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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht im Allgemeinen auf eine Getriebeschaltsteuervorrichtung
für ein
Synchrongetriebe. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung einschlägig bezüglich einer
Getriebeschaltsteuervorrichtung zum Beurteilen, ob Getriebekollisionen
während
eines Gangschaltvorgangs des Synchrongetriebes durch ein Stellglied
erzeugt werden. Durch „Getriebekollision" wird der versuchte Abschluss
einer Gangschaltbewegung bezeichnet, wenn eine vollständige Synchronisation
zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle nicht erreicht ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Fahrzeuge,
wie z.B. Kraftfahrzeuge, Busse oder Lastwagen, welche durch Antriebe
oder Motoren betrieben werden, sind mit Getrieben versehen, um eine
Antriebskraft und Geschwindigkeit entsprechend den Fahrbedingungen
zu erhalten. Im Allgemeinen gibt es Getriebe, einschließlich Automatikgetrieben
(AT), CVT-Getrieben (kontinuierlich variablen Getrieben) und Handschaltgetrieben
(MT).
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Handschaltgetriebe
enthalten eine Gegenwelle, welche als eine Eingangswelle dient,
eine Hauptwelle, welche als eine Ausgangswelle dient, eine Vielzahl
von Gegenrädern,
eine Vielzahl von Leerlaufrädern,
eine Hülse
und einen Synchronmechanismus. Die Gegenwelle überträgt ein Eingangsdrehmoment eines
Motors. Die Hauptwelle überträgt ein Ausgangsdrehmoment
an eine Gelenk- oder Antriebswelle. Die Gegenräder der Vielzahl von Gegenrädern sind
an der Gegenwelle befestigt. Die Leerlaufräder der Vielzahl der Leerlaufräder sind
im Leerlauf auf der Hauptwelle angebracht und kämmen stets mit den Gegenrädern. Die
Hülse ist
mit einem äußeren Umfang
einer Nabe, die sich im Einklang mit der Hauptwelle dreht, verkeilt
und ist in der Axialrichtung der Ausgangswelle verschiebbar. Der
Synchronmechanismus schiebt selektiv die Hülse basierend auf den Absichten
eines Fahrers und erzielt einen gewünschten Gangschaltvorgang durch
Synchronisieren einer Rotation der Hauptwelle und einer gewünschten
Rotation der Leerlaufräder
im Keileingriff.
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Bei
dem herkömmlichen
Handschaltgetriebe bzw. manuellen Getriebe (MT) müssen ein
Kupplungsvorgang und ein Schaltvorgang durch den Fahrer während einer
Gangschaltänderung
durchgeführt werden.
Der Schaltvorgang wurde betätigt,
indem ein Boden-(Säulen-)Schalthebel
in eine gewünschte
Position bewegt wird. Die Bewegung des Schalthebels wird an eine
Schaltgabel übertragen,
die an einer vorderen Endseite einer Schaltgabelwelle angebracht
ist und mit der Hülse
in Eingriff ist, und somit übertragen, dass
sie die Hülse
schiebt. Ein Eingangsdrehmoment und ein Ausgangsdrehmoment werden
synchronisiert, indem die Hülse
in dem Synchronmechanismus verschoben wird, und somit wird der gewünschte Gangschaltvorgang
erzielt.
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In
den vergangenen Jahren wurde ein Getriebe entwickelt, das eine Handschaltgetriebestruktur
als Grundlage aufweist, wobei dessen Schaltvorgang durch ein Stellglied
durchgeführt
wird, das hydraulischen Druck, Luftdruck oder elektrische Leistung
als eine Antriebsleistungsquelle hat, um die Verantwortung des Fahrers
in Betrieb zu verringern.
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Anschließend wird
diese Art von Getriebe als automatisiertes Handschaltgetriebe bezeichnet.
Das automatisierte Handschaltgetriebe erzielt: eine vollständige automatische
Schaltänderung
entsprechend dem Fahrzustand durch Steuern des Stellglieds mit einer
Gangschaltsteuervorrichtung oder eine halbautomatische Schaltänderung
basierend auf der Absicht des Fahrers durch manuelles Betätigen eines
Synchrongetriebes.
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Wie
bei einem herkömmlichen
Handschaltgetriebe kann das automatisierte Handschaltgetriebe dieser
An eine Getriebekollision erzeugen. Eine der Ursachen der Getriebekollision
ist eine langfristige Beeinträchtigung,
wie z.B. eine Abnutzung der Schräge
des Synchrongetriebemechanismus, da diese Art von automatisiertem
Handschaltgetriebe die Struktur des herkömmlichen Handschaltgetriebes teilt.
Das Erzeugen von einer Getriebekollision führt zu einer frühen Abnutzung
der Keil- und Schrägenbereiche,
wie z.B. einer Hülse
und eines Synchronisierrings, was bezüglich des Gesichtspunktes der
Dauerhaftigkeit nicht günstig
ist.
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Entsprechend
einer bekannten Getriebeschaltsteuereinrichtung des automatisierten
Handschaltgetriebes werden der Versatz und die Geschwindigkeit der
Hülse derart
gesteuert, dass die Schaltänderung
nicht ausgeführt
wird, ehe die Synchronisierung erreicht ist. Somit wurde das Erzeugen einer
Getriebekollision beim Entwurf nicht berücksichtigt.
