DE102012209464B4

DE102012209464B4 - Verfahren zum Steuern eines Getriebes

Info

Publication number: DE102012209464B4
Application number: DE102012209464.4A
Authority: DE
Inventors: Steven Dietz; Gabriel M. Gibson; David Szpara; Brandon E. Hancock
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2022-04-14
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: CN102818013B; US20120316741A1; CN102818013A; US8972131B2; DE102012209464A1

Abstract

Verfahren (800) zum Steuern eines Getriebes (314), umfassend:
Einrücken von N hydraulischen Kupplungen (340) und Ausrücken von M hydraulischen Kupplungen (340), um das Getriebe (314) in einem Übersetzungsverhältnis zu betreiben, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist und wobei M eine ganze Zahl größer als Eins ist (Schritt 806);
Ermitteln eines ersten Zeitraums, der startet, wenn das Getriebe (314) beginnt, in dem Übersetzungsverhältnis zu arbeiten; und
selektives Zuführen von Druckimpulsen zu P der M hydraulischen Kupplungen (340) auf der Basis des ersten Zeitraums, wobei P eine ganze Zahl größer als Eins ist (Schritt 810); wobei das Zuführen von Druckimpulsen umfasst:
Zuführen eines ersten Druckimpulses zu einer ersten der P hydraulischen Kupplungen (340); und
Zuführen eines zweiten Druckimpulses zu einer zweiten der P hydraulischen Kupplungen (340) beginnend einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Beenden des ersten Druckimpulses; wobei
eine erste Frequenz, mit der die erste hydraulische Kupplung (340) pulsiert wird, sich von einer zweiten Frequenz unterscheidet, mit der die zweite Kupplung (340) pulsiert wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuerverfahren für Automatikgetriebe und insbesondere die Steuerung von hydraulischen Kupplungen, die zum Betreiben des Getriebes verwendet werden.
HINTERGRUND
Fahrzeuge umfassen in der Regel ein Antriebsaggregat und ein Getriebe, das Antriebsdrehmoment mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen oder -bereichen auf einen Endantrieb überträgt. In der Regel umfasst das Getriebe einen Zahnradstrang, der einen Antriebsdrehmomenteingang mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen oder -bereichen auf das Getriebe überträgt. Automatikgetriebe umfassen einen oder mehrere hydraulisch betätigte Mechanismen, wie etwa eine Reibkupplung, die verschiedene Komponenten des Zahnradstrangs selektiv koppeln und dadurch das Übersetzungsverhältnis verändern, mit dem das Antriebsdrehmoment übertragen wird.
Es sind Getriebesteuersysteme entwickelt worden, um den Getriebebetrieb einschließlich der Kupplungen zu steuern, die verwendet werden, um das Getriebe in den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen zu betreiben. Kupplungssteuersysteme können ein Schalten durch Ausrücken von einer oder mehreren eingerückten Kupplungen, die als weggehende Kupplungen bezeichnet werden, während des Einrückens einer oder mehrerer ausgerückter Kupplungen, die als herankommende Kupplungen bezeichnet werden, erreichen. Die Kupplungssteuersysteme können die ausgerückten Kupplungen auf der Basis von erwarteten Antwortzeiten einrücken. Wenn jedoch die tatsächlichen Antwortzeiten den erwarteten Antwortzeiten nacheilen, können die ausgerückten Kupplungen nicht so bald wie gewünscht einrücken. Verzögerungen in den erwarteten Antwortzeiten können zu einem störenden Schaltgefühl führen. Zum Beispiel können die Verzögerungen störendes Anschwellen oder Einbrechen der Fahrzeugbeschleunigung während Herunterschaltungen und/oder störendes Anschwellen oder Einbrechen der Fahrzeugbeschleunigung während eines Hochschaltens verursachen.
Aus der DE 199 42 555 A 1 ist ein Verfahren zur Druckansteuerung eines rotierenden Schaltelementes eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Schaltelement umfasst einen Kolben, der mit Drehmomentübertragungselementen und einer hydraulischen Zuleitung zusammenwirkt. Das Verfahren umfasst, bei deaktiviertem Schaltelement wiederholt einen Druckimpuls in die Zuleitung einzuleiten, der von einer Verweilzeit abhängt und so groß ist, dass der Kolben für den deaktivierten Zustand in einer definierten Stellung verbleibt.
Aus der DE 197 55 064 A1 ist eine Fluiddruck-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Ein Automatikgetriebe des Kraftfahrzeugs umfasst mehrere erste und zweite Reibelemente, die mit Hilfe eines angeschlossenem Hydraulikkreises, welcher Arbeitsfluiddrücke anlegt, zwischen eingerückten und ausgerückten Stellungen betätigbar sind. Eine Steuereinheit steuert die Arbeitsfluiddrücke an den jeweiligen Reibelementen in Übereinstimmung mit einem Schaltvorgang von einer momentanen Getriebestellung in eine Soll-Getriebestellung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes mit einem möglichst hohem Fahrkomfort zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Gemäß einer Form stellt die vorliegende Offenbarung ein Steuersystem für ein Getriebe bereit, das ein Aktormodul, ein Zeitgebermodul und ein Impulsmodul umfasst. Das Aktormodul rückt N hydraulische Kupplungen ein und rückt M hydraulische Kupplungen aus, um das Getriebe in einem Übersetzungsverhältnis zu betreiben, wobei N eine ganze Zahle größer als Null ist und wobei M eine ganze Zahl größer als Eins ist. Das Zeitgebermodul ermittelt einen ersten Zeitraum, der startet, wenn das Getriebe beginnt, in dem Übersetzungsverhältnis zu arbeiten. Das Impulsmodul führt selektiv P der M hydraulischen Kupplungen auf der Basis des ersten Zeitraums Druckimpulse zu, wobei P eine ganze Zahl größer als Eins ist. Erfindungsgemäß liefert das Impulsmodul einen ersten Druckimpuls an eine erste der P hydraulischen Kupplungen und einen zweiten Druckimpuls an eine zweite der P hydraulischen Kupplungen. Das Impulsmodul startet den zweiten Druckimpuls einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Beenden des ersten Druckimpulses. Erfindungsgemäß unterscheidet sich eine erste Frequenz, mit der die erste hydraulische Kupplung pulsiert wird, von einer zweiten Frequenz, mit der die zweite Kupplung pulsiert wird.
Gemäß verschiedenen Merkmalen liefert das Impulsmodul den ersten und den zweiten Druckimpuls, wenn der erste Zeitraum größer als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Gemäß weiteren Merkmalen unterbricht das Impulsmodul den ersten und den zweiten Druckimpuls, wenn eine Schaltbedingung erfüllt ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Steuersystem ferner ein Kapazitätsmodul, das detektiert, wann zumindest eine der P hydraulischen Kupplungen beginnt, Drehmoment zu übertragen. Gemäß einem in Beziehung stehenden Merkmal unterbricht das Impulsmodul den ersten und den zweiten Druckimpuls zu einem Zeitpunkt, wenn das Kapazitätsmodul detektiert, dass die zumindest eine der P hydraulischen Kupplungen Drehmoment überträgt.
Gemäß abermals weiteren Merkmalen umfasst das Steuersystem ferner ein Auswahlmodul, das die P hydraulischen Kupplungen auf der Basis des Übersetzungsverhältnisses auswählt. Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Steuersystem darüber hinaus ein Sequenzmodul, das eine Impulssequenz ermittelt, und das Impulsmodul liefert Druckimpulse an die P hydraulischen Kupplungen gemäß der Impulssequenz. In einem in Beziehung stehenden Merkmal ermittelt das Sequenzmodul die Impulssequenz auf der Basis von P zweiten Zeiträumen, die starten, wenn die P hydraulischen Kupplungen ausgerückt sind. Gemäß einem anderen in Verbindung stehenden Merkmal ermittelt das Sequenzmodul die Impulssequenz auf der Basis der Einrückungszustände der M hydraulischen Kupplungen innerhalb einer vorbestimmten Zahl von Übersetzungsverhältnissen des Übersetzungsverhältnisses. Gemäß einem nochmals weiteren in Verbindung stehenden Merkmal ermittelt das Sequenzmodul die Impulssequenz auf der Basis eines Ist-Gangs.
Gemäß einer Form stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes bereit. Das Verfahren umfasst: (i) Einrücken von N hydraulischen Kupplungen und Ausrücken von M hydraulischen Kupplungen, um das Getriebe in einem Übersetzungsverhältnis zu betreiben, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist und wobei M eine ganze Zahl größer als Eins ist, (ii) Ermitteln eines ersten Zeitraums, der startet, wenn das Getriebe beginnt, in dem Übersetzungsverhältnis zu arbeiten, und (iii) selektives Zuführen von Druckimpulsen zu P der M hydraulischen Kupplungen auf der Basis des ersten Zeitraums, wobei P eine ganze Zahl größer als Eins ist. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren darüber hinaus: (i) Zuführen eines ersten Druckimpulses zu einer ersten der P hydraulischen Kupplungen, und (ii) Zuführen eines zweiten Druckimpulses zu einer zweiten der P hydraulischen Kupplungen beginnend einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Beenden des ersten Druckimpulses.
Gemäß verschiedenen Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus das Zuführen des ersten und des zweiten Druckimpulses, wenn der erste Zeitraum größer als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus das Unterbrechen des ersten und des zweiten Druckimpulses, wenn eine Schaltbedingung erfüllt ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus: (i) Detektieren, wann zumindest eine der P hydraulischen Kupplungen beginnt, Drehmoment zu übertragen, und (ii) Unterbrechen des ersten und des zweiten Druckimpulses zu einem Zeitpunkt, wenn die eine der P hydraulischen Kupplungen beginnt, Drehmoment zu übertragen. Gemäß abermals weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus, dass die P hydraulischen Kupplungen auf der Basis des Übersetzungsverhältnisses ausgewählt werden. Gemäß nochmals weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus: (i) Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis von P zweiten Zeiträumen, die starten, wenn die P hydraulischen Kupplungen ausgerückt sind, und (ii) Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen gemäß der Impulssequenz. Gemäß abermals weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus: (i) Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis von Einrückungszuständen der M hydraulischen Kupplungen innerhalb einer vorbestimmten Zahl von Übersetzungsverhältnissen des Übersetzungsverhältnisses, und (ii) Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen gemäß der Impulssequenz. Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren darüber hinaus: (i) Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis eines Ist-Gangs, und (ii) Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen gemäß der Impulssequenz.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der hier nachstehend angegebenen ausführlichen Beschreibung deutlich werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden, wobei:

