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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Gangschaltvorrichtung und ein Gangschaltsteuerverfahren dafür. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein normal kämmendes Getriebe und ein Gangschaltsteuerverfahren
dafür.
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2. BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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Es
ist aus dem Stand der Technik bekannt, ein Stellglied für den Eingriff
oder die Freigabe einer Kupplung zu verwenden und einen Gang in
einer Gangschaltsteuervorrichtung mit einem normal kämmenden
Getriebe auszuwählen.
Bei einigen so aufgebauten Gangschaltsteuervorrichtungen wird eine sogenannte
Doppelkupplungssteuerung durchgeführt. D.h., beim Schalten von
einem Gang zu einem anderen (z.B. beim Herunterschalten) tritt eine
Kupplung vorübergehend
in einem neutralen Zustand in Eingriff, um die Motordrehzahl zu
erhöhen,
sodass die Eingangs- und Ausgangswellen eines normal kämmenden
Getriebes miteinander synchronisiert werden.
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Die
japanische Offenlegungschrift Nr. 2001-280472 beschreibt eine Drehzahlsynchronisationseinrichtung
für ein
Getriebe, das in geeigneter Weise eine elektronische Steuerung zur
weiteren Erleichterung verwendet. Die Drehzahlsynchronisationseinrichtung
für das
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001-280472 beschriebene Getriebe weist ein
Mitnehmerzahnrad und einen Führungskörper auf
und führt
die Drehzahlsynchronisation eines Getriebes durch, das elektronisch
synchron gesteuert wird. Das Mitnehmerzahnrad ist in bezug zu einer Hauptwelle
drehbar und dreht sich mit einem Hauptzahnrad, das von einem Motor über eine
Kupplung angetrieben wird. Die Drehzahlsynchronisationseinrichtung
dieses Getriebes umfasst einen Doppelkupplungssteuerabschnitt, der
eine Doppelkupplungssteuerung zum Erhöhen einer Drehzahl des Mitnehmerzahnrades
durch vorübergehendes
Verbinden der Kupplung und durch Steuern der Drehzahl des Motors
durchführt,
wenn eine Drehzahl des Mitnehmerzahnrades (eine Drehzahl des Hauptzahnrades)
bei einem Gangschaltzustand niedriger als eine Drehzahl des Führungskörpers (eine
Drehzahl der Hauptwelle) beim Schalten von einem Gang in einen anderen
ist, und dass eine Doppelkupplungssteuerung verhindert, wenn ein
Fahrzeug sich bei einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt und verzögert.
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Gemäß der in
dieser Veröffentlichung
beschriebenen Erfindung kann die Drehzahlsynchronisation durch Erhöhen der
Drehzahl des Mitnehmerzahnrades realisiert werden, um mit der Drehzahl
des Führungskörpers durch
die Doppelkupplungssteuerung überein
zu stimmen. Wenn man z.B. beim Bergauffahren herunter schaltet,
wenn das Fahrzeug nahezu zum Anhalten neigt, wenn man bei einer
niedrigen Geschwindigkeit fährt,
die wesentlich abnimmt, wird die Doppelkupplungssteuerung verboten.
Wenn die Doppelkupplungssteuerung verboten ist, wird die Drehzahlsynchronisation
schnell mit Hilfe einer Verminderung der Drehzahl des Führungskörpers vermindert.
Somit wird der Gangschaltvorgang von einem Gang zu einem anderen
schnell beendigt und man erreicht ein Gefühl eines störungsfreien weichen Gangschaltvorgangs.
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Bei
der Drehzahlsynchronisationseinrichtung für das in der obigen Veröffentlichung
beschriebene Getriebe wird, wenn die Drehzahl des Mitnehmerzahnrades
beim Gangschalten niedriger als die Drehzahl des Führungskörpers während des
Gangschaltens ist, wenn das Fahrzeug weder bei einer niedrigen Geschwindigkeit
fährt und
nicht verzögert, eine
Doppelkupplungssteuerung durchgeführt. Bei der Doppelkupplungssteuerung
wird jedoch, nachdem die Kupplung freigegeben wurde, das Zahnrad neutralisiert,
um vorübergehend
die Kupplung zu verbinden und die Motordrehzahl zu erhöhen, sodass die
Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangswellen des normal kämmenden
Getriebes miteinander synchronisiert werden. Nach Beendigung der
Synchronisation wird die Kupplung erneut getrennt, um von einem
Gang zu einem anderen zu schalten. Dann wird die Kupplung erneut
verbunden. Der Vorgang des Trennens der Kupplung muss nämlich zweimal durchgeführt werden.
Die Schaltdauer bei der Doppelkupplungssteuerung ist nicht immer
kürzer
als die Schaltdauer bei der Synchronsteuerung. Somit wird die Schaltdauer
verlängert
und führt
zu einem Unstimmigkeitsgefühl
für den
Fahrer des Fahrzeugs auf grund des unerwünschten Schaltvorgangs. Die
US 4,683,996 A beschreibt
die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und 9.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, das oben beschriebene Problem mit einer
Gangschaltvorrichtung und einem Gangschaltsteuerverfahren dafür zu lösen, die
ein Unstimmigkeitsgefühl
des Fahrers vermeiden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung schafft eine Gangschaltvorrichtung mit einem normal kämmenden
Getriebe und einer Kupplung, die das normal kämmende Getriebe mit einem Motor
kuppelt oder davon trennt. Das normal trennende Getriebe umfasst
eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle und einen Synchronisationsmechanismus,
der mechanisch während
des Schaltens eine Drehzahl der Eingangswelle mit einer Drehzahl
der Ausgangswelle synchronisiert. Die Gangschaltvorrichtung umfasst eine
Synchronisationseinrichtung zum Halten des normal kämmenden
Getriebes in einem normalen Zustand, in dem die Eingangswelle mechanisch
von der Ausgangswelle entkuppelt ist, zum Einkuppeln der Kupplung,
zum Steuern einer Ausgangsdrehzahl des Motors und zum Synchronisieren
der Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl der Ausgangswelle.
Die Gangschaltvorrichtung umfasst weiter einen ersten Rechner, einen
zweiten Rechner, eine Vergleichseinrichtung und eine Gangschaltsteuereinrichtung.
Der erste Rechner berechnet eine erste Synchronisationsdauer zur
Synchronisation mittels des Synchronisationsmechanismus. Der zweite Rechner
berechnet eine zweite Synchronisations dauer zur Synchronisation
mittels der Synchronisationseinrichtung. Die Vergleichseinrichtung
vergleicht die erste mittels des ersten Rechners berechnete Synchronisationsdauer
mit der mittels des zweiten Rechners berechneten zweiten Synchronisationsdauer.
Die Gangschaltsteuereinrichtung schaltet das normal kämmende Getriebe
durch Synchronisation der Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl
der Ausgangswelle mittels des Synchronisationsmechanismus, wenn
die erste Synchronisationsdauer kürzer als die zweite Synchronisationsdauer
ist, und schaltet das normal kämmende
Getriebe durch Synchronisation der Drehzahl der Eingangswelle mit
der Drehzahl der Ausgangswelle mittels der Synchronisationseinrichtung,
wenn die zweite Synchronisationsdauer gleich oder kürzer als
die erste Synchronisationsdauer ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Gangschaltsteuerverfahren für eine Gangschaltvorrichtung
mit einem normal kämmenden
Getriebe und einer Kupplung geschaffen, die das normal kämmende Getriebe
mit einem Motor verbindet oder davon trennt. Das normal kämmende Getriebe
umfasst eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle und einen Synchronisationsmechanismus,
der mechanisch eine Drehzahl der Eingangswelle mit einer Drehzahl
der Ausgangswelle während des
Schaltens synchronisiert. Die Gangschaltsteuervorrichtung umfasst
eine Synchronisationseinrichtung zum Halten des normal kämmenden
Getriebes in einem neutralen Zustand, in dem die Eingangswelle mechanisch
von der Ausgangswelle entkuppelt ist, zum Verbinden der Kupplung,
zum Steuern einer Ausgangsdrehzahl des Motors und zum Synchronisieren
der Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl der Ausgangswelle.
