DE102013200492B4

DE102013200492B4 - Steuersystem und damit ausgerüstetes Fahrzeug zur Kupplungsregelung unter Verwendung eines gefilterten Kolbenpositionssignals

Info

Publication number: DE102013200492B4
Application number: DE102013200492.3A
Authority: DE
Inventors: Matthew D. Whitton; Robert L. Williams; Steven P. Moorman; Cheol W. Kim
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2021-06-17
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: CN103216545B; US20130184951A1; US8606476B2; CN103216545A; DE102013200492A1

Abstract

Fahrzeug (10), das umfasst:einen Motor (12);ein Getriebe (14, 114), das mit dem Motor (12) funktional verbunden ist und aufweist:eine Kupplung (11, 111), die ein Kupplungspaket aufweist;einen Kolben (18, 118), der über Druckfluid (17) beweglich ist, um das Kupplungspaket zu betätigen; undeinen Sensor (33, 133), der in Bezug auf den Kolben (18, 118) positioniert ist, wobei der Sensor (33, 133) ein sich änderndes Magnetfeld in Bezug auf den Kolben (18, 118) misst, während sich der Kolben (18, 118) bewegt, und das gemessene Magnetfeld als ein unverarbeitetes Positionssignal (50, 150) codiert; undeinen Controller (16), der die Betätigung der Kupplung (11, 111) unter Verwendung eines gefilterten Positionssignals (PF) steuert;wobei der Controller (16) das unverarbeitete Positionssignal (50, 150) empfängt und das gefilterte Positionssignal (PF) erzeugt, das Rauschen in dem unverarbeiteten Positionssignal (50, 150) dämpft, und wobei der Controller (16) konfiguriert ist zum:Bestimmen einer angewiesenen Position des Kolbens (18, 118);Berechnen getrennter Proportional-, Integral- und Differential-Regelungsterme unter Verwendung der angewiesenen Position und des gefilterten Positionssignals (PF);Berechnen eines Vorwärtskopplungssteuerungsterms als Funktion der Differenz zwischen der angewiesenen Position und der angewiesenen Position in einer unmittelbar vorangehenden Regelschleife;Berechnen eines erforderlichen Durchflusses des Druckfluids zum Betätigen des Kupplungspakets als Funktion der aufsummierten Proportional-, Integral - und Differential -Terme und des Vorwärtskopplungssteuerungsterms;undSteuern einer Betätigung des Kupplungspakets unter Verwendung des erforderlichen Durchflusses.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Steuersystem und ein damit ausgerüstetes Fahrzeug zur Kupplungsregelung unter Verwendung eines gefilterten Kolbenpositionssignals.
HINTERGRUND
Fluidbetätigte Kupplungsanordnungen werden zum Übertragen eines Drehmoments zwischen verschiedenen Gliedern eines Fahrzeuggetriebes verwendet. In einer typischen Kupplungsanordnung bewegt Fluid, das über eine Pumpe umgewälzt wird, einen Kupplungskolben innerhalb eines Zylinders. Die Bewegung des Kolbens drückt ein Kupplungspaket zusammen oder entlastet es. In einigen Getriebeentwürfen wie etwa in einem Doppelkupplungsgetriebe, das zwei Kupplungspakete aufweist, kann eine konzentrische Nehmerzylinderanordnung verwendet werden, um die Kupplungspakete getrennt zusammenzudrücken oder zu entlasten. Die lineare Position des Kolbens innerhalb seines Zylinders ist ein Wert, der von einem Getriebecontroller beim Steuern eines Kupplungsbetätigungsereignisses verwendet werden kann.
Die EP 1 279 851 A2 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Steuern einer automatischen Kraftfahrzeugkupplung, wobei der Spulenstrom eines elektrohydraulischen Kupplungslagesystems für eine automatische Kraftfahrzeugkupplung geregelt wird, mit dem ein hydraulischer Volumenstrom gesteuert wird, der in dem Kupplungslagesystem einen Druck aufbaut und damit die Position der Kupplung festlegt.