1 ein Schaubild von Drehmomentwandler-Turbinenraddrehzahl über Zeit ist, das eine verbesserte Kupplungssteuerung gemäß einem Herunterschalten mit anstehender Leistung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ein Schaubild von Drehmomentwandler-Turbinenraddrehzahl über Zeit ist, das eine verbesserte Kupplungssteuerung während eines Hochschaltens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
3 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Fahrzeugsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 ein schematisches Diagramm ist, das ein beispielhaftes Getriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Getriebesteuermodul in einem Getriebesteuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
6 ein Funktionsblockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Kupplungssteuermodul gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7 ein Schaubild von Kupplungssteuerdruck über Zeit ist, das einen beispielhaften Kupplungsimpulsbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
8 ein Schaubild von Kupplungssteuerdruck über Zeit ist, das einen beispielhaften Kupplungsimpulsbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
9 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern von hydraulischen Kupplungen eines Getriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu kennzeichnen. Wie es hierin verwendet wird, soll der Ausdruck 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.
Wie er hierin verwendet wird, kann sich der Begriff Modul beziehen auf, Teil sein von oder umfassen einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis; ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder eine Gruppe), der Code ausführt; andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der Obigen, wie etwa in einem System-on-Chip. Der Begriff Modul kann Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder eine Gruppe) umfassen, der Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder Microcode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzt, wie er oben verwendet wird, bedeutet, dass etwas oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann etwas oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff Gruppe, wie er oben verwendet wird, bedeutet, dass etwas oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann etwas oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, implementiert sein. Die Computerprogramme umfassen von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem unvergänglichen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des unvergänglichen, greifbaren, computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtiger Speicher, magnetische Ablage und optische Ablage.
Während eines stationären Betriebs eines Getriebes, z.B. wenn das Fahrzeug auf einer Autobahn mit einer relativ konstanten Geschwindigkeit fährt, kann Hydraulikfluid in Anlegekammern aus einer oder mehreren ausgerückten Kupplungen ablaufen oder herauslecken. Zum Beispiel kann Hydraulikfluid eine Kupplungsanlegekammer verlassen, indem es an den Kupplungsanlegekomponenten, wie etwa einem Kolben, einem Ventil, einer Dichtung oder einem Luftablass, vorbeileckt. Kupplungen, die Kupplungsanlegekomponenten einschließen, welche in dem Getriebe rotieren, können aufgrund der Wirkung von Fliehkräften auf die Kupplungsanlegekomponenten und des Hydraulikfluids innerhalb der Kupplungsanlegekammern besonders anfällig für Druckverlust sein. Zusätzlich kann ein Druckverlust eine Überzeit aufgrund von Verschleiß der Kupplungsanlegekomponenten erhöhen.
Wenn Fluid aus einer Anlegekammer einer ausgerückten Kupplung abläuft, kann die Kupplung keine Drehmomentkapazität entwickeln, sobald es erwartet wird, wenn die Kupplung eingerückt wird, um ein Schalten auszuführen, was zu einer Verzögerung in der Antwortzeit führt. Die Verzögerung in der Antwortzeit kann ein Hochdrehen in einer Turbinenraddrehzahl (Hochdrehen der Turbinenraddrehzahl) bewirken, was zu einem störenden Anschwellen oder Einbrechen der Fahrzeugbeschleunigung während eines Herunterschaltens und/oder einem störenden Anschwellen oder Einbrechen der Fahrzeugbeschleunigung während eines Hochschaltens führt. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich ein stationärer Betrieb allgemein auf einen Betrieb des Getriebes in einem Übersetzungsverhältnis zwischen Hochschaltungen und Herunterschaltungen (d.h. wenn kein Schalten im Gange ist).
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Kupplungssteuersystem und -verfahren für ein Getriebe bereit, das die Steuerung der hydraulischen Kupplungen, die verwendet werden, um das Getriebe zu betreiben, verbessert. Das Steuersystem umfasst ein Kupplungssteuermodul, das einen Druckimpuls einer oder mehreren ausgerückten Kupplungen während eines stationären Betriebes des Getriebes zuführt. Das Kupplungssteuermodul unterbricht den Druckimpuls bevor eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen beginnen, Drehmoment zu übertragen, z.B. infolge des Empfangs des Druckimpulses. Das Kupplungssteuermodul unterbricht auch den Druckimpuls vor dem Ausführen eines Schaltens.
Der Druckimpuls führt den Kupplungsanlegekammern der ausgerückten Kupplungen ein Volumen an Hydraulikfluid zu, das hilft, das Fluid innerhalb der Kupplungsanlegekammern auf einem Soll-Niveau (z.B. voll) zu halten, während sie ausgerückt ist. Durch Aufrechterhalten des Fluids in den Kupplungsanlegekammern auf Soll-Niveaus können erwartete Antwortzeiten der ausgerückten Kupplungen während eines nachfolgenden Schaltens beständig erreicht werden. Eine Beständigkeit in den erwarteten Antwortzeiten kann ein Hochdrehen der Turbinenraddrehzahl, unerwünschtes Schaltgeräusch und unerwünschtes Gefühl, das mit dem Hochdrehen der Turbinenraddrehzahl einhergeht, unterbinden. Eine Beständigkeit in den Antwortzeiten kann auch Kupplungsverschleiß über die Zeit vermindern und die Getriebehaltbarkeit verbessern.
Bei verschiedenen Implementierungen wählt das Kupplungssteuermodul eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen zum Empfang eines Druckimpulses auf der Basis von Zeit oder Zeitraum in einem Ist-Übersetzungsverhältnis aus. Gemäß damit in Verbindung stehenden Merkmalen führt das Kupplungssteuermodul einer ausgerückten Kupplung mehr als einen Druckimpuls zu und vermeidet das Zuführen eines Druckimpulses zu mehr als einer der ausgerückten Kupplungen gleichzeitig.
Unter besonderer Bezugnahme auf 1 veranschaulicht ein Schaubild 100 von Drehmomentwandler-Turbinenraddrehzahl und Fahrzeugbeschleunigung entlang einer vertikalen Achse 102 über Zeit entlang einer horizontalen Achse 104 allgemein eine verbesserte Kupplungssteuerung während eines Herunterschaltens mit anstehender Leistung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Schaubild 100 umfasst eine Kurve 110 von Turbinenraddrehzahl über Zeit und eine Kurve 112 von Fahrzeugbeschleunigung über Zeit für ein Herunterschalten mit anstehender Leistung von einem sechsten Gang in einen vierten Gang in einen dritten Gang. Das Schaubild 100 umfasst auch eine Kurve 114 eines befohlenen Kupplungsdrucks über Zeit und eine Kurve 116 eines gemessenen Kupplungsdrucks über Zeit für eine herankommende Kupplung. Das Schaubild 100 umfasst darüber hinaus eine Kurve 118 eines geschätzten Kupplungsdrucks gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ein Herunterschalten zwischen dem sechsten Gang und dem vierten Gang beginnt zu einem Zeitpunkt 120 und ist zu einem Zeitpunkt 122 abgeschlossen. Der Druck innerhalb einer Anlegekammer der herankommenden Kupplung wird beginnend zu einem Zeitpunkt 124 erhöht, und ein Herunterschalten zwischen dem vierten Gang und dem dritten Gang beginnt zu einem Zeitpunkt 126. Der Druck an der herankommenden Kupplung wird beginnend zu einem Zeitpunkt 128 auf einen vollen Anlegedruck ansteigen gelassen, und das Schalten in den dritten Gang ist zu einem Zeitpunkt 130 abgeschlossen.
Das Schaubild 100 veranschaulicht eine Druckdifferenz 132 zwischen dem befohlenen Kupplungsdruck und dem gemessenen Kupplungsdruck während eines Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt 124, wenn der Druck innerhalb der Kupplungsanlegekammer erhöht ist, und wenn die herankommende Kupplung in dem dritten Gang zu dem Zeitpunkt 130 vollständig eingerückt ist. Die Druckdifferenz 132 erfolgt aufgrund eines Druckverlustes innerhalb der Kupplungsanlegekammer. Die Differenz 130 verzögert eine Zunahme des Kupplungsdrucks zu dem Zeitpunkt 128, wenn der befohlene Kupplungsdruck ansteigen gelassen wird. Die Verzögerung bewirkt ein Hochdrehen der Turbinenraddrehzahl, das durch Bezugszeichen 140 angegeben ist, was zu einem unerwünschten Anschwellen der Fahrzeugbeschleunigung führt, was durch Bezugszeichen 142 angegeben ist, was ein störendes Schaltgefühl hervorruft.