Das Gangschaltsteuerverfahren umfasst weiter die Schritte des Berechnens
einer ersten Synchronisationsdauer zum Synchronisieren mittels des
Synchronisationsmechanismus, zum Berechnen einer zweiten Synchronisationsdauer zum
Synchronisieren mittels der Synchronisationseinrichtung, des Vergleichens
der ersten Synchronisationsdauer mit der zweiten Synchronisationsdauer,
des Gangschaltens des normal kämmenden
Getriebes durch Synchronisieren der Drehzahl der Eingangswelle mit
der Drehzahl der Ausgangswelle mittels des Synchronisationsmechanismus, wenn
die erste Synchronisationsdauer kürzer als die zweite Synchronisationsdauer
ist, und des Gangschaltens des normal kämmenden Getriebes durch Synchronisieren
der Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl der Ausgangswelle
mittels der Synchronisationseinrichtung, wenn die zweite Synchronisationsdauer
gleich oder kürzer
als die erste Synchronisationsdauer ist.
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Entsprechend
der oben beschriebenen Gangschaltvorrichtung und dem Gangschaltsteuerverfahren
hält die
Synchronisationseinrichtung das normal kämmende Getriebe in dem neutralen
Zustand, bei dem die Eingangswelle mechanisch von der Ausgangswelle
getrennt ist, verbindet die Kupplung, steuert die Ausgangsdrehzahl
des Motors, und synchronisiert die Drehzahl der Eingangswelle mit der
Drehzahl der Ausgangswelle. Zuerst werden die erste Synchronisationsdauer
zur Synchronisation mittels des Synchronisationsmechanismus und
die zweite Synchronisationsdauer zur Synchronisation mittels der
Synchronisationseinrichtung berechnet. Die so berechneten Synchronisationsdauern
werden miteinander verglichen. Wenn die erste Synchronisationsdauer
kürzer
als die zweite Synchronisationsdauer ist, wird das normal kämmende Getriebe
durch Synchronisation der Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl
der Ausgangswelle mittels des Synchronisationsmechanismus geschaltet.
Wenn die zweite Synchronisationsdauer kürzer als die erste Synchronisationsdauer
ist, wird das normal kämmende
Getriebe durch Synchronisation der Drehzahl der Eingangswelle mit
der Drehzahl der Ausgangswelle mittels der Synchronisationseinrichtung
geschaltet. Auf diese Weise wird der Schaltvorgang durch Synchronisation
der Eingangswelle mit der Ausgangswelle entweder mittels des Synchronisationsmechanismus
oder der Synchronisationseinrichtung durchgeführt, die eine kürzere Synchronisationsdauer
erfordert. Eine tatsächliche
Gangschaltdauer wird somit nicht länger als eine vom Fahrer erwartete
Gangschaltdauer. Hierdurch ist es möglich, eine Gangschaltvorrichtung
und ein Gangschaltsteuerverfahren dafür zu schaffen, die verhindern,
dass ein Unstimmigkeitsgefühl
des Fahrers aufgrund einer Differenz zwischen der erwarteten Gangschaltdauer
und der tatsächlichen
Gangschaltdauer entsteht.
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Die
Gangschaltvorrichtung, bei der der erste Rechner die erste Synchronisationsdauer
auf der Grundlage einer vorher gespeicherten Tabelle berechnet,
wird bevorzugt, und das Gangschaltsteuerverfahren, bei dem die erste
Synchronisationsdauer auf der Grundlage einer vorher gespeicherten
Tabelle berechnet wird, wird ebenfalls bevorzugt.
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Entsprechend
der oben beschriebenen Gangschaltvorrichtung und dem Gangschaltsteuerverfahren
dafür wird
die erste Synchronisationsdauer zur Synchronisation mittels des
Synchronisationsmechanismus auf der Grundlage der vorher gespeicherten
Tabelle berechnet. Somit kann die zur Synchronisation mittels des
Synchronisationsmechanismus erforderliche Dauer schnell berechnet
werden.
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Weiter
wird die Gangschaltvorrichtung bevorzugt, bei der der erste Rechner
die erste Synchronisationsdauer durch Speichern eines Wertes, der auf
der Grundlage einer Differenz zwischen einer berechneten Dauer und
einer tatsächlichen
Betriebsdauer berichtigt und gelernt wurde, erneuert, und das Gangschaltsteuerverfahren,
bei dem die erste Synchronisationsdauer durch Speichern eines Wertes, der
auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer berechneten Dauer
und einer tatsächlichen
Betriebsdauer berichtigt und gelernt wurde, in einer Tabelle erneuert,
ebenfalls bevorzugt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Gangschaltvorrichtung und dem Gangschaltsteuerverfahren
wird die erste in der Tabelle gespeicherte Synchronisationsdauer
auf der Grundlage der Differenz zwischen der berechneten Dauer und
der tatsächlichen
Betriebsdauer berichtigt und gelernt. Daher wird die Genauigkeit
der ersten Synchronisationsdauer verbessert.
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Weiter
wird bevorzugt, dass bei der Gangschaltvorrichtung der zweite Rechner
die zweite Synchronisationsdauer auf der Grundlage einer vorher gespeicher ten
Tabelle berechnet, und dass das Gangschaltsteuerverfahren die zweite
Synchronisationsdauer auf der Grundlage einer vorher gespeicherten
Tabelle berechnet.
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Entsprechend
wird bei der Gangschaltvorrichtung und dem oben beschriebenen Gangschaltverfahren
die zweite Synchronisationsdauer auf der Grundlage einer vorher
gespeicherten Tabelle berechnet. Auf diese Weise kann die zweite
Synchronisationsdauer schnell berechnet werden.
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Weiter
wird bevorzugt, dass bei der Gangschaltvorrichtung der zweite Rechner
die zweite Synchronisationsdauer durch Speichern eines Wertes, der
auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer berechneten Dauer
und einer gegenwärtigen
Betriebsdauer berichtigt und gelernt wurde, in der Tabelle erneuert
wird, und das Gangschaltsteuerverfahren die zweite Synchronisationsdauer
durch Speichern eines Wertes, der auf der Grundlage einer Differenz zwischen
einer berechneten Dauer und einer gegenwärtigen Betriebsdauer berichtigt
und gelernt wurde, in der Tabelle erneuert wird.
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Entsprechend
wird bei der Gangschaltvorrichtung und dem oben beschriebenen Gangschaltsteuerverfahren
die zweite in der Tabelle gespeicherte Synchronisationsdauer auf
der Grundlage der Differenz zwischen der berechneten Dauer und der
tatsächlichen
Betriebsdauer berichtigt und gelernt. Die zweite Synchronisationsdauer
wird daher in der Genauigkeit verbessert.
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Die
Gangschaltvorrichtung ist in einem Fahrzeug montiert und umfasst
weiter eine erste Erfassungseinrichtung und eine Entscheidungseinrichtung.
Die erste Erfassungseinrichtung erfasst eine Fahrabsicht eines Fahrers
des Fahrzeugs. Die Entscheidungseinrichtung entscheidet, ob die
Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung auf der
Grundlage der erfassten Fahrabsicht erlaubt oder verboten ist. Die
Gangschaltvorrichtung ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die
Gangschaltsteuereinrichtung das normal kämmende Getriebe durch Synchronisation
einer Drehzahl der Eingangswelle mit einer Drehzahl der Ausgangswelle
mittels des Synchronisationsmechanismus schaltet, wenn die Synchronisation
mittels der Synchronisationseinrichtung verboten ist.
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Das
Gangschaltsteuerverfahren umfasst weiter die Schritte des Erfassens
einer Fahrabsicht eines Fahrers eines Fahrzeugs, des Entscheidens, ob
die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung auf
der Grundlage der erfassten Fahrabsicht erlaubt oder verboten ist,
und des Schaltens des normal kämmenden
Getriebes durch Synchronisation einer Drehzahl der Eingangswelle
mit einer Drehzahl der Ausgangswelle mittels des Synchronisationsmechanismus,
wenn die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
verboten ist.
