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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Steuerung einer hydrodynamischen
Drehmomentwandleranordnung in einem Automatikgetriebe und insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum adaptiven Lernen der
Kalibrierung und zum Steuern eines Niveaus eines Schlupfs über der
hydrodynamischen Drehmomentwandleranordnung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Fahrzeuggetriebe
sind so entworfen, dass sie eine Drehkraft oder ein Drehmoment von
einem Motor oder einem anderen Krafterzeuger auf die Antriebsräder des
Fahrzeugs übertragen,
um das Fahrzeug über
einen relativ breiten Bereich von Ausgangsdrehzahlen anzutreiben.
Der Motor umfasst eine drehbare Kurbelwelle oder Abtriebswelle,
die in Abhängigkeit
vom gewünschten
Getriebebetriebszustand selektiv mit einer Getriebeantriebswelle
verbunden und von dieser getrennt werden kann. Wenn das Fahrzeug
mit einem Handschaltgetriebe konfiguriert ist, kann ein fußbetätigtes Kupplungspedal,
das im Fahrzeuginneren angeordnet ist, selektiv betätigt werden,
um zu ermöglichen,
dass der Fahrer die Gänge
schaltet und/oder das Getriebe in die Neutralstellung setzt. In
einem Automatikgetriebe wird diese Verbindung automatisch über eine
hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung bereitgestellt.
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Eine
hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung, die nachstehend einfach
als Drehmomentwandler bezeichnet wird, umfasst typischerweise ein
Pumpenrad oder eine Pumpe, eine Turbine und einen stationären Abschnitt
oder einen Stator. Der Drehmomentwandler ist mit einem viskosen
Fluid oder Öl
gefüllt.
Die Pumpe, die an einen rotierenden Schwungradabschnitt oder einen
anderen rotierenden Abschnitt des Motors geschraubt sein kann, um sich
kontinuierlich mit der Motordrehzahl zu drehen, lässt eine
Zufuhr von Fluid zur Turbine aus. Ein Stator ist derart installiert
und geformt, dass er das aus der Turbine ausgelassene Fluid wieder
in die Pumpe umleitet. Die Turbine ist wiederum mit der Getriebeantriebswelle
verbunden. Der Drehmomentwandler als Ganzes ermöglicht folglich, dass ein variabler
Fluidkoppeleffekt zwischen dem Motor und dem Getriebe automatisch
stattfindet, was ermöglicht,
dass das Fahrzeug ohne Abwürgen
des Motors bis zu einem Stillstand verlangsamt, während auch
ermöglicht wird,
dass eine Drehmomentvervielfachung bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten
stattfindet.
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In
einigen Drehmomentwandlerkonstruktionen wird eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung
oder TCC verwendet, um die rotierende Pumpe mit der rotierenden
Turbine über
einer kalibrierten Schwellenüberbrückungsdrehzahl
selektiv zu verbinden oder zu überbrücken. Unterhalb
der Schwellenüberbrückungsdrehzahl
ist der Drehmomentwandler ausschließlich so konfiguriert, dass
er ermöglicht,
dass ein zunehmendes Ausmaß oder
Niveau an Schlupf über
dem Drehmomentwandler auftritt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
abnimmt, wobei letztlich ein maximales Schlupfniveau erreicht wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null erreicht. Ungeachtet dessen,
ob eine TCC verwendet wird, ermöglicht
diese Fähigkeit
zum variablen Schlupf, dass der Motor sich weiterhin dreht, wenn sich
das Fahrzeug in bestimmten Getriebeeinstellungen oder -zuständen im
Leerlauf befindet, z. B. in der Parkstellung (P) oder Neutral stellung
(N), oder wenn es sich in einem Fahrzustand (D-Zustand) befindet, während sich
das Fahrzeug in einem Stillstand befindet, eine Bedingung oder ein
Zustand, die/der nachstehend gemeinsam als ”Neutralleerlauf (NI)” bezeichnet
wird. Obwohl eine solche Fähigkeit
zum variablen Schlupf für
den effektiven Betrieb eines herkömmlichen Automatikgetriebes
außerordentlich wertvoll
ist, führt
jedoch der Schlupf von Natur aus dazu, dass ein gewisser Teil der
gesamten verfügbaren
Leistung zwischen dem Motor und dem Getriebe aufgrund einer viskosen
Reibung des Getriebes und von anderen Fahrzeugkomponenten verloren
geht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Folglich
ermöglichen
das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die
Optimierung von Drehmomentwandler-Schlupfniveaus oder des TC-Schlupfs
in einem Fahrzeug mit einer hydrodynamischen Drehmomentwandleranordnung,
wie vorstehend beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine elektronische
Steuereinheit oder einen elektronischen Controller mit einem Algorithmus
zum Ausführen
des Verfahrens der Erfindung, wobei die Ausführung des Verfahrens kontinuierlich
den Controller durch Anpassen eines anfänglichen oder Grundlinien-TC-Schlupfprofils
oder einer anfänglichen
oder Grundlinien-TC-Schlupfkurve trainiert, um die natürliche Schlupfkurve
eines speziellen Fahrzeugs über die
Zeit genauer anzunähern.
