JP2004518097A

JP2004518097A - オートマチック式もしくは自動化されたトランスミッションの動作中の故障を早期に発見するための方法

Info

Publication number: JP2004518097A
Application number: JP2002562899A
Authority: JP
Inventors: ヘルベルト・デッピンク; ベルント・ディーツェル; トマス・シェーンハール
Original assignee: ヴォイス・ターボ・ゲーエムベーハー・ウント・コ・カーゲー
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2004-06-17
Also published as: DE10105836A1; CA2405509A1; EP1269044B1; ATE383529T1; CA2405509C; US6819987B2; EP1269044A1; DE10105836C2; WO2002063188A1; DE50211499D1; US20040020736A1

Abstract

オートマチック式もしくは自動化されたトランスミッションの動作中の故障を早期に発見するための方法であって、ｎ回目のギヤシフトの際に、互いに摩擦により非確動式に締結すべき構成要素の負荷を直接的ないし間接的に特徴付ける少なくとも一つの大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌ．}を、少なくとも同期回転数が達成されるまで、あるいは或る最大限のギヤシフト期間Ｔ_ｍａｘにわたり連続的に算出し、互いに摩擦により締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}を数学的に時間に関連付けるか、あるいは複数の大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}が存在する場合にはこれらの大きさを数学的に相互に関連付け、この関連付けから得られた結果を或る変数Ｗ_ｓｕｍに加算し、この結果を、予め設定可能か又は定義された第一の閾値Ｗ_ｍａｘ０と比較し、この値を上回れば或る状態を特定し、この状態において損傷を推量してギヤシフトを中断する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非確動式に摩擦によって作動するギヤシフト要素（ギヤシフトエレメント）を有するオートマチック式のトランスミッション（オートマチックトランスミッション）ないし自動化されたトランスミッション、より詳細には、請求項１の前提部分おいて書き部に記載された特徴を有するオートマチック式ないし自動化されたトランスミッションの動作中の故障を早期に発見するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オートマチックトランスミッション、とりわけ、オートマチック式の乗り物用トランスミッション、さらには自動化されたトランスミッションとして多くのものが知られている。これらのトランスミッションには、純粋に機械的なトランスミッションや、少なくとも或る機械的なトランスミッションの部分に油圧式のトランスミッションの部分が組み合わせられたり、機械的トランスミッションの部分に電子式トランスミッションの部分が組み合わせられたりしたもの、あるいはそうでなければ、無段階の機械的トランスミッションといったものが存在する。このとき、油圧式のトランスミッションの部分は、油圧トランスミッション部（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｓｃｈｅｒＧｅｔｒｉｅｂｅｔｅｉｌ）か、さもなくば流体式構成要素（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｓｃｈｅｓＢａｕｅｌｅｍｅｎｔ）を備えることができる。少なくとも二つの異なるトランスミッション部を有しているトランスミッションにおいては、これらの部分は、直列に連結されて動作するか、あるいは出力が分かれて動作する。このような、機械的トランスミッション部に油圧式トランスミッション部が組み合わせられるトランスミッションは、例えば、ジェイ・エム・ヴォイス社（Ｊ．Ｍ．ＶｏｉｔｈＧｍｂＨ）の「駆動技術における流体力学（ＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｋｉｎｄｅｒＡｎｔｒｉｅｂｔｅｃｈｎｉｋ）」（クラウスコップ出版（ＫｒａｕｓｋｏｐｆＶｅｒｌａｇ），１９８７年）より知られている。
【０００３】
