DE102011008915B4

DE102011008915B4 - Hydraulische Kupplungsfüll-Steuersysteme für ein Getriebe eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011008915B4
Application number: DE102011008915.2A
Authority: DE
Inventors: Nathaniel E. Wilke; Todd R. Berger; Joel H. Gunderson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: DE102011008915A1; US20110183811A1; CN102141145B; CN102141145A; US8308608B2

Abstract

System zum Füllen einer Kupplungskammer (160) eines Automatikgetriebes (102), umfassend:ein Druck-Steuermodul (172; 172'), das:einen Einrückdruck (ΔP) zum Einrücken einer Kupplung (152) des Automatikgetriebes (102) ermittelt;einen Reaktionsdruck (PRS) einer Rückstellfeder (162) der Kupplung (152) schätzt;einen Durchfluss (Qflow) auf der Basis des Einrückdrucks (ΔP) schätzt; undeine Durchflussgrenze (Qmax) ermittelt auf der Basis:eines Leitungsdrucksignals (Pline) von Hydraulikdruck in einer Getriebedruckfluidversorgungsleitung (116);eines Kupplungszustandssignals (STCC) einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (130) und;eines Temperatursignals (T) von Getriebefluid innerhalb des Automatikgetriebes (102);ein Kupplungsvolumen-Schätzmodul (288), das ein Volumen (Vclutch) der Kupplungskammer (160) ermittelt;ein Füllraten-Schätzmodul (290), das eine Füllrate (Qfill) auf der Basis des Durchflusses (Qflow) und der Durchflussgrenze (Qmax) ermittelt; undein Füllzeit-Schätzmodul (294), das ein Füllzeit-Befehlssignal (Tfill-cmd) auf der Basis des Volumens (Vclutch) und der Füllrate (Qfill) erzeugt,wobei das Druck-Steuermodul (172; 172')ein Fülldruck-Befehlssignal (Pfill-cmd) zum Füllen der Kupplungskammer (160) auf der Basis des Einrückdrucks (ΔP), des Reaktionsdrucks (PRS), des Durchflusses (Qflow) und der Durchflussgrenze (Qmax) erzeugt;einen Fülldruck (Pfill-est) schätzt; unddas Fülldruck-Befehlssignal (Pfill-cmd) gleich dem Fülldruck (Pfill-est) erzeugt, wenn der Durchfluss (Qflow) geringer als die Durchflussgrenze (Qmax) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Getriebesteuersysteme, und genauer Getriebekupplungs-Füllsteuersysteme.
Ein Automatikgetriebe eines Fahrzeugs umfasst mehrere Kupplungen, um Zahnräder für ausgewählte Gangarbeitsbereiche zu halten. Ein Getriebe-Steuermodul kann ermitteln, welche Kupplung auszurücken ist (weggehende Kupplung) und welche Kupplung einzurücken ist (herankommende Kupplung), wenn ein Wechsel in einem Gangarbeitsbereich erfolgt. Ein Wechsel in einen Gangarbeitsbereich kann gemäß einem Schaltplan erfolgen. Hydraulikdruck wird der herankommenden Kupplung geliefert, um eine entsprechende Kupplungskammer mit Getriebefluid zu füllen und ein Kupplungspaket einzurücken. Der Ausdruck „Kupplungspaket“ kann sich nur auf Reibmaterialien und Abstandshalteplatten einer Kupplungsanordnung beziehen. Dies erfolgt während eines Kupplungsfüllmodus einer Getriebekupplungssteuerung.
Während des Kupplungsfüllmodus wird Getriebefluid in der Kupplungskammer verwendet, um ein Kolbeneinrückelement zu verschieben, so dass es mit dem Kupplungspaket in Eingriff gelangt. Nachdem das Kupplungseinrückelement mit dem Kupplungspaket in Eingriff steht, kann weiter Hydraulikdruck auf die herankommende Kupplung aufgebracht werden, um während eines Kupplungsdruckmodus, der dem Kupplungsfüllmodus folgt, Drehmoment zu transportieren. Ein vorbestimmter Hydraulikdruck kann der Kupplungskammer während des Kupplungsfüllmodus zugeführt werden.
Der Kupplungsfüllmodus kann das Versorgen der herankommenden Kupplung mit Hydraulikdruck für eine vorbestimmte Füllperiode umfassen. Die vorbestimmte Füllperiode kann empirisch ermittelt werden. Werte, wie etwa Kupplungsvolumenwerte, können in einem Getriebe-Steuermodul und/oder -speicher als Teil einer Nachschlagetabelle gespeichert werden. Vorbestimmte Füllperioden können auf der Basis eines Durchflusses in eine Kupplung unter Betriebsbedingungen berechnet werden. Ein Beispiel einer Verwendung einer vorbestimmten Füllperiode in einem Kupplungsfüllmodus ist in U.S. Patent Nr. 4,707,789 beschrieben.
Die EP 2 053 277 A2 offenbart ein System zum Füllen einer Kupplungskammer eines hydraulisch schaltbaren Automatikgetriebes, das ein Druck-Steuermodul umfasst, das einen Einrückdruck zum Einrücken einer Kupplung des Automatikgetriebes ermittelt; einen Reaktionsdruck einer Rückstellfeder der Kupplung schätzt und ein Fülldruck-Befehlssignal zum Füllen der Kupplungskammer auf der Basis des Einrückdrucks und des Reaktionsdrucks erzeugt. Es wird ein Durchfluss auf der Basis des geschätzten Leitungsdrucks, des Kupplungsdrucks, der Getriebeöltemperatur und der Ventilstellung eines Steuerventils des Hydraulikkreises berechnet. Es ist ein Schalter vorgesehen, um den Abschluss des Füllens der Kupplungskammer anzuzeigen. Ein Zustand eines Drehmomentwandlers wird nicht berücksichtigt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein alternatives System zum Füllen einer Kupplungskammer zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein System zum Füllen einer Kupplungskammer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Getriebesteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2A ein schematisches Diagramm eines Kupplungssystems eines Automatikgetriebes in einem Kupplungsleerlaufmodus vor dem Füllen der Kupplungskammer ist;
2B ein schematisches Diagramm des Kupplungssystems in 2A in einem Kupplungsfüllmodus ist;
3 ein beispielhaftes Kupplungsfüllsteuersystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ein Verfahren zum Füllen einer Kupplung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5A ein Funktionsblockdiagramm eines Druck-Steuermoduls ist, das eine erste Durchflussschätzung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5B ein Funktionsblockdiagramm eines Druck-Steuermoduls ist, das eine zweite Durchflussschätzung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
6 ein Verfahren zum Erzeugen eines Fülldruck-Befehlssignals gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7 ein Verfahren zum Ermitteln einer Strömungskapazität gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
8 ein Funktionsblockdiagramm eines Füllzeit-Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
9 ein Verfahren zum Erzeugen eines Füllzeit-Befehlssignals gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
10 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Kupplungssystems eines Automatikgetriebes ist; und
11 ein Funktionsblockdiagramm eines anpassbaren Kupplungsfüll-Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist.

Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken. Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen dazu verwendet, ähnliche Elemente zu kennzeichnen. So wie er hierin verwendet wird, soll der Satz zumindest eines von A, B und C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen Oders bedeutet. Es ist zu verstehen, dass Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
So wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (geteilt, dediziert oder eine Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist ein Getriebesteuersystem 100 zum Steuern eines Automatikgetriebes 102 gezeigt. Das Getriebesteuersystem 100 umfasst das Automatikgetriebe 102 und ein Getriebe-Steuermodul (TCM) 104. Das Automatikgetriebe 102 kann ein Kupplungssystem 106, ein hydraulisches Versorgungssystem 108 und einen Drehmomentwandler 110 umfassen. Eine Maschine 112 kann funktional mit dem Automatikgetriebe 102 verbunden sein und dieses antreiben. Getriebedruckfluid kann von dem hydraulischen Versorgungssystem 108 über eine Hydraulikleitung 116 einem Steuerventil 114 zugeführt werden.