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In 3(a) ist ein Fall gezeigt, in dem die Hülse während der
Synchronisation der Eingangs- und
Ausgangsrotationsgeschwindigkeiten nicht gleitet, und der Hub der
Hülse beginnt
sich nur vorwärts zu
bewegen, wenn die Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangsrotation
und der Ausgangsrotation zusammenfallen, d.h. nachdem die Synchronisation während einer
normalen Schaltänderung
abgeschlossen ist, bei welcher keine Getriebekollision erzeugt wird.
Andererseits ist in 3(b) ein Fall
gezeigt, in dem der Hub der Hülse
trotz eines Fehlens einer vollständigen
Synchronisation voranschreitet, so dass eine Relativrotation zwischen
der Eingangsrotation und der Ausgangsrotation vorhanden bleibt und
eine Getriebekollision erzeugt wird. Durch das Vorwärtsbewegen
der Hülse
vor dem Abschluss der Synchronisation wird eine Kollision zwischen
einer Abschrägung
des Keils, der auf dem Leerlaufzahnrad vorgesehen ist, und einer
Abschrägung
der Hülse
erzeugt, und somit ist anzunehmen, dass die Getriebekollision erzeugt
wird.
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Bei
der vorhergehenden Erklärung
wird erwähnt,
dass nach der Synchronisation die Eingangsrotationsgeschwindigkeit
und die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit zusammenfallen. Der Grund
dafür liegt
darin, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Eingansseite und der
Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangsseite des Synchronmechanismus
relativ berücksichtigt
werden. Entsprechend muss nicht erwähnt werden, dass die Rotationsgeschwindigkeiten der
Eingangsseite und des Ausgangs nicht miteinander übereinstimmen,
selbst nach dem Zusammenfallen der Synchronisation, solange die
Werte nicht unter Verwendung eines Verzögerungsverhältnisses konvertiert werden,
wenn die Eingangsrotationsgeschwindigkeit und die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit
getrennt gemessen werden.
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Wenn
der Fahrer den Schaltvorgang wie bei einem herkömmlichen Handschaltgetriebe
durchführt,
kann die Schaltänderung
manuell unter Umgehung der Art einer Getriebeschaltung, die eine
Getriebekollision hervorruft, erzielt werden. Betreffend das automatisierte
Handschaltgetriebe wird jedoch die Schaltänderung automatisch durchgeführt, um wiederholt
die Getriebeschaltung trotz des Erzeugens einer Getriebekollision
zu wählen,
solange nicht Gegenmaßnahmen
zum Verhindern der Getriebekollision vorgesehen werden. Somit nimmt
die Dauerhaftig keit des automatisierten Handschaltgetriebes durch
die Getriebekollision ab und dem Fahrer wird ein unangenehmes Gefühl vermittelt.
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EP-A-0512727
offenbart eine Getriebeschaltsteuervorrichtung, welche die Merkmale
des Oberbegriffs von beigefügtem
Anspruch 1 aufweist, die das Fortschreiten von einem Zahnradzusammenstoß bis zu
einem möglichen
Zahnbrummzustand überwacht.
Der Zahnzusammenstoßzustand
wird identifiziert, wenn es dem Schaltstellglied nicht gelungen
ist, einen vollständigen
Zahneingriff während einer
definierten Zeitdauer von typischerweise 0,5 Sekunden zu erzielen.
Daher können
die Zahnradzähne
während
dieser vollständigen
Zeitdauer von 0,5 Sekunden kollidieren, ehe das System kurz das Eingreifen
durch das Trennen der Kupplung verlangt.
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Das
Steuersystem wiederholt den Zyklus fünf Mal, jedes Mal mit einer
längeren
Eingriffsdauer bis zum Trennen der Kupplung, ehe es die Auswahl von
Neutral anfordert, gefolgt von einer Wiederholung der gleichen Sequenz.
Da der Unterbrechungskupplungseingriff oftmals aggressiv im Vergleich
zu dem ist, was benötigt
wird, um die Zahnräder
aus dem zusammenstoßenden
Zustand zu schieben, ist es möglich,
dass die Zahnradzähne
nicht axial wie gewünscht
in Eingriff gelangen, wenn die Kupplungsunterbrechung aktiviert
ist, sondern stattdessen Brummen oder Reiben. Wenn ein Zahnradbrummzustand
auftritt, ist die Klauenkupplungssynchronisierung verloren. Der
Moment einer merklichen sich fortsetzenden Nichtsynchronisation
der Klauenkupplungselemente wird erfasst, die Unterbrechungskupplung
wird gelöst
und Neutral wird angefordert, um das Brummen zu minimieren. Dann
beginnt die Steuerung die ursprüngliche
Eingriffschaltsequenz von vorne.
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Es
besteht somit eine Notwendigkeit für eine verbesserte Getriebeschaltsteuerungsvorrichtung
für ein
Synchrongetriebe, wobei eine Schaltänderung durch ein Stellglied
durchgeführt
wird, das schneller und effektiver beurteilt, ob eine Getriebekollision während einer
Schaltänderung
erzeugt wird.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung sieht eine Getriebeschaltsteuervorrichtung vor, die die
Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
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Wenn
bestimmt wird, dass Getriebekollisionen häufiger während eines speziellen Schaltmodus (z.B.