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Entsprechend
wird bei der Gangschaltvorrichtung und dem oben beschriebenen Gangschaltsteuerverfahren
die Fahrabsicht des Fahrers des Fahrzeugs erfasst und es wird entschieden,
ob die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung auf
der Grundlage der erfassten Fahrabsicht erlaubt oder verboten ist.
Es wird somit erfasst, ob der Fahrer zu einer Beschleunigung neigt
oder nicht, wie in dem Fall, in dem ein manuelles Schalten durchgeführt wird,
das dem Fahrer erlaubt, einen Gang durch einen Gangschaltvorgang
auszuwählen,
oder einer sportlichen Fahrweise, bei der der Schaltvorgang bei einer
höheren
Motordrehzahl als üblich
durchgeführt wird,
oder ähnliches
ausgewählt
wurde, oder in dem Fall, in dem ein Fahrpedal heruntergedrückt wird. Wenn
der Fahrer zu einer Beschleunigung bis zur Durchführung der
Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung neigt und
kein Motorgeräusch
fühlt (z.B.
ein Aufheulen) während
der Beschleunigung durch die Synchronisationseinrichtung im Sinne
einer Unstimmigkeit, kann die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
durchgeführt
werden. Ist dies nicht der Fall, kann die Synchronisation mittels
der Synchronisationseinrichtung verboten werden. Wenn die Synchronisation
mittels der Synchronisationseinrichtung verboten ist, wird das normal
kämmende
Getriebe durch Synchronisation der Drehzahl der Eingangswelle mit
der Drehzahl der Ausgangswelle mittels des Synchronisationsmechanismus
durchgeführt.
In dem Fall, in dem der Fahrer somit nicht zur Beschleunigung neigt
und nicht die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
erwartet, kann ein Aufheulen oder ähnliches des Motors unterdrückt werden.
Hierdurch kann ein Unstimmigkeitsgefühl des Fahrers aufgrund eines
Unterschieds zwischen dem erwarteten Betrieb des Fahrzeugs durch
den Fahrer und des tatsächlichen Betriebs
des Fahrzeugs unterdrückt
werden.
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Weiter
wird bevorzugt, dass die Gangschaltvorrichtung eine Bestimmungseinrichtung
umfasst, die auf der Grundlage der erfassten Fahrabsicht bestimmt,
ob die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung ein
Unstimmigkeitsgefühl
dem Fahrer vermittelt, und dass die Entscheidungseinrichtung entscheidet,
dass die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
verboten ist, wenn bestimmt wird, dass die Synchronisation mittels
der Synchronisationseinrichtung dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt.
Weiter wird bevorzugt, dass das Gangschaltsteuerverfahren die Schritte
des Bestimmens auf der Grundlage der erfassten Fahrabsicht umfasst,
ob die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung dem
Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl
vermittelt, und des Entscheidens, ob die Synchronisation mittels
der Synchronisationseinrichtung verboten ist, wenn bestimmt wird, dass
die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung dem
Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt.
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Entsprechend
wird mit der Gangschaltvorrichtung und dem oben beschriebenen Gangschaltsteuerverfahren
auf der Grundlage der erfassten Fahrabsicht bestimmt, ob die Synchronisation
mittels der Synchronisationseinrichtung dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt
oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Synchronisation mittels
der Synchronisationseinrichtung dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt,
wird entschieden, dass die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
nicht durchgeführt
wird. Auf der Grundlage, ob der Fahrer zu einer Beschleunigung neigt
oder nicht, wie beispielsweise im Fall des manu ellen Schaltvorgangs,
der dem Fahrer erlaubt, einen Gang durch einen Schaltvorgang auszuwählen, oder
bei der sportlichen Fahrweise, bei der der Schaltvorgang bei einer höheren Motordrehzahl
als üblich
durchgeführt
wird oder ähnlichem
oder in dem Fall, in dem das Fahrpedal herunter gedrückt wird,
kann der Fahrer den Betrieb der Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
vorbestimmen. Es ist ebenfalls möglich
zu bestimmen, ob der Fahrer während
der Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung ein
Unstimmigkeitsgefühl
in Form eines Motorgeräusches
(z.B. ein Aufheulen) empfindet. Wenn bestimmt wird, dass das Motorgeräusch während der Synchronisation
mittels der Synchronisationseinrichtung dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt, wird
die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung verboten.
Somit kann in dem Fall, in dem der Fahrer nicht zur Beschleunigung
neigt und nicht die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
durchgeführt
wird, ein Aufheulen des Motors oder ähnliches unterdrückt werden,
und dem Fahrer wird kein Unstimmigkeitsgefühl aufgrund der Differenz zwischen
dem erwarteten Fahrbetrieb von dem Fahrer und dem tatsächlichen
Fahrbetrieb vermittelt.
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Weiter
wird bevorzugt, dass die Gangschaltvorrichtung eine zweite Erfassungseinrichtung
umfasst, die einen dem Motor zugeführten Restenergiebetrag erfasst,
und dass die Gangschaltsteuereinrichtung die Synchronisation mittels
der Synchronisationseinrichtung verhindert und die Synchronisation mittels
des Synchronisationsmechanismus durchführt, wenn der erfasste Restenergiebetrag
kleiner als ein bestimmter Restbetrag ist. Weiter wird bevorzugt,
dass das Gangschaltsteuerverfahren weiter die Schritte des Erfassens
eines Restenergiebetrags für den
Motor umfasst und eine Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
verbietet und die Synchronisation mittels des Synchronisationsmechanismus
durchführt,
wenn der erfasste Restenergiebetrag kleiner als ein bestimmter Restbetrag
ist.
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Entsprechend
wird bei der Gangschaltungsvorrichtung und dem oben beschriebenen
Gangschaltsteuerverfahren der dem Motor zugeführte Restenergiebetrag erfasst
und die Synchronisation mittels der Synchronisationseinrichtung
verhindert, und die Synchronisation wird mittels des Synchronisationsmechanismus
durchgeführt,
wenn der so erfasste Restenergiebetrag kleiner als ein bestimmter Restbetrag
ist. Wenn der Restenergiebetrag kleiner als der bestimmte Restbetrag
ist, wird der Verbrauch einer größeren Energiemenge
aufgrund zum Beispiel einer Erhöhung
der Drehzahl des Motors aufgrund der Synchronisation mittels der
Synchronisationseinrichtung verhindert. Hierdurch wird eine Verschlechterung
des Kraftstoffverbrauchs unterdrückt,
und es wird ein Unstimmigkeitsgefühl durch einen zu hohen Kraftstoffverbrauch
vermieden, zum Beispiel wenn der Fahrer bei niedrigem Kraftstoffverbrauch
fahren will.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen beschriebenen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile und
die technische Anwendbarkeit der Erfindung werden durch die folgende
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Gangschaltvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht einer Kupplung des Fahrzeugs mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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3A und 3B Schnittansichten
eines Synchronisationsmechanismus in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ein
Fließbild
eines Steuerprogramms, das mittels einer ECU in dem Fahrzeug mit
der Gangschaltvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung durchgeführt
wird;
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5A ein
Zeitdiagramm der Doppelkupplungssteuerung und 5B ein
Zeitdiagramm, bei dem die Doppelkupplungssteuerung nicht durchgeführt wird;
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6 eine
allgemeine Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Gangschaltsteuervorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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7A und 7B Fließbilder
eines Programms, das mittels der ECU in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvor richtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung durchgeführt
wird; und
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8A und 8B Fließbilder
eines Programms, das mittels der ECU in einem Fahrzeug mit einer
Gangschaltvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung durchgeführt
wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung
im Einzelnen an beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. In
der folgenden Beschreibung sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Diese Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen sind in
der Bezeichnung und der Funktion identisch und werden nicht im Einzelnen
wiederholt beschrieben.
