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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und/oder Verfahren
zur Erfassung fehlerbehafteter Solenoide. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung ein Steuerungssystem und/oder -verfahren
zur Erfassung von Fehlern in den Magneten von Solenoid gesteuerten
Aktuatoren für
automatisierte oder teilautomatisierte Geschwindigkeitswechselgetriebesysteme
von Kraftfahrzeugen.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Mechanische
Geschwindigkeitswechselgetriebe sind aus dem Stand der Technik allgemein
bekannt, wie aus den US-Patentschriften Nr. 3 105 395, 3 335 616,
4 428 469, 4 754 665, 4 920 815, 4 944 197, 5 086 897, 5 370 013
und 5 390 561 ersichtlich. Fluidbetätigte Zweistellungs- und Dreistellungs-Aktuatorkolbenanordnungen
und denen zugeordnete Aktuatorsysteme sind aus dem Stand der Technik
allgemein bekannt, wie aus den US-Patentschriften 4 899 607, 4 928
544, 4 936 156, 5 054 591, 5 193 410, 5 263 379, 5 272 441, 5 329
826, 5 651 292 und 5 661 998 ersichtlich.
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Getriebesysteme
mit besonderem Bezug sind in den folgenden US-Patentanmeldungen
offenbart:
- Aktenzeichen 09/178 346, eingereicht am 22.10.1998,
mit dem Titel „Robust
Control for Three-Position Transmission Shift Actuator Assembly"
- Aktenzeichen 08/053 089, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Range
Shift Control"
- Aktenzeichen 08/053 090, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Adaptive
Neutral Sensing"
- Aktenzeichen 08/053 091, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Jaw
Clutch Engagement Control for Assisted, Manually Shifted, Splitter-Type Transmission
System"
- Aktenzeichen 08/053 092, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Engine
Fuel Control for Completing Shifts in Controller-Assisted, Manually Shifted
Transmissions"
- Aktenzeichen 08/053 093, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Adaptive
Upshift Jaw Clutch Engagement Control"
- Aktenzeichen 08/053 095, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Dynamic
Range Shift Actuation"
- Aktenzeichen 08/053 181, eingereicht am 01.04.1998, mit dem
Titel „Adaptive
Splitter Actuator Engagement Force Control"
- Aktenzeichen 08/902 603, eingereicht am 07.08.1997, mit dem
Titel „Partially
Automated, Lever-Shifted Mechanical Transmission System"
- Aktenzeichen 08/990 678, eingereicht am 15.12.1997, mit dem
Titel „Assisted
Lever-Shifted Transmission".
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Steuerungen
für automatisierte
und teilautomatisierte Getriebesysteme, einschließlich Fehlererfassungssysteme
und/oder -verfahren, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie
aus den US-Patentschriften Nr. 4 595 986, 4 702 127, 4 922 425,
4 888 577, 4 849 899 und 5 272 441 ersichtlich.
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Außerdem offenbaren
die WO 98/24106 und die
US 4
932 246 Systeme zur Erfassung mit einem Solenoid im Zusammenhang
stehender Fehler.
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Es
ist bekannt, dass mit einem Solenoid im Zusammenhang stehende Fehler
manchmal in den Solenoid gesteuerten Aktuatoren auftreten, die in Fahrzeuggetriebesystemen
eingesetzt werden. Falls ein derartiger Fehler auftritt, ist es
höchst
erwünscht, einen
derartigen Zustand dem Fahrzeugführer
des Fahrzeugs anzuzeigen und irgendeine sichere Form einer Fehlerbehebungslogik
und/oder eines vorübergehenden
Betriebsmodus auszulösen.
Diese Aktionen benachrichtigen den Fahrzeugführer, dass eine Korrekturmaßnahme erforderlich
ist, und minimieren die Gefahr, dass das Getriebe einen mechanischen Schaden
erleidet oder sich in einer unerwünschten Weise verhält, auf
ein Minimum.
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Um
auf einen Solenoid-Fehler in richtiger Weise anzusprechen, muss
ein zuverlässiges
Fehlererfassungssystem implementiert sein. Obwohl Beispiele für Fehlererfassungssysteme
in dem Stand der Technik zu finden sind, sind derartige Systeme gewöhnlich kompliziert
aufgebaut, sie sind nicht in der Lage eine weite Vielfalt von mit
einem Solenoid im Zusammenhang stehenden Fehlern zu detektieren,
oder sie können
nicht in sämtlichen
Getriebesteuerungskonfigurationen verlässlich implementiert werden.
Ein besonderes Problem im Zusammenhang mit den Fehlererfassungssystemen
nach dem Stand der Technik liegt darin, dass sie in Niederseite-Solenoid-Treiberschaltungskonfigurationen
nicht betriebssicher implementiert werden können, obwohl derartige Konfigurationen
erwünscht
sind, weil sie es ermöglichen,
weniger kompliziert aufgebaute und kostengünstigere elektronische Steuereinheiten
in der Getriebesteuerung einzusetzen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Fehlererfassungssystem
und -verfahren, das die Probleme nach dem Stand der Technik auf
ein Minimum reduziert oder überwindet.
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Das
Fehlererfassungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
eine Solenoidtreiberschaltung zur Erregung und Entregung des Solenoids,
eine Stromerfassungsschaltung zur Erfassung der Stromstärke in dem
Solenoid und einen Spannungsversorgungsschaltkreis zum gezielten
Anschluss und zur gezielten Trennung einer Versorgungsspannung an
die bzw. von der Solenoidtreiberschaltung. Es ist ferner eine Verarbeitungsschaltung enthalten,
die mit der Solenoidtreiberschaltung, der Stromerfassungsschaltung
und dem Spannungsversorgungsschaltkreis verbunden ist und diese
steuert. Die Verarbeitungsschaltung realisiert eine Fehlererfassungslogik,
gemäß der die
Verarbeitungsschaltung den Strom in dem Solenoid erfasst und für den Fall,
dass der erfasste Strom für
eine vorbestimmte Zeitspanne größer ist
als ein vorbestimmter Stromwert, die Spannungsversorgung von der
Solenoidtreiberschaltung trennt und die Geschwindigkeit der Spannungsabnahme
in der Solenoidtreiberschaltung misst, um zu bestimmen, ob ein Lehrlauffehler
oder ein Kurzschlussfehler vorliegt.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
beim Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines fluidbetätigten Dreistellungs-Schaltaktuatorsystems,
das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes, das vorteilhafterweise
das Aktuatorsystem nach 1 verwendet.
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3 zeigt
einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Getriebes nach 2.
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4 veranschaulicht
ein gewöhnliches Schaltschema
sowie übliche
Gangübersetzungen
für das
Getriebe nach 2.
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5 zeigt
eine graphische Darstellung der durch die Aktuatoreinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgeübten
variablen Kraft in Abhängigkeit
von der variablen Pulsweitenmodulation des einzelnen gesteuerten
Zuführregelventils
oder des variablen Fluiddrucks, der durch das Ventil der ersten Kammer
zugeführt
wird.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung eines fluidbetätigten Schaltaktuatorsystems
für die Range-Kupplung
des Getriebes.
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7 zeigt
ein schematisiertes Schaltbild eines Solenoid-Reglers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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8 und 9 zeigen
Flussdiagramme des Programms der elektronischen Steuereinheit, die die
Fehlererfassungslogik gemäß der vorliegenden Erfindung
verwirklicht.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
wird eine bestimmte Terminologie lediglich zu dem Zweck der Vereinfachung und
nicht im beschränkenden
Sinne verwendet. Die Ausdrücke „nach oben", „nach unten", „nach rechts" und „nach links" bezeichnen Richtungen
in den Figuren, auf die Bezug genommen ist. Die Ausdrücke „vorwärts" und „rückwärts" beziehen sich entsprechend
auf das vordere bzw. das hintere Ende des Getriebes, wie es üblicherweise
in einem Fahrzeug eingebaut ist, und es handelt sich um die linke
bzw. die rechte Seite des Getriebes, wie es in 2 veranschaulicht
ist. Die Ausdrücke „innen" und „außen" beziehen sich jeweils
auf Richtungen in Richtung auf die geometrische Mitte der Vorrichtung
und deren bezeichneter Teile zu bzw. von dem geometrischen Mittelpunkt
weg. Diese Terminologie schließt
die oben speziell erwähnten
Ausdrücke,
Ableitungen hiervon und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung mit ein.
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Der
Ausdruck „Verbundgetriebe" wird verwendet,
um ein Geschwindigkeitswechsel oder Gangstufenwechselgetriebe zu
bezeichnen, das eine Hauptgetriebegruppe sowie eine in Reihe verbundene
Hilfsantriebsstrangeinheit, beispielsweise eine Hilfsgetriebegruppe,
aufweist, wobei die ausgewählte
Ganguntersetzung in der Hauptgruppe durch eine weitere ausgewählte Ganguntersetzung
in der Hilfsgetriebegruppe ergänzt
werden kann. Der Ausdruck „Hochschalten", wie er hier verwendet
wird, soll das Schalten aus einer Gangstufe für niedrigere Geschwindigkeiten
in eine Gangstufe für
höhere
Geschwindigkeiten bedeuten, während
der Ausdruck „Herunterschalten" in dem hier verwendeten
Sinne das Schalten von einem höheren
Gang in einen niedrigeren Gang bezeichnen soll. Die Ausdrücke „Gang für niedrigere
Geschwindigkeit" oder „niedriger Gang" oder „unterer
Gang" soll in dem
hier verwendeten Sinne eine Gangstufe bezeichnen, die in einem Getriebe
für einen
Betrieb bei einer relativ niedrigen Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet
wird (d.h. ein Satz von Zahnrädern,
der ein höheres
Untersetzungsverhältnis
der Ausgangswellendrehzahl in Bezug auf die Eingangswellendrehzahl
aufweist). Der Ausdruck „synchronisierte
Kupplungseinrichtung" sowie
Begriffe mit ähnlicher
Bedeutung sollen eine Kupplungseinrichtung bezeichnen, die dazu
verwendet wird, um ein ausgewähltes
Zahnrad mittels einer formschlüssigen
Kupplung drehfest an eine Welle anzukuppeln, wobei ein Versuch des
Einrückens
dieser Kupplung verhindert wird, bis die Glieder der Kupplung im
Wesentlichen synchron umlaufen, und wobei den Kupplungsgliedern
Reibmittel mit relativ großer Übertragungskapazität zugeordnet
sind, die ausreichend bemessen sind, um auf die Initialisierung
des Einrückens
einer Kupplung hin zu bewirken, dass die Kupplungsglieder und alle
damit umlaufenden Elemente mit einer im Wesentlichen synchronen
Drehzahl rotieren.
