-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes, das eine Stabilität der Steuerung unabhängig von der Toleranz von Hydraulikdruckcharakteristika von Solenoidventilen schafft, die bei einem Automatikgetriebe verwendet werden.
-
Wie aus einem internen Stand der Technik bekannt ist, realisiert ein Automatikgetriebe ein automatisches Schalten in einen geeigneten Gang entsprechend den Fahrzuständen eines Fahrzeuges. Für ein solches automatisches Schalten weist das Automatikgetriebe darin zumindest ein Reibelement und auch einen Hydraulikdruckkreis zur hydraulischen Steuerung des Reibelements auf.
-
Um Hydraulikdruck zu steuern, der dem Reibelement zugeführt wird, weist ein solcher Hydraulikdruckkreis darin zumindest ein Solenoidventil auf, dessen Betrieb durch eine separate elektronische Steuereinrichtung (üblicherweise als Getriebesteuereinrichtung bezeichnet) gesteuert wird. Typischerweise steuert die Getriebesteuereinrichtung das Solenoidventil durch Steuerung eines Stromes, der dem Solenoidventil zugeführt wird. In Reaktion auf die Steuerung des Stromes steuert das Solenoidventil den einzugebenden Hydraulikdruck.
-
Eine Hydraulikdruckstromcharakteristik des Solenoidventils, d. h. eine Beziehung zwischen dem Strom, der dem Solenoidventil zugeführt wird, und dem Hydraulikdruck, der von dem Solenoidventil entsprechend dem zugeführten Strom abgegeben wird, liegt immer innerhalb irgendeines Toleranzbereichs, selbst wenn die Solenoidventile in derselben Spezifikation bezeichnet sind.
-
Daher erreicht, wenn ein in dem Automatikgetriebe tatsächlich verwendetes Solenoidventil eine von einer bestimmten Spezifikation abweichende Hydraulikdruckcharakteristik zeigt, das Automatikgetriebe keine korrekte Schaltqualität, wie bestimmt ist.
-
Wenn Automatikgetriebe mit derselben Genauigkeit und Stabilität gegen die Toleranz von Solenoidventilen gesteuert werden, bedeutet dies eine Verbesserung der Qualität des Automatikgetriebes. Ferner bedeutet dies auch, dass billigere und einfachere Solenoidventile mit größerer Toleranz in einem Automatikgetriebe ohne Verschlechterung der Schaltqualität verwendet werden können. Dementsprechend ermöglicht dies eine Reduzierung der Herstellungskosten eines Automatikgetriebes.
-
Die
DE 19 918 164 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes, wobei Parameterwerte abgerufen werden und einer Identifikationsinformation einer bestangepassten virtuellen Abbildung zugeordnet werden, die bestangepasste virtuelle Abbildung ausgewählt wird, aus diesen Informationen ein Sollhydraulikdruck für ein Sollreibelement des Automatikgetriebes berechnet wird, und ein Sollstrom eines Sollsolenoidventils für den Sollhydraulikdruck auf Basis der virtuellen Abbildung und der Parameter berechnet und dem Sollsolenoidventil zugeführt wird.
-
Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes bei gleich bleibender Genauigkeit und Stabilität der Steuerung unabhängig von der Toleranz von Hydraulikdruckcharakteristika von Solenoidventilen geschaffen, die bei einem Automatikgetriebe verwendet werden.
-
Dies wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Schema eines Automatikgetriebesystems, das keine Ausführungsform der Erfindung ist;
-
2 eine Wechselwirkung zwischen einer Getriebesteuereinrichtung und einem Getriebehauptkörper in einem Automatikgetriebesystem aus 1;
-
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Automatikgetriebes, das keine Ausführungsform der Erfindung ist;
-
4 eine beispielhafte Abbildung des P-I Durchschnitts Pave, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
-
5 beispielhafte virtuelle Abbildungen, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
-
6 eine beispielhafte bestangepasste virtuelle Abbildung, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
-
7 eine Abbildung zur Erläuterung eines Vorgangs zum Erreichen einer Regelabweichung und Verstärkung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
-
8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatikgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Mit Bezug auf die Zeichnung wird nachfolgend eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
-
1 zeigt ein Schema eines Automatikgetriebesystems, das keine Ausführungsform der Erfindung ist.
-
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Automatikgetriebesystem einen Getriebehauptkörper 100 und eine Getriebesteuereinrichtung (TCU) 150 zur Steuerung des Getriebehauptkörpers 100 auf.
