DE3788138T2 - Verfahren zum Steuern eines automatischen mechanischen Getriebes einschliesslich Fehlererkennung und zulässiger Abweichung, betreffend das Signal eines Geschwindigkeitsmessfühlers. - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines automatischen mechanischen Getriebes einschliesslich Fehlererkennung und zulässiger Abweichung, betreffend das Signal eines Geschwindigkeitsmessfühlers.

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DE3788138T2
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Donald Speranza
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft automatische Kraftübertragungseinrichtungen, die eine Vielzahl von Ganguntersetzungsstufen aufweisen, beispielsweise automatische mechanische Getriebe (d.h. "AMTS") und Steuersysteme und -verfahren dafür. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Steuersysteme und -verfahren für automatische mechanische Getriebesysteme, bei denen die Gangauswahl und Schaltentscheidungen aufgrund von gemessenen und/oder berechneten Parametern, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit oder Getriebeausgangswellen-Drehzahl, Getriebeeingangswellen-Drehzahl, Motordrehzahl, Gaspedal stellung, Anderungsgeschwindigkeit der Gasdpedalstellung, Anderungsgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Motordrehzahl und ähnlichem getroffen und/oder ausgeführt werden. Noch spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines AMT-Systems, das Sensoren benutzt, um Eingangssignale zu erzeugen, die die Motor-, Getriebeeingangswellen- und Getriebeausgangswellen-Drehzahl angeben, einschließlich dem Feststellen eines fehlerhaften Signals von einem dieser Sensoren und dem Verändern der Logik zum Systembetrieb zwecks Tolerierung eines solchen Fehlers.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Der Gebrauch von automatischen Getrieben und zwar sowohl von der automatischen mechanischen Bauart, die formschlüssige Kupplungen benutzen, als auch von der Bauart mit Umlaufrädern, bei der reibschlüssige Kupplungen verwendet werden, ist im Stand der Technik wohlbekannt, ebenso wie Steuersysteme dafür. Aus dem Stand der Technik sind mit diskreten Logikschaltkreisen und/oder programmgesteuerten Mikroprozessoren aufgebaute elektronische Steuersystem für automatische Getriebe bekannt, bei denen Gangauswahl und Schaltentscheidungen aufgrund von bestimmten gemessenen und/oder berechneten Parametern getroffen werden, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit (oder Getriebeausgangswellen-Drehzahl), Getriebeeingangswellen- Drehzahl, Motordrehzahl, Anderungsgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, Anderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl, Gaspedalstellung, Anderungsgeschwindigkeit der Gaspedalstellung, vollständiges Niedertreten des Gaspedals (d.h. "kickdown"), Betätigung des Bremsmechanismus, gegenwärtig eingelegte Gangstufe und ähnlichem. Beispiele solcher automatischen/halbautomatischen Getriebesteuersysteme für Fahrzeuge sind aus den US- Patentschriften Nr. 4 361 060, 4 551 802, 4 527 447, 4 425 620, 4 463 427, 4 081 065, 4 073 203, 4 253 348, 4 038 889, 4 226 295, 3 776 048, 4 208 929, 4 039 061, 3 974 720, 3 478 851 und 3 942 393 ersichtlich.