走行状態を変更するための、言い換えれば駆動装置に用いられる動作部分を変更するためのギヤシフト部材（ギヤシフト要素）は、大抵のオートマチック式ないし自動化されたマニュアルトランスミッションの場合、電気油圧式に操作される。この場合、設定すべき走行状態を選定したり、あるいは走行状態を変更したりするのは、ギヤシフトレバーやボタンスイッチといった操作部分を介して行なわれ、その際には、操作によって特定される物理量を通じて相応の電気信号が生成され、この信号が複数の制御バルブを作動させるのに用いられる。これらの制御バルブがさらに、非確動式に摩擦により締結したり中断したりするための個々のギヤシフト要素を操作するのに用いられる。全自動式のトランスミッションの場合には、ギヤは、油圧式ないし電気油圧式の制御装置によって、エンジン負荷ならびに乗り物の速度に応じて切り替えられる。このとき、このギヤシフトは、負荷の下での多板ブレーキ装置、多板クラッチ、またはブレーキバンドを用いて行なわれる。ギヤシフト要素として、好ましくは多板クラッチ、円板クラッチ、及び／又はブレーキといった油圧式に操作される摩擦要素が主に用いられる。これらの要素が、接続されたギヤに応じてトランスミッション内に力の流れを生成したり切断したりする役割を担う。
【０００４】
円滑にいかないギヤシフトやトランスミッションの気になる雑音は、トランスミッション構成ユニットが故障する兆しである。ギヤシフトが上手く働かなくなる原因を発見するために、変調器圧力、調節器圧力、および作動圧力を検査することが知られている。そのために、トランスミッションには、幾つもの必要な検査用接続部が設けられており、この接続部に、種々の測定領域を有した検査装置を接続することができる。変調器圧力ならびに作動圧力は、エンジンが動いている状態で検査可能である。ただし、調節器圧力の測定は、走行中か又はシャーシダイナモメータ上で行なわれなければならない。しかしながら、このような診断は、往々にして、既に切り替えにかなりの支障が現れ、特にトランスミッションの気になる雑音が、摩擦により互いに締結すべき摩擦要素をかなりの程度に損耗させてしまってから初めて行なわれることが多い。ギヤシフトの故障を見出すための指標は、かくしてオートマチックトランスミッションの動作中の故障であり、この故障は既に何らかの損傷に起因している。すると、故障を直すためには、通常、構成要素を交換することで対処しなければならない。
【０００５】
こうして、早期に発見するために、独国特許出願第１９６５２２１２号公報の刊行物から、故障の早期発見、特に損傷の早期発見のための方法が知られている。この方法では、適したインジケータ（指標部）が使われ、トランスミッションの変化を介して、圧力媒体供給装置ならびにトランスミッション制御に付随した構成部材の変化が早期に見出される。これに対しては、オートマチックトランスミッションが動作している間、ギヤシフト（シフトプロセス）を少なくとも間接的に特徴付ける或る量（大きさ）の目下の瞬時値がギヤシフト毎に算出される。これらの瞬時値は、同様のギヤシフトに対する少なくとも一つの設定値と比較される。ずれがあれば、ギヤシフトを特徴付ける大きさを少なくとも間接的に左右するように、摩擦により相互に作用接続状態にできるギヤシフト要素の要素を働かせるための操作量が変更される。その際に、ギヤシフトを少なくとも間接的に特徴付ける大きさの瞬時値に対する少なくとも一つの閾値、及び／又は、或る特定の第一の開始シフト段から次の第二の目標シフト段へのギヤシフトといった続けて行なわれる同種の複数のギヤシフトにわたる瞬時値の変動特性を少なくとも間接的に特徴付ける大きさに対する少なくとも一つの閾値を決めることができる。この場合、これらの閾値に対して基準が設けられ、この基準が、閾値に対する瞬時値の許容しうる振る舞いを特徴付ける。閾値と瞬時値との間にずれがあるときで、上記の基準をもはや満たさないないような場合には、エラーメッセージが生成されるか、もしくはエラー信号が形成される。このとき、一つないし複数の閾値による、瞬時値の変動特性のための基準もしくは瞬時値を比較するための基準は、次のように言い表される。すなわち、その中では動作によってトランスミッションの破損が起こらないというような或る特定の瞬時値の領域が、一つないし複数の閾値によってカバーされる必要があるというものである。このような対処策の基本的な欠点は、適応開ループ制御ないし適応閉ループ制御のプログラミングを通じて設定値と瞬時値との間が一致させられる際、故障ないしそれが原因で後に発生するおそれのある故障を、アダプション制御によって所望の結果が達成されていないことを介して単に間接的にしか推し量ることができないという点にある。従って、この解決手段は、適応制御式のギヤシフト方法を用いたトランスミッションに対してだけ使用可能であり、動作の仕方を表すのに他のギヤシフト方法に基づくような他のトランスミッション構成ユニットは、上記の方法を用いて監視することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、オートマチックトランスミッションないし自動化されたマニュアルトランスミッション（Ｓｃｈａｌｔｇｅｔｒｉｅｂｅ）の動作中に故障要因を早期に発見するための方法を開発し、この方法により、製造ないし組立の欠陥、そして何よりもさらに、次第に増える損耗に特に起因するような破損ならびに機能障害を早期に発見、つまり、機能をかなり著しく損ねて時には全く動かなくなるまで損ねてしまうような損傷が起きる前に発見し、これにより、トランスミッションにおける大きな損傷を防ぐことができるようにすることを目的とする。