Der Drehmomentwandler 110 kann ein Pumpenrad 118 und ein Turbinenrad 120 umfassen. Das Pumpenrad 118 kann funktional mit der Maschine 112 an einer Nabe 122 des Drehmomentwandlers 110 über ein Drehmomentwandlergehäuse 124 verbunden sein. Das Turbinenrad 120 kann durch das Pumpenrad 118 hydraulisch angetrieben werden. Das Turbinenrad 120 kann auch hydraulisch mit dem Pumpenrad 118 über einen Stator 126 des Drehmomentwandlers 110 gekoppelt sein. Das Turbinenrad 120 kann funktional mit einer Eingangswelle 128 des Getriebes verbunden sein. Das Turbinenrad 120 kann 128 während des Fahrzeugbetriebs die Getriebeeingangswelle antreiben.
Der Drehmomentwandler 110 kann eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (DWK) 130 umfassen. Die DWK 130 kann mit der Eingangswelle 128 verbunden sein. Die DWK 130 kann in einem Zustand VERRIEGELT oder einem Zustand OFFEN betrieben werden. Die DKW 130 kann in dem Zustand VERRIEGELT sein, wenn ein Hydraulikdruck auf die DWK 130 aufgebracht wird. Der Hydraulikdruck kann bewirken, dass der Drehmomentwandler 110 zwischen dem Pumpenrad 118 und dem Turbinenrad 120 verriegelt bzw. überbrückt ist, wenn die DWK 130 in einem Zustand VERRIEGELT betrieben wird. Die Maschine 112 treibt das Pumpenrad 118, das Turbinenrad 120 und die Eingangswelle 128 als eine einzige Einheit an, wenn die DWK 130 sich in dem Zustand VERRIEGELT befindet. Die DWK 130 kann in einem Zustand OFFEN sein, wenn die DWK 130 nicht verriegelt ist.
Das Getriebesteuersystem 100 kann einen Maschinendrehzahlsensor 132, einen Kupplungszustandsensor 134 für die DWK 130, einen Turbinenraddrehzahlsensor 136, einen Temperatursensor 138 und einen Leitungsdrucksensor 140 umfassen. Der Maschinendrehzahlsensor 132 detektiert eine Maschinendrehzahl und erzeugt ein Maschinendrehzahlsignal ω_E. Der Kupplungszustandssensor 134 detektiert einen Zustand der DWK 130 und erzeugt ein Kupplungszustandssignal S_TCC. Das Kupplungszustandssignal S_TCC kann anzeigen, dass die DWK 130 sich in einem Zustand VERRIEGELT oder einem Zustand OFFEN befindet. Der Turbinenraddrehzahlsensor 136 detektiert eine Turbinenraddrehzahl und erzeugt ein Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T. Der Temperatursensor 138 detektiert eine Temperatur von Getriebefluid innerhalb des Getriebes und erzeugt ein Temperatursignal T. Der Leitungsdrucksensor 140 detektiert einen Hydraulikdruck von Getriebedruckfluid innerhalb des Getriebes und erzeugt ein Leitungsdrucksignal P_line.
Als eine Alternative können der Kupplungszustandssensor 134 und der Leitungsdrucksensor 140 nicht in dem Getriebesteuersystem 100 enthalten sein. Das Kupplungszustandssignal S_TCC und das Leitungsdrucksignal P_line können auf der Basis eines oder mehrerer Systemmodelle und/oder auf der Basis eines Befehlssignals, das an ein Solenoid (z.B. Solenoid 166), das den Leitungsdruck steuert, oder anderer Eingänge des Getriebes berechnet und erzeugt werden.
Das TCM 104 kann ein Kupplungsfüll-Steuermodul 142, ein Ventil-Steuermodul 144, ein Schaltplanungsmodul 146, ein Getriebedrehmomentmodul 148 und ein Kupplungsimpulsmodul 150 umfassen. Das TCM 104 empfängt das Maschinendrehzahlsignal ω_E, das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T, das Temperatursignal T. Das TCM 104 kann das Kupplungszustandssignal S_TCC und das Leitungsdrucksignal P_line anweisen und/oder erzeugen.
Nun auch unter Bezugnahme auf 2A ist ein schematisches Diagramm des Kupplungssystems 106 von 1 gezeigt. Das Kupplungssystem 106 ist in einem Kupplungsleerlaufmodus gezeigt, der vor einem Kupplungsfüllereignis liegt. Das Kupplungssystem 106 kann eine Kupplung 152, einen Kolben 154 der Kupplung, ein Kolbeneinrückelement 156, ein Kupplungspaket 158 und eine Kupplungskammer 160 umfassen. Das Kupplungssystem 106 kann auch eine Rückstellfeder 162 umfassen, die einen Reaktionsdruck erzeugt. Das Kupplungssystem 106 umfasst auch die Hydraulikleitung 116, die auch als Getriebefluidversorgungsleitung bezeichnet wird. Getriebefluid kann bei einem „Leitungsdruck“ der Kupplungskammer 160 über die Hydraulikleitung 116 zugeführt werden. Die Hydraulikleitung 116 kann einen strömungsbegrenzten Abschnitt umfassen, der als Drosselblende 164 bezeichnet wurde.
Das Steuerventil 114 kann verwendet werden, um eine hydraulische Strömung in der Hydraulikleitung 116 zu steuern. Das Steuerventil 114 kann in einem Zustand OFFEN betrieben werden, um eine maximale Getriebefluidströmung durch die Hydraulikleitung 116 zuzulassen. Das Steuerventil 114 kann in einem Zustand GESCHLOSSEN betrieben werden, um zu verhindern, dass Getriebefluid durch die Hydraulikleitung 116 strömt. Das Steuerventil 114 kann in einem Zustand REGELUNG betrieben werden, um zuzulassen, dass ein Hydraulikdruck an der Drosselblende 164 geregelt wird. Das Steuerventil 114 kann durch ein Solenoid 166 betätigt werden. Das Solenoid 166 kann das Steuerventil 114 in einem von den Zuständen OFFEN, GESCHLOSSEN und REGELUNG betreiben. Das Solenoid 166 kann durch das Ventil-Steuermodul 144 gesteuert werden.
Während des Kupplungsleerlaufmodus befindet sich das Steuerventil 114 in einem Zustand GESCHLOSSEN, um die Kupplungskammer 160 davor zu isolieren, Getriebefluid durch die Hydraulikleitung 116 aufzunehmen. Die Kupplungskammer 160 befindet sich in einem Niederdruckzustand, wenn das Steuerventil 114 in dem Kupplungsleerlaufmodus geschlossen ist. Das Kolbeneinrückelement 156 steht nicht mit dem Kupplungspaket 158 in Eingriff, und es wird während des Kupplungsleerlaufmodus innerhalb des Kupplungspakets 158 kein Druck oder keine Reibung erzeugt. Eine Kupplung kann beginnen, Drehmoment zu übertragen, wenn das Kolbeneinrückelement 156 mit dem Kupplungspaket 158 in Eingriff gelangt. Die Kupplungskammer 160 enthält während des Kupplungsleerlaufmodus eine minimale Menge Getriebefluid.
2B zeigt das Kupplungssystem 106 in einem Kupplungsfüllmodus. Die Kupplungssteuerung kann von einem Kupplungsleerlaufmodus in einen Kupplungsfüllmodus umschalten, um die Kupplungskammer 160 zu füllen. Während des Kupplungsfüllmodus wird ein Kupplungsfülldruck ermittelt. Ein Fülldruckbefehl wird auf das Solenoid 166 angewendet. Das Solenoid 166 kann das Steuerventil 114 in einem Zustand REGELUNG betreiben, um den Kupplungsfülldruck gemäß dem Kupplungsfüllbefehl zu erzeugen. Der Kupplungsfülldruck kann stromabwärts von der Drosselblende 164, die stromabwärts von dem Steuerventil 114 angeordnet ist, erzeugt werden. Es kann ein Füllzeitbefehl zum Füllen der Kupplungskammer 160 ermittelt werden.