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Bezugnehmend
auf 1 wird ein Fahrzeug mit einer Gangschaltvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Ein Fahrzeug 100 ist als ein
FF-(Frontmotor mit Frontantrieb)Fahrzeug ausgebildet. Es ist nicht
unbedingt erforderlich, dass das Fahrzeug mit Gangschaltvorrichtung
gemäß der Erfindung
als ein FF-Fahrzeug ausgebildet ist.
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Das
Fahrzeug 100 ist ein Fahrzeug ohne Kupplungspedal, bei
dem ein gewünschter
Gang durch Betätigung
einer Kupplung mittels eines Stellgliedes und einem normal kämmenden
Getriebe, das einem bekannten manuellen Getriebe entspricht, geschaltet
wird. Bei dem Fahrzeug 100 kann man zwischen einer Servoschaltart oder
einer manuellen Schaltart auswählen.
Bei der Servoschaltart wird das Herauf- oder Herunterschalten auf
der Grundlage einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung definierte
Tabelle durchgeführt.
Bei der manuellen Schaltart kann der Fahrer wahlweise einen Gang
entsprechend der Bedienung des Fahrers auswählen. Bei der Servoschaltart
ist es möglich,
eine sportliche Fahrweise auszuwählen,
bei der der Schaltvorgang bei einer höheren Motordrehzahl als üblich durchgeführt wird.
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Das
Fahrzeug 100 umfasst einen Motor 200, eine Kupplung 300,
ein Getriebe 400, ein Differenzialgetriebe (im Folgenden
einfach als Differenzial bezeichnet) 500 und eine ECU (Elektronische
Steuereinheit) 600. Die Gangschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird zum Beispiel durch ein von der ECU 600 durchgeführtem Programm
verwirklicht.
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Der
Motor 200 ist als interne Verbrennungskraftmaschine ausgebildet,
bei der ein Luft-Kraftstoffgemisch
mittels einer Einspritzeinrichtung (nicht dargestellt) eingespritzt
wird und in einem Zylinder zündet,
um einen Kolben (nicht dargestellt) herunterzudrücken und eine Kurbelwelle 202 zu
drehen. Das Fahrzeug 100 ist mit dem Motor 200 als
Kraftquelle ausgebildet. Das Fahrzeug 100 fährt durch
eine von dem Motor 200 übertragene
Antriebskraft. Statt des Motors 200 können andere Krafteinheiten,
wie zum Beispiel ein Elektromotor in das Fahrzeug 100 eingebaut
sein.
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Die
Kupplung 300 ist eine trockene Einplattenreibkupplung.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Kupp lung 300 eine
Kupplungsausgangswelle 302, eine an der Kupplungsausgangswelle 302 angeordnete
Kupplungsscheibe 304, ein Kupplungsgehäuse 306, eine in dem
Kupplungsgehäuse 306 angeordnete
Druckplatte 308, eine Membranfeder 310, einen Kupplungsfreigabezylinder 312,
eine Freigabegabel 314 und eine Freigabehülse 316.
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Die
Membranfeder 310 drückt
die Druckplatte 308 in 2 nach rechts,
wodurch die Kupplungsscheibe 304 gegen ein an der Kurbelwelle 202 des Motors 200 angebrachtes
Schwungrad 204 gedrückt wird.
Hierdurch wird die Kupplung verbunden.
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Der
Kupplungsfreigabezylinder 312 bewegt die Hülse 316 über die
Freigabegabel 314 in 2 nach rechts,
wodurch ein innerer Endabschnitt der Membranfeder 310 sich
in 2 nach rechts bewegt. Wenn der innere Endabschnitt
der Membranfeder 310 sich in 2 nach rechts
bewegt, bewegt sich die Druckplatte 308 in 2 nach
links. Dann bewegt sich die Kupplungsscheibe 304 von dem
Schwungrad 204 weg, und die Kupplung ist getrennt.
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Der
Kupplungsfreigabezylinder 312 arbeitet mit einem von einem
Hydraulikschaltkreis (nicht dargestellt) zugeführten Hydraulikdruck. Der Kupplungsfreigabezylinder 312 wird
von einer ECU 600 gesteuert. Die Kupplung 300 ist
von einer allgemein bekannten Bauart und wird nicht im Einzelnen
beschrieben. Es ist möglich,
dass die Kupplung 300 elektrisch in Eingriff tritt oder
gelöst
wird.
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Weiter
umfasst das Getriebe 400, wie in 1 gezeigt,
eine Eingangswelle 402, eine Ausgangswelle 404 und
ein Gehäuse 406.
Das Getriebe 400 und das Differenzial 500 sind
beide in dem Gehäuse 406 aufgenommen.
Das Getriebe 400 ist ein normal kämmendes Zahnradgetriebe.
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Die
Eingangswelle 402 und die Ausgangswelle 404 sind
parallel angeordnet. Mehrere Gangschaltzahnradpaare 411 bis 415 mit
unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen
und ein Rückwärtsgangzahnradpaar 416 sind
zwischen der Eingangswelle 402 und der Ausgangswelle 404 angeordnet.
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Eins
der zwei Zahnräder,
die jeweils die Gangschaltzahnradpaare darstellen, ist auf der Eingangswelle 402 und
das andere auf der Ausgangswelle 404 angeordnet. Eins der
zwei Zahnräder,
die jeweils die Gangschaltzahnradpaare darstellen, kann sich in
Bezug auf eine der Wellen frei drehen, während sich das andere zusammen
mit der anderen Welle dreht. Die zwei Zahnräder, die jeweils ein Gangschaltzahnradpaar
darstellen, kämmen
immer miteinander.
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Die
Gangschaltzahnradpaare 411 bis 415 sind mit entsprechenden
Kupplungsrädern 421 bis 425 versehen.
Zwischen den Wellen und den Kupplungsrädern 421 bis 425 sind
Synchronisationsmechanismen 431 bis 433 vorgesehen,
die die Wellen mit den Kupplungsrädern 421 bis 425 verbinden,
wobei ihre Drehzahlen synchronisiert sind. Ein bestimmtes der Kupplungsräder 421 bis 425 wird
mit den Wellen durch einen bestimmten Synchronisationsmechanismus 431 bis 433 gekuppelt,
wo durch einer der ersten bis fünften
Gänge geschaltet
wird. Wenn alle Kupplungsräder
von den Wellen getrennt sind, nimmt das Getriebe 400 seinen
neutralen Zustand ein.
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Das
Rückwärtsgangschaltzahnradpaar 416 kämmt mit
einem Rückwärtsleerlaufzahnrad,
das auf einer (nicht gezeigten) Vorgelegewelle angeordnet ist. Wenn
das Rückwärtsgangschaltzahnrad 416 mit dem
Rückwärtsleerlaufzahnrad
kämmt,
ist der Rückwärtsgang
geschaltet.
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Die
Synchronisationsmechanismen 431 bis 433 werden
mittels eines Stellgliedes 422, das von der ECU 600 gesteuert
wird, über
eine Gabelwelle 440 betätigt.
Die Synchronisationsmechanismen 431 bis 433 sind
als Keilsynchronisationsmechanismen ausgebildet. Alternativ können Konussynchronisationsmechanismen
oder ähnliches
statt der Keilsynchronisationsmechanismen verwendet werden.
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Der
Synchronisationsmechanismus 431 wird unter Bezugnahme auf
die 3A und 3B beschrieben.
Die Synchronisationsmechanismen 432 und 433 entsprechen
dem Synchronisationsmechanismus 431 und werden daher nicht
im Folgenden beschrieben.
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Wie
in 3A gezeigt, umfasst der Synchronisationsmechanismus 431 einen
Klauenring 470, einen Synchronisationskeil 472,
einen Synchronisationsring 480 und einen geneigten Konusabschnitt 484.
Der geneigte Konusabschnitt 484 ist in einem Eingangszahnrad 482 vorgesehen,
welches eins der Zahnräder
darstellt, die das Gangschaltzahnradpaar 411 bilden, und
welches sich in Bezug auf die Eingangswelle 402 frei drehen
kann.