Ferner beschreibt die EP 2 128 456 A2 einen Kolbenwegaufnehmer, der ein sich änderndes Magnetfeld in Bezug auf den Kolben misst. Hierbei steht ein Controller mit dem Aufnehmer in Kommunikation, um von diesem ein unverarbeitetes Positionssignal zur weiteren Verarbeitung zu empfangen.
Es wird hier ein Fahrzeug offenbart, das einen Motor, ein Getriebe und einen Controller enthält. Das Getriebe enthält eine Kupplung, die ein Kupplungspaket, einen Kolben, der das Kupplungspaket zusammendrückt und entlastet, um die Kupplung zu betätigen, und einen magnetischen Positionssensor aufweist. Der magnetische Positionssensor ist in Bezug auf den Kolben positioniert und misst ein sich änderndes Magnetfeld in Bezug auf den Kolben, während sich der Kolben innerhalb seines Zylinders bewegt. Der Sensor codiert das gemessene Magnetfeld als ein unverarbeitetes Positionssignal und sendet dieses Signal an den Controller. Der Controller empfängt das gesendete unverarbeitete Positionssignal und filtert es z. B. über ein elliptisches Filter 3. Ordnung, über ein Butterworth-Filter, über ein Sperrfilter und/oder über ein Tschebyscheff-Filter.
Das Filter, das als ein kalibriertes Signalfilterungsmodul verkörpert sein kann, das im Speicher des Controllers aufgezeichnet ist, dämpft vorgegebene Frequenzen des Signalrauschens in dem unverarbeiteten Positionssignal. Außerdem passt der Controller unter Verwendung einer Proportional-Integral-Differential-Regelungs-Herangehensweise (PID-RegelungsHerangehensweise), d. h. über die Anwendung getrennter P-, I- und D-Regelungsterme, und über einen kupplungsbefehlsgestützten Vorwärtskopplungsterm an irgendeine Verzögerung bei der Filterung des unverarbeiteten Positionssignals an. Die vorliegende Herangehensweise hilft insgesamt, ein Positionsüberschießen des Kupplungskolbens zu vermeiden.
Außerdem wird ein Steuersystem für ein Fahrzeug, das ein Getriebe mit dem obenerwähnten Kolben aufweist, offenbart. Das Steuersystem enthält einen magnetischen Positionssensor, der in Bezug auf den Kolben positioniert ist, und einen Controller in Kommunikation mit dem Sensor. Der Controller enthält einen konkreten nichtflüchtigen Speicher, in dem das oben beschriebene Signalfilterungsmodul aufgezeichnet ist. Der Controller empfängt und filtert das gesendete unverarbeitete Positionssignal, um vorgegebene Frequenzen des Signalrauschens in dem unverarbeiteten Positionssignal zu dämpfen. Außerdem passt der Controller unter Verwendung der obenerwähnten PID-Regelungsherangehensweise an irgendeine Verzögerung bei der Filterung des unverarbeiteten Positionssignals an.
Außerdem wird hier ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung unter Verwendung des obenerwähnten Steuersystems offenbart.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das eine fluidbetätigte Kupplung und einen Controller, der die Kupplung unter Verwendung der vorliegenden Steuerungsherangehensweise füllt und betätigt, aufweist.
2 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines beispielhaften Doppelkupplungsgetriebes (DCT), das mit dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendbar ist, wobei das beispielhafte DCT einen konzentrischen Nehmerzylinder enthält, der zum Betätigen getrennter Eingangskupplungen des DCT geeignet ist.
3 ist ein schematischer Blockablaufplan einer beispielhaften Logikkonfiguration für den in 1 gezeigten Controller.
4 ist eine seitliche Darstellung eines beispielhaften unverarbeiteten/ungefilterten Positionssignals und eines gefilterten Positionssignals.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Anhand der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 schematisch ein Fahrzeug 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 enthält einen Verbrennungsmotor 12, der ein Ausgangsglied 23 aufweist, und ein Getriebe 14, das ein Ausgangsglied 25 aufweist. Das Ausgangsglied 23 des Motors 12 dreht ein Eingangsglied (nicht gezeigt) des Getriebes 14. Das Ausgangsglied 25 des Getriebes 14 liefert schließlich z. B. über ein Differential 21 wie gezeigt ein Ausgangsdrehmoment an einen Satz von Antriebsrädern 24.