erster Gang, oder zweiter Gang, usw.) auftreten als bei einem Referenzwert,
dann kann dieser Modus anschließend übersprungen
werden, um Abnutzung zu verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorhergehenden zusätzlichen
Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die unter Verweis
auf die beigefügten Zeichnungsfiguren
betrachtet wird, in denen gleiche Referenzzeichen entsprechende
Elemente bezeichnet, und in denen:
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1 eine
schematische Ansicht eines automatisierten Handschaltgetriebesystems
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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1A eine
Längsquerschnittsansicht
durch eine Synchronisiereinrichtung ist;
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2 ein
Flussdiagramm ist, das ein Beispiel für einen Vorgang durch ein Mittel
zum Überspringen
einer Getriebeschaltung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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3 eine
Ansicht ist, welche das Erzeugen einer Getriebekollision zeigt,
wobei 3(a) einen Fall zeigt, in dem
keine Getriebekollision erzeugt wird und 3(b) einen
Fall zeigt, in dem eine Getriebekollision erzeugt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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1A zeigt
eine Borg Warner Synchronisiereinrichtung 30 des Abbrechungstyps.
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Die
Synchronisiereinrichtung 30 enthält eine Kupplungsnabe 32,
die darauf zur Rotation damit montiert ist (stets relativ nicht
drehbar). Auf dem äußeren Umfang
der Kupplungsnabe 32 ist eine Hülse 34 angebracht,
und die Kupplungsnabe 32 und die Hülse 34 sind stets
zusammen drehbar und zusammen in der Axialrichtung beweglich. Auf
dem äußeren Umfang
der Hülse 34 ist
eine ringförmige
Nut 36 ausgebildet. Eine (nicht dargestellte) Schaltgabel
ist in der Nut 36 angebracht, indem sie die Hülse 34 von beiden
Seiten her hält.
Die Hülse 34 wird
in der Axialrichtung zusammen mit der Schaltgabel bewegt, ist jedoch
relativ zur Schaltgabel drehbar. Im inneren Umfang der Hülse 34 sind
eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Kupplungszähnen 38 ausgebildet,
dass sie eine erste Kupplung auf der Hülse 34 definieren.
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Ein
Zahnrad A und ein Zahnrad B sind relativ drehbar auf der Ausgangswelle 26 jeweils
an zwei axial festgelegten Positionen montiert, wobei sie die Hülse 34 zwischen
ihnen haben. Das Zahnrad A und das Zahnrad B dienen als Leerlaufzahnräder und kämmen stets
mit jeweiligen Zahnrädern
(nicht dargestellt), die an der Gegenwelle festgelegt sind.
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Auf
dem äußeren Umfangsbereich
eines Wellenbereichs des Zahnrads A nahe an der Hülse 34 ist
ein Konus 42a geformt, der eine konische Oberfläche aufweist,
deren Durchmesser nach und nach kleiner wird, wenn sie sich der
Hülse 34 annähert. Die
konische Oberfläche
des Konus 42a bildet ein Beispiel einer Reiboberfläche der
vorliegenden Erfindung.
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Der
Konus 42a trägt
einen axial verschiebbaren Synchronisierring 46a, der eine
konische Oberfläche
aufweist, welche die konische Oberfläche des Konus 42a ergänzt. Auf
dem äußeren Umfang
des Synchronisierrings 46a sind eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
beabstandeten Zähnen
ausgebildet. Die Mehrzahl der Zähne
kämmt selektiv
mit den Kupplungszähnen 38 der
Hülse 34.
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Auf
dem Umfangsbereich des Wellenbereichs des Zahnrads A nahe am Konus 42a sind
eine Mehrzahl von Zähnen 48a ausgebildet,
um eine zweite Kupplung auf dem Zahnrad A zu definieren. Die Kupplungszähne 48a kämmen selektiv
mit den Kupplungszähnen 38 der
Hülse 34.
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Zwischen
der Kupplungsnabe 32 und der Hülse 34 sind eine Mehrzahl
von in Umfangsrichtung beabstandeten Schaltkeilen 50 angebracht.
Jeder Schaltkeil 50 erstreckt sich in der Axialrichtung
der Hülse 34 über eine
vorgegebene Breite. Jeder Schaltkeil 50 wird stets gegen
eine innere Umfangsoberfläche
der Hülse 34 durch
eine jeweilige Keilfeder 52 gedrückt, die zwischen dem Schaltkeil 50 und der
Kupplungsnabe 32 positioniert ist. Ein Vorsprung oder eine Konvexität, welche
auf einer äußeren Fläche von
jedem Schaltkeil 50 gebildet ist, ist in einer Ausnehmung
angebracht, die auf der inneren Oberfläche der Hülse 34 geformt ist.
Wenn die Hülse 34 durch
Verschiebung in der Axialrichtung bewegt wird, und wenn der Vorsprung
nicht über
eine Steigung der Ausnehmung gelangt, da die Federkraft, welche
den Keil gegen die Hülse
drückt,
einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt,
bewegen sich die Hülse 34 und der
Schaltkeil 50 als eine Einheit. Wenn andererseits der Vorsprung über die
Steigung gleitet, da die vorher erwähnte Kraft den vorgegebenen
Wert übersteigt, wird
nur die Hülse 34 bewegt.
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Die
Schaltkeile der Vielzahl von Schaltkeilen 50 sind stets
teilweise in jeweilige konkave Bereiche 56, welche in dem
Synchronisierring 46a geformt sind, eingeführt. Die
konkaven Bereiche 56 erstrecken sich in der Axialrichtung
des Synchronisierrings 46a und sind so konfiguriert, dass
eine Relativrotation zwischen der Hülse 34 und dem Synchronisierring 46a in
einem vorgegebenen Bereich erlaubt ist. Die Position der Bodenoberfläche des
konkaven Bereichs 56 ist so bestimmt, dass sie einen Zwischenraum
zwischen der Spitzenendoberfläche
des entsprechenden Schaltkeils 50 aufweist, wenn die Hülse 34 und
der Synchronisierring 46a in einer Anfangsposition sind.
