen vorzugsweise die Bedingung, dass eine Parkbremse betätigt ist, zusätzlich zu der Fahrzeugstoppbedingung. Das Lernen kann durchgeführt werden, bevor das Produkt von einem Werk ausgeliefert wird (was eine weitere Lernbedingung darstellt).
Wenn die Lernbedingungen erfüllt werden, schreitet der Prozess zu Schritt 12 und dem folgenden Schritt fort und wird ein Lernen durchgeführt. Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem eine Position (Zielwinkel für den P-Bereich) in Entsprechung zu dem P-Bereich gelernt und gesetzt wird.
In Schritt 12 wird eine Bereichsschaltwelle 4 derart angetrieben, dass sich der Rasthebel 5A von einer aktuellen Position (der P-Bereichsposition) zu dem Stopper 51A auf einer Seite dreht und der Rasthebel 5A in einen Kontakt mit dem Stopper 51A kommt (siehe die gepunktete Linie in 4A).
Die Position des Stoppers 51A ist derart gesetzt, dass eine Klinke 10a einer Parkstange 10 in den konkaven Teil 11a des Parkzahnrads 11 eingreift, wobei die Fixierung (Parksperre) des Parkzahnrads 11 auch in einem Zustand aufrechterhalten wird, in dem sich der Rasthebel 5A in einem Kontakt mit dem Stopper 51A befindet. Dementsprechend kann ein erster Lernwert (weiter unten beschrieben) während der Zeitperiode des Stoppens des Fahrzeugs, während welcher die Parksperre aufrechterhalten wird, erhalten werden.
In Schritt 13 wird die Bereichsschaltwelle 4 um einen vorbestimmten Winkel θ1 von der Position (Grenzposition), an welcher der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51A ist, angetrieben, sodass sich der Rasthebel 5A von dem Stopper 51A weg bewegt. Dementsprechend erreicht die Rolle 5b der Rastfeder 5B die Position, an welcher sich die Rolle 5b an einer Wand (auf einer Seite gegenüber dem Stopper 51A) des konkaven Teils 5a (in Entsprechung zu dem P-Bereich) von dem Tal des konkaven Teils 5a um eine vorbestimmte Größe nach oben bewegt (siehe die durchgezogene Linie in 4A).
In Schritt 14 wird das Antreiben der Bereichsschaltwelle 4 gestoppt. Dementsprechend veranlasst eine Zugbetätigung des Rastmechanismus 5 aufgrund einer elastischen Vorspannkraft der Rastfeder 5B, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der Position, an welcher sich die Rolle 5b an der Wand auf der Seite gegenüber dem Stopper 51A nach oben bewegt, bewegt und natürlich stoppt (siehe 4B).
Das heißt, dass der vorbestimmte Winkel θ1 innerhalb eines effektiven Bereichs gesetzt wird, in dem die Zugbetätigung aktiviert werden kann, wenn die Bereichsschaltwelle 4 um den vorbestimmten Winkel θ1 angetrieben und gestoppt wird.
Wenn in Schritt 15 veranlasst wird, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der einen Wand des konkaven Teils 5a fern von dem Stopper 51A bewegt und natürlich stoppt, wird der durch das Potentiometer 21 erfasste Winkel der Bereichsschaltwelle 4 als der erste Lernwert der Position (Zielwert für den P-Bereich) in Entsprechung zu dem P-Bereich gespeichert.
Dann wird in Schritt 16 aus diesem Zustand heraus die Bereichsschaltwelle 4 um einen vorbestimmten Winkel θ2 gedreht, sodass sich der Rasthebel 5A weg von dem Stopper 51A bewegt. Dementsprechend erreicht die Rolle 5b eine Position, an welcher sich die Rolle 5b an der anderen Wand (nahe dem Stopper 51A) des konkaven Teils 5a (in Entsprechung zu dem P-Bereich) von der Wand des konkaven Teils 5a um eine vorbestimmte Größe nach oben bewegt (siehe 4C).
In Schritt 17 wird das Antreiben der Bereichsschaltwelle 4 gestoppt. Dementsprechend veranlasst eine Zugbetätigung des Rastmechanismus 5 aufgrund einer elastischen Vorspannkraft der Rastfeder 5B, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der Position, an welcher sich die Rolle 5b nach oben bewegt, zu der anderen Wand nahe dem Stopper 51A bewegt und natürlich stoppt (siehe 4D).
