DE19829299A1 - Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gangwechsel- Steuersystem für ein Getriebe, das mit einem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist, und insbesondere auf ein Gangwechselsteuersystem für ein Automatikgetriebe, das mit einem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist.

Ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe, das eine hydraulische Kupplung verwendet, ist teuerer und hat eine geringere Laufleistung als ein Fahrzeug mit manuellem Schaltgetriebe. Wenn der Automatikgetriebemechanismus auf der Grundlage des manuellen Getriebemechanismus konstruiert ist, ist es deshalb möglich, die Gangwechselfunktion zu vereinfachen und die Kosten zu senken und die Laufleistung zu verbessern. In dem Automatikgetriebemechanismus aus dem Stand der Technik, der eine Kupplung der Trockenbauart und den Synchronisiermechanismus auf der Grundlage eines solchen manuellen Getriebes verwendet, ist eine hydraulische Verschiebebetätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Schaltgabel oder einer Schaltgabelwelle konstruiert, wie es beispielsweise in der geprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 62-12050 offenbart ist, so daß ein Strömungsdurchlaß-Umschaltventil mit der Zylinderkammer der Verschiebebetätigungsvorrichtung verbunden ist, um die Richtung zu ändern, um die Schaltgabel durch das Strömungsdurchlaß-Umschaltventil zu betätigen, so daß ein Leerlaufzahnrad, das durch einen Hülsenring fixiert werden soll, der mit der Schaltgabel verbunden ist, geschaltet wird, um den Gangwechsel auszuführen.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Automatikgetriebemechanismus aus dem Stand der Technik wird jedoch das Strömungsdurchlaß-Umschaltventil zur Steuerung der Verschiebebetätigungsvorrichtung verwendet, um es für die Verschiebebetätigungsvorrichtung schwer zu machen, den Druck zu steuern, um die Schaltgabel zu betätigen. Deshalb wird die Schaltgabel oder die Schaltgabelwelle bei einer großen Differenz der Umdrehungen pro Minute (das heißt U/min) zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite durch eine übermäßige Kraft beim Gangwechsel gestoßen und ein hoher Verschiebestoß kann hervorgerufen werden, besonders in der Nähe eines Synchronpunktes (balkpoint) durch die Kollision zwischen einem Eingangsseitenbauteil und einem Ausgangsseitenbauteil. Besonders wenn die Drehzahlveränderungsrate hoch ansteigt, nimmt der vorstehend erwähnte Verschiebestoß zu. Hier ist der "Synchronpunkt" ein Punkt, bei dem die Eingangsseite und die Ausgangsseite in dem Getriebe beginnen, synchron gedreht zu werden, und bei dem eine synchrone Reibung zwischen einem Synchronring und dem kegeligen Abschnitt eines Leerlaufzahnrades auftritt.

In Anbetracht des soweit beschriebenen Hintergrundes ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem für ein Automatikgetriebe zu schaffen, das mit einem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist, wobei das System den Verschiebestoß reduzieren und die Zeitdauer, die für eine Verschiebeveränderung erforderlich ist, reduzieren kann.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe vorgesehen, das die folgenden Bauteile aufweist: einen Synchronisermechanismus, der einen Hülsenring umfaßt, der dazu angepaßt ist, in der Achsialrichtung einer Ausgangswelle betätigt zu werden, um mit einem Leerlaufzahnrad zu wälzen, um dadurch das Leerlaufzahnrad auf der Ausgangswelle zu fixieren; und eine Verschiebebetätigungsvorrichtung, die dazu angepaßt ist, eine Schaltgabel zu betätigen, die mit dem Hülsenring verbunden ist, um einen Eingriff/ein Lösen zwischen dem Hülsenring und dem Leerlaufzahnrad zu bewirken, wobei die Verbesserung eine Drucksteuervorrichtung aufweist, um einen Druck, der durch die Verschiebebetätigungssteuervorrichtung auf auf die Schaltgabel aufgebracht werden soll, variabel zu machen, und wobei die Drucksteuervorrichtung den Druck von einem Gangwechselbeginn zu einem Synchronpunkt so hoch festsetzt, daß die Schaltgabel so schnell wie möglich und so tief unter dem Synchronpunkt betätigt werden kann, daß ein Verschiebestoß reduziert werden kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt, der auf dem ersten Aspekt basiert, sind ferner Drehsensoren zur Erfassung der Umdrehungen pro Minute eines Eingangs in das Getriebe und der Umdrehungen pro Minute eines Vorgelegerades vorgesehen, und die Drucksteuervorrichtung steuert den Druck auf der Grundlage der erfaßten Ausgänge der Umdrehungszahlsensoren, so daß die Änderungsraten der Umdrehungen pro Minute im wesentlichen konstant sein können.

