DE102013203052A1

DE102013203052A1 - Bestimmung von Getriebekupplungs-Steuerwerten unter Verwendung einer PID-Regellogik während eines Heraufschaltens unter Last

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Publication number: DE102013203052A1
Application number: DE102013203052A
Authority: DE
Inventors: Todd J. Thor
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: DE102013203052B4; US8849530B2; CN103307271A; US20130231835A1; CN103307271B

Abstract

Über ein Verfahren in einem Fahrzeug werden während eines Heraufschaltens unter Last Kupplungssteuerwerte bestimmt. Der Druck zu einer herankommenden Kupplung wird nach Beginn des Heraufschaltens auf einen kalibrierten Haltedruck verringert. Eine Proportional-Integral-Differential-Logik (PID-Logik) eines Controllers wird verwendet, um in einen Druckbefehl zu der abgehenden Kupplung während des Füllens der herankommenden Kupplung einen kalibrierten Fehler einzuführen. Dies veranlasst, dass über die abgehende Kupplung ein kalibrierter Schlupf auftritt und dass ein resultierender Schwellenbetrag des Hochdrehens der Turbinenraddrehzahl auftritt. Unter Verwendung der PID-Logik werden der Schlupf und das Hochdrehen gehalten. Die Druck/Drehmoment-Beziehung der abgehenden Kupplung wird aufgezeichnet. Unter Verwendung einer Trajektorie eines Integratorterms der PID-Logik wird ein Füllpegel der herankommenden Kupplung bestimmt. Unter Verwendung des Füllpegels und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrucks und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrehmoments wird ein Steuerwert der herankommenden oder der abgehenden Kupplung eingestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorlegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und auf ein System zum Lernen von Getriebekupplungs-Steuerwerten unter Verwendung einer Proportional-Integral-Differential-Regellogik (PID-Regellogik) während eines Heraufschaltens unter Last.
HINTERGRUND
Ein Automatikgetriebe enthält eine Anzahl von Zahnradelementen und Kupplungen, die eine Getriebeeingangswelle wahlweise mit einer Getriebeausgangswelle koppeln. Die verschiedenen Kupplungen werden wahlweise eingerückt, um ein gewünschtes Ausgangsdrehzahlverhältnis festzusetzen. Das Kupplungseinrücken wird üblicherweise über eine gesteuerte Anwendung von Fluiddruck erzielt, der einen Kupplungskolben aus einer Anfangsposition in Eingriff mit einem Reibungskupplungspaket bewegt. Das Schalten von einem Drehzahlverhältnis zu einem anderen wird automatisch durch einen Getriebecontroller ausgeführt. Der Controller wendet eine Kupplung, die dem gegenwärtigen Drehzahlverhältnis zugeordnet ist, d. h. die abgehende Kupplung, an und gibt eine Kupplung, die einem gewünschten neuen Drehzahlverhältnis zugeordnet ist, d. h. die herankommende Kupplung, frei. Die genaue Kenntnis der verschiedenen Steuerwerte der abgehenden und der herankommenden Kupplung ist in einem Schaltmanöver wesentlich für die optimale Steuerung und für das Gefühl für das Schaltereignis.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird hier ein Verfahren für das genaue Lernen von Kupplungssteuerwerten einer abgehenden und einer herankommenden Kupplung, die verwendet werden, um ein Heraufschalten unter Last in einem Fahrzeuggetriebe auszuführen, offenbart. Insbesondere lernt das vorliegende Verfahren das Füllvolumen der herankommenden Kupplung und eine Drehmoment/Druck-Beziehung der abgehenden Kupplung während eines solchen Schaltens und passt die Werte danach nach Bedarf an, um das Schaltgefühl zu optimieren. Es kann schwierig sein, die Kenntnis dieser Kupplungssteuerwerte für einen Fahrer nicht wahrnehmbar zu bestimmen. Somit wird das vorliegende Verfahren auf besondere Weise während eines Heraufschaltmanövers unter Last ausgeführt, um Fahrerstörungen zu minimieren.