  • Während die obengenannten automatischen/halbautomatischen Getriebesteuersysteme und ähnliche Systeme dazu dienen, ein automatisches Getriebe zu steuern, indem eine gewünschte Gangstufe ausgewählt wird, die dazu geeignet ist, die Ausnutzung des Kraftstoffs und/oder die Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges im Hinblick auf die festgestellten Parameter zu optimieren, um sodann einen Schaltvorgang in die ausgewählte Gangstufe zu befehlen, sind solche Steuersysteme nicht vollständig zufriedenstellend, da die benutzten vorbestimmten Programme keine logischen Routinen oder Verfahren umfassen, um einen Fehler in den von einem der Drehzahlsensoren kommenden Eingangssignalen zu erkennen und zu identifizieren und/oder das festgelegte Programm nicht verändern konnen, um eine Toleranz gegenuber einem solchen festgestellten Fehlers herzustellen. Das Stammpatent zielt auf die Ermittlung des speziellen fehlerhaften Drehzahlsensors und schlägt alternative Programme vor, um dies zu tolerieren, ohne den Betrieb einzustellen.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Anspruch 1 dargelegt ist, wurden die Nachteile des Standes der Technik uberwunden oder minimiert, indem ein Steuersystem, vorzugsweise ein elektronisches Steuersystem und ein Steuerverfahren geschaffen werden, um aufgrund eine Feststellung zu entscheiden, ob einer der Sensoren, der die Getriebeausgangswellen- und Getriebeeingangswellen-Drehzahlen anzeigt, fehlerhaft ist, ohne zu ermitteln, welcher der beiden fehlerhaft ist (oder ob beide fehlerhaft sind) und um die Durchführung dieser Feststellung anzuhalten, wenn außerdem ein Schaltvorgang-im-Ablauf-Signal festgestellt wird. In den Ausführungsbeispielen werden Gangauswahl und Schaltentscheidungen aufgrund von gemessenen und/oder berechneten Parametern getroffen und/oder ausgeführt, die zumindest Eingangssignale umfassen, die die Motordrehzahl, die Getriebeeingangswellen-Drehzahl und die Getriebeausgangswellen-Drehzahl angeben. Andere Eingaben/Parameter, wie z.B. Signale, die die Stellung des Gaspedals und/oder die Anderungsgeschwindigkeit der Gaspedalstellung, den Betriebszustand der Hauptkupplung, die gegenwärtig eingelegte Gangstufe, die Betätigung der Fahrzeugbremsen und ähnliches repräsentieren, werden auch benutzt, um Entscheidungen zur Steuerung des AMT-Systems zu fällen.
  • Die vorbestimmten logischen Regeln oder Programme, mittels derer die unterschiedlichen Eingangssignale verarbeitet werden, umfassen ein Verfahren, um einen Fehler in den Eingangssignalen von einem oder mehreren der Drehzahlsensoren festzustellen, und ein Verfahren, um die vorbestimmte Logik in Abhängigkeit von einem bei einem der Drehzahlsensoren festgestellten Fehler zu verändern, um einen brauchbaren, gegebenenfalls nicht ganz optimalen Satz von logischen Regeln einzusetzen, damit der Betrieb des AMT-Systems bis zu dem Zeitpunkt fortsetzbar ist, an den der Fehler verschwindet oder korrigiert wird.
  • Ein Drehzahlsensoreingangssignal wird als fehlerhaft betrachtet, wenn dessen Wert nicht innerhalb zulässiger Fehlergrenzen die wahre Drehzahl der Vorrichtung angibt, die von dem betreffenden Sensor überwacht wird.
  • Das Obige wird bei Ausführungsbeispielen erreicht, indem ein Satz von Beziehungen zwischen dem Motordrehzahl- Signal, dem Getriebeeingangswellendrehzahl-Signal und dem Getriebeausgangswellendrehzahl-Signal aufgestellt wird, die unter bestimmten Bedingungen erfüllt sein müssen. Wenn unter diesen bestimmten Bedingungen diese Beziehungen nicht erfüllt sind, liegt ein Fehler in den Eingangssignalen von einem oder von mehreren der Sensoren vor und eine Reihe von Beziehungen werden ausgewertet, um den einen fehlerhaften Sensor oder die mehreren fehlerhaften Sensoren zu identifizieren. Wenn nur ein Sensor fehlerhaft arbeitet, werden die Logikroutinen verändert, um unter Tolerierung eines solchen festgestellten Fehlers einen fortgesetzten Systembetrieb bis zu dem Zeitpunkt zu erlauben, an dem der Fehler verschwindet (d.h. sich selbst korrigiert) und/oder behoben wird.
  • Wenn ein alternatives Steuerverfahren oder ein alternativer Steueralgorithmus, die oder der speziell auf einen erfaßten Nicht-Normalzustand, beispielsweise ein festgestelltes fehlerhaftes Eingangssignal, zugeschnitten sind bzw. ist, anstelle des Steueralgorithmus verwendet wird bzw. werden, der beim Fehlen solcher Nicht-Normalzustände benutzt wird, wird zum Zweck der Beschreibung dieser Erfindung dies als Modifikation des Steueralgorithmus oder -programms bezeichnet, mittels derer die Eingangssignale verarbeitet werden, um die Befehlsausgangssignale auszugeben, durch die das AMT gesteuert wird.