Der vorbestimmte Winkel θ2 wird also in einem effektiven Bereich gesetzt, in dem die Zugbetätigung aktiviert werden kann, wenn die Bereichsschaltwelle 4 um den vorbestimmten Winkel θ2 angetrieben und dann gestoppt wird.
Der vorbestimmte Winkel θ2 wird vorzugsweise derart gesetzt, dass die Klinke 10a der Parkstange 10 in den konkaven Teil 11a des Parkzahnrads 11 eingreift, wobei die Fixierung (Parksperre) des Parkzahnrads 11 auch dann aufrechterhalten wird, wenn die Bereichsschaltwelle 4 um den vorbestimmten Winkel θ2 angetrieben wird, sodass sich der Rasthebel 5A weg von dem Stopper 51A bewegt, und wobei ein zweiter Lernwert (weiter unten beschrieben) vorzugsweise während einer Zeitperiode des Stoppens des Fahrzeugs, die stabiler ist, erfasst wird.
In Schritt 18 wird der Winkel der Bereichsschaltwelle 4, der durch das Potentiometer 21 erfasst wird, wenn veranlasst wird, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der einen Wand des konkaven Teils 5a nahe dem Stopper 51A bewegt und natürlich stoppt, als der zweite Lernwert des Zielwinkels für den P-Bereich gespeichert.
In Schritt 19 wird der gelernte Zielwinkel für den P-Bereich basierend auf dem ersten Lernwert und dem zweiten Lernwert bestimmt. Zum Beispiel wird ein durch das Mitteln des ersten Lernwerts und des zweiten Lernwerts erhaltener Wert als der Zielwert für den P-Bereich gesetzt.
Wenn eine Position (Zielwinkel) in Entsprechung zu einem Übersetzungsbereich gelernt wird, wird der vorbestimmte Winkel θ1 als ein Winkel von der Bezugsposition, an welcher der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51A ist, zu der Position, an welcher die Zugbetätigung aktiviert wird, gesetzt, sodass der vorbestimmte Winkel θ1 genau gesetzt werden kann, und kann der Winkel der Abweichung zwischen dem durch die Zugbetätigung erhaltenen ersten Lernwert und einem wahren Zielwinkel reduziert werden.
Dementsprechend kann der erste Lernwert einfach als ein Lernwert des endgültigen Zielwinkels gesetzt werden. Insbesondere wenn das Potentiometer 21 den Winkel der Bereichsschaltwelle 4 direkt erfasst, kann ein sehr genauer Lernwert erfasst werden, ohne durch die Größe des Spiels an einem Kraftübertragungspfad von dem Motor 2 zu dem Rasthebel 5A beeinflusst zu werden.
Wenn im Gegensatz dazu der zweite Lernwert durch die Zugbetätigung erhalten wird, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher der erste Lernwert erhalten wird, aktiviert wird, kann eine Position (Zielwinkel) in Entsprechung zu dem P-Bereich genauer basierend auf den zwei Lernwerten gesetzt werden, die durch die in verschiedenen Richtungen aktivierten Zugbetätigungen erhalten werden.
Wie weiter oben beschrieben wird die vorbestimmte Größe des Spiels auf einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Motor 2 und der Bereichsschaltwelle, die an einem Winkel in Entsprechung zu jedem Bereich durch den Rastmechanismus positioniert wird, gebildet. Gewöhnlich ist das Potentiometer 21 an einer Ausgangswelle des Motors 2 angebracht. In diesem Fall weist der Winkel der Bereichsschaltwelle 4, der erfasst wird, wenn sich die Bereichsschaltwelle 4 in einer Richtung dreht, einen um die Größe des Spiels größeren Wert auf als wenn keine Größe des Spiels gebildet wird. Außerdem weist der Winkel der Bereichsschaltwelle 4, der erfasst wird, wenn sich die Bereichsschaltwelle 4 in der entgegengesetzten Richtung dreht, einen Wert auf, der um die Größe des Spiels kleiner ist als wenn keine Größe des Spiels gebildet wird.