Der Zwischenraum wird verringert, wenn sich der Schaltkeil 50 dem
Synchronisierring 46a annähert. Wenn der Zwischenraum
eliminiert ist, wird die Kraft des Schaltkeils 50 in der
Axialrichtung an den Synchronisierring 46a übertragen,
und somit wird der Synchronisierring 46a nach oben entlang des
Konus 42a gedrückt.
Durch den resultierenden Druck wird die Relativrotation zwischen
der Hülse 34 und
dem Zahnrad A verringert.
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Wenn
die Hülse 34 weiter
in der gleichen Axialrichtung bewegt wird, nachdem der Schaltkeil 50 den
Synchronisierring 46a berührt, bewegt sich nur die Hülse 34 axial,
und somit berührt
die Spitzenendoberfläche
der Zähne 38 der
Hülse 34 die
Spitzenendoberfläche
der Zähne
des Synchronisierrings 46a. Wenn die Relativrotationsgeschwindigkeit
zwischen der Hülse 34 und
dem Zahnrad A nicht im Wesentlichen Null ist, wird der Zwischenraum
in der Axialrichtung zwischen dem Schaltkeil 50 und dem
konkaven Bereich 56 eliminiert und somit die Rotation des
Synchronisierrings 46a relativ zu der Hülse 34 gestoppt. Entsprechend
wird eine weitere Bewegung der Hülse 34 in
der Richtung des Synchronisierrings 46a durch den Synchronisierring 46a blockiert.
Das bedeutet, die Hülse 34 wird
blockiert. Gleichzeitig wird resultierend von dem Drücken des
Synchronisierrings 46a hart entlang des Konus 42a durch
die Hülse 34 die
Relativrotationsgeschwindigkeit zwischen der Hülse 34 und dem Zahnrad
A im Wesentlichen auf Null reduziert.
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Wenn
diese Relativrotationsgeschwindigkeit im Wesentlichen Null ist,
d.h. wenn die Synchronisation abgeschlossen ist, wird kaum eine
Reibkraft zwischen dem Synchronisierring 46a und dem Konus 42a erzeugt.
Somit wird der Synchronisierring 46a relativ drehbar zur
Hülse 34.
Entsprechend bewegen sich die Zähne
der Hülse 34 in
die Zähne
des Synchronisierrings 46a in der Axialrichtung vorwärts und somit
werden die Zähne
der Hülse 34 und
des Synchronisierrings 46a zum Kämmen gebracht. Kurz danach
werden die Kupplungszähne 38 der
Hülse 34 in die
Kupplungszähne 48a des
Zahnrads A in der Axialrichtung vorwärts bewegt, und somit werden
die Kupplungszähne 38 der
Hülse 34 mit
den Kupplungszähnen 48a des
Zahnrads A zum Kämmen
gebracht.
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Ähnlich wie
das Zahnrad A ist das Zahnrad B mit einem Konus 42b und
einer Kupplung 48b gebildet. Der Konus 42b ist
mit einem Synchronisierring 46b ausgerüstet.
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Wenn
die Kupplungszähne 38 der
Hülse 34 mit
den Zähnen
des Synchronisierrings 46a der Seite des Zahnrads A und
den Kupplungszähnen 48a des Zahnrads
A kämmen,
wird die Rotation des Zahnrads A an die Ausgangswelle 26 übertragen.
Unter diesem Zustand ist ein Satz von Zahnradpaaren durch das Zahnrad
A und ein anderes Zahnrad, das stets mit dem Zahnrad A kämmt und
sich zusammen mit der Gegenwelle dreht, definiert. Wenn die Kupplungszähne 38 der
Hülse 34 mit
den Zähnen
des Synchronisierrings 46b (angrenzend an die Seite des
Zahnrads B) kämmen
und mit den Kupplungszähnen 48b des
Zahnrads B, wird im Gegensatz dazu die Rotation des Zahnrads B an
die Ausgangswelle 26 übertragen.
Unter diesem Zustand wird ein anderer Satz von Zahnradpaaren durch
das Zahnrad B und ein anderes Zahnrad, das stets mit dem Zahnrad
B kämmt und
sich zusammen mit der Gegenwelle dreht, definiert. Wie es im Vorhergehenden
beschrieben ist, wird die übertragene
Rotation an die Ausgangswelle 26 vom Zahnrad A und dem
Zahnrad B entsprechend der Bewegung der Hülse 34 gewählt. Als
Folge wird das Schaltverhältnis
des Getriebes variiert.
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Eine
Ausführungsform
im Hinblick auf eine Getriebeschaltsteuervorrichtung (Kontroller)
für ein Stellglied,
das in einem Getriebe angewendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung
wird im Folgenden im Einzelnen beschrieben.
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1) Beurteilungsmittel
für Getriebekollision
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Das
Beurteilungsmittel für
die Getriebekollision wirkt derart, dass es beurteilt, dass eine
Getriebekollision erzeugt wird, indem eine Relativrotationsgeschwindigkeit
zwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit überwacht
wird und eine physikalische Größe der Hülse basierend
auf dem Versatz der Hülse.