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Der
Klauenring 407 wird in Richtung des Kupplungszahnrades 421 mittels
des Stellgliedes 442 über
die Gabelwelle 440 bewegt. Der Synchronisationskeil 472 tritt
mit dem Klauenring 470 durch den Druck einer Keilfeder 474 in
Eingriff. Der Klauenring 470, der Synchronisationskeil 472 und
eine Synchronisationsnabe (nicht dargestellt) drehen sich zusammen
mit der Eingangswelle 402.
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Der
Synchronisationsring 480 ist zwischen dem Eingangszahnrad 482 und
dem Synchronisationskeil 472 vorgesehen. Der Synchronisationskeil 472 tritt
in eine in dem Synchronisationsring 480 ausgebildeten Nut
ein. Der Synchronisationsring 480 und der Synchronisationskeil 472 drehen
sich zusammen.
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Wenn
der Klauenring 470 in 3A nach rechts
bewegt wird, bewegen sich der Synchronisationskeil 472 und
der Klauenring 470 zusammen. Wenn sich der Synchronisationskeil 472 bewegt,
wird der Synchronisationsring 480 gegen den Konusabschnitt 484 gedrückt und
schräg
dagegen gedrückt.
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Wenn
der Synchronisationsring 480 und der Konusabschnitt 484 schräg miteinander
verbunden sind, wird die Kraft allmählich von der Eingangswelle 402 zu
dem Eingangszahnrad 482 infolge der Reibung zwischen dem
Synchronisationsring 480 und dem Konusabschnitt 484 übertragen.
Während
der Synchronisationsring 480 und das Eingangszahnrad 482 etwas
in Bezug zueinander gleiten, gleichen sich die Drehzahl der Eingangswelle 402 und
die Drehzahl des Eingangszahnrades 482 allmählich aneinander
an (sie werden synchronisiert).
-
Das
Eingangszahnrad 482 kämmt
immer mit einem der Zahnräder,
die das Gangschaltzahnradpaar 411 darstellen, das auf der
Ausgangswelle 404 einstückig
vorgesehen ist. Wenn die Drehzahl der Eingangswelle 402 und
die Drehzahl des Eingangszahnrades 482 miteinander synchronisiert
sind, sind somit die Drehzahl der Eingangswelle 402 und
die Drehzahl der Ausgangswelle 404 miteinander synchronisiert.
-
Wenn
der Klauenring 470 sich weiter nach rechts bewegt, kämmt ein
in dem Klauenring 470 ausgebildeter Keil 490 mit
einem in dem Synchronisationsring 480 ausgebildeten Keil 492 und
dem Kupplungszahnrad 421 in dem Eingangszahnrad 482,
wie in 3B dargestellt. Wenn der Keil 490 des
Klauenrades 470 mit dem Kupplungszahnrad 421 kämmt, sind
die Eingangswelle 402 und die Ausgangswelle 404 miteinander
gekuppelt. Entsprechend wird die Kraft von der Eingangswelle 402 über das
Gangschaltzahnradpaar 411 zur Ausgangswelle 404 übertragen.
-
Die
Eingangswelle 402 ist, wie in 1 gezeigt,
mit der Kupplungsausgangswelle 302 der Kupplung 300 mittels
eines Keils 450 gekuppelt. Ein an der Ausgangswelle 404 angeordnetes
Ausgangszahnrad 460 kämmt
mit einem Ringzahnrad 502 des Differentials 500.
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Das
Differential 500 umfasst ein Paar Seitenräder 504 und 506.
Die Antriebswellen 508 und 510 sind entsprechend
mit den Seitenrädern 504 und 506 gekuppelt,
zum Beispiel mittels einer Keilverbindung. Die Kraft wird auf das
rechte und linke Vorderrad 512 und 514 über die
Antriebswellen 508 bzw. 510 übertragen.
-
Ein
Fahrpedalneigungssensor 602, ein Schalter 604 für sportliche
Fahrweise, ein Schalthebel 606, ein Drehzahlsensor 608,
ein Temperatursensor 610, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 612, ein
Eingangsdrehzahlsensor 614 und ein Ausgangsdrehzahlsensor 616 sind
mit der ECU 600 verbunden. Der Fahrpedalneigungssensor 60 erfasst
einen Neigungsbetrag eines Fahrpedals und überträgt ein das Erfassungsergebnis
wiedergebendes Signal zu der ECU 600. Der Schalter 604 für die sportliche Fahrweise
wird von dem Fahrer betätigt,
wenn sportliches Fahren mit erhöhter
Beschleunigung bevorzugt wird, bei dem der Schaltvorgang bei einer
höheren
Motordrehzahl als üblich
durchgeführt
wird.
-
Der
Fahrer betätigt
den Schalthebel 606, um einen gewünschten Gang zu schalten. Ein
Gang des Getriebes 400 wird automatisch entsprechend einem Bereich
(z.B. einem D-Bereich) entsprechend dem Schalthebel 606 geschaltet.
Entsprechend der Bedienung des Fahrers ist es möglich, die manuelle Schaltart
auszuwählen,
in der der Fahrer einen gewünschten
Gang auswählen
kann.
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Der
Drehzahlsensor 608 erfasst eine Drehzahl des Motors 200 und überträgt ein dem
Erfassungsergebnis entsprechendes Signal zu der ECU 600.
Der Temperatursensor 610 erfasst eine Öltemperatur in dem Motor 200 und überträgt ein dem
Erfassungsergebnis entsprechendes Signal zu der ECU 600.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 612 erfasst eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs 100 aus einer Drehzahl der Antriebswelle 508 und überträgt ein dem
Erfassungsergebnis entsprechendes Signal zu der ECU 600.
Der Eingangsdrehzahlsensor 614 erfasst eine Drehzahl der
Eingangswelle 402 und überträgt ein dem
Erfassungsergebnis entsprechendes Signal zu der ECU 600.
Der Ausgangsdrehzahlsensor 616 erfasst eine Drehzahl der
Ausgangswelle 404 und überträgt ein dem
Erfassungsergebnis entsprechendes Signal zu der ECU 600.
-
Auf
der Grundlage der von diesen Sensoren übertragenen Signale, einem
Drosselklappenöffnungssensor
(nicht dargestellt) und ähnlichem
und einer Tabelle und einem Programm, die in einem ROM (Nurlesespeicher)
gespeichert sind, steuert die ECU 600 die Bauteile, sodass
das Fahrzeug 100 in gewünschter
Weise fährt.
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4 zeigt
den Aufbau eines Programms, das von der ECU 600 in dem
Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird,
das im Folgenden beschrieben wird.
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In
Schritt (im Folgenden als S abgekürzt) 100 erfasst die
ECU 600 eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100,
eine Drosselklappenöffnung
und einen gegenwärtigen
Gangzustand. Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
einer Drosselklappenöffnung
und eines Gangschaltzustands werden nicht im Folgenden im Einzelnen
beschrieben, da allgemein bekannte Technologien verwendet werden
können.
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In
S102 bestimmt die ECU 600 aus der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit,
der Drosselklappenöffnung
und dem gegenwärtigen
Gangzustand, ob ein Schalten erforderlich ist oder nicht (d.h.,
ob der gegenwärtige
Gangzustand in einen anderen Gangzustand geändert werden muss). Um zu bestimmen, ob
ein Schaltvorgang erforderlich ist oder nicht, wird in dem Fall,
in dem das Fahrzeug im Servoschaltmodus fährt, zum Beispiel geeigneter
Weise eine Tabelle verwendet, die zum Beispiel ein in dem ROM gespeichertes
Variogramm verwendet. Wenn andererseits das Fahrzeug in dem manuellen
Schaltmodus fährt,
kann die Bestimmung zum Beispiel in Abhängigkeit davon erfolgen, ob
der Fahrer den Schalthebel 606 betätigt hat oder nicht. Wenn bestimmt
wird, dass ein Schaltvorgang erforderlich ist (JA in S102), erfolgt
ein Übergang
zu S104. Ist das nicht der Fall (NEIN in S102), wird das Programm
beendet.
