DE102008038825A1

DE102008038825A1 - Echzeit-Getriebeschaltqualitätsdetektion und -beurteilung mittels Getriebeausgangswellenbeschleunigung

Info

Publication number: DE102008038825A1
Application number: DE200810038825
Authority: DE
Inventors: Haytham A. Dexter Fayyad; William R. Ann Arbor Mayhew
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2009-09-10
Also published as: CN101526421B; CN101526421A

Abstract

Ein Schaltqualitätsfehler-Detektionssystem für ein automatisches Getriebe umfasst ein Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul zum Ermitteln einer Fahrzeugbeschleunigung. Ein Akzeptanzfenstermodul definiert obere und untere Grenzen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung. Das Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul vergleicht die ermittelte Fahrzeugbeschleunigung mit den oberen und unteren Grenzen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung. Ein Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul stellt selektiv einen Schaltqualitätsfehler auf der Basis des Vergleichs bereit. Ein Verfahren zum Detektieren eines Schaltqualitätsfehlers eines automatischen Getriebes umfasst, dass eine Fahrzeugbeschleunigung während eines Getriebegangschaltens ermittelt wird. Das Verfahren umfasst auch, dass die Fahrzeugbeschleunigung mit einem Akzeptanzfenster von gewünschten Fahrzeugbeschleunigungen verglichen wird und ein Fehlersignal auf der Basis des Beschleunigungsvergleiches ausgegeben wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenlegung betrifft Fahrzeuggetriebe und im Spezielleren ein Getriebeschaltqualitätsfehler-Detektionssystem.
Hintergrund
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Kraftstoff- und Luft-Gemisch innerhalb von Zylindern, die Kolben antreiben, um ein Antriebsdrehmoment zu entwickeln. Der Motor treibt ein Getriebe über eine Kupplungsvorrichtung an. Im Fall eines automatischen Getriebes umfasst die Kupplungsvorrichtung einen Drehmomentwandler. Das Getriebe überträgt das Antriebsdrehmoment über eine Vielzahl von Übersetzungen an einen Antriebsstrang. Das Getriebe schaltet zwischen Übersetzungen auf der Basis eines Schaltplanes und Fahrzeugbetriebszuständen.
Das Getriebe umfasst typischerweise eine Vielzahl von Kupplungen, die selektiv eingerückt werden, um eine gewünschte Übersetzung herzustel len. Wenn zwischen Übersetzungen geschaltet wird, können Kupplung-zu-Kupplung-Schaltungen auftreten. Im Spezielleren wird zumindest eine Kupplung ausgerückt („sich entfernende Kupplung”), während eine weitere Kupplung gleichzeitig eingerückt wird („ankommende Kupplung”). Die Steuerung der Kupplung-zu-Kupplung-Schaltung basiert auf vielen Schaltparametern, die ein abgeschätztes Motordrehmoment, eine Kupplungsfüllzeit, eine Kupplungsdruckverschiebung und einen Kupplungs-Full-Feed-Füllschwellendruck umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Elektronisch gesteuerte Getriebe können selbst lernende Algorithmen besitzen, die ausgebildet sind, um die Qualität von Gangschaltereignissen durch Ändern eines gesteuerten Parameters wie z. B. eines befohlenen Druckes an eine oder mehrere der Kupplungen zu optimieren. Die selbst lernenden Algorithmen können grob in Kategorien eingeteilt werden, die eine Schaltqualitätsfehler-Detektion, die Auswahl von anzupassenden Parametern und das Ausmaß einer Anpassung umfassen. Es kann vorteilhaft sein, ein verbessertes Verfahren zur Fehlerdetektion vorzusehen.
Zusammenfassung
Ein Schaltqualitätsfehler-Detektionssystem für ein automatisches Getriebe umfasst ein Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul zum Ermitteln einer Fahrzeugbeschleunigung. Ein Akzeptanzfenstermodul definiert obere und untere Grenzen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung. Das Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul vergleicht die ermittelte Fahrzeugbeschleunigung mit den oberen und unteren Grenzen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung. Ein Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul stellt selektiv einen Schaltqualitätsfehler auf der Basis des Vergleichs bereit.