Das angepasste TC-Schlupfprofil oder die angepasste TC-Schlupfkurve
wird dann als Steuerparameter zum Steuern des TC-Schlupfs dieses Fahrzeugs während bestimmter Getriebezustände, beispielsweise
eines Neutralleerlauf-Getriebezustandes (NI-Getriebezustandes),
verwendet.
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Insbesondere ”lernt” der Algorithmus
kontinuierlich durch Abtasten der Datenpunkte des TC-Schlupfs als
Funktion der Temperatur während be stimmter
Fahrzeug-Schwellenleistungsbedingungen, d. h. während Bedingungen, die als
stabil bestimmt sind, oder ansonsten der für eine genaue Datenabtastung
förderlichsten.
Datenpunkte des TC-Schlupfs als Funktion der Temperatur können beispielsweise
abgetastet oder gesammelt werden, sobald das Fahrzeug in einer Parkstellung
(P) oder Neutralstellung (N) arbeitet und langsam ausrollt, wie z.
B. wenn das Fahrzeug durch eine Autowaschanlage bewegt wird, während das
Fahrzeug in einem Parkzustand (P-Zustand) auf einem Parkplatz leerläuft, oder
während
eines anderen ausgedehnten Stopps, usw. Da sich der TC-Schlupf umgekehrt
mit der Temperatur verändert,
kann die ”Lernphase” oder adaptive
Phase des Algorithmus oder Verfahrens durch Sammeln von Datenpunkten
des TC-Schlupfs als Funktion der Temperatur während äußerst heißen oder kalten Temperaturbedingungen
weiter optimiert werden, z. B. wenn das Fahrzeug im Winter oder Sommer
entweder direkt oder entfernt gestartet wird und für eine verlängerte Zeitdauer
im Leerlauf belassen wird, um den Fahrgastraum vor dem Einsteigen aufzuwärmen bzw.
zu kühlen.
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Gemäß der Erfindung
steuert die Ausführung des
Verfahrens ein Ausmaß des
Drehmomentwandler-Schlupfs (TC-Schlupfs) in einem Getriebe mit einer
hydrodynamischen Drehmomentwandleranordnung. Das Verfahren umfasst
das Festlegen eines Grundlinien-TC-Schlupfprofils, das Bestimmen
eines tatsächlichen
TC-Schlupfwerts bei verschiedenen Temperaturen, das Erzeugen eines
angepassten TC-Schlupfprofils durch kontinuierliches Anpassen des
Grundlinien-TC-Schlupfprofils in Ansprechen auf die tatsächlichen
TC-Schlupfwerte und das Steuern des Ausmaßes des TC-Schlupfs während eines Neutralleerlaufzustandes
(NI-Zustandes) des Getriebes unter Verwendung des angepassten TC-Schlupfprofils
als Referenzbefehl für
ein Neutralleerlauf-Steuersystem (NI-Steuersystem).
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Ein
Fahrzeug umfasst einen Motor mit einer Abtriebswelle, ein Getriebe
mit einer Antriebswelle und eine hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung
zum selektiven Koppeln der Abtriebswelle mit der Antriebswelle.
Die Drehmomentwandleranordnung umfasst eine mit der Abtriebswelle
verbundene Pumpe, eine mit der Antriebswelle verbundene Turbine,
ein Fluid und einen Stator, der dazu konfiguriert ist, das Fluid
von der Pumpe zur Turbine umzuleiten. Das Fahrzeug umfasst auch
einen Controller und Sensoren zum Bestimmen eines Ausmaßes des TC-Schlupfs über der
Drehmomentwandleranordnung, beispielsweise durch Erfassen oder Messen der
Motordrehzahl (NE) auf der Pumpenseite der Drehmomentwandleranordnung
und der Turbinendrehzahl (NT) auf der Turbinenseite
der Drehmomentwandleranordnung und dann Berechnen des Schlupfs als
NE – NT. Unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung
lernt der Controller das Ausmaß des
TC-Schlupfs während
eines ersten Getriebezustandes und steuert das Ausmaß des TC-Schlupfs während eines
zweiten Getriebezustandes (d. h. Neutralleerlauf (NI)), der vom
ersten Getriebezustand verschieden ist. Der Controller misst mehrere tatsächliche
TC-Schlupf-Datenpunkte und passt ein TC-Schlupfprofil in Ansprechen
auf die TC-Schlupfwert-Datenpunkte des tatsächlichen Schlupfs kontinuierlich
an, um eine natürliche
Schlupfkurve des Fahrzeugs genauer anzunähern.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer hydrodynamischen
Drehmomentwandleranordnung gemäß der Erfindung;
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2 ist
ein graphischer Ablaufplan, der einen Algorithmus zum Ausführen des
Verfahrens der Erfindung zum automatischen Anpassen des TC-Schlupfniveaus
des Fahrzeugs von 1 beschreibt;
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3 ist
eine graphische Darstellung, die eine erste Iteration eines TC-Schlupfprofils in
Ansprechen auf einen ersten Datenpunkt des TC-Schlupfs als Funktion
der Temperatur beschreibt; und
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4 ist
eine graphische Darstellung, die eine zweite Iteration eines TC-Schlupfprofils in
Ansprechen auf einen zweiten Datenpunkt des TC-Schlupfs als Funktion
der Temperatur beschreibt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den Zeichnungen, in denen in den ganzen verschiedenen Fig. gleiche
Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen
Komponenten entsprechen, und beginnend mit 1, umfasst
ein Fahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor (E) 12,
der selektiv und/oder variabel mit einem Automatikgetriebe (T) 14 über eine hydrodynamische
Drehmomentwandleranordnung oder einen Drehmomentwandler 16 verbunden
wird. Der Motor 12 weist eine Abtriebswelle 13 auf,
die sich mit einer Motordrehzahl NE dreht.