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neues und verbessertes Steuerverfahren für automatische mechanische Getriebesysteme zu schaffen, die das Feststellen und Identifizieren eines Fehlers bei den Drehzahlsensoren und das Verändern der logischen Routinen oder Algorithmen umfaßt, mittels derer das System unter Tolerierung eines solchen festgestellten Fehlers betrieben wird.
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Durchlesen der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bauteile und Querverbindungen des erfindungsgemäßen Steuersystems für ein automatisches mechanisches Getriebe.
  • Fig.2A zeigen symbolische Darstellungen in Form eines bis 2E Flußdiagramms, die die bevorzugte Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen.
    • BESCHREIBÜNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein automatisches mechanisches Getriebesystem 10, das ein automatisches mehrgängiges Verbund-Geschwindigkeitswechselgetriebe 12 umfaßt, das über eine Hauptkupplung 16 von einem mittels eines Gaspedals gesteuerten Motor 14 angetrieben wird, z.B. einem hinlänglich bekannten Dieselmotor. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, konnen eine Motorbremse, z.B. ein Auspuffverlangsamer 17, um die Drehzahl des Motors 14 herabzusetzen, und/oder eine Eingangswellenbremse 18 vorgesehen sein, die dazu dient, beim Ausrücken der Hauptkupplung 16 eine Verzögerungskraft auf die Eingangswelle auszuüben. Wie aus dem Stand der Technik durchaus bekannt ist der Ausgang des automatischen Getriebes 12 die Ausgangswelle 20, die als Antriebsverbindung für eine geeignete Fahrzeugkomponente eingerichtet ist, wie z.B. dem Differential einer Antriebsachse, einem Zwischengetriebe oder ähnlichem.
  • Die oben erwähnten Komponenten des Antriebsstrangs werden von mehreren Einrichtungen überwacht und stehen unter deren Einwirkung, wobei die Einrichtungen im einzelnen weiter unten erläutert sind. Diese Einrichtungen umfassen eine Gaspedalstellungs- oder Drosselklappenöffnungs- Überwachungsbaugruppe 22, die die Stellung der von der Bedienungsperson gesteuerten Fahrzeugdrosselklappe oder einer anderen Kraftstoffdrosselvorrichtung 24 erfasst, eine Kraftstoffsteuervorrichtung 26, um die zum Motor 14 zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern, einen Motordrehzahlsensor 28, der die Drehzahl des Motors feststellt, eine Kupplungsbetatigungseinrichtung 30, die die Kupplung 16 ein- und ausrückt und die auch eine Information über den Betriebszustand der Kupplung liefert, eine Eingangswellenbremsen-Betätigungseinrichtung 31, einen Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor 32, eine Getriebe- Betätigungseinrichtung 34, die dazu dient, das Getriebe 12 in eine ausgewählte Gangstufe zu schalten und ein Signal zu liefern, das die gegenwärtig eingelegte Gangstufe angibt, und einen Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor 36. Bekanntermaßen kann eine Gangstufe aus den Eingangswellen- und Ausgangswellendrehzahlen berechnet werden. Eine Fahrzeugbremsüberwachung 38 stellt die Betatigung des Fahrzeugbremspedales 40 fest.
  • Die oben erwähnten Vorrichtungen liefern Informationen an und/oder erhalten Befehle von einer Zentraleinheit oder Steuerung 42. Die Zentraleinheit 42 kann analoge und/oder digitale elektronische Rechen- und Logikschaltkreise umfassen, deren spezifische Gestaltung und Struktur nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Zentraleinheit 42 empfängt auch Informationen von einer Schaltsteuerungs- Baugruppe 44, mittels der der Fahrer einen Rückwärtsfahr(R), Leerlauf-(N) oder Vorwärtsfahr-(D)-Betrieb des Fahrzeuges auswählen kann. Eine Stromversorgungsquelle (nicht gezeigt) und/oder eine Druckluftversorgungsquelle (nicht gezeigt) versorgt/versorgen die verschiedenen Sensor-, Betätigungs- und/oder Verarbeitungseinrichtungen mit elektrischer und/oder pneumatischer Energie. Eine Fehleranzeige oder ein Fehleralarm 46 kann die Identität eines bestimmten Fehlers anzeigen oder einfach auf das Vorhandensein eines unidentifizierten Fehlers hinweisen. Antriebsstrangkomponenten und Steuerungen dafür mit der oben beschrieben Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und im einzelnen in den oben genannten US- Patentschriften Nr. 4 361 060, 3 776 048, 4 038 889 und 4 226 295 beschrieben.