Eine Strömung von Getriebefluid füllt die Kupplungskammer 160 während des Kupplungsfüllmodus. Die Strömung stoppt, wenn die Kupplungskammer 160 gefüllt ist. Der Kupplungsfüllmodus ist abgeschlossen, wenn die Kupplungskammer 160 gefüllt ist. Ein Volumen des Getriebefluids, das in die Kupplungskammer 160 gefüllt ist, wenn der Kupplungsfüllmodus abgeschlossen ist, wird als Kupplungsvolumen bezeichnet, das auch als das Volumen der Kupplungskammer bezeichnet wird. Wenn die Kupplungskammer 160 während des Kupplungsfüllmodus gefüllt wird, verschiebt das Getriebefluid das Kolbeneinrückelement 156 in Richtung des Kupplungspakets 158. Das Kolbeneinrückelement 156 stellt einen Kontakt mit dem Kupplungspaket 158 her und bringt das Kupplungspaket 158 mit einem vorbestimmten Einrückdruck in Eingriff, wenn der Kupplungsfüllmodus abgeschlossen ist.
Damit das Kolbeneinrückelement 156 mit dem Kupplungspaket 158 mit dem ermittelten Einrückdruck in Eingriff gelangt, kann es nötig sein, dass der Kupplungsfülldruck den auf den Kolben 154 ausgeübten Reaktionsdruck überwindet. Der Reaktionsdruck kann durch die Rückstellfeder 162 der Kupplung erzeugt werden. Der Reaktionsdruck kann geschätzt werden. Eine Schätzung des Reaktionsdrucks kann zum Steuern des Kupplungsfüllereignisses verwendet werden.
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Kupplungssteuersystems 168 zum Betreiben des Kupplungssystems 106. Das Kupplungssteuersystem 168 kann das TCM 104 und das Kupplungssystem 106 umfassen. Das TCM 104 erzeugt ein Ventilsteuersignal 170 zum Betreiben des Kupplungssystems 106. Das TCM 104 kann das Ventil-Steuermodul 144, das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 und das Schaltplanungsmodul 146 umfassen. Das Ventil-Steuermodul 144 kann das Ventilsteuersignal 170 zum Betreiben des Solenoids 166 auf der Basis eines Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd und eines Füllzeit-Befehlssignals T_fill-cmd erzeugen.
Das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 kann ein Druck-Steuermodul 172, ein Füllzeit-Steuermodul 174 und ein Auswahlmodul 176 umfassen. Das Druck-Steuermodul 172 kann das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd erzeugen. Das Füllzeit-Steuermodul 174 kann das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd erzeugen. Das Auswahlmodul 176 kann einen Satz von Steuerparametern für das Druck-Steuermodul 172 und das Füllzeit-Steuermodul 174 zum Durchführen von Steuerberechnungen ermitteln. Das Auswahlmodul 176 kann die Steuerparameter auf der Basis eines Schaltplanungssignals 178 ermitteln.
Das Schaltplanungsmodul 146 kann Getriebegangbereiche für den Fahrzeugbetrieb ermitteln. Die Gangbereiche können zum Beispiel auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenstellung der Maschine ermittelt werden. Das Schaltplanungssignal 178 kann eine herankommende Kupplung angeben, die einzurücken ist. Das Schaltplanungssignal 178 kann auch eine weggehende Kupplung, die auszurücken ist, angeben.
Nun auch unter Bezugnahme auf 4 ist ein beispielhaftes Verfahren 180 zum Füllen der Kupplung 152 veranschaulicht. Die Steuerung des Kupplungsfüll-Steuermoduls 142 kann zugehörige Schritte des Verfahrens 180 ausführen. Das Verfahren 180 kann das Starten eines ersten Prozesses bei Schritt 182 umfassen.
In Schritt 182 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Referenzdurchfluss auf der Basis eines Leitungsdrucks und einer Temperatur von Getriebefluid. Werte des Leitungsdrucks und der Temperatur können in Schritt 184 ermittelt werden.
In Schritt 186 detektiert das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Drehmomentwandlerzustand. In Schritt 188 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen DWK-Faktor von Hydraulikfluid auf der Basis des in Schritt 186 detektierten Drehmomentwand lerzustands.
In Schritt 190 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktor von Hydraulikströmung auf der Basis einer Maschinendrehzahl, einer Turbinenraddrehzahl und einer Temperatur von Getriebefluid. Werte der Maschinendrehzahl, der Turbinenraddrehzahl und der Temperatur können in Schritt 192 ermittelt werden.
In Schritt 194 berechnet das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 eine Durchflussgrenze auf der Basis des Referenzdurchflusses, des DWK-Faktors und des Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktors.
Das Verfahren 180 kann das Starten eines zweiten Prozesses bei Schritt 196 umfassen, um einen Einrückdruck zu schätzen. In Schritt 198 schätzt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Offsetdruck auf der Basis des Einrückdrucks.
Das Verfahren 180 kann auch das Starten eines dritten Prozesses bei Schritt 200 umfassen, um einen Reaktionsdruck einer Rückstellfeder zu ermitteln. In Schritt 202 schätzt das Kupplungsfluid-Steuermodul 142 einen Kupplungsfülldruck auf der Basis des Einrückdrucks, des Reaktionsdrucks und des Offsetdrucks.
In Schritt 204 schätzt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Durchfluss zum Füllen der Kupplungskammer 160. In Schritt 206 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142, ob die in Schritt 194 ermittelte Durchflussgrenze größer als der in Schritt 204 geschätzte Durchfluss ist. Die Steuerung schreitet zu Schritt 208 fort, wenn die Durchflussgrenze größer als der Durchfluss ist. Ansonsten schreitet die Steuerung zu Schritt 210 fort. In Schritt 208 setzt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 eine Kupplungsfüllrate gleich dem in Schritt 204 geschätzten Durchfluss.
In Schritt 212 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 eine Druckgrenze zum Füllen der Kupplungskammer 160. In Schritt 210 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen sekundären Fülldruck, wenn die Durchflussgrenze kleiner als der Durchfluss ist. Der sekundäre Fülldruck wird gleich der Druckgrenze gesetzt, wenn die Durchflussgrenze kleiner als der Durchfluss ist. Das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 ermittelt auch eine Kupplungsfüllrate. Die Kupplungsfüllrate wird gleich der Durchflussgrenze gesetzt.
In Schritt 214 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Fülldruckbefehl auf der Basis des in Schritt 202 ermittelten Kupplungsfülldrucks und des in Schritt 210 ermittelten sekundären Fülldrucks. Der Fülldruckbefehl wird gleich dem Kupplungsfülldruck gesetzt, wenn die Durchflussgrenze größer als der Durchfluss ist. Der Fülldruckbefehl wird gleich dem sekundären Fülldruck gesetzt, wenn die Durchflussgrenze kleiner als der Durchfluss ist.
In Schritt 216 ermittelt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 eine Kupplungsfüllrate. Die Kupplungsfüllrate wird aus dem in Schritt 208 ermittelten Durchfluss oder der in Schritt 210 ermittelten Durchflussgrenze gewählt. Die Kupplungsfüllrate wird gleich dem Durchfluss gesetzt, wenn die Durchflussgrenze größer als der Durchfluss ist. Die Kupplungsfüllrate wird gleich der Durchflussgrenze gesetzt, wenn die Durchflussgrenze kleiner als der Durchfluss ist.
