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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltassistenzvorrichtung zum
Verringern einer Schaltbetätigungskraft
beim Gangwechsel eines an einem Fahrzeug angebrachten Getriebes,
wie aus der EP-A-0
872 670 (auch veröffentlicht
als JP-B-2987121) bekannt, welche den nächstkommenden Stand der Technik
darstellt.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Große Lastkraftwagen
und Busse, die eine hohe Schaltkraft für einen Gangwechsel erfordern, wurden
mit einer Schaltassistenzvorrichtung zum Ausführen des Schaltbetriebs mit
einer verringerten Kraft ausgerüstet.
Die Schaltassistenzvorrichtung, mit der große Fahrzeuge ausgestattet sind,
verwendet im Allgemeinen Druckluft als Betriebsquelle. Die Schaltassistenzvorrichtung,
die Druckluft als Betriebsquelle nutzt, ist mit einer Schaltbetätigungseinrichtung
ausgerüstet,
die einen Pneumatikdruckzylinder aufweist, der den mit einem Schalthebel
gekoppelten Gangwechselbetriebsmechanismus in derselben Richtung
betreibt wie die Richtung, in die der Schalthebel geschalten ist.
Große
Fahrzeuge verwenden im Allgemeinen Druckluft als Quelle zum Betreiben
der Bremse und können
so die Druckluft für die
Schaltassistenzvorrichtung verwenden. Jedoch können kleine und mittelgroße Fahrzeuge,
die nicht mit einem Kompressor als Quelle für Druckluft ausgerüstet sind,
nicht mit der Schaltassistenzvorrichtung ausgerüstet werden, die eine Schaltbetätigungseinrichtung
verwendet, die einen pneumatischen Druckzylinder aufweist. In den
letzten Jahren kam jedoch die Forderung auf, sogar kleine und mittelgroße Fahrzeuge
mit der Schaltassistenzvorrichtung auszurü sten, und es wurden Schaltassistenzvorrichtungen vorgeschlagen,
die einen Elektromotor verwenden, wie gelehrt zum Beispiel in der
JP-A-587237 und
der JP-B-2987121. Bei der Schaltassistenzvorrichtung, die den Elektromotor
verwendet, ist es erwünscht, dass
die Antriebskraft des Elektromotors gemäß der Art des Bedienens des
Schalthebels durch einen Fahrer gesteuert wird, so dass ein ruhiger
Schaltbetrieb durchgeführt
werden kann. Gemäß den Schaltassistenzvorrichtungen,
die in der JP-A-587237 und der JP-B-2987121 offenbart sind, wird
eine Kraft zum Betreiben des Schalthebels in die Schaltrichtung
erfasst und die Antriebskraft des Elektromotors gemäß dieser
Betriebskraft gesteuert. Weiter offenbart JP-B-2987121 eine Technologie,
bei der die Geschwindigkeit des Schaltbetriebs erfasst wird und eine
Zunahmerate der Antriebskraft des Elektromotors mit einer Zunahme
der Geschwindigkeit des Schaltbetriebs erhöht wird.
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Beim
Schalten eines mit einem Synchronisierungsmechanismus ausgerüsteten Getriebes
ist die größte Betriebskraft
erforderlich, um die Gänge während eines
Synchronisierungsbetriebs des Gang-in-Eingriff-Betriebs in Eingriff
zu bringen, und dann ist die zweitgrößte Kraft erforderlich, um
die Fase der Klauenkupplung mit der Fase der Verzahnung der Kupplungsmuffe
in Eingriff zu bringen. Und während
des Gang-außer-Eingriff-Betriebs
ist eine Betriebskraft erforderlich ab dem Beginn des Gang-außer-Eingriffbring-Betriebs,
wenn die Klauenkupplung mit der Verzahnung der Kupplungsmuffe außer Eingriff
gebracht wurde. Bei der Schaltassistenzvorrichtung zum Steuern der
Antriebskraft des Elektromotors gemäß der Betriebskraft wird der
Elektromotor jedoch erst betrieben, nachdem die Betriebskraft einen
vorbestimmten Wert erreicht hat und deswegen entsteht eine Zeitverzögerung bis
die Assistenzkraft erzeugt wird, nachdem die Betriebskraft angewachsen
ist. Beim Schalten des Getriebes spürt deswegen der Fahrer eine
große
Kraft, gerade bevor die Assistenzkraft von dem Elektromotor erzeugt wird.
Um dieses Problem zu lösen,
hat der gegenwärtige
Anmelder in der Japanischen Patentan meldung Nr. 46173/2000 eine
Schaltassistenzvorrichtung vorgeschlagen für ein Getriebe, das mit einem
Schaltbetätigungssensor
ausgestattet ist, der die Schaltbetätigungsstellung des Schaltmechanismus
erfasst und den Elektromotor zum Unterstützen des Schaltbetriebs entsprechend
der Schaltbetätigungsstellung, die
auf einem Erfassungssignal des Schaltbetätigungssensors basiert, steuert.
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Die
Fahrer haben ihre eigenen Gewohnheiten, den Schaltbetrieb durchzuführen, und
deswegen ist es ebenso erwünscht,
die Schaltassistenzkraft unter Berücksichtigung der Gewohnheiten
der Fahrer zu steuern. Bezüglich
der Gewohnheiten der Fahrer, den Schaltbetrieb durchzuführen, erscheint
die Schaltbetriebsgeschwindigkeit als das größte Element beim Bestimmen
der Schaltassistenzkraft. Das heißt, es ist erwünscht, die
Schaltassistenzkraft mit einem Anwachsen der Schaltbetriebsgeschwindigkeit
zu erhöhen.
Jedoch variiert die Schaltbetriebsgeschwindigkeit immens in Abhängigkeit
von der Schaltbetätigungsstellung
des Schaltmechanismus. Das heißt,
die Schaltbetätigungsgeschwindigkeit
variiert, abhängig
von dem Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
und dem Gang-in-Eingriffbring-Betrieb. Weiter unterscheidet sich
sogar im Gang-in-Eingriffbring-Betrieb die Bedienungsgeschwindigkeit
beim Synchronisierungsbetrieb sehr von der in anderen Schaltbetätigungsgebieten.
Deswegen ist es erwünscht,
eine Betriebsgeschwindigkeit in einem Schaltbetätigungsgebiet zu erfassen,
die die eigene Gewohnheit des Fahrers wiedergibt und die Schaltassistenzkraft
auf Grundlage dieser Betriebsgeschwindigkeit zu erfassen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltassistenzvorrichtung
für ein
Getriebe zur Verfügung
zu stellen, die die Schaltassistenzkraft auf Grundlage eines Durchschnittswerts
der Betriebsgeschwindigkeit in einem vorher bestimmten Schaltbestätigungsab schnitt
bestimmt, bei dem die Gewohnheit des Fahrers in besonderem Maß wiedergegeben wird.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu lösen, sieht
die vorliegende Erfindung eine Schaltassistenzvorrichtung für ein Getriebe
vor, das mit einem Elektromotor ausgerüstet ist zum Betreiben eines
Schaltmechanismus in derselben Richtung wie die Richtung, in der
ein Schalthebel geschalten ist, wobei der Schaltmechanismus mit
dem Schalthebel gekoppelt ist und einen Synchronisierungsmechanismus
des Getriebes betätigt,
wobei die Schaltassistenzvorrichtung für ein Getriebe aufweist:
einen
Schaltbetätigungssensor
zum Erfassen einer Schaltbetätigungsstellung
des Schaltmechanismus;
eine Schaltrichtungerfassungseinrichtung,
die entsprechend des Betriebs des Schalthebels in einer ersten Schaltrichtung
und in einer zweiten Schaltrichtung Signale erzeugt und
eine
Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für den Elektromotor
auf Grundlage von durch den Schaltbetätigungssensor und durch die Schaltrichtungserfassungseinrichtung
erfassten Signalen;
wobei die Steuereinrichtung beurteilt,
ob der Gang außer
Eingriff oder in Eingriff gebracht werden soll, auf Grundlage der
Schaltrichtung des Schalthebels und auf Grundlage der Schaltbetätigungsstellung
des Schaltmechanismus, und sie die Schaltbetriebsgeschwindigkeit
erfasst und eine Durchschnitts-Schaltbetriebsgeschwindigkeit beim
Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
oder beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb erhält, die elektrische Leistung
zum Antreiben des Elektromotors auf Grundlage der Durchschnitts-Schaltbetriebsge schwindigkeit
betreibt und den Elektromotor mit einer elektrischen Antriebsleistung
antreibt, die betrieben worden ist.