Der geschätzte Kupplungsdruck, der durch Kurve 118 veranschaulicht ist, ist eine Schätzung des Kupplungsdrucks für die herankommende Kupplung, der erreicht werden kann, indem die herankommende Kupplung während eines Zeitraums, zu dem die herankommende Kupplung im Leerlauf ist, vor dem Zeitpunkt 124 gepulst wird, wenn der Druck zu der Kupplungsanlegekammer in Vorwegnahme eines bevorstehenden Herunterschaltens erhöht wird. Der geschätzte Kupplungsdruck folgt dem befohlenen Kupplungsdruck enger und vermindert das Hochdrehen des Turbinenrads 140, wie es mit Bezugszeichen 150 angegeben ist. Die Verminderung 150 des Hochdrehens 140 des Turbinenrads vermindert das Anschwellen 142 der Fahrzeugbeschleunigung, wie es mit Bezugszeichen 152 angegeben ist, wodurch das Schaltgefühl verbessert wird.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 veranschaulicht ein Schaubild 200 von Drehmomentwandler-Turbinenraddrehzahl und Fahrzeugbeschleunigung entlang einer vertikalen Achse 202 über Zeit entlang einer horizontalen Achse 204 allgemein eine verbesserte Kupplungssteuerung während eines Hochschaltens gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Schaubild 200 umfasst eine Kurve 210 von Turbinenraddrehzahl und eine Kurve 212 von Fahrzeugbeschleunigung für ein Hochschalten von einem zweiten Gang in einen dritten Gang. Das Schaubild 200 umfasst darüber hinaus eine Kurve 214 eines befohlenen Kupplungsdrucks und eine Kurve 216 eines gemessenen Kupplungsdrucks für eine herankommende Kupplung, sowie eine Kurve 218 eines geschätzten Kupplungsdrucks gemäß der vorliegenden Offenbarung. Ein Hochschalten zwischen dem zweiten Gang und dem dritten Gang beginnt zu einem Zeitpunkt 222. Ein Druck an einer Anlegekammer der herankommenden Kupplung wird beginnend zu dem Zeitpunkt 222 erhöht, und der Druck an der herankommenden Kupplung wird beginnend zu einem Zeitpunkt 224 auf einen vollen Anlegedruck ansteigen gelassen. Das Schalten in den dritten Gang ist zu einem Zeitpunkt 226 abgeschlossen.
Das Schaubild 200 veranschaulicht eine Druckdifferenz 230 zwischen dem befohlenen Kupplungsdruck und dem gemessenen Kupplungsdruck während eines Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt 222, wenn der Druck innerhalb der Kupplungsanlegekammer gefüllt ist, und wenn die herankommende Kupplung zu dem Zeitpunkt 226 vollständig eingerückt ist. Die Druckdifferenz 230 erfolgt aufgrund eines Druckverlustes innerhalb der Kupplungsanlegekammer. Die Druckdifferenz 230 verzögert eine Zunahme des Kupplungsdrucks zu dem Zeitpunkt 224, wenn der befohlene Druck ansteigen gelassen wird. Die Verzögerung bewirkt ein Hochdrehen der Turbinenraddrehzahl, das mit Bezugszeichen 240 angegeben ist, was zu einem unerwünschten Einbrechen der Fahrzeugbeschleunigung führt, das mit Bezugszeichen 242 angegeben ist, was ein störendes Schaltgefühl verursacht.
Der geschätzte Kupplungsdruck, der durch Kurve 218 veranschaulicht ist, ist eine Schätzung des Kupplungsdrucks für die herankommende Kupplung, der erreicht werden kann, indem die herankommende Kupplung während eines Zeitraums, zu dem die herankommende Kupplung im Leerlauf ist, vor dem Zeitpunkt 222 gepulst wird, wenn der Druck zu der Kupplungsanlegekammer für das bevorstehende Hochschalten erhöht wird. Der geschätzte Kupplungsdruck folgt dem befohlenen Kupplungsdruck enger und vermindert das Hochdrehen des Turbinenrads 240, wie es mit Bezugszeichen 250 angegeben ist. Die Verminderung 250 in dem Hochdrehen des Turbinenrads 240 vermindert das Einbrechen 242 der Fahrzeugbeschleunigung, wie es mit Bezugszeichen 252 angegeben ist, wodurch das Schaltgefühl verbessert wird.
Unter besonderer Bezugnahme auf 3 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 300 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeugsystem 300 umfasst einen Antriebsstrang 302, der durch ein Steuermodul 304 gesteuert wird. Das Fahrzeugsystem 300 umfasst darüber hinaus verschiedene Sensoren, die nachstehend besprochen werden, welche verschiedene Betriebsbedingungen messen, die von dem Steuermodul 304 zum Steuern des Betriebs verwendet werden. Der Antriebsstrang 302 umfasst ein Antriebsaggregat, das eine Maschine 310 enthält, einen Drehmomentwandler (DW) 312, ein Getriebe 314 und einen Endantrieb 316. Die Maschine 310 erzeugt Antriebsdrehmoment, das durch den DW 312 auf das Getriebe 314 übertragen wird. Das Getriebe 314 überträgt das Antriebsdrehmoment auf den Endantrieb 316 mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, um ein oder mehrere Räder 318 anzutreiben. Bei verschiedenen Implementierungen ist das Antriebsaggregat ein Hybridantriebsaggregat, das einen Elektromotor (nicht gezeigt) umfasst, der Antriebsdrehmoment erzeugt, das allein oder in Kombination mit dem Antriebsdrehmoment verwendet wird, das durch die Maschine 310 erzeugt wird, um das Fahrzeug anzutreiben.
Die Maschine 310 umfasst ein Einlasssystem 320, das eine Drosselklappe 322 enthält, einen oder mehrere Zylinder 324, eine Abgasanlage 326 und eine Kurbelwelle 328. Luft wird durch das Einlasssystem 320 in die Zylinder 324 eingesogen und vermischt sich mit Kraftstoff, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (L/K-Gemisch) zu erzeugen, das verbrannt wird. Die Verbrennung des L/K-Gemisches treibt Kolben (nicht gezeigt) an, die eine Rotation der Kurbelwelle 328 antreiben und dadurch Antriebsdrehmoment erzeugen. Die Kurbelwelle 328 ist mit dem DW 312 gekoppelt und treibt dessen Rotation an. Abgas, das durch die Verbrennung erzeugt wird, wird durch die Abgasanlage 326 ausgestoßen.
Der DW 312 umfasst ein Pumpenrad 330, ein Turbinenrad 332 und optional ein Leitrad (nicht gezeigt). Das Pumpenrad 330 ist antriebstechnisch mit der Kurbelwelle 328 gekoppelt. Das Turbinenrad 332 ist fluidtechnisch mit dem Pumpenrad 330 gekoppelt und ist mit dem Getriebe 314 gekoppelt und treibt dessen Rotation an. Bei verschiedenen Implementierungen ist das Leitrad zwischen dem Pumpenrad 330 und dem Turbinenrad 332 angeordnet und wird dazu verwendet, das durch den DW 312 übertragene Drehmoment, das als ein DW-Drehmomentverhältnis bezeichnet werden kann, zu verändern.
Das Getriebe 314 umfasst eine Eingangswelle 334, eine Ausgangswelle 336, einen Zahnradstrang 338, hydraulische Kupplungen 340 und ein hydraulisches Betätigungssystem 342. Die Eingangswelle 334 koppelt das Turbinenrad 332 antriebstechnisch mit dem Zahnradstrang 338. Die Ausgangswelle 336 koppelt den Zahnradstrang 338 und den Endantrieb 316 antriebstechnisch. Der Zahnradstrang 338 überträgt Drehmoment, das von dem DW 312 empfangen wird, mit einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen auf die Ausgangswelle 336. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 4 umfasst eine beispielhafte Implementierung des Zahnradstrangs 338 drei miteinander verbundene Planetenradsätze 344, 346, 348. Die Planetenradsätze 344, 346, 348 umfassen jeweilige Sonnenräder 350, 352, 354, Träger 356, 358, 360, Planetenräder 362, 364, 366 und Hohlräder 368, 370, 372. In dem vorliegenden Beispiel umfassen die Kupplungen 340 Kupplungen 340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5, die selektiv mit dem Zahnradstrang 338 in Eingriff gebracht werden können, um ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes 314 herzustellen. Der Einfachheit halber werden die Kupplungen 340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5 nachstehend und in den Figuren gemeinsam als Kupplungen 340 bezeichnet.
Die Eingangswelle 334 treibt das Sonnenrad 350 des Planetenradsatzes 344 ständig an. Die Eingangswelle 334 treibt die Sonnenräder 352, 354 der Planetenradsätze 346, 348 über die Kupplung 340-1 selektiv an und treibt den Träger 358 des Planetenradsatzes 346 über die Kupplung 340-2 selektiv an. Die Hohlräder 368, 370, 372 werden über Kupplungen 340-3, 340-4 bzw. 340-5 jeweils selektiv festgelegt. Die Kupplungen 340 werden selektiv eingerückt, um sechs Vorwärtsübersetzungsverhältnisse (Gänge 1, 2, 3, 4, 5, 6, ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis (R) und einen neutralen Zustand (N) bereitzustellen. Die Tabelle unten fasst den Einrückungszustand oder was als Einrückungszustände bezeichnet werden kann, für jede der Kupplungen 340 zusammen, um jedes der Übersetzungsverhältnisse und den neutralen Zustand herzustellen.