Das Verfahren wird durch einen Controller, der Proportional-Integral-Differential-Regelfähigkeit (PID-Regelfähigkeit) aufweist, d. h. durch eine PID-Regellogik, wie sie der Fachmann versteht, ausgeführt. Zu Beginn eines Heraufschaltens unter Last wird der Druck der abgehenden Kupplung auf der Grundlage einer zuvor gelernten Kupplungsdrehmoment/-druck-Beziehung für die abgehende Kupplung auf einen kritischen Haltedruck stufenweise verringert. Wenn der Schlupf über die abgehende Kupplung null oder nahezu null ist, wird in die Druckregelschleife der abgehenden Kupplung ein kleiner PID-Fehler eingeführt. Dies führt zu einem vorübergehenden Abfall des Drucks der abgehenden Kupplung sowie zu einem kleinen gesteuerten Hochdrehen der Motor/Turbinenrad-Drehzahl. Während die abgehende Kupplung während dieses Hochdrehens auf dem kritischen Druck gehalten wird, während in die Drehmomentphase des Schaltens eingetreten wird, kann das Drehmoment der abgehenden Kupplung mit einer passenden Zunahme dessen der herankommenden Kupplung stufenweise verringert werden.
Falls die herankommende Kupplung während des Hochdrehens unzureichend gefüllt wird, wird das Drehmoment der herankommenden Kupplung auf oder nahe null sein. Während die Drehmomentphase beginnt, beginnt der Integrator (d. h. der I-Term in der Dreiterm-PID-Regelungsherangehensweise) zuzunehmen, da das niedrigere Drehmoment der abgehenden Kupplung mit einer Zunahme des Drehmoments der herankommenden Kupplung nicht erfüllt wird. Gleichfalls wird der PID-Integrator schließlich den Druck entfernen, bevor das Füllen abgeschlossen ist und bevor die Drehmomentphase begonnen hat, falls das Füllvolumen hoch ist. Ein richtiges Füllvolumen zeigt keine Aktivität in dem Ansprechen der PID-Logik, wobei die Aktion an dem PID nicht mit dem Druck der abgehenden Kupplung korreliert. Somit kann das Ansprechen auf einen eingeführten PID-Fehler, wie hier dargelegt ist, überwacht werden, um das Füllvolumen der herankommenden Kupplung und gleichzeitig die Drehmoment/Druck-Beziehung der abgehenden Kupplung zu bestimmen.
Insbesondere ist hier ein Verfahren zum Bestimmen von Kupplungssteuerwerten während eines Heraufschaltens unter Last in einem Fahrzeug, das eine herankommende Kupplung, eine abgehende Kupplung und einen Drehmomentwandler, der ein Turbinenrad aufweist, aufweist, offenbart. Das Verfahren enthält das Abfallenlassen eines Druckbefehls zu der abgehenden Kupplung auf einen kalibrierten Haltedruck nach Beginn des Heraufschaltens unter Last. Außerdem enthält das Verfahren das Verwenden der PID-Logik eines Controllers zum Einführen eines kalibrierten Fehlers in einen Druckbefehl der abgehenden Kupplung während einer Füllphase der herankommenden Kupplung. Dies veranlasst, dass ein kalibrierter Schlupfbetrag über die abgehende Kupplung auftritt, sowie, dass ein resultierender Schwellenbetrag des Hochdrehens der Drehzahl des Turbinenrads auftritt.
Außerdem enthält das Verfahren das Aufrechterhalten des kalibrierten Schlupfbetrags und des Hochdrehens auf einem konstanten Pegel unter Verwendung der PID-Logik, das Aufzeichnen eines Kupplungsdrucks und eines entsprechenden Kupplungsdrehmoments der abgehenden Kupplung, während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden, und das Bestimmen eines Füllpegels der herankommenden Kupplung unter Verwendung einer Trajektorie eines Integratorterms der PID-Logik während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden. Anschließend enthält das Verfahren das Einstellen eines Steuerwerts der herankommenden und/oder der abgehenden Kupplung unter Verwendung des Füllpegels und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrucks und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrehmoments.
Außerdem wird ein Fahrzeug offenbart. Das Fahrzeug enthält einen Controller, einen Drehmomentwandler, der ein Turbinenrad aufweist, ein Getriebe, das ein mit dem Turbinenrad verbundenes Eingangselement aufweist, und mehrere Kupplungen. Eine der Kupplungen wirkt während eines Heraufschaltens unter Last als eine herankommende Kupplung und eine andere wirkt als eine abgehende Kupplung. Der Controller weist eine PID-Logik auf. Der Controller führt während des Heraufschaltens das obige Verfahren aus, um die Kupplungssteuerwerte zu lernen.