  • Die Sensoren 22, 28, 32, 36, 38 und 44 können von bekannter Art oder Konstruktion sein, um analoge oder digitale Signale zu erzeugen, die den durch die Sensoren überwachten Parametern proportional sind. Genauso können die Betätigungseinrichtungen 17, 26, 30, 31 und 34 in bekannter Weise elektrisch, pneumatisch oder elektropneumatisch arbeiten, um in Abhängigkeit von Befehlssignalen der Steuereinheit 42 Betätigungen auszuführen.
  • Die Kraftstoffsteuerung 26 wird dem Motor 14 normalerweise Kraftstoff gemäß der Einstellung des Gaspedals 24 durch den Fahrer liefern, kann aber auch eine geringere oder größere Menge von Kraftstoff ("fuel dip" oder "fuel boost") entsprechend den Befehlen der Zentraleinheit 42 liefern.
  • Der Zweck der Zentraleinheit 42 ist, gemäß einem Programm (d.h. vorbestimmten logischen Regeln) und gegenwärtigen oder gespeicherten Parametern, die optimale Gangstufe auszuwählen, in der das Getriebe arbeiten sollte, und wenn notig einen Gangwechsel oder Schaltvorgang in die ausgewählte optimale Gangstufe aufgrund der vorliegenden und/oder gespeicherten Informationen befehlen.
  • Die unterschiedlichen Funktionen, die von der Zentraleinheit 42 auszuführen sind und eine bevorzugte Durchführung, sind im einzelnen aus dem im November 1983 veroffentlichten Artikel Nr. 831776 der Society of Automotive Engineers SAE zu ersehen, auf den hier Bezug genommen ist.
  • Die drei Drehzahlsensoren, namlich der Motordrehzahlsensor 28, der Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor 32 und der Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor 36 liefern zur Verarbeitung durch die Zentraleinheit 42 Signale, die zur optimalen Betätigung der Kupplungsbetätigungseinrichtung 30, zur optimalen Auswahl der gewünschten Gangstufe und zur optimalen Synchronisation des Getriebes 12 während eines Hoch- oder Herunterschaltvorganges von Bedeutung sind.
  • Es ist wichtig, daß die von den Drehzahlsensoren 28, 32 und 36 gelieferten Eingaben regelmäßig überprüft und, wenn ein Fehler erkannt wird, der fehlerhafte Sensor oder die fehlerhaften Sensoren identifiziert werden, und daß, wenn nur einer der drei Sensoren fehlerhaft ist, eine veränderte Logik zum Steuern des Systems 10 verwendet wird, die den identifizierten fehlerhaften Sensor toleriert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, um die Eingaben von den Drehzahlsensoren 28, 32 und 36 zu überprüfen, um einen fehlerhaften Sensor zu identifizieren und um auf eine geeignete die Eingabesignale verarbeitende fehlertolerante Logik umstellen, ist schematisch in den Fig. 2A-2D dargestellt. Das Symbol "=" bezeichnet eine innerhalb erlaubter Fehlergrenzen gleiche Beziehung. Das Symbol "∅" wird verwendet, um die Zahl Null zu bezeichnen, und das Symbol "≠" wird verwendet, um eine innerhalb erlaubter Fehlergrenzen ungleiche Beziehung zu bezeichnen. Wie oben erwähnt, empfängt die Steuerung oder CPU 42 verschiedene Eingabesignale und verarbeitet diese und/oder gespeicherte Informationen gemäß einem Programm mit vorbestimmten logischen Regeln, um Befehlsausgangssignale zur Betätigung des AMT-Systems 10 auszusenden. Die vorliegende Erfindung ist auch auf Verfahren zur Steuerung von AMT-Systemen, die nicht ganz vollautomatisch sind, anwendbar, z.B. von Systemen, die von dem Fahrer manuell angeforderte Schal tvorgänge automatisch ausführen.