-
Der Getriebehauptkörper 100 weist zumindest ein Reibelement 220 (2), wie z. B. Kupplungen und Bremsen, zur Durchführung des Schaltens und zumindest ein Solenoidventil 210 (2) zur Steuerung von Hydraulikdruck auf, der dem Reibelement 220 zugeführt wird. Das Solenoidventil 210 ist in einem Ventilkörper 110 angeordnet und kann z. B. als Solenoid mit variabler Kraft (VFS) ausgebildet sein.
-
Außerdem ist, wie in 1 gezeigt ist, ein Nebenspeicher 120 in dem Getriebehauptkörper 100 (spezieller in dem Ventilkörper 110) vorgesehen. Der Nebenspeicher 120 speichert Parameterwerte und Identifikationsinformationen einer bestangepassten virtuellen Abbildung nach einem Verfahren zur Herstellung eines Automatikgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das später ausführlich beschrieben wird. Der Nebenspeicher 120 kann z. B. als ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) realisiert werden.
-
Die TCU 150 steuert den Getriebehauptkörper 100 mittels Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatikgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Die TCU 150 kann durch einen oder mehrere Prozessoren realisiert werden, die durch ein vorbestimmtes Programm aktiviert werden, das programmiert werden kann, um jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durchzuführen.
-
Der Betrieb der TCU 150 kann mit Bezug auf 2 zusammengefasst werden. Während der Fahrt eines Fahrzeuges steuert die TCU 150 einen Strom des Solenoidventils 210, um im Ergebnis Hydraulikdruck zu steuern, der dem Reibelement 220 zugeführt wird. Während der Steuerung des Solenoidventils 210 bezieht sich die TCU 150 auf Informationen/Daten, die in dem Nebenspeicher 120 gespeichert sind.
-
Zuerst wird mit Bezug auf 3 ein Verfahren zur Herstellung eines Automatikgetriebes, das keine Ausführungsform der Erfindung ist, ausführlich beschrieben.
-
Zuerst wird in Schritt S310 der Nebenspeicher 120, der zum Speichern einer Mehrzahl von Daten geeignet ist, an dem Getriebehauptkörper 100 installiert.
-
Wenn mechanische/hydraulische Elemente des Getriebehauptkörpers 100 zusammengebaut werden, wird in Schritt S320 eine Abbildung des P-I Durchschnitts Pave bezüglich eines vorbestimmten Reibelements 220 und eines diesem zugeordneten Solenoidventils 210 erstellt.
-
Eine P-I Abbildung bedeutet eine Wechselbeziehung zwischen einem Hydraulikdruck P, der dem Reibelement 220 zugeführt wird, und einem Strom I, der dem Solenoidventil 210 zugeführt wird. Das heißt, wenn ein Strom I dem Solenoidventil 210 zugeführt wird, wird ein Hydraulikdruck P dem Reibelement 220 zugeführt.
-
Für denselben Getriebehauptkörper 100 wird eine Mehrzahl von Versuchen durchgeführt, um eine Mehrzahl von P-I Abbildungen zu erstellen. Die Abbildung des P-I Durchschnitts Pave bedeutet eine durchschnittliche Korrelation zwischen dem Hydraulikdruck P und dem Strom I, die durch die Versuche als ein Durchschnitt der P-I Abbildungen erzielt wird. Daher wird eine Charakteristik beim Bilden eines Hydraulikdrucks P aus dem Solenoidstrom I in Bezug auf die Reibelemente und Solenoidventile in einem bestimmten Getriebehauptkörper in der Form der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave erstellt.
-
Die Erstellung einer solchen Abbildung des P-I Durchschnitts Pave für einen bestimmten Getriebehauptkörper ist bekannt und zum besseren Verständnis als Beispiel in 4 dargestellt.
-
Gemäß der in 4 gezeigten Abbildung des P-I Durchschnitts Pave wird das Zuführen von Hydraulikdruck zu dem Reibelement 220 begonnen, wenn ein Strom höher als 0,3 A dem Solenoidventil 210 zugeführt wird, und der dem Reibelement 220 zugeführte Hydraulikdruck ist proportional zu dem Strom, der dem Solenoidventil 210 zugeführt wird.
-
Zum Zwecke der Erläuterung und des besseren Verständnisses ist in 4 der Hydraulikdruck P proportional zu dem Strom I dargestellt. Es wird jedoch angemerkt, dass die Abbildung des P-I Durchschnitts Pave auch in irgendeiner anderen Form erstellt werden kann.