Gemäß einem dritten Aspekt basierend auf dem ersten Aspekt ist ferner ein Stoßsensor zur Erfassung des Stoßes der Schaltgabel und der Stoßgeschwindigkeit vorgesehen; Drehsensoren zur Erfassung der Umdrehungen pro Minute eines Eingangs in das Getriebe und der Umdrehungen pro Minute eines Vorgelegerades; und eine Synchronpunktbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung durch Eingeben der erfaßten Ausgänge des Stoßsensors und der Umdrehungszahlsensoren, und auf der Grundlage der erfaßten Ausgänge, daß der Stoß dann, wenn die Änderungsraten der Umdrehungen pro Minute innerhalb eines vorbestimmten Bereiches sind und wenn die Stoßgeschwindigkeit im wesentlichen "0" ist, den Synchronpunkt anzeigt, und zum Ausgeben des Synchronpunkterfassungssignals an die Drucksteuervorrichtung.

Gemäß einem vierten Aspekt basierend auf dem dritten Aspekt führt die Synchronpunktbestimmungsvorrichtung die Synchronpunktbestimmung aus, wenn die Eingangsseite des Getriebes und ein Kupplungsmechanismus getrennt sind, wenn sich das Getriebe in der neutralen Stellung befindet, und wenn die Änderungsrate des Leerlaufrades oder des Vorgelegerades innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben, um die Erfindung zu vervollständigen. In dem Automatikgetriebe, das mit dem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist, ist ein Gangwechsel zwischen den ersten und zweiten Gängen beispielsweise aus folgenden Schritte zusammengesetzt: die Verschiebefreigabe; die Bewegung zum Synchronpunkt; die Synchronisierung; die erzwungene Trennung; und die Doppelwirkungsverschiebung. Es ist wichtig, daß dieser Gangwechsel schnell und mit einem niedrigen Verschiebestoß ausgeführt wird. Der Synchronpunkt neigt dazu, unter den Fahrzeugen durch einen Fehler bei der anfänglichen Montage gestreut zu sein und macht ernsthafte Schwierigkeiten, wenn er für jedes Fahrzeug feineingestellt werden muß. Andererseits weicht in einem Fahrzeug der Synchronpunkt von seinem Anfangszustand ab, wenn die Teile eines Synchronisiermechanismus durch das Altern verschlissen werden. In diesem Fall kann der Synchronisiermechanismus einer übermäßigen Synchronisationslast unterworfen sein, insbesondere vor und nach dem Synchronpunkt, so daß er eine verkürzte Lebensdauer hat, oder einen hohen Verschiebestoß erzeugt. Deshalb haben wir die folgenden Untersuchungen durchgeführt, insbesondere um ein Steuersystem für ein Getriebe zu schaffen, um die Vorgangszeitperiode von dem Schritt zu dem Schritt zu verkürzen und den Verschiebestoß zu reduzieren. Zuallererst haben wir herausgefunden, daß ein relativ ernstzunehmender Verschiebestoß auftritt, sogar wenn die Kupplung bei einer Gangwechselverschiebung gelöst wird, und haben Simulationen durchgeführt, indem ein Bewegungsmodell konstruiert wurde, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wir haben ferner herausgefunden, daß der Verschiebestoß hauptsächlich durch das Spiel zwischen einer Verschiebe- & Auswahlwelle und einer Schaltgabelwelle hervorgerufen wird. Jedoch ist die Beseitigung dieses Spiels schwierig, weil es Probleme hinsichtlich einer Fehlverschiebung und der Ansprechempfindlichkeit erhöht. Wir haben deshalb herausgefunden, daß der Verschiebestoß drastisch erleichtert werden kann, indem die Kraft gesteuert wird, die auf die Schaltgabel oder die Schaltgabelwelle vor und nach dem Synchronpunkt aufgebracht wird, wie durch die folgende Beschreibung genau erfaßt werden kann. Ferner wurde herausgefunden, daß es zur Steuerung der Kraft, die auf den Hülsenring aufgebracht werden soll, in Abhängigkeit von dem Verlauf der Drehzahländerung wirksam ist, daß der Öldruck, der für das Betätigen der Schaltgabel zu der Schaltgabelbetätigungsvorrichtung geleitet werden soll oder die Strömungsgeschwindigkeit des Öldrucks gesteuert wird.

