DE112020004458T5 - Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung - Google Patents

Abstract

In einer Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung (1) enthält eine Kupplungszustands-Schätzungseinheit (17g) eine Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit (17i), die basierend auf einem Ausgabesignal eines Kurbelwinkelsensors (21) Ausrückbereichswerte eines Bereichs berechnet, der ein Bereich ist, der durch eine Drehzahl eines Motors und einen Ventilöffnungsgrad eines im Motor vorgesehenen Einlasssteuerventils definiert ist, und ein Bereich ist, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich eine Hauptkupplung (61) in einem getrennten Zustand oder einem Halbkupplungszustand befindet, wobei wenn ein Drosselklappenöffnungsgrad, der von der Kupplungszustands-Schätzungseinheit (17g) auf der Grundlage einer Ausgabe eines Drosselklappenöffnungsgradsensors (22) berechnet wird, von einem Ausrückbereich abweicht, die Kupplungszustands-Schätzungseinheit (17g) bestimmt, dass sich die Hauptkupplung (61) in einem verbundenen Zustand befindet, und einer Fehlerbeurteilungseinheit (17h) erlaubt, eine Fehlerbeurteilung vorzunehmen.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung und insbesondere eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung, die einen Ausfall eines Gangpositionssensors detektiert, der konfiguriert ist, eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung zu detektieren, die in ein Fahrzeug eingebaut ist und einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus enthält.
• STAND DER TECHNIK
• In den letzten Jahren ist es ein übliches Verfahren, dass ein Betriebszustand eines Motors als Verbrennungsmotor, der in einem Fahrzeug, wie z.B. einem zweirädrigen Fahrzeug, eingebaut ist, elektronisch gesteuert wird, basierend auf Ausgaben von verschiedenen Sensoren, wie z.B. einem Motordrehzahlsensor, der eine Drehzahl des Motors erfasst, einem Motortemperatursensor, der eine Temperatur des Motors erfasst, einem Ventilöffnungsgradsensor, der einen Ventilöffnungsgrad eines Ansaugsteuerventils erfasst, das in dem Motor vorgesehen ist, und einem Ansaugdrucksensor, der einen Ansaugdruck in einem Ansaugrohr erfasst, das in dem Motor vorgesehen ist. Als einer dieser verschiedenen Sensoren wird zunehmend ein Gangpositionssensor verwendet, der eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung erfasst, die einen mehrstufigen Übersetzungsschaltmechanismus zwischen dem Motor und den Antriebsrädern umfasst.
• Eine von einem solchen Gangpositionssensor erfasste Gangposition wird beispielsweise dazu verwendet, die dem Motor zuzuführende Kraftstoffmenge auf der Grundlage der Gangposition zu steuern, so dass die Gangposition einer der wichtigen Parameter für die elektronische Steuerung eines Betriebszustands des Motors ist, und um zu bestimmen, ob dieser Gangpositionssensor normal arbeitet, ist die genaue Erfassung eines Ausfalls des Gangpositionssensors für die Steuerung des Betriebszustands des Motors wichtig geworden.
• Unter solchen Umständen bezieht sich die Patentliteratur 1 auf ein Gangpositions-Beurteilungsverfahren zur Beurteilung einer Gangposition auf der Grundlage eines Übersetzungsverhältnisses, das aus der Motordrehzahl und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Verzögerung erhalten wird, und offenbart eine Konfiguration, bei der ein Mittelwert des Betrags der zeitlichen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses gemessen wird und eine Gangposition auf der Grundlage dessen beurteilt wird, ob ein absoluter Wert dieses Mittelwerts nicht kleiner als ein im Voraus festgelegter Schwellwert ist.
• Patentliteratur 2 betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors und offenbart eine Konfiguration, die einen Gangpositionssensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Impulssensor, einen Motordrehzahlsensor, eine erste Gangposition-Berechnungseinheit, die eine Gangposition aus Daten des Gangpositionssensors beurteilt, eine zweite Gangposition-Berechnungseinheit, die eine Gangposition auf der Grundlage von Daten des Fahrzeuggeschwindigkeits-Impulssensors und von Daten des Motordrehzahlsensors bestimmt, und eine Gangpositions-Auswahleinheit, die eine Gangposition auf der Grundlage eines logischen Produkts aus der von der ersten Gangposition-Berechnungseinheit bestimmten Gangposition und der von der zweiten Gangposition-Berechnungseinheit bestimmten Gangposition bestimmt.
• DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
• PATENTDOKUMENTE
• Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. H04-171352
• Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2006-316665
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• AUFGABE, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
• Nach den Untersuchungen des vorliegenden Erfinders wird in der in der Patentliteratur 1 offenbarten Konfiguration zwar eine Gangposition auf der Grundlage eines aus der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit gewonnenen Übersetzungsverhältnisses beurteilt, wobei aber, wenn eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung erfasst wird, die einen manuellen mehrstufigen Gangschaltmechanismus enthält, zum Beispiel in einem Fall, in dem ein Fahrer die Kupplung auskuppelt und eine Neigung hinunterfährt, die Möglichkeit besteht, dass eine Korrelation zwischen der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit unterbrochen wird, was zu einer Situation führt, in der eine genaue Beurteilung anhand eines aus der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechneten Übersetzungsverhältnisses nicht vorgenommen werden kann. Hier besteht daher Verbesserungsbedarf.
• Gemäß den Untersuchungen des vorliegenden Erfinders werden in der in Patentliteratur 2 offenbarten Konfiguration eine erste Gangpositions-Berechnungseinheit, die eine Gangposition aus Daten eines Gangpositionssensors beurteilt, und eine zweite Gangpositions-Berechnungseinheit, die eine Gangposition auf der Grundlage von Daten eines Fahrzeuggeschwindigkeitsimpulssensors und von Daten eines Motordrehzahlsensors beurteilt, verwendet, und diese Konfiguration ist nicht nur für die Bestimmung einer Gangposition, sondern auch für die Erkennung eines Fehlers des Gangpositionssensors geeignet. Allerdings kann auch bei dieser Ausgestaltung die in der Patentschrift 1 beschriebene Situation eintreten, und es besteht Verbesserungsbedarf bei der Bestimmung der Gangstellung und der Erkennung eines Ausfalls des Gangstellungssensors.
• Gemäß den weiteren Untersuchungen des Erfinders ist es denkbar, in einem Fall, in dem eine fehlerhafte Beurteilung bei der Bestimmung einer Gangposition und der Erkennung eines Fehlers des Gangpositionssensors auftritt, wenn ein Fahrer die Kupplung auskuppelt und eine Neigung hinunterfährt, eine Ausgabe eines Kupplungsschalters zu verwenden, der in der Lage ist, das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung zu erkennen. Eine Ausgabe eines allgemeinen Kupplungsschalters ist jedoch ein einfaches Ein/Aus-Signal, und ein so genannter Halbkupplungszustand kann nicht erkannt werden, und es wird angenommen, dass die Verwendung eines Kupplungsschalters in diesem Fall keine ausreichende Maßnahme darstellt.
• Die vorliegende Erfindung wurde durch die oben genannten Studien erreicht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung bereitzustellen, die einen Fehler eines Gangpositionssensors genau erkennt, der konfiguriert ist, eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung zu erkennen, die in ein Fahrzeug eingebaut ist und einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus enthält.
• MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
• Um die obige Aufgabe zu erreichen, ist ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung, die einen Fehler eines Gangpositionssensors erfasst, der konfiguriert ist, eine Gangposition einer Antriebskraft-Getriebevorrichtung zu erfassen, die in ein Fahrzeug eingebaut ist und einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus enthält, wobei die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung umfasst: eine erste Gangpositions-Berechnungseinheit, die eine Gangposition aus einer Ausgabe des Gangpositionssensors berechnet; eine zweite Gangpositions-Berechnungseinheit, die eine geschätzte Gangposition auf der Grundlage einer Ausgabe eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, der konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Drehzahl eines Antriebsrads des Fahrzeugs zu erfassen, und einer Ausgabe eines Motordrehzahlsensors berechnet, der konfiguriert ist, eine Drehzahl eines mit der Antriebskraftübertragungsvorrichtung verbundenen Motors zu erfassen; eine Fehlerbeurteilungseinheit, die beurteilt, dass der Gangpositionssensor ausgefallen ist, wenn die von der ersten Gangpositions-Berechnungseinheit berechnete Gangposition und die von der zweiten Gangpositions-Berechnungseinheit berechnete geschätzte Gangposition als Ergebnis eines Vergleichs der Gangposition und der geschätzten Gangposition nicht übereinstimmen; und eine Kupplungszustandsabschätzungseinheit, die abschätzt, ob ein Kupplungsmechanismus, der konfiguriert ist, die Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung auszurücken und einzurücken, in einem verbundenen Zustand ist, wobei die Kupplungszustandsabschätzungseinheit eine Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit enthält, die, basierend auf der Ausgabe des Motordrehzahlsensors, Ausrückbereichswerte in einem Ausrückbereich berechnet, die nicht kleiner als eine untere Grenze und nicht größer als eine obere Grenze eines Ausrückbereichs sind, der ein Bereich ist, der durch die Drehzahl des Motors und einen Ventilöffnungsgrad eines im Motor vorgesehenen Einlasssteuerventils definiert ist, und in dem die Möglichkeit besteht, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem getrennten Zustand oder in einem Halbkupplungszustand befindet, und wenn der Ventilöffnungsgrad, der auf der Grundlage eines Ausgabesignals eines Ventilöffnungsgradsensors berechnet wird, der den Ventilöffnungsgrad erfasst, von dem Ausrückbereich abweicht, bestimmt die Kupplungszustandsschätzeinheit, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem verbundenen Zustand befindet, und erlaubt der Fehlerbeurteilungseinheit, eine Beurteilung eines Fehlers vorzunehmen.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten Aspekt, berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich entsprechend der Drehzahl des Motors, so dass der Ausrückbereich einen Nichtübertragungsventilöffnungsgrad als den Ventil-Öffnungsgrad enthält, bei dem angenommen wird, dass keine Antriebskraft vom Motor über den Kupplungsmechanismus auf die Antriebskraft-Übertragungseinrichtung übertragen wird, wobei der Ausrückbereich auf einen Bereich zwischen einem ersten geschätzten Schwellwert und einem zweiten geschätzten Schwellwert in Bezug auf die Drehzahl des Motors eingestellt ist, wobei der erste geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addieren eines positiven vorbestimmten Wertes zu dem Nichtübertragungsventilöffnungsgrad erhalten wird, und der zweite geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addieren eines negativen vorbestimmten Wertes zu dem Nichtübertragungsventilöffnungsgrad erhalten wird.
• Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem zweiten Aspekt, berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich in Entsprechung zu der Drehzahl des Motors und basierend auf einer Vielzahl von Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden, die jeweils im Voraus gemäß einer Vielzahl von Referenz-Atmosphärendrücken eingestellt werden, wobei der Nichtübertragungsventilöffnungsgrad ein Wert ist, der durch Interpolation als ein Wert zwischen den mehreren Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden auf der Grundlage eines Atmosphärendrucks erhalten wird, der durch einen im Fahrzeug vorgesehenen Atmosphärendrucksensor erfasst wird.
• WIRKUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung enthält eine Kupplungszustands-Schätzeinheit eine Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit, die basierend auf einem Ausgabesignal eines Motordrehzahlsensors Ausrückbereichswerte in einem Ausrückbereich berechnet, der nicht kleiner als eine untere Grenze und nicht größer als eine obere Grenze eines Ausrückbereichs ist, der ein Bereich ist, der durch eine Motordrehzahl und einen Ventilöffnungsgrad eines im Motor vorgesehenen Einlasssteuerventils definiert ist, und in dem die Möglichkeit besteht, dass sich ein Kupplungsmechanismus in einem getrennten Zustand oder in einem Halbkupplungszustand befindet, wobei, wenn der Ventilöffnungsgrad, der auf der Grundlage eines Ausgabesignals eines Ventilöffnungsgradsensors berechnet wird, der den Ventilöffnungsgrad erfasst, von dem Ausrückbereich abweicht, die Kupplungszustandsschätzeinheit bestimmt, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem verbundenen Zustand befindet, und einer Fehlerbeurteilungseinheit erlaubt, eine Fehlerbeurteilung vorzunehmen. Daher kann nur dann, wenn sich der Kupplungsmechanismus in einem eingekuppelten Zustand befindet, eine Beurteilung einer Fehlererkennung des Gangpositionssensors zuverlässig getroffen werden. Dementsprechend kann eine fehlerhafte Beurteilung des Gangpositionssensors, der eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung mit einem manuellen mehrstufigen Gangschaltmechanismus erfasst, verhindert werden.
• Gemäß der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich entsprechend der Drehzahl des Motors, so dass der Ausrückbereich einen Nichtübertragungsventilöffnungsgrad als einen Ventilöffnungsgrad enthält, bei dem angenommen wird, dass keine Antriebskraft vom Motor über den Kupplungsmechanismus auf die Antriebskraftübertragungsvorrichtung übertragen wird, wobei der Ausrückbereich auf einen Bereich zwischen einem ersten geschätzten Schwellwert und einem zweiten geschätzten Schwellwert in Bezug auf die Drehzahl des Motors eingestellt ist, wobei der erste geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addieren eines positiven vorbestimmten Wertes zu dem Nichtübertragungsventilöffnungsgrad erhalten wird, und der zweite geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addieren eines negativen vorbestimmten Wertes zu dem Nichtübertragungsventilöffnungsgrad erhalten wird. Daher kann ein Ausrückbereich zur Bestimmung, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem eingekuppelten Zustand befindet, so berechnet werden, dass der Berechnungsaufwand nicht erhöht wird.
• Gemäß der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich entsprechend der Drehzahl des Motors und basierend auf einer Vielzahl von Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden, die jeweils im Voraus gemäß einer Vielzahl von Referenz-Atmosphärendrücken eingestellt werden, wobei der Nichtübertragungsventilöffnungsgrad ein Wert ist, der durch Interpolation als ein Wert zwischen den mehreren Atmosphärendruck-Korrektur-Referenz-Öffnungsgraden auf der Grundlage eines Atmosphärendrucks erhalten wird, der durch einen in einem Fahrzeug vorgesehenen Atmosphärendrucksensor erfasst wird, und daher kann die Genauigkeit der Berechnung eines Nichtübertragungsventilöffnungsgrads zum Definieren des Ausrückbereichs zum Bestimmen, dass der Kupplungsmechanismus in einem verbundenen Zustand ist, verbessert werden. Dementsprechend kann die Genauigkeit der Fehlererkennung zur Erfassung eines Fehlers des Gangpositionssensors verbessert werden.