Das Fahrzeug 10 aus 1 enthält einen Getriebecontroller 16. Der Controller 16 enthält einen konkreten nichtflüchtigen Speicher 60, in dem ein kalibriertes Datenfilter in Form eines Signalverarbeitungsmoduls 64 und Anweisungen oder durch einen Computer ausführbarer Code zum Ausführen des vorliegenden Verfahrens 100 aufgezeichnet sind. Im Folgenden wird anhand von 3 ein Beispiel des Verfahrens 100 beschrieben. Die Ausführung des Verfahrens 100 steuert schließlich die Druckbeaufschlagung und das Füllen einer oder mehrerer hydraulisch betätigter Kupplungen oder Fluidkupplungen, wobei die Füllstufe über eine Fluidpumpe 15 gespeist wird. Die Pumpe 15 wälzt Öl 17 um, das aus einer Ölwanne 13 angesaugt wird. Die Kupplungen sind in 1 schematisch als beispielhafte erste und zweite Kupplung 11 bzw. 111 dargestellt. In einer besonderen Konfiguration können die Kupplungen 11 und 111 Doppeleingangskupplungen sein, wenn das Getriebe 14 ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ist.
Kurz anhand von 2 ist das Getriebe 14 aus 1 als ein optionales DCT 114 gezeigt. Wie im Gebiet gut verstanden ist, ist ein DCT ein Automatikgetriebe mit einem Zahnradgetriebe mit zwei unabhängig betriebenen und kolbenbetätigten Kupplungen, d. h. den Kupplungen 11 und 111. Öl 17, das über zwei Solenoide 20, 22 bzw. 120, 122 zugeführt wird, bewegt die jeweiligen Kolben 18 und 118.
In einer wie in 2 gezeigten DCT-Anordnung kann eine konzentrische Nehmerzylinderanordnung (CSC-Anordnung) 95 radial außerhalb eines Getriebeeingangsglieds 65 mit einer Drehachse 66 positioniert sein. Die CSC-Anordnung 95 kann innerhalb eines Getriebegehäuses 92 verschraubt sein. Die Kolben 18, 118 üben eine Kraft auf eine jeweilige Membranfeder 90, 190 aus. Schließlich betätigen die Federn 90, 190 eine jeweilige der Kupplungen 11, 111, um zwischen ungradzahligen und gradzahligen Gängen auszuwählen.
In einem typischen DCT wählt eine Kupplung, z. B. die in 2 gezeigte Kupplung 11, ungeradzahlige Gänge, z. B. den ersten, den dritten, den fünften und den Rückwärtsgang, aus und steuert sie, während eine andere Kupplung, z. B. die Kupplung 111, die geradzahligen Gänge, z. B. den zweiten, den vierten und den sechsten Gang, auswählt und steuert. Unter Verwendung einer konzentrischen Innen-Außen-Kupplungsanordnung des durch die CSC-Anordnung 95 bereitgestellten Typs können die Gänge eines DCT geschaltet werden, ohne den Kraftfluss von dem Motor 12 aus 1 vollständig zu unterbrechen. Die Verwendung der CSC-Anordnung 95 in dem DCT 114 kann ermöglichen, dass die Innen- und die Außenkupplung, z. B. die Kupplungen 11 und 111, einen Fluiddruck empfangen. Andere Anwendungen wie etwa Bremsen können ebenfalls einen CSC verwenden. Wie im Folgenden erläutert wird, kann die vorliegende Herangehensweise verwendet werden, um irgendein Getriebe unter Verwendung wenigstens einer Kupplung, z. B. der Kupplung 11 aus 1, zu steuern.
