DE602004001880T2

DE602004001880T2 - Wählhebel für Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE602004001880T2
Application number: DE602004001880T
Authority: DE
Inventors: Yuzo c/o Calsonic Kansei Corporation Shimamura; Nobuaki c/o Calsonic Kansei Corporat Tsuchiya; Wataru c/o Calsonic Kansei Corporati Shimizu; Toru c/o Calsonic Kansei Corporation Aoki
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: EP1437533B1; US7257476B2; DE602004001880D1; EP1437533A1; US20040139815A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe, mit welcher der Fahrer eine von Wahlpositionen wählen kann, die einer Mehrzahl von Betriebsarten des Automatikgetriebes entsprechen.
Diese Art einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe ist in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-323559 offenbart. Diese Wahlhebelvorrichtung ist nahe an einem Fahrersitz in einem Fahrzeuginnenraum angeordnet, und wenn ein Fahrer einen Wahlhebel betätigt, wird die Betätigungskraft dieses Wahlhebels über ein Verbindungskabel, ein Verbindungsgestänge oder dergleichen auf das Automatikgetriebe übertragen, so daß die Betriebsarten des Automatikgetriebes gemäß der Wahlposition (beispielsweise der Position P für das Parken, der Position R für das Rückwärtsfahren, der Position N für Leerlauf oder der Position D für die Vorwärtsfahrt) von einer Betriebsart auf eine andere umgeschaltet werden.
Zur Betätigung des Wahlhebels muß das von der Betätigungskraft erzeugte Drehmoment größer als das Drehmoment sein, das von der Summe eines Reibungswiderstands in dem Verbindungskabel, eines Reibungswiderstands, der beim Fahren eines Arretierstifts in einem Arretiermechanismus zum Halten des Wahlhebels in der gewünschten Position über einen oberen Kurvenabschnitt erzeugt wird, und anderer Widerstände bewirkt wird. Deshalb besitzt die herkömmliche Wahlhebelvorrichtung einen Wahlhebel, der lang genug ist, um die erforderliche Betätigungskraft zu vermindern, und dessen Hebelkraft zur Umwandlung der Betätigungskraft des Fahrers in ein größeres Drehmoment beim Betätigen des Wahlhebels genutzt wird.
Jedoch besteht bei der herkömmlichen Technik das Problem, daß der Wahlhebel lang sein muß, um eine ausreichende Hebelkraft zu erzeugen, wodurch ein großer Raum vonnöten ist. Dadurch verkleinert sich der Freiheitsgrad der Aufteilung in dem Fahrzeuginnenraum, und es ergibt sich eine Beschränkung an der Einbaustelle für die Wahlhebelvorrichtung. Folglich ist die Einbaustelle für die Wahlhebelvorrichtung auf die Seite des Fahrersitzes oder die Nachbarschaft zu einer Lenksäule beschränkt.
Ein servounterstützter Wahlhebel ist auch aus JP 05087327 bekannt und umfaßt einen Wahlhebel, ein Verschiebungserfassungsmittel, das ein Signal ausgibt, das eine von dem Fahrer auf den Wahlhebel ausgeübte Kraft darstellt, und eine Steuereinheit, die ein Steuerhilfssignal ausgibt, das von dem Signal von dem Verschiebungssensor abhängt und einem Hilfsaktor Befehle zur Unterstützung der Kraft erteilt, die von dem Fahrer in den Hebel eingegeben wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben dargelegten Probleme gemacht, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe zu schaffen, das kompakter werden und eine erforderliche Betätigungskraft für einen Wahlhebel vermindern kann.
Zur Erfüllung der oben dargelegten Aufgabe umfaßt eine Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß der Erfindung: einen Wahlhebel; einen Wahlpositionsdetektor für eine Wahlpositionsbetriebsart des durch den Wahlhebel geschalteten Automatikgetriebes; eine Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit zum Detektieren eines Eingangsdrehmoments zu dem Wahlhebel und zum Ausgeben eines Eingangsdrehmomentsignals; eine Betätigungspositions-Erfassungseinheit zum Detektieren einer Betätigungsposition des Wahlhebels und zum Ausgeben eines Signals für die Betätigungsposition des Wahlhebels; eine Speichereinheit für charakteristische Daten, in welcher charakteristische Daten gespeichert werden, die auf einer Speichereinheit für charakteristische Daten beruhen; eine Steuerhilfseinheit zum Ausgeben eines Steuerhilfssignals, das ein Hilfsdrehmoment steuert, das auf dem von der Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit eingegebenen Eingangsdrehmomentsignal, der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit eingegebenen Betätigungsposition und den aus der Speichereinheit für charakteristische Daten ausgelesenen charakteristischen Daten beruht; und einen Hilfsaktor zum Ausgeben des Hilfsdrehmoments an den Wahlhebel zur Unterstützung der in den Wahlhebel eingegebenen Betätigungskraft entsprechend dem von der Steuerhilfseinheit eingegebenen Steuerhilfssignal.
Deshalb kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Wahlhebel kürzer als derjenige nach der herkömmlichen Technik gestaltet werden. Weiterhin wird selbst dann, wenn der Wahlhebel kurz ist, das Hilfsdrehmoment, das auf der Basis der charakteristischen Daten usw. bestimmt wird und auf der Kurve der mechanischen Belastung des Wahlhebels beruht, aus dem Hilfsaktor ausgegeben und wirkt auf den Wahlhebel ein.
Dadurch kann eine Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe geschaffen werden, die kompakt ist, jedoch die Wahlhebelbetätigungskraft vermindern kann.
Vorzugsweise umfaßt die Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe außerdem: eine Sollwertspeichereinheit, in der eingestellte Daten für die Betätigungsposition an der Betätigungsposition des Wahlhebels und ein Sollwert des Ausgangssignals gespeichert werden, das für jede Betätigungsposition eingestellt ist; ein Halteinschätzungsmittel zur Einschätzung dessen, ob sich der Wahlhebel im Halt befindet oder nicht; ein Differenzerfassungsmittel, um dann, wenn das Halteinschätzungsmittel einschätzt, daß sich der Wahlhebel im Halt befindet, einen Eingangswert des Signals für die aktuelle Betätigungsposition des Wahlhebels in einer derzeitigen Wahlposition, der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit ausgegeben wird, und den von der Sollwertspeichereinheit abgelesenen Sollwert entsprechend der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit detektierten derzeitigen Wahlposition zu vergleichen, und um einen Differenzbetrag zwischen dem Sollwert und dem Eingangswert zu detektieren, und ein Korrekturmittel für die eingestellten Daten der Betätigungsposition zur Korrektur der in der Sollwertspeichereinheit gespeicherten eingestellten Daten der Betätigungsposition entsprechend dem Eingangswert, wenn der detektierte Differenzbetrag größer als ein erster Schwellwert ist.
Bei dieser Erfindung können selbst dann, wenn es auf Grund der Änderung mit der Zeit zu einer Zunahme des Kontaktwiderstandes eines Betriebspositionssensors, einer Verschiebung einer Kontaktposition desselben usw. kommt und mithin das von dem Betriebspositionssensor ausgegebene tatsächliche Betriebspositionssignal (der Eingangswert) anders als das Betriebspositionssignal (der Sollwert) wird, der in den zu der laufenden Betriebsposition korrespondierenden Betriebspositionssolldaten festgelegt ist, die Betriebspositionssolldaten korrigiert werden. Dadurch kann man ungenügende Hilfe und zu starke Hilfe vermeiden, die bewirkt werden, da die Hilfssteuereinheit den Hilfsaktor entsprechend fehlerhaften Positionsinformationen des Wahlhebels steuert. Demgemäß läßt sich ein ungutes Gefühl durch die zu starke oder die ungenügende Hilfe, das Auftreten eines so genannten Weiterlaufs, der einen Zustand darstellt, in dem der Wahlhebel nicht ein einer vorgegebenen Position anhält, usw. vermeiden.
Vorzugsweise umfaßt die Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe außerdem ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Detektieren einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels, wobei die Steuerhilfseinheit dann, wenn die von dem Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel detektierte Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels eine voreingestellte Geschwindigkeit übersteigt, eines der folgenden Signale ausgibt: ein Steuerhilfssignal, welches das Hilfsdrehmoment derart steuert, daß es in der gewählten Wahlposition kleiner als das Hilfsdrehmoment ist, das eingestellt wird, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels höchstens die eingestellte Geschwindigkeit ist; und ein Steuerhilfssignal, welches den Ausgang des Hilfsdrehmoments derart steuert, daß dieses verzögert wird, bis ein voreingestellter Zeitraum vergangen ist.
Bei dieser Erfindung wird der Hilfsbetrag zur Erzeugung eines geeigneten Einrastgefühls vermindert, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit für den Wahlhebel hoch ist. Dadurch kann der Weiterlauf des Wahlhebels, der über eine gewünschte Position hinaus läuft, vermieden werden.
Vorzugsweise umfaßt die Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe außerdem ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Detektieren einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels, wobei die Steuerhilfseinheit einschätzt, daß der Wahlhebel unnormal betätigt wird, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels niedriger als eine voreingestellte Geschwindigkeit ist, und den Hilfsaktor derart betätigt, daß er das Hilfsdrehmoment nicht mehr ausgibt.
Bei der Regelkreissteuerung für das Drehmoment, welches der Hilfsaktor entsprechend dem auf den Wahlhebel aufzubringenden Eingangsdrehmoment erteilen soll, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels äußerst niedrig ist, ändert sich ein Ausgangswert des Hilfsdrehmoments in kurzer Zeit sehr stark, und eine Änderung bei dem Hilfsdrehmoment wird unproportional groß in Bezug auf einen Schaltbetrag des Wahlhebels. Das führt dazu, daß der Wahlhebel vibriert und die Vibration auf einen Fahrer übertragen wird. Bei dieser Erfindung wird ein schlechtes Betätigungsgefühl, das auf die Vibration des Wahlhebels zurückzuführen ist, vermieden.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Laufe der Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erkennbar, in denen:
1 eine Seitenansicht ist, welche die Konstruktion eines Automatikgetriebes mit einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine fragmentarische, im Schnitt geführte Rückansicht der Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Konstruktion eines Arretiermechanismus für das Automatikgetriebe gemäß 1 zeigt;
4 ein Diagramm ist, welches die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung eines Positionssensors und des Bewegungswinkels eines Wahlhebels zeigt;
5 eine Tabelle ist, welche das Korrespondenzverhältnis zwischen der Ausgangsspannung eines Positionssensors und der Bewegungsposition des Wahlhebels zeigt;
6 ein charakteristisches Diagramm der mechanischen Belastung ist, wenn der Wahlhebel in der Richtung von Position P zu Position R betätigt wird;
7 ein charakteristisches Diagramm der idealen Betätigungskraft des Wahlhebels ist, wenn der Wahlhebel in der Richtung von Position P zu Position R betätigt wird;
8 eine Abbildung des Zielhilfsdrehmomentes für die Betätigung des Wahlhebels in der Richtung von Position P zu Position R ist;
9 ein Ablaufschema ist, welches den Ablauf eines Hilfssteuervorgangs zeigt, der in einer Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
10 ein Diagramm ist, welches die Funktionsweise der gemäß dem Ablaufschema in 9 ausgeführten Hilfssteuerung darstellt, wenn ein Arretierstift über einen oberen Abschnitt einer Einrastplatte fährt;
11 eine Abbildung des Zielhilfsdrehmomentes bei der Betätigung in der Richtung von Position P zu Position R ist, wobei die Abbildung in einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
12 ein Ablaufschema ist, welches den Ablauf eines Steuervorgangs zur Korrektur von Betriebspositionssetzdaten zeigt, der in einer Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
13 ein Ablaufschema ist, welches ein spezielles Beispiel für den Steuervorgang zur Korrektur von Betriebspositionssolldaten zeigt, der in der Position R gemäß dem Ablaufschema in 12 ausgeführt wird;
14 ein Diagramm ist, welches ein Beispiel für ein Verfahren zur Korrektur von Betriebspositionssolldaten zeigt, das in der Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
15 ein Diagramm ist, welches ein anderes Beispiel als das gemäß 14 für das Verfahren zur Korrektur von Betriebspositionssolldaten zeigt, das in der Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
16 ein Diagramm ist, welches ein anderes Beispiel als das gemäß 14 und 15 für das Verfahren zur Korrektur von Betriebspositionssolldaten zeigt, das in der Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
17 ein Diagramm ist, welches ein anderes Beispiel als das gemäß 14, 15 und 16 für das Verfahren zur Korrektur von Betriebspositionssolldaten zeigt, das in der Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
18 ein charakteristisches Diagramm eines Eingangsdrehmoments als Funktion einer Ausgangsspannung eines Drehmomentsensors ist, der in einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
19 eine Ansicht ist, welche ein auf dem Eingangsdrehmoment und einem Zielhilfsdrehmoment beruhendes Steuerverfahren für einen Elektromotor darstellt, das in der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
20 ein Ablaufschema ist, welches den Ablauf eines Hilfssteuervorgangs zeigt, der in einer Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
21 ein Diagramm ist, welches ein Verfahren für einen Hilfsanlaufbewertungsvorgang mit Hilfe des Drehmomentsensors darstellt, das in dem Hilfssteuervorgang ausgeführt wird, der gemäß dem Ablaufschema in 20 ausgeführt wird;
22 ein Ablaufschema ist, welches den Ablauf eines Zielwertsetzvorgangs durch einen den Weiterlauf verhindernden Zähler zeigt, der in der Steuereinheit der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
23 ein Diagramm ist, welches die Funktionsweise einer Steuerung zur Verhinderung des Weiterlaufs der Wahlhebelvorrichtung darstellt, die gemäß dem Ablaufschema in 22 ausgeführt wird;
24 ein Ablaufschema ist, welches den Ablauf eines Hilfssteuervorgangs zeigt, der in einer Steuereinheit einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
25 ein Diagramm ist, welches den Zustand eines Problems darstellt, das auftritt, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit eines Wahlhebels niedrig ist; und
26 ein Diagramm ist, welches die Wechselbeziehung zwischen der Betätigung des Wahlhebels und einer Eingangsdrehmomentkurve zeigt, wenn das gemäß 25 auftretende Problem durch die Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelöst ist.