Wenn zum Beispiel wie in dem Zeitdiagramm von 5 gezeigt ein um die Größe des Spiels kleinerer Wert als der erste Lernwert erfasst wird, der durch eine auf einer Seite nahe dem Stopper 51A aktivierte Zugoperation erhalten wird, und ein um die Größe des Spiels größerer Wert als der zweite Lernwert erfasst wird, der durch die auf einer Seite gegenüber dem Stopper 51A aktivierter Zugoperation erhalten wird, werden der erste Lernwert und der zweite Lernwert gemittelt, sodass die Effekte der Größe des Spiels ausgeglichen werden können und ein sehr genauer Zielwinkel gesetzt werden kann.
Eine Reibungskraft, wenn sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a bewegt, wird in einer Richtung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung erzeugt. Aufgrund des Effekts der Reibungskraft stoppt die Rolle 5b, wenn sie sich zu dem Tal von der einen Wand des konkaven Teils 5a auf der Seite nahe dem Stopper 51A bewegt, nahe zu dem Stopper 51A im Vergleich dazu, dass keine Reibungskraft erzeugt wird, und stoppt die Rolle 5b, wenn sie sich zu dem Tal von der Seite gegenüber dem Stopper 51A bewegt, separat von dem Stopper 51A im Vergleich dazu, dass keine Reibungskraft erzeugt wird.
Der Effekt der Reibungskraft kann also ausgeglichen werden, indem der erste Lernwert und der zweite Lernwert gemittelt werden. Auf diese Weise kann der Zielwinkel mit einer größeren Präzision gesetzt werden.
Für ein Verfahren, in dem die Position des Tals eines konkaven Teils erhalten wird, indem die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkelbeschleunigung eines erfassten Winkelwerts berechnet wird, ist eine leistungsstarke CPU erforderlich, um die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung genau zu berechnen. Im Gegensatz dazu, ist in der Ausführungsform keine derartige komplizierte Berechnung erforderlich, wobei die Position eines Übersetzungsbereichs mit einer großen Genauigkeit unter Verwendung einer kostengünstigen CPU gesetzt werden kann.
Die Positionsgenauigkeit und die Reaktionsfähigkeit der Bereichsschaltsteuerung können durch das Lernen der Drehwinkelposition (Zielwinkel) der Bereichsschaltwelle 4 in Entsprechung zu einem Übersetzungsbereich mit einer hohen Genauigkeit verbessert werden.
6 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn die Schaltsteuerung von dem P-Bereich zu einem anderen Bereich (nicht-P-Bereich) und dann von dem nicht-P-Bereich zu dem P-Bereich durchgeführt wird.
In der Ausführungsform verwendet der Motor 2 einen dreiphasigen Wechselstrom, zu dem ein Gleichstrom von der Batterie durch einen Drei-Phasen-Wandler gewandelt wird, wobei ein PWM-Verhältnis für die Ausgabe zu dem Drei-Phasen-Wandler von einer Spitzenspannung (absoluter Wert) für die Steuerung des Motors 2 berechnet und gesteuert wird. Eine manipulierte Spitzenspannungsvariable VPEAK wird auf einen positiven Wert in einer Drehrichtung gesetzt, wenn die Position der Bereichsschaltwelle 4 von dem P-Bereich zu dem nicht-P-Bereich geschaltet wird; und die manipulierte Spitzenspannungsvariable VPEAK wird auf einen negativen Wert in einer Drehrichtung gesetzt, an welcher die Position der Bereichsschaltwelle 4 von dem nicht-P-Bereich zu dem P-Bereich geschaltet wird.
Wenn ein Befehl zum Schalten des Bereichs zu dem nicht-P-Bereich empfangen wird, werden ein P-Term und ein I-Term einer PI-Steuerung in Übereinstimmung mit der Abweichung zwischen der durch das Potentiometer 21 erfassten aktuellen Position (tatsächlicher Winkel) der Bereichsschaltwelle 4 und dem nicht-P-Bereich nach dem Schalten des Bereichs gesetzt.