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Es
ist erwünscht,
dass die Schaltbetriebsgeschwindigkeit beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb eine
Betriebsgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Abschnitt einer Schaltbetätigungsstellung
ist, wobei die Kupplungsmuffe des Synchronisierungsmechanismus von
der Klauenkupplung außer
Eingriff gebracht wird bis zu einer Neutralstellung. Es ist weiter
erwünscht,
dass die Schaltbetriebsgeschwindigkeit beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
eine Betriebsgeschwindigkeit ist in einem vorbestimmten Abschnitt
von einer Stellung, bei der die Synchronisierung des Synchronisierungsmechanismus
endet, bis zu einer Endschaltbestätigungsstellung beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb.
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Die
elektrische Leistung zum Antreiben des Elektromotors wird erhalten
durch Addieren einer anfänglich
eingestellten elektrischen Leistung, die entsprechend der Schaltbetätigungsstellung
eingestellt ist, zu einer korrigierten elektrischen Leistung, die
auf Grundlage der Durchschnitts-Schaltbetriebsgeschwindigkeit beim
Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb errechnet
wurde.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, das schematisch den Aufbau eines Gangwechselmechanismus
zeigt, der mit einer Schaltassistenzeinrichtung in einem Getriebe
ausgerüstet
ist, aufgebaut entsprechend der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Diagramm, das schematisch den Aufbau eines Getriebemechanismus
in dem Getriebe gemäß 1 zeigt;
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3 ist
eine Schnittansicht eines Synchronisierungsmechanismus, mit dem
das Getriebe gemäß 2 ausgerüstet ist;
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4 ist
ein Diagramm, das ein Schaltschema eines Schalthebels in dem Gangwechselmechanismus
gemäß 1 zeigt;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die Hauptabschnitte des Schaltmechanismus
zeigt, der der in 1 gezeigten Gangwechselmechanismus darstellt;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Schaltbetätigungsstellungen
einer Kupplungsmuffe in dem in 2 gezeigten
Synchronisierungsmechanismus und den an den Elektromotor in der
Schaltassistenzvorrichtung angelegten Spannungen darstellt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das ein Vorgehen eines Schaltassistenzsteuerbetriebs
einer Steuereinrichtung zeigt, die die Schaltassistenzvorrichtung
für das
Getriebe darstellt, aufgebaut entsprechend der vorliegenden Erfindung;
und
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8 ist
ein Flussdiagramm, das ein Vorgehen eines Steuerbetriebs zum Erhalten
einer Durchschnitts-Schaltbetriebsgeschwindigkeit durch eine Steuereinrichtung
zeigt, die die Schaltassistenzvorrichtung für das Getriebe darstellt, aufgebaut
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Schaltassistenzvorrichtung für
ein Getriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, das schematisch den Aufbau eines Gangwechselmechanismus
zeigt, der mit einer Schaltassistenzvorrichtung für ein Getriebe
ausgerüstet
ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist.
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Der
in 1 gezeigte Gangwechselmechanismus weist einen
Ganghebel 3 zum Wechseln der Gänge des Getriebes 2 auf,
das mit einer Synchronisierungseinrichtung ausgerüstet ist,
einen mit dem Ganghebel 3 gekoppelten Gangwechselbetriebsmechanismus 5,
und eine Schaltassistenzvorrichtung 8 zum Betreiben des
Gangwechselbetriebsmechanismus 5 in der Richtung, die dieselbe
Richtung ist, in die der Schalthebel 3 geschalten ist.
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In
Bezug auf 2 weist das Getriebe 2 einen
Getriebemechanismus von fünf
Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
auf. Das Getriebe 2 hat eine Eingangswelle 21,
eine Ausgangswelle 22, die auf derselben Achse angeordnet
ist wie die Eingangswelle 21, und eine Gegenwelle 23,
die parallel zu der Ausgangswelle 22 angeordnet ist. Auf
der Eingangswelle 21 ist ein Antriebsrad 241 angebracht (ein
fünftes
Gangrad in dem gezeigten Ausführungsbeispiel),
und auf der Ausgangswelle 22 sind ein viertes Gangrad 242,
ein drittes Gangrad 243 und ein zweites Gangrad 244,
ein erstes Gangrad 245 und ein Rückwärtsgangrad 246 drehbar
angebracht. Auf der Ausgangswelle 22 sind weiter Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c zwischen
dem fünften
Gangrad 241 und dem vierten Gangrad 242, zwischen
dem dritten Gangrad 243 und dem zweiten Gangrad 244,
und zwischen dem fünften
Gang 245 und dem Rückwärtsgangrad 246 angeordnet.
Auf der Gegenwelle 23 sind Gegenräder 261, 262, 263, 264 und 265 angeordnet,
die mit dem fünften
Gangrad 241, dem vierten Gangrad 242, dem dritten
Gangrad 243, dem zweiten Gangrad 244 und dem ersten
Gangrad 245 zu jeder Zeit kämmen, genau so wie ein Gegenrad 266,
das mit dem Rückwärtsgangrad 246 über ein
nicht gezeigtes Leerlaufrad in Eingriff ist.
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Als
Nächstes
werden die Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c unter
Bezug auf 3 beschrieben. Die gezeigten
Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c sind
alle in im Wesentlichen gleicher Art aufgebaut.
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Deswegen
wird unten nur der Synchronisierungsmechanismus 25a beschrieben,
der zwischen dem fünften
Gangrad 241 und dem vierten Gangrad 242 angeordnet
ist.
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Der
gezeigte Synchronisierungsmechanismus 25a ist ein bekannter
Synchronisierungsmechanismus in Keilausführung, mit einer auf der Ausgangswelle 22 angebrachten
Kupplungsnabe 251, einer Kupplungsmuffe 252, die
verschiebbar an einem an der äußeren Umgebung
der Kupplungsnabe 251 ausgebildeten Zahnrillenprofil angepasst
ist, Keilen 253, die in mehreren (z. B. drei) Keilnuten 251a angeordnet
sind, die in radialer Richtung in der Kupplungsnabe 251 angeordnet
sind, Keilfedern 254, die an den inneren Seiten an beiden
Enden der Keile 253 angeordnet sind, um die Keile 253 an
die Kupplungsmuffe 252 zu drücken, Klauenkupplungen 241a und 242a,
die an dem fünften
Gangrad 241 und an dem vierten Gangrad 242 ausgebildet
sind, und Synchronringen 255 und 256, die an den
konischen Oberflächen 241b und 242b des
fünften
Gangrads 241 und des vierten Gangrad 242 ausgebildet
sind. Der so aufgebaute Synchronisierungsmechanismus 25a weist
eine Schaltgabel auf, die in eine Ringnut 252a passt, die
an dem äußeren Umfang
der Kupplungsmuffe 252 ausgebildet ist, die Schaltgabel
ist an einer Schaltstange des Schaltmechanismus angebracht, der
den Gangwechselbetriebsmechanismus 5 darstellt, wie später beschrieben
werden wird. Die Kupplungsmuffe 252 wird von der Schaltgabel
entweder auf die rechte oder linke Seite in der Zeichnung verschoben,
wobei der Schiebekeil 252b der Kupplungsmuffe 252 in
Eingriff mit den Zähnen
des Synchronrings 255 und der Klauenkupplung 241a oder mit
dem Synchronring 256 und der Klauenkupplung 242a gebracht
wird. Der dargestellte Synchronisierungsmechanismus wurde in bekannter
Weise aufgebaut und wird deshalb hier nicht weiter detailliert beschrieben.