Wieder anhand von 1 kann der Controller 16 als eine mikroprozessorgestützte Vorrichtung konfiguriert sein, die solche üblichen Elemente wie etwa einen Mikroprozessor/eine CPU 62 und den obenerwähnten Speicher 60 aufweist. Der Speicher 60 kann einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) usw. und irgendwelche erforderlichen Schaltungen, die einen schnellen Taktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), einen digitalen Signalprozessor (DSP) und alle notwendigen Eingabe/AusgabeVorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) und weitere Signalaufbereitungs- und / oder -pufferschaltungen enthalten, darauf aber nicht beschränkt sind, enthalten. Der Controller 16 verwendet ein kalibriertes Datenfilter in Form eines Signalfilterungsmoduls 64, um irgendwelche empfangenen unverarbeiteten Positionssignale (die Pfeile 50, 150) von den magnetischen Positionssensoren 33 bzw. 133 zu filtern, wobei pro Kolben 18, 118 ein entsprechender der Sensoren 33, 133 verwendet wird. Mit anderen Worten, falls nur ein Kolben 18 verwendet wird, kann der Sensor 133 weggelassen sein.
Die unverarbeiteten Positionssignal (die Pfeile 50, 150) können unter Verwendung der jeweiligen magnetischen Positionssensoren 33, 133 gesammelt und bestimmt werden. Die Sensoren 33, 133 werden in Bezug auf die Kolben 18, 118 positioniert. Wie im Gebiet gut verstanden ist, kann die magnetische lineare Positionserfassung die Positionierung eines zylinderförmigen Permanentmagneten auf einer Oberfläche oder eingebettet in die Struktur eines gegebenen Kolbens, z. B. des Kolbens 18 und/oder 118, enthalten. Die Sensoren 33, 133 können magneto-induktive Magnetfeldsensoren, Hall-Effekt-Sensoren oder dergleichen sein und können einen Erfassungsabschnitt wie etwa Spulen oder Wicklungen und einen passiven Abschnitt wie etwa einen zylinderförmigen Permanentmagneten enthalten.
Der Erfassungsabschnitt der Sensoren 33, 133 kann in der Weise mit einem feststehenden Abschnitt des Getriebes 14 verbunden sein, dass er den bzw. die Permanentmagneten, der bzw. die sich innerhalb eines Kolbens, dessen Position gemessen wird, z. B. innerhalb der Kolben 18 und/oder 118, befindet bzw. befinden, vollständig umschreibt. Das Magnetfeld in Bezug auf den sich bewegenden Kolben 18, 118 ändert sich wegen Verlagerung des Kolbens 18, 118 innerhalb seines gepaarten Zylinders oder seiner anderen Hülle. Dieses sich ändernde Magnetfeld wird als die unverarbeiteten Positionssignale (die Pfeile 50, 150) zu dem Controller 16 weitergeleitet, der durch Verarbeitung der unverarbeiteten/ungefilterten Positionssignale (die Pfeile 50, 150) die lineare Position des Kolbens 18, 118 berechnet. Magnetische Positionssensoren wie etwa die in 1 gezeigten Sensoren 33, 133 sind üblicherweise in Verbindung mit CSC-Entwürfen wie etwa dem in 2 gezeigten Beispiel zu sehen. Allerdings können diese Sensoren 33, 133 ebenfalls verwendet werden, um die lineare Position irgendeines beweglichen Objekts zu bestimmen, so dass die vorliegende Herangehensweise nicht auf DCTs oder CSCs beschränkt ist.
Anhand von 3 beschreibt ein Ablaufplan 100 einen beispielhaften allgemeinen Logikablauf oder ein beispielhaftes allgemeines Logikverfahren, der bzw. das innerhalb des Controllers 16 aus 1 stattfindet. Ein Kupplungssteuerungsbefehlsblock 32 empfängt ein Motordrehmomentsignal (der Pfeil T_E). Der Kupplungssteuerungsbefehlsblock 32 berechnet einen Kupplungsdrehmomentbefehl (der Pfeil Tc) für eine bestimmte Kupplung, z. B. für die in 1 gezeigte Kupplung 11.