-
Außerdem zeigt 4 nur eine Messung von Hydraulikdruck für jeden Stromwert. Jedoch ist dies nur zum Zwecke der Erläuterung und des besseren Verständnisses, und die Abbildung des P-I Durchschnitts Pave kann mit durchschnittlichen Ergebnissen von so vielen Versuchen wie möglich erstellt werden.
-
Wenn in Schritt S320 die Abbildung des P-I Durchschnitts Pave erstellt ist, wird in Schritt S330 eine bestangepasste virtuelle Abbildung Mn, die der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave am besten angepasst ist, unter einer Mehrzahl von vorbestimmten virtuellen Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) ausgewählt. Das heißt, in Schritt S330 wird der Wert n des Index i erzielt.
-
Die Mehrzahl von virtuellen Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) kann zuvor unter Berücksichtigung der Charakteristika von bestimmten Ventilkörpern 110 des Getriebehauptkörpers 100 vorbestimmt werden. Zum besseren Verständnis sind in 5 beispielhafte virtuelle Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) gezeigt.
-
Gemäß den in 5 gezeigten virtuellen Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) sollte der Solenoidstrom I zumindest 0,1 A für einen Hydraulikdruck sein, der dem Reibelement 220 zuzuführen ist. Außerdem wird ein maximaler Hydraulikdruck dem Reibelement 220 zugeführt, wenn der Solenoidstrom I 0,8 A ist. Für Ströme zwischen dem minimalen Strom 0,1 A und dem maximalen Strom 0,8 A hängt der dem Reibelement 220 zugeführte Hydraulikdruck von dem Strom in verschiedenen Mustern ab, die in verschiedenen virtuellen Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) vorbestimmt sind.
-
Ein Standard zum Auswählen der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn aus den virtuellen Abbildungen Mi(I) (i = 1, ..., N) kann zuvor vorbestimmt werden. Zum Beispiel kann eine virtuelle Abbildung, die einen durch eine Methode der kleinsten Quadrate berechneten kleinsten Wert für eine absolute Abweichung in Bezug auf die Abbildung des P-I Durchschnitts Pave zeigt, als die bestangepasste virtuelle Abbildung Mn ausgewählt werden.
-
6 zeigt eine als solche ausgewählte beispielhafte bestangepasste virtuelle Abbildung Mn.
-
Wenn die bestangepasste virtuelle Abbildung Mn ausgewählt ist, wird in Schritt S340 bestimmt, ob eine Hydraulikdruckcharakteristik des Getriebehauptkörpers 100 der ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung Mn folgt.
-
In Schritt S340 wird ein Solenoidstrom entsprechend einem Sollhydraulikdruck auf der Basis der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn berechnet, und dann wird bestimmt, ob der Sollhydraulikdruck tatsächlich in dem Reibelement durch die Zuführung des berechneten Solenoidstroms zu dem Solenoidventil 210 gebildet wird.
-
Ein Standard zum Bestimmen, ob eine Hydraulikdruckcharakteristik des Getriebehauptkörpers 100 der ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung Mn folgt, kann zuvor vorbestimmt werden. Zum Beispiel kann, wenn eine absolute Abweichung des tatsächlichen Hydraulikdrucks in Bezug auf den durch eine Methode der kleinsten Quadrate berechneten Sollhydraulikdruck unter einem vorbestimmten Bezugswert ist, bestimmt werden, dass die Hydraulikdruckcharakteristik des Getriebehauptkörpers 100 der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn folgt.
-
In dem Falle, dass in Schritt S340 die Hydraulikdruckcharakteristik des Getriebehauptkörpers 100 nicht der ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung Mn folgt, wird wieder der Schritt S320 des Berechnens der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave durchgeführt.
-
In dem Falle, dass die Hydraulikdruckcharakteristik des Getriebehauptkörpers 100 der ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung Mn folgt, werden in Schritt S350 Werte von Parametern für eine Transformation zwischen der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn und der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave erstellt.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Parameter eine Regelabweichung zum Definieren einer Übertragungstransformation der Abbildung P-I und eine Verstärkung zum Definieren einer Skalierungstransformation der Abbildung P-I.
-
Das heißt, in Schritt S350 werden Werte der Regelabweichung und der Verstärkung zum Definieren der Transformation zwischen der bestangepassten virtuellen Abbildung Mnund der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave als die Parameterwerte bestimmt.