Im Folgenden wird eine Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung bezeichnen überall ähnliche Bezugszeichen und -nummern ähnliche Elemente in allen Figuren der Zeichnungen, und zur Beseitigung von Wiederholungen wird auf deren Beschreibung verzichtet.
Als erstes wird die Konstruktion einer Wahlhebelvorrichtung für ein Automatikgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht, welche die Konstruktion eines Automatikgetriebes mit einer Wahlhebelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine fragmentarische, im Schnitt geführte Rückansicht der Wahlhebelvorrichtung für das Automatikgetriebe.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist eine Wahlhebelvorrichtung 1 beispielsweise an einer mittigen Konsole 3 neben dem Fahrersitz angeordnet Die Wahlhebelvorrichtung 1 weist einen Wahlhebel 2 auf, der von einem Fahrer betätigt wird und über die Oberfläche der mittigen Konsole 3 vorsteht. Der Wahlhebel 2 wird derart betätigt, daß er sich in der Längsrichtung eines Fahrzeugs auf einer Antriebswelle 4 dreht, die an einem unteren Ende des Wahlhebels 2 angeordnet ist. Der Wahlhebel 2, dessen Länge auf etwa 100 mm festgelegt ist, ist um etwa 25 mm kürzer als ein herkömmlicher typischer Wahlhebel konstruiert.
Deshalb ist ein Betrag des Wahlhebels 2, der in einem Fahrgastinnenraum in den Raum vorsteht, kleiner als derjenige des herkömmlichen typischen Wahlhebels, wodurch die Wahlhebelvorrichtung 1 kompakter wird und der Bewegungsbereich des Wahlhebels 2 bei dessen Betätigung eingeschränkt wird. Infolgedessen verbessert sich der Freiheitsgrad der Aufteilung in dem Fahrzeuginnenraum derart, daß die Wahlhebelvorrichtung 1 nötigenfalls auch an einer anderen Stelle, beispielsweise an dem Armaturenbrett oder dergleichen, eingebaut werden kann.
An dem oberen Ende der Antriebswelle 4 des Wahlhebels 2 ist ein Antriebshebel 5 befestigt, um sich als Einheit zu drehen. Die Antriebswelle 4 ist mit einem Sektorenzahnrad 6 versehen. Das Sektorenzahnrad 6 greift mit einer Schnecke 6a zusammen, die mit einer Ausgangswelle eines Elektromotors 7 verbunden ist, der von einer Steuereinheit 14 gesteuert wird. Der Elektromotor 7 versetzt die Schnecke 6a in Drehung, um den Antriebshebel 5 durch das Sektorenzahnrad 6 anzutreiben und unterstützt damit die Betätigungskraft des Fahrers. Man beachte, daß der Elektromotor 7 als Hilfsaktor gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert, und daß die Steuereinheit 14 einer Hilfssteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.
Ein unteres Ende des Antriebshebels 5 ist mit dem einen Endabschnitt einer stangenförmigen Pleuelstange 11 verbunden. Wie in 3 gezeigt, ist der andere Endabschnitt der Pleuelstange 11 über einen angetriebenen Arm 10 mit einem Arretiermechanismus 9 verbunden. Der Arretiermechanismus 9 ist an einem Automatikgetriebe 8 befestigt, um einen Ventillängsschieber und eine Parkstange an ihren gewünschten Positionen zu halten. Die ausführliche Konstruktion des Arretiermechanismus 9 wird später beschrieben. Das Automatikgetriebe 8 ist auch mit einem Sperrschalter 22 versehen, der eine Wahlposition detektiert, die jeder Betriebsart des Automatikgetriebes 8 entspricht, um ein Wahlpositionssignal des Automatikgetriebes 8 auszugeben und das Wahlpositionssignal in die Steuereinheit 14 einzugeben. Der Sperrschalter 22 fungiert als Wahlpositionsdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Antriebswelle 4 des Wahlhebels 2 ist mit einem Drehmomentsensor 12 versehen, der ein Eingangsdrehmoment erfaßt, welches der Wahlhebel 2 auf die Antriebswelle 4 aufbringt, und ein Eingangsdrehmomentsignal ausgibt, das in die Steuereinheit 14 eingegeben wird. Die Antriebswelle 4 ist auch mit einem Positionssensor 13 versehen, der einen Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 detektiert und ein Bewegungswinkelsignal ausgibt, das in die Steuereinheit 14 eingegeben wird. Man beachte, daß der Drehmomentsensor 12 und der Positionssensor 13 als Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit bzw. als Betätigungspositions-Erfassungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung fungieren. Das Bewegungswinkelsignal entspricht einem Signal der Betätigungsposition gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 gezeigt, besteht der Drehmomentsensor 12 aus einem Torsionsstab 12a, der mit der Antriebswelle 4 und einem Gehäuse der Wahlhebelvorrichtung 1 verbunden ist, und einem Detektierungsabschnitt 12b, der ein auf der Torsion des Torsionsstabs 12 beruhendes Torsionsdrehmoment erfaßt. Durch die Erfassung der Verbindung und der Torsion des Torsionsstabs 12 zwischen der Antriebswelle 14 und dem Gehäuse der Wahlhebelvorrichtung 1 kann der Drehmomentsensor 12 die Betätigungskraft des Fahrers erfassen, die tatsächlich auf den Wahlhebel 2 aufgebracht wird, und das Eingangsdrehmomentsignal als Ausgangsspannung ausgeben. Die Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 wird in die Steuereinheit 14 eingegeben, so daß die Steuereinheit 14 aus der Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 ein Eingangsdrehmoment erkennt. Man beachte, daß die Steuereinheit 14 als Hilfssteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert.
Der Positionssensor 13 ist beispielsweise als Potentiometer ausgebildet und erfaßt nötigenfalls den Bewegungswinkel des betätigten Wahlhebels 2 relativ zu dem Winkel des Wahlhebels 2, wenn er sich an dem äußersten Ende der Parkposition (P) befindet, welches als Winkel Null definiert ist.
4 zeigt das Korrespondenzverhältnis zwischen der Ausgangsspannung des Positionssensors 13 und dem Bewegungswinkel des Wahlhebels 2. In der Zeichnung stellt die vertikale Achse die Ausgangsspannung des Positionssensors 13 dar, und die horizontale Achse stellt den Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 dar. Die Steuereinheit 14 erkennt den Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 aus der von dem Positionssensor 13 darin eingegebenen Ausgangsspannung nach Maßgabe des Korrespondenzverhältnisses zwischen den Ausgangsspannungen und den Bewegungspositionen, die in der Tabelle gemäß 5 gezeigt sind. Das in 5 gezeigte Korrespondenzverhältnis zwischen diesen ist in einer Sollwertspeichereinheit 23 gespeichert, die in 1 als Betätigungspositionssolldaten des Positionssensors 13 gezeigt ist, und kann von der Steuereinheit 14 gelesen werden.
5 zeigt die Zusammenfassung des Korrespondenzverhältnisses zwischen den Ausgangsspannungen des Positionssensors 13 und den Bewegungspositionen des Wahlhebels 2.
Die Steuereinheit 14 berechnet ein Zielhilfsdrehmoment, welches ein Zielwert des von dem Elektromotor 7 auszugebenden Hilfsdrehmoments ist, nach Maßgabe des erfaßten Bewegungswinkels des Wahlhebels 2 und eines in 8 gezeigten voreingestellten Zielhilfsdrehmomentbildes. Dann korrigiert die Steuereinheit 14 das Zielhilfsdrehmoment gemäß einem tatsächlichen Eingangsdrehmoment, welches sie von dem Drehmomentsensor 12 erhalten hat, und bestimmt ein Ausgangsleistungsverhältnis für ein Antriebsleistungs-Ausgangssignal, um den Elektromotor 7 unter Steuerung durch Impulsbreitenmodulation (PWM) nach Maßgabe des korrigierten Zielhilfsdrehmoments anzutreiben. Der Elektromotor 7 wird mit dem Antriebsleistungs-Ausgangssignal versorgt, um das Hilfsdrehmoment auszugeben. Das Antriebsleistungs-Ausgangssignal entspricht einem Hilfssteuersignal gemäß der vorliegenden Erfindung.
Als Nächstes wird die Konstruktion des Arretiermechanismus 9 beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konstruktion des in dem Automatikgetriebe 8 vorgesehenen Arretiermechanismus 9 zeigt.
Wie in 3 gezeigt, umfaßt der Arretiermechanismus 9 eine Einrastplatte 16, die eine Kurve aufweist und von der drehbaren Welle 15 angetrieben wird, und einen Arretierstift 18, der von einer Federplatte 17 zu der Kurve der Einrastplatte 16 gedrückt wird. Die drehbare Welle 15 ist an einem unteren Ende des angetriebenen Arms 10 befestigt und zur gemeinsamen Drehung einstückig mit der Einrastplatte 16 verbunden. Die Einrastplatte 16 ist an ihrem oberen Ende mit der Kurve verbunden, die obere Abschnitte 16a und untere Abschnitte 16b aufweist, die zwischen den benachbarten oberen Abschnitten 16a ausgebildet sind. Die unteren Abschnitte 16b korrespondieren jeweils zu vier Wahlpositionen (P, R, N, D). Der Arretierstift 18, ist an einem Kopf der Federplatte 17 ausgebildet, um auf die oberen Abschnitte 16a und die unteren Abschnitte 16b der Einrastplatte 16 gedrückt zu werden. Mit dieser Konstruktion hält der Arretiermechanismus 9 den Wahlhebel 2 in einer Wahlposition, indem er den Arretierstift 18 in einem der unteren Abschnitte 16b verriegeln läßt, die zu der Wahlposition korrespondieren.
Wenn der Fahrer den Wahlhebel 2 in Richtung von vorn nach hinten betätigt, welche die Längsrichtung des Fahrzeugs ist, wird die Betätigungskraft über den Antriebshebel 5, die Pleuelstange 11, den angetriebenen Arm 10 und die drehbare Welle 15, welche die Einrastplatte 16 dreht, auf die Einrastplatte 16 übertragen. Durch diese Drehung der Einrastplatte 16 wird die Bewegung der Kurve von vorn nach hinten in Bezug auf den Arretierstift 18 bewirkt. Wenn sich die Einrastplatte 16 dann dreht, kommt der Arretierstift 18 über den oberen Abschnitt 16a und biegt dabei die Federplatte 17 und bewegt sich zu dem unteren Abschnitt 16b, der zu der angrenzenden Wahlposition korrespondiert, und wird in diesem verriegelt. Das führt dazu, daß der Arretierstift 18 durch eine elastische Kraft der Federplatte 17 zusammen mit dem Wahlhebel 2 in dieser Wahlposition gehalten wird.