Das Getriebe 14 weist wiederum eine Antriebswelle 15 auf,
die sich mit einer Drehzahl NT dreht. Die Übertragung
eines Antriebsdrehmoments (Ti) auf das Getriebe 14 geschieht über den
Drehmomentwandler 16, wie nachstehend beschrieben. Das
Getriebe 14 weist auch eine Abtriebswelle 18 auf,
die schließlich
ein Getriebeabtriebsdrehmoment (To), das
von einer oder mehreren Kupplungsanordnungen 17 und Zahnradsätzen (nicht
dargestellt) übertragen
wird, übermittelt,
um dadurch das Fahrzeug 10 über die Antriebsräder 24 anzutreiben.
Die Kupplungsanordnungen 17 können selektiv durch elektrohydraulische
Steuerungen betätigt
werden, die durch Druckfluid angetrieben werden, das von einer Pumpe
(P) 33 mit einem Leitungsdruck (PL)
geliefert wird. Die Pumpe 33 ist dazu konfiguriert, Fluid 37 von
einem Behälter
oder Sumpf 35 zu entnehmen, wobei das Fluid 37 eine
messbare oder detektierbare Temperatur (TSump)
aufweist.
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Der
Motor 12 und der Drehmomentwandler 16 stehen mit
einer elektronischen Steuereinheit oder einem elektronischen Controller 26 in
Kommunikation, der zum Speichern und Zugreifen auf einen Algorithmus 100 konfiguriert
ist, der speziell ausgelegt ist, um das nachstehend mit Bezug auf 2 beschriebene
Verfahren auszuführen.
Der Controller 26 kann als Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis
mit solchen üblichen
Elementen wie einem Mikroprozessor oder einer CPU, einem Speicher,
einschließlich: eines
Festwertspeichers (ROM), Direktzugriffsspeichers (RAM), eines elektrisch
programmierbaren Festwertspeichers (EPROM) usw., jedoch nicht darauf
begrenzt, und einer Schaltungsanordnung, einschließlich: eines
Hochgeschwindigkeitstakts (nicht dargestellt), einer Analog-Digital-Schaltungsanordnung
(A/D-Schaltungsanordnung), einer Digital-Analog-Schaltungsanordnung
(D/A-Schaltungsanordnung), eines Digitalsignalprozessors oder DSP
und der erforderlichen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A-Vorrichtungen)
und einer anderen Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung,
jedoch nicht darauf begrenzt, konfiguriert sein. Konfiguriert ist
jedoch der Controller 26 zum Ausführen des Algorithmus 100 von
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2 betreibbar,
wie erforderlich, um das Verfahren der Erfindung auszuführen, wie
nachstehend dargelegt.
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Der
Controller 26 ist zum Empfangen, Lesen und/oder Messen,
Berechnen und Aufzeichnen oder Speichern von verschiedenen erforderlichen
Messungen, Werten oder Zahlen, einschließlich irgendwelcher erforderlichen
Messwerte, die die Motordrehzahl (NE) und
die Getriebeabtriebsdrehzahl (NO) vollständig beschreiben,
wie z. B. über
einen oder mehrere Drehzahlsensoren 39 mit einer Ausgangsdrehzahl
oder Ausgangsdrehzahlen, die allgemein als NX bezeichnet
sind, konfiguriert. Die Drehzahlsignale NE,
NO werden vorzugsweise über eine leitende Verdrahtung
elektrisch übertragen,
obwohl irgendein Übertragungsmittel,
wie beispielsweise Hochfrequenzsender und -empfänger (HF-Sender und -Empfänger), die
zum Übermitteln
oder Übertragen
der erforderlichen Informationen zum Controller 26 geeignet
sind, innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung auch verwendbar
sind.
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Immer
noch in 1 kann der Drehmomentwandler 16 als
herkömmlicher
hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Stator 30,
der zwischen einem Pumpenrad oder einer Pumpe 32, d. h. dem
Antriebselement, und einer Turbine 34 oder einem Abtriebselement
angeordnet oder positioniert ist, konfiguriert sein. Eine Überbrückungskupplung oder
TCC 31 kann auch verwendet werden, um die Pumpe 32 selektiv
mit der Turbine 34 oberhalb einer Schwellenüberbrückungsdrehzahl
zu überbrücken, wie
für den
Fachmann verständlich
sein wird. Die Pumpe 32 kann an die Abtriebswelle 13 des
Motors 12 geschraubt sein oder anderweitig direkt mit dieser verbunden
sein, um sich dadurch in Verbindung mit dem Motor 12 mit
der Motordrehzahl (NE) zu drehen. Innerhalb
des Drehmomentwandlers 16 wird die Turbine 34 durch
Fluid 37 angetrieben, wobei die Turbine 34 wiederum
mit der Antriebswelle 15 des Getriebes 14 verbun den
ist. Folglich dreht die Drehung der Turbine 34 schließlich die
Antriebswelle 15 des Getriebes 14 mit einer Rate
oder Drehzahl NT, die geringer als oder
gleich der Motordrehzahl (NE) ist, wobei viskose
Widerstands- oder
Reibungsverluste innerhalb der Kupplungen 17 und anderer
verbundener Abschnitte des Getriebes 14 schließlich die
Drehzahl NT auf ein Niveau verringern, das
geringer ist als jenes der Motordrehzahl (NE).