Des Weiteren umfasst ein Verfahren zum Detektieren eines Schaltqualitätsfehlers eines automatischen Getriebes, dass eine Fahrzeugbeschleunigung während eines Getriebegangschaltens ermittelt wird. Das Verfahren umfasst auch, dass die Fahrzeugbeschleunigung mit einem Akzeptanzfenster von gewünschten Fahrzeugbeschleunigungen verglichen wird und ein Fehlersignal auf der Basis des Beschleunigungsvergleiches ausgegeben wird.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele nur Illustrationszwecken dienen sollen und den Umfang der vorliegenden Offenlegung in keiner Weise einschränken sollen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenlegung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:
1 ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems ist;
2 ein Graph ist, der eine idealisierte betriebliche Hochschalt-Drehmomentphase veranschaulicht;
3 ein Graph ist, der einen Fehler einer weichen Drehmomentphase veranschaulicht;
4 ein Graph ist, der einen Fehler einer harten Drehmomentphase veranschaulicht;
5 ein Graph ist, der eine idealisierte betriebliche Hochschalt-Drehmomentphase und -Trägheitsphase veranschaulicht;
6 ein Graph ist, der einen Fehler einer betrieblichen weichen Hochschalt-Trägheitsphase veranschaulicht;
7 ein Graph ist, der einen Fehler einer harten Trägheitsphase veranschaulicht;
8 ein Graph ist, der eine beispielhafte gewünschte Beschleunigung veranschaulicht, die Drehmomentphasen- und Trägheitsphasenfehler-Totbereiche aufweist;
9 ein funktionelles Blockdiagramm eines Schaltqualitätsfehler-Detektionssystems ist; und
10 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte veranschaulicht, die von dem Schaltqualitätsfehler-Detektionssystem ausgeführt werden.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist rein beispielhaft und soll die Offenlegung, ihre Anwendung oder Verwendungen keinesfalls einschränken. Zum besseren Verständnis werden in den Zeichnungen dieselben Bezugsziffern verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (mehrfach genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktion bereitstellen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 10 schematisch veranschaulicht. Das Fahrzeugsystem 10 umfasst einen Motor 12, der ein Kraftstoff- und Luft-Gemisch innerhalb von Zylindern (nicht gezeigt) verbrennt, um Kolben anzutreiben, die verschiebbar innerhalb der Zylinder angeordnet sind. Die Kolben treiben eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) an, die ein Getriebe 14 über einen Drehmomentwandler 16 antreibt. Luft wird durch eine Drossel 18 und in einen Einlasskrümmer 20 gesaugt, der die Luft an die einzelnen Zylinder verteilt. Abgas, das durch den Verbrennungsprozess erzeugt wird, wird über einen Auslasskrümmer 22 zu einem Nachbehandlungssystem (nicht gezeigt) ausgetragen.
Der Drehmomentwandler 16 ist eine Fluidkupplung, die zulässt, dass sich der Motor einigermaßen unabhängig von dem Getriebe 14 dreht. Wenngleich nicht veranschaulicht, umfasst der Drehmomentwandler 16 eine Pumpe, eine Turbine und einen Stator. Die Pumpe ist eine Zentrifugalpumpe, die von dem Motor 12 angetrieben ist. Ein Fluid, das von der Pumpe gepumpt wird, treibt die Turbine an, die wiederum das Getriebe 14 antreibt. Der Stator leitet Fluid, das von der Turbine zurückkehrt, zurück, bevor es erneut auf die Pumpe trifft, um die Effizienz des Drehmomentwandlers 16 zu erhöhen. In einem Drehmomentwandler-Ruhezustand dreht sich die Pumpe, die Turbine jedoch nicht.
Ein Steuermodul 24 regelt den Betrieb des Fahrzeugsystems 10. Im Spezielleren betreibt das Steuermodul 24 den Motor 12 und das Getriebe 14 auf der Basis von Signalen von Bedienereingabevorrichtungen, die einen Bereichswählschalter 26 und ein Gaspedal 28 umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Der Bereichswählschalter 26 gestattet es dem Bediener, das Getriebe 14 in einen von einer Vielzahl von Bereichen zu setzen, die einen Fahrbereich (D), einen Retourbereich (R), einen neutralen Bereich (N) und einen Parkbereich (P) umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Das Steuermodul 24 regelt auch den Getriebebetrieb auf der Basis von Signalen, die durch verschiedene Sensoren bereitgestellt sein können, welche einen Fahrzeugbeschleunigungssensor 30 umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Das Signal, das eine Fahrzeugbeschleunigung darstellt, muss von dem Sensor 30 nicht ausgegeben werden, sondern kann auf der Basis anderer Fahrzeugdaten modelliert oder abgeschätzt werden. Es sollte z. B. erwähnt werden, dass ein mit einem Kalmanfilter dritter Ordnung gefiltertes Getriebeausgangswellen-Drehzahlsignal verwendet werden kann, um ein Fahrzeugbeschleunigungssignal zu erzeugen.