Wir haben unsere Untersuchungen des Verfahrens zur genauen Bestimmung des Synchronpunktes wie folgt durchgeführt. Genauer gesagt ist es ein einfaches Verfahren, zu bestimmen, daß der Moment, wenn die Änderungsrate in der Eingangswelle fällt, der Synchronpunkt ist. In Abhängigkeit von der Viskosität des Öls kann jedoch der Rührwiderstand des Vorgelegerades (der das Öl die ganze Zeit über durchmischt) so hoch steigen, daß ein einfacher Drehungsabfall und der Drehabfall (für ein Nach- Oben-Schieben) beim Synchronpunkt fehlinterpretiert wird. Hier hat die Ölviskosität eine starke Abhängigkeit von der Temperatur und der Drehabfall am Synchronpunkt könnte von dem einfachen Drehabfall unterschieden werden. Jedoch werden die Kosten durch Zufügen des Temperatursensors erhöht. Deshalb haben wir unsere Untersuchungen weitergeführt und herausgefunden, daß die Öltemperatur und der Rührwiderstand auf der Grundlage der Änderungsrate der Drehzahl pro Minute des Vorgelegerades abgeschätzt werden kann, wobei die Kupplung gelöst ist und sich in der neutralen Stellung befindet, und daß der einfache Drehabfall und der Drehabfall am Synchronpunkt in Bezug auf die Änderungsrate der Umdrehungen pro Minute des Vorgelegerades in diesem Zustand unterschieden werden können. Hier kann die Umdrehung pro Minute des Vorgelegerades durch Multiplizieren der Eingangsumdrehungen pro Minute des Getriebes mit einem Drehzahlverhältnis bestimmt werden. Somit haben wir ferner herausgefunden, daß der Synchronpunkt von der Änderungsrate der Umdrehungen pro Minute der Vorgelegewelle oder dergleichen genau aufgegriffen werden kann, und daß die Verbindung zwischen der Stoßposition der Schaltgabel und beispielsweise dem Synchronpunkt genauer aufgegriffen werden kann, indem die Synchronpunkte periodisch mehrmals bestimmt (oder erlernt) werden, während es verboten ist, den Synchronpunkt zu erlernen, wann das Öl eine hohe Viskosität hat. Der Synchronpunkt wird von dem Verschiebestoß bestimmt, beispielsweise wenn die Änderungsrate der Eingangswellenumdrehungen pro Minute ansteigt, um jene zu überschreiten, die durch das Synchronpunkterlernen festgesetzt wird.

Fig. 1 ist ein Schaubild zur Beschreibung eines Getriebemechanismus, der mit einem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist.