Das Erzeugen der Getriebekollision wird festgestellt, wenn die Relativrotationsgeschwindigkeit
größer als ein
vorgegebener Geschwindigkeitswert ist und die physikalische Größe der Hülse größer als
ein vorgegebener Versatzwert ist.
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Dies
ist deshalb der Fall, da die Getriebekollision erzeugt wird, wenn
sich die Hülse
unter dem Zustand vorwärts
bewegt, in dem die Relativrotationsgeschwindigkeit größer als
die vorgegebene Geschwindigkeit ist. Indem der Versatz der Hülse berücksichtigt
wird, statt dass es nur von der Eingangs- und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit
im Hinblick auf die Schaltänderungsvoranschreitinformation abhängt, wird
die Genauigkeit der Beurteilung der Getriebekollision verbessert.
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Da
die Relativrotationsgeschwindigkeit die Differenz zwischen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit
und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit ist, können positive und negative
Zahlen auftreten, abhängig
vom Weg der Berechnung. Die Relativrotationsgeschwindigkeitszahl
kann der Absolutbetrag der eingegebenen Beschleunigung sein.
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Die
Relativrotationsgeschwindigkeit muss nicht Null sein, selbst nach
dem Abschluss der Synchronisation abhängig davon, welche Eingangsrotation
verwendet wird, um die Eingangsrotationsgeschwindigkeit vorzusehen,
und welche Ausgangsrotation verwendet wird, um die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit
vorzusehen, solange die Rotationszahlen als Rotationszahl auf dem
Synchronmechanismus konvertiert werden. Wenn die Relativrotationszahl
zur Beurteilung der Getriebekollision eingesetzt wird, ist es entsprechend
erforderlich, einen vorgegebenen Wert mit der Relativrotationsgeschwindigkeit nach
dem Abschluss der Synchronisation entsprechend der Getriebeschaltung
unter Berücksichtigung der
oben stehenden Bedingungen zu vergleichen.
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Es
ist nicht immer erforderlich, direkt die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit
zu erfassen. Die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit kann aus der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit
abgeschätzt
werden, ohne einen Ausgangsrotationssensor zu verwenden.
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Es
ist günstig,
dass die Relativrotationsgeschwindigkeit die Differenz zwischen
der Eingangsrotationsgeschwindigkeit, die während der Schaltänderung
erfasst wird, und der Ausgangsrotationsgeschwindigkeit, die aus
der Eingangsrotationsgeschwindigkeit abgeschätzt wird, die durch den Eingangsrotationssensor
vor der Schaltänderung
erfasst wird, ist.
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Die
Ausgangsrotationsgeschwindigkeit wird beispielsweise durch Multiplizieren
und Dividieren eines Verzögerungsverhältnisses
aus einer Position des Eingangsrotationssensors zu einer standardisierten
Ausgangswelle zur erfassten Eingangsrotationszahl bei der Getriebeschaltung
vor der Schaltänderung
abgeschätzt.
Das bedeutet, dass die Ausgangsrotationsgeschwindigkeit im Grunde
durch Multiplizieren der Eingangsrotationsgeschwindigkeit mit dem
Verzögerungsverhältnis oder
durch Teilen der Eingangsrotationsgeschwindigkeit durch das Übersetzungsverhältnis abgeschätzt wird.
Die Eingangsrotationsgeschwindigkeit wird an der Getriebeschaltung
vor der Schaltänderung
erfasst und das Verzögerungsverhältnis wird
bestimmt, dass es von einer Position des Eingangsrotationssensors
zu einer Standardausgangswelle ist. Wenngleich er in Beziehung zu
der Festlegung des vorgegebenen Werts zur Beurteilung der Getriebekollision
steht, wird der vorgegebene Wert zum Vergleich einfach festgelegt, wenn
abgeschätzt
wird, dass die Differenz zwischen der Eingangsrotation und der Ausgangsrotation
nach dem Abschluss der Synchronisation Null wird.
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Die
physikalische Größe der Hülse stellt
einen fortgeschrittenen Zustand der Hülse basierend auf dem Versatz
dar. Beispielsweise kann die physikalische Größe der Hülse sein: die Position, der
Versatz oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung der Hülse. Die
Geschwindigkeit und die Beschleunigung werden einfach durch Differenzieren des
Versatzes erhalten.
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Die
physikalische Größe der Hülse kann
zu jeder Zeit während
der Synchronisation erfasst werden. Beispielsweise werden die physikalische
Größe der Hülse in einer
Anfangsphase der Synchronisation und die physikalische Größe der Hülse auf
dem Weg der Synchronisation eingesetzt. Ob die physikalische Größe der Hülse größer als
ein vorgegebener Wert ist, wird ferner davon abhängig beurteilt, ob die Hülse eine
vorgegebene Position erreicht, d.h. beispielsweise eine Endposition
des Keileingriffs zwischen der Hülse
und dem Zahnrad im Leerlauf.
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Der
Hülsenversatz,
der eine Basis der physikalischen Größe der Hülse ist, wird beispielsweise unter
Verwendung eines Versatzsensors, wie z.B. einem Gleitstück, bei
welchem der elektrische Widerstandswert abhängig von der Position variiert,
bestimmt. Im Hinblick auf das Synchrongetriebe ist es nicht einfach,
den Hülsenversatz
durch Messen der tatsächlichen
Hülsenbewegungsmenge
zu bestimmen, wenn man berücksichtigt,
dass es eine Mehrzahl von Hülsen
gibt und dass die Hülsen
Rotationskörper
in einem hydraulisch ambienten Medium sind.