この方法は、用いられるギヤシフトプログラムによらず、いかなる類のトランスミッション構成ユニットに対しても、つまり、オートマチック式ならびに自動化されたマニュアルトランスミッションに対しても、同じコストと手間で用いられるものでなければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る解決手段は、請求項１の特徴部分に記載の構成により特徴付けられる。好ましい実施形態は、下位請求項にさらに与えられている。
【０００８】
本発明により、ギヤシフトの際、特に、アップシフト、又はシフトダウン、又はブレーキシフトダウンの際に、相互に摩擦により締結すべき要素の負荷を少なくとも間接的に表している大きさが連続して検出され、或る変数に加算される。このとき、摩擦により互いに締結すべき要素の負荷を少なくとも間接的に特徴付ける大きさに関する最も簡単な場合では、摩擦仕事が重要である。この場合には、上記の大きさは、駆動系側、特にトランスミッションインプットシャフトもしくはこのシャフトに締結された駆動装置の、目標ギヤ段とも呼ばれる次のギヤ段の同期回転数に対するその時々の現下の回転数差を数学的に関連付けることから算出されるとともに、ギヤシフト要素、特に、相互に作用接続状態にできるギヤシフト要素の摩擦面に働かせることのできる圧力とから算出される。次のギヤ段の同期回転数とは、シフトステップのインプット側、すなわち、油圧式の構成部材ないしロックアップクラッチの従動側での回転数を意味する。このとき、上記の結果は、或る変数に加算され、その際、例えば現下のリターンスプリング力および遠心力といったさらなる入力信号が一緒に取り入れられる。この変数は、各ギヤシフトの開始前に常にゼロに戻される。目標ギヤ段を入れる際の現下の回転数が、後にしようとしている直前のギヤ段、つまり開始ギヤ段の同期回転数からずれているか、あるいは、離れていくギヤシフト要素が、解放された時点ないしギヤシフトの開始時点から予め決めておいた期間が経過したら直ちに計算が開始される。この大きさは、或るギヤシフト要素が完全に解放されないことを発見するために特に重要である。加算が終了するのは、同期回転数、もしくはこの同期回転数を少なくとも間接的に特徴付けるような或る対応する比較回転数が、次の、つまり作動させるべき目標ギヤ段におけるものに達したときであるか、又はギヤシフトが中断したときであるか、又は最大ギヤシフト継続時間Ｔ_ｍａｘを過ぎ、つまりは経過してしまったときである。
【０００９】
加算された変数の大きさは、予め定義された、もしくは予め与えられた、場合によってはさらに試行から見出された或る最大値と比較される。これを超える場合には、開始ギヤ段が再び入れられ、そして目下選択されている目標ギヤ段が、少なくとも上記開始ギヤ段と目標ギヤ段との間のギヤシフト過程に対して禁止され、その上で警告メッセージが操縦者に発せられる。本発明のさらなる観点において、目標ギヤ段は、一般には、或る開始ギヤとその目標ギヤとの間のいかなる任意のギヤシフトに対しても禁止される。つまり、ギヤシフト要素がそのために作動させられるようなギヤ段が禁止される。
最大値を下回る場合には、加算された変数は、自身に生じようとしている可能性はあるもの、（時間的に）まだかなり先に起こる損傷を未然に防止する対策を講じるために、さらなる検査が施される。このときの検査は、目標ギヤ、つまり監視されるギヤシフト要素の操作によって特徴付けられるギヤを禁止する必要を生じさせないものである。
【００１０】
通常、この場合には警告メッセージが発せられる。ここで、上記の防止対策は、走行特性ならびにギヤシフト特性を左右することも特に含んでおり、これにより、（監視対象の）ギヤシフト要素は、連続運転で損傷を招きかねない状況にもはやさらされないか、あるいは単に例外的状況としてそのような状況にさらされるだけになる。
【００１１】
この方法の場合、簡単なやり方で、或るギヤシフトに関与する要素の状態が意のままに推し量られる。このとき、通常は、付加的なセンサのコストが最小限に抑えるられるよう、もともと検出対象である量が参照される。この最大値は、運転にはまだ直接的に支障を来たさないような些細な損傷だが、じきにトランスミッション構成ユニットを破損に至らしめるような損傷を特定する。
【００１２】