Wenn der Arretierstift 18 über den oberen Abschnitt 16a der Einrastplatte 16 kommt, wirkt ein Wellendrehmoment durch eine mechanische Belastung, die von einer Kurvenform der Einrastplatte 16 und der elastischen Kraft der Federplatte 17 verursacht wird, auf den Wahlhebel 2 über die Antriebswelle 4 desselben, wodurch der/die Fahrer(in) ein Einklickgefühl erhält, wenn er oder sie den Wahlhebel 2 betätigt, um die Wahlposition zu wählen.
Mit der Einrastplatte 16 ist eine Parkstange 16 an ihrem einen Endabschnitt verbunden. An dem anderen Ende weist die Parkstange 16 einen Keil auf, der von einer Feder vorgespannt ist. Wenn der Wahlhebel 2 in Position P geschaltet wird, bewegt er über den Keil einen Parkzapfen 20, so daß der Parkzapfen 20 mit einem Parkverriegelungsrad 21 in Eingriff kommt. Durch diesen Eingriff des Parkzapfens 20 und des Parkverriegelungsrades 21 wird die Drehung des Parkverriegelungsrades 21 verhindert, um nicht gezeigte Antriebsräder zu blockieren. Folglich kann sich ein Fahrzeug selbst dann nicht bewegen, wenn eine seitliche Bremse gelöst werden sollte, wenn das Fahrzeug auf einer abfallenden Straße geparkt ist, oder in anderen Fällen.
Als Nächstes wird die Betätigung der Wahlhebelvorrichtung 1 für das Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Als Erstes wird eine Kurve der mechanischen Belastung, die bei Betätigung des Wahlhebels 6 in der Richtung von Position P zu Position D auf denselben wirkt, an Hand von 6 beschrieben.
Die in 6 gezeigte Kurve der mechanischen Belastung erhält man durch Messung eines Wellendrehmoments Fmis, das von der mechanischen Belastung erzeugt wird, welche auf die Antriebswelle 4 des Wahlhebels 2 für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 aufgebracht wird, während der Elektromotor 7 nicht angetrieben wird.
Das von der mechanischen Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis bezieht sich auf physikalische Werte der mechanischen Belastung, die in dem oben beschriebenen Arretiermechanismus 9 des Automatikgetriebes 8 erzeugt wird, auf die Trägheit des Elektromotors 7, und auf Reibungskräfte, die an Gelenkstellen zwischen Gelenkteilen wie dem Antriebshebel 5, der Pleuelstange 11 und dem angetriebenen Arm 10 und anderen erzeugt werden. Deshalb ist für die Betätigung des Wahlhebels 2 zum Schalten der Wahlposition ohne Drehmomenthilfe durch den Elektromotor 7 eine Betätigungskraft erforderlich, die größer als das von dieser mechanischen Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis ist.
Wie in 6 gezeigt, wird das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis, das beim Betätigen des Schalthebels 2 zur Bewegung in der Richtung von Position P zu Position R erzeugt wird, folgendermaßen zwischen den jeweiligen Wahlpositionen erzeugt: Zuerst wird das Wellendrehmoment Fmis in einer Richtung (von Position R zu Position P) gegenüber der Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 erzeugt. Es vergrößert sich gemäß der Vergrößerung des Bewegungswinkels des Wahlhebels 2. Wenn das Wellendrehmoment Fmis seinen Spitzenwert erreicht hat, kehrt es sich in seiner Richtung (in die Richtung von Position P zu Position R) um und vermindert sich nahe der Position R, welche ein Wahlpositionsumschaltpunkt (Anschlagpunkt) ist, bis auf Null. Diese Anstiegs- und Abfallkurve wird durch die Belastung bewirkt, die erzeugt wird, wenn der Arretierstift 18 über den oberen Abschnitt 16a der Einrastplatte 16 in dem Arretiermechanismus 9 gelangt.
Insbesondere wird auf Grund der Vorspannkraft der Federplatte 17 eine Widerstandskraft erzeugt, bis der Arretierstift 18 über den oberen Abschnitt 16a kommt. Wenn sich der Arretierstift 18 an eine nach oben gerichteten Neigung des oberen Abschnitts 16a nach oben bewegt hat, gelangt der Arretierstift 18 an eine nach unten gerichtete Neigung des oberen Abschnitts 16a und läuft an dieser nach unten. Während dieser Abwärtslaufbewegung wirkt eine Zugkraft, die von der Vorspannkraft der Federplatte 17 bewirkt wird, derart auf den Arretierstift 18, daß er nach unten in eine Nut fällt, und zwar in dem unteren Abschnitt 16b.
Als Nächstes wird eine Kurve der idealen Betätigungskraft beim Betätigen des Wahlhebels 2 beschrieben.
7 zeigt eine ideale Betätigungskraft für den Wahlhebel 2, wenn der Wahlhebel 2 in der Richtung von Position P zu Position R betätigt wird. Diese ideale Betätigungskraft erhält man durch Voreinstellen eines durch eine ideale Betätigungskraft erzeugten Wellendrehmoments Ft seitens eines Fahrers für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2, so daß man bei dem Wählvorgang für den Wahlhebel 2 eine gewünschte Betätigungskurve erhält.
Es wird eine Abbildung des Zielhilfsdrehmoments hergestellt, die auf der oben beschriebenen Kurve der mechanischen Belastung für den Wahlhebel 2 wie auch auf der Kurve der idealen Betätigungskraft für den Wahlhebel 2 beruht. 8 zeigt die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments zur Betätigung des Wahlhebels 2 in der Richtung von Position P zu Position R. In dieser die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments wird für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 ein Zielhilfsdrehmoment Fmot festgelegt. Das Zielhilfsdrehmoment Fmot wird durch Subtraktion des Wellendrehmoments Ft bei idealer Betätigungskraft von dem durch die mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoment Fmis hergeleitet. Deshalb kann man das Wellendrehmoment Ft bei der vorgenannten idealen Betätigungskraft erhalten, wenn man das Hilfsdrehmoment des Elektromotors 7 derart steuert, daß es gleich dem Zielhilfsdrehmoment Fmot als Zielwert ist.
Die Kurven der mechanischen Belastungen unterscheiden sich zwischen den Wahlvorgängen in der Richtung von Position D zu Position N und in der Richtung von Position P zu Position R voneinander. Deshalb läßt sich die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments unabhängig gemäß dieser Kurve der mechanischen Belastung usw. festsetzen. Das heißt, daß bei der Hilfssteuerung des Wahlhebels 2 die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 derart erfaßt werden muß, daß das Hilfsdrehmoment mit Hilfe der Abbildung des Zielhilfsdrehmoments entsprechend der Betätigungsrichtung gesteuert wird.
Man beachte, daß die Daten in der Abbildung gemäß 8 zu der Kurve der mechanischen Belastung in einer in 1 gezeigten Speichereinheit 24 für charakteristische Daten gespeichert sind und von der Steuereinheit 14 gelesen werden können.
Die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 kann mit einem der folgenden Verfahren erfaßt werden: Bewertung nach Maßgabe des Plus- oder des Minus-Ausgangsspannungszustands des Drehmomentsensors 12; Bewertung nach Maßgabe der zunehmenden oder abnehmenden Differenz zwischen einem laufenden erhaltenen Wert und einem letzten erhaltenen Wert der von dem Positionssensor 13 detektierten Bewegungswinkel; Bewertung nach Maßgabe dessen, ob der von dem Positionssensor 13 detektierte Bewegungswinkel größer als ein Mittelwert des Anschlagpunktes in jeder Wahlposition in der Abbildung des Zielhilfsdrehmoments ist; und mit anderen Verfahren.
Die mehreren Abbildungen des Zielhilfsdrehmoments werden gemäß der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 im Voraus festgelegt. Die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 kann durch Berechnen einer Änderungsgeschwindigkeit in dem von dem Positionssensor 13 detektierten Bewegungswinkel oder mit einem anderen Verfahren hergeleitet werden.
Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform führt den folgenden Hilfssteuervorgang aus und nutzt dabei die in der oben beschriebenen Weise hergestellte Abbildung des Zielhilfsdrehmoments.
9 ist ein Ablaufschema, welches den Ablauf des Hilfssteuervorgangs zeigt, der in der Steuereinheit 14 ausgeführt wird.
In dem Ablaufschema gemäß 9 liest die Steuereinheit 14 in Schritt S1 den Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 nach Maßgabe des von dem Positionssensor 13 ausgegebenen Bewegungswinkelsignals. In Schritt S2 liest die Steuereinheit 14 das Eingangsdrehmoment nach Maßgabe des von der Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 ausgegebenen Eingangsdrehmomentsignals.
In Schritt S3 berechnet die Steuereinheit 14 den Plus- oder den Minus-Ausgangszustand des Drehmoments zur Bewertung der Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 nach Maßgabe des Eingangsdrehmomentsignals. In Schritt S4 erhält man die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 durch Berechnen der Änderungsgeschwindigkeit des Bewegungswinkels relativ zu dem letzten Bewegungswinkel nach Maßgabe des Bewegungswinkelsignals.
In Schritt S5 wird die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gelesen, die zu der Betätigungsrichtung und der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 korrespondiert.
In Schritt S6 wird das Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der Abbildung des gelesenen Zielhilfsdrehmoments und des detektierten Bewegungswinkels festgelegt.
In Schritt S7 werden das tatsächliche Eingangsdrehmoment und das Zielhilfsdrehmoment verglichen, und das Zielhilfsdrehmoment wird korrigiert, wenn die Differenz dazwischen gleich einem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist. Die Steuereinheit 14, welche Schritt S7 ausführt, entspricht einem Korrekturmittel für das Zielhilfsdrehmoment gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt S8 wird der Elektromotor 7 derart angetrieben, daß man das korrigierte Zielhilfsdrehmoment erhält, und dann ist diese Steuerung beendet.
Der Zustand der Betätigung des Hilfswahlhebels in dem oben beschriebenen Hilfssteuervorgang für den Wahlhebel 2 wird an Hand von 10 beschrieben. Hier wird die Betätigung der Hilfssteuerung durch die Steuereinheit 14 beschrieben, wobei als Beispiel ein Fall genommen wird, in dem der Wahlhebel 2 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit für den Wahlvorgang in der Richtung von Position P zu Position R geschaltet wird.
In 10 ist der Wahlhebel 2 in Position P in Haltstellung in einem Bewegungswinkel S₀, d.h. zwischen einem Bewegungswinkel S_p in einem festen Ende auf der Seite von Position P und einem Bewegungswinkel S₁, welcher den Mittelwert des Anschlagpunktes in Position P darstellt.
Wenn der Wahlhebel 2 von Position P zu Position R betätigt wird, beginnt sich der Arretierstift 18 bis zu dem oberen Abschnitt 16a der Einrastplatte 16 zu bewegen, und bei dieser Hochfahrbewegung beginnt dadurch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis in der Richtung von Position R zu Position P zu wirken, um einen Widerstand gegen die Betätigungskraft aufzubauen.
Bei dem Bewegungswinkel S₁ beginnt der Elektromotor 7 zu unterstützen, so daß das Hilfsdrehmoment Fmot in der Richtung von P zu Position R erzeugt wird. Das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis nimmt allmählich zwischen dem Bewegungswinkel S₁ und dem Bewegungswinkel S₂ zu, und das Hilfsdrehmoment Fmot nimmt demgemäß ebenfalls allmählich zu.
Bei dem Bewegungswinkel S₁ gelangt das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis an seinen Spitzenwert, und das Hilfsdrehmoment Fmot gelangt demgemäß ebenfalls an seinen Spitzenwert. Nach Erreichen des Spitzenwerts nimmt das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis zwischen dem Bewegungswinkel S₂ und dem Bewegungswinkel S₃ ab, und das Hilfsdrehmoment Fmot nimmt demgemäß ebenfalls allmählich ab.
Bei dem Bewegungswinkel S₃ gelangt der Arretierstift 18 an die Spitze des oberen Abschnitts 16a der Einrastplatte 16, und das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis wird zu Null. Dabei wird der Ausgang des Hilfsdrehmoments Fmot durch den Elektromotor 7 gestoppt.
Zwischen dem Bewegungswinkel S₃ und dem Bewegungswinkel S₄ wird der Arretierstift 18 nach unten zu dem unteren Abschnitt 16b der Kurze gezogen, so daß das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis in der Richtung der Position P → Position R erzeugt wird. Dabei wirkt nur das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis auf den Wahlhebel 2.
