DE3443015C2

DE3443015C2 -

Info

Publication number: DE3443015C2
Application number: DE3443015A
Authority: DE
Inventors: Yasuyoshi Kawasaki Kanagawa Jp Asagi; Noriaki Tokio/Tokyo Jp Ogawa; Shigeki Yokosuka Kanagawa Jp Moride; Toshihiro Ayase Kanagawa Jp Hattori; Katsuya Fujisawa Kanagawa Jp Shishido
Original assignee: Fujitsu Ltd; Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1988-11-24
Also published as: DE3443015A1; US4671397A

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Kupplungssteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, das einen Mikrocomputer verwendet, welcher die automatische Kupplungssteuerung ermöglicht, wenn der Kupplungshubsensor ausfällt.

Ein automatisches Kupplungssteuersystem, welches Mikrocomputer verwendet, ist bereits in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) 50-12 648 und in der ungeprüften japanischen Patentpublikation (Kokai) 52-5 117 vorgeschlagen worden. Bei diesen Systemen wird ein Mikrocomputer zur Steuerung des Betriebs von elektromagnetischen Ventilen unter einem vorbestimmten, in dem Mikrocomputer gespeicherten Programm durchgeführt; der Betrieb des Stellantriebs wird in Übereinstimmung mit dem Betrieb der elektromagnetischen oder Solenoidventile gesteuert, und die Bewegung der Kupplungen (z. B. trockene Einscheibenkupplungen), d. h. der Kupplungseingriff, der Kupplungsschlupf und die Kupplungsfreigabe werden durch den Stellantrieb über einen Gestängemechanismus gesteuert. Die geprüfte japanische Patentveröffentlichung 50-12 648 offenbart ferner ein Verfahren zum graduierlichen Ändern des Kupplungseingriffszustands in Proportion zu der Zunahme der Drehzahl des Motors, während die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 52-5 117 ein Verfahren zur Änderung der Geschwindigkeit des Kupplungseingriffes in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors offenbart.

Bei diesem Verfahren wird der Kupplungsbetriebsbereich durch den Betrieb des Betätigers oder Stellgliedes bestimmt. Der Stellgliedhub wird andererseits aufgrund eines Hubsignals bestimmt, welches von einem Kupplungshubsensor gefühlt wird, der ein Potentiometer verwendet. Aus diesem Grund kann dann, wenn der Kupplungshubsensor ausfällt, der Kupplungsbetrieb nicht mehr gesteuert werden.

Die DE-OS 32 14 494 offenbart ein automatischen Kupplungssteuersystem mit einer elektronischen Steuerschaltung. Auch diese Druckschrift enthält jedoch keinen Hinweis auf eine Diagnose oder Prüfung, ob der Kupplungshubsensor ausgefallen sein könnte, und auch kein Sicherungsverfahren für einen solchen Ausfall.

Die DE-OS 31 46 516 offenbart einen Getriebemechanismus, der zwischen Handbetrieb und automatischem Betrieb umschaltbar ist. Nach dieser Entgegenhaltung ist es möglich, basierend auf den Signalen eines Drehzahlsensors und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, einen Fehlerzustand festzustellen. Auch diese Druckschrift enthält jedoch keine Offenbarung eines Diagnoseverfahrens und des Sicherungsverfahrens für einen Ausfall des Kupplungssensors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine automati sche Kupplungssteuervorrichtung, insbesondere für Automobile, zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere Sicherheit auch dann gewährleistet, wenn der Kupplungshubsensor ausfällt.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird der Kupplungshubsensor automatisch diagnostiziert und im Falle eines Zusammenbruchs oder eines Ausfalls kann automatisch ein Sicherungsverfahren zur Kupplungssteuerung durchgeführt werden.

Gemäß der Erfindung umfaßt die Steuereinheit einen Eingriffsabschnitt für die Steuerung der Solenoidventile, damit sie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Richtung auf einen Eingriff der Kupplung arbeiten, und einen Freigabeabschnitt zur Steuerung der Solenoidventile, damit sie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Richtung auf eine Kupplungsfreigabe arbeiten, wobei sowohl der Eingriffssteuerabschnitt, als auch der Freigabesteuerabschnitt, wenn der Kupplungshubsensor nicht normal arbeitet, unabhängig von dem Hubsignal betätigt werden. Die Steuereinheit bestimmt einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für das Hubsignal und, wenn das Hubsignal den oberen Grenzwert überschreitet oder niedriger als der untere Grenzwert ist, steuert die Steuereinheit, bei einer Anforderung für einen Kupplungseingriff, die Solenoidventile, unter Verwendung des Eingriffsabschnittes, und bei einer Anforderung für die Kupplungsfreigabe die Solenoidventile, unter Verwendung des Freigabeabschnitts. Die Steuereinheit steuert die Solenoidventile, um den Kupplungsbetrieb nur bei einer Anforderung für den Kupplungseingriff oder die Kupplungsfreigabe zu unterbrechen.