-
7 zeigt eine Abbildung zur Erläuterung des Schritts S350 zum Erstellen der Werte für Regelabweichung und Verstärkung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Wie in 7 gezeigt ist, wird ein Wert der Skalierungstransformation, der die Steigung der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn auf die gleiche Steigung der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave ändern kann, als der Wert der Verstärkung bestimmt.
-
Außerdem wird der Wert der Regelabweichung als ein Wert der Übertragungstransformation herausgefunden, der die skalierungstransformierte bestangepasste virtuelle Abbildung Mn derart verschieben kann, dass ein X-Abschnitt der verschobenen bestangepassten virtuellen Abbildung Mn mit einem X-Abschnitt der Abbildung des P-I Durchschnitts Pave übereinstimmt.
-
Daher kann durch solche Werte der Regelabweichung und Verstärkung ein Isthydraulikdruck PIst, der dem Reibelement 220 durch eine Zuführung eines Stromes I zu dem Solenoidventil 210 tatsächlich zugeführt wird, durch eine Formel „PIst = Mn(I) × Verstärkung – Regelabweichung” erzielt werden.
-
Wenn die Werte der Regelabweichung und Verstärkung erstellt sind, werden in Schritt S360 die Identifikationsinformation n der bestangepassten virtuellen Abbildung Mn und die Werte der Regelabweichung und Verstärkung in dem Nebenspeicher 120 gespeichert.
-
Das Speichern der Identifikationsinformation n der bestangepassten virtuellen Abbildung und der Werte der Regelabweichung und Verstärkung kann als Kennzeichnung des Getriebehauptkörpers 100 mit dessen Hydraulikdruckcharakteristik verstanden werden.
-
Daher kann eine TCU, die ohne irgendeine Eineindeutigkeit mit einem bestimmten Getriebehauptkörper 100 erzeugt wird, die Werte der Identifikationsinformation n der bestangepassten virtuellen Abbildung, die Regelabweichung und die Verstärkung abrufen und dann den Getriebehauptkörper 100 steuern, der darauf geeignet basiert.
-
8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatikgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Nachfolgend wird mit Bezug auf 8 ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben, bei dem die TCU 150 die in dem Nebenspeicher 120 gespeicherten Werte abruft und den Getriebehauptkörper 100 darauf basierend steuert.
-
Wenn ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe erzeugt wird, werden ein solcher Getriebehauptkörper 100 und die TCU 150 in das Fahrzeug eingebaut. Dementsprechend ist die TCU 150 mit dem Nebenspeicher 120 des Getriebehauptkörpers 100 verbindbar. Außerdem speichert die TCU 150 darin die Mehrzahl von virtuellen Abbildungen Mi (i = 1, ..., N).
-
Zuerst bestimmt in Schritt S805 die TCU, ob eine Verbindung mit dem Nebenspeicher ermöglicht wird. Die Ermöglichung der Verbindung kann zum Beispiel auf der Basis bestimmt werden, ob ein Signal von dem Nebenspeicher 120 erfasst wird.
-
Der Fall, dass die Verbindung zwischen der TCU 150 und dem Nebenspeicher 120 nicht ermöglicht wird, wird später ausführlich beschrieben.
-
Wenn die Verbindung zwischen der TCU 150 und dem Nebenspeicher 120 ermöglicht wird, ruft in Schritt S810 die TCU 150 die Identifikationsinformation n der bestangepassten virtuellen Abbildung und auch die Parameterwerte, d. h. die Werte der Regelabweichung und Verstärkung ab, die in dem Nebenspeicher 120 gespeichert sind.
-
Anschließend wählt in Schritt S820 die TCU 150 die bestangepasste virtuelle Abbildung Mn unter den virtuellen Abbildungen Mi (i = 1, ..., N) entsprechend der Identifikationsinformation n aus.
-
Während das Fahrzeug fährt, steuert die TCU 150 Hydraulikdruck P, der dem Reibelement 220 zugeführt wird, auf der Basis eines Fahrzustands des Fahrzeuges, wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselöffnung.
-
In diesem Falle berechnet in Schritt S830 die TCU einen Sollhydraulikdruck PSoll, der dem Reibelement 220 zugeführt werden soll.
-
Anschließend berechnet in Schritt S840 die TCU 150 einen Sollstrom ISoll, der einem Solenoidventil 210 zugeführt wird, so dass der Sollhydraulikdruck dem Reibelement 220 zugeführt wird.