Bei dem Bewegungswinkel S₄ gelangt der Arretierstift 18 an den tiefsten Teil des unteren Abschnitts 16b der Einrastplatte 16 und hält dort an. Dabei erfolgt die Schaltung aus der Betriebsart von Position P in die Betriebsart von Position R (beispielsweise das Schalten des nicht gezeigten Handventils des Automatikgetriebes 8) auch in dem Automatikgetriebe 8, und es wird eine nicht gezeigte Rückwärtsbremse des Automatikgetriebes 8 eingerückt, wodurch ein die Rückwärtsfahrt ermöglichender Zustand hergestellt wird.
Als Nächstes werden die Vorteile der Hilfssteuerung nach Maßgabe der Kurve der mechanischen Belastung in der Wahlhebelvorrichtung 1 für das Automatikgetriebe gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Hier wird zum besseren Verständnis der Vorteile der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform eine andere Wahlhebelvorrichtung ohne Erfassung eines Bewegungswinkels eines Wahlhebels zum Vergleich beschrieben. Bei der Wahlhebelvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird der Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 zur Hilfssteuerung verwendet, während bei einer anderen, einer Vergleichsvorrichtung, nur das Eingangsdrehmoment von dem Drehmomentsensor 12, nicht der Bewegungswinkel, zur Hilfssteuerung verwendet wird.
Bei dieser Steuerung einer anderen, einer Vergleichsvorrichtung, wird der Ausgangswert der Antriebsausgangsleistung zu dem Elektromotor 7 nur nach Maßgabe des Eingangsdrehmomentes von dem Drehmomentsensor 12 durch Rückkopplung gesteuert.
Bei dem Wahlvorgang wird das Drehmoment, das zu der Summe des Wellendrehmomentes Ft infolge der Betätigungskraft des Fahrers, des Hilfsdrehmoments Fmot des Elektromotors 7 und des durch die mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoments Fmis korrespondiert, in die Antriebswelle 4 des Wahlhebels 2 eingebracht. Unter diesen Drehmomenten verändert sich das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis abhängig von der Position des Wahlhebels 2 in der in 6 gezeigten Weise sehr stark in seiner Größe und Richtung.
Der Drehmomentsensor 12 detektiert jedoch nur die Betätigungskraft des Fahrers und kann das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis nicht erfassen, so daß sich das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis nicht in der Steuerung widerspiegelt. Folglich kommt es abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 manchmal zu so genanntem Rucken, wenn der Wahlhebel 2 an einer Position vorbeiläuft, in welcher sich die Richtung des Fmis durch die mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoments ändert, beispielsweise an einer Position nahe dem Bewegungswinkel S₃ gemäß 10. Infolgedessen läßt sich in manchen Fällen keine ideale Betätigungskurve erhalten.
Wenn außerdem die Betätigungskraft des Fahrers an einer Position groß ist, an welcher das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis zu Null wird, d.h. unmittelbar nachdem der Arretierstift 18 über den oberen Abschnitt 16a der Einrastplatte 16 gekommen ist, wird demgemäß ein großes Hilfsdrehmoment erzeugt. Dadurch wird der Wahlhebel 2 entgegen der Absicht des Fahrers in der Betätigungsrichtung gezogen, wenn der Wahlhebel 2 an der Wahlposition vorbeiläuft. Folglich hält der Wahlhebel 2 nicht an einer Position an, an der er es sollte, und der Arretierstift 18 läuft an dem tiefsten Ende des unteren Abschnitts 16b der Einrastplatte 16 vorbei. Das führt dazu, daß ein gut moduliertes Betätigungsgefühl fehlt und ein Einklickgefühl fehlt.
Dagegen steuert die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform das Hilfsdrehmoment nach Maßgabe der Kurve der mechanischen Belastung für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2, so daß man das durch eine gewünschten ideale Betätigungskraft erzeugte Wellendrehmoment ohne Beeinflussung durch das durch die oben beschriebene mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis erhalten kann.
Übrigens wird der Wahlhebel 2 in der obigen Beschreibung in der Richtung von Position P zu Position R geschaltet, jedoch ist die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise auf das Schalten zwischen den anderen Positionen anwendbar, und man kann die gleichen Vorteile erhalten. Außerdem kann man die gleichen Vorteile wie diejenigen dieser Ausführungsform auch dann erhalten, wenn der Wahlhebel 2 in der Gegenrichtung zu der oben beschriebenen Betätigungsrichtung, beispielsweise in der Richtung von Position D zu N, betätigt wird. Falls also der Wahlhebel 2 in der Gegenrichtung betätigt wird, kann ein anderes Zielhilfsdrehmoment als das Zielhilfsdrehmoment Fmot gemäß 8 gesetzt werden.
Bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird die Ausgabe des Hilfsdrehmoments durch den Elektromotor 7 gestoppt, wenn der absolute Wert des durch die mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoments Fmis kleiner als der vorgegebene Wert ist, jedoch kann die Konstruktion übernommen werden, bei welcher das Hilfsdrehmoment kontinuierlich erzeugt wird.
Bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird das Zielhilfsdrehmoment zwischen dem Bewegungswinkel S₃ und dem Bewegungswinkel S4 auf Null eingestellt, und die Ausgabe des Hilfsdrehmoments Fmot durch den Elektromotor 7 wird gestoppt, jedoch kann das Zielhilfsdrehmoment in der Gegenrichtung zu der Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 eingestellt werden, um das Zielhilfsdrehmoment Fmot in der Richtung zum Vermindern der Zugkraft des durch die mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoments Fmis zu erzeugen.
Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, kann die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile erbringen.
Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mißt das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 im Voraus und steuert das Hilfsdrehmoment nach Maßgabe des Zielhilfsdrehmoments Fmot, welches nach Maßgabe der Kurve der mechanischen Belastung eingestellt wird. Dadurch kann man eine gewünschte Betätigungskurve ohne Beeinflussung durch das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis erhalten.
Außerdem korrigiert die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Zielhilfsdrehmoment Fmot nach Maßgabe des von dem Drehmomentsensor 12 detektierten Eingangsdrehmoments. Dadurch kann man durch die Betätigungskraft des Fahrers ein Drehmoment erhalten, das näher an dem durch die ideale Betätigungskraft erzeugten Wellendrehmoment Ft liegt, und eine genauere Einstellung der Betätigungskurve vornehmen.
Weiterhin stoppt die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ausgabe des Hilfsdrehmoments Fmot, wenn der Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 im Bereich des Bewegungswinkels S₃ und des Bewegungswinkels S₄ in 10 liegt, d.h. in dem das durch die mechanische Belastung erzeugtes Wellendrehmoment Fmis in der Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 wirkt. Dadurch können der Weiterlauf des Wahlhebels 2 aus einer gewünschten Position (dem Bewegungswinkel S₄) verhindert und die Betätigungskurve mit einem Einklickgefühl auferlegt werden. In diesem Fall wirkt nur das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis auf den Wahlhebel 2, so daß man ein natürliches Betätigungsgefühl erhält.
Des Weiteren stellt in der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit 14 das Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der in 8 gezeigten Abbildung des Zielhilfsdrehmoments ein. Deshalb braucht die Steuereinheit 14 keine komplizierten Berechnungen auszuführen. Dadurch wird eine sehr ansprechfähige Steuerung möglich.
Außerdem werden in der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die mehreren Abbildungen des Zielhilfsdrehmoments gemäß der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 hergestellt, so daß es diese mit der Kurve der mechanischen Belastung aufnehmen kann, die sich abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 ändert. Dadurch wird die optimale Einstellung der Betätigungskurve für jede Betätigungsgeschwindigkeit möglich.
Als Nächstes wird eine Wahlhebelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben.
In einer Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, die auch eine ähnliche Konstruktion wie diejenige der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform aufweist, ist das Korrespondenzverhältnis zwischen dem Bewegungswinkels eines Wahlhebels 2 und der Ausgangsspannung eines Positionssensors 13, der in 4 gezeigt ist, in einer Speichereinheit für charakteristische Daten gespeichert.
Bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform berechnet eine Steuereinheit 14 ein Zielhilfsdrehmoment, welches ein Zielwert eines Hilfsdrehmomentes ist, welches von einem Elektromotor 7 nach Maßgabe einer in 11 gezeigten Abbildung eines Zielhilfsdrehmoments ausgegeben wird, welche das Verhältnis zwischen einem erfaßten Bewegungswinkels des Wahlhebels 2 und dem voreingestellten Zielhilfsdrehmoment darstellt. Als Nächstes wird das Zielhilfsdrehmoment gemäß einem zur Zeit detektierten Eingangsdrehmoment korrigiert, und es wird ein Ausgangsbetriebsverhältnis eines Antriebsleistungs-Ausgangssignals zum Antreiben des Elektromotors 7 unter PWM-Steuerung nach Maßgabe des korrigierten Zielhilfsdrehmoments bestimmt. Der Elektromotor 7 wird mit dem Antriebsleistungs-Ausgangssignal zum Ausgeben des Hilfsdrehmoments versorgt.
11 ist eine Abbildung des Zielhilfsdrehmoments bei Betätigung in der Richtung von Position P zu Position R. In dieser Abbildung des Zielhilfsdrehmoments ist ein Zielhilfsdrehmoment Tmot für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 eingestellt. Das Zielhilfsdrehmoment Tmot wird durch Subtraktion des bei idealer Betätigungskraft erzeugten Wellendrehmoments Ft von einem durch mechanische Belastung erzeugten Wellendrehmoment Fmis hergeleitet. Dann wird das Hilfsdrehmoment des Elektromotors 7 derart gesteuert, daß es gleich dem Zielhilfsdrehmoment Fmot als Zielwert ist. Dadurch kann man das durch die ideale Betätigungskraft des Fahrers erzeugte Wellendrehmoment Ft erhalten, welches eine gewünschte Betätigungskraft in dem Wahlvorgang ist.
Bei dem Wahlvorgang in der Richtung von Position D zu Position N stellt eine mechanische Belastung Fmis eine andere Kurve als diejenige der oben beschriebenen mechanischen Belastung von Position P zu Position R dar. Deshalb wird auch eine gesonderte Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gemäß dieser Kurve der mechanischen Belastung festgelegt. Das heißt, daß bei der Hilfssteuerung des Wahlhebels 2 die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 derart erfaßt werden muß, daß das Hilfsdrehmoment mit Hilfe der Abbildung des Zielhilfsdrehmoments entsprechend der Betätigungsrichtung gesteuert wird.
Als Nächstes wird die Betätigung der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst muß die Steuereinheit 14 die Differenz zwischen der Wahlposition, die von einem Sperrschalter 22 auf einer Seite des Automatikgetriebes 8 erhalten wurde, und der Position beseitigen, welche der Positionssensor 13 vor dem Beginn der Hilfssteuerung auf einer Seite der Wahlhebelvorrichtung 1 detektiert hat.
Zu diesem Zweck führt die Steuereinheit 14 den folgenden Korrekturvorgang aus, wenn die Hand des Fahrers nicht den Wahlhebel 2 berührt, d.h. wenn das Eingangsdrehmoment in den Wahlhebel 2 Null beträgt. Die Steuereinheit 14 vergleicht eine von dem Positionssensor 13 eingegebene aktuelle Ausgangsspannung und eine zu dem Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 korrespondierende Ausgangsspannung, welche nach Maßgabe der von dem Positionssensor 13 eingegebenen Ausgangsspannung in den in 4 gezeigten Betätigungspositions-Solldaten und eines Stopstellensignals in der von dem Sperrschalter 22 eingegebenen Wahlposition gespeichert ist. Dann berechnet die Steuereinheit 14 einen Differenzbetrag dazwischen, um die Betätigungspositions-Einstelldaten gemäß dem Differenzbetrag zu korrigieren.
12 ist ein Ablaufschema, welches den Ablauf eines Steuervorgangs zur Korrektur von Betriebspositionsdaten zeigt, der in der Steuereinheit 14 ausgeführt wird. Dieser Vorgang kann in einer beliebigen Wahlposition ausgeführt werden.
In Schritt S11 liest die Steuereinheit 14 die Ausgangsspannung eines Drehmomentsensors 12 und eingeschätzt, ob ein Nullzustand des Eingangsdrehmoments über einen voreingestellten Zeitraum andauert oder nicht. Die Steuereinheit 14, welche Schritt S11 ausführt, korrespondiert zu einem Anhaltebewertungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn JA, überfolgt ein Weitergang zu Schritt S12, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S12 wird die derzeitige Wahlposition aus dem Wahlpositionssignal des Sperrschalters detektiert. In Schritt S13 wird die Ausgangsspannung des Positionssensors 13 gelesen.