340-1 340-2 340-3 340-4 340-5

1 X X

2 X X

3 X X

4 X X

5 X X

6 X X

R X X

N X
Unter Bezugnahme auf die obige Tabelle wird jedes der Übersetzungsverhältnisse durch Einrücken von N der Kupplungen 340 und Ausrücken von M der Kupplungen 340 hergestellt, wobei N und M ganze Zahlen größer als Null sind. Zum Beispiel wird das zweite Vorwärtsübersetzungsverhältnis hergestellt, wenn die Kupplungen 340-1 und 340-4 eingerückt werden (N = 2) und die Kupplungen 340-2, 340-3, 340-5 nicht eingerückt werden (M = 3). Ein Schalten zwischen einem Übersetzungsverhältnis und einem anderen wird im Allgemeinen durch Ausrücken von einer oder mehreren eingerückten Kupplungen, die als weggehende Kupplungen bezeichnet werden, während eine oder mehrere ausgerückte Kupplungen, die als herankommende Kupplungen bezeichnet werden, eingerückt werden, erreicht. Als ein Beispiel wird das Getriebe von dem sechsten Gang in den fünften Gang heruntergeschaltet, indem Kupplung 340-4 ausgerückt wird, während Kupplung 340-3 eingerückt wird. In dem Beispiel ist Kupplung 340-4 die weggehende Kupplung und Kupplung 340-3 ist die herankommende Kupplung.
Wieder unter Bezugnahme auf 3 steuert das hydraulische Betätigungssystem 342 den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Getriebes 314 auf der Basis von Steuersignalen, die von dem Steuermodul 304 empfangen werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert das hydraulische Betätigungssystem 342 den Fluiddruck, der den Kupplungen 340 zugeführt wird. Das hydraulische Betätigungssystem 342 umfasst eine Hydraulikdruckquelle 382, einen Hydraulikkreis 384 und Aktoren 386. Die Hydraulikdruckquelle 382 führt dem Hydraulikkreis 384 Druckfluid mit einem ersten Druck zu, der als ein Leitungs- oder Zufuhrdruck bezeichnet werden kann. Der Hydraulikkreis 384 führt den Kupplungen 340 Druckfluid mit zweiten Drücken zu, die als Kupplungssteuerdrücke bezeichnet werden können. In einer beispielhaften Implementierung führt der Hydraulikkreis 384 den Kupplungen 340 Druckfluid mit Drücken bis zu dem Versorgungsdruck zu. Der Hydraulikkreis 384 umfasst hydraulische Elemente, wie etwa Tellerventile, Rückschlagventile und dergleichen, um die Kupplungssteuerdrücke zu steuern. Der Hydraulikkreis 384 steuert die Kupplungssteuerdrücke, indem Anlegekammern der Kupplungen 340 Fluid zugeführt oder Fluid aus diesen ausgetragen wird. Die Aktoren 386 betätigen verschiedene Komponenten der Hydraulikdruckquelle 382 und des Hydraulikkreises 384 in Ansprechen auf Steuersignale, die von dem Steuermodul 304 empfangen werden, und steuern dadurch den Versorgungsdruck und die Kupplungssteuerdrücke. In einer beispielhaften Implementierung umfassen die Aktoren 386 Solenoide zum Betätigen von beispielsweise Tellerventilen.
Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel umfasst das Fahrzeugsystem 300 darüber hinaus einen Turbinenraddrehzahlsensor 388, Druckschalter 390 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 392. Der Turbinenraddrehzahlsensor 388 misst eine Drehzahl des Turbinenrades 332 (d.h. Turbinenraddrehzahl) und gibt ein Signal (nicht gezeigt), das die gemessene Turbinenraddrehzahl angibt, aus. Der Turbinenraddrehzahlsensor 388 kann die Turbinenraddrehzahl durch Messen einer Drehzahl der Eingangswelle 334 messen. Dementsprechend kann der Turbinenraddrehzahlsensor 388 wie gezeigt in dem Getriebe 314 angeordnet sein. Die Druckschalter 390 erfassen, ob die Anlegekammern der Kupplungen 340 voll sind und geben Signale (nicht gezeigt) aus, die angeben, ob die Anlegekammern voll sind. Die Druckschalter 390 können sich in Durchgängen des hydraulischen Betätigungssystems 342 erstrecken, die mit den Kupplungsanlegekammern in Verbindung stehen. Dementsprechend können die Druckschalter 390 innerhalb des hydraulischen Betätigungssystems 342 wie gezeigt gelegen sein. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 392 misst eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 392 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Messen einer Drehzahl von einem oder mehreren der Räder 318 messen. Dementsprechend kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 392 mit den Rädern 318 wie gezeigt gekoppelt sein.
Das Steuermodul 304 steuert den Betrieb des Antriebsstrangs 302 und genauer das Antriebsdrehmoment, das von der Maschine 310 ausgegeben wird, und das Übersetzungsverhältnis, mit dem das Getriebe 314 das Antriebsdrehmoment überträgt. Das Steuermodul 304 steuert das Antriebsdrehmoment durch Steuern verschiedener Maschinenbetriebsparameter, die Luftmassendurchsatz (MAF), L/K-Verhältnis, Zündzeiten und Ventilzeiten einschließen, aber nicht darauf beschränkt sind. Das Steuermodul 304 steuert das Übersetzungsverhältnis durch Steuern verschiedener Getriebebetriebsparameter, die den Kupplungssteuerdruck einschließen, aber nicht darauf beschränkt sind. Das Steuermodul 304 steuert den Betrieb auf der Basis verschiedener Eingänge, die Fahrereingaben 394, die von verschiedenen Fahrerschnittstelleneinrichtungen (nicht gezeigt) empfangen werden, und andere Fahrzeugsystemsignale 396 einschließen.
Die Fahrerschnittstelleneinrichtungen können ein Gaspedal umfassen, das von dem Fahrer betätigt wird, um ein Soll-Antriebsdrehmoment zu befördern, und eine Getriebebereichsauswahleinrichtung oder einen Tastgangschalter, die von dem Fahrer betätigt werden, um einen Soll-Bereich oder ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Getriebes 314 zu befördern. Die Fahrzeugsystemsignale 396 umfassen Signale, die durch verschiedene Sensoren des Fahrzeugssystems 300 erzeugt werden, die den Turbinenraddrehzahlsensor 388, die Drucksensoren 390 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 392 einschließen. In einer beispielhaften Implementierung messen die Sensoren verschiedene Betriebsbedingungen, die z.B. MAF, Maschinendrehzahl und Maschinentemperatur einschließen. Das Steuermodul 304 steuert den Betrieb des Ausgebens von Steuersignalen auf der Basis der Eingänge. Bei verschiedenen Implementierungen umfassen die Steuersignale 398 zeitlich abgestimmte Steuersignale, die z.B. mit der Kurbelwellenstellung synchronisiert sind.
Das Steuermodul 304 umfasst ein Getriebesteuermodul 399, das den Betrieb des Getriebes 314 steuert und genauer die Kupplungssteuerdrücke gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert. Das Getriebesteuermodul 399 ermittelt ein Soll-Übersetzungsverhältnis, in welchem das Getriebe 314 zu betreiben ist, und rückt selektiv die Kupplungen 340 ein und aus, um das Getriebe 314 zwischen den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen zu schalten. Während eines stationären Betriebes des Getriebes 314 pulsiert das Getriebesteuermodul 399 eine oder mehrere ausgerückte Kupplungen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Unter besonderer Bezugnahme auf 5 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm eine beispielhafte Implementierung des Getriebesteuermoduls 399 in einem Getriebesteuersystem 400 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Getriebesteuermodul 399 umfasst ein Speichermodul 402, ein Gangmodul 404, ein Gangauswahlmodul 406, ein Kupplungssteuermodul 408 und ein Aktormodul 410. Das Speichermodul 402 umfasst flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher, wobei verschiedene Steuerwerte, die von dem Getriebesteuersystem 400 verwendet werden, zum Abruf abgelegt sind. Verschiedene Steuerwerte können z.B. während einer Kalibrierungsphase einer Getriebekonstruktion auf der Basis des Getriebeprüfens im Voraus ermittelt werden und in dem Speichermodul 402 abgelegt werden.