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Das
fluidbetätigte
Schaltaktuatorsystem 10 mit drei Stellungen gemäß der vorliegenden
Erfindung und die darin verwendete Dreistellungs-Aktuatorkolbenanordnung 12 können besonders
vorteilhaft als Splitkupplungsaktuator in einem Verbundgetriebe 110 verwendet
werden, wie es in den 2–4 veranschaulicht
ist.
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Das
Getriebe 110 weist eine Hauptgruppe 112 und eine
Hilfsgruppe 114 auf, die beide in einem Gehäuse 116 untergebracht
sind. Das Gehäuse 116 enthält eine
vordere Stirnwand 116A und eine hintere Stirnwand 116B,
jedoch keine Zwischenwand.
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Eine
Eingangswelle 118 trägt
ein drehfest an dieser angebrachtes Eingangszahnrad 120 und
bildet eine sich nach hinten öffnende
Aufnahmetasche 118A, in der ein einen verminderten Durchmesser aufweisender
Fortsatz 158A einer Ausgangswelle 158 gelagert
ist. In der Tasche oder Sackbohrung 118A kann eine reibungslose
oder -arme Buchse 118B oder dergleichen vorgesehen sein.
Das vordere Ende der Eingangswelle 118 ist mittels eines
Lagers 118C in der vorderen Stirnwand 118 gelagert, während das
hintere Ende 158C der Ausgangswelle 158 durch
eine Lageranordnung 158D in der hinteren Stirnwand 116B gelagert
ist. Die Lageranordnung 158D kann durch ein Paar gegenüber liegender Schrägwälzlager
oder durch ein einzelnes Wälz- oder
Kugellager gebildet sein, wie dies in 3 veranschaulicht
ist.
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Die
Hauptwelle 146, die Hauptwellenkupplungen 148 und 150 sowie
die Hauptwellen-Splitkupplung 180 trägt, ist in Form eines im Wesentlichen rohrförmigen Körpers 146A gebildet,
der eine keilverzahnte Außenumfangsfläche 146B und
eine sich in Axialrichtung erstreckende Durchgangsbohrung 146C zum
Durchführen
der Ausgangswelle 158 aufweist. Zum Schalten der Kupplungen 148 bzw. 150 sind
Schaltgabeln 152 und 154 vorgesehen. Die Hauptwelle 146 ist
in Bezug auf die Eingangswelle 118 und die Ausgangswelle 158 unabhängig von
diesen drehbar und lässt
sich in radialer Richtung relativ zu diesen begrenzt frei bewegen.
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Die
Hauptgruppe 112 enthält
zwei im Wesentlichen identische Hauptgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 122,
von denen jede eine Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 aufweist,
die drehfest an dieser befestigte Vorgelegewellenzahnräder 130, 132, 134, 136 und 138 trägt. Die
Zahnradpaare 130, 134, 136 und 138 stehen
ständig
kämmend
mit dem Eingangszahnrad 118, den Hauptwellenzahnrädern 140 und 142 bzw.
einem lose laufenden Zwischenrad 157 in Eingriff, das mit
dem Rückwärtszahnrad 144 der
Hauptwelle kämmt.
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Die
Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 erstreckt sich nach hinten
bis in die Hilfsgruppe hinein, wo ihr hinteres Ende 124A unmittelbar
oder mittelbar in der hinteren Gehäusestirnwand 116B gelagert
ist.
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Die
Hilfsgruppe 114 enthält
zwei im Wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 160,
von denen jede eine Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 162 enthält, die
drehfest daran befestigte Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 168, 170 und 172 trägt. Die
Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnradpaare 168, 170 und 172 stehen
ständig
kämmend
mit einem Splitzahnrad 174, einem Split-/Rangezahnrad 176 bzw.
einem Rangezahnrad 178 in Eingriff. Die Splitkupplung 180 ist
an der Hauptwelle 146 angebracht, um wahlweise entweder das
Zahnrad 174 oder das Zahnrad 176 an diese anzukuppeln,
während
die synchronisierte Rangekupplung 182 an der Ausgangswelle 158 befestigt
ist, um wahlweise entweder das Zahnrad 176 oder das Zahnrad 178 an
diese anzukuppeln. Die Splitkupplung wird vorzugsweise mittels einer
Schaltgabel 180A axial positioniert, die durch das Aktuatorsystem 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung betätigt
wird.
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Die
Hilfsgruppen-Vorgelegewellen 162 weisen eine im Wesentlichen
rohrförmige
Gestalt auf, wodurch Durchgangsbohrungen 162A zur Aufnahme der
hinteren Verlängerungen
der Hauptgruppen-Vorgelegewellen 124 definiert sind. Es
sind Lager oder Buchsen 162B und 162C vorgesehen,
um die Hilfsgruppen-Vorgelegewelle 162 auf
der Hauptgruppen-Vorgelegewelle 124 drehbar zu lagern.
Mittels eines Lagers 162D sind die hinteren Enden der Vorgelegewellen 124 und 162 in
der hinteren Stirnwand 116B mittelbar oder unmittelbar
gelagert.
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Der
Aufbau und die Funktion der zweiseitig wirkenden Klauenkupplungsmuffe 180 sind
im Wesentlichen gleich dem Aufbau und der Funktion der gleitenden
Kupplungsmuffen 148 und 150, die in der Hauptgetriebegruppe 112 verwendet
werden, und der Aufbau und die Funktion der zweiseitig wirkenden synchronisierten
Kupplungsanordnung 182 sind im Wesentlichen identisch mit
dem Aufbau und der Funktion von herkömmlichen zweiseitig wirkenden synchronisierten
Kupplungsanordnungen, von denen Beispiele aus den US-Patentschriften
Nr. 4 462 489, 4 125 179 und 2 667 955 ersichtlich sind. Die veranschaulichte
synchronisierte Kupplungsanordnung 182 ist von der Bauart
mit Zapfen, wie sie in der vorerwähnten US-Patentschrift 4 462
489 beschrieben ist.
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Die
Splitklauenkupplung 180 ist, wenn sie in Verbindung mit
dem Aktuatorsystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, eine Dreistellungs-Kupplungsanordnung, die wahlweise
in die äußerst rechte
(Direkt-) oder äußerst linke
(Overdrive-) Stellung, um jeweils entweder das Zahnrad 176 oder
das Zahnrad 174 an die Hauptwelle 146 anzukuppeln,
oder in eine nicht eingerückte
(neutrale) Zwischenstellung positioniert werden kann. Die neutrale
Stellung bezieht sich auf den Bereich von in der Mitte liegenden
Zwischenpositionen der Kupplung 180, in denen weder das
Zahnrad 174 noch das Zahnrad 176 an die Hauptwelle 146 angekuppelt
ist.
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Wie
anhand der 2–4 zu ersehen
ist, können
durch gezielte axiale Positionierung der Splitkupplung 180 und
der Rangekupplung 182 in deren vordere und hintere Axialstellungen
vier unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
zwischen der Drehbewegung der Hauptwelle und der Drehbewegung der
Ausgangswelle geschaffen werden. Dementsprechend ist die Hilfsgetriebegruppe 114 eine
Hilfsgruppe in der kombinierten Range- und Split-Bauart mit drei
Schaltebenen, die vier auswählbare
Gänge oder Antriebsübersetzungsverhältnisse
zwischen deren Eingang (Hauptwelle 146) und deren Ausgang
(Ausgangswelle 158) zur Verfügung stellt. Die Hauptgruppe 112 stellt
einen Rückwärtsgang
und drei potentiell auswählbare
Vorwärtsgänge bereit.
Jedoch wird einer der auswählbaren
Vorwärtsgänge der
Hauptgruppe, nämlich
der Gang für
niedrige Geschwindigkeiten, der dem Hauptwellenzahnrad 142 zugeordnet ist,
nicht in dem hohen Bereich verwendet. Demgemäß wird das Getriebe 110 geeigneter
Weise als ein Getriebe des Typs „(2 + 1) × (2 × 2)" bezeichnet, das neun oder zehn auswählbare Vorwärtsgänge zur
Verfügung
stellt, abhängig
davon, ob es wünschenswert und
praktikabel ist, den niedrigsten Gang zu splitten.
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Das
Schaltschema zum Schalten des Getriebes 110 ist in einer
schematisierten Darstellung in 4 veranschaulicht.
Unterteilungen in vertikaler Richtung bei jeder Schalthebelstellung
kennzeichnen Split-Schaltvorgänge,
während
Bewegungen in horizontaler Richtung aus der 3/4- und 5/6-Gasse des H-förmigen Schaltschemas
zu der 7/8- und 9/10-Gasse des H-Schaltschemas Schaltvorgänge aus
dem unteren Bereich (Range) in den hohen Bereich des Getriebes bezeichnen.