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Die
oben genannten Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c werden
durch den Schalthebel 3 und den Gangwechselbetriebsmechanismus 5,
der mit dem Schalthebel 3 verbunden ist, betrieben. Der
Schalthebel ist so aufgebaut, dass er in eine Richtung (Wählrichtung)
senkrecht zu der Papieroberfläche
in 1 neigbar ist und in der Rechts/Linksrichtung
(Schaltrichtung) mit einer nicht gezeigten Welle als Zentrum. Um
die Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c zu
betreiben, wird der Schalthebel 3 entlang eines in 4 gezeigten
Schaltschemas betrieben. Ein Schaltknopfschalter 4 ist
in einem Knopf 31 des Schalthebels 3 angeordnet.
Der Schaltknopfschalter 4 weist einen ersten Schalter 41 (SW1)
und einen zweiten Schalter 42 (SW2) zum Erfassen der Betriebsrichtung
auf, sobald der Knopf 31 des Schalthebels in die Schaltrichtung geneigt
ist. Der Schaltknopfschalter 4 ist beispielsweise so aufgebaut,
dass der erste Schalter 41 (SW1) angeschalten ist, wenn
der Knopf 31 des Schalthebels 3 in 1 nach
links geneigt wird (die erste Schaltrichtung) und dass der zweite
Schalter 42 (SW2) angeschalten ist, wenn der Schalthebel 3 in die
in 1 rechte Richtung geneigt ist (die zweite Schaltrichtung).
Der Schaltknopfschalter 4 ist weiter so aufgebaut, dass
sowohl der erste Schalter 41 (SW1) und der zweite Schalter 42 (SW2)
ausgeschalten sind, sobald der Fahrer seine Hand von dem Knopf 31 des
Schalthebels 3 entfernt, und die An- und Aus-Signale werden
zu einer Steuereinrichtung gesendet, die später beschrieben werden wird.
Der Schaltknopfhalter 4 arbeitet als eine Schaltrichtungserfassungseinrichtung,
die entsprechend dem Betrieb des Schalthebels 3 in der
ersten Schaltrichtung und in der zweiten Schaltrichtung Si gnale
erzeugt. Der obige Schaltknopfschalter gehört zu einer bekannten Technologie,
die in beispielsweise dem Japanischen Gebrauchsmuster Nr. 97133/1981
offenbart ist, und wird deswegen hier nicht weiter detailliert beschrieben.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf die 1 und 5 der Gangwechselbetriebsmechanismus 5 beschrieben,
der mit dem Schalthebel 3 zum Betreiben der oben genannten
Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c gekoppelt
ist.
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Der
Gangwechselbetriebsmechanismus 5 wird aus einem Schaltmechanismus 6 und
einem Wählmechanismus 7 gebildet.
Der Schaltmechanismus 6 enthält ein Zug-/Druckkabel 61,
das mit seinem einen Ende mit dem Schalthebel 3 verbunden ist,
einem Steuerhebel 62, der mit seinem einen Ende mit dem
anderen Ende des Zug-/Druckkabels 61 verbunden ist, einem
Steuerstab 63, der mit dem anderen Ende des Steuerhebels 62 verbunden
ist und durch eine Gehäuseabdeckung
(nicht gezeigt) des Getriebes 2 drehbar gelagert ist, und
ein Schiebehebel 64 ist mit einem Schiebekeil derart an
die Steuerstange 63 angepasst, um in der axialen Richtung
verschiebbar zu sein. Der Schiebehebel 64 kommt an seinem
Ende selektiv mit einem Schiebeblock 661, 662 oder 663 in
Eingriff, der an den Schaltstangen 651, 652 und 653 angebracht
ist. Schaltgabeln (nicht gezeigt) sind an den Schaltstangen 651, 652 und 653 angebracht
und kommen mit den Ringnuten, die an den äußeren Umfängen der Kupplungsmuffen der Synchronisierungsmechanismen 25a, 25b und 25c ausgebildet
sind, in Eingriff. Bekannte Verriegelungsmechanismen sind zwischen
den Schaltstangen 651, 652 und 653 angeordnet,
so dass zwei Schaltstangen nicht gleichzeitig arbeiten. Der Schaltmechanismus 6 ist
in bekannter Weise aufgebaut und deswegen hier nicht weiter detailliert
beschrieben.
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Der
Schiebehebel 64 wird durch den Wählmechanismus 7 in
der axialen Richtung verschoben und in eine vorbestimmte ausgewählte Stellung
gebracht. Der Wählmechanismus 7 enthält ein Zug-/Druckkabel 71,
das mit seinem eine Ende mit dem Schalthebel 3 gekoppelt
ist, und einen Wählhebel 72,
der mit seinem einen Ende mit dem anderen Ende des Zug-/Druckkabels 71 gekoppelt
ist und an einem Zwischenabschnitt gelagert ist, so dass er auf einer
Hilfswelle 73 als Zentrum drehbar ist. Das andere Ende
des Wählhebels 72 wird
mit einer Passnut 642 in Eingriff gebracht, die in der äußeren Umfangsoberfläche eines
Montageaugenabschnitts 641 des Schiebehebels 64 ausgebildet
ist. Durch Bewegen des Schalthebels 3 in die Wählrichtung
wird dadurch der Schiebehebel 64 auf der Steuerstange 63 in
der Axialrichtung mittels des Zug-/Druckkabels 71 und des
Wählhebels 72 verschoben.
Das andere Ende des Schiebehebels 64 wird selektiv mit
dem Schiebeblock 661, 662 oder 663 in
Eingriff gebracht. Der Wählmechanismus 7 hat
einen bekannten Aufbau und wird hier daher nicht weiter detailliert
beschrieben.
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Der
Wählmechanismus 7 ist
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
mit einem Stellungssensor 75 (SES) zum Erfassen der Stellung
des Schiebehebels 64 in der Wählrichtung ausgerüstet. Der
Stellungssensor 75 (SES) ist mit dem Wählhebel 72 mittels
einer Stange 76 und einem Hebel 77 gekoppelt und
wird von einem Potentiometer gebildet, das die Stellung des Schiebehebels 64 in
der Wählrichtung erfasst
gemäß dem Betriebswinkel
des Wählhebels 72.
Ein Erfassungssignal dafür
wird zu der Steuerungseinheit 10 gesendet.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist eine Schaltassistenzvorrichtung 8 vorgesehen zum Betreiben
des oben genannten Schaltmechanismus 6 in derselben Richtung
wie die Richtung, in die der Schalthebel 3 geschalten ist.
Die Schaltassistenzvorrichtung 8 ist mit einem Elektromotor 81 (M1)
ausgerüstet,
der als Antriebskraftquelle vorwärts
und rückwärts in Drehung
versetzbar ist. Ein Untersetzungsge triebe 82 ist mit dem
Elektromotor 81 (M1) gekoppelt und ein Ende eines Betriebshebels 83 ist
einer Ausgangswelle 821 des Untersetzungsgetriebes 82 angebracht.
Das andere Ende des Betriebshebels 83 ist mit dem Steuerhebel 62 mittels
einer Koppelstange 84 gekoppelt. Sobald der Elektromotor 81 (M1) vorwärts angetrieben
wird, betätigt
die so aufgebaute Schaltassistenzvorrichtung 8 den Betriebshebel 83 in eine
durch einen Pfeil 83a angezeigte Richtung, und bewegt den
Steuerhebel 62 mittels der Koppelstange 84 in
eine mit einem Pfeil 62a angezeigte Richtung, um den Schaltbetrieb
zu unterstützen.
Sobald der Elektromotor 81 (M1) rückwärts angetrieben wird, betätigt andererseits
die Schaltassistenzvorrichtung 8 den Betriebshebel 83 in
eine durch einen Pfeil 83b angezeigte Richtung und bewegt
den Steuerhebel 62 mittels der Koppelstange 84 in
eine durch einen Pfeil 62b angezeigte Richtung, um den
Schaltbetrieb zu unterstützen.