Ein Positionsumsetzungsblock 34 wandelt das angewiesene Drehmoment (der Pfeil Tc) von dem Kupplungssteuerungsbefehlsblock 32 in eine angewiesene/gewünschte Kupplungsposition (der Pfeil P_D) um. Die angewiesene/gewünschte Kupplungsposition (der Pfeil P_D) wird einem Summierknoten 77 und einem wie im Folgenden beschriebenen Vorwärtskopplungs-Strömungssteuerungsblock 49 zugeführt. Außerdem empfängt der Summierknoten 77 ein gefiltertes Positionssignal (der Pfeil P_F) von einem Signalverarbeitungsmodul (SPM) 64.
Es wird hier erkannt werden, dass magnetische Sensoren wie etwa die Sensoren 33, 133 aus 1, Signalrauschen ausgesetzt sein können, wenn sie zusammen mit einem hochkomplexen System sich drehender Komponenten wie etwa innerhalb des Getriebes 14 aus 1 verwendet werden. Das heißt, die sich drehenden Komponenten können die Magnetfelder, die durch die Sensoren 33, 133 gemessen werden, ändern oder sie stören. Gleichfalls kann ein elektrischer Strom, der durch irgendeine elektrische Komponente wie etwa durch die Wicklungen der in 1 gezeigten Solenoide 22, 122 fließt, ein nahes Magnetfeld ändern. Somit werden auf die empfangenen unverarbeiteten Positionssignale (der Pfeil 50) von den in 1 gezeigten magnetischen Positionssensoren 33, 133 Filterungstechniken angewendet.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das SPM 64 ein elliptisches Filter/Cauer-Filter 3. Ordnung für die Tiefpassfilterung von Rauschen in den empfangenen unverarbeiteten Positionssignalen (der Pfeil 50) anwenden. In Abhängigkeit von der Ausführungsform des Getriebes 14 aus 1 kann es andere geeignete Herangehensweisen, z. B. ein Butterworth-Filter 1. Ordnung mit einem verhältnismäßig flachen Frequenzgang in dem Durchlassbereich, ein Tschebyscheff-Filter mit einem steileren Flankenabfall und einer erhöhten Durchlassbereichswelligkeit (Typ-I-Tschebyscheff) oder mit einer Sperrbereichswelligkeit (Typ-II-Tschebyscheff), ein Verzögerungsfilter usw., geben.
Kurz anhand von 4 veranschaulicht eine beispielhafte zeitliche Darstellung 70 die sich ändernde Signalamplitude (A) in Abhängigkeit von der Zeit (t). Ein gefiltertes Signal (die Kurve 72), d. h. das gefilterte Positionssignal (d. h. der Pfeil P_F) aus 3, weist eine Verzögerung (D) relativ zu dem von dem SPM 64 aus 3 empfangenen ungefilterten/unverarbeiteten Signal (die Kurve 71) auf. Um eine gewünschte Verzögerung und einen gewünschten Filterfrequenzgang zu erzeugen, können unterschiedliche Signalfilterungsherangehensweisen verwendet werden, so dass das Beispiel aus 4 veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Die vorliegende Herangehensweise verarbeitet die Ausgabe des Signals SPM 64 in der Weise, dass die Verzögerung (D) während der Betätigung einer gegebenen Kupplung kompensiert wird.
Eine typische Kupplungspositionssteuerung unter Verwendung einer Rückkopplungsregelungs-Herangehensweise neigt dazu langsam zu sein. Wie im Gebiet verstanden ist, muss eine Rückkopplungsregelungslogik darauf warten, dass sich ein ausreichender Fehler entwickelt, bevor sie eine Korrekturmaßnahme begreift. In einer Ausführungsform kann der Einfachheit halber die Verwendung einer Proportional-Differential-Regelungs-Nachschlagetabelle (PD-Nachschlagetabelle), die durch den akkumulierten Fehler und durch die akkumulierte Fehlerrate indiziert ist, verwendet werden, wobei es aber schwierig sein kann, diese Herangehensweise richtig zu kalibrieren. Eine unkomplizierte Proportional-Integral-Differential-Regelung (PID-Regelung) kann robuster als eine PD-Regelung sein, wobei eine solche Herangehensweise aber wie Vorwärtskopplungssteuerungen verhältnismäßig langsam sein kann. Somit soll die Herangehensweise aus 3 die Ansprechgeschwindigkeit einer typischen PID-Regelung mit einer Vorwärtskopplungsherangehensweise zusammen mit der Signalrauschfilterung über das SPM 64 an irgendeinem empfangenen unverarbeiteten Signal (der Pfeil 50) verbessern.