Die Schaltqualität hängt stark von der Fahrzeugbeschleunigung ab, da die Fahrzeugbeschleunigung direkt mit der Kraft in Beziehung steht, die auf Insassen in dem Fahrzeug wirkt. Die Kraft, die auf die Insassen wirkt, ist ein wichtiger Faktor, der in die subjektive Beurteilung der Schaltqualität eingeht. Die vorliegende Offenlegung sieht ein Verfahren zur Schaltqualitätsfehler-Detektion vor, welches umfasst, dass eine Differenz zwischen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung und einer tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung berechnet wird. Differenzen, die größer sind als vorbestimmte Beträge, werden als Schaltqualitätsfehler behandelt.
2 stellt eine idealisierte betriebliche Hochschalt-Drehmomentphase mit einem Fehler von nahezu null dar. In diesem Beispiel sind einrückende und ausrückende automatische Getriebe-Gangschaltkupplungen richtig abgestimmt, um eine Fahrzeugbeschleunigung zu entwickeln, die im Wesentlichen einer gewünschten Beschleunigung entspricht. Die gesteuerten Phasen eines idealisierten betrieblichen Hochschaltens können in zwei Phasen unterteilt werden. In aufeinander folgender Reihenfolge kann eine Drehmomentphase vorhanden sein, die von einer Trägheitsphase gefolgt wird. 2 stellt den Drehmomentphasenabschnitt des Schaltens dar. Während der Drehmomentphase trägt die ausrückende Kupplung ein wesentliches Drehmoment. Des Weiteren hält die einrückende Kupplung ein Drehmoment, jedoch nicht in einem Ausmaß, das ausreicht, um eine Motordrehzahländerung einzuleiten. Demgemäß besitzt der Ausdruck „Drehmomentphase” die Bedeutung, dass ein übertragenes Drehmoment sich ohne eine wesentliche Änderung der Drehzahl der Hauptträgheitsmasse im Antriebsstrang ändert. Da sowohl die einrückende als auch die ausrückende Kupplung gleichzeitig eine Last tragen, wird eine beträchtliche Eingangsleistung in Wärmeenergie innerhalb des Getriebes umgewandelt, anstatt auf die angetriebenen Fahrzeugräder übertragen zu werden. Demzufolge ist während der Drehmomentphase ein Verlust an Fahrzeugbeschleunigung vorhanden. Ein Getriebebetrieb dieser Art kann als „Verknüpfung” bezeichnet werden.
2 zeigt eine Anzahl von Fahrzeugeigenschaften gegen die Zeit, während der Hochschalt-Drehmomentphase. Im Speziellen ist ein Motordrehzahl-Kurvenverlauf 50 gezeigt, der eine Motordrehzahl (N_E) mit einer im Wesentlichen konstanten Größe während der Drehmomentphase zeigt. Ein gewünschter Beschleunigungskurvenverlauf 52 zeigt, dass die gewünschte Beschleunigung (a_DES) im Wesentlichen konstant ist und sich verringert, sobald die ausrückende Kupplung und die einrückende Kupp lung gleichzeitig betätigt werden. Da 2 ein idealisiertes Schalten zeigt, liegt ein gemessener Beschleunigungskurvenverlauf 54 annähernd über dem gewünschten Beschleunigungskurvenverlauf 52. Wie zuvor erläutert, kann eine gemessene Beschleunigung (a_MES) durch einen Signalausgang von einem Fahrzeugbeschleunigungssensor 30, ein über einen Kalmanfilter dritter Ordnung gefiltertes Ausgangsdrehzahlsignal oder eine Fahrzeugbeschleunigungsabschätzung repräsentiert sein.