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Die
Schaltassistenzvorrichtung 8 in dem gezeigten Ausführungsform
ist mit einem Schaltbetätigungssenor 85 (SIS)
zum Erfassen der Schaltbetätigungsstellung
des Schaltmechanismus ausgerüstet. Der
Schaltbetätigungssensor 85 (SIS)
ist mit dem Steuerhebel 62 mittels einer Stange 86 und
eines Hebels 87 verbunden und wird von einem Potentiometer gebildet,
das die Schaltbetätigungsstellung
gemäß dem Betriebswinkel
des Steuerhebels 62 erfasst und schickt ein Erfassungssignal
an die Steuereinrichtung 10.
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Die
Steuereinrichtung 10 wird durch einen Mikrocomputer gebildet,
der eine Zentraleinheit (CPU) 101 aufweist zum Ausführen des
Betriebs entsprechend einem Steuerprogramm, einen Festspeicher (ROM) 102 zum
Speichern des Steuerprogramms und einer Tabelle zum Steuern der
Geschwindigkeit zum Verbinden der Kupplung, einen flüchtigen
Schreib-/Lesespeicher (RAM) 103 zum Speichern der Ergebnisse
des Betriebs, eine Schaltuhr (T) 104, einen Zähler (C) 105,
eine Eingangsschnittstelle 106 und eine Ausgangsschnittstelle 107. Die
Eingangsschnittstelle 106 der so aufgebauten Steuereinrichtung 10 empfängt die
von dem ersten Schalter 41 (SW1) und dem zweiten Schalter 42 (SW2),
die den Schaltknopfschalter 4 bilden, erfasst die Signale
und Signale, die durch den Stellungssensor 75 (SES) erfasst
wurden und durch den Schaltbetätigungssensor 85 (SIS).
Die Eingangsschnittstelle 106 bringt weiter ein von dem
Kupplungspedalschalter 91 (SW3) erfasstes Signal, das den
Betriebszustand des Kupplungspedals 9 zum Betreiben der
zwischen dem Motor, der nicht gezeigt ist, und dem Getriebe 2 angeordneten
Kupplung. Der Kupplungspedalschalter 91 (SW3) ist ausgeschalten
in einem Zustand, in dem das Kupplungspedal 9 ausgerückt ist, das
heißt,
bei dem das Kupplungspedal 9 nicht niedergedrückt ist
(die Kupplung ist verbunden), und erzeugt ein AN-Signal, sobald
das Kupplungspedal 9 niedergedrückt ist, um die Kupplung außer Eingriff
zu bringen. Sobald eine automatische Kupplung angebracht ist, um
die Kupplung automatisch außer
oder in Eingriff zu bringen auf Grundlage des Signals von dem Schaltknopfschalter 4 und
von dem Schaltbetätigungssensor 85 (SIS),
empfängt
die Eingangsschnittstelle 106 ein von einem Kupplungsbetätigungssensor
erfasstes Signal, das den Betrag des Ineingriffbringens der Kupplung
anstatt des Kupplungspedals 9 erfasst. Andererseits sendet
die Ausgangsschnittstelle 107 Steuersignals an den Elektromotor 81 (M1)
und dergleichen.
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Als
Nächstes
wird die Assistenzkraft entsprechend der Schaltbetätigungsstellung
mit Bezug auf die 6 beschrieben. 6 zeigt
eine positionelle Beziehung zwischen dem Schiebekeil 252b der Kupplungsmuffe 252,
den Zähnen 255a des
Synchronrings 255 für
das fünfte
Gangrad 241 und die Klauenkupplung 241a, den Zähnen 256a des
Synchronrings 256 für
das vierte Gangrad 242 und die Klauenkupplung 242a in
deren neutralem Zustand. In dem in 6 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist eine Schaltbetätigungsstellung
der Kupplungsmuffe 252 in dessen neutralem Zustand mit
P6 bezeichnet. P5 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung (Stellung, in
der die Syn chronisierung beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb beginnt)
der Kupplungsmuffe 252, die aus dem neutralen Zustand zur
Seite des fünften Gangrads 241 (auf
die linke Seite in 6) bewegt wird und an einem
vorderen Ende der Fase der Zähne 255a des
Synchronrings 255 für
das fünfte
Gangrad 241 ankommt, P5a bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
(Stellung, wo die Synchronisierung beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
endet) der Kupplungsmuffe 252, die an einem hinteren Ende
der Fase der Zähne 255a des
Synchronrings 255 für
das fünfte
Gangrad 241 ankommt, P4 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
der Kupplungsmuffe 252, die an einem hinteren Ende der
Zähne 255a der
Synchronringe 255 ankommen, P3 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
der Kupplungsmuffe 252, die an einem vorderen Ende der
Fase der Klauenkupplung 241a für das fünfte Gangrad 241 ankommt, P2
bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung (Schaltbetätigungsstellung,
bei der das Kämmen
der Kupplungsmuffe 252 mit der Klauenkupplung 241a beim
Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb unterbrochen ist)
der Kupplungsmuffe 252, die an einem hinteren Ende der
Fase der Klauenkupplung 241a ankommt, und P1 bezeichnet
eine Schaltbetätigungsstellung (Endschaltbetätigungsstellung
beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb) der Kupplungsmuffe 252,
die an einem hinteren Ende der Klauenkupplung 241a ankommt.
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Weiter
bezeichnet P7 eine Schaltbetätigungsposition
(Position, bei der die Synchronisierung beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
beginnt) der Kupplungsmuffe 252, die aus dem neutralen
Zustand zum fünften
Gangrad 242 bewegt wird (nach rechts in 6)
und an einem vorderen Ende der Fase der Zähne 256a des Synchronrings 256 für das vierte Gangrad 242 ankommt,
P7a bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung,
in der die Synchronisierung beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb beginnt)
der Kupplungsmuffe 252, die an einem hinteren Ende der Fase
der Zähne 256a des
Synchronrings 256 für
das vierte Gangrad 242 ankommt, P8 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
der Kupplungsmuffe 252, die an einem hinteren Ende der Zähne des
Synchronisierrings 256 ankommt, P9 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
der Kupplungsmuffe 252, die an einem vorderen Ende der
Fase der Klauenkupplung 242a für das vierte Gangrad 242 ankommt,
P10 bezeichnet eine Schaltbetätigungsstellung
(Schaltbetätigungsstellung,
in der das Kämmen
der Kupplungsmuffe mit der Klauenkupplung 242a beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb unterbrochen
ist) der Kupplungsmuffe 252, die an dem hinteren Ende der
Fase der Klauenkupplung 242a ankommt, und P11 bezeichnet
eine Schaltbetätigungsstellung
(Endschaltbetätigungsstellung
beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb) der Kupplungsmuffe 252,
die an einem hinteren Ende der Klauenkupplung 242a ankommt.
Die Schaltbetätigungsstellungen
werden von dem Schaltbetätigungssensor 85 (SIS)
erfasst. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Schaltbetätigungssensor 85 (SIS)
so aufgebaut, um ein Spannungssignal eines kleinsten Wertes zu erzeugen,
sobald die Schaltbetätigungsstellung
P1 ist, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die schrittweise anwächst, so
wie die Schaltbetätigungsstellung
zu der P11-Seite geht, und ein Spannungssignal eines größten Wertes
zu erzeugen, sobald die Schaltbetätigungsstellung P11 ist.