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Das
Getriebe 14 kann als Mehrganggetriebe konfiguriert sein,
das zum Herstellen von mehreren Getriebebetriebsarten oder -zustanden
geeignet ist, einschließlich
Rückwärtsgang
(R), Neutralstellung (N) und verschiedener Vorwärtsfahrzustände (D), sowie eines optionalen
Zustandes eines zuschaltbaren Schnellgangs. Ungeachtet der Konfiguration
des Getriebes 14 kann der Controller 26 innerhalb
des Schutzbereichs der Erfindung den Algorithmus 100 von 2 verwenden,
um einen Neutralleerlaufzustand (NI-Zustand) herzustellen. Wie hierin
verwendet, bezieht sich der Begriff ”Neutralleerlauf” auf einen
Getriebezustand, der den Leerlaufkraftstoffverbrauch verringert,
sobald das Getriebe 14 auf die Fahrstellung oder D gesetzt
ist und veranlasst wird, dass das Fahrzeug 10 stationär bleibt.
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Im
Neutralleerlauf (NI) wird das Getriebe 14 auf die Fahrstellung
(D) gesetzt, während
eines der elektrohydraulischen Kupplungsdruck-Regelungsventile (nicht
dargestellt) den Druck an der vorgesehenen Neutralleerlaufkupplung
im Getriebe 14 verringert, wodurch das Getriebe 14 in
einen teilweise belasteten ”hydraulischen
neutralen” Zustand
gesetzt wird. Daten, die für
den Algorithmus 100 erforderlich sind, werden während anderer
neutraler Bedingungen, d. h. Neutralstellung (N) und Parkstellung
(P), abgetastet und verarbeitet, wie nachstehend beschrieben. Das
Niveau des Schlupfs über
dem Drehmomentwandler 16 wird hierin der Deutlichkeit halber als
TC-Schlupf bezeichnet, wobei TC-Schlupf = [NE – NT]. Das heißt, wenn die TCC 31 vollständig überbrückt ist,
gilt NE = NT und
daher ist der TC-Schlupf null. Bei fehlender Überbrückung der TCC 31 oder wenn
die TCC 31 nicht als Teil des Drehmomentwandlers 16 verwendet
wird, wird zumindest ein gewisses Niveau an TC-Schlupf aufgrund
von viskosem Widerstand oder viskoser Reibung von den Kupplungen 17 des
Getriebes 14 erwartet. Die Kalibrierung und Steuerung des
TC-Schlupfs während
verschiedener neutraler Bedingungen, um den Leerlaufkraftstoffverbrauch
zu minimieren, wird daher über
den Algorithmus 100 von 2 ermöglicht,
wie nachstehend beschrieben.
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Immer
noch in 1 kann das Getriebe 14 in eine(n)
von einer Anzahl von Getriebebetriebsarten, -gängen oder -zuständen geschaltet
werden, einschließlich
Fahrstellung (D), Parkstellung (P), Rückwärtsgang (R) und Neutralstellung
(N). Neutralleerlauf (NI) kann vorgesehen werden, wenn das Getriebe 14 auf
die Fahrstellung (D) oder den Rückwärtsgang
(R) gesetzt ist. Das heißt,
wenn eine PRNDL-Schaltvorrichtung (nicht dargestellt) auf Parkstellung
(P) oder Neutralstellung (N) gesetzt ist, während der Motor 12 läuft, wird
das Fahrzeug 10 als in einer wahren neutralen Betriebsart
betrachtet. Demgegenüber
wird Neutralleerlauf (NI) hergestellt, wenn das Getriebe 14 des
Fahrzeugs 10 in der Fahrstellung (D) bleibt, aber das Fahrzeug 10 durch
Aufbringen einer ausreichenden Menge an Bremskraft (Pfeil B) auf
eine Bremseingabevorrichtung oder ein Bremspedal 29B an
einer Bewegung gehindert wird. Der Controller 26 oder alternativ
ein separater Getriebecontroller steuert den Übergang zwischen den verschiedenen
Zuständen
unter Verwendung von mehreren verschiedenen Fahrzeugleistungsbedingungen.
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Beispielhafte
Fahrzeugleistungsbedingungen können
umfassen: Fahrzeuggeschwindigkeit (N), ein Wert, der durch einen
oder mehrere Sensoren 39 direkt gemessen werden kann, die
der Deutlichkeit halber separat gezeigt sind, die jedoch nach Bedarf
innerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnet sein könnten, z.