Wie oben erläutert, wird
ein manueller Split-Schaltvorgang in der üb lichen Weise mittels eines
durch den Fahrzeugführer zu
betätigenden
Split-Schaltknopfes oder dergleichen bewirkt, gewöhnlich mittels
eines Knopfes, der auf dem Schalthebelknauf angeordnet ist, während die
Betätigung
der Schaltanordnung für
die Range-Kupplung eine automatische Reaktion auf die Bewegung des
Gangschalthebels zwischen der mittleren und der äußerst rechten Gasse des Schaltschemas
ist, wie dies in 4 veranschaulicht ist. Range-Schaltvorrichtungen
dieser allgemeinen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und
sind aus den US-Patentschriften Nr. 3 429 202, 4 455 883, 4 561 325,
4 663 725 und 4 974 468 ersichtlich.
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Erneut
Bezug nehmend auf 4 wird angenommen, dass es wünschenswert
ist, dass ein Getriebe im Wesentlichen gleiche Übersetzungssprünge aufweist,
wobei die Gangsprünge
der Hauptgruppe im Allgemeinen gleich sein sollten, der Split-Sprung allgemein
gleich der Quadratwurzel der Gangsprünge in der Hauptgruppe und
der Range-Sprung ungefähr
gleich der N-ten
Potenz der Gangsprünge
in der Hauptgruppe sein sollte, wobei N gleich der Anzahl der in
beiden Bereichen auftretenden Gangstufen der Hauptgruppe ist (d.h.
N = 2 bei dem (2 + 1) × (2 × 2)-Getriebe 110).
Unter Vorgabe dieser gewünschten
idealen Übersetzungen
werden die Zahnradsätze
im Sinne einer Annäherung dieser Übersetzungen
ausgewählt.
Bei dem obigen Beispiel betragen die Split-Sprünge etwa 33,3% während der
Range-Sprung ungefähr
316% beträgt,
was im allgemeinen für
eine „2
+ 1"-Hauptgetriebegruppe mit
Sprüngen
von etwa 78% geeignet ist, da die Quadratwurzel von 1,78 ungefähr gleich
1,33 und die zweite Potenz von 1,78 (d.h. N = 2) in etwa gleich 3,16
ist.
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Für bestimmte
wenigstens teilweise automatisierte mechanische Getriebesysteme,
die dem in den 2–4 veranschau lichten
Getriebe 110 ähnliche
mechanische Getriebe verwenden, kann es unter bestimmten Betriebsbedingungen
wünschenswert
sein, die Split-Klauenkupplung 180 zu veranlassen, sich
in ihre neutrale Stellung zu bewegen und darin zu verbleiben und/oder
die auf die Schaltgabel 180A und die Kupplung 180 ausgeübte Kraft
zu variieren. Durch die Schaltaktuatorkolbeneinrichtung 12 und
das Aktuatorsystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
werden relativ einfache, kostengünstige und
zuverlässige
Mittel zur Verfügung
gestellt, um diese gewünschten
Steuerungsfunktionen für
die Splitkupplung bereitzustellen.
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Bezug
nehmend auf 1 enthält die fluidbetätigte Schaltaktuatoranordnung 12 mit
drei Stellungen einen zweiteiligen zylindrischen Grundkörper 14 mit
einem Grundkörperhauptelement 14A und
einem Abschlussdeckel 14B. Der Zylinderkörper weist eine
Sackbohrung 16 auf, aus der eine Kolbenstange 18 ragt,
die einen Schaltaktuator, beispielsweise die Schaltgabel 180A,
derart trägt,
dass sich dieser zusammen mit der Stange axial bewegen lässt. Die Sackbohrung 16 weist
einen Abschnitt 16A mit größerem Innendurchmesser, einen
Abschnitt 16B mit kleinerem Innendurchmesser und einen
Abschnitt 16C mit mittlerem Innendurchmesser auf, der zwischen
den Abschnitten mit großem
und kleinem Innendurchmesser liegt. An den Übergängen zwischen den Bohrungsabschnitten 16A und 16C bzw.
zwischen den Bohrungsabschnitten 16C und 16B sind Schultern 16D bzw. 16E ausgebildet.
Um ein Beispiel zu geben, für
ein Getriebe für
Schwerlastfahrzeuge können
die Innendurchmesser 16F, 16G und 16H der Bohrungsabschnitte 16A, 16B bzw. 16C ungefähr 2,203
Zoll, 1,197 Zoll bzw. 1,850 Zoll betragen.
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Ein
vergrößertes Differenzflächenkolbenelement 20 ist
gleitend und abgedichtet in dem größeren Bohrungsabschnitt 16A aufgenommen
und an der Stange 18 starr befestigt, um mit dieser in
axialer Richtung bewegt zu werden. Der Kolben 20 enthält eine
nach links weisende große
Stirnfläche 20A und eine
nach rechts gewandte kleinere Stirnseite 20B.
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Die
Stange 18 ist in dem Bohrungsabschnitt 16D mit
dem kleineren Durchmesser verschiebbar aufgenommen und trägt auf ihrer
Außenumfangsfläche 18A ein
ringartiges, rohrförmiges
Kolbenelement 22. Das ringartige rohrförmige Kolbenelement 22 weist
einen Innenumfangsfläche 22A,
die gleitend und abgedichtet auf der Außenumfangsfläche 18A der
Stange 18 gelagert ist, sowie eine Außenumfangsfläche 22B auf,
die gleitend und abgedichtet in dem Abschnitt 16C mittleren
Durchmessers aufgenommen ist. Ferner weist der rohrförmige Kolben eine
nach links weisende Kolbenstirnfläche 22C auf.
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Obwohl
die Stange 18 in Verbindung mit einer Schaltgabel 180A dargestellt
ist, kann die Stange auch dazu dienen, um andere Vorrichtungen,
beispielsweise Schalteinrichtungen von den Bauarten, wie sie in
der US-Patentschrift 4 920 815 veranschaulicht sind, zu betätigen.
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Eine
nach rechts gerichtete axiale Bewegung des ringartigen, rohrförmigen Kolbens 22 relativ zu
der Stange 18 ist durch ein Anschlagelement 24 begrenzt,
während
eine axiale Bewegung des Kolbens 22 nach links in Bezug
auf die Stange 18 durch die Stirnseite 20B des
Kolbens begrenzt ist. Eine nach rechts gerichtete Bewegung des rohrförmigen Kolbens 22 in
Bezug auf die Bohrung 16 und den Grundkörper 14 ist durch
die Schulter 16E begrenzt. Die Stirnseite 20A des
Kolbens und der Bohrungsabschnitt 16A definieren eine erste
Kammer 26, die über
einen Durchlasskanal 28 mit einer Fluidleitung A strömungsmäßig verbunden
ist, die wahlweise unter Druck gesetzt bzw. druckentlastet werden
kann, während
die Stirnseite 20B des Kolbens, der Bohrungsabschnitt 16A und
die nach links weisende Stirnseite 22C des rohrförmigen Sekundärkolbens 22 eine zweite
Kammer 30 festlegen, die über einen Durchlasskanal 32 mit
einer unter konstantem Druck stehenden Leitung B strömungsmäßig verbunden
ist.
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Es
kann ein Positionssensor 64 vorgesehen sein, um ein Eingangssignal
zur Verfügung
zu stellen, das für
die axiale Stellung der Stange 18 und/oder der Schaltgabel 180A kennzeichnend
ist. Wie veranschaulicht ist, kann die Schaltgabel 180A vollständig nach
links verschoben werden, um die Split-Gangstufe für den Overdrive einzurücken (d.h.
das Zahnrad 174 wird an die Hauptwelle 146 angekuppelt),
sie kann nach rechts verschoben werden, um die Split-Gangstufe für den Direktantriebsgang
einzurücken
(d.h. das Zahnrad 176 wird an die Hauptwelle 146 angekuppelt),
oder sie kann mittig in einem Bereich der neutralen Stellung positioniert
werden (in der die Hauptwelle 146 weder an das Zahnrad 174 noch
an das Zahnrad 176 angekuppelt ist).
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Ein
Mikroprozessor basierter Controller 36 kann dazu vorgesehen
sein, um unterschiedliche Eingangssignale 38 zu empfangen,
die entsprechend vorgegebenen logischen Regeln verarbeitet werden, um
Ausgangsbefehlssignale 40 an verschiedene Systemaktuatoren
auszugeben, z.B. an eine durch Pulsweitenmodulation elektromagnetisch
gesteuerte Ventilvorrichtung 42, die dazu dient, die Druckbeaufschlagung
und Druckentlastung der Leitung A und der Kolbenkammer 26 zu
steuern. Controller dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt,
wie sich den US-Patentschriften Nr. 4 360 060, 4 595 986, 5 281
902 und 5 445 126 entnehmen lässt.
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Eine
fahrzeuginterne Quelle 44 für gefilterte und regulierte
Druckluft, in der Regel von dem Kompressor des Fahrzeugs, steht über die
Leitung B und den Kanal 32 in dem Grundkörper 14 ständig in
unmittelbarer strömungsmäßiger Verbindung
mit der Kammer 30. Die Kammer 26 steht in Abhängigkeit von
der Stellung der zwei Stellung aufweisenden, Pulsweiten moduliert
elektromagnetisch gesteuerten Dreiwegeventilvorrichtung 42 über die
Leitung A und den Kanal 38 wahlweise mit der Quelle 44 oder
mit der Atmosphäre
(ATMO) in Verbindung. In einem herkömmlichen Schwerlastnutzfahrzeug
stellt die Druckluftquelle 44 einen geregelten Druck von
ca. 80 Psi zur Verfügung.