• Figurenliste
• [1] 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• [2A] 2A ist eine schematische Schnittansicht, die eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zeigt, die einen manuellen, mehrstufigen Gangschaltmechanismus enthält, auf welche die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird.
• [2B] 2B ist eine schematische Ansicht, in der ein Ausrückbereich eines Kupplungsmechanismus, der auf die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform anzuwenden ist, durch die Motordrehzahl und einen Drosselklappenöffnungsgrad definiert ist.
• [3] 3 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
• [4] 4 ist eine schematische Ansicht, die in Bezug auf jeden Referenz-Atmosphärendruck eine Nichtübertragungslinie im Ausrückbereich einer Hauptkupplung zeigt, die auf die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird.
• AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
• Eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden, wenn passend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, näher erläutert.
• [Konfiguration]
• Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1, 2A und 2B eine Konfiguration einer Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 2A ist eine schematische Schnittansicht, die eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zeigt, die einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus enthält, auf den die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, und 2B ist eine schematische Ansicht, in der ein Ausrückbereich eines Kupplungsmechanismus, der auf die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform anzuwenden ist, durch die Motordrehzahl (Motorgeschwindigkeit) und einen Drosselklappenöffnungsgrad definiert ist.
• Wie in 1 gezeigt, ist eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in ein Fahrzeug, wie z.B. ein zweirädriges Fahrzeug, eingebaut und durch eine elektronische Steuereinrichtung, wie z.B. eine ECU (Elektronisches Steuergerät), konfiguriert. Die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 umfasst eine Wellenformformungsschaltung 11, einen A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) 12, eine Wellenformformungsschaltung 13, einen A/D-Wandler 14, einen A/D-Wandler 15, einen Speicher 16 und eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 17.
• Die Wellenformformungsschaltung 11 formt eine Wellenform eines elektrischen Signals, das von einem Kurbelwinkelsensor 21 erfasst wurde und einen Kurbelwinkel eines Motors (Verbrennungsmotors) des Fahrzeugs anzeigt, und gibt das auf diese Weise geformte elektrische Signal in die CPU 17 ein.
• Der A/D-Wandler 12 wandelt ein elektrisches Signal, das von einem Drosselklappenöffnungsgradsensor 22 erfasst wurde und einen Ventilöffnungsgrad (Drosselklappenöffnungsgrad) eines im Motor des Fahrzeugs vorgesehenen Einlasssteuerventils anzeigt, in ein A/D-Signal um und gibt das auf diese Weise gewandelte elektrische Signal in die CPU 17 ein.
• Die Wellenformformungsschaltung 13 formt eine Wellenform eines elektrischen Signals, das von einem Antriebsraddrehzahlsensor 23 erfasst wurde und eine Drehgeschwindigkeit von Antriebsrädern des Fahrzeugs (Antriebsradgeschwindigkeit) anzeigt, und gibt das auf diese Weise geformte elektrische Signal in die CPU 17 ein.
• Der A/D-Wandler 14 wandelt ein elektrisches Signal um, das von einem Gangpositionssensor 24 erfasst wurde und eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung anzeigt, die einen manuellen mehrstufigen Gangschaltmechanismus enthält und mit dem Motor des Fahrzeugs verbunden ist, und gibt das auf diese Weise A/D-gewandelte elektrische Signal in die CPU 17 ein.
• In diesem Fall bedeutet die Antriebskraftübertragungsvorrichtung, die den manuellen mehrstufigen Gangschaltmechanismus enthält, ein manuelles Getriebe mit einem Kupplungsmechanismus eines Mehrscheiben-Nassreibungs-Typs oder dergleichen und ist zum Beispiel ein in 2A gezeigtes Klauengetriebe (Klauenartiges Getriebe).
• In einem in 2A dargestellten Klauengetriebe T wird das Schaltpedal 31 entsprechend einer Schaltbetätigung durch einen Fahrer an einem als Schaltbetätigungselement dienenden Schaltpedal 31 gedreht, und eine Schaltwelle 32 an einem Fahrzeug, die als eine Drehwelle des Schaltpedals dient, dreht sich. Die Drehung des Schaltpedals 31, die mit einem vom Fahrer durchgeführten Schaltvorgang einhergeht, wird auf einen Schaltarm 33 übertragen, der in Bezug auf die als eine Drehwelle verwendete Schaltwelle 32 fixiert ist.
• An einem Endabschnitt des Schaltarms 33 ist ein Getriebeabschnitt (nicht dargestellt) vorgesehen, so dass die Drehung des Schaltpedals 31, die mit einem vom Fahrer ausgeführten Schaltvorgang einhergeht, über den Getriebeabschnitt des Schaltarms 33 auf ein Schaltgetriebe 34 übertragen wird, das an einer Trommelwelle 42 befestigt ist, die als Drehwelle der Schaltwalze 41 dient, und zu diesem Zeitpunkt dreht sich die Trommelwelle 42, d.h. die Schaltwalze 41. Der Gangpositionssensor 24 gibt ein elektrisches Signal aus, das einen Drehwinkel der Trommelwelle 42 entsprechend einer Schaltstufe (Gangposition) des Klauengetriebes T anzeigt. Als Gangpositionssensor 24 kann vorzugsweise ein Sensor verwendet werden, der ein Ausgabesignal mit linearer Charakteristik ausgibt, und ein Potentiometer oder dergleichen kann ebenso wie ein Hall-Sensor verwendet werden.
• Bei diesem Klauengetriebe T wird unter der Annahme einer typischen Konfiguration, bei der ein festes Schaltzahnrad 51 an einer Eingangswelle 56 befestigt ist und ein freies Schaltzahnrad 52 und ein verschiebbares Schaltzahnrad 53 an einer Antriebswelle 57 befestigt sind, eine Drehung der Schaltwalze 41 auf Schaltgabeln 44 übertragen, die in in der Schaltwalze 41 ausgebildeten Nockenrillen 43 vorgesehen sind und sich entlang der Nockenrillen 43 bewegen, und in Reaktion darauf bewegen sich die Schaltgabeln 44. Dementsprechend wird das verschiebbare Schaltzahnrad 53 translatorisch bewegt, während es an der Antriebswelle 57 befestigt ist. Wenn das verschiebbare Schaltzahnrad 53 in Richtung des freien Schaltzahnrads 52 bewegt wird und diese Zahnräder nahe beieinander liegen, können die Klauenzähne dieser Zahnräder miteinander kämmen.
• Das heißt, wenn eine Hauptkupplung 61 als ein Kupplungsmechanismus mit Reibungskupplungsscheiben des Mehrscheibentyps, der die Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung auskuppelt und einkuppelt, sich in einem verbundenen Zustand befindet, in dem die Kupplungsscheiben miteinander in Kontakt sind, und die Klauenzähne in einem Eingriffszustand sind, in dem die Klauenzähne miteinander in Kontakt sind und der Klauenzahn eines Zahnrads (ein Klauenzahn) den Klauenzahn (der andere Klauenzahn) des anderen Zahnrads drückt, geht ein Drehmoment (Antriebskraft) einer Kurbelwelle 71 in der Reihenfolge durch die Hauptkupplung 61, die Eingangswelle 56, das feste Schaltzahnrad 51, das freie Schaltzahnrad 52, das gleitende Schaltzahnrad 53 und die Antriebswelle 57 und wird schließlich auf die Antriebsräder übertragen. Wenn sich die Hauptkupplung 61 in einem gekuppelten Zustand befindet und die Klauenzähne in einem kämmenden Zustand sind, in dem die Klauenzähne miteinander in Kontakt stehen und die Klauenzähne eines Zahnrads die Klauenzähne des anderen Zahnrads schieben, kann das Schalten in eine andere Zahnradposition durch Steuerung des Betriebszustands des Motors erleichtert werden, so dass die Schaltgabeln 44 es dem gleitenden Schaltzahnrad 53 ermöglichen, sich leicht vom freien Schaltzahnrad 52 zu trennen.