Ein Drehmomentkurvenverlauf 56 einer ausrückenden Kupplung ist in 2 ebenfalls gezeigt. Das Drehmoment der ausrückenden Kupplung (T_OFF) ist im Wesentlichen bei einer vorbestimmten Größe konstant und verringert sich anschließend am Ende der Drehmomentphase auf null. Ein Drehmomentkurvenverlauf 58 einer einrückenden Kupplung zeigt, dass das Drehmoment der einrückenden Kupplung (T_ON) eine Größe von null für den ersten Abschnitt der Drehmomentphase besitzt und anschließend ansteigt, während das Drehmoment der ausrückenden Kupplung, T_OFF, sich auf null reduziert.
Aus vielerlei Gründen, einschließlich der Variabilität von Fahrzeugkomponenten, stimmt eine gemessene Beschleunigung, a_MES nicht immer beinahe mit der gewünschten Beschleunigung, a_DES, überein. Die 3 und 4 zeigen zwei Formen von betrieblichen Hochschalt-Drehmomentphasenfehlern. Im Speziellen stellt 3 eine weiche Drehmomentphase dar, während 4 eine harte Drehmomentphase darstellt. Eine weiche Drehmomentphase kann einen Fehlermodus für die einrückende Kupplung anzeigen. Eine weiche Drehmomentphase liegt vor, wenn die einrückende Kupplung ein Drehmoment entwickelt, das in Bezug auf einen gewünschten Betrag zu klein ist. Demzufolge entwickelt die einrückende Kupplung nicht genug Drehmoment, um die Fahrzeugbeschleunigung um einen gewünschten Betrag zu reduzieren. Das Ergebnis ist eine Fahrzeugbeschleunigung, die höher ist, als gewünscht. Dieser Zustand kann auch als nicht genug „Verknüpfung” bezeichnet werden. 3 zeigt grafisch eine weiche Drehmomentphase, wobei ein gewünschter Beschleunigungskurvenverlauf 52 einen Knick 60 umfasst und eine gewünschte Beschleunigung a_DES danach abzunehmen beginnt. Der gemessene Beschleunigungskurvenverlauf 54_TS umfasst keinen entsprechenden Knick, sondern behält einen konstanten Wert bei.
4 zeigt den Fehler einer harten Drehmomentphase. Eine harte Drehmomentphase bezieht sich darauf, dass das durch die einrückende Kupplung erzeugte Drehmoment höher ist als ein gewünschter Betrag. Wenn das Drehmoment der einrückenden Kupplung zu hoch ist, wäre eine übermäßige Verknüpfung vorhanden. Infolgedessen nimmt der gemessene Beschleunigungskurvenverlauf 54_TF von einem Knick an dem Punkt 62 schneller ab als die gewünschte Beschleunigung a_DES.
Der Zeitpunkt, an dem die Drehmomentphase endet und die Trägheitsphase beginnt, kann mit derselben Berechnung behandelt werden, die die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung ermittelt hat. Während eine detaillierte Beschreibung der Berechnungen außerhalb des Umfangs dieser Veröffentlichung liegt, mag es nützlich sein anzumerken, dass während eines idealen Schaltens die Drehmomentphase endet, wenn die einrückende Kupplung ausreichend Drehmoment erzeugt, um die/das gegebene Motordrehzahl und -drehmoment beizubehalten, während gleichzeitig das Drehmoment der ausrückenden Kupplung exakt null entspricht. Die Trägheitsphase des betrieblichen Hochschaltens tritt auf, wenn das Drehmoment der einrückenden Kupplung groß genug ist, um eine Motordrehzahländerung zu bewirken. Im Speziellen bezieht sich der Ausdruck Trägheitsphase auf die Zeit während eines Schaltens, wenn das Drehmoment der einrückenden Kupplung eine wesentliche Änderung der Dreh zahl des Antriebsstrang-Hauptträgheitsmasse bewirkt. Typischerweise ist die Motorträgheit ein dominanter Wert unter den Trägheiten der verschiedenen Komponenten, die ihre Drehzahl während eines Hochschaltens ändern müssen. Zum Zweck der Erläuterung wird eine einzige konzentrierte Trägheit am Motor angenommen. Während eines betrieblichen Hochschaltens entspricht die erzwungene Änderung der Drehzahl des Motors N_E einer Reaktion, die auftritt, um der Wirkung, die den Motor verlangsamt, auszugleichen. Die Wirkung ist eine Übertragung von Energie oder eines „Trägheitsmoments”, die/das auf das Fahrzeug übertragen wird. Eine Fahrzeugbeschleunigung, die größer ist als von einem Motorverbrennungsdrehmoment allein bereitgestellt, erfolgt. Die Erhöhung der Fahrzeugbeschleunigung kann als „Schub” bezeichnet werden.