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Beim
Verschieben der Schaltmuffe 252 aus dem in 6 gezeigten
Neutralzustand entweder zur Seite des vierten Gangrades 242 oder
der Seite des fünften
Gangrades 241 (beim Ineingriffbringen der Räder), wirkt
die größte Betriebskraft
auf den Schalthebel 3 im Synchronisierungsbereich ab den
Schaltbetätigungsstellungen
P7 oder P5, das heißt,
ab den Stellungen, bei denen die Synchronisierungswirkung beginnt
bis zu der Schaltbetätigungsstellung
P8 und P4, bei denen die Synchronisierungswirkung endet. Im Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
wird deswegen der Elektromotor 81 (M1) wenigstens in dem
Synchronisierungsbereich betrieben, um den Schaltbetrieb zu unterstützen. Beim
Gang-in-Eingriffbring-Betrieb wirkt weiter eine relativ große Kraft,
obwohl sie kleiner ist als die im oben genannten Synchronisierungsbereich,
auf den Schalthebel 3 im Ineingriffbring bereich ab der
Schaltbetätigungsstellung
P9 oder P3 zur Schaltbetätigungsstellung
P10 oder P2, das heißt,
in einem Bereich, in dem die Fase des Schiebekeils 252b der
Kupplungsmuffe 252 mit der Fase der Klauenkupplung 242a oder 241a in
Eingriff kommt. Beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
ist es deshalb erwünscht,
den Schaltbetrieb durch Antreiben des Elektromotors 81 (M1)
sogar während
der Dauer zu unterstützen,
in der die Klauenkupplung mit der Fase der Kupplungsmuffe in Eingriff
kommt. Sobald die Kupplungsmuffe 252 aus einem Zustand
des in Eingriff Seins mit dem vierten Gangrad 242 oder dem
fünften
Gangrad 241 in den neutralen Zustand zurückkehrt,
das heißt,
aus der Schaltbetätigungsstellung
P11 oder P1, wirkt weiter eine relativ große Kraft auf den Schalthebel 3 während einer
Dauer, bis der Schiebekeil 252b der Kupplungsmuffe 252 die Schaltbetätigungsstellung
P10 oder P2 durchläuft, das
heißt,
das hintere Ende der Fase der Klauenkupplung durchläuft. Zu
der Zeit dieses Gang-außer-Eingriffbring-Betriebs
kann deswegen der Schaltbetrieb durch Antreiben des Elektromotors 81 (M1)
unterstützt
werden während
der Schaltbetätigung
ab dem Gang-in-Eingriff-Zustand, bis das hintere Ende der Fase der
Klauenkupplung durchlaufen ist (d. h. in dem Bereich, in dem die
Klauenkupplung mit der Kupplungsmuffe 252 kämmt).
-
Die
Assistenzkraft beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
kann kleiner sein als die Assistenzkraft beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb.
Die Assistenzkraft wird gesteuert durch das Steuern der dem Elektromotor 81 (M1)
zugeführten
Spannung oder Strom. Die Drehrichtung, in die der Elektromotor 81 (M1)
angetrieben wird, ist beispielsweise die Vorwärtsdrehrichtung, sobald die
Kupplungsmuffe 252 in der in 6 linken
Seite betrieben wird (sobald der erste Schalter 41 (SW1)
des Schaltknopfschalters 4 angeschalten ist) und ist beispielsweise
die Rückwärtsdrehrichtung,
sobald die Kupplungsmuffe 252 in der in 6 rechten
Seite betrieben wird (sobald der zweite Schalter 42 (SW2)
des Schaltknopfschalters 4 angeschalten ist). Sobald bei spielsweise
der Zustand, in dem der Gang mit dem fünften Gangrad 241 in
Eingriff ist, in den vierten Gang heruntergeschalten werden soll,
wird der Elektromotor 81 (M1) mit der Spannung V1 von P1
nach P2 rückwärts angetrieben,
das heißt,
bis der Schiebekeil 252b der Kupplungsmuffe 252 über das
hintere Ende der Fase der Klauenkupplung 241a läuft (während einer
Zeitdauer, in der die Klauenkupplung mit der Kupplungsmuffe 252 kämmt), wie
in 6 gezeigt. Dann wird die Spannung schrittweise
während
der Zeitdauer von P2 bis P5 verringert, um den Betrieb des Elektromotors 81 (M1)
zu beenden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Assistenzkraft
beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb,
das heißt,
die an dem Elektromotor 81 (M1) angelegte Spannung erhalten
durch Addieren einer anfänglich
eingestellten Spannung V1a, die entsprechend der Schaltbetätigungsstellung beim
Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
eingestellt ist und einer Korrekturspannung, die auf Grundlage der Schaltbetriebsgeschwindigkeit
beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
berechnet wurde. Wie die Spannung V1, die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegt wird im Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
bestimmt wird, wird später
detailliert beschrieben.
-
Sobald
die Kupplungsmuffe 252 an P7 ankommt, an dem die Synchronisierungswirkung
ab der Neutralstellung P6 beginnt, wird der Elektromotor 180 (M1)
mit einer Spannung V2 höher
als die obige Spannung V1 rückwärts angetrieben.
In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Rückwärtsdrehung
mit der Spannung V2 für
eine Zeitdauer aufrechterhalten, bis der Schiebekeil 252b der
Kupplungsmuffe 252 P10 durchläuft, was dem hinteren Ende
der Fase der Klauenkupplung 242a entspricht. Die Assistenzkraft
beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb, das heißt, die Spannung V2, die an
dem Elektromotor 81 (M1) anliegt, wird erhalten durch Addieren
einer anfänglichen
eingestellten Spannung V2a, die entsprechend der Schaltbetätigungsstellung
beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb eingestellt ist und einer Korrekturspannung,
die auf Grundlage der Schaltbetriebsgeschwindigkeit beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
berechnet wurde. Wie die Spannung V2, die an den Elektromotor 81 (M1)
beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb angelegt wird, wird später im Detail
beschrieben.
-
Wie
oben beschrieben, sobald die Kupplungsmuffe 252 P10 durchläuft, wird
die an den Elektromotor 81 (M1) angelegte Spannung schrittweise verringert
und der Elektromotor 81 (M1) ist zu einem Stillstand gebracht,
sobald die Schaltbetätigungsstellung
P11 erreicht ist. Bei der oben beschriebenen Schaltassistenzvorrichtung
des gezeigten Ausführungsbeispiels
wird die Assistenzkraft entsprechend der Schaltbetätigungsstellung
gesteuert. Dementsprechend tritt keine Zeitverzögerung beim Antreiben des Elektromotors
auf und die Kraft zum Betreiben des Schalthebels kann über die
ganze Betätigung des
Schaltbetriebs gleichgestaltet werden.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb der Steuereinrichtung 10 zum Unterstützen des
Schaltbetriebs beim Gangwechselbetrieb mit Bezug auf die in den 7 und 8 gezeigten
Flussdiagramme beschrieben werden. 7 ist ein
Flussdiagramm, das eine Hauptroutine zum Steuern der Schaltunterstützung darstellt,
und 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine
zum Erhalten der Schaltbetriebsgeschwindigkeit darstellt.
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Zunächst prüft die Steuereinrichtung 10 bei Schritt
S1 in der in 7 gezeigten Hauptroutine, ob der
Kupplungspedalschalter 91 (SW3) angeschalten ist, das heißt, ob das
Kupplungspedal 9 niedergedrückt ist, um die Kupplung außer Eingriff
zu bringen. Wenn die Automatikkupplung angebracht ist, wird auf Grundlage
eines Signals des Kupplungsbetätigungssensors,
der den Betrag des Ineingriffseins der Kupplung erfaßt, geprüft, ob der
Betrag des Ineingriffseins der Kupplung eher auf der Außer-Eingriff-Seite
ist als der teilweise Ineingriff-Zustand der Kupplung. Sobald der
Kupplungspedalschalter 91 (SW3) bei Schritt S1 nicht eingeschalten
wurde, beurteilt die Steuereinrichtung 10, dass der Fahrer
den Gang nicht wechseln will, weil die Kupplung nicht außer Eingriff
gebracht wurde, und die Routine fährt fort zu Schritt S2, um
den Betrieb zu beenden, indem der Elektromotor 81 (M1)
zum Stillstand gebracht wird.