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 zusammen mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Automatikgetriebe und einen Controller, der das vorliegende Verfahren zum Bestimmen des Füllvolumens einer herankommenden Kupplung während eines Heraufschaltens unter Last sowie der Drehmoment/Druck-Beziehung der abgehenden Kupplung in demselben Schaltmanöver ausführt, aufweist.
2 ist ein Hebeldiagramm für ein beispielhaftes Getriebe, dessen Werte der herankommenden und abgehenden Kupplung während eines Heraufschaltens unter Last in Übereinstimmung mit der vorliegenden Herangehensweise ausgewertet werden können.
3 ist ein weiteres Hebeldiagramm für ein alternatives beispielhaftes Getriebe zu dem in 2 gezeigten Getriebe.
4 ist ein Ablaufplan, der eine beispielhafte Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens beschreibt.
5 ist ein Satz von Kurven, die verschiedene Kupplungssteuerwerte beschreiben, die während eines Heraufschaltens unter Last während der Ausführung des vorliegenden Verfahrens gelernt werden können.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Anhand der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, und beginnend bei 1 enthält ein Fahrzeug 10 einen Controller 26, der zum Lernen verschiedener Kupplungssteuerwerte während eines Heraufschaltmanövers unter Last über die Ausführung des vorliegenden Verfahrens 100 konfiguriert ist. Der Controller 26 tut dies unter Verwendung einer PID-Regellogik, wie sie im Folgenden anhand von 4 und 5 diskutiert ist. Außerdem lernt das vorliegende Verfahren 100 die Drehmoment/Druck-Beziehung einer während desselben Schaltmanövers verwendeten abgehenden Kupplung.
Das Fahrzeug 10 enthält einen Verbrennungsmotor 12, der über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 16 mit einem Automatikgetriebe 14 gekoppelt ist. Der Motor 12 liefert über eine Motorwelle 13, die mit der Motordrehzahl (der Pfeil N_E) rotiert, ein Motordrehmoment (der Pfeil T_E). Das Getriebe 14 enthält eine Getriebeeingangswelle 15, die mit einer Eingangsdrehzahl (der Pfeil N_T) rotiert. Wie der Fachmann versteht und im Folgenden beschrieben ist, findet über den Drehmomentwandler 16 eine Übertragung von Eingangsdrehmoment (der Pfeil T_I) an das Getriebe 14 statt.
Außerdem enthält das Getriebe 14 eine Ausgangswelle 18, die schließlich ein Getriebeausgangsdrehmoment (der Pfeil T_O) übermittelt, das von verschiedenen Kupplungs- und Zahnradsätzen 17 des Getriebes 14 übertragen wird. Das Getriebeausgangsdrehmoment (der Pfeil T_O) wird schließlich an einen Satz von Antriebsrädern 24 geliefert. Die Kupplungs- und Zahnradsätze 17 können schließlich über elektrohydraulische Steuerungen (nicht gezeigt), die durch Fluid, das unter Druck von einer Fluidpumpe 33 geliefert wird, mit Leistung versorgt werden, wahlweise betätigt werden. Die Pumpe 33 ist dafür konfiguriert, Fluid 37 aus einer Getriebeölwanne 35 anzusaugen.
Das Getriebe 14 aus 1 kann als irgendein Mehrganggetriebe, z. B. als ein 6-Gang- oder ein 8-Gang-Getriebe, konfiguriert sein, wofür mögliche Ausführungsformen hier anhand von 2 und 3 beschrieben sind. Somit können die Kupplungen der Kupplungs- und Zahnradsätze 17 nach Bedarf wahlweise ein- und ausgerückt werden, um die gewünschten Drehzahlverhältnisse festzusetzen. In einem stationären Zustand hält wenigstens eine der Kupplungen der Kupplungs- und Drehzahlsätze 17 ein Eingangsdrehmoment und ist hier im Folgenden somit als eine Haltekupplung bezeichnet.