• Neben der Konfiguration, bei der die Klauenzähne beider Zahnräder hervorstehende Zähne sind, können die Klauenzähne auch so konfiguriert werden, dass der Klauenzahn des einen Zahnrads ein ausgenommener Zahn ist, um den vorstehenden Zahn des anderen Zahnrads aufzunehmen, oder es können allgemeine Synchronisierungselemente anstelle der Klauenzähne verwendet werden. Als Hauptkupplung 61 kann vorzugsweise eine Nassreibungs-Mehrscheibentyp-Kupplung mit Nassreibungs-Kupplungsscheiben vom Mehrscheibentyp verwendet werden, bei Bedarf kann aber auch eine Trockenkupplung verwendet werden. Eine Reihe von Bauteilen vom Schaltpedal 31 bis zu den Schaltgabeln 44 bilden einen Schaltmechanismus S, der dem manuellen mehrstufigen Gangschaltmechanismus entspricht.
• Als nächstes wandelt der A/D-Wandler 15, wie in 1 gezeigt, ein elektrisches Signal um, das einen vom Atmosphärendrucksensor 25 erfassten atmosphärischen Druck in der Umgebung des Fahrzeugs anzeigt, und gibt das auf diese Weise A/D-gewandelte elektrische Signal in die CPU 17 ein.
• Der Speicher 16 wird durch eine nichtflüchtige Speichervorrichtung gebildet und speichert darin verschiedene Steuerprogramme und Steuerdaten, wie z.B. Kennfelddaten, zur Steuerung des Betriebs der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1.
• Die CPU 17 führt die im Speicher 16 gespeicherten Steuerprogramme aus, um als eine Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a , als eine Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b, als eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c, als eine Gangposition-Berechnungseinheit 17d, als eine Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e, als eine Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f, als eine Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g und als eine Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung zu funktionieren.
• Die Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechnet die Motordrehzahl (die Drehgeschwindigkeit des Motors) des Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen Signals, das von der Wellenformformungsschaltung 11 eingegeben wird, und die auf diese Weise berechnete Motordrehzahl wird in der Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e und der Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g verwendet.
• Die Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b berechnet einen Drosselklappenöffnungsgrad des Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen Signals, das von dem A/D-Wandler 12 eingegeben wird, und der auf diese Weise berechnete Drosselklappenöffnungsgrad wird in der Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g verwendet.
• Die Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechnet eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen Signals, das von der Wellenformformungsschaltung 13 eingegeben wird, und die auf diese Weise berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit (Antriebsradgeschwindigkeit) wird in der Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e verwendet.
• Die Gangposition-Berechnungseinheit 17d berechnet eine Gangposition des Fahrzeugs unter Verwendung eines elektrischen Signals, das von dem A/D-Wandler 14 eingegeben wird, und die auf diese Weise berechnete Gangposition wird in der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung verwendet.
• Die Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e berechnet eine geschätzte Gangposition auf der Grundlage der Motordrehzahl, die von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechnet wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechnet wird, typischerweise durch Berechnung eines Verhältnisses zwischen der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit und durch Bestimmung, welcher Gangposition das Verhältnis entspricht, indem auf die Kennfelddaten oder ähnliches Bezug genommen wird. Die auf diese Weise berechnete geschätzte Gangposition wird in der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung verwendet.
• Die Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f erfasst eine Betriebsposition eines Kupplungshebels unter Verwendung eines elektrischen Signals, das von einem Kupplungsschalter 26 eingegeben wird, der nur dann eingeschaltet wird, wenn sich der Kupplungshebel als ein Kupplungsbetätigungselement (nicht dargestellt) in einer Betriebsposition befindet, die typischerweise dem vollen Griff (eine Betriebsposition, in der der Kupplungshebel vollständig gegriffen ist) des Kupplungshebels entspricht. Die Betriebsposition des Kupplungshebels, die auf diese Weise von der Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f erfasst wird, zeigt im Allgemeinen das Trennen und Verbinden, d.h. das Ausrücken und Einrücken (Trennung der und Kontakt zwischen den Kupplungsscheiben) der Hauptkupplung 61 entsprechend dem Kupplungsmechanismus an, und daher kann die Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f das Ausrücken und Einrücken der Hauptkupplung 61 unter Verwendung eines elektrischen Signals erfassen, das von dem Kupplungsschalter 26 eingegeben wird. Um jedoch in der vorliegenden Ausführungsform auch einen Halbkupplungszustand (halb gekuppelter Zustand), in dem die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 61 miteinander in Kontakt kommen, während sie sich relativ zueinander drehen, bei der Beurteilung eines Fehlers zu berücksichtigen, ist die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g getrennt von der Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f vorgesehen.
• Die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g enthält eine Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i, die unter Verwendung der von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechneten Motordrehzahl Ausrückbereichswerte berechnet, die einen Ausrückbereich der Hauptkupplung 61 anzeigen, der einem Bereich entspricht, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem getrennten Zustand oder einem Halbkupplungszustand befindet, d.h. ein Bereich, in dem eine Möglichkeit besteht, dass ein Zustand der Hauptkupplung 61 einem Zustand, in dem die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 61 vollständig getrennt und nicht in Kontakt miteinander sind, oder einem Halbkupplungszustand entspricht, in dem die Kupplungsscheiben der Hauptkupplung 61 in Kontakt miteinander sind, während sie sich relativ zueinander drehen. Wenn ein von der Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b berechneter Drosselklappenöffnungsgrad von dem durch die Werte des Ausrückbereichs angegebenen Bereich (Ausrückbereich) abweicht, bestimmt die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem verbundenen Zustand befindet (einem Zustand, in dem die Kupplungsscheiben miteinander in Kontakt sind und sich nicht relativ zueinander drehen), und erlaubt der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung, eine Beurteilung eines Fehlers des Gangpositionssensors 24 vorzunehmen. Die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i kann als ein externer Funktionsblock separat von der Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g bereitgestellt werden.