    • Fehlererkennung und -isolierung
  • Regelmäßig, vorzugsweise wenigstens einmal während jeder Zeitspanne, innerhalb der die verschiedenen mechanischen Betätigungseinrichtungen auf ein Befehlsausgangssignal reagieren konnen, versucht das in der Zentraleinheit 42 verwendete Logik- oder Steuerverfahren, den fehlerfreien Betrieb der Drehzahlsensoren 28, 32 und 36 zu überprüfen und, wenn ein Fehler erkannt wird, den fehlerhaften Sensor zu identifizieren und, wenn moglich, die Steuerlogik in einer Weise zu verändern, daß sie einen solchen festgestellten Fehler toleriert.
  • Unter der Annahme, daß die Zentraleinheit 42 eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinheit ist, kann ein vollständiger Verarbeitungszyklus der aktuellen und der gespeicherten Parameter und das Aussenden von Befehlsausgangssignalen in weniger als 15-20 Millisekunden abgeschlossen sein, während ein typisches Stellglied, wie Z.B. ein Magnetventil oder ähnliches, minimal 20-30 Millisekunden benotigt, um überhaupt die Bewegungen einer Betatigungseinrichtung, wie z.B. einer Kupplungsbetätigungseinrichtung 30, zu beginnen.
  • Vorzugsweise besteht der erste Schritt darin, den fehlerfreien Betrieb der Drehzahlsensoren zu überprüfen und bei Verifizierung mit dem Rest des Steueralgorithmus fortzufahren. Das korrekte Funktionieren der Sensoren kann uberprüft werden, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, die Kupplung 16 muß vollständig (d.h. schlupflos) eingerückt sein und das Getriebe muß sich in einer bekannten Gangstufe befinden. Natürlich setzt das voraus, daß der Fahrzeugmotor 14 wenigstens mit Leerlaufdrehzahl läuft. Bei einer bekannten, gegenwärtig eingelegten Gangstufe, hat die Gangübersetzung ("GR") zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle einen bekannten Wert. Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, ist die Motordrehzahl ("ES") gleich der Eingangswellendrehzahl ("IS") und gleich der Gangstufe ("GR") multipliziert mit der Ausgangswellendrehzahl ("OS") oder:
  • ES = IS = GR * OS.
  • Wenn das Obige innerhalb der für annehmbare Betätigungen erlaubten Fehlergrenzen wahr ist, werden die Drehzahlsensoren als fehlerfrei arbeitend betrachtet. Es ist wichtig festzuhalten, daß diese Überprüfung nur ausgeführt werden kann, wenn die Hauptkupplung 16 (oder andere Kupplungen, die in einem im wesentlichen schlupflosen Zustand sind) voll eingerückt ist und das Getriebe 12 in einer bekannten Fahrstufe (nicht Leerlauf) ist.
  • Wenn Eingabesignalfehler bei einem oder mehreren Drehzahlsensoren erkannt werden, muß die Identität des fehlerhaften Sensors festgestellt werden. Dazu werden drei Fehlerwerte (E&sub1;. E&sub2; und E&sub3;) unter den erforderlichen Testbedingungen berechnet:
  • E&sub1; = ES - IS
  • E&sub2; = ES - (GR * OS)
  • E&sub3; = IS - ( GR * OS )
  • Wenn die Kupplung voll eingerückt und eine bekannte Gangstufe eingelegt ist, sollten im fehlerfreien Zustand alle Werte E&sub1;, E&sub2; und E&sub3; im wesentlichen Null sein. Da jedes der Drehzahlsignale ES, IS und OS in nur zwei der drei Beziehungen erscheint, kann die Identität des fehlerhaften oder ausgefallenen Drehzahlsensors leicht bestimmt werden, wenn zwei, aber nicht alle drei Absolutwerte von E&sub1;, E&sub2; und E&sub3; größer als ein erlaubter Toleranzwert sind. Wenn zum Beispiel E&sub1; = 0 und E&sub2; ≠ 0 und E&sub3; ≠ 0 ist, ist vorzugsweise OS das fehlerhafte Eingabesignal, da OS in den Berechnungen von E&sub2; und E&sub5; erscheint, aber nicht in der Berechnung von E&sub1;.