Der Controller 26 führt wahlweise das vorliegende Verfahren 100 aus, indem er z. B. Computercode oder -anweisungen ausführt, die während eines Auslaufmanövers des Fahrzeugs 10 in einem konkreten nichtflüchtigen Speicher 95 aufgezeichnet worden sind, um dadurch den Rückstellfederdruck der verschiedenen Haltekupplungen in den Kupplungs- und Zahnradsätzen 17 zu lernen. Im Folgenden ist anhand von 4 eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 offenbart. Anhand von 2 und 3 sind beispielhafte Haltekupplungen beschrieben.
Der Controller 26 kann als eine mikroprozessorgestützte Vorrichtung konfiguriert sein, die solche üblichen Elemente wie einen Mikroprozessor oder eine CPU und/oder Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) usw. aufweist, von denen einige als der obenerwähnte Speicher 95 bezeichnet sein können. Außerdem enthält der Controller 26 Logikschaltungen, die eine Proportional-Integral-Differential-Regellogik (PID-Regellogik) 90, einen schnellen Taktgeber (nicht gezeigt), Analog-Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital-Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), einen digitalen Signalprozessor oder DSP und die notwendigen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) und andere Signalaufbereitungs- und/oder -pufferschaltungen enthalten, darauf aber nicht beschränkt sind.
Wie der Fachmann versteht, beziehen sich PID-Regelungen auf einen Regelschleifen-Rückkopplungsmechanismus, der drei Terme, d. h. den Proportional-(P-), den Integral-(I-) und den Differential-(D-)Term, verwendet, wobei jeder in dieser Reihenfolge die gegenwärtigen, früheren und künftigen Fehlerwerte repräsentiert. Derjenige Anteil der Regellogik, der für das Erzeugen des I-Terms verantwortlich ist, wird üblicherweise als ein Integrator bezeichnet. Ein Controller, der PID-Regelungen verwendet, z. B. der vorliegende Controller 26, berechnet einen Fehlerwert einer gegebenen Prozessvariable als eine Differenz zwischen einem Messwert und einem gewünschten oder kalibrierten Wert und regelt die Prozesseingaben als eine Funktion der drei Regelterme.
Eine Motorsteuereinheit (ECU) 29 könnte entweder wie gezeigt als eine getrennte Vorrichtung oder integriert mit dem Controller 26 verwendet werden. Falls der Controller 26 getrennt ist, steht er wie durch den Doppelpfeil 21 angegeben in Verbindung mit der ECU 29. Der Controller 26 kann nach Bedarf einen spezifischen Pegel eines gemanagten Motordrehmoments (der Pfeil 11) von der ECU 29 anfordern.
Der in 1 gezeigte Drehmomentwandler 16 weist ein zwischen einem Pumpenrad 32 und einem Turbinenrad 34 positioniertes Leitrad 30 auf. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, kann außerdem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 31 verwendet werden, um das Pumpenrad 32 wahlweise über eine Schwellenverriegelungsdrehzahl mit dem Turbinenrad 34 zu verriegeln. Außerdem kann das Pumpenrad 32 mit der Ausgangswelle 13 gekoppelt sein, um dadurch mit der Motordrehzahl (der Pfeil N_E) zu rotieren. Das Turbinenrad 34 innerhalb des Drehmomentwandlers 16 wird durch Fluid 37 angetrieben, wobei das Turbinenrad 34 wiederum mit der Eingangswelle 15 des Getriebes 14 verbunden ist. Wie der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet leicht versteht, dreht somit die Drehung des Turbinenrads 34 schließlich die Eingangswelle 15 mit einer Turbinenraddrehzahl (der Pfeil N_T), die kleiner oder gleich der Motordrehzahl (N_E) ist, wobei viskose Schlepp- oder Reibungsverluste innerhalb des Getriebes 14 dazu neigen, die Turbinenraddrehzahl (der Pfeil N_T) auf einen etwas kleineren Pegel als die Motordrehzahl (der Pfeil N_E) zu verringern.