In Schritt S14 werden ein derzeitig erhaltener Wert und ein zuletzt erhaltener Wert des Positionssensors 13 verglichen, und es wird eingeschätzt, ob die Position des Wahlhebels 2 die gleiche geblieben ist oder nicht. Wenn JA, überfolgt ein Weitergang zu Schritt S15, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S15 werden die Ausgangsspannung (der Eingangswert) des Positionssensors 13 in der detektierten Wahlposition und die Ausgangsspannung (der Sollwert) verglichen, der zu dem in den Betätigungspositions-Solldaten gespeicherten Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 korrespondiert.
In Schritt S16 wird eingeschätzt, ob der Eingangswert und der Sollwert einander gleich sind oder nicht. Wenn JA, wird diese Steuerung beendet, und wenn NICHT, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S17.
In Schritt S17 wird eingeschätzt, ob ein Differenzbetrag des Sollwertes gegenüber dem Eingabewert innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S18, und wenn NICHT, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S19. Man beachte, daß die Steuereinheit 14, welche Schritt S15 bis Schritt S17 ausführt, zu einem Differenzerfassungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung korrespondiert.
In Schritt S18 werden Sollwerte in anderen Wahlpositionen nach Maßgabe des Eingangswertes angenommen, und die Betätigungspositions-Solldaten werden korrigiert. Dann ist diese Steuerung beendet. Die Steuereinheit 14, welche Schritt S18 ausführt, korrespondiert zu einem Korrekturmittel für Betätigungspositions-Solldaten gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt S19 wird eingeschätzt, daß der Positionssensor ausgefallen ist, und zur Beendigung dieser Steuerung wird die Hilfssteuerung durch den Elektromotor 7 gestoppt. Man beachte, daß die Steuereinheit 14, welche Schritt S19 ausführt, zu einem Ausfallbeurteilungsmittel und einem Hilfseinschränkungsmittel korrespondiert.
Hier wird als Steuervorgang zur Korrektur der Betätigungspositions-Solldaten die in Position R ausgeführte Steuerung als spezielles Beispiel an Hand von 13 beschrieben.
In Schritt S21 wird die Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 gelesen, und es wird eingeschätzt, ob der Nullzustand des Eingangsdrehmoments über den voreingestellten Zeitraum anhält oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S22, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S22 wird aus dem Wahlpositionssignal des Sperrschalters 22 detektiert, ob die derzeitige Wahlposition die Position R ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S23, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S23 wird ein Eingangswert V_SENS des Positionssensors 13 gelesen.
In Schritt S24 werden der derzeitig erhaltene Wert und der zuletzt erhaltene Wert des Positionssensors 13 verglichen, und es wird eingeschätzt, ob die Position des Wahlhebels 2 die gleiche geblieben ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S25, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S25 werden der Eingangswert V_SENS und ein in den in 4 gezeigten Betätigungspositions-Solldaten gespeicherter Sollwert V_R verglichen. Wenn sich der Eingangswert V_SENS von dem Sollwert V_R unterscheidet, überfolgt ein Weitergang zu Schritt S26, und wenn der Eingangswert V_SENS gleich dem Sollwert V_R ist, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S26 wird eingeschätzt, ob der Eingangswert V_SENS und der Sollwert V_R einander gleich sind oder nicht, und zwar |V_SENS – V_R| = 0. Wenn JA, wird diese Steuerung beendet, und wenn NICHT, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S27. Hierbei kann die Bewertung, daß der Eingangswert V_SENS und der Sollwert V_R einander gleich sind, dann erfolgen, wenn die Differenz dazwischen gleich einem bestimmten Schwellwert oder kleiner als dieser ist, und nicht, wenn zwar |V_SENS – V_R| = 0. Dieser Schwellwert kann in einem Grad, der die Hilfssteuerung nicht beeinflußt, jeder Differenzbetrag sein. Man beachte, daß dieser Schwellwert zu einem ersten Schwellwert gemäß der vorliegenden Erfindung korrespondiert.
In Schritt S27 wird eingeschätzt, ob |V_SENS – V_R| kleiner als ein Schwellwert V₀ ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S28, und wenn NICHT, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S29. Man beachte, daß der Schwellwert V₀ zu einem zweiten Schwellwert gemäß der vorliegenden Erfindung korrespondiert.
In Schritt S28 werden die Sollwerte in den anderen Wahlpositionen, beispielsweise der Position P, Position N und Position D, nach Maßgabe des Differenzbetrags |V_SENS – V_R| in Position R angenommen, um die Betätigungspositions-Solldaten zu korrigieren. 14 zeigt ein Beispiel für ein Korrekturverfahren für die Betätigungspositions-Solldaten. Bei diesem Korrekturverfahren wird eine Gerade LA der Betätigungspositions-Solldaten im Voraus parallel um den Differenzbetrag |V_SENS – V_R| in Position R verschoben, um die Einstellung in den anderen Wahlpositionen zu korrigieren, und nach der Korrektur werden die Daten als neue Betätigungspositions-Solldaten LB gespeichert.
In Schritt S29 wird eingeschätzt, daß der Positionssensor ausgefallen ist, und zur Beendigung dieser Steuerung wird die Hilfssteuerung durch den Elektromotor 7 gestoppt.
In dem beschriebenen Beispiel für den Wahlhebel 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Steuervorgang für die Korrektur der Betätigungspositions-Solldaten in Position R ausgeführt, und die Gerade der Betätigungspositions-Solldaten wird um den Differenzbetrag zwischen dem Eingangswert und dem Sollwert in Position R verschoben, wodurch die Einstellung in den anderen Wahlpositionen, beispielsweise der Position P, Position N und Position D, korrigiert wird. Jedoch können auch andere Verfahren, beispielsweise die folgenden in 15 bis 17 gezeigten Verfahren, angewandt werden.
Bei einem der Verfahren, das in 15 gezeigt ist, erhält man die Differenzbeträge in sämtlichen Wahlpositionen durch Vergleichen, und die jeweiligen Punkte werden durch eine Knicklinie verbunden, und die Daten der Knicklinie werden im Voraus als Betätigungspositions-Solldaten LC an Stelle der Geraden LA der Betätigungspositions-Solldaten gespeichert.
Bei einem anderen Verfahren, das in 16 gezeigt ist, erhält man die Differenzbeträge in sämtlichen Positionen durch Vergleichen, und es wird eine Gerade, die man durch ein lineares Näherungsverfahren erhält, im Voraus als Betätigungspositions-Solldaten LD an Stelle der Geraden LA der Betätigungspositions-Solldaten gespeichert.
Bei noch einem anderen Verfahren, das in 17 gezeigt ist, erhält man die Differenzbeträge in zwei gegebenen Positionen durch Vergleichen, und es wird eine Gerade, die durch die zwei Punkte läuft, im Voraus als Betätigungspositions-Solldaten LE an Stelle der Geraden LA der Betätigungspositions-Solldaten gespeichert.
Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, kann die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile erbringen.
Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detektiert den Differenzbetrag zwischen dem Eingangswert V_SENS des Positionssensors 13 und dem in den in 4 gezeigten Betätigungspositions-Solldaten gespeicherten Sollwert V_R. Wenn der detektierte Differenzbetrag |V_SENS – V_R| größer als Null und kleiner als der Schwellwert V₀ ist, wird die Gerade der Betätigungspositions-Solldaten um |V_SENS – V_R| verschoben und dadurch die Einstellung in den anderen Wahlpositionen korrigiert, und nach der Korrektur werden die Daten als neue Betätigungspositions-Solldaten gespeichert. Dadurch kann konstant eine korrekte Hilfssteuerung vorgenommen werden.
Außerdem führt die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Differenzkorrektur aus, während das Eingangsdrehmoment in den Wahlhebel 2 Null beträgt. Deshalb kann die Stoppstelle des Wahlhebels 2 in jeder Wahlposition, die man mit dem Sperrschalter 22 erhält, im Voraus festgelegt werden. Dadurch wird eine genaue Differenzkorrektur zur Kalibrierung möglich.
Weiterhin schätzt die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein, daß sich der Wahlhebel 2 im Halt befindet, wenn sich der Nullzustand des Eingangsdrehmoments über den voreingestellten Zeitraum fortsetzt und die Differenz zwischen dem derzeitig erhaltenen Wert und dem zuletzt erhaltenen Wert, der von dem Positionssensor 13 detektiert wird, innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Dadurch kann der Nullzustand, wenn die Hand des Fahrer den Wahlhebel 2 nicht berührt, von dem Nullzustand des Eingangsdrehmoments unterschieden werden, der während der Betätigung des Hebels eintritt (siehe das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment Fmis in 6). Folglich kann sicher eingeschätzt werden, daß sich der Wahlhebel 2 im Halt befindet, wodurch eine falsche Betätigung vermieden werden kann.
Weiterhin schätzt die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein, daß der Positionssensor 13 ausgefallen ist, wenn der detektierte Differenzbetrag |V_SENS – V_R| gleich dem Schwellwert V₀ oder größer als dieser ist, und stoppt die Hilfe durch den Elektromotor 7. Dadurch kann verhindert werden, daß eine falsche Hilfssteuerung erfolgt.
Als Nächstes wird eine Wahlhebelvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben.
In einer Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, die ebenfalls eine ähnliche Konstruktion wie diejenige der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform aufweist, ist das Korrespondenzverhältnis zwischen dem Bewegungswinkel eines Wahlhebels 2 und der Ausgangsspannung eines Positionssensors 13, wie in 4 gezeigt ist, in einer Speichereinheit für charakteristische Daten gespeichert. Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt außerdem ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Detektieren der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2. Außerdem umfaßt eine Steuereinheit 14 einen den Weiterlauf verhindernden Zähler mit dem Zweck, den Weiterlauf des Wahlhebels 2 aus einer gewünschten Position zu verhindern, und die Ausgabe des Hilfsdrehmoments in der nächsten Wahlposition wird gestoppt, bis dieser Zielwert erreicht ist.
Die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 läßt sich aus der Kurve des Eingangsdrehmoments als Funktion der Ausgangsspannung bei einem in 18 gezeigten Drehmomentsensor 12 bestimmen. Wenn kein Drehmoment in den Wahlhebel 2 eingebracht wird, beträgt die Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 insbesondere 2,5 V. Wenn der Wahlhebel 2 in der Richtung von Position P zu Position D betätigt wird, nimmt die Ausgangsspannung allmählich zu, um größer als 2,5 V zu werden. Wenn der Wahlhebel 2 dagegen in der Richtung von Position D zu Position P betätigt wird, nimmt die Ausgangsspannung allmählich ab, um kleiner als 2,5 V zu werden.
Deshalb läßt sich die Betätigung des Wahlhebels 2 in der Richtung von Position P zu Position D nach Maßgabe der Ausgangsspannung einschätzen, wenn sie größer als 2,5 V ist, und die Betätigung des Wahlhebels 2 in der Richtung von Position P zu Position D läßt sich nach Maßgabe der Ausgangsspannung einschätzen, wenn sie kleiner als 2,5 V ist.
Die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 kann mit einem der folgenden Verfahren eingeschätzt werden: Bewertung nach Maßgabe der zunehmenden oder abnehmenden Differenz zwischen einem derzeitig erhaltenen Wert und einem zuletzt erhaltenen Wert des Positionssensors 13; Bewertung nach Maßgabe dessen, ob der von dem Positionssensor 13 detektierte Bewegungswinkel größer als ein Mittelwert des Anschlagpunktes in jeder Wahlposition in der Abbildung des Zielhilfsdrehmoments ist; und mit anderen Verfahren.
Eine Mehrzahl von Abbildungen des Zielhilfsdrehmoments wird gemäß der Wahlposition und der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 im Voraus festgelegt. Die Wahlposition kann aus dem Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 eingeschätzt werden, kann jedoch auch aus einem Wahlpositionssignal eines Sperrschalters 22 eingeschätzt werden, der normalerweise an einem Automatikgetriebe 8 befestigt ist. Die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 kann aus der Änderungsgeschwindigkeit in dem Bewegungswinkel hergeleitet werden, wobei die Änderungsgeschwindigkeit von der Steuereinheit 14 durch Teilung der Differenz zwischen einem Bewegungswinkel und einem letzten Bewegungswinkel berechnet wird, die durch eine Zeitdifferenz dazwischen von dem Positionssensor 13 detektiert werden. Man beachte, daß der Positionssensor 13 und die Steuereinheit 14 zu einem Betätigungsgeschwindigkeits-Detektierungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung korrespondieren.