Diese Kupplungssteuervorrichtung erlaubt die Verwendung von herkömmlichen trockenen Einscheibenkupplungen und Gleitschieberäder- oder Wechselgetrieben.

Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, daß sie es ermöglicht, mit dem Fahrzeug weiterzufahren, wenn der Kupplungshubsensor ausfällt, und dadurch wird ein sicheres Fahren gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines herkömmlichen automatischen Kupplungssteu ersystems,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines automatischen Kupplungssteuersytems zur Erklärung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines hydraulischen Steuerkreises, welcher elek tromagnetische Ventile umfaßt, die von der in Fig. 2 gezeigten Steuereinheit gesteuert werden,

Fig. 4 eine Kurve zur Erklärung der Relation zwischen einem Kupplungshubsignal und einem Stellantriebs(Kupplungs)-Hub,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erklärung eines Sicherungsverfahrens in der Steuereinheit und

Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm zur Erklärung des automatischen Kupplungssteu ersystems und des Kupplungshubsensors.

Vor der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird zunächst ein herkömmliches automatisches Kupplungssteuersystem für ein halbautomatisches Getriebe beschrieben, welches eine trockene Einscheibenkupplng und einen hyraulischen Stellantrieb verwendet.

In Fig. 1 bezeichnen 1 ein Gaspedal, 1 A einen Gaspedalsen sor, 2 einen Motor, 2 A einen Motorgeschwindigkeitssensor, 3 ein Drosselstellglied, 4 eine Kupplung, 5 ein Getriebe, 6 einen Kupplungsstellantrieb, 6 A einen Kupplungshubsensor, 7 eine Gruppe von Solenoidventilen, 8 eine Ölpumpe, 9 einen Öltank, 10 eine Steuereinheit und 11 einen Autogeschwindigkeitssensor.

Die Steuereinheit 10, die von einem Mikrocomputer gebildet wird, steuert das Drosselstellglied 3 und die Gruppe von Solenoidventilen, basierend auf einem Signal von dem Gaspedalfühler 1 A, einem Signal von dem Motorgeschwindig keitsfühler 2 A, einem Signal von dem Kupplungshubsensor 6 A und einem Signal von dem Autogeschwindigkeitssensor 11. Die Steuereinheit 10 führt außerdem das von dem Kupplungshub sensor 6 A übertragene Hubsignal zurück, um die Öffnung der Gruppe von Solenoidventilen für Eingriff, Schlupf oder die Freigabe der Kupplung zu steuern, basierend auf der Kupplungseingriffsgeschwindigkeit, wie sie durch die Näherung des Kupplungseingriffsstartpunktes, den Kupplungs eingriff, den Kupplungsschlupf, die Kupplungslösung, Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, Auto geschwindigkeit und andere Fahrbedingungen definiert werden. Wenn die Gruppe von Solenoidventilen gesteuert wird, wird der Kupplungsstellantrieb 6 durch deren Ausgang aktiviert. Die Kupplung wird so, entsprechend der Bewegung der Gruppe 7 von Solenoidventilen zum Eingriff, zum Schleifen oder zur Freigabe gebracht. Wie oben erwähnt wurde, wird bei einem autoamtischen Kupplungssteuersystem das Hubsignal, welches von dem Kupplungshubsensor 6 A über tragen wird, zu der Steuereinheit 10 zurückgeführt, wodurch die Geschwindigkeit des Kupplungseingriffs und der Kupp lungsbetriebsbereich durch die Steuereinheit 10 gesteuert werden.

Wenn jedoch bei diesem System der Kupplungshubsensor außer Ordnung gerät oder ausfällt, z. B. aufgrund eines Bruches oder eines Kurzschlusses einer Leitung oder aufgrund eines schlechten Kontaktes, kann der Kupplungsbetrieb nicht mehr gesteuert werden.