Anhand von 2 kann das Getriebe 14 aus 1 in einer nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform als ein 8-Gang-Getriebe konfiguriert sein, das mehrere Zahnradsätze und Kupplungen, d. h. die Kupplungen und Zahnräder 17 aus 1, aufweist. In Abhängigkeit von dem Betriebszahnrad wird die Identität der spezifischen Kupplungen, die bei einem gegebenen Heraufschalten unter Last verwendet werden, variieren. Das vorliegende Verfahren 100 kann verwendet werden, um die Kupplungssteuerwerte der abgehenden und der herankommenden Kupplung während dieses Manövers zu lernen.
Insbesondere kann das Getriebe 14 eine Bremskupplung CB1278R, d. h. die Kupplung 36, enthalten. Die Nomenklatur CB1278R repräsentiert, dass diese bestimmte Vorrichtung eine Bremskupplung ist (CB) und in jedem des 1., 2., 7., 8. und des Rückwärtsgangs (R-Gangs) eingerückt ist. Außerdem enthält das Getriebe 14 eine andere Bremskupplung CB12345R oder Kupplung 41, die wahlweise ein Element eines ersten Zahnradsatzes 40 mit einem feststehenden Element 28 verbindet, wenn sie eingerückt ist. Die Kupplungen 36 und 41 sind mit den Knoten 42 bzw. 46 des ersten Zahnradsatzes 40 verbunden. In einer Ausführungsform kann der Knoten 42 ein Sonnenrad (S4) des Zahnradsatzes 40 sein, während der Knoten 46 ein Hohlrad (R4) desselben Zahnradsatzes sein kann. Außerdem enthält der Zahnradsatz 40 einen Knoten 44, der in der gezeigten Ausführungsform ein Trägerelement (PC4) sein kann.
Der Knoten 42 ist außerdem mit einem Knoten 52 eines zweiten Zahnradsatzes 50 verbunden. Der Knoten 54 des Zahnradsatzes 50 ist ebenso wie die Getriebeeingangswelle 15 mit dem Eingangsdrehmoment (der Pfeil T_I) mit einer Eingangsseite einer rotierenden Kupplung C13567, d. h. mit der Kupplung 38, verbunden. Wie im Folgenden erläutert ist, ist der Knoten 56 mit einem dritten Zahnradsatz 60 verbunden. In einer Ausführungsform kann der Zahnradsatz 50 ein Planetenradsatz sein, bei dem die Knoten 52, 54 und 56 in dieser Reihenfolge ein Sonnenrad (S1), ein Trägerelement (PC1) und ein Hohlrad (R1) sind.
Der dritte Zahnradsatz 60 enthält die Knoten 62, 64 und 66, die in einer Ausführungsform in dieser Reihenfolge ein Hohlrad (R2), ein Trägerelement (PC2) und ein Sonnenrad (S2) sein können. Zwischen den Ausgang der Kupplung 38 und den Knoten 66 und zwischen den Knoten 56 des Zahnradsatzes 50 und den Knoten 66 des Zahnradsatzes 60 kann eine rotierende Kupplung C23468, d. h. die Kupplung 58, geschaltet sein. Der Knoten 62 kann mit einem vierten Zahnradsatz 70, der Knoten 72, 74 und 76 aufweist, verbunden sein. Die Knoten 72, 74 und 76 können in dieser Reihenfolge ein Sonnenrad (S3), ein Trägerelement (PC3) und ein Hohlrad (R3) sein. Der Knoten 76 kann über ein Verbindungsglied 45 ständig mit dem Knoten 44 verbunden sein. Die Knoten 64 und 74 können über ein Verbindungselement 47 verbunden sein. Insbesondere kann der Knoten 62 über eine rotierende Kupplung C45678R, d. h. über die Kupplung 48, mit dem Knoten 72 verbunden sein. Der Knoten 64 des Zahnradsatzes 60 kann mit dem Knoten 74 des Zahnradsatzes 70 direkt verbunden sein, der wiederum mit der Getriebeausgangswelle 18 (siehe auch 1) verbunden sein kann.