Fig. 2 ist ein Schaubild zur Beschreibung eines hydraulischen Systems, das ein Steuersystem des Getriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das zeitliche Änderungen der Eingangsumdrehungen pro Minute des Getriebes zu einer Verschiebezeit darstellt.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Synchronpunkterlernverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Bewegungsmodell des Getriebemechanismus, der mit dem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Getriebemechanismus, der mit einem Synchronisiermechanismus ausgestattet ist, um durch ein Steuersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gesteuert zu werden. In Fig. 1 ist eine Kupplungsscheibe mit einer Eingangswelle 1 des Getriebemechanismus verbunden, und ein Antriebszahnrad, das auf der Eingangswelle 1 montiert ist, steht in wälzendem Eingriff mit einem Vorgelegerad (oder einem Vorgelegegetriebemechanismus) 2, das wiederum mit einem Leerlaufzahnrad wälzt, das drehbar auf einer Ausgangswelle 5 aufgeschoben oder fixiert ist, so daß die Antriebskraft von dem Vorgelegerad 2 durch das Leerlaufzahnrad 3, das auf der Ausgangswelle fixiert ist, durch einen Synchronisiermechanismus 4 auf die Ausgangswelle 5 übertragen wird. Der Synchronisiermechanismus 4 kann einer sein, der aus dem Stand der Technik bekannt ist, und der einen kegeligen Abschnitt 3a des Leerlaufzahnrades 3 umfaßt, einen Hülsenring 4a, einen Verschiebekeil und einen Synchronring 4b. Der Hülsenring 4a ist mit einer Schaltgabel 6 verbunden, die mittels einer Verschiebebetätigungsvorrichtung 9 (siehe Fig. 2), durch eine Schaltgabelwelle 7 und eine Verschiebe- und Auswahlwelle 8 betätigt wird. Die Schaltgabelwelle 7 wird wahlweise durch die Verschiebe- & Auswahlwelle 8 mittels einer Auswahlbetätigungsvorrichtung 10 betätigt (siehe Fig. 2). Zum Gangwechsel wirkt der Synchronisiermechanismus 4 wie folgt. Wenn die Schaltgabel 6 betätigt wird, wird genauer gesagt der Synchronring 4b durch den Hülsenring 4a auf den kegeligen Abschnitt 3a des Leerlaufzahnrades 3 gedrängt und dieser Hülsenring 4a gelangt außer Eingriff von dem Verschiebekeil, um den Synchronring 4b durch eine starke Kraft auf den kegeligen Abschnitt 3a zu drängen, um das Synchronisierdrehmoment zu übertragen und dadurch die Drehdifferenz der zwei zu reduzieren. Schließlich werden der Hülsenring 4a und das Leerlaufzahnrad 3 in ihren Umfangsgeschwindigkeiten einander angeglichen, um miteinander zu wälzen. In der Nähe der Eingangswelle 1 oder des Vorgelegerades 2 und der Ausgangswelle 5 sind darüber hinaus Sensoren vorgesehen (beispielsweise Sensoren, die Hall- Elemente verwenden) zur Erfassung ihrer Umdrehungen pro Minute. In der Umgebung der Schaltgabel 6 oder der Schaltgabelwelle 7 ist ein Stoßsensor zur Erfassung ihres Stoßes oder Stoßgeschwindigkeit vorgesehen. In der Nähe der Kupplungsscheibe oder eines Freigabezylinders oder der Schaltgabel zum Stoßen der Kupplungsscheibe ist ein Stoßsensor zur Erfassung des Stoßes davon, d. h. des Ein/Aus-Zustandes der Kupplungsscheibe, vorgesehen. Diese Sensoren sind mit einem Mikrocomputer elektrisch verbunden (z. B. einer ECU), der mit einer später beschriebenen Synchronpunktbestimmungsvorrichtung ausgestattet ist. Dieser Mikrocomputer kann ferner später beschriebene Verschiebesolenoidventile 17 und 18 (oder eine Drucksteuervorrichtung zur Variierung des Drucks für die Verschiebebetätigungsvorrichtung, um die Schaltgabel zu betätigen) steuern, um den Druck einzustellen, um die Schaltgabel 6 zu stoßen/betätigen.

Fig. 2 ist ein Schaltbild zur Beschreibung eines hydraulischen Systems, das das Steuersystem des Getriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Eine Öldruckquelle 11 liefert das Drucköl sowohl an die Kupplungssteuereinheit 12 zur Steuerung des Ein/Aus-Zustandes der Kupplungsscheibe als auch an eine Verschiebeauswahlsteuereinheit 13 zur Steuerung der Auswahl der Schaltgabel und des Gangwechsels. Die Kupplungssteuereinheit 12 ist aus einem Kupplungssteuersolenoidventil 14 und einem Freigabezylinder 15 zusammengesetzt. Die Verschiebeauswahlsteuereinheit 13 ist aus einem Hauptsolenoidventil 16 zusammengesetzt, das mit der Öldruckquelle 11 verbunden ist, mit dem Verschiebesolenoidventil 17, das mit dem Hauptsolenoidventil 16 zum Stoßen der Schaltgabel verbunden ist, dem Verschiebesolenoidventil 18, das mit dem Hauptsolenoidventil 16 zum Herausziehen der Schaltgabel verbunden ist, der Betätigungsvorrichtung 9, die mit den Verschiebesolenoidventilen 17 und 18 verbunden ist, einem Auswahlsolenoidventil 19, das mit dem Hauptsolenoidventil 16 verbunden ist, und der Auswahlbetätigungsvorrichtung 10, die mit dem Auswahlsolenoidventil 19 verbunden ist. Diese Solenoidventile werden der PWM-Steuerung oder der Stromsteuerung durch den Mikrocomputer unterzogen. Im folgenden werden die Funktionen des hydraulischen Systems beschrieben, das in Fig. 2 gezeigt ist. Das Kupplungssteuersolenoidventil 14 steuert den Freigabezylinder 15, um die Freigabegabel zu stoßen/betätigen, um dadurch die Kupplung zu lösen oder zu betätigen. Das Hauptsolenoidventil 16 steuert die Zuführung des Drucköls an die Verschiebesolenoidventile 17 und 18 und das Auswahlsolenoidventil 19. Die Verschiebesolenoidventile 17 und 18 sind Drucksteuerventile, die in der Lage sind, die Verschiebebetätigungsvorrichtung 9 individuell in entgegengesetzte Richtungen zu stoßen/bewegen und den Öldruck zur Zylinderkammer der Verschiebebetätigungsvorrichtung 9 durch die PWM-Steuerung oder dergleichen des Mikrocomputers zu stoßen/betätigen, indem der Mikrocomputer für die erfaßten Ausgangssignale der einzelnen Sensoren empfänglich gemacht ist, um dadurch die Kraft zur Betätigung der Schaltgabelwelle 7 zu variieren. Das Auswahlsolenoidventil 19 steuert die Auswahlbetätigungsvorrichtung 10, um dadurch die Schaltgabelwelle 7 auszuwählen, um sie in Abhängigkeit von der Verschiebung (oder der Getriebestufe zu betätigen).