• Die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i berechnet entsprechend der Motordrehzahl Ausrückbereichswerte, die einen Ausrückbereich angeben, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem ausgekuppelten Zustand oder einem Halbkupplungszustand befindet, so dass die Ausrückbereichswerte einen Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad umfassen, der ein Drosselklappenöffnungsgrad ist, bei dem sich die Hauptkupplung 61 in einem ausgekuppelten Zustand befindet, um keine Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung zu übertragen, und es wird angenommen, dass keine Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung über die Hauptkupplung 61 übertragen wird. Insbesondere aus Kennfelddaten, die einen Ausrückbereich R3 der Hauptkupplung 61 umfassen, wie in 2B dargestellt ist, und durch eine Motordrehzahl NE und einen Drosselklappenöffnungsgrad TH definiert sind, die ein zweiachsiges orthogonales Koordinatensystem bilden, beispielsweise unter der Voraussetzung, dass eine beliebige Motordrehzahl NE1 ist, berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i Ausrückbereichswerte gemäß der Motordrehzahl NE1, insbesondere berechnet sie eine untere Grenze TH3 und eine obere Grenze TH2 des Ausrückbereichs (TH3 ≤ Drosselklappenöffnungsgrad TH ≤ TH2). Was diesen Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH1 betrifft, so wird ein Leerlaufdrosselklappenöffnungsgrad, der einem Motorbetriebszustand entspricht, bei dem eine Antriebskraft des Motors mit ihrem Widerstand (mechanische Reibungskraft und viskoelastische Kraft des Schmiermittels) übereinstimmt und nicht zwischen dem Motor und den Antriebsrädern übertragen wird, als dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH1 entsprechend betrachtet, und der Leerlaufdrosselklappenöffnungsgrad wird auf den Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH1 eingestellt. Dies liegt daran, dass der Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrad auf den Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH unter dem Gesichtspunkt eingestellt wird, dass, wenn ein Schaltvorgang in Verbindung mit einem Kupplungsvorgang von einem Fahrer durchgeführt wird, der Drosselklappenöffnungsgrad mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Wert in einem Bereich des Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrads und der Drosselklappenöffnungsgrade ist, die höher oder niedriger als der Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrad sind und nahe bei diesem liegen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass in einem Bereich, der von dem Bereich des Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrads und der Drosselklappenöffnungsgrade abweicht, die höher oder niedriger als der Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrad sind und nahe dem Leerlauf-Drosselklappenöffnungsgrad liegen, keine Möglichkeit besteht, dass ein Schaltvorgang, der von einer Kupplungsbetätigung begleitet wird, nicht von einem Fahrer durchgeführt wird.
• Hier, in den in 2B gezeigten Kennfelddaten ist eine Linie L1 eine Nichtübertragungs-Linie, die eine Linie anzeigt, die Werte einer Vielzahl von Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgraden verbindet, die gemäß der Motordrehzahl NE bereitgestellt werden, ist eine Linie L2 eine obere Grenzlinie des Halbkupplungszustands, die eine Linie anzeigt, die eine Vielzahl von Werten verbindet, die durch Addieren eines positiven vorbestimmten Werts ΔTH1 zu den Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgraden erhalten werden, und ist eine Linie L3 eine untere Grenzlinie des Halbkupplungszustands, die eine Linie anzeigt, die eine Vielzahl von Werten verbindet, die durch Addieren eines negativen vorbestimmten Werts ΔTH2 zu den Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgraden erhalten werden. Ein in 2B dargestellter Bereich R1 ist kontinuierlich zu dem Bereich R3 auf der Seite angeordnet, die einen größeren Wert des Drosselklappenöffnungsgrads TH als der Bereich R3 aufweist, und zeigt eine Positives-Drehmoment-Zone an, in der der Motor die Antriebsräder antreibt, und ein Bereich R2 ist kontinuierlich zu dem Bereich R3 auf der Seite angeordnet, die einen kleineren Wert des Drosselklappenöffnungsgrads TH als der Bereich R3 aufweist, und zeigt eine Negatives-Drehmoment-Zone an, in der der Motor von den Antriebsrädern angetrieben wird. Es ist zu beachten, dass der Bereich R2 nicht in einem Bereich eingestellt ist, in dem die Motordrehzahl NE nicht größer als die mittlere Drehzahl ist, da der Bereich R2 in diesem Bereich nicht auftritt. Der Ausrückbereich R3, der ein Bereich ist, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem ausgekuppelten Zustand, um keine Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung zu übertragen, oder in einem Halbkupplungszustand befindet, wird als ein Bereich eingestellt, der die Nichtübertragungslinie L1 enthält und zwischen der oberen Grenzlinie L2 des Halbkupplungszustands und der unteren Grenzlinie L3 des Halbkupplungszustands zwischenliegt. Die Nichtübertragungslinie L1 zeigt eine lineare Kennlinie an, die mit zunehmender Motordrehzahl NE ansteigt, und wird als Linie mit einem Wendepunkt eingestellt, an dem die Neigung der Linie zunimmt, wenn die Motordrehzahl NE die niedrige oder mittlere Drehzahl ist. Der positive vorbestimmte Wert ΔTH1 und der negative vorbestimmte Wert ΔTH2 werden jeweils als Bereichen von Drosselklappenöffnungsgraden nahe dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad entsprechend betrachtet, d.h. Bereichen von Drosselklappenöffnungsgraden im Halbkupplungszustand, und sind Werte, die gemäß Spezifikationen oder dergleichen des Fahrzeugs eingestellt werden, und sind typischerweise vorbestimmte feste Werte, und müssen nur in der Größe zueinander gleich eingestellt werden. Solche Kennfelddaten entsprechen einem allgemeinen Fahrmuster, in dem Anhalten, Beschleunigen, Verzögern und Ausrollen kombiniert sind.
• Die Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung vergleicht eine von der Gangposition-Berechnungseinheit berechnete Gangposition mit einer geschätzten Gangposition, die von der Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e berechnet wurde, und wenn die Gangposition und die geschätzte Gangposition nicht übereinstimmen, wird festgestellt, dass der Gangpositionssensor 24 ausgefallen ist.
• [Operationen]
• Nachfolgend wird die Funktionsweise der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
• 3 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
• In der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i, während ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet ist, Ausrückbereichswerte, die einen Ausrückbereich der Hauptkupplung 61 entsprechend der Motordrehzahl NE in jeder vorbestimmten Steuerperiode anzeigen. Die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g bestimmt dann, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem verbundenen Zustand befindet (einem Zustand, in dem die Kupplungsscheiben in Kontakt miteinander sind und sich nicht relativ zueinander drehen), wenn der Drosselklappenöffnungsgrad TH von dem Bereich (Ausrückbereich) der Ausrückbereichswerte abweicht. In diesem Fall erlaubt die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung, eine Beurteilung eines Ausfalls des Gangpositionssensors 24 vorzunehmen, wie in der Periode vor einem Zeitpunkt t = t1, der Periode nach einem Zeitpunkt t = t7 und vor einem Zeitpunkt t = t8 und der Periode nach einem Zeitpunkt t = t9, wie in 3 dargestellt.