Anhand von 3 kann das Getriebe 14 aus 2 alternativ als ein Getriebe 114, das eine 6-Gang-Konfiguration aufweist, verkörpert sein. In dieser Ausführungsform kann die Getriebeeingangswelle 15 mit einem ersten Zahnradsatz 140 verbunden sein, der Knoten 142, 144 und 146 aufweist, die wie gezeigt als ein Hohlrad (R3), als ein Trägerelement (PC3) und als ein Sonnenrad (S3) verkörpert sein können. Die Eingangswelle 15 kann mit dem Knoten 142 und mit einer Kupplung C456, d. h. mit der Kupplung 51, direkt verbunden sein. Ein Verbindungselement 145 kann den Knoten 144 mit einer Kupplung C1234, d. h. mit der Kupplung 138, und mit einer Eingangsseite einer rotierenden Kupplung C35R, d. h. der Kupplung 53, verbinden. Der Knoten 146 ist zu dem feststehenden Glied 28 auf Masse festgelegt.
Ein zweiter Zahnradsatz 150 enthält Knoten 152, 154, 156 und 158, die in dieser Reihenfolge als ein Sonnenrad (S1), als ein Hohlrad (R1), als ein Trägerrad (PC1) und als ein weiteres Sonnenrad (S2) verkörpert sein können. Der Knoten 154 ist direkt mit der Getriebeausgangswelle 18 verbunden. Der Knoten 156 ist mit einer Bremskupplung CBR1, d. h. mit der Kupplung 136, verbunden, die ebenfalls mit einem feststehenden Element 28 verbunden ist. Der Knoten 158 kann über eine Bremskupplung CB26, d. h. die Kupplung 43, wahlweise mit dem feststehenden Element 28 verbunden werden.
Anhand von 4 beginnt das vorliegende Verfahren 100 bei Schritt 102. In diesem Anfangsschritt bestimmt der Controller 26 aus 1, ob ein Heraufschalten unter Last angewiesen worden ist und fortschreitet, was aus verschiedenen Werten wie etwa aus der Motor- oder Turbinenraddrehzahl, aus dem Getriebezahnradzustand, aus der Schalthebelposition usw. bestimmt werden kann. Das Verfahren 100 schreitet nur während eines Heraufschaltens unter Last fort, so dass der Schritt 102 wiederholt wird, bis Bedingungen, die ein Heraufschalten unter Last angeben, vorhanden sind.
Bei Detektierung eines angeforderten Heraufschaltens unter Last lässt der Controller 26 aus 1 den Druckbefehl zu der abgehenden Kupplung auf einen zuvor gelernten kritischen Haltedruck fallen, wobei er dies möglicherweise unter Verwendung einer zuvor gelernten Kupplungsdrehmoment/-druck-Beziehung für die abgehende Kupplung tut. Wie der Fachmann versteht, kann ein Kupplungsdruckbefehl als eine Funktion des Getriebeeingangsdrehmoments (T_I) und einer kalibrierten Verstärkung K, bestimmt werden, d. h. P = f(T_IN·K). Die Verstärkung K kann unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens 100 bei jedem Heraufschalten aktualisiert werden.
Anhand von 5 in Verbindung mit 4 kann ein beispielhafter Satz von Kurven 80 verwendet werden, um die vorliegende Herangehensweise zu veranschaulichen. Während eines Heraufschaltens wird die herankommende Kupplung entsprechend über eine Fülldauer T schnell gefüllt, während der Befehl für den abgehenden Druck (Kurve 84) in Übereinstimmung mit einem kalibrierten Profil verringert wird. Das Profil kann wie im Gebiet bekannt über ein Filter bestimmt werden.
Außerdem sind eine PID-Kurve 86 und eine Turbinenrad-Drehzahlkurve 81 gezeigt. Wenn in Schritt 102 zum Zeitpunkt t₀ ein Heraufschalten initiiert wird, steigt der Druck der herankommenden Kupplung (die Kurve 83) schnell an und wird für die Fülldauer T gehalten und beginnt sich die herankommende Kupplung zu füllen. Falls die Fülldauer T zu lang ist, kann die herankommende Kupplung überfüllt werden. Falls die Fülldauer T zu kurz ist, wird die Kupplung unterfüllt. Somit sind ein genaues Lernen und eine genaue Einstellung der richtigen Fülldauer T notwendig. Durch das vorliegende Verfahren 100 wird eine Art geschaffen, dies während eines Heraufschaltens zu tun.