Es wird jetzt ein automatisches Kupplungssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben. Wie oben erwähnt wurde, kann das erfindungsgemäße automatische Kupplungssteuersystem in Verbindung mit herkömmlichen trockenen Einscheibenkupplungen und Schieberäder- oder Wechselgetrieben verwendet werden. Bei der vorliegen den Erfindung ist der sonst bei halbautomatischen Getrieben verwendete Wechselhebel eliminiert und ein Getriebestellan trieb an dessen Stelle hinzugefügt. Die Kupplung und der Getriebestellantrieb werden von einem Mikrocomputer-Con troller gesteuert. Dementsprechend ist das erfindungsgemäße Kupplungssteuersystem ein vollautomatisches Getriebe, welches eine herkömmliche Kupplung und ein herkömmliches Getriebe verwendet.

Das automatische Kupplungssteuersystem, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, besteht im wesentlichen aus denselben Kom ponenten, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, mit Ausnahme einer Steuereinheit 100, einer Gruppe 70 von Solenoidven tilen und einem Stellantrieb 5 A. Die Komponenten, welche auch in Fig. 1 enthalten sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.

In Fig. 3 ist eine Kupplung dargestellt, die von einer Kupplungsdruckplatte 4 A, einer Kupplungsscheibe 4 B, einer Plattenfeder 4 C, einem Kupplungslöselager 4 D, einem Kupp lungslösehebel 4 E, einer Kupplungswelle 4 F und einem Hebel 4 G gebildet wird. Das Bezugszeichen 2 B zeigt ein Motorschwungrad; 701, 701 A, 702 und 703 sind elektromagne tische Ventile in der Gruppe 70 von Solenoidventilen; B ist die Batterie; SW ist ein mit dem Zündschalter verbundener Leistungsschalter.

Die Kupplung 4 wird durch den steuernden Betrieb der Solenoidventile 701, 701 A, 702 und 703 unter Verwendung der Steuereinheit 100 gesteuert. Die Steuereinheit 100 besteht aus einem Mikrocomputer, welcher ein Programm betreffend die Fahrbedingungen speichert. Wenn z. B. die Solenoidven tile 701 und 701 A von der Steuereinheit 100 betätigt wer den, wird unter Druck stehendes Fluidum von der Ölpumpe 8 zu dem Ölzylinder 6 geliefert. Der Kolben 6 B des Ölzy linders 6 wird so nach rechts bewegt, wie es durch den Pfeil dargestellt ist, um die Kupplungsscheibe 4 B zu lösen. Wenn die Solenoidventile 702 und 703 von der Steuereinheit 100 betätigt werden, wird die unter Druck stehende Flüssig keit aus dem Ölzylinder 6 herausgelassen. Der Kolben 6 B bewegt sich aufgrund der Wirkung einer Rückholfeder (nicht dargestellt) in umgekehrter Richtung, um die Kupplungs scheibe 4 B zu lösen oder freizugeben.

Die resultierenden Bewegungsdaten werden von dem Kupp lungshubsensor 6 A gefühlt, der aus einem Potentiometer besteht, und die detektive Spannung des Potentiometers wird als Hubsignal S _S zu der Steuereinheit 100 rückgekoppelt.

In Fig. 4 zeigt die Ordinate das Hubsignal S _S(V) an und auf der Abszisse ist der Stellantriebs(Kupplungs)-Hub (mm) angegeben. Ein oberer Grenzwert UL und ein unterer Grenzwert LL werden für das Hubsignal S _S, welches von dem Kupplungshubsensor 6 A detektiert wird, gemäß der vorliegen den Erfindung bestimmt. Auf der Abszisse zeigt der Pfeil in die rechte Richtung den Kupplungseingriff und der Pfeil in die linke Richtung die Kupplungsfreigabe durch die Bewegung des Stellantriebs an. Der Bereich zwischen dem Punkt P 1 und dem Punkt P 2 zeigt den effektiven Potentiometerbereich an, mit anderen Worten, den effektiven Kupplungsbetriebsbereich. Wie man aus der Figur sieht, ist die Hubsignalspannung proportional zu dem Stellantriebs(Kupplungs)-Hub, d. h. dem Kupplungshub.