5 zeigt eine idealisierte betriebliche Hochschaft-Trägheitsphase mit einem Fehler von nahezu null. Die Trägheitsphase folgt der oben erläuterten Drehmomentphase. Die Drehmomentphase ist zum Bezug auf der linken Seite von 5 gezeigt. Beim idealisierten Schalten von 5 sind die einrückende und die ausrückende Kupplung korrekt abgestimmt, um eine Fahrzeugbeschleunigung zu entwickeln, die beinahe der gewünschten Beschleunigung a_DES entspricht.
Die Drehmomentphase endet und die Trägheitsphase beginnt an der vertikalen Linie 70. Während der Trägheitsphase nimmt die Motordrehzahl N_E ab, wie durch den Motordrehzahl-Kurvenverlauf 50 angezeigt. Der gewünschte Beschleunigungskurvenverlauf 52 umfasst einen anfänglichen relativ steil ansteigenden Zunahmeabschnitt 72, gefolgt von einem Abschnitt 74 mit einer im Wesentlichen konstanten Größe. Während eines idealisierten betrieblichen Hochschaltens ähnelt der gemessene Beschleunigungskurvenverlauf 54 stark dem gewünschten Beschleunigungskurvenverlauf 52. 5 zeigt auch, dass der Drehmomentkurvenverlauf 58 der einrückenden Kupplung einen Abschnitt 76 mit zunehmendem Drehmoment bei einer Rate aufweist, die geringfügig größer ist als die Zunahmerate während der Drehmomentphase. Ein im Wesentlichen konstanter Drehmomentabschnitt 78 folgt auf den Abschnitt 76.
Die 6 und 7 zeigen betriebliche Hochschalt-Trägheitsphasenfehler. Im Spezielleren zeigt 6 einen Fehler einer weichen Trägheitsphase, während 7 einen Fehler einer harten Trägheitsphase zeigt. Ein Fehler einer weichen Trägheitsphase kann auftreten, wenn das Drehmoment der einrückenden Kupplung kleiner ist als ein gewünschter Betrag. Wenn die einrückende Kupplung keine wesentliche Motordrehzahländerung bewirkt, würde dies zu einer geringeren Zunahme der Fahrzeugbeschleunigung oder nicht genug Schub führen. Der gemessene Beschleunigungskurvenverlauf 54_IS zeigt, dass die gemessene Beschleunigung a_MES wesentlich kleiner ist als der gewünschte Beschleunigungskurvenverlauf 52.
7 bezieht sich auf einen Fehler einer harten Trägheitsphase, der typischerweise dadurch verursacht wird, dass das Drehmoment der einrückenden Kupplung höher ist als ein gewünschter Betrag. Ein größerer Energiebetrag von der Motorträgheit wird auf das Fahrzeug übertragen, was bewirkt, dass die gemessene Beschleunigung a_MES größer ist als die gewünschte Beschleunigung a_DES. Ein gemessener Beschleunigungskurvenverlauf 54_IF stellt den Fehler einer harten Trägheitsphase dar.