Die Steuereinheit 14 bestimmt ein Einschaltbetriebsverhältnis eines in einen Elektromotor 7 eingegebenen Antriebsleistungs-Ausgangssignals, so daß ein festgelegtes Zielhilfsdrehmoment gleich einem von dem Drehmomentsensor 12 detektierten Eingangsdrehmoment wird. Dann steuert die Steuereinheit 14 den Elektromotor 7 zur Ausgabe des Hilfsdrehmoments mit Hilfe der Betriebssteuerung. Insbesondere wird in der in 19 gezeigten Weise dann, wenn ein Zielhilfsdrehmoment kleiner als das aktuelle Drehmoment (Eingangsdrehmoment) ist, das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 gemäß der Differenz dazwischen bestimmt. Wenn das Zielhilfsdrehmoment dagegen gleich dem aktuellen Drehmoment oder größer als dieses ist, wird die Ausgabe aus dem Elektromotor 7 gestoppt. In der Zeichnung wird die Ausgabe aus dem Elektromotor 7 in den Bereichen MT gestoppt, während der Elektromotor 7 gemäß der Größe des Hilfsdrehmoments in den Bereichen MA angetrieben wird.
Wenn der Wahlhebel 2 mit einer höheren Geschwindigkeit als einer normalen Geschwindigkeit betätigt wird, nimmt die Steuereinheit 14 außerdem eine den Weiterlauf verhindernde Steuerung zur Festlegung des Zielwertes des den Weiterlauf verhindernden Zählers gemäß der Betätigungsgeschwindigkeit und zum Stoppen der Ausgabe des Hilfsdrehmoments in der nächsten Wahlposition vor, bis der Zähler den Zielwert erreicht.
Als Nächstes wird die Betätigung der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Steuereinheit 14 führt einen Hilfssteuervorgang gemäß dem Ablaufschema in 20 aus.
In Schritt S31 liest die Steuereinheit 14 das Eingangsdrehmoment des Wahlhebels 2 aus der Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 aus.
In Schritt S32 wird der Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 aus der Ausgangsspannung des Positionssensors 13 ausgelesen.
In Schritt S33 wird die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 nach Maßgabe der zunehmenden oder abnehmenden Differenz des Bewegungswinkels gegenüber dem zuletzt abgelesenen Bewegungswinkel berechnet.
In Schritt S34 wird die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 aus der Änderungsgeschwindigkeit des derzeitigen Bewegungswinkels relativ zu dem zuletzt abgelesenen Bewegungswinkel berechnet.
In Schritt S35 wird aus dem Bewegungswinkel eingeschätzt, ob sich der Wahlhebel 2 in einem Hilfsbereich befindet oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S36, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S36 wird eingeschätzt, ob das Eingangsdrehmoment größer als das voreingestellte Drehmoment ist oder nicht. Wenn JA, überfolgt ein Weitergang zu Schritt S37, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet. Deshalb wird bei dieser Ausführungsform dann, wenn die das Eingangsdrehmoment darstellende Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 einen Spannungswertbereich in einem Totbereich (einem Drehmomentbereich, in dem keine Hilfe geleistet wird) übersteigt, in der in 21 gezeigten Weise mit der Ausgabe des Hilfsdrehmoments begonnen.
In Schritt S37 wird die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gelesen, welche zu der Betätigungsrichtung und der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 korrespondiert.
In Schritt S38 wird das Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der abgelesenen Abbildung des Zielhilfsdrehmoments und des Bewegungswinkels festgelegt.
In Schritt S39 wird eingeschätzt, ob sich durch die Subtraktion des Zielhilfsdrehmoments von dem Eingangsdrehmoment ein größerer Wert als Null ergibt oder nicht. Wenn JA, erfolgt der Weitergang zu Schritt S40, und wenn NICHT, erfolgt der Weitergang zu Schritt S42.
In Schritt S40 wird eingeschätzt, ob eine den Weiterlauf verhinderndes Kennzeichen f_orun 1 beträgt oder nicht. Wenn JA, erfolgt der Weitergang zu Schritt S41, und wenn NICHT, erfolgt der Weitergang zu Schritt S42.
In Schritt S41 wird das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 gemäß dem Differenzbetrag zwischen dem Eingangsdrehmoment und dem Zielhilfsdrehmoment bestimmt, und der Elektromotor 7 wird derart gesteuert, daß er das Hilfsdrehmoment ausgibt.
In Schritt S42 wird die Ausgabe der Elektromotors 7 zur Beendigung dieser Steuerung gestoppt.
Die Steuereinheit 14 führt auch einen Zielwerteinstellvorgang für den Zähler aus, um den Weiterlauf des Wahlhebels 2 gemäß dem Ablaufschema in 22 zu verhindern.
In Schritt S51 schätzt die Steuereinheit 14 ein, ob das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun 1 beträgt oder nicht. Wenn JA, erfolgt der Weitergang zu Schritt S52, und wenn NICHT, erfolgt der Weitergang zu Schritt S55.
In Schritt S52 wird aus einem Signal des Bewegungswinkels des Wahlhebels 2 eingeschätzt, ob der Wahlhebel 2 einen Geschwindigkeitspunkt passiert hat oder nicht. Als Geschwindigkeitspunkt kann ein beliebiger Winkel definiert werden. Wenn bei dieser Ausführungsform ein Arretierstift 18 an eine Spitze eines oberen Abschnitts 16a einer an einer Einrastplatte 16 ausgebildeten Kurve in einem Arretiermechanismus 9 gelangt, ist die Position (ein Bewegungswinkel S3 in 23) des Wahlhebels 2 als Geschwindigkeitspunkt definiert.
In Schritt S53 wird eine Passiergeschwindigkeit V_S3 detektiert, mit welcher der Wahlhebel 2 den Geschwindigkeitspunkt S3 passiert. Diese Passiergeschwindigkeit V_S3 kann durch Differenzieren von dS/dt, und zwar einer Veränderung in dem Bewegungswinkel, detektiert werden.
In Schritt S54 wird die Passiergeschwindigkeit V_S3 mit einer Weiterlaufgeschwindigkeitskonstanten Kv multipliziert, um einen Zielwert dS/dt·Kv einer den Weiterlauf verhindernden Zählnummer ct_orun zu bestimmen. Außerdem wird das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun auf 0 gesetzt. Schritt S54 korrespondiert zu einer Zielwertfestlegungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Schritt S55 wird die den Weiterlauf verhindernden Zählnummer ct_orun aufwärts gezählt.
In Schritt S56 wird eingeschätzt, ob die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun gleich dS/dt·Kv oder größer ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt der Weitergang zu Schritt S57, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet.
In Schritt S57 wird die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun auf 0 gesetzt, und das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun wird auf 1 gesetzt, um diese Steuerung zu beenden.
Die Schritte S51 bis S57 korrespondieren zu einem den Weiterlauf verhindernden Zähler gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, nimmt die Steuereinheit 14 die Steuerung zum Verhindern des Weiterlaufs des Wahlhebels 2 vor. Die Betätigung der Wahlhebelvorrichtung 1 durch diese Steuerung wird spezieller beschrieben. Zum leichten Verständnis der Vorteile der Wahlhebelvorrichtung 1 mit der den Weiterlauf verhindernden Steuerung wird hierbei die Betätigung der den Weiterlauf verhindernden Steuerung, wenn der Wahlhebel 2 mit einer höheren Geschwindigkeit als einer normalen Geschwindigkeit in der Richtung von Position P zu Position R betätigt wird, im Vergleich zu der Betätigung ohne jede den Weiterlauf verhindernden Steuerung beschrieben.
Zuerst wird eine Beschreibung zu der Betätigung, bei welcher kein den Weiterlauf verhindernder Steuervorgang in der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird, mit anderen Worten zu der Funktionsweise gegeben, bei welcher der Vorgang bei Schritt 40 in 20 weggelassen ist.
In 23 erfolgt der Ablauf in einem Abschnitt von einem Bewegungswinkel S0 zu einem Bewegungswinkel S1 als Schritt S31, Schritt S32, Schritt S33, Schritt S34 und Schritt S35 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 20. Insbesondere wird in Schritt 31 das Eingangsdrehmoment abgelesen, in Schritt S32 wird der Bewegungswinkel abgelesen, in Schritt S33 wird die Betätigungsrichtung berechnet, in Schritt S34 wird die Betätigungsgeschwindigkeit berechnet, und in Schritt S35 wird eingeschätzt, daß sich der Wahlhebel 2 nicht in dem Hilfsbereich befindet.
In einem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S1 zu einem Bewegungswinkel S3 erfolgt der Ablauf als Schritt S31, Schritt S32, Schritt S33, Schritt S34, Schritt S35, Schritt S36, Schritt S37 und Schritt S38 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 20.
Insbesondere wird in Schritt S36 das Eingangsdrehmoment als gleich dem festgesetzten Drehmoment oder als größer als dieses eingeschätzt, in Schritt S37 wird die zu der Betätigungsrichtung und der Betätigungsgeschwindigkeit korrespondierende Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gelesen, und in Schritt S38 wird die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gemäß dem Bewegungswinkel festgesetzt.
Anschließend, in Schritt S39 werden das Zielhilfsdrehmoment und das Eingangsdrehmoment verglichen. Wenn (Eingangsdrehmoment – Zielhilfsdrehmoment) > 0, dann wird das Einschaltbetriebsverhältnis gemäß der Differenz dazwischen ermittelt. In Schritt S41 wird der Elektromotor 7 mit diesem Einschaltbetriebsverhältnis angetrieben, so daß der Wahlvorgang unterstützt wird.
Wenn dagegen (Eingangsdrehmoment – Zielhilfsdrehmoment) ≤ 0, wird in Schritt S42 die Ausgabe aus dem Elektromotor gestoppt. Dabei bewirkt das Hilfsdrehmoment des Elektromotors 7, daß die Scheinkurve des Nockens der Einrastplatte 16 niedriger als die tatsächliche Höhe des oberen Abschnitts ist, wie die Strichellinie A in 23 zeigt.
In Schritt S35 wird in einem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S3 zu einem Bewegungswinkel S4 in dem Ablaufschema gemäß 20 wie in dem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S0 zu dem Bewegungswinkel S1 eingeschätzt, daß sich der Wahlhebel 2 nicht in dem Hilfsbereich befindet, so daß die Ausgabe aus dem Elektromotor gestoppt wird. Dabei wirkt eine durch die mechanische Belastung eines Arretiermechanismus 9 erzeugte Zugkraft auf den Wahlhebel 2.
In einem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S4 zu einem Bewegungswinkel S5 wird der Elektromotor 7 wie in dem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S1 zu dem Bewegungswinkel S3 angetrieben, um die Betätigungskraft des Wahlhebels 2 gemäß dem Bewegungswinkel und dem Eingangsdrehmoment zu unterstützen. Da die Scheinkurve des Nockens der Einrastplatte 16 dabei niedriger als die tatsächliche Höhe des oberen Abschnitts wird, wie die Strichlinie B gemäß 23 zeigt, hält der Wahlhebel 2 bei Betätigung mit einer hohen Geschwindigkeit auf Grund der Trägheitskraft nicht an der gewünschten Position an, um in den Weiterlaufzustand zu geraten.
Bei der obigen Beschreibung erfolgt die den Weiterlauf verhindernde Steuerung nicht in der Wahlhebelvorrichtung 1. In der folgenden Beschreibung erfolgt die den Weiterlauf verhindernde Steuerung in der Steuereinheit 14.
In 23 erfolgt der Ablauf in dem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S0 zu dem Bewegungswinkel S3 als Schritt S51, Schritt S52, Schritt S55, Schritt S56 und Schritt S57 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 22.
Insbesondere wird in Schritt S51 eingeschätzt, daß das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen ct_orun 1 lautet, in Schritt S52 wird eingeschätzt, daß der Wahlhebel 2 den Geschwindigkeitspunkt nicht passiert hat, und in Schritt S55 wird die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun aufwärts gezählt.
Anschließend wird in Schritt S56 eingeschätzt, daß die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun gleich dem Zielwert dS/Dt·Kv oder größer als dieser ist, und in Schritt S57 wird die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun auf 0 festgelegt, und das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun wird auf 1 festgelegt.
Bei dem Bewegungswinkel S3 erfolgt der Ablauf als Schritt S51, Schritt S52, Schritt S53 und Schritt S54 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 22.
Insbesondere wird in Schritt S52 eingeschätzt, daß der Wahlhebel 2 den Geschwindigkeitspunkt S3 passiert hat, in Schritt S53 wird die Passiergeschwindigkeit V_S3 an dem Geschwindigkeitspunkt S3 festgelegt, und in Schritt S54 wird der Zielwert dS/dt·Kv der den Weiterlauf verhindernden Zählnummer ct_orun ermittelt.