  • Da das Eingabesignal von jedem Drehzahlsensor in zwei der Fehlerwerte eingeht. ist eine Fehleranzahl von zwei bei einem Sensor erforderlich, um ihn als fehlerhaft zu bezeichnen. Vorzugsweise muß ein Fehler bei wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen in der periodischen Drehzahlsensor-Überprüfungsschleife erkannt werden, bevor ein Fehler angegeben wird. Anfangs wird ein einfacher Ansatz benutzt, bei dem jeder Sensor als fehlerhaft bezeichnet wird, der eine Fehleranzahl von zwei aufweist. Danach werden zusätzliche Tests durchgeführt, um festzustellen, ob dies die richtige Deutung der Tatsachen ist.
  • Das vorrangige Problem, das bei dem obigen Fehlerbestimmungsalgorithmus auftreten kann, ist, daß viele der wahrscheinlichsten Ausfallarten, die bei einer Drehzahlsensor schaltung auftreten konnen, bewirken, daß das Ausgangssignal auf Null geht. Daher ist es gut moglich, daß zwei Sensoren auf eine solche Weise ausfallen und sich gegenseitig so beeinflussen, daß sie miteinander übereinstimmen und der dritten Drehzahlsensoreingabe widersprechen, die aber diejenige ist, die tatsächlich stimmt. Die oben beschriebene Logik wird fehlerhafterweise feststellen, daß die zwei fehlerhaften Sensoren in Ordnung sind, wohingegen der dritte, der tatsächlich einwandfrei ist, ausgefallen sei. Daher sind weitere Gegenproben notwendig, um diesen Umstand aufzudecken.
  • Das benutzte Verfahren beruht auf der Tatsache, daß in den Getriebe 12 bei eingerückter Kupplung 16 niemals ein Gang eingelegt sein sollte, wenn alle drei Wellen keine Umdrehungen machen. Wenn daher zwei Wellensensoren während der Fehlergegenproben je übereinstimmen und "null" Umdrehungen anzeigen, dann sind sie ausgefallen, und der dritte Sensor ist wahrscheinlich fehlerfrei. Die Fehlerfreiheit des dritten Sensors kann nicht überprüft werden, weil es nichts gibt, gegenüber dem er geprüft werden kann, und dies ist in jedem Fall auch unerheblich, weil die Feststellung von zwei fehlerhaften Sensoren vorzugsweise bewirkt, daß das Getriebesystem 10 in einen Fehlerhaltzustand geht.
    • Datenkorrekturen eines fehlerhaften Sensors
  • Sollte ein einzelnes fehlerhaftes Drehzahlsensor-Eingabesignal identifiziert werden, ist es wünschenswert, daß eine Warnung über einen solchen Ausfall abgegeben wird, so daß Abhilfe geschaffen werden kann, und daß die Steueralgorithmen verändert werden, damit das Fahrzeug weiterhin bis zu dem Zeitpunkt funktionieren kann, wo der Fehler sich selbst korrigiert oder korrigiert wird. Aus diesem Grund ist ein Fehleralarm/-anzeiger 46 vorgesehen, der vorzugsweise den (die) speziellen fehlerhaften Sensor(en) identifiziert.
  • Um das Problem, die identifizierten fehlerhaften Drehzahleingabe-Signalwerte für jeweils den Motor 14, Eingangswelle und Ausgangswelle 20 zu korrigieren wird ein getrennter und etwas anderer Ansatz gemacht. Diese Fehlertolerierungsänderungen werden im folgenden einzeln diskutiert.
    • Korrektur des Motordrehzahl-Sensors 28
  • Die Motordrehzahl ES ist für die gute Synchronisation des Getriebes am wenigstens wichtig. Gewohnlich wird sie nur benutzt, um einen Regelkreis für das Einrücken der Kupplung 16 zu schaffen, wenn das Fahrzeug aus dem Stand anfährt (wie beschrieben in der oben erwahnten US-Patentschrift Nr. 4 081 065) und zur Synchronisation des Motors mit der Eingangswelle während des Wiedereinrückens der Kupplung nach einem Schaltvorgang.
  • Der benutzte Ansatz, um den Motordrehzahlwert zu korrigieren, besteht darin, ES mit IS gleichzusetzen wann immer die Kupplung eingerückt ist. Wenn die Kupplung nicht eingeruckt ist, wird für ES der letzte bekannte IS-Wert angenommen, und es wird ein Verfahren mit offenem Regelkreis zum Einrücken der Kupplung bei Fahrzeuganfahrvorgängen und beim Wiedergasgeben nach einem Schaltvorgang benutzt.