B. an oder entlang der Abtriebswelle 18 des Getriebes 14 und/oder
an den Laufrädern 24 usw.;
Drosselniveau (Th%) einer Drosseleingabevorrichtung wie z. B. eines
beispielhaften Fahrpedals 29A; Bremspegel (B) wie z. B.
Hub und/oder Kraft, der/die auf das Bremspedal 29B aufgebracht
wird; eine vorbestimmte PRNDL-Einstellung (S) des Getriebes 14;
eine Temperatur (TSump) des Fluids 37 im Sumpf 35 des
Getriebes 14; usw.
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Die
herkömmliche
Kalibrierung von TC-Schlupf beinhaltet das Erzeugen von verschiedenen
Datenpunkten bei verschiedenen Temperaturen, die einen TC-Schlupf
als Funktion der Temperatur als Kurve für eine spezielle Fahrzeugkonstruktion
beschreiben, wobei diese Referenzkurve durch Abtasten von Daten
in einem Kalibrierungsfahrzeug, wenn die PRNDL-Einstellung des Kalibrierungsfahrzeugs die
Parkstellung (P) ist, erzeugt wird. Zu dieser Kalibrierungskurve
wird gewöhnlich
ein fester kalibrierter Einstellungsfaktor, beispielsweise +50 min–1,
addiert. Die endgültige
Kalibrierungskurve mit dem addierten Einstellungsfaktor wird dann
in einen Controller programmiert und verwendet, um den TC-Schlupf
in allen Fahrzeugen desselben Modells oder derselben Konstruktion
zu steuern.
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Der
Effekt des vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahrens besteht
darin, dass zumindest ein gewisser Prozentsatz der Fahrzeuge einer
gegebenen Konstruktion keinen TC-Schlupf erreicht, der sich dem
natürlichen
minimalen Schlupf für
dieses spezielle Fahrzeug nähert,
oder aufgrund eines beliebig hohen Sicherheitsfaktors keinen optimalen
TC-Schlupf für eine gegebene
Temperatur erreicht. Das heißt,
das einzigartige TC-Schlupfniveau kann sich zwischen individuellen
Fahrzeugen eines gemeinsamen Modells oder einer gemeinsamen Konstruktion
auf der Basis der einzigartigen Leistungs- und Baugeschichte, der
Verwendung, des Verschleißes
usw. unterscheiden. Stattdessen erzwingt das herkömmliche Verfahren
ein beliebig hohes Schlupfniveau über alle Fahrzeuge einer gegebenen
Konstruktion auf der Basis des Verhaltens eines repräsentativen
Kalibrierungsfahrzeugs oder von repräsentativen Kalibrierungsfahrzeugen.
Für einige Getriebekonstruktionen
ist jedoch eine niedrigere Schwellenmotorlast erwünscht, sobald
das Getriebe in einem Neutralleerlaufzustand (NI-Zustand) arbeitet,
die ansonsten unter Verwendung von herkömmlichen Einstellungsfaktoren
oder -spielräumen
nicht erreichbar sein kann, wie vorstehend angegeben.
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In 2 schafft
der Algorithmus 100 der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zum Verringern des Leerlaufkraftstoffverbrauchs, sobald die PRNDL-Einstellung
des Fahrzeugs 10 von 1 auf Fahrstellung
(D) oder Rückwärtsgang
(R) im Leerlauf geschaltet oder überführt wird,
d. h. ein teilweise belasteter ”hydraulischer
neutraler” Zustand,
wie vorstehend beschrieben. Der Drehmomentwandler 16 wird
schleifen lassen und eine Methodologie einer Regelung mit geschlossenem
Regelkreis, die vom Controller 26 von 1 bereitgestellt
wird, steuert das Ausmaß oder
Niveau des TC-Schlupfs. Die Regelung mit geschlossenem Regelkreis
des TC-Schlupfs
geschieht während
des vorstehend beschriebenen Neutralleerlaufmodus oder -zustandes (NI-Modus
oder -Zustandes), vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise, wenn
das Fahrzeug 10 von 1 auf einer
relativ ebenen Oberfläche
angeordnet ist. Die Optimierung des TC-Schlupfs basiert auf der kontinuierlichen
Anpassung einer TC-Schlupfkurve für ein gegebenes Fahrzeug unter
Verwendung von tatsächlichen
historischen Leistungsmessungen und einer Datenanpassung für dieses
spezielle Fahrzeug.
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Beginnend
in Schritt 101 beginnt der Algorithmus 100 mit
dem Aufzeichnen, Speichern oder anderen Festlegen von Datenpunkten
oder Werten, die einen kalibrierten Grundlinien-TC-Schlupf beschreiben.