Da das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun dabei auf 1 festgelegt ist, erfolgt der Ablauf als Schritt S40, Schritt S42 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 20, so daß die Ausgabe des Hilfsdrehmoments durch den Elektromotor 7 gestoppt wird.
In dem Abschnitt von dem Bewegungswinkel S3 zu dem Bewegungswinkel S5 erfolgt der Weitergang als Schritt S51, Schritt S55, Schritt 56 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 22.
Insbesondere wird in Schritt S51 eingeschätzt, daß das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun nicht auf 1 festgelegt ist, in Schritt S55 wird die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun aufwärts gezählt, und in Schritt S56 wird eingeschätzt, daß die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun weniger als dS/dt·Kv beträgt.
Deshalb wird die Ausgabe des Hilfsdrehmoments durch den Elektromotor 7 selbst dann in dem Hilfsbereich gestoppt, wenn der Wahlhebel 2 den Bewegungswinkel S4 passiert. Folglich weist die Scheinkurve des Nockens der Einrastplatte 16 die gleiche Höhe wie die tatsächliche Höhe des oberen Abschnitts auf. Demgemäß wird eine höhere mechanische Belastung als diejenige, wenn der Wahlhebel 2 unterstützt wird, in der Gegenrichtung zu der Betätigungsrichtung auf den Wahlhebel 2, um das Schalten des Wahlhebels 2 zu verhindern. Dadurch wird dem Wahlhebel 2 ein geeignetes Gewicht zur Erzeugung eines Einklickgefühls auferlegt.
Bei dem Bewegungswinkel S4 erfolgt der Weitergang als Schritt S51, Schritt S55, Schritt S56 und Schritt S57 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 22.
Insbesondere wird in Schritt S56 eingeschätzt, daß die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun gleich dS/dt·Kv oder größer ist, in Schritt S57 wird die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun auf 0 gesetzt, und das den Weiterlauf verhindernde Kennzeichen f_orun wird auf 1 gesetzt.
Deshalb erfolgt der Weitergang als Schritt S40, Schritt S41 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 20, so daß die Hilfssteuerung wieder aufgenommen wird. Demgemäß wird die Scheinkurve des Nockens der Einrastplatte 16 niedriger als die tatsächliche Höhe des oberen Abschnitts, wie die Strichellinie C gemäß 23 zeigt. Dadurch wird das Schalten des Wahlhebels 2 in der Richtung von Position R zu Position N erleichtert.
Übrigens wird in der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform das Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der von dem Positionssensor 13 detektierten Betätigungsposition des Wahlhebels 2 und der Kurve der mechanischen Belastung eingestellt, und das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 wird gemäß der Differenz zwischen dem von dem Drehmomentsensor 12 detektierten Eingangsdrehmoment und dem Zielhilfsdrehmoment ermittelt. Jedoch kann das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 nur nach Maßgabe des Eingangsdrehmoments ohne Verwendung des Positionssensors 13 bestimmt werden.
Außerdem können ein Antriebshebel 5 und ein angetriebener Arm 10 eines Sperrmechanismus 9 mit einem beliebigen Verfahren verbunden werden. Beispielsweise können der Antriebshebel 5 und der angetriebene Arm 10 mit einem Drahtkabel oder dergleichen verbunden werden.
Als Nächstes weist die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile auf.
Die Wahlhebelvorrichtung 1 in dieser Ausführungsform mißt das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment gemäß dem Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 im Voraus, legt das Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der Kurve der mechanischen Belastung fest, und es werden das Zielhilfsdrehmoment und das tatsächliche Eingangsdrehmoment gesteuert, wodurch das Hilfsdrehmoment gesteuert wird. Dadurch kann eine gewünschte Betätigungskurve ohne Beeinflussung durch das durch die mechanische Belastung erzeugte Wellendrehmoment erstellt werden.
Außerdem legt die Wahlhebelvorrichtung 1 in dieser Ausführungsform den Zielwert dS/dt·Kv der den Weiterlauf verhindernden Zählnummer ct_orun gemäß der Passiergeschwindigkeit V_S3 an dem Geschwindigkeitspunkt S3 fest und stoppt die Ausgabe des Hilfsdrehmoments, bis die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun dS/dt·Kv oder mehr erreicht. Auf diese Weise vermindert sich der Hilfsbetrag, wenn der Wahlhebel 2 mit hoher Geschwindigkeit geschaltet wird, wodurch der Weiterlauf verhindert werden kann, da ein mäßiges Einklickgefühl gegeben wird.
Weiterhin wird bei der Wahlhebelvorrichtung 1 in dieser Ausführungsform der Zielwert dS/dt·Kv der den Weiterlauf verhindernden Zählnummer ct_orun proportional zu der Betätigungsgeschwindigkeit V_S3 des den Geschwindigkeitspunkt S3 passierenden Schalthebels 2 festgelegt. Folglich erreicht die den Weiterlauf verhindernde Zählnummer ct_orun bei normaler Schaltgeschwindigkeit den Zielwert dS/dt·Kv, bevor der Wahlhebel 2 zu dem Hilfsbereich der nächsten Wahlposition gelangt und die normale Hilfssteuerung erfolgt, so daß der Fahrer keine Belastung auferlegt wird.
Als Nächstes wird eine Wahlhebelvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden beschrieben.
In einer Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform, die auch eine ähnliche Konstruktion wie diejenige der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform aufweist, ist das Korrespondenzverhältnis zwischen dem Bewegungswinkel eines Wahlhebels 2 und der Ausgangsspannung eines Positionssensors 13, der in 4 gezeigt ist, in einer Speichereinheit für charakteristische Daten gespeichert. Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt außerdem ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zur Detektierung der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2.
Als Nächstes wird die Funktionsweise der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Steuereinheit 14 führt einen Hilfssteuervorgang gemäß dem Ablaufschema in 24 aus.
In Schritt S61 liest die Steuereinheit 14 ein Eingangsdrehmoment des Wahlhebels 2 aus einer Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 12 aus.
In Schritt S62 wird der Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 aus der Ausgangsspannung des Positionssensors 13 ausgelesen.
In Schritt S63 wird die Betätigungsrichtung des Wahlhebels 2 nach Maßgabe der zunehmenden oder abnehmenden Differenz des derzeitigen Bewegungswinkels gegenüber einem zuletzt abgelesenen Bewegungswinkel berechnet.
In Schritt S64 wird die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 aus der Änderungsgeschwindigkeit des Bewegungswinkels relativ zu dem zuletzt abgelesenen Bewegungswinkel berechnet.
In Schritt S65 wird eingeschätzt, ob die Betätigungsgeschwindigkeit gleich der voreingestellten Geschwindigkeit oder höher ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S66, und wenn NICHT, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S71, wobei eingeschätzt wird, daß der Wahlhebel 2 unnormal betätigt wird. Man beachte, daß diese Sollgeschwindigkeit zu einer zweiten Sollgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung korrespondiert.
In Schritt S66 wird eingeschätzt, ob das Eingangsdrehmoment größer als ein voreingestelltes Drehmoment ist oder nicht. Wenn JA, erfolgt ein Weitergang zu Schritt S67, und wenn NICHT, wird diese Steuerung beendet. Insbesondere wird in der in
21 gezeigten Weise dann, wenn das Eingangsdrehmoment einen Wertbereich n einem Totbereich (einem Drehmomentbereich, in welchem keine Hilfe geleistet wird) übersteigt, wird wie bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform mit der Ausgabe des Hilfsdrehmoments begonnen.
In Schritt S67 wird die Abbildung des Zielhilfsdrehmoments gelesen, welche zu der Betätigungsrichtung und der Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 korrespondiert.
In Schritt S68 wird ein Zielhilfsdrehmoment nach Maßgabe der abgelesenen Abbildung des Zielhilfsdrehmoments und des detektierten Bewegungswinkels festgelegt.
In Schritt S69 wird eingeschätzt, ob sich durch die Subtraktion des Zielhilfsdrehmoments von dem Eingangsdrehmoment ein größerer Wert als Null ergibt oder nicht. Wenn JA, erfolgt der Weitergang zu Schritt S70, und wenn NICHT, erfolgt der Weitergang zu Schritt S71.
In Schritt S70 wird ein Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 gemäß der Differenz zwischen dem Eingangsdrehmoment und dem Zielhilfsdrehmoment bestimmt, und der Elektromotor 7 wird derart gesteuert, daß er das Hilfsdrehmoment ausgibt.
In Schritt S71 wird die Ausgabe der Elektromotors 7 zur Beendigung dieser Steuerung gestoppt.
Hiermit werden die Vorteile der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird zum besseren Verständnis der Vorteile der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform ein Problem beschrieben, welches von einer niedrigen Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 in einer Wahlhebelvorrichtung ohne die oben beschriebene Steuerung bewirkt wird.
25 ist ein Diagramm, welches eine Eingangsdrehmomentkurve zeigt, wenn der Wahlhebel 2 einer niedrigen Geschwindigkeit betätigt wird. Dabei wird im Folgenden der Ablauf der Betätigung beschrieben.
Wenn das Eingangsdrehmoment größer als das Hilfsdrehmoment wird, wird das Hilfsdrehmoment gemäß einem zu großen Betrag des Eingangsdrehmoments relativ zu dem Hilfsdrehmoment ausgegeben, so daß das sich Eingangsdrehmoment dem Zielhilfsdrehmoment annähert.
In diesem Fall wird ein Wert des Eingangsdrehmoments auf Grund der niedrigen Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 gemäß einer leichten Änderung in dem Bewegungswinkel gleich dem Zielhilfsdrehmoment oder kleiner als dieses. Deshalb wird die Ausgabe des Hilfsdrehmoments gestoppt. Jedoch wird das Eingangsdrehmoment auf Grund der niedrigen Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 größer als das Zielhilfsdrehmoment.
Wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 niedrig ist, wiederholt sich deshalb häufig die Änderung des Eingangswertes, indem er beispielsweise größer oder kleiner als das Zielhilfsdrehmoment wird. Deshalb wiederholt sich das Ein- und Ausschalten des Elektromotors 7 innerhalb einer kurzen Zeit, und die Ruckamplitude wird größer. Das führt zur Vibration des Wahlhebels 2, und die Vibration überträgt sich auf die Hand des Fahrers, um ein schlechtes Betätigungsgefühl zu erzeugen.
Wenn dagegen der Wahlhebels 2 in der in 26 gezeigten Weise mit normaler oder mit hoher Geschwindigkeit betätigt wird, wird keine häufige Wiederholung des Einschaltens/Ausschaltens des Elektromotors 7 bewirkt, und die Ruckamplitude ist äußerst klein. Deshalb tritt das oben beschriebene Problem nicht auf.
Dagegen ist bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform dann, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels niedrig ist, die Hilfsstoppsteuerung in der folgenden Weise gering.
Zuerst wird die Steuerung bei Betätigung des Wahlhebels 2 mit normaler Geschwindigkeit beschrieben.
In diesem Fall erfolgt der Weitergang als Schritt S61, Schritt S62, Schritt S63, Schritt S64, Schritt S65, Schritt S66, Schritt S67, Schritt S68 und Schritt S69 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 24.
Anschließend wird in Schritt S69, wenn das Zielhilfsdrehmoment als kleiner als das Eingangsdrehmoment eingeschätzt wird, der Elektromotor 7 derart angetrieben, daß das Eingangsdrehmoment in Schritt S70 gleich dem Zielhilfsdrehmoment wird. Wenn dagegen das Zielhilfsdrehmoment gleich dem Eingangsdrehmoment oder größer als dieses ist, wird in Schritt S71 die Ausgabe des Hilfsdrehmoments gestoppt.
Im Vergleich dazu wird die Steuerung bei Betätigung des Wahlhebels 2 mit niedriger Geschwindigkeit beschrieben.
In diesem Fall erfolgt der Weitergang als Schritt S61, Schritt S62, Schritt S63, Schritt S64, Schritt S65 und Schritt S71 in dieser Reihenfolge in dem Ablaufschema gemäß 24. Insbesondere wird in Schritt S65 eingeschätzt, daß der Wahlhebel 2 unnormal betätigt wird, und in Schritt S71 wird die Ausgabe des Hilfsdrehmoments gestoppt. Dabei fühlt sich der Wahlhebel 2 auf Grund des Stopps der Ausgabe des Hilfsdrehmoments schwerer an, jedoch wird kein schlechtes Betätigungsgefühl gegeben, da der Wahlhebel 2 nicht vibriert.