Das Verfahren 180 kann das Starten eines Prozesses bei Schritt 218 zum Ermitteln eines Kupplungsvolumens umfassen. In Schritt 220 berechnet das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 einen Kupplungsfüllzeitbefehl. Der Kupplungsfüllzeitbefehl kann auf der Basis des in Schritt 218 ermittelten Kupplungsvolumens und der in Schritt 216 ermittelten Kupplungsfüllrate ermittelt werden. In Schritt 222 führt das Kupplungsfüll-Steuermodul 142 eine Kupplungsfüllsteuerung auf der Basis des Kupplungsfülldruckbefehls und des Kupplungsfüllzeitbefehls durch.
Nun auch unter Bezugnahme auf 5A ist ein Funktionsblockdiagramm des Druck-Steuermoduls 172 gezeigt. Das Druck-Steuermodul 172 erzeugt das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd auf der Basis eines Getriebedrehmomentsignals Tq, des Temperatursignals T, des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T, des Leitungsdrucksignals P_line, des Kupplungszustandssignals S_TCC und des Maschinendrehzahlsignals ω_E. Das Getriebedrehmomentsignal Tq kann durch das Getriebedrehmomentmodul 148 erzeugt werden. Das Druck-Steuermodul 172 kann ein Reaktionsdruck-Schätzmodul 224, ein Einrückdruck-Schätzmodul 226, ein Offsetdruck-Schätzmodul 228, ein Fülldruck-Schätzmodul 230, ein Durchfluss-Schätzmodul 232, ein Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 und ein Fülldruck-Befehlsmodul 236 umfassen.
Das Reaktionsdruck-Schätzmodul 224 ermittelt einen Reaktionsdruck und erzeugt ein Reaktionsdrucksignal P_RS. Der Reaktionsdruck kann durch eine Vorspannung der Rückstellfeder 162 der Kupplung 152 hervorgerufen werden. Das Reaktionsdrucksignal P_RS kann auf der Basis von Kalibrierungsparametern 238-1 der Kupplung 152, die in Speicher 238 gespeichert werden, erzeugt werden. Der Speicher 238 kann auch Kalibrierungsparameter der anderen Kupplungen des Getriebes 102 umfassen. Der Speicher 238 kann auch Kalibrierungsparameter einer Kupplung umfassen, die von einem anderen Typ als die Kupplung 152 ist. Der Reaktionsdruck kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle auf der Basis der Kalibrierungsparameter ermittelt werden. Der Reaktionsdruck kann auch unter Verwendung einer adaptiven Schätzung ermittelt werden. Ein Wert des Reaktionsdrucks kann in dem Speicher 240 gespeichert werden.
Das Einrückdruck-Schätzmodul 226 ermittelt einen Einrückdruck zum Füllen der Kupplungskammer 160 und erzeugt ein Einrückdrucksignal ΔP. Das Einrückdrucksignal ΔP kann auf der Basis des Getriebedrehmomentsignals Tq und des Temperatursignals T von Getriebefluid in dem hydraulischen Versorgungssystem 108 erzeugt werden. Der Einrückdruck kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle 241-1 ermittelt werden. Das Getriebedrehmomentsignal Tq und das Temperatursignal T können als Indizes für ein Nachschlagen in einer Tabelle verwendet werden. Einrückdruckwerte können in den Kalibrierungsparametern 238-2 der Kupplung 152, die in Speicher 238 gespeichert werden, enthalten sein.
Das Getriebedrehmomentsignal Tq kann einen Betrag an Drehmoment angeben, der in das Getriebe 102 an der Eingangswelle 128 eingeht. Das Getriebedrehmomentsignal Tq kann auch einen Betrag an Drehmoment, der durch die Maschine 112 erzeugt wird, angeben. Der Betrag an Drehmoment, der in das Getriebe 102 eingeht, ist der gleiche wie der, der durch die Maschine 112 geliefert wird, wenn die DWK in einem Zustand VERRIEGELT ist. Der Betrag an Drehmoment, der in das Getriebe 102 eingeht, wird mit einem Drehmomentverstärkungsfaktor von dem Betrag an Drehmoment, der durch die Maschine 112 erzeugt wird, verstärkt, wenn der DWK-Zustand OFFEN ist. Der Drehmomentverstärkungsfaktor kann auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals ω_E und des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T ermittelt werden.
Das Offsetdruck-Schätzmodul 228 ermittelt einen Offsetdruck in der Kupplungskammer 160 und erzeugt ein Offsetdrucksignal Poffset. Der gleiche befohlene Druck kann zu unterschiedlichen aktuellen Drücken in der Kupplung 152 aufgrund von Drehzahlen der Kupplung 152 führen. Das Offsetdrucksignal Poffset kann zur Kompensation dieses Unterschieds erzeugt werden. Daher ist eine Ursache für Offsetdrucksignal Poffset eine Änderung eines vom Steuersystem befohlenen Drucks. Das Offsetdrucksignal P_offset kann auf der Basis des Einrückdrucksignals ΔP und einer Drehzahl der Kupplung 152 erzeugt werden. Die Drehzahl der Kupplung 152 kann auf der Basis der Turbinenraddrehzahl ω_T ermittelt werden. Das Offsetdrucksignal Poffset kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle 241-2 erzeugt werden. Das Einrückdrucksignal ΔP und das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T können als Indizes zum Nachschlagen in einer Tabelle verwendet werden. Werte des Offsetdrucks können durch Kalibrierungsparameter 238-3 der Kupplung 152, die in Speicher 238 gespeichert werden, vorgesehen werden.
Das Fülldruck-Schätzmodul 230 schätzt einen Fülldruck und erzeugt ein Druckschätzsignal P_fill-est, das für den Kupplungsfülldruck repräsentativ ist. Das Fülldruck-Schätzmodul 230 kann das Druckschätzsignal P_fill-est auf der Basis es Einrückdrucksignals ΔP, des Reaktionsdrucksignals P_RS und des Offsetdrucksignals Poffset erzeugen. Das Druckschätzsignal P_fill-est gibt einen Druck an, der der Kupplung 152 während des Kupplungsfüllereignisses zugeführt wird.
Das Durchfluss-Schätzmodul 232 schätzt einen Durchfluss zum Füllen der Kupplung 152 und erzeugt ein Durchflusssignal Q_flow auf der Basis des Einrückdrucksignals ΔP und des Temperatursignals T. Das Durchflusssignal Q_flow kann unter Verwendung einer Durchflussgleichung erzeugt werden. Kalibrierungsparameter für die Durchflussgleichung können durch Parameter 238-4, die in Speicher 238 gespeichert werden, vorgesehen werden. Die Kalibrierungsparameter können Drosselblendengröße, Getriebefluiddichte und Austragskoeffizient des Kupplungssystems 168 umfassen.
Das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 schätzt eine Strömungskapazität des hydraulischen Versorgungssystems 108, die benötigt werden kann, um das Kupplungsfüllen durchzuführen. Die Strömungskapazität kann durch eine Durchflussgrenze und eine Druckgrenze charakterisiert sein. Die Durchflussgrenze stellt eine maximale Strömung dar, die das hydraulische Versorgungssystem 108 bei der Durchführung des Kupplungsfüllens liefern kann. Die Druckgrenze stellt einen maximalen Druck dar, der zum Kupplungsfüllen verfügbar ist, wenn der Durchfluss gleich oder größer als die Durchflussgrenze ist.
Das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 kann ein Durchflussgrenzensignal Qmax und ein Druckgrenzensignal Pmax auf der Basis des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T, des Temperatursignals T, des Leitungsdrucksignals P_line, des Kupplungszustandssignals S_TCC und des Maschinendrehzahlsignals ω_E erzeugen. Das Durchflussgrenzensignal Qmax und das Druckgrenzensignal Pmax können unter Verwendung einer Nachschlagetabelle 241-3 erzeugt werden. Das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T, das Temperatursignal T, das Leitungsdrucksignal P_line, das Kupplungszustandssignal S_TCC und das Maschinendrehzahlsignal _ωE können als Indizes zum Nachschlagen in einer Tabelle verwendet werden. Werte des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Druckgrenzensignals Pmax können durch Kalibrierungsparameter 238-5 der Kupplung 152, die in Speicher 238 gespeichert werden, vorgesehen werden.