• Hier, in dem in 3 dargestellten Beispiel, ist in der Periode vor der Zeit t = t1 der von der in 3(b) gezeigten Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b berechnete Drosselklappenöffnungsgrad TH um einen kleineren Wert, als die Größe des negativen vorbestimmten Wertes ΔTH2 ist, kleiner als der Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad auf der in 3(a) gezeigten Nichtübertragungs-Linie L1, so dass die Antriebsbeziehung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern in die Negatives-Drehmoment-Zone R2 fällt, in dem der Motor durch die Antriebsräder, wie in 2B gezeigt ist, angetrieben wird, wobei als Reaktion darauf ein Wert eines in 3(f) gezeigten Negatives-Drehmoment-Zone-Kennzeichens FN 1 ist (in anderen Perioden ist der Wert des Positives-Drehmoment-Zone-Kennzeichens FP 0). In der Periode nach einer Zeit t = t6 ist der von der in 3(b) gezeigten Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b berechnete Drosselklappenöffnungsgrad TH um einen größeren Wert größer als der positive vorbestimmte Wert ΔTH1 als der Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad auf der Nichtübertragungslinie L1, die in 3(a) gezeigte Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad auf der in 3(a) gezeigten Nichtübertragungs-Linie L1, so dass die Antriebsbeziehung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern innerhalb des positiven Drehmomentbereichs R1 liegt, in dem der Motor die Antriebsräder antreibt, wie in 2B gezeigt, wobei in Reaktion darauf der Wert des in 3(e) gezeigten Positives-Drehmoment-Zone-Kennzeichens FP 1 ist (in anderen Perioden ist der Wert des Positives-Drehmoment-Zone-Kennzeichens FP 0). Andererseits ist in der Periode vom Zeitpunkt t = t1 bis zum Zeitpunkt t = t6 der von der in 3(b) gezeigten Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit 17b berechnete Drosselklappenöffnungsgrad TH an den Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad auf der in 3(a) dargestellten Nichtübertragungs-Linie L1 angepasst oder er fällt in den Bereich zwischen einer oberen Grenze, die durch Addieren des positiven vorbestimmten Wertes ΔTH1 zu dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad erhalten wird, und einer unteren Grenze, die durch Addieren des negativen vorbestimmten Wertes ΔTH2 zu dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad erhalten wird, so dass sich die Antriebsbeziehung zwischen dem Motor und den Antriebsrädern in dem Auskupplungsbereich R3 befindet, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich die Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Motor und den Antriebsrädern in einem ausgekuppelten Zustand oder in einem Halbkupplungszustand befindet, wie in 2B dargestellt ist. Eine zeitliche Änderung der Motordrehzahl NE ist in 3(c) dargestellt, und eine zeitliche Änderung der Antriebsradgeschwindigkeit VSP ist in 3(d) dargestellt.
• In der Periode vor dem Zeitpunkt t = t1 und der Periode nach einem Zeitpunkt t = t4 ist ein Kupplungsschaltersignal CS, das von der in 3(g) gezeigten Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f erfasst wird, ein Aus-Signal (z.B. ist die Ausgabespannung Null), was anzeigt, dass der Kupplungshebel losgelassen wurde. Andererseits ist das von der Kupplungsschalter-Erkennungseinheit 17f erfasste Kupplungsschaltersignal CS im Zeitraum von t = t3 bis t = t5 ein Ein-Signal (z.B. ist die Ausgabespannung ein positiver vorbestimmter Wert), was anzeigt, dass der Kupplungshebel im Wesentlichen vollständig ergriffen wurde. Hier wird festgestellt, dass sich die Hauptkupplung 61 im Zeitraum vom Zeitpunkt t = t3 bis zum Zeitpunkt t = t5 in einem Zustand befindet, in dem die Kupplungsscheiben vollständig voneinander getrennt sind und keine Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung übertragen wird; in anderen Zeiträumen ist es jedoch nicht möglich zu wissen, ob sich die Hauptkupplung 61 in einem Halbkupplungszustand oder in einem verbundenen Zustand befindet (die Kupplungsscheiben sind in Kontakt miteinander und drehen sich nicht relativ zueinander). Hier zeigt ein Gangpositionssignal GS des in 3(h) gezeigten Gangpositionssensors 24 an, dass die Gangposition zum Zeitpunkt t = t8 geschaltet hat, und im Zeitraum vor dem Zeitpunkt t = t8 zeigt die von der Gangposition-Berechnungseinheit 17d berechnete Gangposition die zweite Geschwindigkeit an, und im Zeitraum nach dem Zeitpunkt t = t8 zeigt die von der Gangposition-Berechnungseinheit 17d berechnete Gangposition die dritte Geschwindigkeit an.
• Was die geschätzte Gangposition (augenblicklich geschätzter Gangpositionswert) betrifft, die von der Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit 17e berechnet wird, fällt ein Verhältnis der Motordrehzahl, die von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechnet wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechnet wird, in einen vorbestimmten Bereich der Gangposition des zweiten Gangs (normaler Bereich des zweiten Gangs), der in 3(i) gezeigten zweiten Gangposition (Normalbereich des zweiten Gangs) in der Periode vor einem Zeitpunkt t = t2 und der Periode vom Zeitpunkt t = t6 bis zum Zeitpunkt t = t8, und ein Verhältnis der von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechneten Motordrehzahl und einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit fällt in der Periode vom Zeitpunkt t = t3 bis zum Zeitpunkt t = t5 und der Periode nach dem Zeitpunkt t = t8 in den vorbestimmten Bereich der in 3(i) gezeigten dritten Gangposition (Normalbereich des dritten Gangs). Andererseits liegt im Zeitraum vom Zeitpunkt t = t2 bis zum Zeitpunkt t = t3 und im Zeitraum vom Zeitpunkt t = t5 bis zum Zeitpunkt t = t6 ein Verhältnis der von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechneten Motordrehzahl und einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb des vorbestimmten Bereichs der Position des zweiten Gangs (Normalbereich des zweiten Gangs) und außerhalb des vorbestimmten Bereichs der Position des dritten Gangs (Normalbereich des dritten Gangs), und das Verhältnis weicht von diesen Bereichen ab und ist im Übergang von einem dieser Bereiche zum anderen Bereich. Als Reaktion darauf ist in der Periode vor dem Zeitpunkt t = t2, der Periode von dem Zeitpunkt t = t3 bis zum Zeitpunkt t = t5 und der Periode nach des Zeitpunkt t = t6 ein Wert eines in 3(k) gezeigten Gang-Normalbereichs-Beurteilungskennzeichens FD 1 (in anderen Perioden ist der Wert des Gang-Normalbereichs-Beurteilungskennzeichens FD 0).
• Hier beginnt ein Gangpositionsstabilitätszeitgeber TM, der in 3(1) als Subtraktionszeitgeber dargestellt ist, mit der Zählung, wenn ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl, die von der Motordrehzahl-Berechnungseinheit 17a berechnet wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit 17c berechnet wird, innerhalb oder außerhalb des vorbestimmten Bereichs der Gangposition des zweiten Gangs (Normalbereich des zweiten Gangs) oder des vorbestimmten Bereichs der Gangposition des dritten Gangs (Normalbereich des dritten Gangs), der in 3(i) ist (in der Figur ist beispielhaft ein Fall des Rückwärtszählens des Subtraktionszeitgebers dargestellt), und die Zeit ist abgelaufen (der verbleibende Zählerstand ist Null) zum Zeitpunkt t = t4, zum Zeitpunkt t = t7 und zum Zeitpunkt t = t9, und die Zeit, die durch den Gangpositionsstabilitätszeitgeber TM gezählt wird, ist ebenfalls abgelaufen (der verbleibende Zählerstand ist Null) in der Periode vor dem Zeitpunkt t = t2. Als Reaktion darauf schaltet ein in 3(m) dargestellter Stabil-Geschätzte-Gangposition-Wert ES zum Zeitpunkt t = t4 von der Position des zweiten Gangs in die Position des dritten Gangs, zum Zeitpunkt t = t7 von der Position des dritten Gangs in die Position des zweiten Gangs und zum Zeitpunkt t = t9 von der Position des zweiten Gangs in die Position des dritten Gangs. In der Periode vor dem Zeitpunkt t = t2, der Periode von dem Zeitpunkt t = t4 bis zum Zeitpunkt t = t5, der Periode von dem Zeitpunkt t = t7 bis zum Zeitpunkt t = t8 und der Periode nach dem Zeitpunkt t = t9 ist ein Wert eines Geschätzte-Gangposition-Aktualisierbarkeitskennzeichens FE, das in 3(n) gezeigt ist, 1 (in anderen Perioden ist der Wert des Geschätzte-Gangposition-Aktualisierbarkeitskennzeichens FE 0).