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Der
Mikroprozessor gestützte
Controller 36 kann Eingangssignale von einem elektronischen
Datenlink, beispielsweise einem von denjenigen Datenlinks, die von
der Industrie etablierten Standardprotokollen, z.B. SAE J1922, SAE
J1939 und/oder ISO 11898, entsprechen, und/oder von vielfältigen Sensoren
entgegennehmen, beispielsweise solchen Sensoren, die für die Fahrpedalstellung,
die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Getriebewellendrehzahlen, die Motordrehzahl,
das Motordrehmoment, den Betätigungszustand
des Gangschalthebels und/oder des Split-Wählschalters, den Betriebszustand
der Hauptkupplung und dergleichen kennzeichnend sind. Der Controller 36 kann
ferner Ausgangsbefehlssignale 40 an Anzeigevorrichtungen,
an Aktuatoren der Hauptgetriebegruppe und/oder der Range-Gruppe,
an Motorcontroller, an Betätigungsvorrichtungen
für die Hauptkupplung,
an Aktuatoren des Antriebsstrangretaders und ähnliches ausgeben. Der Controller 36 gibt
ebenfalls Ausgangsbefehlssignale an die mittels Pulsweitenmodulation
elektromagnetisch gesteuerte Ventilvorrichtung 42 aus.
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Es
kann ein Sensor 158E (3) vorgesehen
sein, um ein Signal zur Verfügung
zu stellen, das die Drehzahl der Ausgangswelle 158 kennzeichnet (und
auch für
die Fahrzeuggeschwindigkeit kennzeichnend ist), während ein
Sensor 60 (2) dazu dienen kann, ein Signal
bereitzustellen, das für
die Betätigung
des auf dem Gangschalthebel 64 angeordneten Split-Wählschalters 62 kennzeichnend
ist.
-
Es
ist wichtig zu bemerken, dass der rohrförmige Kolben 22 mit
der Schulter 16E in Berührung kommt,
wenn die Kolbenstange 18/Schaltgabel 180A (1)
die neutrale Stellung einnimmt und der rohrförmige Kolben 22 an
dem Anschlag 24 anliegt (ein Zustand, der sich zwangsläufig auf
Grund der ständigen
Druckbeaufschlagung der Kammer 30 einstellt). Dementsprechend
wird, falls die Stange 18/Gabel 180A in die Richtung
des Overdrive (nach links) verschoben wird, durch die Stirnseite 22C des
Kolbens 22 auf die Stange und die Gabel eine nach rechts
gerichtete Kraft (von ca. 130 Pfund in dem vorliegenden Beispiel)
ausgeübt,
wobei diese Kraft schlagartig nachlässt, sobald die Stange 18/Gabel 180A in
die neutrale Stellung hinein oder aus der neutralen Stellung in
Richtung auf den direkten Gang zu (weiter nach rechts) bewegt wird.
Diese Charakteristik wird dazu verwendet, die Positionierung des
Aktuators 12 mit drei Stellungen zu steuern, wie dies im
Einzelnen nachstehend näher
erläutert
ist.
-
5 veranschaulicht
in einer graphischen Darstellung die Kräfte, die der Schaltgabel 180A je nach
dem Grad der Pulsweitenmodulation zugeführt werden, in Abhängigkeit
von der Positionierung der Gabel und unter der Annahme der oben angegebenen
Abmessungen sowie einer Druckfluidquelle von 80 Psi (d.h. 20A =
2,203 Zoll; 20B = 1,197 Zoll, 20C = 1,1850 Zoll;
und Quelle 44 = 80 Psi). In 5 variiert
der prozentuelle Grad der Pulsweitenmodulation (% PWM) von 0% Modulation
(vollständig
erregt) bis 100% Modulation (zu keinem Zeitpunkt erregt), und eine
Kraft in Richtung des direkten Gangs (nach rechts) ist eine positive
Kraft, während
eine Kraft in Richtung des Overdrive (nach links) eine negative Kraft
darstellt. Die Kurve 50 repräsentiert die auf die Gabel
ausgeübten
Kräfte,
falls die Gabel auf die Seite des Overdrive (nach links) in Bezug
auf die Neutralstellung verschoben ist, während die Kurve 52 die Kräfte darstellt,
die auf die Gabel wirken, falls diese in Bezug auf die Neutralstellung
auf die Seite des direkten Gangs (nach rechts) verschoben ist. Für jeden gegebenen
Grad der Pulsweitenmodulation des Magnetventils 42 oder
bei jeder entsprechenden daraus resultierenden Druckbeaufschlagung
der Leitung A entspricht der Abstand zwischen den Kurven 50 und 52 einer
Kraftdifferenz von ungefähr
130 Pfund, die eine nach rechts gerichtete Differenzkraft darstellt, die
der rohrförmige
Kolben zur Verfügung
stellt, wenn die Gabel 180 auf die links von der neutralen
Stellung befindliche Seite (Overdrive Seite) positioniert wird.
-
So
wird beispielsweise, falls der Overdrive eingelegt ist und eine
Modulation von 0% (d.h. maximale Erregung) des Magnetventils 42 befohlen
wird, die Gabel aus der Overdrivestellung heraus mit einer Kraft
von ca. 220 Pfund in Richtung auf die Neutralstellung hin gedrückt, bis
die Neutralstellung erreicht ist (Kurve 50), und anschließend mit
einer Kraft von ungefähr
90 Pfund aus der Neutralstellung heraus in die Stellung des direkten
Gangs gedrückt
(Kurve 52). In ähnlicher
Weise wird die Gabel bei einer Modulation von 20% (d.h. das Ventil
zu 80% der Gesamtzeit erregt) mit einer Kraft von un gefähr 170 Pfund
in Richtung auf die neutrale Stellung zu und anschließend aus
der neutralen Stellung heraus mit einer Kraft von ca. 40 Pfund in
die Stellung des direkten Gangs gedrängt.
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Wie
durch die Linie 54 gekennzeichnet, wird die Gabel bei einer
Modulation von ca. 38% (d.h. die Magnetspule des Ventils ist zu
62% der Zeit erregt) unabhängig
von der Stellung der Gabel mit einer Kraft von ungefähr 65 Pfund
in Richtung auf die neutrale Stellung hin vorgespannt und anschließend abrupt
in der neutralen Stellung angehalten. Theoretisch wird die Gabel
bei einer Modulation zwischen ca. 28% (Linie 56) und einer
Modulation von ca. 52% (Linie 58) mit verschiedenen Kraftstärken gegen
die Neutralstellung vorgespannt und in der Neutralstellung oder
in deren Nähe
verbleiben.
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Dementsprechend
ist bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Aktuatorsystems 10 mit
drei Stellungen, das lediglich eine einzige mittels Pulsweitenmodulation
elektromagnetisch gesteuerte Ventilvorrichtung 42 benötigt, ein
Aktuator geschaffen, der drei auswählbare und aufrecht erhaltbare
Stellungen sowie wahlweise variable Betätigungskräfte aufweist.
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In
dem veranschaulichten System hat eine Modulation von 0% bis 28%
zur Folge, dass der Aktuator in der Stellung des direkten Gangs
schaltet, während
eine Modulation von ungefähr
28% bis ungefähr
52% ein Schalten des Aktuators in die neutrale Stellung bewirkt
und eine Modulation von ungefähr 52%
bis 100 dazu führt,
dass der Aktuator in die Stellung des Overdrive schaltet. Alternativ
lassen sich dieselben Ergebnisse auf einfache Weise erzielen, indem
der Leitung A eine Druckfluidquelle mit variablem Druck zur Verfügung gestellt
wird, wobei der Druck wahlweise zwischen 0 Psi und 80 Psi verändert werden
kann. Die Betriebscharakteristik des Systems 10 kann den
Anforderungen entsprechend durch Variation des Verhältnisses
der effektiven Angriffsflächen
der Stirnseiten 20A, 20B und 22C des Kolbens
verändert
werden.
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Die
Ventilvorrichtung 42 enthält ein Solenoid 42A zur
Steuerung der Positionierung eines Zweistellungs-Ventilelements 42B.
Ein Solenoidcontroller 42C, der mittels Befehlssignalen 40 von
der ECU 36 betrieben wird, ist dazu vorgesehen, die Spulen
des Solenoids 42A wahlweise mit Strom von einer (nicht veranschaulichten)
fahrzeuginternen elektrischen Energiequelle, bspw. einer Batterie
oder Lichtmaschine, zu speisen, oder die Stromzufuhr zu unterbrechen.
Der Controller 42C kann vollständig oder zum Teil in der ECU 36 integriert
sein. Das Ventil kann den Aufbau aufweisen, wie er in der oben erwähnten US-Patentschrift
5 661 998 veranschaulicht ist.
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Die
an das Magnetventil 42 angelegte Spannung V hat einen direkten
Einfluss auf die Ansprechzeit des Ventils und als solche auf die
PWM-Werte, die zu einem neutralen Zustand führen. Diese Ventilansprechzeit
kann über
dem Gleichspannungsbereich von 9 bis 18 Volt, in dem ein gewöhnliches
fahrzeuginternes Systems betrieben werden muss, um einen Faktor
von mehr als zwei variieren. Die Systemspannung V wird durch den
Controller 42C erfasst und an die ECU 36 übermittelt,
um den PWM-Wert des Ventils derart anzupassen, dass der Splitter
einen neutralen Zustand erreicht. Die Steuerung des Solenoids 42A erfolgt
somit in variabler Abhängigkeit
von der erfassten Spannung V, die dem Solenoid zugeführt wird.