本発明のさらなる観点において、ギヤシフトの間、駆動装置の発生するトルク、内燃機関の場合には主にエンジントルク、が概ね或る一定の振る舞いを有しているかどうかが調べられる。もしこれに該当すれば、最大値を下回る場合に、同期が図られた後、つまり目標ギヤの同期回転数が達成された後で、加算された変数がさらなる第二の小さめの最大値をさらに上回っているかどうかが調べられる。このとき、上回っているようなら、いわゆる第一のカウンタ変数が増やされる。上回っていないようなら、今さっきなされたギヤシフトに対して、この第一のカウンタ変数が再び減らされる。このとき、斯かる増加ないし低減は、設定可能な異なる複数のギヤ段で行なうことができる。斯かる増減は、例えば一定値として固定して予め与えることができ、上回る量に関係無く、異なる決まった設定値によって表すことができるか、さもなくば計算することができる。上記カウンタ変数に対しては、複数の閾値も設けられるが、少なくとも一つの閾値は設けられる。
【００１３】
このとき、第一のカウンタ変数が、このカウンタ変数に対して設けられた第一の閾値を上回る場合、制御部が警告メッセージを操縦者に出力するか、あるいは、警告メッセージを出力する装置を制御するための相応の信号を生じさせ、これにより、防止対策が講じることが可能となる。カウンタ変数がさらに大きな第二の閾値を上回る場合には、監視されたギヤシフト要素を備える目下入れられたギヤ、つまり目標ギヤが、次に行なわれるシフトダウンの後に禁止される。
【００１４】
所定の第一の開始ギヤから所定の目標ギヤへの同じギヤシフトの際に加算された変数が、さらに小さな第二の最大値を上回る場合には、同時に、より小さなこの第二の最大値を超えた回数が同じギヤシフトにわたり算出され、しかも、この超過がさらなる第二のカウンタ変数内に加算される。この第二のカウンタ変数に対して或る閾値が設けられ、この閾値に対して比較が行なわれる。超過する場合には、やはり同じように警告メッセージが出される。
【００１５】
異なるエンジントルクを有した状態でのギヤシフトに関して算出されたカウンタ変数の不均一な影響を避けるため、駆動装置のトルクが幾つもの段階に分けられ、各ギヤシフトならびに各エンジントルクの段階に個別の独立したカウンタ変数が用意されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る方法は、装置の構成上の組み替えに関して、所定の制御装置に制限されない。このことは、トランスミッション構成ユニットの制御装置において実現することができるし、あるいは、この装置を情報コミュニケーションネットワークに組み込む場合には、これに並列ないし上位に設けられた制御装置において実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の解決手段を図面に基づき詳述する。
【００１８】
図１は、オートマチックトランスミッションならびに自動化されたマニュアルトランスミッションにおいて生じ始めているトランスミッションの損傷、摩耗の顕在化、あるいは、機能障害といった類の故障を早期に発見するための本発明に係る方法の原理を信号の流れ図を基にして示すものである。これに関して、第一のプロシージャ・ステップでは、或る開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}から始まり、或る目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌへ至る或る時間間隔ｔにおけるギヤシフト中、とりわけギヤシフトの摩擦段階の間、アップシフト、シフトダウン、あるいはブレーキシフトダウンにかかわらず、摩擦により互いに締結すべき要素の負荷を特徴付ける少なくとも一つの大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌ．}が連続して検出される。このとき、所定の時間間隔ｔにわたり検出が行なわれる。この検出は、新たに入れるべき所望のギヤ段Ｇ_Ｚｉｅｌの同期回転数が達成されるか、又は、所定の最大限の継続時間Ｔ_ｍａｘを上回ったときに終了する。ここで、例えばＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ１}からＧ_{Ｚｉｅｌ１}への同じギヤシフトが所定の回数ｉにわたり監視される。このとき、摩擦により互いに締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}は、数学的に継続時間に関連付けられ、本明細書中Ｆ_ｔとして定義され、さらにその時その時の結果Ｆ_ｔが、第三のプロシージャ・ステップにおいて、いわゆる変数Ｗ_ｓｕｍに加算され、それも、同期回転数が達成されるまで行なわれる。この継続時間は、ｔ_{ｓｙｎｃｈｒｏｎ}を用いて表される。ここで、上記の変数は、ギヤシフトの開始時に常にゼロに設定される。相応の時間間隔にわたって形成された上記変数が、予め設定可能な、好ましくは予め決められた最大値Ｗ_ｍａｘ０を上回る場合には、もとのギヤ段が再び入れられるとともに、現在のギヤ段がこれより先のギヤシフトに対して禁止され、警告メッセージが操縦者に発せられる。この警告メッセージは、光ないし音によって行なうことができる。新たな目標ギヤ段と開始ギヤ段とは等しく、Ｇ_Ｚｉｅｌ _ｎｅｕ＝Ｇ_{Ａｕｓｇａｎｇ}である。