Das Gangmodul 404 ermittelt einen Ist-Gang in welchem das Getriebe 314 betrieben wird, auf der Basis von einem oder mehreren der Fahrzeugsystemsignale 392 und gibt das Ist-Übersetzungsverhältnis in einem Signal 412 aus. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel gibt das Gangmodul 404 ein gegenwärtiges (Ist-) Soll-Übersetzungsverhältnis als das Ist-Übersetzungsverhältnis aus. Alternativ oder zusätzlich kann das Ist-Übersetzungsverhältnis auf der Basis der Drehzahlen der Eingangswelle 334 und der Ausgangswelle 336 ermittelt werden.
Das Gangauswahlmodul 406 ermittelt ein Soll-Übersetzungsverhältnis, in welchem das Getriebe 314 zu betreiben ist, und gibt das Soll-Übersetzungsverhältnis in einem Signal 414 aus. Das Gangauswahlmodul 406 kann das Soll-Übersetzungsverhältnis auf der Basis von verschiedenen Fahrzeugbetriebsparametern ermitteln, die z.B. Gaspedalstellung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Maschinendrehzahl, Drosselklappenstellung und Luftmassendurchsatz einschließen. Dementsprechend kann das Gangauswahlmodul 406 verschiedene Fahrzeugsystemsignale 396 empfangen und das Soll-Übersetzungsverhältnis auf der Basis der empfangenen Signale ermitteln.
Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel wird das Soll-Übersetzungsverhältnis über Tabellennachschlagen von Gaspedalstellung über Fahrzeuggeschwindigkeit für das Ist-Übersetzungsverhältnis in einem Schaltkennfeld ermittelt. Das Schaltkennfeld ist in einer Speichertabelle implementiert, die in dem Speichermodul 402 abgelegt ist. Das Schaltkennfeld umfasst Hochschaltpunkte für ein gegebenes Übersetzungsverhältnis und eine Gaspedalstellung, die Fahrzeuggeschwindigkeiten entspricht, über denen ein Hochschalten in ein anderes Übersetzungsverhältnis erwünscht ist. Das Schaltkennfeld umfasst darüber hinaus Herunterschaltpunkte für ein gegebenes Übersetzungsverhältnis und eine Gaspedalstellung, die Fahrzeuggeschwindigkeiten entspricht, unter denen ein Herunterschalten in ein anderes Übersetzungsverhältnis erwünscht ist. Das Gangauswahlmodul 406 ruft einen Hochschaltpunkt und einen Herunterschaltpunkt aus dem Schaltkennfeld auf der Basis des Ist-Übersetzungsverhältnisses und der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Bei verschiedenen Implementierungen stellt das Gangauswahlmodul 406 den Hochschaltpunkt und den Herunterschaltpunkt auf der Basis von verschiedenen Betriebsbedingungen ein. In einem Beispiel wird der Herunterschaltpunkt auf der Basis einer Fahrzeugverzögerung während eines Bremsens eingestellt. In anderen Beispielen werden die Schaltpunkte auf der Basis einer Fahrzeughöhenlage und einer Getriebetemperatur eingestellt. Das Gangauswahlmodul 406 ermittelt das Soll-Übersetzungsverhältnis auf der Basis eines Vergleichs des Hochschaltpunktes und des Herunterschaltpunktes und der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als der Hochschaltpunkt und größer als der Herunterschaltpunkt ist, dann gibt das Gangauswahlmodul 406 das Ist-Übersetzungsverhältnis als das Soll-Übersetzungsverhältnis aus. Wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Hochschaltpunkt ist, dann gibt das Gangauswahlmodul 406 das nächst höhere Übersetzungsverhältnis als das neue Soll-Übersetzungsverhältnis aus. Wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als der Herunterschaltpunkt ist, dann gibt das Gangauswahlmodul 406 das nächst niedrigere Übersetzungsverhältnis als das neue Übersetzungsverhältnis aus.
Das Kupplungssteuermodul 408 rückt die Kupplungen 340 selektiv ein und aus, um das Getriebe 314 in dem Soll-Übersetzungsverhältnis zu betreiben. Das Kupplungssteuermodul 408 steuert die Kupplungen 340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5 durch Ausgeben von Kupplungssteuerdrücken als Steuerwerte in zeitlich abgestimmten Signalen 420, 422, 424, 426 bzw. 428 jeweils an das Aktormodul 410. Das Aktormodul 410 empfängt die Signale 420, 422, 424, 426, 428 und gibt Steuersignale 430 an die E-M-Aktoren 386 aus, um die Kupplungssteuerdrücke zu erreichen, die von dem Kupplungssteuermodul 408 ausgegeben werden.
Unter besonderer Bezugnahme auf 6 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm eine beispielhafte Implementierung des Kupplungssteuermoduls 408 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Kupplungssteuermodul 408 umfasst ein Kapazitätsmodul 500, ein Zeitgebermodul 502, ein Freigabemodul 504, ein Auswahlmodul 506, ein Sequenziermodul 508, ein Druckmodul 510 und ein Impulsmodul 512. Das Kapazitätsmodul 500 ermittelt, wann eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen 340 beginnen, Drehmoment zu übertragen. Das Kapazitätsmodul 500 gibt ein Signal 514 aus, um anzuzeigen, ob eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen 340 begonnen hat/haben, Drehmoment zu übertragen.
Das Kapazitätsmodul 500 kann gemäß verschiedenen Verfahren detektieren, wann die ausgerückten Kupplungen 340 Kupplungskapazität entwickeln. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel detektiert das Kapazitätsmodul 500, wann eine ausgerückte Kupplung beginnt, Drehmoment zu übertragen, indem ermittelt wird, wann eine Turbinenradbeschleunigung größer als ein Beschleunigungsschwellenwert ist. Der Beschleunigungsschwellenwert ist eine vorbestimmte Beschleunigung, die in dem Speichermodul 402 abgelegt ist. Das Kapazitätsmodul 500 ermittelt periodisch die Turbinenradbeschleunigung auf der Basis des Turbinenraddrehzahlausgangs von dem Turbinenraddrehzahlsensor 388. Das Kapazitätsmodul 500 ruft den Beschleunigungsschwellenwert aus dem Speichermodul 402 auf der Basis des Ist-Gangs ab.
Das Kapazitätsmodul 500 vergleicht die Turbinenradbeschleunigung und den Beschleunigungsschwellenwert. Wenn die Turbinenradbeschleunigung niedriger als der Beschleunigungsschwellenwert ist, gibt das Kapazitätsmodul 500 das Signal 514 aus, um anzuzeigen, dass die ausgerückten Kupplungen 340 kein Drehmoment übertragen. Wenn die Turbinenradbeschleunigung größer oder gleich dem Beschleunigungsschwellenwert ist, gibt das Kapazitätsmodul 500 das Signal 514 aus, um anzuzeigen, dass eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen 340 Drehmoment übertragen. Auf diese Weise kommuniziert das Kapazitätsmodul 500, wenn eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen 340 eine Kapazität zum Übertragen von Drehmoment oder etwas, das als Kupplungskapazität bezeichnet werden kann, entwickelt hat/haben.
Das Zeitgebermodul 502 ermittelt einen Zeitraum, der startet, wenn das Getriebe 314 in das Ist-Übersetzungsverhältnis eintrat, das eine verstrichene Zeit in dem Ist-Übersetzungsverhältnis angibt, und gibt die verstrichene Zeit in einem Signal 516 aus. Das Zeitgebermodul 502 ermittelt darüber hinaus Zeiträume, die starten, wenn die M ausgerückten Kupplungen 340 in dem Ist-Übersetzungsverhältnis zuletzt ausgerückt wurden, was jeweilige verstrichene Kupplungsausschaltzeiten angibt, und gibt die verstrichenen Kupplungsausschaltzeiten in einem Signal 518 aus.