Das Fülldruck-Befehlsmodul 236 erzeugt ein Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est, des Durchflusssignals Q_flow, des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Druckgrenzensignals Pmax. Das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd stellt einen Druckbefehl für das Ventil-Steuermodul 144 zur Durchführung einer Druckregelung an dem Steuerventil 114 dar. Das Steuerventil 114 wird in einem Zustand REGELUNG zum Durchführen einer Druckregelung betrieben, wenn das Druckschätzsignal P_fill-est einen Wert anzeigt, der niedriger als das Druckgrenzensignal Pmax ist. In einer Ausführungsform kann das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd durch einen Ventilbefehl ersetzt werden, der das Steuerventil 114 in einem Zustand OFFEN betreibt, wenn das Druckschätzsignal P_fill-est einen Wert anzeigt, der größer als das Druckgrenzensignal Pmax ist.
Nun auch unter Bezugnahme auf 5B ist ein anderes Beispiel eines Druck-Steuermoduls 172', das in 1 veranschaulicht ist, gezeigt. Das Druck-Steuermodul 172' erzeugt das Fülldruck-Befehlssignal T_fill-cmd auf der Basis des Getriebedrehmomentsignals Tq, des Temperatursignals T, des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T, des Leitungsdrucksignals P_line, des Kupplungszustandssignals S_TCC und des Maschinendrehzahlsignals ω_E.
Das Druck-Steuermodul 172' umfasst ein Durchfluss-Schätzmodul 232'. Das Druck-Steuermodul 172' kann auch das Reaktionsdruck-Schätzmodul 224, das Einrückdruck-Schätzmodul 226, das Offsetdruck-Schätzmodul 228, das Fülldruck-Schätzmodul 230, das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 und das Fülldruck-Befehlsmodul 236 von 5A umfassen. Das Reaktionsdruck-Schätzmodul 224, das Einrückdruck-Schätzmodul 226, das Offsetdruck-Schätzmodul 228, das Fülldruck-Schätzmodul 230, das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 und das Fülldruck-Befehlsmodul 236 des Druck-Steuermoduls 172' führen ähnliche Funktionen wie die entsprechenden Module in dem Druck-Steuermodul 172 von 5A durch.
Das Durchfluss-Schätzmodul 232' erzeugt das Durchflusssignal Q_flow auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est und des Temperatursignals T vom Getriebefluid. Das Durchflusssignal Q_flow kann unter Verwendung einer Durchflussgleichung erzeugt werden. Kalibrierungsparameter für die Strömungsgleichung können durch Parameter 238-4' eines zweiten Kupplungssystems, die in Speicher 238 gespeichert werden, vorgesehen werden. Das zweite Kupplungssystem kann sich von dem Kupplungssystem 168 der 2A, 2B und 3 unterscheiden. Die Kalibrierungsparameter können Drosselblendengröße, Getriebefluiddichte und Austragskoeffizient des zweiten Kupplungssystems umfassen.
Nun auch unter Bezugnahme auf 6 ist ein Verfahren 242 zum Füllen einer Kupplungskammer 160 veranschaulicht. Die Steuerung des Druck-Steuermoduls 172 kann Schritte ausführen, die dem Verfahren 242 zugeordnet sind. Obwohl das Verfahren 242 primär mit Bezug auf die 1-5A beschrieben ist, kann das Verfahren 242 auch auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angewandt werden. Das Verfahren 242 kann bei Schritt 244 starten.
In Schritt 246 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 einen Einrückdruck und erzeugt ein Einrückdrucksignal ΔP. Das Einrückdrucksignal ΔP kann auf der Basis des Getriebedrehmomentsignals Tq und des Temperatursignals T von Getriebefluid in dem hydraulischen Versorgungssystem 108 erzeugt werden. Eine Nachschlagetabelle kann in dem Einrückdruck-Schätzmodul 226 eingesetzt werden, um Kalibrierungsparameter zum Bestimmen des Einrückdrucks zu speichern. Die Nachschlagetabelle kann das Getriebedrehmomentsignal Tq und das Temperatursignal T als Indizes zum Durchführen eines Nachschlagens in einer Tabelle verwenden. Werte der Kalibrierungsparameter des Einrückdrucks können unter Verwendung von Experimenten, die in einem Getriebesteuerungsprüfstand durchgeführt werden, ermittelt werden.
In Schritt 248 schätzt das Druck-Steuermodul 172 einen Reaktionsdruck und erzeugt ein Reaktionsdrucksignal P_RS. Der Reaktionsdruck kann durch eine Rückstellfeder 162 der Kupplung 152 hervorgerufen werden. Der Reaktionsdruck kann unter Verwendung von Kalibrierungsparametern, die in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, die Werte des Reaktionsdrucks enthält, ermittelt werden.
In Schritt 250 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 einen Offsetdruck und erzeugt ein Offsetdrucksignal Poffset. Das Druck-Steuermodul 172 kann eine Nachschlagetabelle zum Ermitteln des Offsetdrucks auf der Basis von Kalibrierungsparametern der Kupplung 152 verwenden. Die Nachschlagetabelle kann auf der Basis des Einrückdrucks und einer Eingangswellendrehzahl des Getriebes implementiert werden. Die Eingangswellendrehzahl kann auf der Basis der Turbinenraddrehzahl _ωT ermittelt werden. Das Einrückdrucksignal ΔP und das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T können als Indizes zum Durchführen eines Nachschlagens in einer Tabelle verwendet werden.
In Schritt 252 schätzt das Druck-Steuermodul 172 einen Kupplungsfülldruck und erzeugt ein Druckschätzsignal P_fill-est, das für den Kupplungsfülldruck repräsentativ ist. Das Druck-Steuermodul 172 kann das Druckschätzsignal P_fill-est auf der Basis des Einrückdrucksignals ΔP, des Reaktionsdrucksignals P_RS und des Offsetdrucksignals Poffset erzeugen. Es kann zum Beispiel Gleichung 1 verwendet werden. $P_{fill-est} = Δ P + P_{RS} + P_{offset}$
In Schritt 254 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 einen Durchfluss, der angefordert werden kann, um die Kupplungskammer 160 zu füllen, und erzeugt ein Durchflusssignal Q_flow. Das Durchflusssignal Q_flow kann unter Verwendung einer Durchflussgleichung auf der Basis einer Druckvariablen ΔPϕ erzeugt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 2 verwendet werden. $Q_{f l o w} = C_{d} A_{ϕ} \sqrt{\frac{2}{ρ} Δ P_{ϕ}}$
Parameter ρ stellt eine Dichte des Getriebefluids dar, C_d stellt einen Austragskoeffizienten der Drosselblende dar und Aϕ stellt eine Drosselblendengröße der Drosselblende 164 dar. In einer Ausführungsform ist die Druckvariable ΔPϕ in Gleichung 2 eine Druckdifferenz P_orifice über die Drosselblende 164 in den 2A, 2B und 3 hinweg, wenn die Drosselblende 164 sich stromabwärts von dem Steuerventil 114 befindet, d.h. ΔPϕ = P_orifice. Der Wert des Drucks P_orifice über die Drosselblende 164 hinweg kann auf der Basis des Einrückdrucksignals ΔP ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 3 verwendet werden. $P_{orifice} = Δ P$
Deshalb kann die Druckvariable ΔPϕ ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 4 verwendet werden. $Δ P_{ϕ} = Δ P$
Das Durchfluss-Schätzmodul 232 kann Schritt 254 durchführen. Das Durchfluss-Schätzmodul 232 kann das Durchflusssignal Q_flow erzeugen. Es kann zum Beispiel Gleichung 5 verwendet werden. $Q_{f l o w} = C_{d} A_{ϕ} \sqrt{\frac{2}{ρ} Δ P}$
In einer anderen Ausführungsform kann der Durchfluss Q_flow auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est erzeugt werden. Zum Beispiel kann das Durchfluss-Schätzmodul 232' des Druck-Steuermoduls 172' in 5B das Durchflusssignal Q_flow auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est und des Temperatursignals T von Getriebefluid erzeugen. Das Durchfluss-Schätzmodul 232' kann eine Druckvariable ΔPϕ auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est ermitteln. Es kann zum Beispiel Gleichung 6 verwendet werden. $Δ P_{ϕ} = P_{_{fill - est}}$
Das Durchfluss-Schätzmodul 232' kann das Durchflusssignal Q_flow erzeugen. Es kann zum Beispiel Gleichung 7 verwendet werden. $Q_{f l o w} = C_{d} A_{ϕ} \sqrt{\frac{2}{ρ} Δ P_{f i l l - e s t}}$
In Schritt 256 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 die Strömungskapazität und erzeugt das Durchflussgrenzensignal Qmax und das Druckgrenzensignal Pmax. Das Druck-Steuermodul 172 kann Nachschlagetabellen zum Erzeugen des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Druckgrenzensignals Pmax auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals ω_E, des Kupplungszustandssignals S_TCC, des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T, des Temperatursignals T und des Leitungsdrucksignals T_line verwenden. Ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln der Strömungskapazität und zum Erzeugen des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Druckgrenzensignals Pmax ist in 7 veranschaulicht.