    • Korrektur des Eingangswellendrehzahl-Sensors 32
  • Das Eingangswellendrehzahl-Eingabesignal IS ist für das System wesentlich wichtiger als die Motordrehzahl, weil es für die Synchronisation während eines Schaltvorganges ben6tigt wird. Daher mussen größere Anstrengungen unternommen werden, um die Eingangswellendrehzahl zu jeder Zeit richtig- zu bestimmen.
  • Wenn die Kupplung 16 eingerückt ist, wird die Eingangswellendrehzahl IS gleich der Motordrehzahl ES gesetzt. Wenn die Kupplung nicht eingerückt, aber das Getriebe in einem Gang ist, wird die Eingangswellendrehzahl gleich der Ausgangswellendrehzahl multipliziert mit dem Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes OS * GR gesetzt. Wenn sich weder das Getriebe in einem Gang befindet noch die Kupplung eingerückt ist, gilt IS = ES, wenn ein Schaltvorgang abläuft und GR * OS großer als Es Leerlauf ist, andernfalls wird die Eingangswellendrehzahl als null angenommen.
  • Das obige Verfahren zum Verändern der Steuerlogik hinsichtlich fehlerhafter IS-Werte funktioniert deswegen gut, weil die Synchronisationsalgorithmen für das Getriebe vorzugsweise leicht verändert werden, wenn ein Eingangswellensensor gefunden wurde, der ausgefallen ist, indem die Kupplung fast die ganze Zeit während eines Schaltvorganges eingeruckt bleibt und die Verwendung der Trägheitsmomentbremse 18 bei Hochschaltvorgängen ausgeschaltet ist. Dies führt zu langsameren Hochschaltvorgängen, schafft aber immer noch eine sehr hinreichende Synchronisation.
    • Korrektur des Ausgangswellendrehzahl-Sensors
  • Das Ausgangswellen-Drehzahleingabesignal OS ist für den einwandfreien Getriebebetrieb am kritischsten und ist auch dasjenige Signal, das beim Ausfall an schwierigsten zu kompensieren ist. Das Problem ist, daß es in dem System 10 absolut keinen anderen Weg gibt. um die Ausgangswellendrehzahl richtig zu bestimmen, wenn in dem Getriebe 12 kein Gang eingelegt ist.
  • Das Verfahren, um Synchronisation bei Verlust dieses Sensors zu erreichen, basiert darauf, den Zustand des Systems zu prüfen, bevor in dem Getriebe der Gang herausgenommen wird, und auf der Voraussetzung, daß sich wahrend des kurzen Zeitabschnittes nichts wesentlich andert, während dem kein Gang eingelegt ist.
  • Wenn in dem Getriebe ein Gang eingelegt ist, wird die Ausgangswellendrehzahl der Eingangswellendrehzahl dividiert durch das Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes gleich gesetzt (d.h. OS = IS/GR). Weiterhin wird beim ersten Durchgang durch die periodische Schleife, in der ein gerade ablaufender Schaltvorgang vorgefunden wird, der augenblickliche für die Ausgangswelle berechnete Beschleunigungswert d(IS/GR)/dt gespeichert (dies geschieht rechtzeitig, bevor tatsächlich in dem Getriebe der Gang herausgenommen wird).
  • Wenn der Gang aus dem Getriebe genommen ist, dann wird das folgende Schema benutzt. Wenn von dem Fahrer der Leerlauf ausgewählt wird, wird OS auf null gesetzt. Andernfalls, wenn der gespeicherte Wert für die Ausgangswellenbeschleunigung kleiner als null ist und der Bremsschalter 38 die Betätigung der Bremsen anzeigt, wird die Ausgangswellendrehzahl von der letzten bekannten Drehzahl linear in dem Maß heruntergerechnet, wie es durch den gespeicherten Beschleunigungswert bestimmt wird. Wenn schlußendlich keine der obigen Bedingungen zutrifft, wird die Ausgangswellendrehzahl auf der letzten bekannten Drehzahl konstant gehalten. In der Praxis zeigt sich, daß dieser Algorithmus recht gut funktioniert.