Das Freigabemodul 504 ermittelt, ob Freigabebedingungen für ein Pulsieren der Kupplungen 340 gemäß der vorliegenden Offenbarung erfüllt sind. Das Freigabemodul 504 ermittelt darüber hinaus, ob Freigabekriterien zum Unterbrechen des Pulsierens der Kupplungen 340 gemäß der vorliegenden Offenbarung erfüllt sind. Das Freigabemodul 504 gibt ein Impulsfreigabesignal 520 aus, um ein Pulsieren der Kupplungen 340 freizugeben und zu sperren. Das Freigabemodul 504 gibt das Impulsfreigabesignal 520 aus, um das Pulsieren der Kupplungen 340 freizugeben, wenn die Freigabekriterien erfüllt sind und die Sperrkriterien nicht erfüllt sind. Das Freigabemodul 504 gibt das Impulsfreigabesignal 520 aus, um das Pulsieren der Kupplungen 340 zu sperren, wenn die Freigabekriterien nicht erfüllt sind und wenn die Sperrkriterien erfüllt sind. Auf diese Weise steuert das Freigabemodul 504 einen Beginn und ein Ende eines Pulsierens der Kupplungen 340.
Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel sind die Freigabekriterien erfüllt, wenn die verstrichene Zeit in dem Ist-Übersetzungsverhältnis länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Im Allgemeinen wird der Zeitraum einem Zeitraum entsprechen, nachdem ein Druckverlust Ansprechzeiten von ein oder mehreren der M ausgerückten Kupplungen 340 nachteilig beeinflusste. Ein Zeitraum für jedes der Übersetzungsverhältnisse kann z.B. während des Prüfens bei einer Kalibrierungsphase einer Getriebekonstruktion im Voraus ermittelt und in dem Speichermodul 402 abgelegt werden. Die Sperrkriterien können erfüllt sein, wenn das Kapazitätsmodul 500 detektiert, dass eine oder mehrere der ausgerückten Kupplungen 340 Drehmoment übertragen. Die Sperrkriterien sind auch erfüllt, wenn das Gangauswahlmodul 406 ermittelt, dass die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit einen von dem Hochschaltpunkt und dem Herunterschaltpunkt überschritten hat.
Das Auswahlmodul 506 wählt P der M ausgerückten Kupplungen 340 zum Pulsieren aus, wobei P eine ganze Zahl größer als Null ist. Das Auswahlmodul 506 gibt die Identität der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 in einem Signal 522 aus. Bei verschiedenen Implementierungen wählt das Auswahlmodul 506 die P ausgerückten Kupplungen 340 auf der Basis des Ist-Übersetzungsverhältnisses und/oder der verstrichenen Kupplungsausschaltzeiten aus. In einem Beispiel werden die P ausgerückten Kupplungen 340 auf der Basis der Einrückungszustände der M ausgerückten Kupplungen 340 innerhalb einer vorbestimmten Zahl von Übersetzungsverhältnissen des Ist-Übersetzungsverhältnisses ausgewählt. Genauer entsprechen die P ausgewählten Kupplungen 340 Kupplungen 340, die eingerückt sind, um eines oder mehrere Übersetzungsverhältnisse innerhalb einer vorbestimmten Zahl von Übersetzungsverhältnissen des Ist-Übersetzungsverhältnisses herzustellen. In einem anderen Beispiel wählt das Auswahlmodul 506 die P ausgerückten Kupplungen 340 aus, die eine verstrichene Kupplungsausschaltzeit aufweist, die länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist.
Das Sequenziermodul 508 ermittelt eine Kupplungsimpulssequenz zum Pulsieren der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 und gibt die Kupplungsimpulssequenz in einem Impulssequenzsignal 524 aus. Die Kupplungsimpulssequenz kann gemäß verschiedenen vorbestimmten Strategien ermittelt werden. Zum Beispiel kann die Kupplungsimpulssequenz in der Größenordnung eines Verringerns verstrichener Kupplungsausschaltzeiten vorliegen. In einem anderen Beispiel kann die Kupplungsimpulssequenz überlappende Druckimpulse für die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 vermeiden oder helfen zu vermindern. Als abermals weiteres Beispiel kann die Kupplungsimpulssequenz auf der Basis von Einrückungszuständen der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 vorliegen. Genauer kann die Kupplungsimpulssequenz einer Reihenfolge entsprechen, in welcher die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 während einer Schaltsequenz eingerückt werden, z.B. vom sechsten Gang in den vierten Gang in den dritten Gang. Das Druckmodul 510 empfängt das Soll-Übersetzungsverhältnis und ermittelt Kupplungssteuerdrücke für die Kupplungen 340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5. Das Druckmodul 510 gibt die Kupplungssteuerdrücke jeweils als Steuerwerte in Signalen 530, 532, 534, 536 bzw. 538 aus.
Das Impulsmodul 512 empfängt das Impulsfreigabesignal 520, das Kupplungsimpulssequenzsignal 524 und die Kupplungssteuerdrucksignale 530, 532, 534, 536, 538 und erzeugt die Signale 420, 422, 424, 426, 428 auf der Basis der empfangenen Signale. Das Impulsmodul 512 gibt die Kupplungssteuerdrücke, die von dem Druckmodul 510 empfangen werden, für die N eingerückten Kupplungen 340 und die verbleibenden M ausgerückten Kupplungen 340, die nicht von dem Auswahlmodul 506 ausgewählt werden, in den jeweiligen Signalen 420, 422, 424, 426, 428 aus. Das Impulsmodul 512 stellt die Kupplungssteuerdrücke, die für die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 empfangen werden, selektiv auf der Basis des Impulsfreigabesignals 520 und der Kupplungsimpulssequenz, die in dem Impulssequenzsignal 524 ausgegeben wird, ein.
Während Zeiträumen, wenn das Impulsfreigabesignale 520 das Kupplungspulsieren sperrt, gibt das Impulsmodul 512 die Kupplungssteuerdrücke, die von dem Druckmodul 510 empfangen werden, für die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen in den jeweiligen Signalen 420, 422, 424, 426, 428 aus. Während Zeiträumen, wenn das Impulsfreigabesignale 520 das Kupplungspulsieren freigibt, pulsiert das Impulsmodul 512 sequentiell die Kupplungssteuerdrücke, die von dem Druckmodul 510 empfangen werden, für die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 gemäß der Kupplungsimpulssequenz. Das Impulsmodul 512 gibt die eingestellten Kupplungssteuerdrücke für die ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 in den jeweiligen Signalen 420, 422, 424, 426, 428 aus.
Unter besonderer Bezugnahme auf die 7 - 8 werden verschiedene Aspekte des Betriebes des Impulsmoduls 512 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausführlicher beschrieben. 7 ist ein Schaubild 600 von eingestelltem Kupplungssteuerdruck entlang einer vertikalen Achse 602 über Zeit entlang einer horizontalen Achse 604 für einen ersten Kupplungsimpulsbetrieb, der ausgewählte zwei der M ausgerückten Kupplungen 340 einschließt (P = 2). Zu Beispielszwecken veranschaulicht 7 einen Kupplungsimpulsbetrieb, in welchem das Getriebe 314 in dem sechsten Gang betrieben wird und das Sequenziermodul 508 derart festgelegt worden ist, dass die Kupplung 340-3 und die Kupplung 340-5 in dieser Reihenfolge pulsiert werden. Eine Kurve 610 veranschaulicht den eingestellten Kupplungssteuerdruck für die Kupplung 340-3, der in dem Signal 424 ausgegeben wird. Eine Kurve 612 veranschaulicht den eingestellten Kupplungssteuerdruck für die Kupplung 340-5, der in dem Signal 428 ausgegeben wird.