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Somit
wird es bevorzugt, den Versatzsensor in einer Position auf einem
Schaltverbindungsmechanismus zwischen einem Schalthebel oder einem der
Schaltstellglieder und einer Schaltgabel vorzusehen. Es wird bevorzugt,
die physikalische Größe der Hülse basierend
auf dem von dem Versatzsensor erfassten Versatz abzuschätzen.
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Entsprechend
wird es bevorzugt, dass die physikalische Größe der Hülse basierend auf dem Versatz,
der von dem Schaltverbindungsmechanismus erfasst wird, abgeschätzt wird.
Der erfasste Versatz kann ein linearer Versatz oder ein Drehwinkelversatz
eines Elements, wie z.B. eines Schalthebels, sein.
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Ferner
ist es weiter bevorzugt, dass die abgeschätzte physikalische Größe der Hülse einem korrigierten
Wert einer Versatzdifferenz zwischen einem erfassten Versatz durch
den Versatzsensor und einem aktuellen Versatz der Hülse entspricht.
Die Versatzdifferenz kann durch verschiedenen Ablenkungen oder Verwindungen
auf der Schaltverbindung erzeugt werden.
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2) Erkennungsmittel für eine Getriebekollisionsschaltänderung
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Es
wird bevorzugt, dass die Getriebeschaltsteuervorrichtung gemäß dem Synchrongetriebe
der vorliegenden Erfindung ein Erkennungsmittel für eine Getriebekollisionsschaltänderung
enthält,
zum Erkennen, dass ein spezieller Getriebeschaltmodus (z.B. ein
Schaltmodus, der von dem ersten Gangverhältnis in das zweite Gangverhältnis geht)
einen „Getriebekollisionsschaltmodus" darstellt, d.h.
einen Modus, der chronisch empfänglich
für Getriebekollisionen
ist.
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Wenn
ein Getriebekollisionsschaltmodus an sich durch das Erkennungsmittel
für eine
Getriebekollisionsschaltänderung
erkannt wird, wird die Getriebeschaltsteuervorrichtung in die Lage
gebracht, eine Schaltänderungssteuerung
zur Vermeidung der Getriebekollision durchzuführen, d.h. dass ein spezieller
Getriebeschaltmodus übersprungen
werden kann.
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Es
wird weiter bevorzugt für
das Erkennungsmittel für
die Getriebekollisionsschaltänderung, dass
es einen Getriebeschaltmodus als einen Getriebekollisionsschaltmodus
erkennt, wenn durch das Beurteilungsmittel für die Getriebekollision beurteilt wird,
dass die Getriebekollision häufiger
als ein vorgegebener Wert für
diesen speziellen Schaltmodus erzeugt wird.
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Eine
erzeugte Getriebekollision tritt nicht immer nachfolgend an eine
spezielle Gangschaltung auf. Das bedeutet, dass eine Getriebekollision
ein isoliertes, zufälliges
Ereignis sein kann. Entsprechend wird die Genauigkeit der Beurteilung
weiter verbessert, indem ein Getriebeschaltmodus als ein Getriebekollisionsschaltmodus
nur dann eingeordnet wird, wenn beurteilt wurde, dass Getriebekollisionen häufiger als
der vorgegebene Wert aufgetreten sind.
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Beispielsweise
könnte
ein spezieller Schaltmodus als ein Getriebekollisionsschaltmodus
erkannt werden, wenn die Getriebekollisionen wiederholt häufiger als
zweimal nacheinander auftreten, oder wenn einige Getriebekollisionen
(z.B. drei) während
einer Testbeurteilung einer vorgegebenen Anzahl von Schaltvorgängen (z.B.
zehn Schaltvorgänge)
auftreten.
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3) Mittel zum Überspringen
einer Getriebeschaltung
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Es
wird bevorzugt, dass die Getriebeschaltsteuervorrichtung gemäß dem Synchrongetriebe
der vorliegenden Erfindung ein Mittel zum Überspringen einer Getriebeschaltung
zum Ausführen einer
Schaltsteuerung durch Überspringen
des „Getriebekollisionsschaltmodus" aufweist, d.h. des
Modus, der als anfällig
für Getriebekollisionen
bestimmt ist.
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Die
Dauerhaftigkeit des Getriebes nimmt ab und dem Fahrer wird ein unerfreuliches
Gefühl
vermittelt, wenn Getriebekollisionen kontinuierlich auftreten. Durch
das Durchführen
einer Schaltsteuerung, bei der ein Getriebekollisionsschaltmodus übersprungen
wird, wird in diesem Fall die Zuverlässigkeit des Getriebes verbessert
und dem Fahrer kein unerfreuliches Gefühl vermittelt.
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4) Andere Merkmale
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Die
vorhergehende Information bezüglich des
Voranschreitens der Schaltänderung
basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit und der physikalischen
Größe der Hülse kann
kombiniert werden, wodurch die Beurteilungsgenauigkeit verbessert
wird.