【００１９】
同期回転数ｎ_{ｓｙｎｃｈｒｏｎ}に達すると、上記の変数Ｗ_ｓｕｍが、予め定義できるもっと小さな第二の最大値Ｗ_ｍａｘ１をも上回っているかどうかが確かめられる。上回っている場合には、カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが増やされる。上回っていなければ、カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが減らされる。予め設定可能か又は規定される所定のギヤシフト回数後に上記カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが或る閾値Ｚ_ｍａｘ１を上回ると、制御側より或る出力量が形成され、この量が、警告メッセージを生成するのに使用される。この警告メッセージは、光ないし音によって生成することができる。上記出力量によって、警告メッセージを出すのに適した装置が制御される。この警告メッセージは、操縦者により防止対策が講じられるのに役立てられる。ここで、フルロードギヤシフトにおいてこの挙動が分かれば、エンジントルクを低減するだけで十分にこれ以降の同種のギヤシフトにおけるさらなるトランスミッション状態の悪化を防ぐことができる。より大きな、さらなる第二の閾値Ｚ_ｍａｘ０を上回る場合、現在のギヤ段は、追加的に次のシフトダウン後に禁止される。ここで、続くプロシージャ・ステップ６、つまり最大値Ｗ_ｍａｘ１の制御が行なわれるのは、ギヤシフトの間、エンジントルクが略一定値に留まっているときだけである。この目的のために、ギヤシフトの間エンジントルクが検出される。
【００２０】
本実施形態において、Ｇ_{Ａｕｓｇａｎｇ１}からＧ_{Ｚｉｅｌ１}へのｉ番目のギヤシフトのカウンタ変数は、Ｚ_{Ｓ，ＭＫｉ}で表され、先行する、つまりｉ−１番目のギヤ段の切り替えのカウンタ変数Ｚ_{Ｓ，ＭＫｉ−１}からカウンタｎだけ嵩上げされるか減らされるかすることによって形成される。Ｇ_{Ａｕｓｇａｎｇ１}からＧ_{Ｚｉｅｌ１}へのｉ番目のギヤシフトに関して、こうして、閾値Ｚ_ｍａｘ１及びＺ_ｍａｘ０に対するカウンタ変数Ｚ_{Ｓ，ＭＫｉ}の振る舞いが検査される。
【００２１】
加えて、さらなるカウンタ変数Ｚ_{Ｓ２，ＭＫ}が設けられ、この変数が最大値Ｗ_ｍａｘ１の超過を算出するのに用いられる。この変数は、良好に経過しているシフト工程においては減らされることなく、イグニッションの停止後Ｚ_{Ｓ２，ＭＫｉ−１}として維持される。しかしながら、この変数が閾値Ｚ_ｍａｘ２を上回ると、やはり警告メッセージが操縦者に出される。原因が取り除かれた後、この変数Ｚ_{Ｓ２，ＭＫ}は、手動ないし操縦者側で再びゼロに設定されなければならない。
【００２２】
図２は、本発明に係る方法の実施形態を信号の流れ図を基にして示すものである。ここで、摩擦により互いに締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさは、摩擦仕事を特徴付ける大きさによって記述される。この目的のために、具体的に、各々相互に摩擦により締結すべき要素の摩擦段階ｔ_{ｒｕｔｓｃｈ}の間、摩擦により互いに締結すべき要素における回転数差ω_ｄｉｆｆ、ならびに、ギヤシフト要素を働かせるのに用いられる圧力ｐが転属して検出される。この場合、この検出は、直接、つまり上述の量を直接検出することによって行うことができなければ、この量を少なくとも間接的に特徴付ける大きさを検出して、上述の量、すなわち回転数差ω_ｄｉｆｆならびにギヤシフト要素を働かせる圧力ｐに換算することで間接的に行なわれる。一つのギヤシフトに対する摩擦仕事Ｗ_Ｒは、少なくとも周期的に計算され、加算される。所定の周期に対して連続した検出と加算が行なわれることが好ましく、この周期は、予め与えられた二つの時間的な隔たりｔ_２及びｔ_３の間の時間差により特定される。摩擦仕事Ｗ_Ｒは、このとき例えば以下のような式、
【数１】

ここで、
Ｗ_Ｒ摩擦仕事
Ｍ_Ｒ摩擦トルク
ω_Ｒ
ｔ_Ｒ摩擦時間
によって計算されるか、あるいは、もともと検出される、回転数差ω_ｄｉｆｆ及び各時点で個々のギヤシフト要素に加えられる圧力ｐの大きさに基づいて、以下の式によって計算される。
【数２】