Wieder anhand von 3 kann das vorliegende Verfahren 100 eine PID-Regelung zusammen mit einer Positionssignalfilterung und eine befehlsgestützte Vorwärtskopplungssteuerung verwenden. Die Vorwärtskopplungssteuerung wird verwendet, um die Menge der erforderlichen Strömung zu der Kupplung 11 aus 1 vorherzusagen, ohne darauf zu warten, dass sich ein Fehler entwickelt. Es können andere Ausführungsformen, in denen eine Nachschlagetabelle durch einen Fehler und eine Fehlerrate indiziert ist, z. B. eine PI-Herangehensweise in Tabellenform, verwendet werden, um sich primär auf eine Rückkopplungsregelung zu stützen.
Die PID-Herangehensweise aus 3 kann verwendet werden, um Ergebnisse durch die Anwendung kalibrierter temperaturgestützter Verstärkungswerte für die richtige Fehlerkorrektur teilweise zu optimieren. Somit wird das SPM 64 kalibriert, um bestimmte Rauschfrequenzen zu dämpfen und aus dem gefilterten Signal einen genauen Strömungsbefehl zu erzeugen, der die Filterungsverzögerung vollständig berücksichtigt. Das SPM 64 kann als einer oder mehrere Filterblöcke 52, 53 und/oder 54 verkörpert sein. In einer besonderen Ausführungsform kann der Filterblock 52 ein Sperrfilter sein, kann der Filterblock 53 ein Verzögerungsfilter sein und kann der Filterblock 54 ein elliptisches Filter 3. Ordnung sein. Jeder Filterblock 52, 53, 54 filtert das empfangene unverarbeitete Positionssignal (der Pfeil 50) auf andere Weise. Daraufhin wird das gefilterte Positionssignal (der Pfeil P_F) zusammen mit der gewünschten Position (der Pfeil P_D) wie oben erwähnt an den Summierknoten 77 übergeben. Daraufhin wird bei dem Summierknoten ein Fehlersignal (der Pfeil E) berechnet und wird sein Wert als der momentane Fehler (die Pfeile 143) in einem Fehlerblock 43 aufgezeichnet.
Nachfolgend geht der momentane Fehler (die Pfeile 143) direkt an einen Proportionalregelungsblock (P-Block) 45. Außerdem geht der momentane Fehler (die Pfeile 143) indirekt über einen Fehlerratenberechnungsblock 44 an einen Differentialregelungsblock (D-Block) 46 und über einen Block 47 für den akkumulierten Fehler an einen Integralregelungsblock (I-Block) 48. Der Fehlerratenberechnungsblock 44 berechnet die Änderung des momentanen Fehlers über die Zeit, d. h. dE/dt, und sendet ein Signal für die momentane Fehlerrate (der Pfeil 144) an den D-Block 46. Der Block 47 für den akkumulierten Fehler führt den akkumulierten Fehler, der die Summe der momentanen + / -- Positionsfehler im Zeitverlauf ist, nach und sendet ein Signal für den akkumulierten Fehler (der Pfeil 147) an den I-Block 48.