Im folgenden werden die Grundfunktionen des Getriebes aus Fig. 1, die durch das hydraulische System aus Fig. 2 aktiviert werden sollen, beschrieben. In Abhängigkeit von dem Wunsch des Fahrers und dem Fahrzustand wird eine Getriebestufe durch den Mikrocomputer bestimmt und der Freigabezylinder 15 wird betätigt, um die Kupplung zu lösen. Die Schaltgabelwelle 7, die durch die Auswahlbetätigungsvorrichtung 10 gestoßen/betätigt werden soll, wird ausgewählt, so daß eines der Verschiebesolenoidventile 17 und 18 aktiviert wird, um die Schaltgabel 6 zu stoßen/betätigen. Als ein Ergebnis wird der Synchronisiermechanismus 4 aktiviert, um die Gangwechselvorgänge auszuführen. Fig. 3 stellt die zeitlichen Änderungen in den Eingangsumdrehungszahlen pro Minute des Getriebes dar, wenn der Gang von niedrigen zu hohen Stufen gewechselt wird. Hier wird die "Eingangsumdrehungszahl pro Minute" von dem Getriebe genommen und ist gleich der Kupplungsumdrehungszahl. Darüber hinaus ist der "Index-Punkt" der erste Punkt, bei dem der Synchronring mit der Hülse in Eingriff gelangt. Der vorstehend genannte "Synchronpunkt" ist der erste Punkt, bei dem das Synchronisierdrehmoment während des Gangwechsels übertragen wird. Darüber hinaus ist der Synchronpunkt der erste Punkt, bei dem der Synchronring 4b und der kegelige Abschnitt des Leerlaufzahnrades 3 in Kontakt gelangen, um das Synchronisierdrehmoment zu übertragen. Wenn die Kupplung gelöst wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist, für den Zeitraum von der Verschiebelösung, bei der der Hülsenring 4a von einem Leerlaufzahnrad 3 freigegeben wird, zu dem Index-Punkt, bei dem der Synchronring 4b mit dem Hülsenring 4a in Eingriff gelangt, wird die Umdrehungszahl pro Minute der Eingangswelle mit einer konstanten Rate hauptsächlich durch den Widerstand, der durch das Vorgelegerad 2 durch das Rühren des Öls auftritt, reduziert. Die Verschiebeänderungsgeschwindigkeit ist hoch. Für die nachfolgende Zeitdauer vom Index-Punkt zum Synchronpunkt steigt die Reduktionsrate der Eingangswellenumdrehungszahl pro Minute an und die Verschiebeänderungsgeschwindigkeit wird gesenkt. Für die Zeitdauer bei und nach dem Synchronpunkt steigt die Reduktionsrate der Eingangswellenumdrehungszahl pro Minute weiter auf einen konstanten Wert an, wenn das Leerlaufzahnrad 3 und der Hülsenring 4a vollständig miteinander in Eingriff gelangen. Die Verschiebeänderung ist konstant, während die Eingangswellenumdrehungszahl abgesenkt wird, aber sie steigt wieder (für einen Bewegungszeitraum des Hülsenrings 4a zum kegeligen Abschnitt des Leerlaufzahnrades 3), wenn die Umdrehungszahl konstant wird, bis sie zum Ende des Verschiebevorgangs konstant wird.