Der Grundli nien-TC-Schlupf dient als Ausgangspunkt oder Grundlinienkalibrierung,
wobei der Rest des Algorithmus 100 den Grundlinien-TC-Schlupf
anpasst, um ein sich kontinuierlich verbesserndes TC-Schlupfprofil
zu erzeugen. Mit kurzem Bezug auf 3 ist der
kalibrierte Grundlinien-TC-Schlupf als Satz von Grundliniendatenpunkten 42 bei
verschiedenen Temperaturen dargestellt, wobei jeder Grundliniendatenpunkt 42 eine
gemeinsame Schlupfgröße SC in der beispielhaften Ausführungsform
von 3 aufweist. In einer alternativen Ausführungsform
könnten
die Grundliniendatenpunkte 42 jeweils verschiedene Größen aufweisen,
um dadurch eine nicht lineare Kurve zu bilden, obwohl der Einfachheit
halber die gemeinsame Größe SC nachstehend verwendet wird, um den Algorithmus 100 zu
beschreiben. Die gemeinsame Größe SC muss ausreichend hoch gesetzt werden, um
den höchstmöglichen
TC-Schlupf zu erfassen, der bei der niedrigsten erwarteten Betriebstemperatur
auftritt. Sobald die Grundliniendatenpunkte 42 im Controller 26 festgelegt
oder aufgezeichnet sind, geht der Algorithmus 100 zu Schritt 102 weiter.
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In
Schritt 102 wird TC-Schlupf als Funktion der Temperatur,
d. h. TSump, bei einer ersten vorbestimmten
Temperatur (T1) gemessen und dann in einer
für den
Controller 26 zugänglichen
Form aufgetragen oder anderweitig aufgezeichnet. In 3 ist der
in Schritt 110 gemessene Datenpunkt als tatsächlicher
Datenpunkt 45 mit einer entsprechenden Temperatur T1 und einem TC-Schlupf S1 dargestellt.
Sobald der tatsächliche
Datenpunkt 45 aufgetragen oder anderweitig aufgezeichnet
wurde, geht der Algorithmus 100 zu Schritt 104 weiter.
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In
Schritt 104 stellt der Algorithmus 100 fest, ob
jedes Element eines vorbestimmten Bedingungssatzes [X] vorhanden
ist. Wie hierin verwendet, beschreibt der Bedingungssatz [X] zumindest
die folgenden Bedingungen: eine Temperatur (TSump),
die eine Änderungsrate
aufweist, die in einen Schwellenbereich fällt, was somit ein annehmbares
Ausmaß an Temperaturstabilität angibt;
einen TC-Schlupf, der eine Änderungsrate
aufweist, die in einen Schwellenbereich fällt, was somit ein annehmbares
Ausmaß an Schlupfstabilität angibt;
eine PRNDL-Einstellung (S), die der Parkstellung (P) oder einer
langsamen Ausrollrate innerhalb der Neutralstellung (N) entspricht, d.
h. eine Rate, die unter eine vorbestimmte Schwellenrate fällt; und
eine Abwesenheit einer anderen aktiv laufenden Fahrzeugdiagnose.
Außerdem
kann der Bedingungssatz [X] eine Feststellung umfassen, dass sich
die Temperatur (TSump) seit der letzten
Iteration ausreichend geändert
hat (Schritt 108), um einen Lauf durch den Algorithmus 100 zu
rechtfertigen. Der Bedingungssatz [X] ist jedoch letztlich definiert,
der Algorithmus 100 geht nur dann zu Schritt 106 weiter, wenn
jedes einzelne der Elemente des Bedingungssatzes [X] vorhanden ist.
Ansonsten wird der Algorithmus 100 beendet, wobei mit Schritt 102 bei
der Einleitung seiner nächsten
Steuerschleife oder seines nächste
Zyklus fortgefahren wird.
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In
Schritt 106 stellt der Algorithmus 100 fest, ob
irgendein Element eines Bedingungssatzes [Y] vorhanden ist. Wie
hierin verwendet, beschreibt der Bedingungssatz [Y] zumindest die
folgenden Bedingungen: eine Feststellung, ob das TCC-Schlupfprofil zu
einem endgültigen
Ergebnis konvergiert ist; eine Feststellung, ob sich der Algorithmus 100 in
einem aktiven Datensammelzustand befindet (wach) (siehe Schritt 111);
oder eine unerwartet hohe/niedrige Temperatur (TSump).
Der Bedingungssatz [Y] ist jedoch letztlich definiert, der Algorithmus 100 geht
nur dann zu Schritt 106 weiter, wenn mindestens eines der
Elemente des Bedingungssatzes [Y] vorhanden ist. Ansonsten wird
der Algorithmus 100 beendet, wobei mit Schritt 102 bei
der Einleitung seiner nächsten
Steuerschleife oder seines nächsten
Zyklus fortgefahren wird.
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In
Schritt 108 wird eine erste Iteration z. B. durch Ausführen einer
Datenpunktinterpolation und Sortierfunktion durchgeführt. In
ihrer anfänglich
ausgeführten
Steuerschleife wird die erste Iteration an den Grundliniendatenpunkten 42 von 3 auf
der Basis des in Schritt 110 aufgezeichneten oder aufgetragenen
tatsächlichen
Datenpunkts 45 durchgeführt. Dies
geschieht nur einmal für
ein gegebenes Fahrzeug, da der Algorithmus 100 kontinuierlich
iteriert und daher das TC-Schlupfprofil für dieses spezielle Fahrzeug
danach anpasst. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Iteration” auf irgendeine
Kurvenanpassungs- oder Kurveninterpolationsmethodologie oder eine
andere Einstellung auf die Grundliniendatenpunkte 42 und
das anschließende TC-Schlupfprofil
in Ansprechen auf die gemessene Position des tatsächlichen
Datenpunkts 45.