Der P-Block 45 berechnet den Proportionalterm (P-Term) des besonderen Durchflusses (Q_P), der notwendig ist, um die bestimmte Kupplung zu füllen, d. h_. Q_P = K_P . Fehler, wobei „Fehler“ der momentane Fehler ist, der von dem Block 43 kommt, und Kp eine kalibrierte Proportionalkonstante ist. Daraufhin wird der Wert Q_P dem Summierblock 177 zugeführt. Gleichfalls berechnet der D-Block 46 den Differentialterm (D-Term) des Durchflusses (Q_D), der notwendig ist, um die bestimmte Kupplung zu füllen, d. h. Q_D = K_D. Fehlerrate, wobei die „Fehlerrate‟ die berechnete Rate des Blocks 44 in einem früheren Schritt ist und K_D eine kalibrierte Differentialkonstante ist. Auf dieselbe Weise berechnet der Integralregelungsblock 48 den Integralterm (I-Term) des Durchflusses (Q_I), der notwendig ist, um die bestimmte Kupplung zu füllen, d. h. Q_I = K_I • ΣFehler, wobei „ΣFehler“ der akkumulierte Fehler aus dem Block 47 ist.
Die Ausgaben der Blöcke 45, 46 und 48 werden dem Summierknoten 177 zugeführt, wo sie zu einer Ausgabe des Steuerungsblocks 49 addiert werden. Der Vorwärtskopplungssteuerungsblock 49 berechnet einen Vorwärtskopplungssteuerungsterm als Funktion des Positionsbefehls (der Pfeil P_D) von dem Block 43, d. h. Q_F = K_FFWD • A_PISTON • Δx/Δt, wobei A_PISTON der Oberflächeninhalt der Betätigungs-/Verlagerungsfläche des Kolbens 18 ist und Δx gleich (P_D - P_DL) ist, wobei P_DL der Positionsbefehl/die angewiesene Position in der unmittelbar vorangehenden Regelschleife ist.
Daraufhin wird die Ausgabe (der Pfeil 248) des Summierknotens 177 in einem weiteren Schritt einem Block 55 für die Berechnung der angewiesenen Kupplungsströmung zugeführt. Die Ausgabe geht zu einem Stromberechnungsblock 56, der die angewiesene Kupplungsströmung in einen Befehl für den elektrischen Strom (der Pfeil 156) umsetzt, um das Solenoid 22 aus 1 anzusteuern.

Claims

Fahrzeug (10), das umfasst: einen Motor (12); ein Getriebe (14, 114), das mit dem Motor (12) funktional verbunden ist und aufweist: eine Kupplung (11, 111), die ein Kupplungspaket aufweist; einen Kolben (18, 118), der über Druckfluid (17) beweglich ist, um das Kupplungspaket zu betätigen; und einen Sensor (33, 133), der in Bezug auf den Kolben (18, 118) positioniert ist, wobei der Sensor (33, 133) ein sich änderndes Magnetfeld in Bezug auf den Kolben (18, 118) misst, während sich der Kolben (18, 118) bewegt, und das gemessene Magnetfeld als ein unverarbeitetes Positionssignal (50, 150) codiert; und einen Controller (16), der die Betätigung der Kupplung (11, 111) unter Verwendung eines gefilterten Positionssignals (P_F) steuert; wobei der Controller (16) das unverarbeitete Positionssignal (50, 150) empfängt und das gefilterte Positionssignal (P_F) erzeugt, das Rauschen in dem unverarbeiteten Positionssignal (50, 150) dämpft, und wobei der Controller (16) konfiguriert ist zum: Bestimmen einer angewiesenen Position des Kolbens (18, 118); Berechnen getrennter Proportional-, Integral- und Differential-Regelungsterme unter Verwendung der angewiesenen Position und des gefilterten Positionssignals (P_F); Berechnen eines Vorwärtskopplungssteuerungsterms als Funktion der Differenz zwischen der angewiesenen Position und der angewiesenen Position in einer unmittelbar vorangehenden Regelschleife; Berechnen eines erforderlichen Durchflusses des Druckfluids zum Betätigen des Kupplungspakets als Funktion der aufsummierten Proportional-, Integral - und Differential -Terme und des Vorwärtskopplungssteuerungsterms; und Steuern einer Betätigung des Kupplungspakets unter Verwendung des erforderlichen Durchflusses.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das Getriebe (14, 114) ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das einen konzentrischen Nehmerzylinder aufweist; der Kolben (18, 118) einen ersten und einen zweiten Kolben (18, 118) enthält; und der konzentrischen Nehmerzylinder (95) die Bewegung des ersten und des zweiten Kolbens (18, 118) getrennt steuert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein Prozessor des Controllers (16) das unverarbeitete Positionssignal (50, 150) über ein elliptisches Filter 3. Ordnung filtert.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner das unverarbeitete Positionssignal (50, 150) über ein Verzögerungsfilter und/oder über ein Butterworth-Filter 1. Ordnung und/oder über ein Tschebyscheff-Filter filtert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (16) einen Druckumsetzungsblock enthält, der ein angewiesenes Drehmoment in die angewiesene Position umwandelt.