• Unter Berücksichtigung des Stabilitätsgrades des Gangpositionssignals GS (der Konsistenz einer Ausgabespannung) zusätzlich zu dem Wert des in 3(n) gezeigten Geschätzte-Gangposition-Aktualisierbarkeitskennzeichens FE, ist ein Wert eines in 3(o) gezeigten Gangposition-Endbestimmungs-Erlaubnis-Aktualisierbarkeitskennzeichens FA in der Periode vor dem Zeitpunkt t = t1, in der Periode vom Zeitpunkt t = t7 bis zum Zeitpunkt t = t8 und in der Periode nach dem Zeitpunkt t = t9 1 (in anderen Perioden ist der Wert des Gangposition-Endbestimmungs-Erlaubnis-Aktualisierbarkeitskennzeichens FA 0). Das heißt, in der Periode vor dem Zeitpunkt t = t1, der Periode von dem Zeitpunkt t = t7 bis zum Zeitpunkt t = t8 und der Periode nach dem Zeitpunkt t = t9 ist es der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung erlaubt, eine Beurteilung eines Fehlers des Gangpositionssensors 24 vorzunehmen, wobei in diesen Perioden die Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung eine von der Gangposition-Berechnungseinheit 17d berechnete Gangposition und eine von der Einheit 17e zur Schätzung einer Gangposition berechnete geschätzte Gangposition vergleicht und, wenn die Gangposition und die geschätzte Gangposition nicht übereinstimmen, beurteilt, dass der Gangpositionssensor 24 ausgefallen ist.
• Wie aus den obigen Beschreibungen ersichtlich ist, enthält die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g in der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage eines Ausgabesignals des Kurbelwinkelsensors 21 Ausrückbereichswerte in einem Ausrückbereich berechnet, der nicht kleiner als eine Untergrenze und nicht größer als eine Obergrenze eines Ausrückbereichs ist, der ein Bereich ist, der durch eine Drehzahl des Motors und einen Ventilöffnungsgrad eines im Motor vorgesehenen Einlasssteuerventils definiert ist, und ein Bereich ist, in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem getrennten Zustand oder einem Halbkupplungszustand befindet, wobei wenn ein Drosselklappenöffnungsgrad, der von der Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g auf der Grundlage einer Ausgabe des Drosselklappenöffnungsgradsensors 22 berechnet wird, von dem Ausrückbereich abweicht, die Kupplungszustands-Schätzungseinheit 17g feststellt, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem gekuppelten Zustand befindet, und der Einheit 17h zur Fehlerbeurteilung erlaubt, eine Fehlerbeurteilung vorzunehmen, so dass eine Beurteilung einer Fehlererkennung des Gangpositionssensors 24 nur dann zuverlässig vorgenommen werden kann, wenn sich die Hauptkupplung 61 in einem gekuppelten Zustand befindet. Dementsprechend kann eine fehlerhafte Beurteilung des Gangpositionssensors 24 verhindert werden.
• In der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i einen Ausrückbereich entsprechend der Motordrehzahl, so dass der Bereich den Nichtübertragungs-Drosselklappen-Öffnungsgrad umfasst. Der Ausrückbereich wird auf einen Bereich zwischen dem oberen Grenzwert TH2 und dem unteren Grenzwert TH3 in Bezug auf eine beliebige Motordrehzahl NE1 eingestellt, wobei der obere Grenzwert TH2 auf einen Wert eingestellt wird, der durch Addieren des positiven vorbestimmten Wertes ΔTH1 zu dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH1 erhalten wird, und der untere Grenzwert TH3 auf einen Wert eingestellt wird, der durch Addieren des negativen vorbestimmten Wertes ΔTH2 zu dem Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad TH1 erhalten wird. Daher kann ein Ausrückbereich zur Bestimmung, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem eingekuppelten Zustand befindet, so berechnet werden, dass der Berechnungsaufwand nicht erhöht wird.
• [Modifikation]
• 4 ist eine schematische Ansicht, die in Bezug auf jeden Referenz-Atmosphärendruck eine Nichtübertragungslinie im Ausrückbereich der Hauptkupplung 61 zeigt, die auf die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird. In 4 zeigt eine Linie L4 eine Nichtübertragungslinie bei einem Referenz-Atmosphärendruck A, der einem Atmosphärendruck in einem Hochland entspricht, und eine Linie L5 zeigt eine Nichtübertragungslinie bei einem Referenz-Atmosphärendruck B, der einem Atmosphärendruck in einem Tiefland entspricht, der höher als der Referenz-Atmosphärendruck A ist.
• In der vorliegenden Modifikation berechnet die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i einen Bereich von Ausrückbereichswerten gemäß der Motordrehzahl und basierend auf einer Vielzahl von Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden (in dem in 4 gezeigten Beispiel der Drosselklappenöffnungsgrad TH = THH und THL), die im Voraus gemäß jedem der Vielzahl von Referenz-Atmosphärendrucken festgelegt wurden. In diesem Fall ist der Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrad ein Wert, der durch Interpolation als ein Wert zwischen den in 4 gezeigten mehreren Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden auf der Grundlage eines vom Atmosphärendrucksensor 25 erfassten Atmosphärendrucks berechnet wird. Insbesondere wird in dem in 4 gezeigten Beispiel, wenn die Motordrehzahl NE1 ist und der durch den Atmosphärendrucksensor 25 erfasste Atmosphärendruck ein Atmosphärendruck C ist, ein Wert des Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrads bei dem Atmosphärendruck C als ein berechneter Wert erhalten, der durch eine mathematische Formel von (THH - THL) * (B - C)/(B - A) + THL berechnet wird.
• Wie aus den obigen Beschreibungen hervorgeht, kann bei der Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Modifikation die Genauigkeit der Berechnung des Nichtübertragungs-Drosselklappenöffnungsgrads zur Definition des Ausrückbereichs zur Bestimmung, dass sich die Hauptkupplung 61 in einem eingekuppelten Zustand befindet, verbessert werden, und die Genauigkeit der Erkennung eines Fehlers des Gangpositionssensors 24 kann verbessert werden.
• In der vorliegenden Erfindung sind die Arten, Formen, Anordnungen und Anzahlen der Bestandteile nicht auf die in der obigen Ausführungsform beschriebenen beschränkt, und es ist unnötig zu erwähnen, dass Änderungen in geeigneter Weise vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie z.B. das Ersetzen dieser Bestandteile durch andere Elemente mit äquivalenten Betriebswirkungen.
• INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
• Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung eine Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung bereitstellen, die einen Ausfall eines Gangpositionssensors genau erkennt, der so konfiguriert ist, dass er eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung erkennt, die in ein Fahrzeug eingebaut ist und einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus umfasst. Darüber hinaus können aufgrund ihrer allgemeinen Zwecke und universellen Eigenschaften Anwendungen der vorliegenden Erfindung in einem breiten Bereich in einem Fahrzeug erwartet werden.
• Bezugszeichenliste