Übrigens wird das Zielhilfsdrehmoment in der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform nach Maßgabe der von dem Positionssensor 13 detektierten Betätigungsposition des Wahlhebels 2 und der Kurve der mechanischen Belastung festgelegt, und das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 wird gemäß der Differenz zwischen dem von dem Drehmomentsensor 12 detektierten Eingangsdrehmoment und dem Zielhilfsdrehmoment bestimmt. Jedoch kann das Einschaltbetriebsverhältnis des Antriebsleistungs-Ausgangssignals zu dem Elektromotor 7 nur nach Maßgabe des Eingangsdrehmoments ohne Verwendung des Positionssensors 13 bestimmt werden.
Außerdem können ein Antriebshebel 5 und ein angetriebener Arm 10 eines Sperrmechanismus 9 mit einem beliebigen Verfahren verbunden werden. Beispielsweise können der Antriebshebel 5 und der angetriebene Arm 10 mit einem Drahtkabel oder dergleichen verbunden werden.
Als Nächstes weist die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform die folgenden Vorteile auf.
Die Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform legt das Zielhilfsdrehmoment, mit dem man eine ideale Betätigungskurve erhalten kann, unter Berücksichtigung der mechanischen Belastung eines Automatikgetriebes 8 für jeden Bewegungswinkel des Wahlhebels 2 fest und steuert das Hilfsdrehmoment derart, daß das Zielhilfsdrehmoment gleich dem tatsächlichen Eingangsdrehmoment wird. Deshalb erhält man eine gewünschte Betätigungskurve ohne Einflußnahme durch ein von der mechanischen Belastung des Automatikgetriebes 8 erzeugtes Wellendrehmoment.
Bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird eingeschätzt, daß der Wahlhebel 2 unnormal betätigt wird, und er stoppt die Ausgabe aus dem Elektromotor 7, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 niedriger als die voreingestellte Geschwindigkeit ist. Folglich vibriert der Wahlhebel 2 selbst dann nicht, wenn der Fahrer den Wahlhebel 2 mit einer äußerst niedrigen Geschwindigkeit betätigt. Dadurch kann ein ungutes Betätigungsgefühl vermieden werden.
Bei der Wahlhebelvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform wird die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels 2 nach Maßgabe der Änderung in dem von dem Positionssensor 13 detektierten Bewegungswinkel erfaßt. Dadurch können auf Grund einer kleineren Anzahl von Teilen im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Detektierungsmittel für die Betätigungsgeschwindigkeit gesondert vorgesehen ist, die Fertigungskosten gesenkt werden.

Claims

Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8), mit: einem Wahlhebel (2) einem Wahlpositionsdetektor (22) für eine Wahlpositionsbetriebsart des durch den Wahlhebel (2) geschalteten Automatikgetriebes (8); einer Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit (12) zum Detektieren eines Eingangsdrehmoments zu dem Wahlhebel (2) und zum Ausgeben eines Eingangsdrehmomentsignals; einer Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) zum Detektieren einer Betätigungsposition des Wahlhebels (2) und zum Ausgeben eines Signals für die Betätigungsposition des Wahlhebels (2); einer Speichereinheit (24) für charakteristische Daten, in welcher erhaltene charakteristische Daten basierend auf einer mechanischen Belastungskennlinie des Wahlhebels (2) gespeichert werden; einer Steuerhilfseinheit (14) zum Ausgeben eines Steuerhilfssignals, das ein Hilfsdrehmoment steuert, das auf dem von der Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit (12) eingegebenen Eingangsdrehmomentsignal, der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) eingegebenen Betätigungsposition und den aus der Speichereinheit (24) für charakteristische Daten ausgelesenen charakteristischen Daten beruht; und einem Hilfsaktor (7) zum Ausgeben des Hilfsdrehmoments an den Wahlhebel (2) zur Unterstützung der in den Wahlhebel (2) eingegebenen Betätigungskraft entsprechend dem von der Steuerhilfseinheit (14) eingegebenen Steuerhilfssignal.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 1, wobei die Steuerhilfseinheit (14) umfaßt: ein Zielhilfsdrehmoment-Einstellmittel zum Einstellen eines Zielhilfsdrehmoments, das auf dem Signal für die Betätigungsposition des Wahlhebels (2) und den Daten der mechanischen Belastungskennlinie des Wahlhebels (2) beruht; und ein Zielhilfsdrehmoment-Korrekturmittel zum Korrigieren des eingestellten Zielhilfsdrehmoments gemäß dem von der Eingangsdrehmoment-Erfassungseinheit (12) detektierten Eingangsdrehmoment, und wobei die Steuerhilfseinheit (14) das Steuerhilfssignal mit dem korrigierten Zielhilfsdrehmoment als Zielwert ausgibt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 2, wobei das Zielhilfsdrehmoment-Einstellmittel das Zielhilfsdrehmoment auf eines von einem Nulldrehmoment und einem Drehmoment in Gegenrichtung zu einer Betätigungsrichtung des Wahlhebels (2) einstellt, wenn eine auf den Wahlhebel (2) einwirkende mechanische Belastung ein Minuswert ist.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ferner umfassend: einen Einrastmechanismus (9) mit: einer Einrastplatte (16), in der ein Nocken mit einem oberen Abschnitt (16a) und einem unteren Abschnitt (16b) ausgebildet ist, die jeweils einer Mehrzahl von Wahlpositionen des Automatikgetriebes (8) entsprechen, und einem Einraststift (18), der entlang dem Nocken bewegbar und in dem unteren Abschnitt (16b) verriegelbar ist, wobei das Zielhilfsdrehmoment-Einstellmittel das Zielhilfsdrehmoment auf eines von einem Nulldrehmoment und einem Drehmoment in Gegenrichtung zu einer Betätigungsrichtung des Wahlhebels (8) einstellt, wenn der Einraststift (18) über eine Spitze des oberen Abschnitts des Nockens der Einrastplatte (16) gelangt ist.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach einem von Anspruch 2 bis Anspruch 4, wobei die Speichereinheit (24) für charakteristische Daten ein Kennfeld des Zielhilfsdrehmoments speichert, in der das Zielhilfsdrehmoment gemäß der Betätigungsposition des Wahlhebels (2) im Voraus eingestellt ist, und wobei das Zielhilfsdrehmoment-Einstellmittel das Zielhilfsdrehmoment entsprechend der Betätigungsposition des Wahlhebels (2) und dem Kennfeld des Zielhilfsdrehmoments einstellt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Detektieren einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2), wobei die Speichereinheit (24) für charakteristische Daten eine Mehrzahl der Kennfelder des Zielhilfsdrehmoments speichert, die zu den Betätigungsgeschwindigkeiten des Wahlhebels (2) korrespondieren, und wobei das Zielhilfsdrehmoment-Einstellmittel die Kennfelder des Zielhilfsdrehmoments gemäß der von dem Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel detektierten Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2) schaltet.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 6, ferner umfassend: eine Sollwertspeichereinheit (23), in der eingestellte Betätigungspositionsdaten über die Betätigungsposition des Wahlhebels (2) und ein Sollwert des Ausgangssignals gespeichert sind, das für jede Betätigungsposition eingestellt ist; ein Halteinschätzungsmittel zur Einschätzung dessen, ob sich der Wahlhebel im Halt befindet; ein Differenzerfassungsmittel, um dann, wenn das Halteinschätzungsmittel einschätzt, daß sich der Wahlhebel im Halt befindet, einen aktuellen Eingangswert des Signals für die Betätigungsposition des Wahlhebels (2) in einer aktuellen Wahlposition, der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit ausgegeben wird, und den von der Sollwertspeichereinheit (23) abgelesenen Sollwert entsprechend der von der Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) detektierten aktuellen Wahlposition zu vergleichen und um einen Differenzbetrag zwischen dem Sollwert und dem Eingangswert zu detektieren, und einem Korrekturmittel für die eingestellten Daten der Betätigungsposition zur Korrektur der in der Sollwertspeichereinheit (23) gespeicherten eingestellten Daten der Betätigungsposition entsprechend dem Eingangswert, wenn der detektierte Differenzbetrag größer als ein erster Schwellwert ist.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 7, wobei das Halteinschätzungsmittel einschätzt, daß sich der Wahlhebel (2) im Halt befindet, wenn das Eingangsdrehmoment im wesentlichen Null beträgt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 8, wobei das Halteinschätzungsmittel einschätzt, daß sich der Wahlhebel (2) im Halt befindet, wenn sich ein im wesentlichen Null betragender Zustand des Eingangsdrehmoments über einen voreingestellten Zeitrum fortsetzt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Halteinschätzungsmittel einschätzt, daß sich der Wahlhebel (2) im Halt befindet, wenn das Eingangsdrehmoment Null beträgt und eine Differenz zwischen einem aktuell erhaltenen Wert und einem zuletzt erhaltenen Wert der Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach einem von Anspruch 7 bis Anspruch 10, ferner umfassend: ein Ausfalleinschätzungsmittel, um einzuschätzen, daß die Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) einen Ausfall hat, wenn der detektierte Differenzbetrag mindestens ein zweiter Schwellwert ist, der größer als der erste Schwellwert eingestellt ist; und ein Hilfsbeschränkungsmittel zum Steuern des Hilfsaktors (7), um das Hilfsdrehmoment nicht mehr auszugeben, wenn das Ausfalleinschätzungsmittel einschätzt, daß die Betätigungspositions-Erfassungseinheit (13) einen Ausfall hat, und wobei das Korrekturmittel für die eingestellten Daten der Betätigungsposition die eingestellten Daten der Betätigungsposition korrigiert, wenn der detektierte Differenzbetrag größer als der erste Schwellwert und kleiner als der zweite Schwellwert ist.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 11, ferner umfassend: ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Detektieren einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2), wobei die Steuerhilfseinheit (14) dann, wenn die von dem Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel detektierte Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2) eine voreingestellte Geschwindigkeit übersteigt, eines der folgenden Signale ausgibt: ein Steuerhilfssignal, welches das Hilfsdrehmoment derart steuert, daß es in der gewählten Wahlposition kleiner als das Hilfsdrehmoment ist, das eingestellt wird, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2) höchstens die eingestellte Geschwindigkeit ist, und ein Steuerhilfssignal, welches den Ausgang des Hilfsdrehmoments derart steuert, daß dieses verzögert wird, bis ein voreingestellter Zeitraum vergangen ist.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Zähler, der zu zählen beginnt, wenn der Wahlhebel (8) einen Geschwindigkeitspunkt erreicht, der für jede Wahlposition festgelegt ist, wobei die Steuerhilfseinheit (14) den Hilfsaktor (7) derart steuert, daß er das Hilfsdrehmoment nicht mehr ausgibt, bis ein Zielwert erreicht ist, nachdem der Zähler zu zählen begonnen hat.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 13, wobei die Steuerhilfseinheit (14) eine Zielwerteinstelleinheit umfaßt, um den Zielwert des Zählers gemäß der Betätigungsgeschwindigkeit des den Geschwindigkeitspunkt überschreitenden Wahlhebels (2) einzustellen.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Geschwindigkeitspunkt auf eine Schaltposition eingestellt ist, in welcher der Wahlhebel (2) zwischen einem Abschnitt, in dem eine mechanische Belastung des Automatikgetriebes in Gegenrichtung zu einer Betätigungsrichtung des Wahlhebels (2) wirkt, und einem Abschnitt schaltet, in dem die mechanische Belastung des Automatikgetriebes (8) in der gleichen Richtung wie die Betätigungsrichtung des Wahlhebels (2) wirkt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 15, ferner umfassend ein Betätigungsgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zur Detektierung einer Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2), wobei die Steuerhilfseinheit (14) einschätzt, daß der Wahlhebel (2) unnormal betätigt wird, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Wahlhebels (2) niedriger als eine voreingestellte Geschwindigkeit ist, und den Hilfsaktor derart betätigt, daß er das Hilfsdrehmoment nicht mehr ausgibt.
Wahlhebelvorrichtung (1) für ein Automatikgetriebe (8) nach Anspruch 16, wobei die Steuerhilfseinheit (14) ein Zieldrehmoment gemäß der Betätigungsposition des Wahlhebels (2) festlegt, das festgelegte Zieldrehmoment und das Eingangsdrehmoment vergleicht und den Hilfsaktor (7) derart steuert, daß er das Hilfsdrehmoment gemäß einer Differenz zwischen dem Zieldrehmoment und dem Eingangsdrehmoment ausgibt, wenn das Zieldrehmoment höchstens das Eingangsdrehmoment ist, und das Hilfsdrehmoment nicht mehr ausgibt, wenn das Zieldrehmoment größer als das Eingangsdrehmoment ist.