このとき、ギヤシフトの開始前に、この変数Ｗ_ｓｕｍ０は常にゼロの値に戻される。この摩擦仕事の計算は、駆動装置の現在の回転数が前回入れられたギヤ段における同期回転数から明らかにずれて所定のずれを上回るか、そうでなければ、制御によるギヤシフト命令の時点から、予め与えられるさらなる或る遅延時間が経過すると直ちに開始される。それゆえ、この時点はｔ_２によっても表される。この時点は、ギヤシフト開始間の時間差、詳しくは、ギヤシフトの開始とギヤシフトの所定の継続時間を表している。上記の加算は、同期回転数、すなわち、入れるべきギヤ段における駆動装置の回転数が或る相応の比較回転数に達するか、あるいは、ギヤシフトが中断されたときに終了する。この時間間隔は、ｔ_３あるいはまたｔ_{ｓｙｎｃｈｒｏｎ}を用いて表される。プロシージャ・ステップ２において個々の大きさを数学的に関連付けることが行なわれる一方、プロシージャ・ステップ３において加算が行なわれる。この加算は、このとき、摩擦により互いに締結すべき個々の要素の負荷を特徴付ける大きさを算出するように、連続して、つまり並行して行なうことができ、あるいはそうでなくても、或る特定の時間間隔が経過してから、数学的な関連付けによって相互に関係付けられた、摩擦により互いに締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさから行なうことができる。
【００２３】
次に続くプロシージャ・ステップ４において、加算された変数Ｗ_ｓｕｍが、予め与えることができるか又は予め決定可能な最大値Ｗ_ｍａｘ０を上回っているかどうかが確かめられる。上回っているようなら、直前の開始ギヤ段が再び入れられ、さらに所望の目標ギヤへのギヤシフトが中断されるとともに目標ギヤが禁止され、そして操縦者に対して警告メッセージが生成される。この警告は、音や光による信号を生成することによって行なうことができる。
【００２４】
加えて、ギヤシフトの間、駆動装置によって出力されたトルク、特にエンジントルクＭ_Ｍが監視され、さらに、ギヤシフトにわたるその挙動、特にその期間が算出される。このとき、同期回転数が達成されるまでエンジントルクが略一定に推移することが観察されれば、上記変数にさらなるチェックが施される。この場合、次に、Ｗ_ｓｕｍ０がもっと小さな第二の最大値Ｗ_ｍａｘ１を上回るかどうかが調べられる。上回る場合には、それからはカウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが増やされる。上回らなければ、カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが再び減らされる。カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが或る閾値Ｚ_ｍａｘ１を上回る場合には、警告メッセージが生成され、これにより、防止対策を講じることができる。フルロードギヤシフトでこの挙動が分かれば、これ以降の同種のギヤシフトに対するエンジントルクが低減される。カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが、第一の閾値Ｚ_ｍａｘ１より大きな、さらなる第二の閾値Ｚ_ｍａｘ０を上回る場合には、さらに、目下入れようとしているギヤ、つまりは目標ギヤが、次のシフトダウン後に禁止される。このとき、多くの駆動系に対して、この算出の際にエンジントルクが複数の段階に分けられる。この場合、各ギヤシフトならびに各エンジントルク段階に対して、固有の独立なカウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫが使用可能になる。これにより、異なるエンジントルクでのギヤシフトとカウンタ変数とが互いに影響を及ぼしあうことが無くなる。同様にして、同じ方法が最小値を下回る際にも用いることができる。
【００２５】
本実施形態においても、さらなるカウンタ変数Ｚ_{Ｓ２，ＭＫ}は、摩擦仕事に関する最大値Ｗ_ｍａｘ１の超過だけを数える。このとき、この変数は、良好に経過しているシフト方法においては減らされることなく、イグニッション停止後維持される。しかしながら、この変数が閾値Ｚ_ｍａｘ２を上回ると、同様に警告メッセージが操縦者に出される。
【００２６】
カウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫに関するカウンタ変動は、例えば図３に、ギヤシフトの回数にわたり線図により示されている。
【００２７】
図４ａ及び図４ｂは、駆動装置の回転数の推移、ならびにそれに伴う作動圧力の推移を、或るギヤシフトの時間間隔にわたって示すものである。ここで、図４ａには、駆動装置の回転数変化ｎ_１ならびに従動部、つまり例えばトランスミッション出力シャフトの回転数変化が、入れられたギヤ段を考慮に入れて例示されている。この場合、ギヤシフトは、或る時点ｔ_０に始まり、同期回転数が達成されるときの時点ｔ_２ないしｔ_３に終了する。ここで、時点ｔ_１は、同期の開始、すなわち摩擦時間の開始を表している。このとき、駆動装置の回転数変動ｎに関する図示された三つの曲線Ｉ〜曲線ＩＩＩは、第一の場合すなわちＩの符号が付された曲線で長すぎる摩擦時間ｔ_{ｒｕｔｓｃｈａ}を、曲線ＩＩで理想的な摩擦時間ｔ_{ｒｕｔｓｃｈｂ}を、そして曲線ＩＩＩで短すぎる摩擦時間ｔ_{ｒｕｔｓｃｈｃ}を表している。ｔ_０から始まり、継続時間ｔ_{ｕｒｅａｌ}およびｔ_{ｒｕｔｓｃｈａ，ｂ，ｃ}の和によって得られる個々に与えられる時間間隔、特に時間間隔ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４が、加算の期間を表している。