Beginnend zu einem Zeitpunkt 620 gibt das Impulsfreigabesignal 520 ein Kupplungspulsieren frei. Beginnend zu einem Zeitpunkt 622, einem ersten Zeitraum nach dem Zeitpunkt 620, führt das Impulsmodul 512 der Kupplung 340-3 einen ersten Druckimpuls zu. Genauer erhöht das Impulsmodul 512 den Kupplungssteuerdruck, der für die Kupplung 340-3 ausgegeben wird, von einem ersten Druck auf einen zweiten Druck für einen zweiten Zeitraum. Das Impulsmodul 512 verringert dann zu einem Zeitpunkt 624 den Druck von dem zweiten Druck auf den ersten Druck. Beginnend zu einem Zeitpunkt 626, einem dritten Zeitraum nach dem Zeitpunkt 624, führt das Impulsmodul 512 der Kupplung 340-5 einen ersten Druckimpuls zu. Genauer erhöht das Impulsmodul 512 den Kupplungssteuerdruck, der für die Kupplung 340-5 ausgegeben wird, von einem ersten Druck auf einen zweiten Druck für einen vierten Zeitraum. Das Impulsmodul 512 verringert dann zu einem Zeitpunkt 628 den Druck von dem zweiten Druck auf den ersten Druck.
Beginnend zu einem Zeitpunkt 630, einem fünften Zeitraum nach dem Zeitpunkt 628, wiederholt das Impulsmodul 512 die obige Sequenz des Erhöhens und des Verringerns der Kupplungssteuerdrücke bis zu einem Zeitpunkt 632, wenn das Impulsfreigabesignal 520 das Pulsieren der Kupplung sperrt. Zu dem Zeitpunkt 632 verringert das Impulsmodul 512 den Druck von dem zweiten Druck auf den ersten Druck bevor der vierte Zeitraum endet. Ein verbleibender Zeitraum des vierten Zeitraums ist durch die gestrichelte Linie veranschaulicht, die bei Bezugszeichen 634 angegeben ist. Der vierte Zeitraum kann verkürzt sein, weil eine Kupplungskapazität in einer oder mehreren der ausgerückten Kupplungen detektiert wird und/oder ein Schaltpunkt überschritten wird.
Durch Zuführen von Druckimpulsen zu den Kupplungen 340-3, 340-5 auf die vorstehende Weise können Soll-Niveaus des Fluids in den Anlegekammern der Kupplungen 340-3, 340-5 während Zeiträumen aufrechterhalten werden, wenn die Kupplungen 340-3, 340-5 ausgerückt sind. Drücke, Dauern und Frequenzen der Druckimpulse können derart vorbestimmt werden, dass die Soll-Niveaus aufrechterhalten werden, ohne die Kupplungen 340-3, 340-5 einzurücken. Die Drücke, Dauern und Frequenzen können für jede der Kupplungen 340-3, 340-5 einzigartig sein.
8 ist ein Schaubild 700 von eingestelltem Kupplungssteuerdruck entlang einer vertikalen Achse 702 über Zeit entlang einer horizontalen Achse 704 für einen zweiten Kupplungsimpulsbetrieb, der ausgewählte zwei der M ausgerückten Kupplungen 340 umfasst (P = 2). 8 veranschaulicht einen Kupplungsimpulsbetrieb, bei welchem das Sequenziermodul 508 festgelegt hat, dass die Kupplung 340-3 und die Kupplung 340-5 in dieser Reihenfolge pulsiert werden sollen. Der zweite Kupplungsimpulsbetrieb ist ähnlich wie der erste Kupplungsimpulsbetrieb, außer dass eine erste Frequenz, mit der die Kupplung 340-3 pulsiert wird, sich von einer zweiten Frequenz unterscheidet, mit der die Kupplung 340-5 pulsiert wird. Die Differenz stellt ein Überlappen zwischen geplanten Impulsen dar, das das Impulsmodul vermeidet, indem ein Start eines geplanten Impulses verzögert wird.
Eine Kurve 710 veranschaulicht den eingestellten Kupplungssteuerdruck für die Kupplung 340-3, und eine Kurve 712 veranschaulicht den eingestellten Kupplungssteuerdruck für die Kupplung 340-5. Beginnend zu einem Zeitpunkt 720 gibt das Impulsfreigabesignal 520 das Kupplungspulsieren frei. Zu einem Zeitpunkt 722, einen ersten Zeitraum nach dem Zeitpunkt 720, beginnt das Impulsmodul 512 das Pulsieren der Kupplung 340-3 zu jedem Zeitraum 724, während das Kupplungspulsieren freigegeben ist. Zu dem Zeitpunkt 722 erhöht das Impulsmodul 512 den Kupplungssteuerdruck von einem ersten Druck auf einen zweiten Druck für einen zweiten Zeitraum, bevor der Druck von dem zweiten Druck auf den ersten Druck verringert wird.
Beginnend zu einem Zeitpunkt 726, einen dritten Zeitraum nach dem zweiten Zeitraum, beginnt das Impulsmodul 512 die Kupplung 340-5 jeden Zeitraum 728 zu pulsieren, während das Kupplungspulsieren freigegeben ist. Zu einem Zeitpunkt 730, wenn einem Puls 732 der Kupplung 340-3 nicht beendet ist und ein Impuls 734 der Kupplung 340-5 planungsgemäß beginnt, verzögert das Impulsmodul 512 den geplanten Impuls 734 bis zu einem Zeitpunkt 736, der einen Zeitraum nach dem Beenden des Impulses 732 auftritt. Das Impulsmodul 512 verzögert den geplanten Impuls 734, um ein Überlappen in den Impulsen 732, 734 zu vermeiden. Das Impulsmodul 512 beendet den zweiten Kupplungsimpulsbetrieb zu einem Zeitpunkt 738, wenn das Impulsfreigabesignal 520 das Kupplungspulsieren sperrt, wobei ein Puls 740 verkürzt wird.
Unter besonderer Bezugnahme auf Fg. 9 veranschaulicht ein Flussdiagramm ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Steuern von hydraulischen Kupplungen eines Betriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 800 kann in einem oder mehreren Modulen eines Getriebesteuersystems, wie etwa dem oben beschriebenen Getriebesteuersystem 400 implementiert sein. Dementsprechend wird das Verfahren 800 anhand der verschiedenen Steuermodule des Getriebesteuersystems 400 beschrieben. Auf diese Weise kann der Betrieb des Getriebesteuersystems 400, und genauer des Kupplungssteuermoduls 408, umfassender beschrieben und verstanden werden.
Ein Start des Verfahrens ist bei 802 angegeben. Bei 804 ermittelt das Kupplungssteuermodul 408, ob die Freigabekriterien zum Freigeben eines Kupplungsimpulsbetriebes erfüllt sind. Insbesondere ermittelt das Kupplungssteuermodul 408, ob die verstrichene Zeit in dem Ist-Übersetzungsverhältnis länger als der vorbestimmte Zeitraum ist. Wenn ja, dann fährt die Steuerung mit 806 fort, ansonsten kehrt die Steuerung zu dem Start bei 802 zurück. Bei 806 wählt das Kupplungssteuermodul 408 P der M ausgerückten Kupplungen 340 zum Pulsieren auf der Basis des Ist-Übersetzungsverhältnisses aus. Bei 808 ermittelt das Kupplungssteuermodul 408 die Kupplungsimpulssequenz zum Pulsieren der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 auf der Basis der verstrichenen Kupplungsausschaltzeiten.
Bei 810 beginnt das Kupplungssteuermodul 408 einen Kupplungsimpulsbetrieb, indem begonnen wird, die P ausgerückten Kupplungen 340, die bei 806 ausgewählt wurden, gemäß der bei 808 ermittelten Kupplungsimpulssequenz zu pulsieren. Bei 812 ermittelt das Kupplungssteuermodul 408, ob eine oder mehrere der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 Drehmoment übertragen, auf der Basis der Ist-Turbinenradbeschleunigung. Wenn das Kupplungssteuermodul 408 ermittelt, das keine der ausgewählten P ausgerückten Kupplungen 340 Drehmoment überträgt, dann fährt der Kupplungsimpulsbetrieb fort und die Steuerung schreitet mit 814 fort, ansonsten schreitet die Steuerung mit 816 fort. Bei 814 ermittelt das Gangauswahlmodul 406, ob die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit entweder den Hochschaltpunkt oder den Herunterschaltpunkt überschritten hat. Wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit den Hochschaltpunkt oder den Herunterschaltpunkt nicht überschritten hat, dann fährt der Kupplungsimpulsbetrieb fort und die Steuerung kehrt zu dem Start bei 802 zurück, um eine weitere Steuerschleife zu beginnen, wie durch eine Rückkehr zu Start bei 818 angedeutet ist. Bei 816 beendet das Kupplungssteuermodul 408 den Kupplungsimpulsbetrieb, der bei 810 begonnen hat, und kehrt zu dem Start 802 zurück, um eine andere Steuerschleife zu beginnen, wie es gezeigt ist.