-
In
S104 berechnet die ECU 600 eine erforderliche Zeitdauer
T (D) zur Durchführung
der Steuervorgänge
des Lösens
der Kupplung 300, der Neutralisierung des Getriebes 400,
und verbindet dann vorübergehend
die Kupplung 300 und steuert die Motordrehzahl zum Synchronisieren
der Drehzahl der Eingangswelle 402 mit der Drehzahl der
Ausgangswelle 404 nach dem Schalten (diese Steuervorgänge werden
im Folgenden als Doppelkupplungssteuerung bezeichnet). Um die erforderliche
Dauer T (D) zur Durchführung
der Doppelkupplungssteuerung zu berechnen, wird zum Beispiel geeigneter
Weise eine Tabelle mit Parametern, wie zum Beispiel dem Gang, der
Drehzahl der Eingangswelle 402, der Drehzahl der Ausgangswelle 404,
dem Unterschied zwischen den Drehzahlen der Eingangswelle 402 vor
dem Schalten und nach dem Schalten, der Motordrehzahl, der Öltemperatur
des Motors 200, dem Kupplungshub und ähnlichem in dem ROM gespeichert,
und die Dauer T (D) wird aus der Tabelle berechnet.
-
In
S106 berechnet die ECU 600 eine erforderliche Dauer T (S)
zur Synchronisierung der Drehzahl der Eingangswelle 402 mit
der Drehzahl der Ausgangswelle 404 nach dem Schalten nur
mittels der Synchronisationsmechanismen 431 bis 433 ohne Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung (dieser Vorgang wird im Folgenden als Drehzahlsynchronisation
bezeichnet). Um die erforderliche Dauer T (S) zur Durchführung der
Drehzahlsynchronisation zu berechnen, wird beispielsweise geeignet
eine Tabelle verwendet, die Parameter, wie zum Beispiel den Gangzustand,
die Drehzahl der Eingangswelle 402, die Drehzahl der Ausgangswelle 404,
die Differenz der Drehzahlen der Eingangswelle 402 vor
dem Schalten und nach dem Schalten, die Motordrehzahl, die Öltemperatur
des Motors 200, eine auf dem Synchronisationsring 480 aufgebrachte
Kraft und ähnliches
verwendet, die in dem ROM gespeichert sind, und die Dauer T (S)
wird aus der Tabelle berechnet.
-
In
S108 bestimmt die ECU 600, ob die erforderliche Dauer T
(D) zur Durchführung
der Doppelkupplungssteuerung kürzer
als die erforderliche Dauer T (S) zur Durchführung der Drehzahlsynchronisation
ist oder nicht. Wenn die erforderliche Dauer T (D) zur Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung kürzer
als die erforderliche Dauer T (S) zur Durchführung der Drehzahlsynchronisation
ist (JA in S108), geht das Programm zu S110. Wenn das nicht der
Fall ist (NEIN in S108), geht das Programm zu S116.
-
In
S110 erfasst die ECU 600 eine Fahrabsicht des Fahrers.
Beispielsweise beabsichtigt der Fahrer zu beschleunigen. Es wird
darauf hingewiesen, dass die Fahrabsicht des Fahrers nicht darauf begrenzt
ist. Um die Fahrabsicht zu erfassen, wird beispielsweise ein gewünschter
Gangzustand in Abhängigkeit,
ob das manuelle Schalten von dem Fahrer bei einem Schaltvorgang,
das sportliche Fahren, bei dem die Motordrehzahl beim Schalten höher als gewöhnlich ist
oder ähnliches
ausgewählt
wurde oder nicht, erfasst, in Abhängigkeit davon, ob das Fahrpedal
herunter gedrückt
wird oder nicht oder ähnlichem.
Das Verfahren zur Erfassung einer Fahrabsicht ist nicht auf die
oben beschriebenen begrenzt.
-
In
S112 bestimmt die ECU 600, ob die Doppelkupplungssteuerung
dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl übermittelt
oder nicht. Das dem Fahrer vermittelte Unstimmigkeitsgefühl besteht
zum Beispiel in einem Aufheulen des Motors 200, das während der
Doppelkupplungssteuerung erzeugt wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen,
dass das Unstimmigkeitsgefühl
nicht darauf begrenzt ist. Im Fall, in dem das manuelle Schalten
oder das sportliche Schalten ausgewählt wird oder das Fahrpedal
herunter gedrückt
wird, neigt der Fahrer zur Beschleunigung und zur Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung. Es wird daher bestimmt, dass das Aufheulen
des Motors 200 oder ähnliches
nicht zu einem Unstimmigkeitsgefühl
für den
Fahrer führt,
wenn die Doppelkupplungssteuerung durchgeführt wird (NEIN in S112) und
das Programm geht zu S114. Wenn der Fahrer nicht zur Beschleunigung
neigt, erwartet der Fahrer nicht die Durchführung der Doppelkupplungssteuerung.
Es wird daher bestimmt, dass ein Unstimmigkeitsgefühl dem Fahrer
vermittelt wird, wenn die Doppelkupplungssteuerung durchgeführt wird
(JA in S112) und das Programm geht zu S116).
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In
S114 führt
die ECU 600 den Schaltvorgang mittels der Doppelkupplungssteuerung
durch. In S116 führt
die ECU 600 den Schaltvorgang ohne Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung aus.
-
In
dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
mit der oben beschriebenen Konstruktion und dem Programm wird der
Betrieb der ECU 600 beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Beschreibung beispielhaft für den Fall, dass der Fahrer
ein Bremspedal zur Verzögerung
des Fahrzeugs herunterdrückt.
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Wenn
der Fahrer das Bremspedal zur Verzögerung des Fahrzeugs herunter
drückt,
werden die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und ein
gegenwärtiger
Gang des Fahrzeugs 100 erfasst (S100), und es wird bestimmt,
ob ein Schalten erforderlich ist oder nicht (S102). Hierbei wird
angenommen, dass das Fahrzeug 100 im dritten Gang mit verminderter Geschwindigkeit
fährt und
der dritte Gang zum zweiten Gang geschaltet werden soll (JA in S102).
-
Da
ein Schaltvorgang erforderlich ist (JA in S102) wird die erforderliche
Dauer T (D) zur Durchfüh rung
der Doppelkupplungssteuerung berechnet (S104) und die erforderliche
Dauer T (S) für
die Drehzahlsynchronisation wird berechnet (S106). Wenn die entsprechende
Dauer berechnet wird (S104, S106), wird bestimmt, ob die erforderliche
Dauer T (D) für
die Doppelkupplungssteuerung gleich oder kürzer als die erforderliche
Dauer T (S) für
die Drehzahlsynchronisation ist (S108). Wenn die erforderliche Dauer
T (D) für
die Doppelkupplungssteuerung gleich oder kürzer als die erforderliche
Dauer T (S) für
die Drehzahlsynchronisation ist (JA in S108), wird eine Fahrabsicht
des Fahrers erfasst (S110).
-
Wenn
der Fahrer zur Beschleunigung neigt, zum Beispiel, wenn das manuelle
Schalten oder das sportliche Schalten ausgewählt wurden, oder wenn das Fahrpedal
herunter gedrückt
ist, erwartet der Fahrer die Durchführung der Doppelkupplungssteuerung.
Es wird daher bestimmt, dass ein Aufheulen des Motors 200 oder ähnliches
nicht zu einem Unstimmigkeitsgefühl
für den
Fahrer führt,
wenn die Doppelkupplungssteuerung durchgeführt wird (NEIN in S112). Somit
wird der Schaltvorgang mittels Durchführen der Doppelkupplungssteuerung
durchgeführt (S114).
-
In
dem in 5A gezeigten Fall wird die Kupplung
zu einem Zeitpunkt T (1) getrennt, und das Getriebe 400 vom
dritten Gang in den Leerlauf geschaltet. Da die Ausgangswelle 404 immer
mit den Vorderrädern 512 und 514 verbunden
ist, nimmt die Drehzahl der Ausgangswelle 404 allmählich mit
der Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit ab.