1

Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung

11

Wellenformformungsschaltung

12

A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler)

13

Wellenformformungsschaltung

14

A/D-Wandler

15

A/D-Wandler

16

Speicher

17

CPU (Central Processing Unit bzw. Zentrale Verarbeitungseinheit)

17a

Motordrehzahl-Berechnungseinheit

17b

Drosselklappenöffnungsgrad-Berechnungseinheit

17c

Fahrzeuggeschwindigkeit-Berechnungseinheit

17d

Gangposition-Berechnungseinheit

17e

Geschätzte-Gangposition-Berechnungseinheit

17f

Kupplungsschalter-Erkennungseinheit

17g

Kupplungszustands-Schätzungseinheit

17h

Fehlerbeurteilungseinheit

17i

Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit 17i

21

Kurbelwinkelsensor

22

Drosselklappenöffnungsgradsensor

23

Antriebsraddrehzahlsensor

24

Gangpositionssensor

25

Atmosphärendrucksensor

26

Kupplungsschalter

31

Schaltpedal

32

Schaltwelle

33

Schaltarm

34

Schaltgetriebe

41

Schaltwalze

42

Trommelwelle

43

Nockenrille

44

Schaltgabel

51

festes Schaltzahnrad

52

freies Schaltzahnrad

53

verschiebbares Schaltzahnrad

56

Eingangswelle

57

Antriebswelle

61

Hauptkupplung

71

Kurbelwelle

S

Schaltmechanismus

T

Klauengetriebe

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP H04171352 [0005]
• JP 2006316665 [0005]

Claims (3)

1. Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung, die einen Fehler eines Gangpositionssensors erfasst, der konfiguriert ist, eine Gangposition einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung zu erfassen, die in ein Fahrzeug eingebaut ist und einen manuellen mehrstufigen Gangschaltungsmechanismus enthält, wobei die Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung umfasst: eine erste Gangpositions-Berechnungseinheit, die aus einem Ausgabesignal des Gangpositionssensors eine Gangposition errechnet; eine zweite Gangpositions-Berechnungseinheit, die eine geschätzte Gangposition auf der Grundlage einer Ausgabe eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, der konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Drehgeschwindigkeit eines Antriebsrads des Fahrzeugs zu erfassen, und einer Ausgabe eines Motordrehzahlsensors berechnet, der konfiguriert ist, eine Drehgeschwindigkeit eines mit der Antriebskraftübertragungsvorrichtung verbundenen Motors zu erfassen; eine Fehlerbeurteilungseinheit, die beurteilt, dass der Gangpositionssensor ausgefallen ist, wenn die von der ersten Gangpositions-Berechnungseinheit berechnete Gangposition und die von der zweiten Gangpositions-Berechnungseinheit berechnete geschätzte Gangposition als Ergebnis des Vergleichs der Gangposition und der geschätzten Gangposition nicht zueinander passen; und eine Kupplungszustands-Schätzungseinheit, die abschätzt, ob ein Kupplungsmechanismus, der zum Ausrücken und Einrücken der Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Motor und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung konfiguriert ist, in einem verbundenen Zustand ist, wobei die Kupplungszustands-Schätzungseinheit eine Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit enthält, die auf der Grundlage des Ausgabesignals des Motordrehzahlsensors Ausrückbereichswerte in einem Ausrückbereich berechnet, die nicht kleiner als eine untere Grenze und nicht größer als eine obere Grenze eines Ausrückbereichs sind, der ein Bereich ist, der durch die Drehzahl des Motors und einen Ventilöffnungsgrad eines in dem Motor vorgesehenen Einlasssteuerventils definiert ist, und in dem eine Möglichkeit besteht, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem ausgekuppelten Zustand oder in einem Halbkupplungszustand befindet, und wenn der Ventilöffnungsgrad, der auf der Grundlage einer Ausgabe eines Ventilöffnungsgradsensors berechnet wird, der den Ventilöffnungsgrad erfasst, von dem Ausrückbereich abweicht, die Kupplungszustands-Schätzungseinheit bestimmt, dass sich der Kupplungsmechanismus in einem verbundenen Zustand befindet, und ermöglicht der Fehlerbeurteilungseinheit, eine Fehlerbeurteilung vorzunehmen.
2. Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich entsprechend der Drehzahl des Motors berechnet, so dass der Ausrückbereich einen Nichtübertragungs-Ventilöffnungsgrad als den Ventilöffnungsgrad enthält, bei dem angenommen wird, dass keine Antriebskraft vom Motor über den Kupplungsmechanismus auf die Antriebskraftübertragungsvorrichtung übertragen wird, und der Ausrückbereich auf einen Bereich zwischen einem ersten geschätzten Schwellwert und einem zweiten geschätzten Schwellwert in Bezug auf die Motordrehzahl eingestellt ist, der erste geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addieren eines positiven vorbestimmten Wertes zu dem Nichtübertragungs-Ventilöffnungsgrad erhalten wird, und der zweite geschätzte Schwellwert auf einen Wert eingestellt ist, der durch Addition eines negativen vorbestimmten Wertes zum Nichtübertragungs-Ventilöffnungsgrad erhalten wird.
3. Gangpositionsfehler-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Ausrückbereichswert-Berechnungseinheit den Ausrückbereich entsprechend der Drehzahl des Motors und auf der Grundlage einer Vielzahl von Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden berechnet, die jeweils im Voraus entsprechend einer Vielzahl von Referenz-Atmosphärendrücken eingestellt werden, und der Nichtübertragungs-Ventilöffnungsgrad ein Wert ist, der durch Interpolation als ein Wert zwischen der Vielzahl von Atmosphärendruck-Korrektur-Referenzöffnungsgraden auf der Grundlage eines Atmosphärendrucks erhalten wird, der durch einen Atmosphärendrucksensor erfasst wird, der in dem Fahrzeug vorgesehen ist.

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