Wie durch den Pfeil 91 näherungsweise bei t₁ angegeben ist, führt die PID-Logik des Controllers 26 in Schritt 104 einen kalibrierten PID-Fehler ein. Der kalibrierte PID-Fehler 91 verursacht wiederum, dass über die Kupplungen ein Schlupf auftritt, so dass kurze Zeit nach Einführung des PID-Fehlers (der Pfeil 91) ein Hochdrehen 82 der Turbinenraddrehzahl (die Kurve 81) auftritt. Wie durch die kurze Druckeinsattelung (der Pfeil 85) in der Kurve 84 angegeben ist, fällt der Druck der abgehenden Kupplung (die Kurve 84) in Ansprechen auf den PID-Fehler (der Pfeil 91) schnell ab. Die Initiierung des PID-Fehlers sollte eine kurze kalibrierte Zeitdauer, nachdem der Kupplungsschlupf bei oder nahe null ist, z. B. etwa 100 ms, beginnen. In einer Ausführungsform reicht der Betrag des PID-Fehlers (der Pfeil 91) aus, um zu veranlassen, dass das Hochdrehen 82 mit einem Pegel von etwa 20 min^–1 bis 30 min^–1 über dem Pegel der Trajektorie der Kurve 81 ohne das Hochdrehen 82, wie in Strichlinien angegeben ist, auftritt.
In Schritt 106 zeichnet der Controller 26 den abgehenden Druck, d. h. die Kurve 84 aus 5, auf, nachdem sich dieser Druck jenseits der Druckeinsattelung (der Pfeil 85) stabilisiert hat. In dieser Phase hält die abgehende Kupplung das gesamte Drehmoment, während die herankommende Kupplung näherungsweise bei t₂ gerade ihr Füllen abschließt. Wie oben angemerkt wurde, kann die Drehmoment/Druck-Beziehung für die abgehende Kupplung an diesem Punkt in einer Nachschlagetabelle aufgezeichnet werden und später zum Berechnen der erforderlichen Verstärkung (K) verwendet werden. Jenseits dieses Zeitpunkts wird das Hochdrehen 82 bis etwa t₃ gehalten.
In Schritt 108 aus 4 bestimmt der Controller 26, ob die herankommende Kupplung überfüllt, unterfüllt oder richtig gefüllt ist. Wie oben erläutert wurde, kann die Trajektorie des PID-Integratorterms (die Kurven 86 aus 5) verwendet werden, um dies zu bestimmen. Falls sie richtig gefüllt ist, geht das Verfahren 100 zu Schritt 112 über. Andernfalls geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 über.
Wie in 5 gezeigt ist, spricht die PID-Logik durch schnelles Abfallen des Drucks der abgehenden Kupplung (die Kurve 84) an, wie durch den Pfeil 85 angegeben ist, während die PID-Logik das Hochdrehen 82 hält und die herankommende Kupplung ihr Füllen abschließt. Falls die herankommende Kupplung bis zu diesem Zeitpunkt nicht gefüllt ist, gibt es kein herankommendes Drehmoment und beginnt die PID-Logik im Ergebnis, den Wert ihres Integralterms (die Kurven 86) für den Druck der abgehenden Kupplung (die Kurve 84) zu erhöhen.
Das heißt, falls das beobachtete PID-Ansprechen das Ersetzen des gesamten Drucks zu der abgehenden Kupplung, der im Ergebnis des eingeführten PID-Fehlers (der Pfeil 91) abfallen gelassen wurde, ist, war das Füllvolumen der herankommenden Kupplung tatsächlich zu niedrig (die Kurve 89). Für ein Überfüllen (die Kurve 87) ist das Gegenteil wahr, d. h., der Integrator entfernt den Druck, bevor das Füllen der herankommenden Kupplung vorüber ist und bevor die Drehmomentphase des Heraufschaltens begonnen hat. Das richtige Füllen (die Kurve 88) ist in dem abgehenden Druck (die Kurve 84) gezeigt und widerspiegelt.
In Schritt 110 kann der Füllimpuls der herankommenden Kupplung (die Kurve 83) nach Bedarf eingestellt werden, um die Ergebnisse aus Schritt 108 zu kompensieren. Die Dauer T kann als Teil des Schritts 110 nach Bedarf erhöht/verkürzt werden, indem z. B. diese Variable in der Logik des Controllers 26 für das nächste Heraufschalten geändert wird.