Im Falle eines Heraufschaltens wird im folgenden das Synchronpunkterlern- und -bestimmungsverfahren durch den vorstehend erwähnten Mikrocomputer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm des Synchronpunktbestimmungsverfahrens, das in Fig. 4 gezeigt ist, werden die Eingangs- und die Ausgangsumdrehungszahlen pro Minute des Getriebes, des Kupplungsversatzes und des Gangwechsels von den vorstehend erwähnten einzelnen Sensoren in den vorstehend erwähnten Mikrocomputer eingegeben, so daß eine Verschiebungsrate berechnet wird und durch einen Tiefpaßfilter verarbeitet wird (bei den Schritten 100 bis 102). Wenn sich der Kupplungshub in der geöffneten Position (oder in dem Kupplung-Aus-Zustand) befindet, wird die Differenz zwischen der Eingangsumdrehungszahl pro Minute und der Ausgangsumdrehungszahl pro Minute (in einer Drehgeschwindigkeit ω) berechnet und die Änderungsrate dω der Differenz und die Änderungsrate dω der Differenz (bei den Schritten 103 bis 105). Wenn sich der Schaltpositionsbereich im N (neutralen) Bereich befindet, wird die Viskosität von dem Wert dω bestimmt (bei Schritt 107). Wenn der Wert dω innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (niedriger als 0 und größer als ein vorbestimmter Wert dω0), wird genauer gesagt bestimmt, daß die Viskosität des Motoröls, das durch das Vorgelegerad gerührt wird normal ist (oder die Öltemperatur normal ist); wenn der Wert dω niedriger als der festgesetzte Wert dω0 ist, wird bestimmt, daß das Motoröl hochviskos ist (oder die Öltemperatur niedrig ist); und wenn der Wert dω höher ist, wird bestimmt, daß die Öltemperatur anormal ist (bei den Schritten 108, 109 und 110). Wenn sich der Schaltpositionsbereich in dem NH- Bereich befindet (bei und nach dem Indexpunkt), werden die Synchronpunktentscheidung und das Erlernen des Synchronpunkts ausgeführt. Wenn der Wert dω niedriger als ein festgesetzter Wert dω1 ist (wobei dω1 < dω0), ist darüber hinaus der maßgebende Verschiebeversatz (das heißt der Hub der Schaltgabel oder der Schaltgabelwelle) für die Verschieberate im Wesentlichen bei 0 einer, der den Synchronpunkt anzeigt (bei den Schritten 111 bis 113).

Darüber hinaus wird die U/min-Änderungsrate dω als ein Index verwendet, der den Synchronpunkt anzeigt. Hier haben die Synchronpunkte (oder die Verschiebeversätze, die die Synchronpunkte anzeigen), die somit periodisch abgetastet werden, individuelle Streuungen und sie werden vorzugsweise gemittelt, indem sie digital gefiltert werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird andererseits der Wert Δω durch die Differenz zwischen der Eingangsumdrehungszahl pro Minute und der Ausgangsumdrehungszahl pro Minute beispielhaft verwendet (bei Schritt 104), so daß dessen Versatz bestimmt wird (bei Schritt 105). Alternativ kann der Wert dω ausschließlich von der Eingangsumdrehungszahl pro Minute bestimmt werden, das heißt, als Differenz (ω(N)-ω(N-1)=dω) zwischen den vorliegenden und den vorherigen Eingangsumdrehungszahlen pro Minute, was entweder durch die Eingangswellendrehzahl pro Minute oder die Vorgelegerraddrehzahl pro Minute beispielhaft dargestellt ist.

Im Folgenden wird das Prinzip detailliert beschrieben, daß es ermöglicht, die Temperatur des Getriebeöls anhand der Änderung der Umdrehungszahl pro Minute abzuschätzen. Wenn ein Wärmeeingang Q1 einem Körper zugeführt wird, der eine Wärmekapazität V hat, nimmt die Temperatur des Körpers kontinuierlich mit der Zeit zu. Diese Temperaturanstieg ist für die höhere Wärmekapazität niedriger, so daß die Temperaturdifferenz (T1-T0) durch die Gleichung gegeben ist:

T₁-T₀=∫(Q₁/V)dt

Wenn die zwei Seiten der Gleichung differenziert werden, wird die Gleichung abgeleitet:

₁-₀=Q₁/V

Da eine Wärmeabgabe Q2 proportional zur Temperaturdifferenz und des Oberflächeninhalts ist, wird andererseits die Gleichung erhalten.