Es sollte einzusehen sein, dass eine Steuerung des Motors 12 und des Getriebes 14 für eine exakte Wiederholung des gewünschten Beschleunigungskurvenverlaufes 52 unpraktisch sein kann. Daher erstellt das von dem Steuermodul 24 ausgeführte Schaltqualitätsfehler-Detektionssystem ein Akzeptanzfenster eines Fehlers in Bezug auf den gewünschten Beschleunigungskurvenverlauf 52. 8 veranschaulicht, dass der ge wünschte Beschleunigungskurvenverlauf 52 ausgeglichene Fehlerdrehmomentphasen-Totbereiche und -trägheitsphasen-Totbereiche aufweist. Eine obere Drehmomentphasen-Fehlergrenze ist an der Linie 80 gezeigt, während eine untere Drehmomentphasen-Fehlergrenze an der Linie 82 gezeigt ist. In ähnlicher Weise ist eine obere Trägheitsphasen-Fehlergrenze bei der Bezugsziffer 84 bezeichnet, während eine untere Trägheitsphasen-Fehlergrenze bei der Bezugsziffer 86 gezeigt ist. Das Ausmaß einer gewünschten Beschleunigung kann während eines Fahrzeugbetriebes auf der Basis einer Bedienereingabe wie z. B. eines von dem Gaspedal 28 empfangenen Signals variieren. Der Drehmomentphasen- und der Trägheitsphasenfehler-Totbereich werden weiterhin von dem gewünschten Beschleunigungskurvenverlauf 52 abgeleitet, unabhängig von der Größe der angeforderten Beschleunigung. Des Weiteren sollte einzusehen sein, dass, während symmetrische obere und untere Fehlerakzeptanzgrenzen gezeigt sind, die Totbereiche nicht ausgeglichen sein müssen und die oberen und unteren Fehlergrenzen sich voneinander unterscheiden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenlegung abzuweichen.
9 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm des Schaltqualitätsfehler-Detektionssystems der vorliegenden Offenlegung. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Steuermodul 24 ein Schaltermittlungsmodul 90 umfasst, um zu ermitteln, wenn ein Getriebegangschalten erfolgt. Das Schaltermittlungsmodul kann auch ermitteln, ob die Drehmomentphase aktiv ist oder die Trägheitsphase aktiv ist. Das Schaltermittlungsmodul 90 kommuniziert mit einem Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul 92. Das Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul 92 ermittelt die Fahrzeugbeschleunigung. Wie zuvor angegeben, kann ein Fahrzeugbeschleunigungssensor 30 mit dem Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul 92 kommunizieren. Alternativ kann das Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul 92 die Drehzahl einer Getriebeausgangswelle (nicht ge zeigt) bewerten und einen Kalmanfilter dritter Ordnung auf das Drehzahlsignal anwenden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu erzeugen. Andere Verfahren zum Ermitteln der Fahrzeugbeschleunigung sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenlegung zu betrachten.
Ein Akzeptanzfenstermodul 94 kommuniziert mit dem Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul 92. Das Akzeptanzfenstermodul 94 definiert obere und untere Grenzen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung. Die oberen und unteren Grenzen können um den gewünschten Beschleunigungskurvenverlauf 52 herum symmetrisch sein oder nicht. Ein Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul 96 kommuniziert mit dem Akzeptanzfenstermodul 94. Das Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul 96 dient dazu, die ermittelte Fahrzeugbeschleunigung mit den oberen und unteren Grenzen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung zu vergleichen. Ein Schaltqualitätsfehler kann von dem Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul 96 auf der Basis des Vergleichs zwischen der ermittelten Fahrzeugbeschleunigung und den oberen und unteren Grenzen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung ausgegeben werden.
Wie im Detail unter Bezugnahme auf 10 beschrieben wird, vergleicht die Steuerung die gemessene Beschleunigung, a_MES, mit den oberen und unteren Grenzen während der Drehmomentphase und der Trägheitsphase während eines betrieblichen Hochschaltens. Wenn die gemessene Beschleunigung innerhalb des gegebenen Akzeptanzfensters liegt, wird kein Fehlersignal ausgesendet. Wenn die gemessene Beschleunigung hingegen außerhalb der Drehmomentphasen- oder Trägheitsphasenfehler-Totbereiche liegt, wird ein repräsentatives Fehlersignal ausgegeben. Die Steuerung beginnt bei dem Entscheidungsblock 100, um zu ermitteln, ob eine Drehmomentphase aktiv ist. Diese Ermittlung kann von dem Steuermodul 24 vorgenommen werden, welches erfasst, dass ein Hochschalten von dem Fahrzeugbediener oder einem anderen Abschnitt des Steuermoduls angefordert wurde. Wenn die Drehmomentphase aktiv ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 102, wo ein Signal einer gemessenen Beschleunigung beschafft wird. Die Steuerung schreitet zu Schritt 104, wo eine obere Grenze für eine akzeptable Beschleunigung erhalten wird.