Claims

Verfahren (800) zum Steuern eines Getriebes (314), umfassend: Einrücken von N hydraulischen Kupplungen (340) und Ausrücken von M hydraulischen Kupplungen (340), um das Getriebe (314) in einem Übersetzungsverhältnis zu betreiben, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist und wobei M eine ganze Zahl größer als Eins ist (Schritt 806); Ermitteln eines ersten Zeitraums, der startet, wenn das Getriebe (314) beginnt, in dem Übersetzungsverhältnis zu arbeiten; und selektives Zuführen von Druckimpulsen zu P der M hydraulischen Kupplungen (340) auf der Basis des ersten Zeitraums, wobei P eine ganze Zahl größer als Eins ist (Schritt 810); wobei das Zuführen von Druckimpulsen umfasst: Zuführen eines ersten Druckimpulses zu einer ersten der P hydraulischen Kupplungen (340); und Zuführen eines zweiten Druckimpulses zu einer zweiten der P hydraulischen Kupplungen (340) beginnend einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Beenden des ersten Druckimpulses; wobei eine erste Frequenz, mit der die erste hydraulische Kupplung (340) pulsiert wird, sich von einer zweiten Frequenz unterscheidet, mit der die zweite Kupplung (340) pulsiert wird.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, das ferner das Zuführen des ersten und des zweiten Druckimpulses umfasst, wenn der erste Zeitraum größer als ein vorbestimmter Zeitraum ist.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, das ferner das Unterbrechen des ersten und des zweiten Druckimpulses umfasst, wenn eine Schaltbedingung erfüllt ist.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Detektieren, wann zumindest eine der P hydraulischen Kupplungen (340) beginnt, Drehmoment zu übertragen (Schritt 812); und Unterbrechen des ersten und des zweiten Druckimpulses zu einem Zeitpunkt, wenn die eine der P hydraulischen Kupplungen (340) beginnt, Drehmoment zu übertragen (Schritt 816).
Verfahren (800) nach Anspruch 1, das ferner das Auswählen der P hydraulischen Kupplungen (340) auf der Basis des Übersetzungsverhältnisses umfasst.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis von P zweiten Zeiträumen, die starten, wenn die P hydraulischen Kupplungen (340) ausgerückt sind; und Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen (340) gemäß der Impulssequenz.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis von Einrückungszuständen der M hydraulischen Kupplungen (340) innerhalb einer vorbestimmten Zahl von Übersetzungsverhältnissen des Übersetzungsverhältnisses; und Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen (340) gemäß der Impulssequenz.
Verfahren (800) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Ermitteln einer Impulssequenz auf der Basis eines Ist-Gangs; und Zuführen von Druckimpulsen zu den P hydraulischen Kupplungen (340) gemäß der Impulssequenz.