Eine Feedforward-Verstärkung (FF-Verstärkung) wird in Übereinstimmung mit der aktuellen Position der Bereichsschaltwelle 4 gesetzt. Die FF-Verstärkung weist eine Kennlinie auf, die allmählich von einem vorbestimmten positiven Wert in Entsprechung zu der P-Bereichsposition zu einem vorbestimmten negativen Wert in Entsprechung zu der nicht-P-Bereichsposition kleiner wird.
Ein Wert, der die Summe aus dem P-Term, dem I-Term und der FF-Verstärkung ist, wird gewandelt, um als die manipulierte Spitzenspannungsvariable VPEAK gesetzt zu werden. Dementsprechend wird wie gezeigt in einer späteren Phase jedes Bereichsschaltens die manipulierte Variable gesetzt, um eine Bremskraft in einer Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung während des Bereichsschaltens zu setzen, wobei danach die Manipulationskraft auf 0 gesetzt wird, sodass eine Zugbetätigung nach dem Stoppen des Antriebs verhindern kann, dass die Rolle 5b über die Position des Tals des konkaven Teils 5a hinaus geht und die Rolle 5b in dem Übersetzungsbereich nach dem Schalten positioniert werden kann.
Weil die Position der Bereichsschaltwelle 4 (Drehwinkel der Bereichsschaltwelle 4) in Entsprechung zu einem Übersetzungsbereich durch die oben genannte Steuerung gelernt und korrigiert wird, kann die Rolle 5b schnell und sehr genau an einer Bereichsposition nach dem Schalten positioniert werden (wird die Rolle an dem Tal des konkaven Teils positioniert), und zwar basierend auf der korrigierten Position (Zielwinkel) in Entsprechung zu dem Bereich und auf der durch das Potentiometer 21 erfassten aktuellen Position des Bereichsschalthebels.
Zusätzlich zu der P-Bereichsposition kann die nicht-P-Bereichsposition gelernt werden.
Im Folgenden wird ein Fall, in dem die nicht-P-Bereichsposition gelernt wird, nachdem das in 3 gezeigte Lernen der P-Bereichsposition abgeschlossen wurde, mit Bezug auf das Flussdiagramm von 7 beschrieben. Nachdem neu bestimmt wurde, dass die Lernbedingungen erfüllt werden, kann das Lernen der nicht-P-Bereichsposition unabhängig durchgeführt werden, wobei zum Beispiel ein zu lernender Bereich jedesmal gewechselt werden kann, wenn das Fahrzeug gestoppt wird.
Wenn eine Vielzahl von nicht-P-Bereichen gelernt wird, können die nicht-P-Bereiche sequentiell von einem benachbarten nicht-P-Bereich startend gelernt werden, wobei im Folgenden ein Fall beschrieben wird, in der der nicht-P-Bereich in Nachbarschaft zu dem P-Bereich gelernt wird.
Die Bedingungen für das Lernen des nicht-P-Bereichs umfassen vorzugsweise die Bedingung, dass die Parkbremse in Betrieb ist, weil dadurch ein stabiles Stoppen des Fahrzeugs sichergestellt werden kann.
In Schritt 21 wird die Bereichsschaltwelle 4 derart angetrieben, dass sich der Rasthebel 5A von der aktuellen P-Bereichsposition zu dem Stopper 51A dreht und der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51A kommt.
In Schritt 22 wird die Bereichsschaltwelle 4 um einen vorbestimmten Winkel θ11 von der Position, an welcher der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51A ist, angetrieben, sodass sich der Rasthebel 5A weg von dem Stopper 51A bewegt. Dementsprechend erreicht die Rolle 5b der Rastfeder 5B eine Position, an welcher sich die Rolle 5b an einer Wand (auf einer Seite gegenüber dem Stopper 51A) des konkaven Teils 5a (in Entsprechung zu dem nicht-P-Bereich) von dem Tal des konkaven Teils 5a um eine vorbestimmte Größe nach oben bewegt.
In Schritt 23 wird das Antreiben der Bereichsschaltwelle 4 gestoppt. Dementsprechend veranlasst eine Zugbetätigung des Rastmechanismus 5 aufgrund einer elastischen Vorspannkraft der Rastfeder 5B, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a in Entsprechung zu dem nicht-P-Bereich von der Position, an welcher sich die Rolle 5b an einer Wand auf der Seite gegenüber dem Stopper 51A nach oben bewegt, bewegt und natürlich stoppt.