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Es
wird bevorzugt, dass die Beurteilung des Erzeugens einer Getriebekollision
durch das Beurteilungsmittel für
die Getriebekollision und das Erkennen eines Getriebekollisionsschaltmodus
durch das Erkennungsmittel für
eine Getriebekollisionsschaltänderung
an den Fahrer berichtet werden, indem eine Warnlampe auf der Instrumententafel
angeschaltet wird oder indem der Getriebekollisionsschaltmodus auf
einem Flüssigkristalldisplay
dargestellt wird. Dann kann der Fahrer sich um Reparaturen kümmern.
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Eine
Ausführungsform
der Getriebeschaltsteuervorrichtung entsprechend dem Synchrongetriebe
wird im Nachfolgenden erklärt.
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Gemäß der Darstellung
in 1 weist ein automatisiertes Handschaltgetriebesystem
einen Motor 1 (oder einen Antriebsmotor) als Antriebsquelle
auf. Eine Antriebskraft von der Antriebsleistungsquelle wird an
das Synchrongetriebe 2 (anschließend als Getriebe bezeichnet) übertragen.
Die Antriebskraft von dem Getriebe wird an eine Kupplungswelle (nicht
dargestellt) übertragen,
die auf dem Getriebe vorgesehen ist, über eine intermittierend betätigbare Trockenkupplung.
Die Antriebseingabe wird über eine
Kupplungswelle, ein Hauptantriebszahnrad, eine Gegenwelle, ein Gegenzahnrad,
das Zahnrad B im Leerlauf, die Hülse 34 und
den Synchroni sierring 46a an eine Hauptwelle übertragen.
Die Antriebsleistung wird eine Antriebsausgabe unter einem vorgegebenen
Verzögerungsverhältnis.
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Das
automatisierte Handschaltgetriebesystem enthält ein Kupplungsstellglied 3 zum
Verbinden und Lösen
der Trockenkupplung, ein Wählstellglied 4 zum
Wählen
der Hülse
entsprechend der Getriebeschaltung, ein Schaltstellglied 5 zum
Verschieben der gewählten
Hülse und
eine elektronische Steuereinheit 6 für das Getriebe (ECU für das Getriebe)
zum Ausführen
der Schaltsteuerung. Die ECU für
das Getriebe ist ein Hauptkörper
der Getriebeschaltsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
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Der
ECU für
das Getriebe werden Signale eingegeben. Ein Eingangsrotationsgeschwindigkeitssignal
wird von einem Eingangsrotationssensor an die ECU für das Getriebe
eingegeben. Ein Getriebeschaltsignal wird von einem Schalthebel 7 oder
einem Lenkschalter an die ECU für
das Getriebe eingegeben. Ein Pedalsignal, das als die Menge des
Niederdrückens
des Pedals angesehen wird, oder ob das Niederdrücken des Pedals betätigt wird,
wird von einem Pedalsensor angegeben, der an einem Beschleunigerpedal
oder einem Bremspedal angebracht ist. Die ECU für das Getriebe 6 tauscht
die Schaltänderungsinformation
und die Fahrquelleninformation mit einer ECU für die Antriebsquelle 8 aus. Entsprechend
dem automatisierten Handschaltgetriebesystem kann eine vollständige automatische Schaltänderung
basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Maß der Drosselöffnung zusätzlich zur
manuellen Schaltung erzielt werden.
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Ein
Beurteilungsmittel für
die Getriebekollision, ein Erkennungsmittel für eine Getriebekollisionsschaltänderung
und ein Mittel zum Überspringen
einer Getriebeschaltung werden mit der ECU für das Getriebe strukturiert.
Das bedeutet, dass das Beurteilungsmittel für die Getriebekollision, das
Erkennungsmittel für
eine Getriebekollisionsschaltänderung
und das Mittel zum Überspringen
der Getriebeschaltung mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer
Schnittstelle, die mit einem I/O-Port verbunden ist, in der ECU
für das
Getriebe gebildet sind und deren Steuerung durch ein Programm ausgeführt wird.
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Ein
Beurteilungsmittel für
die Getriebekollision der Ausführungsform
ist mit einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Eingangsrotationsgeschwindigkeitssignals
und des Getriebe schaltsignals strukturiert, und einer CPU zum Berechnen
basierend auf diesen Signalen, d.h. Daten.
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Ein „Getriebekollisionsschaltmodus" wird an sich auf
die folgende Weise erkannt. Zunächst
wird die Beurteilung durch das Beurteilungsmittel für die Getriebekollision
in einem Speicher, wie z.B. einem RAM, der sich auf die Getriebeschaltinformation
bezieht, gespeichert. Ob eine Getriebekollision erzeugt worden ist,
wird jedes Mal dann beurteilt, wenn ein spezieller Getriebeschaltmodus
gewählt
wird, und die festgestellten Getriebekollisionen werden gezählt. Wenn
beurteilt wird, dass mehr als drei Getriebekollisionen in einer
Versuchsbeurteilung von zehn nacheinander folgenden Schaltvorgängen erzeugt wurden,
wird dieser Schaltmodus als ein Getriebekollisionsschaltmodus erkannt.
Dieses Ergebnis wird in einem nicht flüchtigen Speicher der Steuerung
zum Überspringen
der Getriebeschaltung gespeichert. Durch Speichern dieser Ergebnisse
in dem nicht flüchtigen
Speicher werden Daten, die sich auf Getriebekollisionsschaltvorgänge beziehen,
unabhängig
vom Anfahren und Stehenbleiben des Fahrzeugs gespeichert.