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Bei
der Durchführung
eines Herunterschaltens von dem dritten Gang zum zweiten Gang wird das Übersetzungsverhältnis erhöht. Die
Drehzahl der Eingangswelle 402 ist daher in dem Fall höher, wenn der
zweite Gang geschaltet wird als in dem Fall, in dem der dritte Gang
geschaltet ist. Es ist daher erforderlich, die Drehzahl der Eingangswelle 402 auf
einen der Drehzahl der Ausgangswelle 404 entsprechenden
Wert in dem Fall zu erhöhen,
in dem der zweite Gang geschaltet ist, und die Drehzahl der Eingangswelle 402 muss
mit der Drehzahl der Ausgangswelle 404 nach dem Schalten
synchronisiert werden.
-
Um
die Drehzahl der Eingangswelle 402 auf den Wert des zweiten
Gangs zu erhöhen,
wird die Kupplung 300 gekuppelt, um die Eingangswelle 402 mit
der Kurbelwelle 202 zu einem Zeitpunkt T (2) zu verbinden.
Wenn die Eingangswelle 402 mit der Kurbelwelle 202 verbunden
ist, wird die Motordrehzahl erhöht,
bis die Drehzahl der Eingangswelle 402 den Wert für den zweiten
Gang erreicht.
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Wenn
die Drehzahl der Eingangswelle 402 den Wert des zweiten
Gangs bei einem Zeitpunkt T(3) erreicht, ist die Synchronisation
der Eingangswelle 402 mit der Ausgangswelle 404 beendet.
Als Ergebnis wird die Kupplung 300 getrennt und der zweite
Gang ist geschaltet. Die Kupplung 300 nimmt dann einen
Halbeingriffszustand ein und wird zum Zeitpunkt T (4) verbunden.
Der Schaltvorgang ist somit beendet.
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Wenn
die erforderliche Dauer T (S) für
die Drehzahlsynchronisation kürzer
als die erforderliche Dauer T (D) für die Doppelkupplungssteuerung
ist (NEIN in S108), und wenn bestimmt wird, dass die Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung zu einem Unstimmigkeitsgefühl des Fahrers
führt,
da der Fahrer nicht beschleunigen will und nicht die Doppelkupplungssteuerung
erwartet (JA in S112), wird der Schaltvorgang ohne Durchführen der
Doppelkupplungssteuerung durchgeführt (S116).
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In
diesem Fall wird, wie in 5B gezeigt, die
Kupplung 300 zu einem Zeitpunkt T (5) getrennt, sodass
der Klauenring 470 sich in Richtung des dem Gang entsprechenden
Kupplungszahnrades für
den zweiten Gang bewegt. Hierdurch wird der zweite Gang über den
Leerlauf geschaltet.
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In
diesem Fall nimmt die Drehzahl der Eingangswelle 402 zu,
da der Klauenring 470 in Richtung des dem Gangschaltzahnradpaares
für den zweiten
Gang entsprechenden Kupplungsrad bewegt wird. Wenn der Klauenring 470 das
Kupplungsrad entsprechend dem Gangschaltzahnradpaar für den zweiten
Gang bei einem Zeitpunkt T (6) in Eingriff nimmt, sodass die Drehzahl
der Eingangswelle 402 den Wert für den zweiten Gang erreicht,
ist die Synchronisation der Eingangswelle 402 mit der Ausgangswelle 404 beendet.
Nach der Beendigung der Synchronisation nimmt die Kupplung 300 einen Halbeingriffszustand
ein und wird dann zu einem Zeitpunkt T (7) verbunden. Der Schaltvorgang
ist auf diese Weise beendet.
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Wie
oben beschrieben, erfasst die ECU in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der vor liegenden
Ausführungsform
eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und den gegenwärtigen Gang
des Fahrzeugs und bestimmt, ob ein Schaltvorgang erforderlich ist
oder nicht. Wenn ein Schaltvorgang erforderlich ist, berechnet die
ECU die erforderliche Dauer T (D) zur Durchführung der Doppelkupplungssteuerung
und die erforderliche Dauer T (S) für die Drehzahlsynchronisation.
Wenn die erforderliche Dauer T (D) für die Doppelkupplungssteuerung
kürzer
als die erforderliche Dauer T (S) für die Drehzahlsynchronisation
ist, wird der Schaltvorgang ohne Durchführen der Doppelkupplungssteuerung
durchgeführt.
Wenn die erforderliche Dauer T (S) für die Drehzahlsynchronisation
kürzer
als die erforderliche Dauer T (D) für die Doppelkupplungssteuerung
ist, wird der Schaltvorgang ohne Durchführen der Doppelkupplungssteuerung
durchgeführt.
Auf diese Weise wird eine Verlängerung
der Schaltdauer aufgrund der Verlängerung einer erforderlichen
Dauer für
die Synchronisation der Eingangswelle mit der Ausgangswelle verhindert.
D.h., der Schaltvorgang kann in einer vom Fahrer erwarteten Zeit
durchgeführt
werden, und ein Unstimmigkeitsgefühl für den Fahrer aufgrund einer
Differenz zwischen einer erwarteten Schaltdauer und einer tatsächlichen
Schaltdauer wird verhindert.
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In
den 6, 7A und 7B ist
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, die im Folgenden beschrieben wird. Bei der
oben beschriebenen ersten Ausführungsform
wird bestimmt, ob die Doppelkupplungssteuerung durchgeführt werden
soll oder nicht, und zwar in Abhängigkeit
davon, ob dem Fahrer ein Unstimmigkeitsgefühl vermittelt wird oder nicht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird jedoch bestimmt, ob die Doppelkupplungssteuerung durchgeführt werden
soll in Abhängigkeit davon,
ob der Fahrer Energie sparen will. Bei beiden Ausführungsformen
sind gleiche Bauteile oder Verfahrensschritte mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die gleichen Bauteile oder Verfahrensschritte werden nicht
erneut beschrieben.
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Wie
in 6 gezeigt, sind ein Wirtschaftlichkeitsschalter 618 und
ein Kraftstoffniveausensor 620 mit der ECU 600 des
Fahrzeugs 100 mit der Gangschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung verbunden. Der Wirtschaftlichkeitsschalter 618 führt einen
Schaltvorgang (Aufwärtsschalten)
bei einer niedrigeren Motordrehzahl als üblich durch. Im Fall einer
Fahrweise (Wirtschaftlichkeitsfahrweise) unter Beachtung des Kraftstoffverbrauchs
(mit vermindertem Kraftstoffverbrauch) wird bevorzugt, dass der Fahrer
den Wirtschaftlichkeitsschalter 618 einschaltet.
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Der
Kraftstoffniveausensor 620 ist in einem Kraftstofftank 700 vorgesehen.
Der Kraftstoffniveausensor 620 erfasst einen Restbetrag
des im Kraftstofftank 700 befindlichen Kraftstoffs. Ein
den Restbetrag anzeigendes erfasstes Signal wird der ECU 600 zugeführt.
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Der
Aufbau des von der ECU 600 in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführten
Programms wird unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
darin, dass S200 und S202 hinzugefügt wurden. Hinsichtlich der anderen
Abläufe
entspricht die vorliegende Ausführungsform
der oben erwähnten
Ausführungsform. Diese
Abläufe
werden nicht erneut im Einzelnen beschrieben.
-
In
S200 erfasst die ECU 600 ein Restkraftstoffniveau (Restbetrag
des Kraftstoffs) und einen Betriebszustand des Wirtschaftlichkeitsschalters 618.
Der Betriebszustand des Wirtschaftlichkeitsschalters 618,
der anzeigt, ob der Wirtschaftlichkeitsbetrieb ausgewählt wurde
oder nicht, wird als Fahrabsicht des Fahrers erfasst.
-
In
S202 bestimmt die ECU 600, ob der Fahrer kraftstoffsparend
fahren will oder nicht. Wenn beispielsweise das Restkraftstoffniveau
niedriger als ein bestimmtes Niveau ist, oder wenn der Wirtschaftlichkeitsschalter 618 eingeschaltet
ist, wird bestimmt, dass der Fahrer kraftstoffsparend fahren will.