In Schritt 258 vergleicht das Druck-Steuermodul 172 das Durchflusssignal Q_flow mit dem Durchflussgrenzensignal Qmax. Die Steuerung schreitet zu Schritt 260 fort, wenn das Durchflusssignal Q_flow einen niedrigeren Wert als das Durchflussgrenzensignal Qmax angibt. Die Steuerung schreitet zu Schritt 262 fort, wenn das Durchflusssignal Q_flow einen höheren Wert als das Durchflussgrenzensignal Qmax angibt.
In Schritt 260 kann das Fülldruck-Befehlsmodul 236 das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd auf der Basis des Druckschätzsignals P_fill-est erzeugen. Es kann zum Beispiel Gleichung 8 verwendet werden. $P_{fill - cmd} = P_{fill - e st}$
Das Steuerventil 114 kann geregelt sein, um einen Hydraulikdruck gemäß einem Druckniveau zu erzeugen, das durch das Druckschätzsignal P_fill-est angegeben wird. Die Steuerung schreitet zu einem Ende bei Schritt 264 nach Schritt 260 fort.
In Schritt 262 kann das Fülldruck-Befehlsmodul 236 das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd auf der Basis des Druckgrenzensignals Pmax erzeugen. Es kann zum Beispiel Gleichung 9 verwendet werden. $P_{fill - cmd} = P_{max}$
Das Steuerventil 114 kann geregelt werden, um einen Hydraulikdruck gemäß einem Druckniveau zu erzeugen, das durch das Druckgrenzensignal Pmax angegeben wird. Die Steuerung schreitet zu einem Ende bei Schritt 264 nach Schritt 262 fort.
In einer Ausführungsform, wenn der geschätzte Durchfluss größer als die Durchflussgrenze ist, kann ein Ventilbefehl, der eine maximale verfügbare Getriebefluidströmung liefert, zum Füllen der Kupplungskammer 160 verwendet werden. Der Ventilbefehl kann das Steuerventil 114 in einem Zustand OFFEN betreiben. Das Steuerventil 114 kann bis zu einem maximalen Ausmaß geöffnet werden, und ein maximaler Betrag an Getriebefluid kann durch das Steuerventil 114 strömen, wenn das Steuerventil 114 in einem Zustand OFFEN betrieben wird. Es wird keine Druckregelung durchgeführt, wenn das Steuerventil 114 in einem Zustand OFFEN ist.
7 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 266 zum Bestimmen einer Strömungskapazität des Kupplungssystems 106. Die Steuerung des Strömungskapazitäts-Schätzmoduls 234 kann Schritte ausführen, die zu dem Verfahren 266 gehören. Das Verfahren 266 kann bei Schritt 268 starten.
In Schritt 270 empfängt das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 Signale zum Ermitteln der Strömungskapazität. Die Signale können das Leitungsdrucksignal P_line, das Temperatursignal T von Getriebefluid, das Kupplungszustandssignal S_TCC des Drehmomentwandlers, das Maschinendrehzahlsignal ω_E und das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T umfassen.
In Schritt 272 ermittelt das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 eine Referenzdurchflussgrenze O_limit0. Der Referenzdurchfluss Q_limit0 kann ein Durchfluss des Kupplungssystems 106 sein, der bei einer Referenzmaschinendrehzahl ω_E0 auf einem Getriebeprüfstand evaluiert wird. Der Referenzdurchfluss O_limit0 kann auf der Basis des Leitungsdrucksignals P_line und des Temperatursignals T gemäß einer Funktion ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 10 verwendet werden. $Q_{limit0} = f1 (P_{line,} T)$
Die Referenzdurchflussgrenze Q_limit0 kann unter Verwendung eines Nachschlagens in einer Tabelle ermittelt werden. Das Leitungsdrucksignal P_line und das Temperatursignal T können als Indizes für das Nachschlagen in der Tabelle verwendet werden.
In Schritt 274 schreitet die Steuerung zu Schritt 276 fort, wenn das Kupplungszustandssignal S_TCC einen Zustand OFFEN angibt. Die Steuerung schreitet zu Schritt 278 fort, wenn das Kupplungszustandssignal S_TCC einen Zustand VERRIEGELT angibt.
In Schritt 276 wird ein DWK-Faktor Q_TCC von Hydraulikfluid auf der Basis des Leitungsdrucksignals P_line, des Temperatursignals T und eines Zustands OFFEN der DWK 130 ermittelt. Der DWK-Faktor Q_TCC kann gemäß einer Funktion ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 11 verwendet werden. $Q_{TCC} = f2 (P_{line,} T, S_{TCC})$
S_TCC ist bei Anwendung der Gleichung 10 in Schritt 276 OFFEN. Der DWK-Faktor Q_TCC kann unter Verwendung eines Nachschlagens in einer Tabelle ermittelt werden. Das Leitungsdrucksignal P_line, das Temperatursignal T und das Kupplungszustandssignal S_TCC können als Indizes für das Nachschlagen in der Tabelle verwendet werden.
In Schritt 278 wird der DWK-Faktor Q_TCC auf der Basis des Leitungsdrucksignals P_line, des Temperatursignals T und eines Zustands VERRIEGELT der DWK 130 ermittelt. Der DWK-Faktor Q_TCC kann unter Verwendung von Gleichung 10 ermittelt werden, wobei S_TCC auf einen Wert VERRIEGELT gesetzt ist. Der DWK-Faktor Q_TCC kann unter Verwendung eines Nachschlagens in einer Tabelle ermittelt werden. Das Leitungsdrucksignal P_line, das Temperatursignal T und das Kupplungszustandssignal S_TCC können als Indizes für das Nachschlagen in der Tabelle verwendet werden.
In Schritt 280 wird ein Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktor Q_turbine auf der Basis des Temperatursignals T, des Maschinendrehzahlsignals ω_E, und des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T ermittelt. Der Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktor Q_turbine kann gemäß einer Funktion ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 12 verwendet werden. $Q_{turbine} = f3 (ω_{E}, ω_{T}, T)$
Der Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktor Q_turbine kann unter Verwendung eines Nachschlagens in einer Tabelle ermittelt werden. Das Temperatursignal T, das Maschinendrehzahlsignal ω_E und das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T können als Indizes für das Nachschlagen in der Tabelle verwendet werden.