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Insbesondere
wird jeder der Grundliniendatenpunkte 42 in Ansprechen
auf den tatsächlichen Datenpunkt 45 in
einer von zwei Weisen angepasst oder modifiziert. Die erste Weise
umfasst das Verringern der Größe einer
ersten Teilmenge oder Anzahl der Datenpunkte 42 auf das
Niveau oder die Größe des tatsächlichen
Datenpunkts 45 für
jeden Datenpunkt 42 mit einer Temperatur, die mindestens
so groß ist
wie jene des tatsächlichen
Datenpunkts 45, d. h. einer Temperatur, die größer als
oder gleich der Temperatur T1 ist. Die zweite
Weise geschieht durch Auftragen einer Linie zwischen dem tatsächlichen Datenpunkt 45 und
jedem der Datenpunkte 42 mit einer Temperatur, die geringer
ist als die Temperatur T1, einschließlich eines
minimalen Grundliniendatenpunkts 42A mit der niedrigsten
Temperatur aller Datenpunkte 42.
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In 3 weisen
die Datenpunkte 42 rechts vom Datenpunkt 42, der
durch den Pfeil B angegeben ist, jeweils eine Temperatur auf, die
größer ist
als T1. Daher werden diese Datenpunkte 42 auf
die Größe oder
das Ni veau S1 des tatsächlichen Datenpunkts 45 verringert.
Die anderen Datenpunkte 42A und 42 links von T1 werden in einer anderen Weise iteriert,
wie vorstehend erläutert.
Das heißt,
eine Linie C1 wird zwischen dem tatsächlichen Datenpunkt 45 und
dem durch den Pfeil A angegebenen Datenpunkt 42 gezeichnet.
Ebenso wird eine Linie C2 zwischen dem tatsächlichen Datenpunkt 45 und
dem Datenpunkt 42A gezeichnet.
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Sobald
die Linien C1 und C2 korrekt aufgetragen sind, wird jeder der Datenpunkte 42A, 42 mit einer
entsprechenden Temperatur, die geringer ist als die Temperatur T1, nach unten angepasst, bis sie durch eine
der Linien C1 und C2 geschnitten werden. In 3 wird der
durch den Pfeil A angegebene Datenpunkt 42 nach unten angepasst,
bis er von der Linie C2 geschnitten wird, wobei der Schnittort den
angepassten oder neuen Datenpunkt 46A bildet. Ebenso wird
der Datenpunkt 42, der durch den Pfeil B angegeben ist,
abgesenkt oder nach unten bewegt, bis er von einer der Linien C1
und C2 geschnitten wird.
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Da
dieser Datenpunkt von einer der Linien C1 und C2 geschnitten werden
kann, wählt
der Algorithmus 100 den Punkt mit dem niedrigsten TC-Schlupf aus, d. h.
den Ort des Schnitts mit der Linie C2. Der angepasste oder neue
Datenpunkt 46B wird an dieser Stelle gebildet, wie in 3 gezeigt. Daher
wird mit einer einzigen Iteration ein angepasstes TC-Schlupfprofil
oder eine angepasste TC-Schlupfkurve erzeugt, d. h. die Linie 49,
wie durch jeden der Datenpunkte 46 definiert, die rechts
vom tatsächlichen
Datenpunkt 45 in 3 angeordnet sind,
zusammengenommen mit der Linie C2. Die in Schritt 102 festgelegten
Grundlinienbedingungen werden dann mit dem angepassten TC-Schlupfprofil (Linie 49) überschrieben,
das nun verwendet wird, um den Schlupf über dem Drehmomentwandler 16 von 1 zu
steuern.
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Schritt 108,
wie bisher erläutert,
beschreibt eine erste Iteration. Eine beispielhafte zweite Iteration
wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Hier wird ein
anderer TC-Schlupf als Funktion der Temperatur, d. h. TSump,
in Schritt 102 gemessen und in einer für den Controller 26 zugänglichen
Form aufgetragen oder anderweitig bestimmt und aufgezeichnet. Der erzeugte
Datenpunkt ist als tatsächlicher
Datenpunkt 55 mit einer entsprechenden Temperatur T2 und einem entsprechenden TC-Schlupf S2 gezeigt. Dann werden in Schritt 108 die
vorstehend beschriebenen vorher angepassten Werte als Kurve 49 gezeigt,
d. h. das angepasste TC-Schlupfprofil. Die Kurve 49 in dieser
beispielhaften zweiten Iteration wird nun weiter angepasst, um die
natürliche
TC-Schlupfkurve des Fahrzeugs 10 von 1 genauer
anzunähern.
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Jeder
der Datenpunkte 46 mit einer Temperatur, die größer als
oder gleich T2 ist, wird auf das Niveau
von S2 abgesenkt. Eine Linie C3, C4 und
C5 wird zwischen dem neu aufgezeichneten tatsächlichen Datenpunkt 55 und
jedem der jeweiligen Datenpunkte 46C, 46B und 45 mit
einer Temperatur, die geringer ist als die Temperatur T2,
aufgetragen. Wenn der Datenpunkt 46C nach unten angepasst
wird, kann er von einer der Linien C4 und C5 geschnitten werden.