-
In Schritt S840 berechnet die TCU 150 den Sollstrom ISoll auf der Basis der ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung Mn und der abgerufenen Parameterwerte der Regelabweichung und Verstärkung. Spezieller berechnet in Schritt S840 die TCU 150 den Sollstrom ISoll als einen Wert des Stromes I, der die folgende Gleichung 1 erfüllt. PSoll = Mn (I × Verhältnis) × Verstärkung – Regelabweichung (Gleichung 1)
-
In Schritt S840 ist der Parameterwert „Verhältnis” eine Korrekturrate, die anfangs als 1 vorbestimmt wird und durch Korrekturschritte geändert werden kann, die später ausführlich beschrieben sind.
-
Wenn der Sollstrom ISoll als solcher berechnet wird, führt in Schritt S850 die TCU 150 den Sollstrom ISoll dem Solenoidventil 210 zu. In diesem Falle führt die TCU 150 den Sollstrom ISoll dem Solenoidventil 210 in einem Pulsbreitenmodulationsschema (PWM) zu.
-
Wenn die TCU 150 den Sollstrom ISoll dem Solenoidventil 210 zugeführt hat, misst in Schritt S860 die TCU 150 einen Iststrom IIst, der dem Solenoidventil 210 tatsächlich zugeführt wird.
-
Das heißt, die TCU 150 misst den Iststrom IIst, der durch das dem Solenoidventil 210 zugeführte PWM-Signal tatsächlich durch das Solenoidventil 210 fließt.
-
Dann vergleicht in Schritt S870 die TCU 150 den Sollstrom ISoll mit dem Iststrom IIst und berechnet deren Stromverhältnis. In Schritt S870 wird das Stromverhältnis als IIst/ISoll, einem Verhältnis des Iststromes IIst in Bezug auf den Sollstrom ISoll berechnet.
-
Anschließend bestimmt in Schritt S880 die TCU 150 den Wert der Stromkorrekturrate auf das Verhältnis IIst/ISoll In anderen Worten überwacht die TCU 150, ob das Solenoidventil 210 entsprechend dem von der TCU 150 zugeführten Sollstrom ISoll arbeitet, und führt die überwachten Ergebnisse an die Berechnung des Sollstromes ISoll zurück. Daher wird der Iststrom IIst des Solenoidventils 210 immer gesteuert, um bei einem Wert zu bleiben, der dem Sollhydraulikdruck PSoll des Reibelements 220 entspricht.
-
Zurück zu Schritt S805 bestimmt, wenn die Verbindung zwischen der TCU 150 und dem Nebenspeicher 120 nicht ermöglicht wird, die TCU 150 jene Parameterwerte, die in Schritt S890 vorbestimmt werden, und fährt mit Schritt S830 fort. In Schritt S890 bestimmt die TCU 150 eine vorbestimmte Basisabbildung als die bestangepasste virtuelle Abbildung und eine vorbestimmte Basisregelabweichung und Basisverstärkung als die Werte der Regelabweichung und Verstärkung.
-
Daher wird dann, wenn die Verbindung zwischen der TCU 150 und dem Nebenspeicher 120 nicht ermöglicht wird, in Schritt S830 der Sollstrom ISoll auf der Basis der vorbestimmten Basisregelabweichung, der vorbestimmten Basisverstärkung und der vorbestimmten Basisabbildung anstelle von aus dem Nebenspeicher 120 abgerufenen Werten der Regelabweichung und Verstärkung und einer aus den virtuellen Abbildungen ausgewählten bestangepassten virtuellen Abbildung berechnet.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Automatikgetriebe unabhängig von zulässiger/unzulässiger Toleranz in den bei einem Solenoidventil des Automatikgetriebes auftretenden Hydraulikdruckcharakteristika genau gesteuert werden.
-
Parameterwerte zum Definieren von Hydraulikdruckcharakteristika eines Solenoidventils eines bestimmten Getriebehauptkörpers werden in einem Speicher gespeichert, der an dem Getriebehauptkörper fest montiert ist. Daher kann eine Getriebesteuereinrichtung den Getriebehauptkörper stabil steuern, selbst wenn die Getriebesteuereinrichtung in einem von dem Getriebehauptkörper getrennten Prozess und Raum erzeugt wird.
-
Außerdem wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Iststrom überwacht, der durch ein Solenoidventil fließt, und daher ist die Steuerung eines Reibelements tatsächlich genauer und stabiler.
-
Ferner wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zumindest die Steuerungsgenauigkeit gegenüber der Stand der Technik sichergestellt, selbst wenn die Verbindung zwischen der Getriebesteuereinrichtung und dem Speicher nicht ermöglicht wird.