In Schritt 282 kann das Durchflussgrenzensignal Qmax auf der Basis der Referenzdurchflussgrenze Q_limit0, des DWK-Faktors Q_TCC und des Turbinenrad-Drehzahlkorrekturfaktors Q_turbine erzeugt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 13 verwendet werden. $Q_{max} = Q_{limit0} - Q_{TCC} + Q_{turbine}$
In Schritt 284 erzeugt das Strömungskapazitäts-Schätzmodul 234 das Druckgrenzensignal Pmax. Wenn der geschätzte Durchfluss die Durchflussgrenze überschreitet, kann es sein, dass das hydraulische Versorgungssystem 108 nicht in der Lage ist, den geschätzten Fülldruck wie angefordert bereitzustellen. Anstelle des in Schritt 252 geschätzten Kupplungsfülldrucks kann ein sekundärer Fülldruck angewiesen werden. Das Fülldruckgrenzensignal Pmax kann erzeugt werden, um ein Niveau des sekundären Fülldrucks zu ermitteln. Das Druckgrenzensignal Pmax kann auf der Basis des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Temperatursignals T gemäß einer Funktion erzeugt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 14 verwendet werden. $P_{max} = f4 (Q_{max}, T)$
Das Druckgrenzensignal Pmax kann unter Verwendung eines Nachschlagens in einer Tabelle erzeugt werden. Das Durchflussgrenzensignal Qmax und das Temperatursignal T können als Indizes für das Nachschlagen in der Tabelle verwendet werden. Das Verfahren 266 kann bei Schritt 286 nach Schritt 284 enden.
Nun auch unter Bezugnahme auf 8 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Zeit-Steuermoduls 174 gezeigt. Das Füllzeit-Steuermodul 174 ermittelt eine Füllzeit zum Aufbringen von Hydraulikdruck auf die Kupplungskammer 160 und erzeugt ein Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd. Das Füllzeit-Steuermodul 174 kann ein Kupplungsvolumen-Schätzmodul 288, ein Füllraten-Schätzmodul 290, ein Puffermodul 292 und ein Füllzeit-Schätzmodul 294 umfassen.
Das Füllzeit-Steuermodul 174 erzeugt das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd und ein Pufferfülldruck-Befehlssignal 296 auf der Basis des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T, eines Kupplungsimpulssignals T_pulse und Signalen von dem Druck-Steuermodul 172. Das Kupplungsimpulssignal T_pulse kann durch das Kupplungsimpulsmodul 150 erzeugt werden. Die Signale von dem Druck-Steuermodul 172 können das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd, das Durchflusssignal Q_flow, das Durchflussgrenzensignal Qmax, das Einrückdrucksignal ΔP, das Reaktionsdrucksignal P_RS und das Offsetdrucksignal Poffset umfassen. Das Ventil-Steuermodul 144 kann das Ventilsteuersignal 170 auf der Basis des Füllzeit-Befehlssignals T_fill-cmd und des gepufferten Fülldruck-Befehlssignals 296 erzeugen. Das Solenoid 166 kann auf der Basis des Ventilbefehlssignals 170 betätigt werden.
Das Kupplungsvolumen-Schätzmodul 288 ermittelt ein Volumen der Kupplungskammer 160 und erzeugt ein Kupplungsvolumensignal V_clutch. Das Kupplungsvolumen-Schätzmodul 288 kann das Kupplungsvolumensignal V_clutch auf der Basis des Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd, des Durchflusssignals Q_flow, des Durchflussgrenzensignals Qmax, des Einrückdrucksignals ΔP, des Reaktionsdrucksignals P_RS, des Offsetdrucksignals Poffset, des Turbinenrad-Drehzahlsignals ω_T und des Kupplungsimpulssignals T_pulse erzeugen. Das Kupplungsvolumensignal V_clutch kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle 241-4 erzeugt werden. Kalibrierungsparameter 238-6 der Kupplung 152, die in Speicher 238 gespeichert werden, können zum Erzeugen des Kupplungsvolumensignals V_clutch verwendet werden. Das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd, das Durchflusssignal Q_flow, das Durchflussgrenzensignal Qmax, das Einrückdrucksignal ΔP, das Reaktionsdrucksignal P_RS, das Offsetdrucksignal P_offset, das Turbinenrad-Drehzahlsignal ω_T und das Kupplungsimpulssignal T_pulse können als Indizes für ein Nachschlagen in einer Tabelle verwendet werden.
Das Füllraten-Schätzmodul 290 ermittelt eine Kupplungsfüllrate und erzeugt ein Füllratensignal Q_fill. Das Füllraten-Schätzmodul 290 erzeugt ein Füllratensignal Q_fill auf der Basis des Durchflusssignals Q_flow und des Durchflussgrenzensignals Qmax. Das Füllratensignal Q_fill kann gemäß dem in 9 veranschaulichten Verfahren erzeugt werden.
Das Füllzeit-Schätzmodul 294 erzeugt ein Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd auf der Basis des Füllratensignals Q_fill und des Kupplungsvolumensignals V_clutch. Das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd kann gemäß einem in 9 veranschaulichten Verfahren erzeugt werden.
Das Puffermodul 292 kann das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd in einem Zeitglied 298 speichern. Das Puffermodul 292 kann auch Speicher 300 zum Speichern des Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd umfassen. Der Speicher 300 kann verwendet werden, um einen Wert des Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd für eine Dauer zu halten, die durch das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd angegeben wird. Das Puffermodul 292 kann das gepufferten Fülldruck-Befehlssignal 296 auf der Basis des Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd und des Füllzeit-Befehlssignals T_fill-cmd erzeugen.
Nun auch unter Bezugnahme auf 9 ist ein Verfahren 302 zum Füllen der Kupplung 152 gezeigt. Die Steuerung des Druck-Steuermoduls 172 und des Füllzeit-Steuermoduls 174 kann Schritte ausführen, die dem Verfahren 302 zugeordnet sind. Obwohl das Verfahren 302 vorwiegend mit Bezug auf 8 beschrieben ist, kann das Verfahren 302 auch auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angewandt werden. Das Verfahren 302 kann bei Schritt 304 starten.
In Schritt 306 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 den Einrückdruck und erzeugt ein Einrückdrucksignal ΔP. Das Einrückdrucksignal kann unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Schritt 246 von 6 erzeugt werden.
In Schritt 308 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 einen Reaktionsdruck und erzeugt ein Reaktionsdrucksignal P_RS. Das Reaktionsdrucksignal P_RS kann unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Schritt 248 von 6 erzeugt werden.
In Schritt 310 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 einen Offsetdruck und erzeugt ein Offsetdrucksignal Poffset. Das Offsetdrucksignal Poffset kann unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Schritt 250 von 6 erzeugt werden.
In Schritt 312 schätzt das Druck-Steuermodul 172 einen Durchfluss und erzeugt ein Durchflusssignal Q_flow. Das Durchflusssignal Q_flow kann unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Schritt 254 von 6 erzeugt werden.
In Schritt 314 ermittelt das Druck-Steuermodul 172 eine Strömungskapazität und erzeugt ein Durchflussgrenzensignal Qmax und ein Druckgrenzensignal Pmax. Das Durchflussgrenzensignal Qmax und das Druckgrenzensignal Pmax können unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Schritt 256 von 6 erzeugt werden.
In Schritt 316 erzeugt das Druck-Steuermodul 172 ein Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd. Das Fülldruck-Befehlssignal P_fill-cmd kann auf der Basis des Einrückdrucksignals ΔP, des Reaktionsdrucksignals P_RS, des Offsetdrucksignals Poffset, des Durchflusssignals Q_flow, des Durchflussgrenzensignals Qmax und des Druckgrenzensignals Pmax unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in 6 erzeugt werden.
In Schritt 318 ermittelt das Füllzeit-Steuermodul 174 ein Kupplungsvolumen und erzeugt ein Kupplungsvolumensignal V_clutch. Das Kupplungsvolumensignal V_clutch kann unter Verwendung einer Nachschlagetabelle erzeugt werden. Das Kupplungsvolumensignal V_clutch kann auf der Basis des Durchflusssignals Q_flow und eines Kupplungsimpulssignals T_pulse erzeugt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 15 verwendet werden. $V_{clutch} = Q_{flow} * T_{pulse}$
Das Kupplungsimpulssignal T_pulse kann aus einem Kupplungsfüllereignis ermittelt werden, das vor einem gegenwärtigen Kupplungsfüllereignis stattfand.