【００２８】
図４ｂには、ギヤシフト要素を制御するための圧力の推移、特に、図４ａのＩの符号が付された曲線の場合のギヤシフトに関する作動圧力の例が示されている。このとき、曲線ｐ_ＥＫは、離脱しようとしているギヤシフト要素、つまり、開始ギヤ段において接続されていた、シフトステップの切り替えのために解放されなければならないギヤシフト要素のための圧力変動を表している。ｐ_ＤＫに関する曲線は、来るべき次のギヤ段、つまり目標ギヤにおいて入れるべきギヤシフト要素のための圧力変動を表している。
【００２９】
本発明による解決手段は、互いに摩擦により締結すべき要素の負荷を表す大きさを記述することに関して、上に示した解決手段に束縛されることなく、他の数学的な関連付けならびに負荷を表す大きさの考慮の仕方も同じように可能である。とは言え、実際の選択は、通常の当業者の判断に委ねられ、特に、個々の量の検出方法に依存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】早期発見のための本発明に係る方法の原理を信号の流れ図に基づいて示す図である。
【図２】故障の早期発見のための本発明に係る方法の特に好ましい実施形態を示す図である。
【図３】カウンタ変数の変動を線図に基づいて示す図である。
【図４ａ】二つの異なる動作領域を特徴付けているギヤ段の間を切り替える際の、駆動装置ならびに従動部の回転数変動を線図に基づいて示す図である。
【図４ｂ】二つの異なる動作領域を特徴付けているギヤ段の間を切り替える際の、図４ａの回転数の変動に伴う制御圧の変動を線図に基づいて示す図である。

Claims

オートマチック式もしくは自動化されたトランスミッションの動作中の故障を早期に発見するための方法において、
所定の開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}および所定の目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌの間のｎ回目のギヤシフトのときに、少なくとも同期回転数が達成されるまで又は或る最大限のギヤシフト継続時間Ｔ_ｍａｘにわたり、互いに摩擦により非確動式に締結すべき構成要素の負荷を直接的ないし間接的に特徴付ける少なくとも一つの大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌ．}を連続的に算出し、
前記互いに摩擦により締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}を数学的に時間に関連付けるか、あるいは複数の大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}が存在する場合にはこれらの大きさを数学的に相互に関連付け、この関連付けから得られた結果を或る変数Ｗ_ｓｕｍに加算し、
この結果を、予め設定可能か又は定義された第一の閾値Ｗ_ｍａｘ０と比較し、この値を上回れば一つの状態を特定し、この状態においては、さらに稼動し続けると前記所定の開始ギヤおよび前記目標ギヤの間でのギヤシフトの過程で動力伝達を生み出す要素および／または動力伝達に関与する要素の機能を著しく損なうか又はトランスミッション構成ユニットが故障する結果になるような損傷を推量してギヤシフトを中断し、上記の値を下回れば、前記開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}における動力伝達に関与する要素および／または前記目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌにおける動力伝達を生み出す要素の生じ始めた損傷を確かめ、動作の仕方について防止対策を開始することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記第一の閾値Ｗ_ｍａｘ０を上回る場合、そしてそれに伴い、前記所定の開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}および前記所定の目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌの間でのギヤシフト過程の動力伝達を生み出す要素および／または動力伝達に関与する要素の損傷を推論した場合に、ギヤシフトを中断し、前記所定の開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}および前記所定の目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌの間の全てのギヤシフトに対してこの目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌを禁止することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記第一の閾値Ｗ_ｍａｘ０を上回る場合、そしてそれに伴い、前記所定の開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}および前記所定の目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌの間でのギヤシフト過程の動力伝達を生み出す要素および／または動力伝達に関与する要素の損傷を推論した場合に、ギヤシフトを中断し、前記目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌを禁止したまま前記開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}にシフトダウンすることを特徴とする方法。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法において、
前記第一の閾値を上回る場合に、操縦者に警告メッセージを信号で知らせることを特徴とする方法。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法において、
同期回転数に達するか、あるいは或る最大限のギヤシフト期間Ｔ_ｍａｘに達した時点で前記第一の閾値Ｗ_ｍａｘ０を下回る場合に、予め設定可能か又は定義された第二の閾値Ｗ_ｍａｘ１と前記変数Ｗ_ｓｕｍとを比較し、この値を上回る場合には、第一のカウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫを増やし、上記の値を下回る場合には、前記第一のカウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫを減らすことを特徴とする方法。
請求項５に記載の方法において、
前記第二の閾値Ｗ_ｍａｘ１を上回る場合に、前記増やされたカウンタ変数Ｚ_Ｓ，ＭＫをさらなる第三の閾値Ｚ_ｍａｘ１と比較し、この値を上回る場合には、警告メッセージを発し、さらに、第四の閾値Ｚ_ｍａｘ０と比較することを特徴とする方法。
請求項６に記載の方法において、
前記カウンタ変数が前記第四の閾値Ｚ_ｍａｘ０を上回る場合に、前記開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}の動力伝達を生み出す要素および／または動力伝達に関与する要素の損傷を診断し、このギヤを禁止することを特徴とする方法。
請求項６または請求項７に記載の方法において、
Ｗ_ｓｕｍが前記第二の閾値Ｗ_ｍａｘ１を上回る場合に、前記第一のカウンタ変数を増やす数を同時に算出し、第二のカウンタ変数Ｚ_{Ｓ２，ＭＫ}に加算することを特徴とする方法。
請求項８に記載の方法において、
前記第二の閾値を第五の閾値Ｚ_ｍａｘ２と比較し、この値を上回る場合には、操縦者に警告メッセージを信号で知らせることを特徴とする方法。
請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の方法において、
予め設定される固定値によって、前記カウンタ変数を増やしたり減らしたりすることを特徴とする方法。
請求項１０に記載の方法において、
異なるトルクを有する目標ギヤＧ_Ｚｉｅｌ及び開始ギヤＧ_{Ａｕｓｇａｎｇ}の間の同じギヤシフトに対して、予め設定される種々の固定値によって上回った大きさ又は下回った大きさに応じて前記カウンタ変数を増やしたり減らしたりすることを特徴とする方法。
請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載の方法において、
駆動装置のトルクを、複数のトルク段階を決める幾つかの大きさに分類し、或るギヤシフトのトルク段階のそれぞれにおいて固有の独立の第一のカウンタ変数を生成することを特徴とする方法。
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法において、
前記互いに摩擦により締結すべき要素の負荷を特徴付ける大きさＡ_{ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ}を摩擦仕事によって生成することを特徴とする方法。
請求項１３に記載の方法において、
前記摩擦仕事を算出するために、トランスミッションインプットシャフトならびにこのシャフトに連結された駆動装置の回転数と、入れるべき目標ギヤでの同期回転数との間の回転数差を検出するとともに、非確動式に摩擦により互いに作用接続状態にできる要素を操作したり働かせたりするための圧力を検出し、これらの大きさから前記摩擦仕事を算出することを特徴とする方法。