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Entsprechend
enthält
das Mittel zum Erkennen einer Getriebekollisionsschaltänderung:
(i) einen Speicher zum Speichern von Beurteilungen des Beurteilungsmittels
für die
Getriebekollision, (ii) eine CPU zum Zählen der Anzahl von beurteilten
Getriebekollisionen aus den Speicherdaten zum gegebenenfalls Erkennen,
ob der spezielle Getriebeschaltmodus ein Getriebekollisionsschaltmodus
ist, und (iii) einen nicht flüchtigen
Speicher zum Markieren, wenn ein Schaltmodus ein Getriebekollisionsschaltmodus ist.
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Die
Steuerung zum Überspringen
des Getriebeschaltens wird entsprechend einem in 2 gezeigten
Flussdiagramm durchgeführt.
Wenn ein Getriebeschaltmodus A in Schritt S1 verlangt wird, wird
in Schritt S2 beurteilt, ob eine Getriebekollision auftritt. Wenn
der Schaltmodus A kein Getriebekollisionsschaltmodus ist, wird eine
normale Schaltsteuerung im Anschluss an die Schaltanforderung in Schritt
S3 durchgeführt.
Wenn andererseits der Schaltmodus A ein Getriebekollisionsschaltmodus ist,
wird einen Schritt nach Schritt S4 weitergegangen zum Beurteilen,
ob der Schaltmodus ein Hochschalten oder ein Herunterschalten ist.
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Wenn
der Schaltmodus für
ein Herunterschalten war, wird die Schaltanforderung vorläufig auf
einen Getriebeschaltmodus A – 1
in Schritt S5 verändert.
In Schritt S7 wird beurteilt, ob die Getriebeschaltung A – 1 geeignet
ist. D.h. es wird beurteilt, ob der Schaltmodus A – 1 existiert,
ob der Motor nicht überdreht,
und ob ein geeignetes Beschleunigungsdrehmoment erhalten werden
kann, wenn die Getriebeschaltung auf den Getriebeschaltmodus A – 1 verändert wird.
Wenn alle Bedingungen erfüllt
sind, wird ein Schritt weiter auf Schritt S10 vorangeschritten, um
die Schaltanforderung für
einen Getriebeschaltmodus A in eine Schaltanforderung für einen
Getriebeschaltmodus A – 1
zu verändern.
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Wenn
jedoch eine der Bedingungen nicht erfüllt ist, dann wird keine Schaltung
in entweder den Getriebeschaltmodus A oder den Getriebeschaltmodus
A – 1
durchgeführt,
die Schaltanforderung in Schritt S1 wird unberücksichtigt gelassen und der Getriebeschaltmodus
vor der Schaltanforderung, d.h. ein gegenwärtiger Schaltmodus (z.B. A
+ 1) wird in Schritt S9 beibehalten.
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Wenn
andererseits die Schaltanforderung für das Hochschalten ist, wird
die Schaltanforderung vorübergehend
in den Schaltmodus A + 1 in Schritt S6 verändert. In Schritt S8 wird beurteilt,
ob der Schaltmodus A + 1 geeignet ist. D.h. es wird beurteilt, ob der
Schaltmodus A + 1 vorhanden ist, ob der Motor nicht abreißt und ob
ein geeignetes Beschleunigungsdrehmoment erzielt werden kann, wenn
der Getriebeschaltmodus in den Getriebeschaltmodus A + 1 verändert wird.
Wenn alle Bedingungen erfüllt sind,
wird ein Schritt auf Schritt S10 vorangeschritten, um die Schaltanforderung
für den
Getriebeschaltmodus A in eine Schaltanforderung für den Getriebeschaltmodus
A + 1 zu verändern.
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Wenn
jedoch eine der Bedingungen nicht erfüllt ist, dann wird keine Schaltung
in entweder den Schaltmodus A oder den Schaltmodus A + 1 durchgeführt, die
Schaltanforderung in Schritt S1 wird unberücksichtigt gelassen und der
Schaltmodus vor der Schaltanforderung, d.h. eine gegenwärtige Getriebeschaltung
(z.B. A – 1),
wird in Schritt 9 beibehalten.
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Entsprechend
enthält
das Mittel zum Überspringen
der Getriebeschaltung dieser Ausführungsform: (i) eine Schnittstelle
zum Empfangen des Eingangsrotationsgeschwindigkeitssignals und des Getriebeschaltsignals,
(ii) einen ROM zum Speichern von allen Schaltbedingungen, und (iii)
eine CPU zum Beurteilen, ob das Schalten bei einer Anforderung verändert werden
muss, auf der Basis von verfügbaren
Daten.
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Die
Steuerung zum Überspringen
einer Getriebeschaltung kann nicht nur dann erzielt werden, wenn
der Fahrer die Schaltanforderung anfordert, sondern auch wenn die
Getriebeschaltsteuervorrichtung in einem vollständig automatisierten Handschaltgetriebezustand
ist. D.h. es wird bevorzugt, dass die Getriebeschaltsteuervorrichtung
beurteilt, ob der Getriebeschaltmodus, der automatisch geschaltet
werden soll, ein Getriebekollisionsschaltmodus ist, und somit die
Schaltsteuerung durch Auswählen
eines geeigneten Schaltmodus durchgeführt wird.
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Entsprechend
einer Getriebeschaltsteuervorrichtung eines Synchrongetriebes der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beurteilt das Beurteilungsmittel für die Getriebekollision
einfach, ob ein Schalten eines Ganges eine Getriebekollision hervorruft,
selbst wenn das Stellglied eine Schaltänderung ausführt.