Q₂=S(T₁-T₀)

Da der Wärmeeingang durch die Wärmeabgabe reduziert wird, wird die Gleichung zur Gleichung korrigiert:

₁-₀=(Q₁-Q₂)/V

Die Gleichung wird durch Substituieren der Gleichung in die Gleichung und durch Umformen dieser erhalten:

Q₁=S(T₁-T₀)+V(₁-₀)

In diesem Ausführungsbeispiel ist:
T1: die Öltemperatur; T0: die Umgebungstemperatur (das heißt die Lufttemperatur außerhalb des Getriebegehäuses); S: Die Fläche der Oberfläche des Öls; V: die Wärmekapazität des Öls; Q1 Aω (A: eine Konstante; und ω: die Umdrehungszahl pro Minute des Vorgelegerades zum Rühren des Öls); und T0: durch den Sensor nicht erfaßt und auf einem konstanten Niveau von 20°C festgesetzt). Es wurde herausgefunden, daß die Öltemperatur T1 durch Substituieren dieser Daten in die Gleichung abgeschätzt werden kann.

Durch diese Lernsteuerungen, die soweit beschrieben sind, ist der vorgenannte Mikrocomputer in der Lage, den Synchronpunkt genau von dem Verschiebehub der Schaltgabel oder dergleichen zu erfassen, sogar wenn der Synchronpunkt durch das Umrühren oder dergleichen bewegt wird. Somit steuert der Mikrocomputer auf der Grundlage der genauen Bestimmung des Synchronpunktes die Hub-/Betätigungsgeschwindigkeit (siehe Fig. 1) der Schaltgabel 6 so schnell wie möglich durch Steuern der Schiebesolenoidventile 17 und 18, um den hohen Druck für die Zeitdauer von der Verschiebefreigabe zum Synchronpunkt auf die Verscheibebetätigungsvorrichtung 9 aufzubringen. Für den Zeitraum vom Synchronpunkt zum Ende der Synchronisierungsdrehungen wird darüber hinaus der Druck durch die Verscheibesolenoidventile 17 und 18 auf die Verschiebebetätigungsvorrichtung 9 aufgebracht, um die Änderungsrate dω der Umdrehungszahl pro Minute (siehe Fig. 4) konstant zu machen (wodurch der Druck gesenkt wird, um den Stoß zu reduzieren, im Vergleich zu dem Steuerungsverfahren aus dem Stand der Technik). Wenn der Verschiebehub den vorbestimmten Wert überschreitet, wird darüber hinaus das Ende der Bewegungsperiode des Hülsenrings 4a zum kegeligen Abschnitt 3a des Leerlaufzahnrades 3 hin (oder das Ende der synchronen Drehungen) bestimmt, um den Druck zu senken, um dadurch die Kollision von dem Hülsenring beim Anschlagen gegen den Stopper zu dämpfen.

Durch ein derartiges Steuern des Öldrucks, der auf Verschiebebetätigungsvorrichtung aufgebracht werden soll, ist es in Abhängigkeit von dem Gangwechselverschiebevorgang möglich, den Verschiebestoß drastisch zu reduzieren, der bei und nach dem Synchronpunkt auftritt, und die Vorgangsdauer von der Verschiebefreigabe zum Synchronpunkt so kurz wie möglich zu machen. Andererseits können die Effekte durch die Steuerungen, die so weit beschrieben wurden, durch Simulationen unter Verwendung des Bewegungsmodells bestätigt werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Da der Druck zum Stoßen/Betätigen der Schaltgabel in Abhängigkeit von dem Gangwechselverschiebevorgang variabel gesteuert wird, kann erfindungsgemäß für den Vorgang der optimale Druck auf die Schaltgabel aufgebracht werden, um den Verschiebestoß zu reduzieren, der bei und nach dem Synchronpunkt auftritt, und die Wirkdauer von der Verschiebefreigabe zum Synchronpunkt kann so kurz wie möglich gemacht werden (gemäß den Ansprüchen 1 bis 4). Insbesondere gemäß Anspruch 2 wird der vorstehend genannte Druck gesteuert, um die Änderungsrate der Eingangsumdrehungszahl pro Minute oder dergleichen im wesentlichen auf einen konstanten Wert festzusetzen, auf der Grundlage des durch den Umdrehungszahlsensor erfaßten Ausgangs der Umdrehungszahl pro Minute oder dergleichen, so daß der Verschiebestoß weiter reduziert werden kann, während die Dauer des Vorgangs verkürzt wird. Darüber hinaus kann der Synchronpunkt gemäß Anspruch 3 genau bestimmt werden und die Streuung der Synchronpunkterfassung kann gemäß Anspruch 4 reduziert werden, um das korrekte Synchronpunktlernen zu gewährleisten.