Steuersystem für ein Fahrzeug (10), das ein Getriebe (14, 114) aufweist, das eine Kupplung (11, 111), die ein Kupplungspaket und einen Kolben (18, 118), der sich über Druckfluid (17) bewegt, um dadurch das Kupplungspaket zu betätigen, aufweist, enthält, wobei das Steuersystem umfasst: einen Sensor (33, 133), der in Bezug auf den Kolben (18, 118) positioniert ist, wobei der Sensor (33, 133) ein sich änderndes Magnetfeld in Bezug auf den Kolben (18, 118) misst, während sich der Kolben (18, 118) bewegt, und das gemessene Magnetfeld als ein unverarbeitetes Positionssignal (50, 150) codiert; und einen Controller (16) in Kommunikation mit dem Sensor (33, 133), und der einen Prozessor und einen konkreten nichtflüchtigen Speicher (60), in dem Anweisungen zum Filtern des unverarbeiteten Positionssignals (50, 150) und zum Steuern der Betätigung der Kupplung unter Verwendung eines gefilterten Positionssignals (P_F) aufgezeichnet sind, aufweist; wobei der Controller (16) einen Prozessor enthält, der das unverarbeitete Positionssignal (50, 150) von dem Sensor (33, 133) empfängt und über ein Signalverarbeitungsmodul (64) verarbeitet und dadurch das gefilterte Positionssignal (P_F) erzeugt, das Rauschen in dem unverarbeiteten Positionssignal (50, 150) dämpft, und wobei der Controller (16) konfiguriert ist zum: Bestimmen einer angewiesenen Position des Kolbens (18, 118); Berechnen getrennter Proportional-, Integral- und Differential-Regelungsterme unter Verwendung der angewiesenen Position und des gefilterten Positionssignals (P_F); Berechnen eines Vorwärtskopplungssteuerungsterms als Funktion der Differenz zwischen der angewiesenen Position und der angewiesenen Position in einer unmittelbar vorangehenden Regelschleife; Berechnen eines erforderlichen Durchflusses des Druckfluids zum Betätigen der Kupplung (11, 111) als Funktion der aufsummierten Proportional-, Integral- und Differential-Terme und des Vorwärtskopplungssteuerungsterms; und Steuern der Betätigung des Kupplungspakets unter Verwendung des angeforderten Durchflusses.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei das Getriebe (14, 114) ein Doppelkupplungsgetriebe ist und der Sensor (33, 133) ein Paar von Sensoren (33, 133) enthält und wobei der Controller ein Paar der unverarbeiteten Positionssignale (50, 150) von den Sensoren (33, 133) empfängt und die unverarbeiteten Positionssignale (50, 150) über das Signalverarbeitungsmodul (64) verarbeitet, um ein Paar gefilterter Positionssignale (P_F) zu erzeugen, von denen jedes Rauschen in den unverarbeiteten Positionssignalen (50, 150) dämpft.
Steuersystem nach Anspruch 7, wobei das Signalverarbeitungsmodul (64) ein elliptisches Filter 3. Ordnung enthält.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei das Signalverarbeitungsmodul (64) ferner ein Verzögerungsfilter und/oder ein Butterworth-Filter 1. Ordnung und/oder ein Tschebyscheff-Filter enthält.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei der Controller (16) einen Druckumsetzungsblock enthält, der ein angewiesenes Drehmoment in die angewiesene Position umwandelt.