  • Vorzugsweise werden die Werte der Eingabesignale von den Sensoren während jeder Steuerschleife auf mogliche Fehler ausgewertet und, wenn eine hinreichende Anzahl von Durchgängen durch die Schleife ohne Erkennung eines Fehlers eintritt, werden die vorher gemachten Fehlerbestimmungen gel6scht. Dies ist wichtig, weil die Drehzahlsensoren kurzzeitig ausfallen konnen.
  • Obwohl das AMT-System 10 als eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuerung 42 benutzend und die ausgeführten Verfahren und Betätigungen als Softwareabläufe oder Algorithmen beschrieben worden sind, ist es offensichtlich, daß die Betatigungen auch in elektronischen/fluidischen Logikschaltkreisen ausgeführt werden konnen, die diskrete Hardware-Komponenten umfassen.
  • Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 30 wird vorzugsweise mittels der Zentraleinheit 42 gesteuert und kann die Hauptkupplung 16 ein- und ausrücken, wie es in der oben erwähnten US-Patentschrift Nr. 4 081 065 beschrieben ist. Wie es in der US-Patentschrift Nr. 3 478 851 beschrieben ist, kann das Getriebe 12 Synchronisationsmittel, wie einen Beschleunigungs- und/oder einen Bremsmechanismus, umfassen. Das Getriebe 12 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, von der Art mit Doppelvorgelegewelle, wie es aus der US-Patentschrift Nr. 3 105 395 zu ersehen ist.

Claims (4)

1. System zur Bestimmung von Fehlern bei Drehzahlsensoren mit:
- einem ersten Drehzahlsensor (36), um die Drehzahl einer ersten Welle eines automatischen Getriebes zu ermitteln und um eine dieser Drehzahl entsprechendes erstes Drehzahlsignals (OS) abzugeben, wobei die erste Welle mit Drehzahlen umläuft, die eine bekannte feste Funktion der Ausgangswellendrehzahl sind;
- einem zweiten Drehzahlsensor (32), um die Drehzahl einer anderen Welle des automtischen Getriebes zu ermitteln und um ein der Drenzan der anderen Welle entsprechendes zweites Drehzahlsignals (15) abzugeben, wobei die andere Welle mit Drehzahlen umläuft, die eine bekannte feste Funktion der Eingangswellendrehzahl sind;
- Fehlererkennungsmitteln (42), um festzustellen, ob einer der Drehzahlsensoren fehlerhaft arbeitet, indem
- ermittelt wird, ob sich das automatische Getriebe in einer bekannten Gangstufe (GR) befindet,
- das erste Sianal des ersten Drehzahlsensors mit dem zweiten Drehzahlsignal des zweiten Drehzahlsensors verglichen wird, indem der Betrag (E&sub3;) der Differenz zwischen der Eingangsdrehzahl und der mit dem Übersetzungsverhältnis multiplizierten Ausgangsdrehzahl (E&sub3; = IS - (GR * OS) ) bestimmt wird, und
- ein Fehlfunktion- Erkennungssignal abgegeben wird, wenn festgestellt wird, daß einer der Drehzahlsensoren fehlerhaft ist; und
- Mittel (42) zum Anhalten der Fehlererkennungsmittel, um die Fehlfunktionsbestimmung anzuhalten, die von den Fehlererkennugsmitteln durchgeführt wird, wenn ein Erkennungsmittel feststellt, daß sich das automatische Getriebe nicht in einer bekannten Gangstufe befindet.
2. System zur Bestimmung von Fehlern bei Drehzahlsensoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feststellen durch die Erkennungsmittel, daß keine der bekannten Gangstufen eingelegt ist, von dem System als Hinweis genommen wird, daß ein Schaltvorgang des automatischen Getriebes abläuft.
3. System zur Bestimmung von Fehlern bei Drehzahlsensoren nach Anspruch 2, bei dem:
das automatische Getriebe eine elektronische Steuereinheit (ECU) (42) umfaßt und
die Schaltvorgangserkennungsmittel Mittel (34) umfassen, um mittels eines Schaltbefehlssignales, das von der ECU erzeugt wird, festzustellen, daß ein Schaltvorgang des automatischen Getriebes abläuft.
4. System zur Bestimmung von Fehlern bei Drehzahlsensoren, nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei dem:
die Fehlererkennungsmittel in Abhängigkeit von der gegenwärtig eingelegten Gangstufe eine Bedingung zum Vergleich der Drehzahlsignale von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Drehzahlsensor ändern (Fig. 2A).
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