Das heißt, dass der vorbestimmte Winkel θ11 innerhalb eines effektiven Bereichs gesetzt wird, in dem die Zugbetätigung aktiviert werden kann, wenn die Bereichsschaltwelle 4 um den vorbestimmten Winkel θ11 angetrieben und gestoppt wird.
Wenn in Schritt 24 veranlasst wird, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der einen Wand des konkaven Teils 5a fern von dem Stopper 51A bewegt und natürlich stoppt, wird der durch das Potentiometer 21 erfasste Winkel der Bereichsschaltwelle 4 als der erste Lernwert der Position (Zielwinkel für den nicht-P-Bereich) in Entsprechung zu dem nicht-P-Bereich gespeichert.
Dann wird in Schritt 25 aus diesem Zustand heraus die Bereichsschaltwelle 4 um einen vorbestimmten Winkel θ12 angetrieben, sodass sich der Rasthebel 5A weg von dem Stopper 51A bewegt. Dementsprechend erreicht die Rolle 5b eine Position, an welcher sich die Rolle 5b an der anderen Wand (nahe dem Stopper 51A) des konkaven Teils 5a (in Entsprechung zu dem nicht-P-Bereich) von dem Tal des konkaven Teils 5a um eine vorbestimmte Größe bewegt.
In Schritt 26 wird das Antreiben der Bereichsschaltwelle 4 gestoppt. Dementsprechend veranlasst eine Zugbetätigung des Rastmechanismus 5 aufgrund einer elastischen Vorspannkraft der Rastfeder 5B, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der Position, an welcher sich die Rolle 5b nach oben an der anderen Wand nahe dem Stopper 51A bewegt, bewegt und natürlich stoppt.
Das heißt, dass der vorbestimmte Winkel θ12 in einem effektiven Bereich gesetzt wird, in dem die Zugbetätigung aktiviert werden kann, wenn die Bereichsschaltwelle 4 um den vorbestimmten Winkel θ12 angetrieben wird und gestoppt wird.
Wenn in Schritt 27 wie oben beschrieben veranlasst wird, dass sich die Rolle 5b zu dem Tal des konkaven Teils 5a von der einen Wand des konkaven Teils 5a nahe dem Stopper 51A bewegt und natürlich stoppt, wird der durch das Potentiometer 21 erfasste Winkel der Bereichsschaltwelle 4 als der zweite Lernwert des Zielwinkels für den nicht-P-Bereich gespeichert.
In Schritt 28 wird der gelernte Zielwinkel für den nicht-P-Bereich basierend auf dem ersten Lernwert und dem zweiten Lernwert bestimmt. Zum Beispiel wird ein durch das Mitteln des ersten Lernwerts und des zweiten Lernwerts erhaltener Wert als der Zielwinkel für den nicht-P-Bereich gesetzt.
Also auch wenn die nicht-P-Bereichsposition gelernt wird, können die vorbestimmten Winkel θ11 und θ12 von der Bezugsposition, an denen der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51A ist, zu der Position, an welcher die Zugbetätigung aktiviert wird, genau gesetzt werden und können der Winkel der Abweichung zwischen dem ersten Lernwert und der Position (wahrer Zielwinkel) des Tals des Rastmechanismus 5 und der Winkel der Abweichung zwischen dem zweiten Lernwert und der Position (wahrer Zielwinkel) des Tals des Rastmechanismus 5 reduziert werden. Entsprechend können der Effekt der Größe des Spiels und der Effekt einer Reibungskraft ausgeglichen werden und kann ein gelernter Wert (wahre Zielposition), der sehr genau für die Position des Tals gelernt wird, durch das Mitteln des ersten Lernwerts und des zweiten Lernwerts gesetzt werden.
Bei dem Lernen der nicht-P-Bereichsposition können die vorbestimmten Winkel θ11' und θ12' von der P-Bereichsposition, die nach Abschluss des Lernens als eine Bezugsposition gesetzt wird, zu den Positionen, an welchen die Zugbetätigungen für die nicht-P-Bereichsposition aktiviert wird, gesetzt werden und kann die Bereichsschaltwelle 4 um die vorbestimmten Winkel θ11' und θ12' angetrieben werden. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, dass der Rasthebel 5A in einen Kontakt mit dem Stopper 51A kommt, und kann die Zeitdauer für das Lernen reduziert werden.