Der Entscheidungsblock 106 ermittelt, ob die gemessene Beschleunigung größer ist als die höhere Grenze. Wenn ja, hat ein Eintritt in die weiche Drehmomentphase stattgefunden und ein entsprechendes Fehlersignal wird bei Block 108 ausgegeben. Dann endet die Steuerung. Wenn die gemessene Beschleunigung nicht größer ist als die obere Grenze, wird die untere Grenze für eine akzeptable Beschleunigung bei Block 110 beschafft. Die Steuerung ermittelt bei einem Entscheidungsblock 112, ob die gemessene Beschleunigung kleiner ist als die untere Grenze. Wenn die gemessene Beschleunigung kleiner ist als die untere Grenze, hat ein Eintritt in eine harte Drehmomentphase stattgefunden. Ein Fehlersignal für die harte Drehmomentphase wird bei Block 114 ausgegeben. Danach endet die Steuerung.
Wenn bei Block 100 ermittelt wird, dass die Drehmomentphase nicht aktiv ist, ermittelt die Steuerung bei Block 116, ob eine Trägheitsphase aktiv ist. Wenn die Trägheitsphase nicht aktiv ist, endet die Steuerung. Wenn die Trägheitsphase aktiv ist, wird bei Block 118 eine gemessene Beschleunigung a_MES beschafft. Die Steuerung schreitet zu Block 120, wo die obere Grenze für die akzeptable Beschleunigung beschafft wird. Bei einem Entscheidungsblock 122 wird ermittelt, ob die gemessene Beschleunigung a_MES größer ist als die obere Grenze. Wenn ja, hat ein Eintritt in die harte Trägheitsphase stattgefunden. Ein Fehlersignal, das den Eintritt in die harte Trägheitsphase anzeigt, wird bei Block 124 ausgegeben. Danach endet die Steuerung. Wenn die gemessene Beschleunigung a_MES nicht größer ist als die in Block 122 ermittelte obere Grenze, schreitet die Steuerung zu Block 126, wo eine untere Grenze für die akzeptable Beschleunigung beschafft wird. Die Steuerung schreitet zu Block 128 weiter, wo die gemessene Beschleunigung a_MES mit der unteren Grenze für die akzeptable Beschleunigung verglichen wird. Wenn die gemessene Beschleunigung a_MES kleiner ist als die untere Grenze, hat ein Eintritt in eine weiche Trägheitsphase stattgefunden. Ein Fehler, der den Eintritt in die weiche Trägheitsphase anzeigt, wird bei Block 130 ausgegeben. Die Steuerung endet nach der Ausgabe des Signals für die weiche Trägheitsphase. Wenn die gemessene Beschleunigung a_MES nicht kleiner ist als die untere Grenze, endet die Steuerung.
Überdies offenbart und beschreibt die vorhergehende Erläuterung lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung. Ein Fachmann wird aus dieser Erläuterung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen ohne Weiteres erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Offenlegung, die in den nachfolgenden Ansprüchen definiert sind, abzuweichen.

100: Drehmomentphase aktiv?
102: Beschaffe gemessene Beschleunigung
104: Beschaffe obere Grenze für akzeptable Beschleunigung
106: Gemessene Beschleunigung > Obere Grenze?
108: Weiche Drehmomentphase
110: Beschaffe untere Grenze für akzeptable Beschleunigung
112: Gemessene Beschleunigung < Untere Grenze?
114: Harte Drehmomentphase
116: Trägheitsphase aktiv?
118: Beschaffe gemessene Beschleunigung
120: Beschaffe obere Grenze für akzeptable Beschleunigung
122: Gemessene Beschleunigung > Obere Grenze?
124: Harte Trägheitsphase
126: Beschaffe untere Grenze für akzeptable Beschleunigung
130: Weiche Trägheitsphase
128: Gemessene Beschleunigung < Untere Grenze?

Claims

Schaltqualitätsfehler-Detektionssystem für ein automatisches Getriebe, das umfasst: ein Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul zum Ermitteln einer Fahrzeugbeschleunigung; ein Akzeptanzfenstermodul, das obere und untere Grenzen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung definiert; und ein Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul, das die ermittelte Fahrzeugbeschleunigung mit den oberen und unteren Grenzen der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung vergleicht und das selektiv einen Schaltqualitätsfehler auf der Basis des Vergleichs erzeugt.