-
Sobald
der Kupplungspedalschalter 91 (SW3) bei Schritt S1 angeschalten
worden ist, beurteilt die Steuereinrichtung 10, dass die
Kupplung außer
Eingriff gebracht wurde, und der Fahrer den Gang wechseln will,
und die Routine fährt
fort zu Schritt S3, bei dem geprüft
wird, ob die Stellung des Schiebehebels 64 in der Wählrichtung,
erfasst durch den Stellungssensor 75 (SES), an einer vorbestimmten
ausgewählten
Stellung sich befindet. Das heißt, es
wird geprüft,
ob der Schiebehebel 64 an einer Stellung ist, um mit einem
der Schiebeblöcke 661, 662 und 663,
die an den Schaltstangen 651, 652 und 653 angebracht
sind, in Eingriff zu kommen. Sobald der Schiebehebel 64 bei
Schritt S3 nicht in die vorbestimmte gewählte Position gebracht worden
ist, beurteilt die Steuereinrichtung 10, dass der Schiebehebel 64 mit
zwei Schiebeblöcken
in Eingriff gebracht werden kann, sobald der Elektromotor 81 (M1)
in diesem Zustand angetrieben wird, und die Routine fährt fort zu
Schritt S2, um den Betrieb zu beenden, indem der Elektromotor 81 (M1)
zum Stillstand gebracht wird. Wenn der Elektromotor 81 (M1)
in einem Zustand angetrieben wird, bei dem der Schiebehebel 64 noch nicht
in die vorbestimmte ausgewählte
Stellung gebracht worden ist, kommt der Schiebehebel 64 mit zwei
Shiftblöcken
in Eingriff, um zwei Schaltstangen gleichzeitig zu betätigen. Deswegen
bewirkt der Verriegelungsmechanismus eine Beschränkung des Betriebs der Schaltstangen,
und der Elektromotor 81 (M1), der angetrieben worden ist,
kann fressen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch, sobald der
Schiebehebel 64 nicht in die vorbestimmte ausgewählte Position,
wie oben beschrieben, gebracht wurde, fährt die Routine weiter zu Schritt
S2, um den Elektromotor 81 (M1) zum Stillstand zu bringen,
wodurch der Elektromotor 81 (M1) zuvor vom Fressen abgehalten
wird.
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Sobald
die Stellung des Schiebehebels 64 in der Wählrichtung,
erfasst durch den Stellungssensor 75 (SES), bei Schritt
S3 in die vorbestimmte ausgewählte
Stellung gebracht worden ist, fährt
die Steuereinrichtung 10 fort mit Schritt S4, wo geprüft wird,
ob der erste Schalter 41 (SW1) des Schaltknopfschalters 4 angeschalten
ist, das heißt,
ob der Betrieb zum Wechseln des Gangs zu der ersten Gangstellung,
zu der dritten Gangstellung oder zu der fünften Gangstellung begonnen
hat. Sobald der erste Schalter 41 (SW1) bei Schritt S4
angeschalten worden ist, fährt die
Steuereinrichtung 10 weiter mit Schritt S5 fort, um den
Elektromotor 81 (M1) einzustellen, um vorwärts zu drehen.
Die Routine fährt
dann fort mit Schritt S6, wo geprüft wird, ob die Schaltbetätigungsstellung
P, erfasst durch den Stellungssensor 85 (SIS) kleiner als
P2 ist, das heißt,
ob die Kupplungsmuffe 252 eher näher auf der Gang-in-Eingriffbring-Seite
ist als das hintere Ende der Fase der Klauenkupplung 241a.
Sobald im Schritt S6 die Schaltbetätigungsstellung P kleiner ist
als P2, beurteilt die Steuereinrichtung 10, dass die Kupplungsmuffe 252 eher
auf der Gang-in-Eingriffbring-Seite ist als das hintere Ende der
Fase der Klauenkupplung 241a und das Schalten braucht nicht
unterstützt
zu werden. Die Routine fährt dann
fort mit Schritt S7, wo die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung schrittweise verringert wird und auf Null heruntergefahren
wird (0), nachdem die Schaltbetätigungsstellung
P P1 erreicht hat.
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Sobald
in Schritt S6 die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P2, fährt
die Steuereinrichtung 10 fort zu Schritt S8, um zu prüfen, ob
die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P2, aber kleiner ist als P5, das heißt, ob die Kupplungsmuffe 252 in
einem Bereich ist ab einer Stellung des Beginns der Synchronisierung
bis zu einer Stellung, in der sie mit der Fase der Klauenkupplung
in Eingriff kommt.
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Wenn
die Schaltbetätigungsstellung
P in Schritt S8 größer ist
als P2, aber kleiner als P5, beurteilt die Steuereinrichtung, dass
die Kupplungsmuffe 252 in dem Bereich ist ab der Stellung
des Beginns der Synchronisierung bis zu der Stellung, in der sie mit
der Fase der Klauenkupplung in Eingriff kommt, und das Schalten
muss beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb unterstützt werden. Die Routine fährt deswegen
weiter mit Schritt S9, um die Spannung V2 zu betreiben (V2 = V2a
+ (1/Ts)C2) zum Antrieb des Elektromotors 81 (M1). In der
obigen Formel zum Erhalten der Spannung V2 ist V2a eine anfänglich eingestellte
Spannung, Ts ist eine Durchschnittsschaltbetriebszeit, in der die
Schaltbetätigungsstellung
sich von P2 nach P5 bewegt und von P10 nach P7 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
(die Durchschnittsschaltbetriebszeit Ts ist eine Durchschnittsbetriebszeit
zum Bewirken des Schaltens in einem vorbestimmten Abschnitt und
kann daher als Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit angesehen
werden), und C2 ist eine Konstante. So ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Assistenzkraft beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb bestimmt, das heißt, die
an den Elektromotor 81 (M1) angelegte Spannung V2 ist auf
Grundlage der Schaltbetriebszeit (der Schaltbetriebsgeschwindigkeit)
Ts bestimmt, in der die Schaltbetätigungsstellung sich von P2
zu P5 bewegt und von P10 zu P7 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb.
Nachdem die Spannung V2, die beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
an den Elektromotor 81 (M1) angelegt werden soll, bestimmt
worden ist, fährt
die Steuereinrichtung weiter mit Schritt S10, um den Elektromotor 81 (M1)
mit der Spannung V2 anzutreiben.
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Ein
Ausführungsbeispiel
zum Erhalten einer Durchschnittsgeschwindigkeit eines Schaltbetriebs (Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit)
Ts im vorbestimmten Abschnitt wird nun mit Bezug auf die Unterroutine
in 8 beschrieben werden. Die Unterroutine in 8 ist
Interrupt-gesteuert nach je 5 ms beispielsweise, wobei die in 7 gezeigte Hauptroutine
ausgeführt
wird.
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Zunächst prüft die Steuereinrichtung 10,
ob bei Schritt P1 der Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb ausgeführt wird.
Die Steuereinrichtung 10 beurteilt, dass der Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
ausgeführt
wird, sobald der erste Schalter 41 (SW1) des Schaltknopfschalters 4,
der als eine Schaltrichtungserfassungseinrichtung arbeitet, angeschalten
ist, und die Schaltbetätigungsstellung
in einem Schaltbetätigungsabschnitt
ab P7 bis P11 liegt, oder wenn der zweite Schalter 42 (SW2)
des Schaltknopfschalters 4 angeschalten ist und die Schaltbetätigungsstellung
in einem Schaltbetätigungsabschnitt
ab P1 bis P5 liegt.
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Wenn
beim Schritt P1 beurteilt ist, dass der Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb ausgeführt wird, fährt die
Steuereinrichtung 10 mit Schritt P2 weiter, um zu überprüfen, ob
die Schaltbetätigungsstellung P
größer ist
als P7, aber kleiner als P10. Sobald die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt P2 größer ist als
P7, aber kleiner ist als P10, fährt
die Steuereinrichtung 10 fort mit Schritt P3, um die Schaltbetriebszeit
(T) zu messen, in der die Schaltbetätigungsstellung P von P10 nach
P7 verschoben ist. Das heißt, die
Schaltbetriebszeit (T) wird um 1 erhöht (+1) nach jeden 5 ms, solange
bis die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10. Sobald die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt P2 nicht größer ist
als P7 oder nicht kleiner ist als P10, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt P4, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsposition
größer ist als
P2, aber kleiner als P5. Sobald die Schaltbetätigungsstellung P im Schritt
P4 größer ist
als P2, aber kleiner als P5, fährt
die Steuereinrichtung fort mit Schritt P3, um die Schaltbetriebszeit
(T) zu messen, in der die Schaltbetätigungsstellung P von P2 nach P5
verschoben ist. Wie oben beschrieben, wird die Schaltbetriebszeit
(T) um 1 erhöht
(+1) nach jeden 5 ms während
der Zeitdauer, in der die Schaltbetätigungsstellung P größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, und während der Zeitdauer, in der
die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist als
P2, aber kleiner ist als P5 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Schaltbetriebszeit (Schaltbetriebsgeschwindigkeit) in dem Abschnitt
erfasst, in dem die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, und in dem Abschnitt, in dem die
Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P2, aber kleiner ist als P5 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb, weil die
Geschwindigkeit des Gangwechselbetriebs in den obigen Abschnitten
als am auffälligsten
angesehen wird, die Fahrgewohnheit des Betriebs wiederzugeben. Es
ist erwünscht,
dass der Schaltbetätigungsabschnitt
zum Erfassen der Schaltbetriebszeit (Schaltbetriebsgeschwindigkeit)
ein vorbestimmter Abschnitt ist ab den Schaltbetätigungsstellungen P2 und P10,
bei denen die Kupplungsmuffe außer
Eingriff gebracht wird von der Klauenkupplung zur Zeit des Außer-Eingriff-Bringens
des Getriebes in die Neutralstellung P6.