In Schritt 320 vergleicht das Füllzeit-Steuermodul 174 das Durchflusssignal Q_flow mit dem Durchflussgrenzensignal Qmax. Die Steuerung schreitet zu Schritt 322 fort, wenn das Durchflusssignal Q_flow einen größeren Wert als das Durchflussgrenzensignal Qmax angibt. Ansonsten schreitet die Steuerung zu Schritt 324 fort.
In Schritt 322 erzeugt das Füllzeit-Steuermodul 174 ein Füllratensignal Q_fill. Das Füllratensignal Q_fill wird derart erzeugt, dass es einen Wert des Durchflussgrenzensignals Qmax aufweist.
In Schritt 324 erzeugt das Füllzeit-Steuermodul 174 ein Füllratensignal Q_fill. Das Füllratensignal Q_fill wird derart erzeugt, dass es einen Wert des Durchflusssignals Q_flow aufweist.
In Schritt 326 ermittelt das Füllzeit-Steuermodul 174 eine Füllzeit zum Aufbringen von Hydraulikdruck auf die Kupplung 152 und erzeugt ein Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd. Das Füllzeit-Befehlssignal kann auf der Basis des Kupplungsvolumensignals V_clutch und des Füllratensignals Q_fill ermittelt werden. Es kann zum Beispiel Gleichung 2 verwendet werden. $T_{f i l l - e n d} = \frac{V_{c l u t h}}{Q_{f i l l}}$
In Schritt 328 führt das Füllzeit-Steuermodul 174 das Kupplungsfüllereignis durch. Das Füllzeit-Steuermodul 174 wendet Hydraulikdruck auf der Basis des Fülldruck-Befehlssignals P_fill-cmd für eine Zeitperiode an, die durch das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd ermittelt wird. Das Verfahren 302 kann bei Schritt 330 nach Schritt 328 enden.
Die oben beschriebenen Verfahren zum Füllen einer Kupplungskammer eines Automatikgetriebes sind nicht auf das Kupplungssystem 106 der 2A und 2B begrenzt. In den 2A und 2B ist die Drosselblende 164 des Kupplungssystems 106 stromabwärts von dem Steuerventil 114 gelegen. 10 veranschaulicht einen zweiten Typ von Kupplungssystem 106', der sich von dem Kupplungssystem 106 unterscheidet. Eine Drosselblende 164' ist stromaufwärts von dem Steuerventil 114 in dem Kupplungssystem 106' angeordnet. Wenn die Verfahren der vorliegenden Offenbarung auf das Kupplungssystem 106' angewandt werden, können unterschiedliche Steuerparameter einen oder mehrere entsprechende Parameter, die durch die Parametermodule 238 in den 5A, 5B und 8 vorgesehen sind, ersetzen. Zum Beispiel kann bei der Verwendung von Gleichung 2 zur Durchflussschätzung die Druckvariable ΔPϕ durch ein Leitungsdrucksignal P_line ersetzt sein.
Nun auch unter Bezugnahme auf 11 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Kupplungsfüll-Steuermoduls 142' veranschaulicht. Das Kupplungsfüll-Steuermodul 142' kann Steuerverfahren der vorliegenden Offenbarung auf unterschiedliche Typen von Kupplungssteuersystemen anwenden. Die Kupplungssteuersysteme können unterschiedliche Ausgestaltungen und Drosselblendenlagen aufweisen. Das Kupplungsfüll-Steuermodul 142' kann das Auswahlmodul 176' und ein Datenmodul 332 umfassen.
Das Auswahlmodul 176' wählt einen i-ten Satz von Steuerparametern Param(i) aus mehreren Sätzen von Steuerparametern, Param(1), ..., Param(M), die in dem Datenmodul 332 gespeichert sind, aus. Das Auswahlmodul 176' wählt die Steuerparameter Param(i) auf der Basis des Schaltplanungssignals 178 aus. Das Schaltplanungssignal 178 kann anzeigen, dass eine zu füllende herankommende Kupplung vom i-ten Typ ist. Das Schaltplanungssignal 178 kann durch das Schaltplanungsmodul 146 erzeugt werden. Ein jeder der Steuerparametersätze, Param(1), ..., Param(M), kann Kalibrierungsparameter für einen entsprechenden Kupplungstyp des Automatikgetriebes 102 umfassen. Die Kalibrierungsparameter können Parameter 238-1, 238-2, 238-3, 238-4, 238-5 und 238-6 umfassen. Das Druck-Steuermodul 172 und das Füllzeit-Steuermodul 174 können jeweils das Fülldruck-Befehlssignal Pfi_h-cm_d und das Füllzeit-Befehlssignal T_fill-cmd auf der Basis der Kalibrierungsparameter, die in dem Steuerparametersatz Param(i) enthalten sind, erzeugen.

Claims

System zum Füllen einer Kupplungskammer (160) eines Automatikgetriebes (102), umfassend: ein Druck-Steuermodul (172; 172'), das: einen Einrückdruck (ΔP) zum Einrücken einer Kupplung (152) des Automatikgetriebes (102) ermittelt; einen Reaktionsdruck (P_RS) einer Rückstellfeder (162) der Kupplung (152) schätzt; einen Durchfluss (Q_flow) auf der Basis des Einrückdrucks (ΔP) schätzt; und eine Durchflussgrenze (Qmax) ermittelt auf der Basis: eines Leitungsdrucksignals (P_line) von Hydraulikdruck in einer Getriebedruckfluidversorgungsleitung (116); eines Kupplungszustandssignals (S_TCC) einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (130) und; eines Temperatursignals (T) von Getriebefluid innerhalb des Automatikgetriebes (102); ein Kupplungsvolumen-Schätzmodul (288), das ein Volumen (V_clutch) der Kupplungskammer (160) ermittelt; ein Füllraten-Schätzmodul (290), das eine Füllrate (Q_fill) auf der Basis des Durchflusses (Q_flow) und der Durchflussgrenze (Q_max) ermittelt; und ein Füllzeit-Schätzmodul (294), das ein Füllzeit-Befehlssignal (T_fill-cmd) auf der Basis des Volumens (V_clutch) und der Füllrate (Q_fill) erzeugt, wobei das Druck-Steuermodul (172; 172') ein Fülldruck-Befehlssignal (P_fill-cmd) zum Füllen der Kupplungskammer (160) auf der Basis des Einrückdrucks (ΔP), des Reaktionsdrucks (P_RS), des Durchflusses (Q_flow) und der Durchflussgrenze (Qmax) erzeugt; einen Fülldruck (P_fill-est) schätzt; und das Fülldruck-Befehlssignal (P_fill-cmd) gleich dem Fülldruck (P_fill-est) erzeugt, wenn der Durchfluss (Q_flow) geringer als die Durchflussgrenze (Qmax) ist.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Auswahlmodul (176), das einen (Param(i)) von mehreren Parametersätzen (PARAM(1), .... PARAM(M)) für das Druck-Steuermodul (172; 172') und ein das Füllzeit-Steuermodul (174) auf der Basis eines Schaltplanungssignals (178) des Automatikgetriebes (102) auswählt, wobei das Schaltplanungssignal (178) die zu füllende Kupplung (152) angibt.
System nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Datenmodul (332), das die mehreren Parametersätze (PARAM(1), .... PARAM(M)) umfasst, wobei das Auswahlmodul (176) einen Parametersatz (PARAM(i)) aus dem Datenmodul (332) auswählt.
System nach Anspruch 1, wobei das Druck-Steuermodul (172; 172') ein Kupplungssteuerventil (114) auf eine maximal offene Stellung öffnet, wenn der Durchfluss (Q_flow) die Durchflussgrenze (Qmax) überschreitet.