Insbesondere wird berücksichtigt,
dass sich Ansprechzeiten (und somit die erforderlichen Vorlaufzeiten)
umgekehrt zu der erfassten Spannung verändern.
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Die
Antwortzeit des Ventils beim Schließen ist durch den maximalen
Strom in der Spule direkt beeinflusst. Es wird eine Schaltung 46 in
der ECU und/oder dem Controller 42C eingesetzt, die den Strom
in der Spule des Solenoidventils auf einen niedrigeren und konstanten
Wert herabsetzt, und dies unabhängig
von der an der Spule anliegenden Spannung. Indem jedes Mal von demselben
Ausgangspunkt aus ausgegangen wird, sind die Schaltzeiten des Ventils
sehr konstant, und die veränderlichen
Wirkungen des Strompegels der Spule sind als solche deutlich reduziert.
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Ein
unter Federspannung stehendes Kolbenelement 48, das in
eine Rastkerbe 50 in der Split-Stange 18 oder
dem Split-Kolben
hineinpasst, wird dazu verwendet, den Split-Kolben 20 in
der Neutralstellung zu halten. Dieses federvorgespannte Kolbenelement
oder diese Feststellvorrichtung vergrößert den Bereich von PWM-Werten,
bei denen der Splitter in dem neutralen Zustand gehalten wird, dadurch,
dass für
die Bewegung aus diesem Zustand heraus eine zusätzliche Kraft erforderlich
ist. Die Feststellvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie eine
zusätzliche
Kraft zur Verfügung
stellt, um den Kolben während
entsprechender PWM-Bedingungen in der Neutralstellung zu halten,
wobei diese Kraft jedoch nicht so groß ist, dass sie die Ansprechzeit
für den
Zylinder verlangsamen würde,
wenn sich dieser von der Neutralstellung in die eingerückte Stellung bewegt.
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Je
größer die
Durchflussöffnungen
in dem Ventil und/oder den Leitungen sind, desto kleiner ist der
PWM-Wertebereich, der zu einem neutralen Zustand für den Split-Kolben
führt.
Dies rührt
daher, weil durch größere Durchflussöffnungen
so viel Luft hineinströmt,
dass das Ventil lediglich für
eine sehr kurze Zeitspanne geöffnet
werden kann, bevor der Druck in dem Zylinder bis auf eine Höhe ansteigt,
bei der der Splitter über
die Neutralstellung hinausschießt.
-
Da
das gleiche Ventil 42B, das für den Split-Kolben verwendet
wird, auch für
den Range-Kolben (einem Kolben, der erforderlichenfalls eine höhere Strömung benötigt) verwendet
werden kann, wurde zwischen dem Split-Solenoidventil 42B und
der Split-Kolbenkammer 46 zur Verbesserung dieser Situation
eine Öffnung
oder Drossel 52 hinzugefügt. Dies vergrößert wesentlich
den Bereich von PWM-Werten zur Erreichung des Neutralzustands und
ermöglicht
die Verwendung gewöhnlicher
Ventile für
die Split- und die Range-Kolben.
-
Die
solenoidgesteuerte Ventileinrichtung 42 ist vorstehend
in Verbindung mit der fluidbetätigten Dreistellungs-Aktuatorkolbeneinrichtung 12 zur
Steuerung der Schaltgabel 180A der Split-Kupplung 180 beschrieben.
Eine ähnliche
Ventileinrichtung kann in Verbindung mit einer Range-Kolbeneinrichtung
zur Steuerung der Schaltgabel der Range-Kupplung 182 verwendet
werden. Eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform einer derartigen
Ventileinrichtung und Range-Kolbeneinrichtung ist in 6 veranschaulicht.
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6 veranschaulicht
ein fluidbetätigtes Schaltaktuatorsystem 10' und eine darin
verwendete Aktuatorkolbeneinrichtung 12'. Der Aufbau des Systems 10' und der Einrichtung 12' ist im Wesentlichen ähnlich dem
System 10 und der Einrichtung 12, die vorstehend
in Verbindung mit 1 beschrieben sind. Jedoch trägt die Kolbenstange 18' einen Schaltaktuator,
beispielsweise die Schaltgabel 182A (zur axialen Bewegung
mit dieser), die in axialer Richtung die Range-Kupplung 182 positioniert.
Ferner enthält das
System 10' keine
Rastkerbe und keinen unter Federkraft gesetzten Kolben entsprechend
der Kerbe 50 und dem Kolben 48 nach 1.
Außerdem
enthält
das System 10' (für die Zwecke
einer hohen Strömungsmenge)
vorzugsweise keine Einschnürung oder
Drossel entsprechend der Drossel 52 nach 1.
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6 veranschaulicht
ferner eine solenoidgesteuerte Ventilvorrichtung 42', die durch
eine ECU 36' gesteuert
ist, die vorzugsweise die gleiche ist wie die ECU 36. Die
Ventilvorrichtung 42' enthält zwei
(2) Zweistellungs-Ventilelemente 42B' wobei die Stellung jedes der Elemente
durch ein Solenoid 42A' gesteuert
ist. Jedes Solenoid 42A' wird
durch einen Solenoidcontroller 42C' wahlweise erregt und entregt, wobei
jeder Controller durch von der ECU 36' ausgegebene Befehlssignale 40' betätigt wird.
Jeder Solenoidcontroller 42C' kann
vollständig
oder teilweise in der ECU 36' integriert
sein. Die Ventilelemente 42B' weisen
vorzugsweise den gleichen Aufbau wie das Ventilelement 42B auf,
das vorstehend in Verbindung mit der Split-Kolbeneinrichtung nach 1 beschrieben
ist.
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Die
ECU 36' nimmt
verschiedene Eingangssignale 38' entgegen, die gemäß vorbestimmten
logischen Regeln verarbeitet werden, um Ausgangsbefehlssignale 40' an die solenoidgesteuerte
Ventilvorrichtung 42' zur
Steuerung der Druckbeaufschlagung und Druckentlastung sowohl der
Leitung A' (und
der Kolbenkammer 26')
als auch der Leitung B' (und
der Kolbenkammer 30')
auszugeben. Insbesondere wird die Kammer 26' in Abhängigkeit von der Stellung eines
der Ventilelemente 42B' gezielt über die
Leitung A' und den
Durchlasskanal 28' mit
einer Druckluftquelle 44' (vorzugsweise
der gleichen Quelle wie die Quelle 44 nach 1)
oder mit der Atmosphäre
(ATMO) verbunden. Die Kammer 30' wird in Abhängigkeit von der Stellung des
anderen Ventilelementes 42B' wahlweise über die
Lei tung B' und den
Durchlasskanal 32' mit
der Quelle 44' oder
mit der Atmosphäre
(ATMO) strömungsmäßig verbunden.
In einer für
einen Fachmann allgemein bekannten Weise steuert eine derartige
Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der Kammer 26' und der Kammer 30' die Bewegung
der Kolbenstange 18' und
der Schaltgabel 182A und somit die Stellung der Range-Kupplung 182.
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7 veranschaulicht
eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform einer Solenoidcontrollerschaltung 300,
die als „Niederseite-Solenoidtreiber"-Schaltung bezeichnet
werden kann. Wie nachstehend beschrieben, wird diese Schaltung vorzugsweise
in dem Solenoidcontroller 42C nach 1 und den
Solenoidcontrollern 42C' nach 6 eingesetzt. Die
Schaltung 300 enthält
einen Spannungsversorgungs-MOSFET Q10, dessen Drain-Anschluss mit einer
Spannungsversorgung 302 verbunden ist, die in der bevorzugten
Form durch die Fahrzeugbatteriespannung von gewöhnlich 12-14 Volt gebildet
ist. Ein Verstärker
A1 empfängt
ein Spannungsversorgungssteuerungssignal von einer elektronischen
Steuereinheit (die vorzugsweise sowohl als die ECU 36 als auch
die ECU 36' dient) über einen
Anschluss 304 und lässt
dieses Signal zu dem Gate-Anschluss des MOSFET Q10 passieren. Wenn
der MOSFET Q10 durch ein geeignetes Spannungssignal an seinem Gate-Anschluss
angesteuert (AN) ist, wird die Versorgungsspannung dem Punkt P1
zugeführt.
Der Punkt P1 ist mit einem Spannungsteiler elektrisch verbunden,
der aus Widerständen
R17 und R18 besteht, wobei ein Prüfpunkt T1 mit einem digitalen
Eingang der ECU verbunden ist. Der Spannungsteiler dient dazu, die
Versorgungsspannung an dem Punkt P1 in eine Spannung von 0-5 Volt
in dem Prüfpunkt T1
zu wandeln, so dass diese als ein digitales Eingangsspannungssignal
durch die ECU eingelesen werden kann. Mit dem Punkt P1 ist ferner
ein Solenoid elektrisch verbun den, das durch das Solenoid 42A nach 1 oder
eines der Solenoide 42A' nach 6 gebildet
sein kann. Parallel zu dem Solenoid ist eine Diode D32 in Reihe
mit einem Widerstand R132 geschaltet.