Wenn der Fahrer nicht kraftstoffsparend fahren will (NEIN in S202),
geht das Programm zu S114. Wenn der Fahrer kraftstoffsparend fahren
will (JA in S202), geht das Programm zu S116.
-
Im
Folgenden wird die Arbeitsweise der ECU 600 in dem Fahrzeug
mit der Gangschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
mit der oben beschriebenen Konstruktion anhand des Fließbildes beschrieben.
-
Wenn
das Restkraftstoffniveau und ein Betriebszustand des Wirtschaftlichkeitsschalters 618 erfasst
werden (S200), wird bestimmt, ob der Fahrer kraftstoffsparend fahren
will oder nicht (S202). Wenn das Kraftstoffniveau höher als
das bestimmte Niveau ist, oder wenn der Wirtschaftlichkeitsschalter 618 ausgeschaltet
ist, wird bestimmt, dass der Fahrer nicht kraftstoffsparend fahren
will (NEIN in S202) und der Schaltvorgang wird mittels Durchführen der
Doppelkupplungssteuerung durchgeführt (S114).
-
Wenn
das Kraftstoffniveau niedriger als das bestimmte Niveau ist, oder
wenn der Wirtschaftlichkeitsschalter 618 eingeschaltet
ist, wird bestimmt, dass der Fahrer kraftstoffsparend fahren will
(JA in S202) und der Schaltvorgang wird ohne Durchführen der
Doppelkupplungssteuerung durchgeführt (S116).
-
Wie
oben beschrieben, erfasst die ECU in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ein Restkraftstoffniveau und einen Betriebszustand des Wirtschaftlichkeitsschalters
und bestimmt, ob der Fahrer kraftstoffsparend fahren will oder nicht.
Wenn der Fahrer nicht kraftstoffsparend fahren will, wird der Schaltvorgang
mittels Durchführen
der Doppelkupplungssteuerung durchgeführt. Wenn der Fahrer kraftstoffsparend
fahren will, wird der Schaltvorgang ohne Durchführen der Doppelkupplungssteuerung
durchgeführt. Auf
diese Weise wird der Verbrauch einer größeren Kraftstoffmenge aufgrund
eines Anstiegs der Ausgangsdrehzahl des Motors verhindert. Hierdurch
wird eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs verhindert.
Auch wenn der Fahrer den Wunsch hat, den Kraftstoffverbrauch zu
vermindern, wird ein Unstimmigkeitsgefühl aufgrund eines nicht verminderten Kraftstoffverbrauchs
verhindert.
-
8A und 8B zeigen
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung. Bei der obigen ersten Ausführungsform sind die erforderliche
Dauer T (D) zur Durchführung
der Doppelkupplungssteuerung und die erforderliche Dauer T (S) zur
Drehzahlsynchronisation unter Verwendung der in dem ROM gespeicherten
Tabelle berechnet worden. Bei der vorliegenden Ausführungsform
werden jedoch die Werte in der Tabelle berichtigt (gelernt) und
zwar auf der Grundlage einer tatsächlich erforderlichen Synchronisationsdauer.
-
Die
dritte Ausführungsform
ist hinsichtlich des Aufbaus und den anderen Funktionen der ersten Ausführungsform
identisch. Daher erfolgt keine erneute Beschreibung.
-
In
den 8A und 8B ist
der Aufbau eines Programms gezeigt, das von der ECU 600 in dem
Fahrzeug mit der Gangschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
durchgeführt
wird. Die vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
darin, dass S300 bis S304 und S400 bis S404 hinzugefügt wurden.
Die anderen Verfahren der vorliegenden Ausführungsform entsprechen der
oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Diese Verfahren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden
nicht erneut beschrieben.
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In
S300 berechnet die ECU 600 (misst) eine tatsächliche
Betriebsdauer TR (D) für
die Doppelkupplungssteuerung. Die tatsächliche Betriebsdauer TR (D)
kann zum Beispiel unter Verwendung eines in der ECU 600 vorgesehenen
Zeitzählers
oder ähnlichem
berechnet werden. In S302 berechnet die ECU 600 eine Differenz
TD (D) (TD (D) = TR (D) – T
(D)) zwischen einem Tabellenwert T (D) und der Betriebsdauer TR
(D).
-
In
S304 berichtigt die ECU den Tabellenwert unter Verwendung der Zeitdifferenz
TD (D). Zum Berichtigen des Tabellenwerts wird beispielsweise ein Korrekturwert
0,1 × TD
(D) dem Tabellenwert T (D) hinzugefügt. Der Koeffizient „0,1" stellt ein beispielhaftes
Angleichverfahren dar. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass
der Koeffizient „0,1" beträgt.
-
In
S400 berechnet die ECU 600 (misst) eine tatsächliche
Betriebsdauer TR (S) für
die Drehzahlsynchronisation. Die tatsächliche Betriebsdauer TR (S)
kann beispielsweise unter Verwendung eines in der ECU 600 vorgesehenen
Zeitzählers
oder ähnlichem
berechnet werden. In S402 berechnet die ECU 600 eine Differenz
TD (S) (TD (S) = TR (S) – T
(S)) zwischen einem Tabellenwert T (S) und der Betriebsdauer TR
(S).
-
In
S404 berichtigt die ECU 600 den Tabellenwert unter Verwendung
der Zeitdifferenz TD (S). Zum Berichtigen des Tabellenwerts wird
beispielsweise ein Korrekturwert 0,1 × TD (S) dem Tabellenwert T (S)
hinzugefügt.
Der Koeffizient „0,1" stellt ein beispielhaftes
Angleichverfahren dar. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass
der Koeffizient „0,1" beträgt.
-
Im
Folgenden wird der Betrieb der ECU 600 in dem Fahrzeug
mit der Gangschaltvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion und dem Programm beschrieben.
-
Wenn
das Schalten mittels Durchführen
der Doppelkupplungssteuerung (S114) durchgeführt wird, wird die tatsächliche
Betriebsdauer TR (D) für die
Doppelkupplungssteuerung berechnet (S300) und die Differenz T (D)
(TD (D) = TR (D) – T
(D)) zwischen dem Tabellenwert T (D) und der Betriebsdauer TR (D)
berechnet (S302). Der Korrekturwert (0,1 × TD (D)), der unter Verwendung
der Differenz TD (D) berechnet wurde, wird dem Tabellenwert T (D)
hinzugefügt,
sodass der Tabellenwert T (D) berichtigt wird (S304).
-
Wenn
das Schalten ohne Durchführen
der Doppelkupplungssteuerung (S116) durchgeführt wird, wird die tatsächliche
Betriebsdauer TR (S) der Drehzahlsynchronisation berechnet (S400),
und die Differenz TD (S) (TD (S) = TR (S) – T (S)) zwischen dem Tabellenwert
T (S) und der Betriebsdauer TR (S) wird berechnet (S402). Der Korrekturwert
(0,1 × TD (S)),
der unter Verwendung der Differenz TD (S) berechnet wurde, wird
dem Tabellenwert T (S) hinzugefügt,
sodass der Tabellenwert T (S) berichtigt wird (S404).
-
Wie
oben beschrieben, berichtigt die ECU in dem Fahrzeug mit der Gangschaltvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Tabellenwerte T (D) und T (S) unter Verwendung der tatsächlichen Betriebsdauer
TR (D) für
die Doppelkupplungssteuerung und die tatsächliche Betriebsdauer TR (S)
für die
Drehzahlsynchronisation. Die erforderliche Dauer T (D) zur Durchführung der
Doppelkupplungssteuerung und die erforderliche Dauer T (S) für die Drehzahlsynchronisation
können
sehr genau berechnet werden.
-
Die
hier beschriebenen Ausführungsformen stellen
Beispiele dar und sind nicht in irgendeiner Weise begrenzend. Der
Umfang der Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung, sondern
durch die folgenden Ansprüche
definiert. Die Erfindung soll alle Änderungen mit umfassen, die
dem Schutzumfang der Ansprüche äquivalent
sind.