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Sobald
bei Schritt P1 beurteilt ist, dass das Getriebe nicht außer Eingriff
gebracht wurde, und sobald die Schaltbetätigungsstellung P bei Schritt
P4 nicht größer ist
als P2 oder nicht kleiner ist als P5, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt P5, um zu prüfen,
ob die gemessene Schaltbetriebszeit (T) größer ist als das Doppelte der
vergangenen Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) (d. h. T > Ts × 2) oder ob
die gemessene Schaltbetriebszeit (T) kleiner ist als die Hälfte der
vergangenen Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) (d. h. T < Ts × 0,5).
Diese Prüfung wird
gemacht, um einen Wert in einem Fall auszuschließen, bei dem die gemessene
Schaltbetriebszeit (T) sehr von der Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts)
abweicht, weil die Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) zusammenbricht,
wenn die gemessene Schaltbetriebszeit (T) sehr von der vergangenen Durchschnittsschaltbetriebszeit
(Ts) abweicht. Deswegen kann ein Wert von so vielen Malen größer als die
Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) willkürlich gesetzt werden, um ein
Wert zu sein, der als Datum ausgeschlossen wird.
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Sobald
die Schaltbetriebszeit (T) gemäß Schritt
P5 kleiner ist als 2 mal die vergangene Durchschnittsschaltbetriebszeit
(Ts) oder sobald die Schaltbetriebszeit (T), gemessen bei Schritt
P5, größer ist als
0,5 mal die vergangene Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts), das
heißt,
sobald die gemessene Schaltbetriebszeit (T) normal ist, fährt die
Steuereinrichtung 10 fort mit Schritt P6, um zu prüfen, ob
die gemessene Schaltbetriebszeit (T) Null (0) ist. Wenn der obige
Schritt P3 ausgeführt
worden ist, ist die Schaltbetriebszeit (T) nicht Null (0). Sobald
der obige Schritt P3 nicht ausgeführt worden ist, ist die Schaltbetriebsgeschwindigkeit
in dem Abschnitt nicht erfasst, in dem die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, und in dem Abschnitt, in dem die
Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P2, aber kleiner ist als P5 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb. So wird
die Schaltbetriebsgeschwindigkeit Null (0). Wenn die Schaltbetriebszeit (T)
nicht Null (0) ist beim Schritt P6, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt P7, um die Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) zu aktualisieren.
Die Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts), die aktualisiert werden
soll, wird beispielsweise erhalten durch Ts = (Ts × 4 + T)/5.
Der Grund, warum der Wert Ts aus der obigen Gleichung erhalten wird,
das heißt,
als ein Durchschnitt der Summe der Durchschnittsschaltbetriebszeit
(Ts), multipliziert mit 4 und der dieses Mal gemessenen Schaltbetriebszeit
(T) ist, dass eine große Änderung
selten auftaucht, sobald die vergangene Durchschnittsschaltbetriebszeit
(Ts) als wichtig erachtet wird und dass die Gewohnheit des Fahrers wiedergegeben
werden kann.
-
Nach
dem die Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) wie oben beschrieben
aktualisiert worden ist, fährt
die Steuereinrichtung 10 fort mit Schritt P8, um die Schaltbetriebszeit
(T) zu löschen.
Sobald die Schaltbetriebszeit (T), gemessen bei Schritt P5, größer ist
als 2 mal die vergangene Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) oder
sobald die Schaltbetriebszeit (T), gemessen bei Schritt P5, kleiner
ist als 0,5 mal die vergangene Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts), beurteilt
die Steuereinrichtung 10, dass die gemessene Schaltbetriebszeit
(T) abnormal ist. Demzufolge fährt
die Routine fort mit Schritt P8, um die Schaltbetriebszeit (T) zu
löschen.
Sobald die Schaltbetriebszeit (T) bei Schritt P6 Null (0) ist, fährt die
Steuereinrichtung 10 auch mit Schritt P8 fort, um die Schaltbetriebszeit
(T) zu löschen.
Demzufolge wird die Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) jedes Mal
aktualisiert, sobald der Gangwechselbetrieb ausgeführt wird,
und die aktualisierte Durchschnittsschaltbetriebszeit (Ts) wird
verwendet zum Betreiben der Spannung V2, die an den Elektromotor 81 (M1)
bei Schritt S9 angelegt ist.
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Sobald
die Schaltbetätigungsstellung
P bei Schritt S8 nicht größer ist
als P2 oder nicht kleiner ist als P5, kehrt die Steuereinrichtung 10 zur
Hauptroutine in 7 zurück, und fährt fort mit Schritt S11, um zu überprüfen, ob
die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P5, aber kleiner ist als P7, das heißt, ob die Schaltmuffe 252 über den
beiden Synchronringen 255 und 256 angeordnet ist.
Sobald bei Schritt S11 die Schaltbetätigungsstellung P größer ist
als P5, aber kleiner ist als P7, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Schaltmuffe 252 zwischen den beiden Synchronringen 255 und 256 angeordnet
ist, und es nicht notwendig ist, den Schaltbetrieb zu unterstützen. Die
Routine fährt
deswegen weiter mit Schritt S12 fort, um den Elektromotor 81 (M1)
zum Stillstand zu bringen.
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Sobald
die Schaltbetätigungsstellung
P beim Schritt S11 nicht größer ist
als P5 oder nicht kleiner ist als P7, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt S13, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsposition
P größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, das heißt, ob die Kupplungsmuffe 252 von
der Klauenkupplung 242a außer Eingriff gebracht ist,
um das Getriebe vollständig
außer
Eingriff zu bringen. Sobald die Schaltbetätigungsposition bei Schritt
S13 größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Kupplungsmuffe 252 von der Klauenkupplung 242a außer Eingriff
gebracht ist und das Getriebe ist außer Eingriff gebracht. Dann
fährt die
Routine fort mit Schritt S14, bei dem die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung schrittweise verringert wird und auf Null (0)
heruntergefahren wird, sobald die Schaltbetätigungsposition P P7 erreicht
hat.
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Sobald
im Schritt S13 die Schaltbetätigungsstellung
P nicht größer ist
als P7 oder nicht kleiner ist als P10, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Kupplungsmuffe 252 mit der Klauenkupplung 42a kämmt und
es notwendig ist, den Schaltbetrieb zum Ineingriffbringen des Gangs
zu unterstützen.
Deswegen fährt
die Routine fort mit Schritt S15, um die Spannung V1 zu betreiben
(V1 = V1a + (1/Ts)C1) zum Antreiben des Elektromotors 81 (M1).
In der obigen Formel zum Erhalten der Spannung V1 ist V1a eine anfänglich eingestellte
Spannung, Ts ist eine Durchschnittsschaltbetriebszeit (die Durchschnittsschaltbetriebszeit
Ts ist eine Durchschnittsbetriebszeit zum Schalten in einem vorbestimmten
Abschnitt und kann angesehen werden als eine Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit),
bei der die Schaltbetätigungsstellung
P sich von P2 nach P5 bewegt und von P10 nach P7 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb,
wie zu ersehen aus dem in 8 gezeigten Flussdiagramm,
und C1 ist eine Konstante. So wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Assistenzkraft beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb,
das heißt,
die an den Elektromotor 81 (M1) angelegte Spannung V1 auf
Grundlage der Schaltbetriebszeit (Schaltbetriebsgeschwindigkeit)
Ts bestimmt, während
der die Schaltbetätigungsposition
sich von P2 nach P5 bewegt und von P10 nach P7 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb.