-
Die
Schaltung 300 enthält
ferner einen Solenoidtreiber-MOSFET
Q13, der bei Ansteuerung (AN) mittels eines geeigneten Spannungssignals
an seinem Gate-Anschluss das Solenoid (unter der Annahme, dass dem
Solenoid eine Versorgungsspannung von der Spannungsversorgung 302 zugeführt ist)
erregt und den Solenoidstrom über
einen Widerstand R9 zu der Masse hindurchleitet. Zwischen dem MOSFET
Q13 und dem Widerstand R9 ist ein Prüfpunkt T2 vorgesehen, der mit
einem Verstärker
A2 elektrisch verbunden ist. Wenn der MOSFET Q13 AN und das Solenoid
erregt ist, ist die Spannung, die dem Verstärker A2 zugeführt wird
(die Spannung an dem Prüfpunkt
T2, die den Spannungsabfall über
dem Widerstand R9 bildet, zu dem durch das Solenoid fließenden Strom
proportional. Nachdem es durch für den
Fachmann aus dem Stand der Technik allgemein bekannte Mittel elektronisch
skaliert und gefiltert worden ist, wird dieses Spannungssignal aus
nachstehend näher
erläuterten
Gründen über die
Verbindung 306 an den analogen Eingang der ECU angelegt.
Die Verbindung 306 führt
dieses Spannungssignal (das den Solenoidstrom kennzeichnet) ferner
zu einem Solenoidstrom-Steuerungsverstärker A3, der dieses mit einem
Solenoidstromstärke-Anforderungssignal zusammenführt, das
von der ECU über
eine Verbindung 308 empfangen wird (und das auf ein analoges Spannungssignal
geeignet skaliert ist). Das Ausgangsspannungssignal des Verstärkers A3
wird dem Eingang einer Steuerschaltung 310 zugeführt, die ferner
ein Solenoidtreiber-EIN/AUS-Anforderungssignal von der ECU über eine
Verbindung 312 empfängt.
Die Steuerschaltung 310 bestimmt, ob der MOSFET Q13 angesteuert
ist oder nicht und somit ob das Sole noid (unter der Annahme, dass
dem Solenoid eine Versorgungsspannung von der Spannungsversorgung 302 zugeführt ist)
erregt ist oder nicht. Das von dem Verstärker A3 ausgegebene Spannungssignal
dient als ein PWM-(Pulsweitenmodulations-)Steuersignal, das durch die Schaltung 310 verwendet
werden kann, um die Stärke
des Solenoidstroms zu steuern.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Steuerschaltung 310 durch ein NOR-Gatter oder -Glied
gebildet. Ferner ist in der bevorzugten Ausführungsform der Widerstand R17
ein 3920 Ohm Widerstand, während
der Widerstand R18 durch einen 5111 Ohm Widerstand, der Widerstand
R132 durch einen 3 Ohm Widerstand und der Widerstand R9 durch einen
0,1 Ohm Widerstand gebildet sind.
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In
der nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die Solenoidcontrollerschaltung 300 in
dem Solenoidcontroller 42C nach 1 (das in
Verbindung mit der Steuerung des Solenoids 42A, des Ventils 42B und
schließlich
der Split-Kupplung 180 verwendet wird) und in den beiden
Solenoidcontrollern 42C' nach 6 implementiert
(die in Verbindung mit der Steuerung der Solenoide 42A', der Ventile 42B' und schließlich der
Range-Kupplung 182 eingesetzt werden). Eine gemeinsame
Spannungsversorgung 302, der MOSFET Q10 und der Verstärker A1
werden vorzugsweise in allen drei Solenoidcontrollerschaltungen 300 derart
implementiert, dass lediglich ein einzelner Transistor die Zufuhr
von Leistung zu allen drei Solenoiden (dem Solenoid 42A und
den beiden Solenoiden 42A' steuert).
Jedoch kann in anderen Ausführungsformen jede
Solenoidcontrollerschaltung 300 vollständig unabhängig gesondert ausgebildet
und für
jede eine gesonderte Spannungsversorgung 302 vorgesehen sein.
Derartige alternative Ausführungsformen
werden auf Grund der höheren
Kosten, die mit mehr als lediglich einer Spannungsversorgung 302 verbunden sind,
weniger bevorzugt. Zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten
gemeinsamen Komponenten wird vorzugsweise in allen drei Schaltungen 300 ein
gemeinsamer Spannungsteiler verwendet (der die Widerstände R17
und R18 mit dem dazwischen liegenden Prüfpunkt T1 umfasst).
-
Die
ECU ist mit einer Fehlererfassungslogik gemäß der vorliegenden Erfindung
programmiert, die in Verbindung mit den Solenoidcontrollerschaltungen 300 implementiert
ist, um Fehler in dem Solenoid 42A oder in den Solenoiden 42A' zu detektieren.
In den 8 und 9 sind bevorzugte beispielhafte Flussdiagramme
des Programmablaufs der ECU veranschaulicht, in der die Fehlererfassungslogik
implementiert ist. Der Einfachheit wegen beziehen sich die Flussdiagramme
auf die Erfassung von Fehlern in lediglich einem der drei Solenoide.
Natürlich
ist die Fehlererfassungslogik in der bevorzugten Ausführungsform
gleichermaßen
auf die beiden anderen Solenoide anwendbar.
-
Bezug
nehmend zunächst
auf 8 beginnt die Fehlererfassungslogik mit dem Block 398,
der während
eines normalen Betriebs des ECU-Programmablaufs ausgeführt wird.
In dem Block 398 veranlasst das Programm einen Zähler, „Zähler 1", in Vorbereitung
auf seine Verwendung in dem nachfolgenden Programmablauf auf den
Wert null initialisiert zu werden. Das Programm fährt anschließend mit Block 400 fort,
in dem der Strom in dem Solenoid durch die ECU über die Verbindung 306 ihrer
Solenoidcontrollerschaltung 300 (wie vorstehend in Verbindung
mit 7 beschrieben) periodisch abgetastet wird. Falls
das Solenoid, das hinsichtlich Fehler gerade überprüft wird (bei der Ausführung der
Fehlererfassungslogik) anfänglich
nicht erregt ist, veranlasst Block 400 die ECU, das So lenoid
kurz zu erregen (ein geeignetes Ansteuerungssignal an den Gate-Anschluss
des MOSFET Q13 anzulegen), so dass der Strom fließt und ein
den Strom kennzeichnendes Spannungssignal über die Verbindung 306 der
ECU zugeführt
wird. Wie für
einen Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, wird die Dauer
einer derartigen Erregung auf ein Minimum gehalten, so dass das
dem Solenoid zugeordnete Ventil nicht unabsichtlich betätigt wird.
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Das
Programm fährt
anschließend
mit Block 402 fort, der bestimmt, ob der abgetastete oder
erfasste Solenoidstrom ungewöhnlich „niedrig" (unterhalb eines
vorbestimmten Stromwertes) für
mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne ist oder nicht. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist der vorbestimmte Stromwert (mit dem der Solenoidstrom verglichen wird)
ein Wert, der ungefähr
die Hälfte
der Stromstärke
kennzeichnet, die normalerweise in dem Solenoid erwartet wird, wenn
sich dieses in dem anschließenden
Strom führenden
Betriebszustand befindet. In einer Ausführungsform liegt beispielsweise
die normale Solenoidstromstärke
(für ein
anfänglich
aktives Solenoid) in dem Bereich von 1-1,3 Ampere, und der vorbestimmte
Stromwert (mit dem der momentane Stromwert verglichen wirt) beträgt ungefähr 500 Milliampere.
Die vorbestimmte Zeitspanne hängt
davon ab, ob das Solenoid anfänglich
erregt war oder ob es kurz erregt werden musste, um die Stromstärke zu erfassen
(wie dies vorstehend beschrieben ist). Falls das Solenoid anfänglich erregt
war, beträgt
die vorbestimmte Zeitspanne vorzugsweise ca. 100 Millisekunden.
Falls das Solenoid anfänglich
oder ursprünglich
nicht erregt war, beträgt
die vorbestimmte Zeitspanne vorzugsweise ungefähr 300 Millisekunden.
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Falls
in dem Block 402 bestimmt wird, dass die erfasste Solenoidstromstärke über die
vorbestimmte Zeitspanne hinweg nicht unterhalb des vorbestimmten
Stromwertes liegt („NEIN"), dann wird die
Möglichkeit
eines Solenoidfehlers nicht angezeigt (oder sie ist unwahrscheinlich),
und das Programm schreitet zu anderen Teilen des ECU-Programmablaufs
fort.
-
Falls
jedoch in Block 402 bestimmt wird, dass der erfasste Solenoidstrom
für mehr
als die vorbestimmte Zeitspanne unterhalb des vorbestimmten Stromwertes
liegt („JA"), dann besteht die
Möglichkeit,
dass das Solenoid einen Fehler aufweist. Die möglicherweise angezeigten Fehler
umfassen (1) eine unterbrochene Solenoidspulenwindung, (2) eine kurzgeschlossene
Solenoidspulenwindung, (3) an die Masse kurzgeschlossene Niederseite-Stromleitungen
und (4) unterbrochene Solenoidstromleitungen. Das Programm fährt anschließend mit
Block 406 fort, der veranlasst, dass die in 9 veranschaulichte
DIAGNOSTIKPROZEDUR ausgeführt
wird. Die DIAGNOSITKPROZEDUR, wie sie in größeren Einzelheiten nachstehend
beschrieben ist, gibt ein „unschlüssiges" oder „ergebnisloses" Ergebnis, ein „Leerlauffehler"-Ergebnis (das entweder
dem Fehler (1) oder dem Fehler (4) entspricht, wie oben aufgelistet)
oder ein „Kurzschlussfehler"-Ergebnis zurück, das
entweder dem Fehler (2) oder dem Fehler (3), wie vorstehend aufgelistet,
entspricht). Das Programm fährt
anschließend
mit Block 408 fort, der bestimmt, ob ein Fehlerergebnis
(„Leerlauf" oder „Kurzschluss") zurückgegeben
worden ist. Falls dies der Fall ist („JA") fährt
das Programm mit Block 410 fort, der die ECU veranlasst,
das Getriebe in einem geeigneten „Rückfall"-Betriebsmodus zu betreiben, der dazu
eingerichtet ist, trotz der Existenz des Solenidfehlers eine Beschädigung an
dem Getriebe oder eine unerwünschte
Betriebsweise des Getriebes zu verhindern. Die Art der Auswahl eines
geeigneten Rückfallmodus
hängt wenigstens
zum Teil davon, ob das Fehlerergebnis ein „Leerlauffehler"-Ergebnis oder ein „Kurschlussfehler"-Ergebnis ist, und
von dem Zustand des Getriebes in dem Zeitpunkt ab, wenn der Fehler
detektiert wird. Der Block 410 veranlasst vorzugsweise
die ECU ferner, den erfassten Fehler dem Fahrer des Fahrzeugs anzuzeigen.
Zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine Warnlampe an dem Schaltknauf
des Fahrzeugführers
verwendet, und diese identifiziert vorzugsweise das fehlerbehaftete
Solenoid durch Realisierung einer speziellen Aufblinkrate für das bestimmte
Solenoid (Aufblinkcodes).
-
Falls
jedoch in Block 408 bestimmt wird, dass ein Fehlerergebnis
(„Leerlauf" oder „Kurzschluss") nicht zurückgegeben
worden ist („NEIN"), dann muss ein „unschlüssiges" oder „ergebnisloses" Ergebnis zurückgegeben
worden sein, und das Programm fährt
mit Block 412 fort. Ein „unschlüssiges" oder „ergebnisloses" Ergebnis tritt auf,
wenn der Solenoidstrom in einer ungewöhnlichen Weise abgefallen ist,
jedoch die „DIAGNOSTIKPROZEDUR" nicht in der Lage
ist, einen Solenoidfehler zu erfassen. Ein derartiges „unschlüssiges" Ergebnis kann vielfältige Ursachen
haben, insbesondere dann verursacht sein, wenn in dem Fahrzeug ein
EMI-Ereignis (EMI = electro-magnetic
interference, elektromagnetische Interferenz oder Störung) auftritt.
Ein EMI-Ereingis kann die analogen Eingangsleitungen der ECU in den
(niedrigen) LOW-Zustand treiben, was zu einem fehlerhaften „LOW"-Ablesewert des Solenoidstroms führt, der
die Solenoidfehler-DIAGNOSTIKPROZEDUR auslöst. Da ein EMI-Ereignis normalerweise von
kurzer Dauer ist, kann ein Fahrzeug in der Lage sein, ein derartiges
Ereignis „zu überstehen", bis die analogen
Eingangsleitungen der ECU wieder den normalen Zustand einnehmen
und erfasste Stromablesewerte wieder genau sind. Block 412 unterstützt einen
derartigen Versuch des „Überstehens". Der Block 412 bestimmt,
ob der Zähler „Zähler 1" gleich 6 ist oder
nicht.
-
Falls
dies nicht der Fall ist („NEIN"), fährt das Programm
mit Block 414 fort, der den Zähler um eins erhöht, wobei
das Programm in einer Schleife zurück zum Block 400 führt, um
den Solenoidstrom erneut zu erfassen und dadurch einen weiteren
Fehlererfassungslogikdurchlauf zu beginnen. Mittels der Blöcke 412 und 414 wiederholt
das Programm den Durchlauf der Fehlererfassungslogik sieben Mal
(in der bevorzugten Ausführungsform)
und versucht dadurch abzuwarten, bis ein EMI-Ereignis (oder eine sonstige Ursache
für ein „unschlüssiges Ergebnis") beendet ist. Falls
während
eines der sieben Durchläufe
die Ursache für
das „unschlüssige Ergebnis" endet und der erfasste
Strom wieder normale Stromstärken
einnimmt, veranlasst der Block 402 anschließend das Programm,
die Fehlererfassungslogik zu verlassen und mit anderen Teilen des
ECU-Programms fortzufahren.
Falls jedoch der Block 402 über die Zeitdauer der sieben
Durchläufe
hinweg fortwährend
bestimmt, dass eine ungewöhnlich
niedrige Stromstärke
vorliegt, und von der DIAGNOSTIKPROZEDUR ständig „unschlüssige" Ergebnisse zurückgegeben werden, bestimmt
der Block 412 anschließend
ggf., dass der Zähler
1 den Wert 6 erreicht hat („JA"), und das Programm
fährt mit
Block 416 fort. Block 416 veranlasst dann die
ECU, das Getriebe in einem geeigneten Rückfallmodus zu betreiben und
den erfassten „unschlüssigen Fehler" dem Fahrer des Fahrzeugs
(vorzugsweise in der vorstehend in Verbindung mit Block 410 beschriebenen
Weise) anzuzeigen. In dieser Situation liegt ein Problem im Zusammenhang
mit dem Solenoid vor, wobei jedoch dies ein Problem ist, das die
DIAGNOSTIKPROZEDUR nicht identifizieren kann.
-
Bezug
nehmend nun auf 9 ist dort die DIAGNOSTIKPROZEDUR
veranschaulicht, die durch den Block 406 nach 8 ausgeführt wird.
Die Prozedur beginnt bei Block 450, der zwei Zähler, „Zähler 2" und „Zähler 3", veranlasst, in
Vorberei tung auf deren Verwendung in dem nachfolgenden Programmablauf
auf den Wert null initialisiert zu werden. Als nächstes beginnt Block 452 einen „Kurzschluss-Solenoidtest", dessen Zweck es
ist, das mögliche
Vorliegen eines „Leerlauffehlers", beispielsweise
einer unterbrochenen Solenoidspulenwindung oder unterbrochener Stromzuführleitungen,
zu erfassen. In der bevorzugten Ausführungsform veranlasst der Block 452,
dass die anderen beiden Solenoide (diejenigen, die momentan nicht
der Fehlererfassungslogik unterworfen werden) entregt werden (oder
bleiben). Diese Entregung hat den Zweck, das möglicherweise fehlerbehaftete
Solenoid zu isolieren (da alle drei Solenoide sich in der bevorzugten
Ausführungsform
eine gemeinsame Spannungsversorgung 302 teilen), so dass
nur das möglicherweise fehlerbehaftete
Solenoid eine Auswirkung auf den nachstehend beschriebenen „Spannungsabnahmetest" hat. Eine Entregung
wird mittels eines geeigneten Steuersignals von der ECU an die Steuerschaltung 310 jeder
Solenoidcontrollerschaltung 300 der Solenoide erzielt,
wodurch jeder Solenoidtreiber-MOSFET Q13 der Solenoide ausgeschaltet
wird. Block 452 veranlasst ferner, dass das möglicherweise
fehlerbehaftete Solenoid durch ein geeignetes Ansteuersignal, das
dem Gate-Anschluss
seines Treiber-MOSFET Q13 zugeführt
wird, erregt wird (oder bleibt).
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Das
Programm geht anschließend
zum Block 454 über,
der die ECU veranlasst, den Spannungsversorgungs-MOSFET Q10 auszuschalten,
so dass die Versorgungsspannung nicht mehr dem Punkt P1 der Schaltung 300 (7)
zugeführt
wird. Zu diesem Zeitpunkt beginnt ein „Spannungsabnahmetest", wobei die Spannung
im Punkt P1 beginnt, mit einer bestimmten Rate abzuklingen. Wenn
die Spannung abklingt, wandelt der Spannungsteiler der Schaltung 300 die
abklingende Spannung in eine Spannung von 0-5 Volt in dem Prüfpunkt T1.
Nach einer vorbestimmten Zeitspanne (von ungefähr 40 Millisekunden in der
bevorzugten Ausführungsform)
veranlasst der Block 454 die ECU, den Spannungswert in
dem Prüfpunkt
T1 in Form eines digitalen Eingangsspannungswertes zu lesen. Falls
die Spannung in dem Punkt P1 (während
der Zeitspanne von 40 Millisekunden) derart abgenommen hat, dass
die konvertierte Spannung in dem Prüfpunkt T1 unterhalb von 0,8
Volt (in der bevorzugten Ausführungsform)
fällt,
liest die ECU in digitaler Weise den T1-Spannungswert im LOW-Logikzustand ab.
Andererseits liest die ECU den T1-Spannungswert in Form eines HIGH-Logikzustands
ab, falls die T1-Spannung 0,8 Volt oder mehr beträgt. (In
der bevorzugten Ausführungsform
mit den oben angegebenen Werten der Bauteile der Schaltung 300 entspricht
eine Spannung von 0,8 Volt in dem Prüfpunkt T1 einer Spannung von 1,4
Volt in dem Punkt P1.) Nachdem der logische Zustand des Prüfpunktes
T1 durch die ECU abgefragt worden ist, veranlasst der Block 454 anschließend die
ECU, den Spannungsversorgungs-MOSFET Q10 einzuschalten, so dass
die Versorgungsspannung erneut dem Punkt P1 der Schaltung 300 zugeführt wird und
alle drei Solenoide veranlasst, in ihre ursprünglichen erregten oder entregten
Zustände
zurückzukehren.
Der erneute Anschluss der Versorgungsspannung und die Rückkehr der
Solenoide in ihre ursprünglichen
Zustände
muss innerhalb einer bestimmten Zeitdauer bewerkstelligt werden,
um unerwünschte
Veränderungen
an dem Ventil zu verhindern, die den Betrieb des Getriebes nachteilig
beeinflussen können.
Experimentell ist eine Zeitdauer von ungefähr 90 Millisekunden als eine
geeignete Zeitdauer bestimmt worden, innerhalb derer der Block 454 die
beschriebenen Wiederherstellungsmaßnahmen durchführen sollte.