System nach Anspruch 1, wobei das Akzeptanzfenstermodul obere und untere Grenzen einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung auf der Basis einer gewünschten Beschleunigung ermittelt.
System nach Anspruch 2, wobei die gewünschte Beschleunigung eine Drehmomentphase und eine Trägheitsphase umfasst, die sequenziell auftreten, wobei die Drehmomentphase während einer Kupplung-zu-Kupplung-Schaltung auftritt.
System nach Anspruch 3, das ferner ein Schaltermittlungsmodul umfasst, um zu ermitteln, wenn ein Getriebegangschalten erfolgt, wobei das Fahrzeugbeschleunigungs-Ermittlungsmodul mit dem Schaltermittlungsmodul kommuniziert und eine Fahrzeugbeschleunigung auf der Basis der Schaltanforderung ermittelt.
System nach Anspruch 4, wobei das Schaltermittlungsmodul ermittelt, ob die Drehmomentphase aktiv ist.
System nach Anspruch 5, wobei das Schaltermittlungsmodul ermittelt, ob die Trägheitsphase aktiv ist.
System nach Anspruch 6, wobei das Schaltqualitätsfehler-Detektionsmodul ein Fehlersignal ausgibt, das eine von einer weichen Drehmomentphase, einer harten Drehmomentphase, einer weichen Trägheitsphase und einer harten Trägheitsphase darstellt.
System nach Anspruch 7, wobei die Drehmomentphase auftritt, wenn eine Fahrzeugmotordrehzahl im Wesentlichen konstant bleibt, während eine einrückende Kupplung eine Drehmomentübertragung erhöht und eine ausrückende Kupplung eine Drehmomentübertragung verringert.
System nach Anspruch 7, wobei die Trägheitsphase beginnt, wenn eine Fahrzeugmotordrehzahl im Wesentlichen konstant bleibt, während die einrückende Kupplung ausreichend Drehmoment überträgt, um eine gegebene Motordrehzahl beizubehalten, und die ausrückende Kupplung ein Drehmoment von Null überträgt.
Verfahren zum Detektieren eines Schaltqualitätsfehlers eines automatischen Getriebes, das umfasst, dass: eine Fahrzeugbeschleunigung während eines Getriebegangschaltens ermittelt wird; die Fahrzeugbeschleunigung mit einem Akzeptanzfenster von gewünschten Fahrzeugbeschleunigungen verglichen wird; und ein Fehlersignal auf der Basis des Beschleunigungsvergleiches ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass: ermittelt wird, ob eine Drehmomentphase aktiv ist; und die Fahrzeugbeschleunigung mit oberen Drehmomentphasen- und unteren Drehmomentphasengrenzen verglichen wird, die einen Abschnitt des Akzeptanzfensters definieren.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass ein Fehlersignal einer weichen Drehmomentphase ausgegeben wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer ist als die obere Drehmomentphasengrenze.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass ein Fehlersignal einer harten Drehmomentphase ausgegeben wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung kleiner ist als die untere Drehmomentphasengrenze.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die oberen Drehmoment- und die unteren Drehmomentphasengrenzen gleich von einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung während der Drehmomentphase verschoben sind.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass: ermittelt wird, ob eine Trägheitsphase aktiv ist; und die Fahrzeugbeschleunigung mit oberen Trägheitsphasen- und unteren Trägheitsphasengrenzen verglichen wird, die einen Abschnitt des Akzeptanzfensters definieren.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass ein Fehlersignal einer harten Trägheitsphase ausgegeben wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer ist als die obere Trägheitsphasengrenze.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass ein Fehlersignal einer weichen Trägheitsphase ausgegeben wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung kleiner ist als die untere Trägheitsphasengrenze.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die oberen Trägheits- und die unteren Trägheitsphasengrenzen gleich von einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung während der Trägheitsphase verschoben sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ermitteln der Fahrzeugbeschleunigung umfasst, dass ein Kalmanfilter dritter Ordnung auf ein Getriebeausgangswellen-Drehzahlsignal angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ermitteln, ob die Trägheitsphase aktiv ist, umfasst, dass ermittelt wird, ob eine einrückende Kupplung ausreichend Drehmoment überträgt, um eine gegebene Motordrehzahl beizubehalten, während das Drehmoment, das von einer ausrückenden Kupplung übertragen wird, null beträgt.