Nachdem die beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung V1 erhalten worden ist, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt S16, um den Elektromotor 81 (M1) mit der Spannung
V1 anzutreiben.
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Als
Nächstes
wird ein Fall beschrieben, bei dem der erste Schalter 41 (SW1)
des Schaltknopfschalters 4 im Schritt S4 nicht angeschalten
worden ist.
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Wenn
der erste Schalter 41 (SW1) des Schaltknopfschalters 4 im
Schritt S4 nicht eingeschalten worden ist, fährt die Steuereinrichtung mit Schritt
S17 weiter, um zu prüfen,
ob der zweite Schalter 42 (SW2) angeschalten ist, das heißt, ob der
Betrieb begonnen hat, den Gang hin zur zweiten Gangstellung, der
vierten Gangstellung oder der Rückwärtsgangstellung
zu wechseln. Sobald der zweite Schalter 42 (SW2) im Schritt
S17 nicht angeschalten worden ist, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass der Fahrer den Gang nicht wechseln will, und die Routine fährt fort
mit Schritt S2, um den Betrieb zu beenden, durch ein Zumstillstandbringen
des Elektromotors 81 (M1).
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Sobald
der zweite Schalter 42 (SW2) im Schritt S17 angeschalten
worden ist, fährt
die Steuereinrichtung 10 fort mit Schritt S18, um den Elektromotor 81 (M1)
in die Rückwärtsrichtung
zu drehen und fährt
weiter mit Schritt S19, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsstellung
P, erfasst vom Schaltbetätigungssensor 85 (SIS)
größer ist
als P10, das heißt, ob
die Kupplungsmuffe 252 eher auf der Gang-in-Eingriffbring-Seite
ist als das hintere Ende der Fase der Klauenkupplung 242a.
Sobald die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt S19 größer ist als
P10, beurteilt die Steuereinrichtung, dass die Kupplungsmuffe 252 eher
auf der Gang-in-Eingriffbring-Seite ist als das hintere Ende der
Fase der Klauenkupplung 242a, und dass keine Notwendigkeit besteht,
das Schalten zu unterstützen.
Die Routine fährt
dann weiter mit Schritt S7, in dem die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung schrittweise verringert wird, und auf Null (0)
heruntergefahren wird, nachdem die Schaltbetätigungsstellung P P11 erreicht
hat.
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Sobald
die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt S19 kleiner ist als P10, fährt die Steuereinrichtung weiter
mit Schritt S20, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsstellung
größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, das heißt, ob die Kupplungsmuffe 252 sich
in einem Bereich ab einer Stellung zum Anfangen der Synchronisierung
bis zu einer Stellung, bei der sie mit der Fase der Klauenkupplung
in Eingriff kommt, befindet. Sobald die Schaltbetätigungsstellung
im Schritt S20 größer ist
als P7, aber kleiner ist als P10, beurteilt die Steuereinrichtung,
dass die Kupplungsmuffe 252 sich in einem Bereich ab der Stellung
zum Anfangen der Synchronisierung bis zu der Stellung, in der sie
mit der Fase der Klauenkupplung in Eingriff kommt, befindet, und
dass das Schalten beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb unterstützt werden
muss. Deswegen fährt
die Routine fort mit Schritt S9, um die Spannung V2 zu betreiben,
die an den Elektromotor 81 (M1) beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb
angelegt werden soll. Die Routine fährt dann fort mit Schritt S10,
um den Elektromotor 81 (M1) mit der Spannung V2, erhalten
im Schritt S9, anzutreiben.
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Sobald
die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt S20 nicht größer ist
als P7 oder nicht kleiner ist als P10, fährt die Steuereinrichtung 10 fort
mit Schritt S21, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsstellung
P größer ist
als P5, aber kleiner ist als P7, das heißt, ob die Kupplungsmuffe 252 zwischen
den Synchronringen 255 und 256 angeordnet ist.
Sobald die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt S21 größer ist
als P5, aber kleiner ist als P7, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Kupplungsmuffe 252 zwischen den Synchronringen 255 und 256 angeordnet
ist, und dass keine Notwendigkeit besteht, den Schaltbetrieb zu
unterstützen.
Die Routine fährt
dann fort mit Schritt S12, wo der Elektromotor 81 (M1)
zum Stillstand gebracht wird.
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Wenn
die Schaltbetätigungsstellung
P im Schritt S21 nicht größer ist
als P5 oder nicht kleiner ist als P7, fährt die Steuereinrichtung fort mit
Schritt S22, um zu prüfen,
ob die Schaltbetätigungsstellung P
größer ist
als P2, aber kleiner ist als P5, das heißt, um zu prüfen, ob
die Kupplungsmuffe 252 von der Klauenkupplung 241a außer Eingriff
gebracht ist und der Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
beendet ist. Sobald die Schaltbetätigungsposition P im Schritt S22
größer ist
als P2, aber kleiner ist als P5, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Kupplungsmuffe 252 von der Klauenkupplung 241a außer Eingriff
gebracht worden ist und dass der Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb beendet worden
ist. Die Routine fährt dann
fort mit Schritt S14, in dem die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung schrittweise verringert wird und auf Null (0)
heruntergefahren wird, nachdem die Schaltbetätigungsstellung P P5 erreicht hat.
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Sobald
im Schritt S22 die Schaltbetätigungsstellung
P nicht größer ist
als P2 oder nicht kleiner ist als P5, beurteilt die Steuereinrichtung 10,
dass die Kupplungsmuffe 252 mit der Klauenkupplung 241a kämmt und
das Schalten beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
unterstützt
werden muss. Deswegen fährt
die Routine fort mit Schritt S15, um die an den Elektromotor 81 (M1)
angelegte Spannung V1 beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb zu
betreiben. Die Routine fährt
dann fort mit Schritt S16, um den Elektromotor 81 (M1)
mit der in Schritt S15 erhaltenen Spannung V1 anzutreiben.
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Das
oben genannte Ausführungsbeispiel handelte
von dem Beispiel der Erlangung einer Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit
auf Grundlage der Betriebsgeschwindigkeit in den Abschnitten Ausführungsbeispiel
den Schaltbetätigungsstellungen
P10, P2, bei denen die Kupplungsmuffe des Synchronisiermechanismus
von der Klauenkupplung außer
Eingriff gebracht wird bis zu den Schaltbetätigungsstellungen P7, P5, bei
denen die Kupplungsmuffe das vordere Ende der Fase der Zähne der
Synchronringe beim Gang-außer-Eingriffbring-Betrieb
erreicht. Eigene Gewohnheiten des Fahrers jedoch können auch
wiedergegeben werden, sogar durch Erlangen der Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit
auf Grundlage der Betriebsgeschwindigkeit beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb. Beim
Gang-in-Eingriffbring-Betrieb ist es erwünscht, dass die Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit auf
Grundlage der Betriebsgeschwindigkeit in vorbestimmten Abschnitten
erreicht wird ab den Stellungen P7a, P5a, bei denen der Synchronisierungsbetrieb des
Synchronisierungsmechanismus endet, bis zu den Endschaltbetätigungsstellungen
P11, P1 beim Gang-in-Eingriffbring-Betrieb.
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So
aufgebaut wie oben beschrieben, offenbart die Schaltassistenzvorrichtung
für ein
Getriebe gemäß der Erfindung
Funktionen und wirkt wie unten beschrieben.
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Das
heißt,
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist sie so aufgebaut, dass die elektrische Leistung zum
Antreiben des Schaltassistenzelektromotors betrieben ist auf Grundlage
einer Durchschnittsschaltbetriebsgeschwindigkeit in einem vorbestimmten
Schaltbetätigungsabschnitt
und der Elektromotor wird mit der so betriebenen elektrischen Leistung
angetrieben. Folglich ist es möglich,
eine Schaltassistenzkraft zu erhalten, die die Gewohnheit des Fahrers
wiedergibt.