Um die angepasste Grundlinienkurve 149 zu bilden, wird
der niedrigste oder am besten verbesserte Punkt ausgewählt, d.
h. der von der Linie C5 geschnittene Punkt. Dieser neue Punkt ist
als Datenpunkt 48C in 4 gezeigt.
Da keiner der anderen Datenpunkte 42A, 46A, 46B und 45 von
einer Linie C3-C5 geschnitten wird, wenn sie nach unten angepasst
werden, ist die neu angepasste Grundlinienkurve 149 durch
die Punkte definiert: 42A, 46A, 46B, 45, 48C, 55 und
jeden der Punkte 48. Wenn der Algorithmus 100 seine
Iteration vollendet hat, geht der Algorithmus 100 zu Schritt 110 weiter.
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In
Schritt 110 stellt der Algorithmus 100 fest, ob
das angepasste TC-Schlupfprofil
oder die angepasste TC-Schlupfkurve, beispielsweise die Kurve 149 von 4,
eine Verbesserung gegenüber
dem vorherigen angepassten TC-Schlupfprofil oder der vorherigen
angepassten TC-Schlupfkurve ist, z. B. der Kurve 49 von 3.
Eine Verbesserung kann beispielsweise als vorhanden festgestellt
werden, wenn mindestens ein Datenpunkt im vorangehenden Iterationsschritt 108 angepasst
oder modifiziert wurde. Wenn keine Verbesserung zu sehen ist, wird
der Algorithmus 100 beendet. Das in Schritt 108 vorübergehend
gespeicherte oder aufgezeichnete TC-Schlupfprofil kann beseitigt
oder gelöscht
werden. Wenn eine Verbesserung angegeben wird, geht der Algorithmus 100 zu
Schritt 112 weiter.
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In
Schritt 111, der in 2 phantomartig
gezeigt ist, kann der Algorithmus 100 wahlweise eine oder
mehrere Steuerhandlungen im Fall, dass in Schritt 110 keine
Verbesserung zu sehen ist, ausführen.
Der Schritt 11 kann das Bewegen des ganzen angepassten
TC-Schlupfprofils oder der ganzen angepassten TC-Schlupfkurve 149 von 4 nach oben
um ein kalibriertes Ausmaß umfassen,
beispielsweise Erhöhen
jedes Datenpunkts, der das angepasste TC-Profil oder die angepasste
TC-Kurve 149 bildet, um ungefähr 5 bis 15 min–1 oder
ein anderes gewünschtes
Ausmaß.
Der Algorithmus 100 kann dann in Schritt 102 in
seiner nächsten
Ausführung fortfahren,
wobei der Iterationsschritt 108 dieses beliebig erhöhte TC-Schlupfprofil
in der vorstehend beschriebenen Weise weiter anpasst. Ebenfalls
in Schritt 11 kann der Algorithmus 100 auch oder
alternativ feststellen, ob das angepasste TC-Schlupfprofil oder
die angepasste TC-Schlupfkurve, z. B. die Kurve 149 von 4,
geringer ist als ein kalibrierter minimaler TC-Schlupf. Wenn ja,
kann der Algorithmus 100 die vorstehend beschriebene Steuerhandlung durch
Erhöhen
des TC-Schlupfprofils ausführen,
wobei effektiv das ganze TC-Schlupfprofil um ein belie biges oder
kalibriertes Ausmaß erhöht wird.
Nach der Ausführung
von Schritt 11 wird der Algorithmus 100 beendet.
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Wenn
in Schritt 110 festgestellt wurde, dass das angepasste
TC-Schlupfprofil eine Verbesserung gegenüber dem vorher angepassten
TC-Schlupfprofil ist, speichert der Algorithmus 100 in
Schritt 112 das jüngste
Ergebnis aus Schritt 108 als neues TC-Schlupfprofil oder
zeichnet dieses auf. Der Algorithmus 100 wird dann beendet.
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Nach
Schritt 112 kann das TC-Schlupfniveau des Fahrzeugs 10 von 1 durch
Anwenden des angepassten TC-Schlupfprofils, wie durch den Algorithmus 100 bestimmt,
gesteuert werden. Wie vorstehend angegeben, ist das ”angepasste” TC-Schlupfprofil
für das
Fahrzeug 10 anfänglich
der in Schritt 101 vorstehend beschriebene kalibrierte
Grundlinien-TC-Schlupf, wobei der Grundlinien-TC-Schlupf durch die
Datenpunkte 42 in 3 definiert
ist. Nachdem der Algorithmus 100 mindestens eine Steuerschleife
durchlaufen hat, ändert
sich das angepasste TCC-Schlupfprofil, wobei es mit jeder aufeinander folgenden
Iteration in Schritt 108, wie vorstehend beschrieben, allmählich und
genauer zu einem unbekannten ”natürlichen” Schlupfprofil
des Fahrzeugs 10 konvergiert.
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Obwohl
die besten Arten zur Ausführung
der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, wird der Fachmann,
den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen
und Ausführungsformen
zur Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche erkennen.