Wenn das Kupplungshubsignal den oberen Grenzwert (UL) oder den unteren Grenzwert (LL) überschreitet, stellt gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit fest, daß der Kupplungshubsensor 6 A außer Ordnung geraten ist. Wenn die Diagnose gestellt worden ist, daß der Kupplungshubsensor 6 A nicht richtig funktioniert, steuert die Steuereinheit 100 das Stellglied 6 aufgrund des vorbestimmten Programms. Deshalb wird die Kupplung mit einer vorbestimmten Kupp lungsbewegungsgeschwindigkeit zum direkten Kupplungs eingriff oder zur Kupplungsfreigabe gesteuert, basierend auf Anforderungen des Kupplungseingriffs oder der Kupp lungsfreigabe, welche von dem Gaspedalsensor 1 A, dem Motor geschwindigkeitssenor 2 A und dem Autogeschwindigkeitssen sor 11 zu der Steuereinheit 100 übertragen werden.

Die Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, welches das Sicherungsverfahren in der Steuereinheit erklärt, wenn der Kupplungssensor 6 A außer Kontrolle geraten ist.

Beim Schritt 1 prüft die Steuereinheit 100, ob der Wert des Hubsignals den oberen Grenzwert (UL) überschreitet. Falls das nicht der Fall ist, prüft die Steuereinheit 100 beim Schritt 2, ob der Wert des Hubsignals kleiner als der untere Grenzwert (LL) ist. Falls das nicht der Fall ist, führt die Steuereinheit 100 eine normale automatische Kupplungssteuerung durch, unter Verwendung eines oben beschriebenen Rückkopplungsverfahrens. Die Schritte 1 bis 3 dienen somit dazu, zu prüfen, ob Sensoren ausgefallen sind.

Wenn der Wert des Hubsignals den oberen Grenzwert (UL) überschreitet, also im Falle der Antwort "JA" beim Schritt 1, oder wenn der Wert des Hubsignals niedriger als der untere Grenzwert (LL) ist, d. h. falls die Antwort beim Schritt 2 "JA" ist, prüft die Steuereinheit 100 beim Schritt 4, ob von verschiedenen Sensoren 1 A, 2 A und 11 eine Anforderung für einen Kupplungseingriff vorliegt. Falls ja, steuert die Steuereinheit 100 beim Schritt 5 den Kupplungs betrieb zum direkten Kupplungseingriff mit der vorbestimm ten Kupplungsbewegungsgeschwindigkeit, über die Gruppe (70) von Solenoidventilen, gesteuert durch ein vorbestimmtes Sicherungsverfahrensprogramm. Diese Steuerung ist offen sichtlich unabhängig von dem Kupplungshubsignal, weil der Kupplungshubsensor 6 A außer Betrieb ist. Im Falle eines "NEIN" beim Schritt 4 prüft die Steuereinheit 100 beim Schritt 6, ob eine Anforderung für die Kupplungsfreigabe oder die Kupplungslösung von verschiedenen Sensoren 1 A, 2 A und 11 vorliegt. Im Falle eines "JA" steuert die Steuer einheit 100 beim Schritt 7 den Kupplungsbetrieb mit einer vorbestimmten Kupplungsbewegungsgeschwindigkeit zur direk ten Kupplungsfreigabe, über die Gruppe 70 von Solenoidven tilen, gesteuert durch das vorbestimmte Programm für ein Sicherungsverfahren. Diese Steuerung ist, wie bei dem Schritt 6, unabhängig vom Kupplungshubsignal. Im Falle eines "NEIN" wird der Kupplungsbetrieb beim Schritt 8 unterbrochen, und die Solenoidventile werden gesteuert.

Die Fig. 6 zeigt den detaillierten Aufbau des Kupplungshub sensors 6 A der Fig. 2 und 3. Wie aus der Zeichnung offensichtlich hervorgeht, ist der Kupplungshubsensor ein Potentiometer. Abhängig von der Bewegung der Kolbenstange des Stellantriebs werden verschiedene Spannungen von dem Ausgang quer über den Widerstand R als Hubsignal S _S erhalten.