Wenn veranlasst wird, dass sich die Rolle 5b zu der weiter weg von der P-Bereichsposition gelegenen nicht-P-Bereichsposition innerhalb der Vielzahl von nicht-P-Bereichspositionen bewegt, kommt der Rasthebel 5A in einen Kontakt mit dem Stopper 51B gegenüber dem Stopper 51A, sodass die Antriebsgröße zu einer Position, an welcher die Zugbetätigung aktiviert ist, klein sein kann. In diesem Fall wird die Bereichsschaltwelle 4 vorzugsweise von einer Position (Grenzposition), an welcher der Rasthebel 5A in Kontakt mit dem Stopper 51B kommt, zu der Position, an welcher die Zugbetätigung für den nicht-P-Bereich aktiviert wird, angetrieben und wird ein Lernen durchgeführt. Der Grund hierfür ist, dass die Antriebsgröße der Bereichsschaltwelle 4 zu einer Position, an welcher die Zugbetätigung aktiviert wird, reduziert wird, sodass die Zeitdauer für das Lernen reduziert werden kann. Außerdem wird ein mit der Antriebsgröße assoziierter Fehler reduziert, wodurch die Lerngenauigkeit vergrößert wird.
Wenn ein Lernwert in Entsprechung zu einer Bereichsposition, ein während des Lernens erfasster Wert oder ähnliches anormal sind, wird vorzugsweise bestimmt, dass möglicherweise eine Anormalität auftritt, wird der Antrieb des Motors 2 gestoppt und wird eine Warnung ausgegeben.
Die Position, an welcher ein Stoppen der Rolle 5b natürlich durch eine Zugbetätigung veranlasst wird, ändert sich aufgrund einer Änderung der Reibungsgröße des Motors, des Reduktionsgetriebemechanismus oder ähnlichem, die durch eine Änderung der Temperatur des Schmiermittels, der Temperatur des Kühlmittels oder ähnliches herbeigeführt wird. Die gesetzten Werte der vorbestimmten Winkel θ1, θ2, θ11, θ12, θ11' und θ12' können in Übereinstimmung mit der Temperatur des Schmiermittels, der Temperatur des Kühlmittels oder ähnlichem geändert und gesetzt werden, sodass die natürliche Stoppposition der Position des Tals des konkaven Teils möglichst nahe kommt.
Bezugszeichenliste

1: Automatikgetriebe
2: Motor (Stellglied)
3: Reduktionsgetriebemechanismus
4: Bereichsschaltwelle
5: Rastmechanismus
5a: konkaver Teil
5b: Rolle
6: Bereichsschaltventil
21: Potentiometer
22: Hemmschalter
23: Bereichswahlschalter
24: A/T-Steuereinheit
51A, 51B: Stopper

Claims

Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1), umfassend: ein Stellglied (2), einen Rastmechanismus (5), der durch das Stellglied (2) angetrieben wird und in einen Eingriff mit einem konkaven Teil (5a), der an einer Position in Entsprechung zu einem zu positionierenden Übersetzungsbereich ausgebildet ist, gebracht wird, sodass der Rastmechanismus (5) den Übersetzungsbereich wechselt, und eine Steuereinheit (24), die eine Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn der Rastmechanismus (5) zu einer Grenzposition des Bewegungsbereichs des Rastmechanismus (5) angetrieben wird, um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von der Grenzposition weg zu bewegen, sich zu dem Tal des konkaven Teils (5a) bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt, und die beim Setzen eines Zielwerts für eine Position in Entsprechung zu einem anderen Übersetzungsbereich, der sich von dem Übersetzungsbereich mit einer vollständig gesetzten Position unterscheidet, eine Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich setzt, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn der Rastmechanismus (5) um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von dem Zielwert für den Übersetzungsbereich mit der vollständig gesetzten Position weg zu bewegen, sich zu dem Tal eines konkaven Teils (5a) in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Größe von der Grenzposition spezifiziert und basierend auf einem effektiven Bereich, in dem eine Betätigung zum Ziehen des Rastmechanismus (5) zu dem konkaven Teil (5a) aktiviert werden kann, gesetzt wird.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 1, wobei eine vorbestimmte Größe eines Spiels an einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Stellglied (2) und dem Rastmechanismus (5) gebildet wird.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (24) die Positionen des Rastmechanismus (5) lernt, wenn sich der Rastmechanismus (5) zu dem Tal des konkaven Teils (5a) in verschiedenen Richtungen bewegt und natürlich stoppt, und den Zielwert basierend auf den Ergebnissen des Lernens setzt.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (24) den Zielwert durch das Mitteln der Ergebnisse des Lernens setzt.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (24) den Zielwert setzt, wenn ein Fahrzeug mit dem darin enthaltenen Automatikgetriebe (2) gestoppt ist.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 6, das weiterhin umfasst: einen Mechanismus, der eine Parksperre aktiviert, wenn ein Übersetzungsbereich auf einen P-Bereich gesetzt ist, wobei die Steuereinheit (24) den Zielwert für eine Position in Entsprechung zu dem P-Bereich in einem Zustand, in dem die Parksperre aktiviert ist, setzt.
Vorrichtung zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsbereich des Rastmechanismus (5) durch ein Paar von Grenzpositionen, die in verschiedenen Bewegungsrichtungen gesetzt sind, begrenzt wird, und wobei die Steuereinheit (24) den Rastmechanismus (5) zu dem Paar von Grenzpositionen antreibt und den Zielwert für eine Position in Entsprechung zu einer Vielzahl der Übersetzungsbereiche setzt.
Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1), in dem ein Rastmechanismus (5) durch ein Stellglied (2) angetrieben wird und in einen Eingriff mit einem konkaven Teil (5a), der an einer Position in Entsprechung zu einem zu positionierenden Übersetzungsbereich ausgebildet ist, gebracht wird, sodass ein Übersetzungsbereich gewechselt wird, wobei das Verfahren umfasst: Antreiben des Rastmechanismus (5) zu einer Grenzposition des Bewegungsbereichs des Rastmechanismus (5), und Antreiben des Rastmechanismus (5) um eine vorbestimmte Größe, sodass sich der Rastmechanismus (5) von der Grenzposition weg bewegt, Setzen einer Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem Übersetzungsbereich, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn sich der Rastmechanismus (5) zu dem Tal des konkaven Teils (5a) bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und natürlich stoppt, und beim Setzen eines Zielwerts für eine Position in Entsprechung zu einem anderen Übersetzungsbereich, der sich von dem Übersetzungsbereich mit einer vollständig gesetzten Position unterscheidet, Setzen einer Position des Rastmechanismus (5) als einen Zielwert für die Position in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich, wobei die Position des Rastmechanismus (5) erfasst wird, wenn der Rastmechanismus (5) um eine vorbestimmte Größe angetrieben wird, um sich von dem Zielwert für den Übersetzungsbereich mit der vollständig gesetzten Position weg zu bewegen, sich zu dem Tal eines konkaven Teils (5a) in Entsprechung zu dem anderen Übersetzungsbereich bewegt ohne von dem Stellglied (2) angetrieben zu werden und dann natürlich stoppt.
Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 9, wobei die Positionen des Rastmechanismus (5), wenn sich der Rastmechanismus (5) zu dem Tal des konkaven Teils (5a) in verschiedenen Richtungen bewegt und natürlich stoppt, gelernt werden und der Zielwert basierend auf den Ergebnissen des Lernens gesetzt wird.
Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 10, wobei der Zielwert durch das Mitteln der Ergebnisse des Lernens gesetzt wird.
Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 9, wobei der Zielwert gesetzt wird, wenn ein Fahrzeug mit dem darin enthaltenen Automatikgetriebe (1) gestoppt ist.
Verfahren zum Schalten des Bereichs eines Automatikgetriebes (1) nach Anspruch 9, wobei der Bewegungsbereich des Rastmechanismus (5) durch ein Paar von Grenzpositionen, die in verschiedenen Bewegungsrichtungen gesetzt sind, begrenzt wird, und wobei der Rastmechanismus (5) zu dem Paar von Grenzpositionen angetrieben wird und Zielwerte für Positionen in Entsprechung zu einer Vielzahl der Übersetzungsbereiche gesetzt werden.