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Nach
dem Block 454 fährt
das Programm mit Block 456 fort, in dem bestimmt wird,
ob der durch die ECU eingelesene logische Zustand in dem Prüfpunkt T1
HIGH ist oder nicht.
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Falls
dies der Fall ist („JA"), wird angenommen,
dass das Solenoid einen „Leerlauffehler" aufweist, und das
Programm schreitet zum Block 458 fort. Der Grund für diese
Annahme liegt darin, dass ein erregtes Solenoid ohne einen „Leerlauffehler" eine schnelle Ableitung
von Energie zur Folge hätte, wodurch
der abgerufene logische Zustand in dem Prüfpunkt T1 LOW sein würde. Die
Tatsache, dass eine schnelle Ableitung nicht stattfand, bildet ein strenges
Anzeichen für
das Vorliegen eines „Leerlauffehlers". Bevor jedoch die
Annahme eines „Leerlauffehlers" als eine feststehende
Tatsache akzeptiert wird, ist es in der bevorzugten Ausführungsform
erwünscht,
den „Leerlauf-Solenoidtest" zu wiederholen,
um die Ergebnisse zu bestätigen.
Der Block 458 unterstützt
eine derartige Bestätigung
oder Verifikation. Der Block 458 bestimmt, ob der Wert
des Zählers „Zähler 2" 2 beträgt oder
nicht. Falls dies nicht der Fall ist („NEIN"), fährt
das Programm mit Block 460 fort, der den Zähler um
eins erhöht,
wobei das Programm zum Block 452 zurückführt, um einen weiteren „Leerlauf-Solenoidtest" zu starten. Mittels
der Blöcke 458 und 460 wiederholt
das Programm den Test drei Mal (in der bevorzugten Ausführungsform). Falls
der logische Zustand in dem Prüfpunkt
T1 während
eines dieser drei Testabläufe
als LOW ausgelesen wird, wird eine Bestätigung nicht erzielt, und Block 456 bewirkt,
dass der Test verlassen wird. Falls jedoch der Block 456 bestimmt,
dass der logische Zustand für
die drei aufeinander folgenden Testabläufe HIGH ist, wird eine Bestätigung erzielt,
und der Block 458 bestimmt ggf., dass der Zähler 2 den
Wert 2 angenommen hat („JA"). Das Programm geht
anschließend
zum Block 462 über,
der die DIAGNOSTIKPROZEDUR veranlasst, an den Block 406 nach 8 ein „Leerlauffehler"-Ergebnis zurückzugeben.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
kann die Annahme eines „Leerlauffehlers" auf eine andere Weise
bestätigt
werden, wenn das ggf. fehlerbehaftete Solenoid das Solenoid 42A nach 1 ist
(das bei der Betätigung
der Split-Kolbenanordnung 12 verwendet wird) und das möglicherweise
fehlerbehaftete Solenoid (bei der Auslösung der Fehlererfassungslogik)
ursprünglich
erregt war. Unter diesen Umständen
liegt für
den Fall, dass die Split-Schaltgabel 180A in die neutrale
Stellung schlüpft,
eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür
vor, dass ein „Leerlauffehler" vorhanden ist. Deshalb
kann die Erfassung eines derartigen Schlüpfens (wenn die richtige Bedingungen
vorliegen) als Bestätigung
eines „Leerlauffehlers" dienen und ist in
der Logik des Blocks 458 (oder an einer beliebigen sonstigen
Stelle) in der bevorzugten Ausführungsform
enthalten. Weil das vorerwähnte
Schlüpfen
höchst
unerwünscht
ist, ist der Einschluss einer derartigen Logik besonders vorzuziehen,
da sie die Identifizierung des Fehlers unter diesen Umständen beschleunigt.
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Zurückkommend
auf Block 456 ist veranschaulicht, dass für den Fall,
dass dieser bestimmt, dass der durch die ECU eingelesene logische
Zustand in dem Prüfpunkt
T1 nicht HIGH ist („NEIN"), das Programm zu
dem Block 464 übergeht.
Der Block 464 beginnt einen „Kurzschlusssolenoid-Test", dessen Zweck es
ist, das mögliche
Vorliegen eines „Kurzschlussfehlers", beispielsweise
einer kurzgeschlossenen Solenoidspulenwindung oder eines Kurzschlusses
der Niederseiten-Stromzuführleitungen
des Solenoids mit der Masse, zu detektieren. Ähnlich wie bei dem Block 452 veranlasst
der Block 464 in der bevorzugten Ausführungsform die anderen beiden
Solenoide (diejenigen, die momentan nicht der Fehlererfassungslogik
unterworfen werden) für
die oben beschriebenen Zwecke entregt zu werden oder (zu bleiben).
Der Block 464 veranlasst jedoch auch, dass das möglicherweise
fehlerbehaftete Solenoid durch Ausschaltung seines Treiber-MOSFET
Q13 entregt wird (oder bleibt).
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Das
Programm fährt
anschließend
mit Block 466 fort, der die gleichen Funktionen wie der
oben beschriebenen Block 454 durchführt. Nach dem Block 466 fährt das
Programm mit Block 468 fort, der bestimmt, ob der durch
die ECU eingelesene logische Zustand in dem Prüfpunkt T1 LOW ist oder nicht.
Falls dies der Fall ist („JA"), wird angenommen, dass
das Solenoid einen „Kurzschlussfehler" aufweist, und das
Programm fährt
mit Block 470 fort. Der Grund für diese Annahme liegt darin,
dass ein entregtes Solenoid ohne einen „Kurzschlussfehler" eine langsame Energieableitung
(während
des „Abnahmetests") zur Folge hätte, so
dass der ausgelesene logische Zustand in dem Prüfpunkt T1 HIGH betragen würde. Die
Tatsache, dass stattdessen eine schnelle Ableitung stattgefunden
hat, ist ein starkes Anzeichen für
das Vorliegen eines „Kurzschlussfehlers". Bevor jedoch die
Annahme eines „Kurzschlussfehlers" als eine feststehende
Tatsache akzeptiert wird, ist es in der bevorzugten Ausführungsform
erwünscht,
den „Kurzschluss-Solenoidtest" zu wiederholen,
um die Ergebnisse zu bestätigen.
In einer Weise, die derjenigen ähnlich
ist, die vorstehend in Verbindung mit den Blöcken 458 und 460 beschrieben ist,
unterstützen
die Blöcke 470 und 472 eine
derartige Bestätigung
durch eine (in der bevorzugten Ausführungsform) dreifache Wiederholung
des Tests. Falls der logische Zustand in dem Prüfpunkt T1 während eines dieser drei Testabläufe als
HIGH gelesen wird, wird eine Bestätigung nicht erzielt, und Block 468 bewirkt,
dass der Test verlassen wird. Falls jedoch der Block 468 bestimmt,
dass der logische Zustand für
drei aufeinander folgende Testabläufe LOW ist, wird eine Bestätigung erzielt,
und Block 470 bestimmt ggf., dass der Zähler 3 den Wert 2 angenommen
hat („JA"). Das Programm fährt anschließend mit
Block 474 fort, der die DIAGNOSTIKPROZEDUR veranlasst,
ein „Kurzschlussfehler"-Ergebnis an den Block 406 nach 8 zurückzugeben.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
kann die Annahme eines „Kurzschlussfehlers" auf eine andere
Weise bestätigt
werden, wenn das möglicherweise
fehlerbehaftete Solenoid das Solenoid 42A ist (das bei
der Betätigung
der Split-Kolbenanordnung 12 verwendet wird) und das möglicherweise
fehlerbehaftete Solenoid (bei der Einleitung der Fehlererfassungslogik)
ursprünglich
entregt war. Unter diesen Umständen
liegt, falls die Split-Schaltgabel 180A in die neutrale
Stellung schlüpft
eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür
vor, dass ein „Kurzschlussfehler" vorhanden ist. Deshalb
kann die Erfassung eines derartigen Schlüpfens (wenn die richtigen Bedingungen vorliegen)
als Bestätigung
eines „Kurzschlussfehlers" dienen und ist vorzugsweise
in der Logik des Blocks 470 (oder an einer beliebigen sonstigen
Stelle) enthalten, wobei sie vorteilhafterweise die Identifizierung
des Fehlers unter diesen Umständen
schneller gestaltet.
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Zurückkommend
auf Block 468 ist ersichtlich, dass für den Fall, dass dieser bestimmt,
dass der durch die ECU abgerufene Zustand in dem Prüfpunkt T1
nicht LOW ist („NEIN"), das Programm zu
dem Block 476 übergeht.
Der Block 476 veranlasst die DIAGNOSTIKPROZEDUR, ein „unschlüssiges" oder „ergebnisloses" Ergebnis an den
Block 406 nach 8 zurückzugeben.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorstehend in Verbindung mit einer Niederseiten-Solenoidtreiberschaltung
beschrieben ist, kann die Fehlerer fassungslogik gemäß der vorliegenden
Erfindung natürlich
im Zusammenhang mit anderen geeigneten Schaltungskonfigurationen
verwirklicht werden. Außerdem
kann die vorliegende Erfindung für
die Erfassung von Fehlern in Solenoiden, die in einem beliebigen
Teil eines Getriebes eingesetzt werden, sowie in anderen nicht mit
einem Getriebe in Zusammenhang stehenden Systemen realisiert werden.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit
beschrieben worden ist, können
vielfältige Änderungen
in Bezug auf die Form in im Detail vorgenommen werden, ohne den
Schutzumfang der Erfindung zu berühren, wie er nachfolgend beansprucht
ist.