Claims

1. Automatische Kupplungssteuervorrichtung mit wenigstens einem Kupplungsstellantrieb zur Steuerung eines Kupplungshubes, einer Anzahl von Solenoidventilen zur Steuerung des Kupplungsstell antriebs, einem Kupplungshubsensor zur Messung des Kupplungshu bes, einer Steuereinheit zur Rückkopplung eines Hubsignals, welches von dem Kupplungshubsensor gefühlt wird, wenn Anforde rungen für den Kupplungseingriff oder die Kupplungsfreigabe empfangen werden, und zur Steuerung der Solenoidventile, um so eine Kupplungsbewegungsgeschwindigkeit zu erhalten, welche von einer Motordrehzahl und anderen Bedingungen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinheit einen Eingriffsabschnitt für die Steuerung der Solenoidventile umfaßt, damit sie mit einer vorbestimmten Kupplungseingriffsgeschwindigkeit in Richtung auf einen Eingriff arbeiten, und einem Freigabeabschnitt zur Steuerung der Solenoidventile, damit sie mit einer vorbestimm ten Geschwindigkeit in Richtung auf eine Kupplungsfreigabe arbeiten, wobei beide Abschnitte, wenn der Kupplungshubsensor nicht normal arbeitet, unabhängig von dem Hubsignal betätigt werden;
die Steuereinheit einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert für das Hubsignal bestimmt und, wenn das Hubsignal den oberen Grenzwert überschreitet oder niedriger als der untere Grenzwert ist, die Steuereinheit die Solenoidventile, bei einer Anforderung für einen Kupplungseingriff, unter Verwendung des Eingriffsabschnittes steuert, und, bei einer Anforderung für die Kupplungsfreigabe, die Solenoidventile unter Verwendung des Freigabeabschnitts steuert; und
die Steuereinheit nur bei einer Anforderung für den Kupplungseingriff oder die Kupplungsfreigabe die Solenoidven tile zur Unterbrechung des Kupplungsbetriebs steuert.

2. Verfahren, unter Verwendung eines Mikrocomputers, zur Steuerung eines Kupplungshubes mit Hilfe eines Kupplungsstell antriebs in einem automatischen Getriebe für Automobile, mit den folgenden Schritten:
Fühlen einer Gaspedalposition, einer Motordrehzahl, eines Kupplungshubes, einer Ganghebelposition, einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Vergleichen aller gefühlten Daten mit vorbestimmten, gespeicherten Daten und Steuerung des Kupplungshubs, basierend auf einem normalen Rückkopplungsprozeß, wenn der Kupplungshub sensor normal arbeitet;
Ermittlung eines oberen Grenzwertes und eines unteren Grenzwertes eines Hubsignals, wenn der Kupplungshub bei Ausfall des genannten Kupplungshubsensors nicht gesteuert werden kann;
Diagnose eines Zustands des Kupplungshubsensors durch das Hubsignal, basierend darauf, ob das Hubsignal den oberen Grenzwert überschreitet oder kleiner als der untere Grenzwert ist; und
Steuerung des Kupplungshubes durch ein vorbestimmtes Steuerprogramm, wenn das Hubsignal irgendwelche Grenzwerte überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Steuerung durch das vorbestimmte Steuerprogramm unabhängig von dem Kupplungshubsignal durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Steuerung so durchgeführt wird, daß bei einer Anforderung nach Kupp lungseingriff die Kupplung mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit zum Eingriff gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Steuerung so durchgeführt wird, daß bei einer Anforderung nach Kupp lungsfreigabe die Kupplung mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit freigegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das vorbestimmte Steuerprogramm lediglich dann zur Steuerung des Kupplungs hubes dient, wenn das Kupplungshubsignal ausgefallen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen Mikrocomputer zur Steuerung eines Kupplungshubes durch einen Kupplungsstell antrieb in einem automatischen Getriebe für Automobile verwendet, gekennzeichnet durch:
eine erste Einrichtung, welche die Position des Gaspedals, die Drehzahl des Motors, den Kupplungshub, die Schalthebelposition, eine Getriebeeingangswellendrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit feststellt;
eine zweite Einrichtung, welche die festgestellten Daten mit vorbestimmten, gespeicherten Daten vergleicht und den Kupplungshub basierend auf einem normalen Rückkopplungsprozeß steuert, wenn der Kupplungshubsensor normal arbeitet und einen oberen und einen unteren Grenzwert für ein Hubsignal ermittelt, wenn der Kupplungshub bei Ausfall des genannten Kupplungshubsensors nicht gesteuert werden kann;
eine dritte Einrichtung, die bestimmt ob das Kupplungshubsignal den oberen Grenzwert überschreitet oder niedriger als der untere Grenzwert ist; und
eine vierte Einrichtung zur Steuerung des Kupplungs hubes durch ein vorbestimmtes Steuerprogramm, wenn das Hubsignal vorbestimmte Werte überschreitet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die zweite Einrichtung, die dritte Einrichtung und die vierte Einrich tung von dem Mikrocomputer gebildet werden.