Ein Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe weist folgendes auf: einen Synchronisiermechanismus, der einen Hülsenring umfaßt, der dazu angepaßt ist, in der Achsialrichtung einer Ausgangswelle gestoßen zu werden, um mit einem Leerlaufzahnrad zu wälzen, um dadurch das Leerlaufzahnrad auf der Ausgangswelle zu fixieren; und eine Verschiebebetätigungsvorrichtung, die dazu angepaßt ist, eine Schaltgabel zu betätigen, die mit dem Hülsenring verbunden ist, um ein In-Eingriff-Bringen/Außer-Eingriff-Bringen zwischen dem Hülsenring und dem Leerlaufzahnrad zu bewirken. Ferner weist es eine Drucksteuervorrichtung auf, um die Variierung eines Drucks, der auf die Schaltgabel aufgebracht werden soll, durch die Verschiebebetätigungsvorrichtung zu ermöglichen. Die Drucksteuervorrichtung setzt den Druck von einem Gangwechselbeginn zu einem Synchronpunkt so hoch fest, daß die Schaltgabel so schnell wie möglich und so knapp vor dem Synchronpunkt betätigt wird, daß ein Verschiebestoß reduziert werden kann.

Claims (4)

1. Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe, das die folgenden Bauteile aufweist:
einen Synchronisiermechanismus, der einen Hülsenring (4a) umfaßt, der dazu angepaßt ist, in der achsialen Richtung einer Ausgangswelle (5) gestoßen zu werden, um mit einem Leerlaufzahnrad (3) zu wälzen, um dadurch das Leerlaufzahnrad auf der Ausgangswelle zu fixieren;
eine Verschiebebetätigungsvorrichtung (9), die dazu angepaßt ist, auf eine Schaltgabel (6) zu wirken, die mit dem Hülsenring (4a) verbunden ist, um einen Eingriff/ein Lösen zwischen dem Hülsenring (4a) und dem Leerlaufzahnrad (3) zu bewirken, gekennzeichnet durch eine Drucksteuervorrichtung zur Ermöglichung einer Variierung eines Drucks, der auf die Schaltgabel (6) aufgebracht werden soll, durch die Verschiebetätigungsvorrichtung (9), wobei die Drucksteuervorrichtung den Druck von einem Gangwechselbeginn zu einem Synchronpunkt so hoch festsetzt, daß die Schaltgabel (6) so schnell wie möglich und so knapp unter dem Synchronpunkt betätigt wird, daß ein Verschiebestoß reduziert werden kann.

2. Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Bauteile:
Drehzahlsensoren zur Erfassung der Umdrehungen pro Minute eines Eingangs in das Getriebe und der Umdrehungen pro Minute eines Vorgelegerades (2),
wobei die Drucksteuervorrichtung den Druck auf der Grundlage der erfaßten Ausgänge der Drehzahlsensoren steuert, so daß die Änderungsraten der Umdrehungen pro Minute im wesentlichen konstant sein können.

3. Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe gemäß Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch einen Stoßsensor zur Bestimmung des Stoßes der Schaltgabel (6) und der Stoßgeschwindigkeit;
Drehzahlsensoren zur Erfassung der Umdrehungen pro Minute eines Eingangs in das Getriebe und der Umdrehungen pro Minute eines Vorgelegerades (2); und
eine Synchronpunktbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung, durch Eingabe der erfaßten Ausgangssignale des Stoßsensors und der Drehzahlsensoren, und auf der Grundlage dieser erfaßten Ausgangssignale, daß der Stoß dann, wenn die Änderungsraten der Umdrehungen pro Minute innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen und wenn die Stoßgeschwindigkeit im wesentlichen "0" ist, ein Stoß ist, der den Synchronpunkt anzeigt, und zur Ausgabe des Synchronpunkterfassungssignals an die Drucksteuervorrichtung.

4. Gangwechselsteuersystem für ein synchronisiertes Getriebe gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronpunktbestimmungsvorrichtung die Synchronpunktbestimmung ausführt, wenn die Eingangsseite des Getriebes und ein Kupplungsmechanismus voneinander getrennt sind, wenn sich das Getriebe in der neutralen Position befindet und wenn die Änderungsrate des Leerlaufzahnrades (3) oder des Vorgelegerades (2) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.