In Schritt 112 können die Ergebnisse in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden. Als Teil des Schritts 112 kann die Beziehung zwischen dem gemessenen Druck der abgehenden Kupplung und dem entsprechenden Drehmoment in einer durch diese Werte indizierten Nachschlagetabelle aufgezeichnet werden.
In Schritt 114 können die obenerwähnten erforderlichen Verstärkungen (K) aus den Werten des Kupplungsdrucks und -drehmoments, die in der Nachschlagetabelle aus Schritt 112 aufgezeichnet wurden, berechnet werden.
In Schritt 116 kann eine Steueraktion unter Verwendung der aufgezeichneten Werte wie etwa, aber nicht beschränkt auf, die Ausführung eines nachfolgenden Schaltereignisses unter Verwendung der aufgezeichneten Werte ausgeführt werden.
Obwohl die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung im Schutzumfang der angefügten Ansprüche zu verwirklichen.

Claims

Fahrzeug, das umfasst: einen Drehmomentwandler, der ein Turbinenrad aufweist; ein Getriebe, das ein mit dem Turbinenrad verbundenes Eingangselement aufweist und das ferner mehrere Kupplungen aufweist, von denen während eines Heraufschaltens unter Last eine als eine herankommende Kupplung wirkt und eine andere als eine abgehende Kupplung wirkt; und einen Controller, der eine Proportional-Integral-Differential-Logik (PID-Logik) aufweist, der mit dem Turbinenrad und mit den mehreren Kupplungen in Verbindung steht, wobei der Controller konfiguriert ist zum: Abfallenlassen eines Druckbefehls zu der abgehenden Kupplung auf einen kalibrierten Haltedruck nach Beginn des Heraufschaltens unter Last; Verwenden der PID-Logik zum Einführen eines kalibrierten Fehlers in einen Druckbefehl der abgehenden Kupplung während einer Füllphase der herankommenden Kupplung, um dadurch zu veranlassen, dass ein kalibrierter Schlupfbetrag über die abgehende Kupplung auftritt, und um zu veranlassen, dass ein resultierender Schwellenbetrag des Hochdrehens der Drehzahl des Turbinenrads auftritt; Aufrechterhalten des kalibrierten Schlupfbetrags und des Hochdrehens auf einem konstanten Pegel unter Verwendung der PID-Logik; Aufzeichnen eines Kupplungsdrucks und eines entsprechenden Kupplungsdrehmoments der abgehenden Kupplung, während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden; Bestimmen eines Füllpegels der herankommenden Kupplung unter Verwendung einer Trajektorie eines Integratorterms der PID-Logik, während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden; und Einstellen eines Steuerwerts der herankommenden oder der abgehenden Kupplung unter Verwendung des Füllpegels und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrucks und/oder des aufgezeichneten Kupplungsdrehmoments.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller ferner konfiguriert ist zum: Verwenden des eingestellten Kupplungssteuerwerts zum Steuern eines nachfolgenden Heraufschaltens in dem Fahrzeug.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Hochdrehen wenigstens 20 Umdrehungen pro Minute (min^–1) über einer kalibrierten Basisturbinenraddrehzahl ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Einstellen eines Kupplungssteuerwerts das Einstellen eines zum Steuern der abgehenden oder der herankommenden Kupplung verwendeten Verstärkungswerts enthält.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller ferner konfiguriert ist zum: Einstellen eines Kupplungssteuerwerts einschließlich des Erhöhens oder Verringerns einer Fülldauer der herankommenden Kupplung.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller ferner konfiguriert ist zum: Warten für eine kalibrierte Dauer, nachdem der Schlupf nach Initiierung des Heraufschaltens null erreicht hat, bevor der kalibrierte Fehler eingeführt wird.
Verfahren zum Bestimmen von Kupplungssteuerwerten während eines Heraufschaltens unter Last in einem Fahrzeug, das eine herankommende Kupplung, eine abgehende Kupplung und einen Drehmomentwandler, der ein Turbinenrad aufweist, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Abfallenlassen eines Druckbefehls zu der abgehenden Kupplung auf einen kalibrierten Haltedruck nach Beginn des Heraufschaltens unter Last; Verwenden der Proportional-Integral-Differential-Logik (PID-Logik) eines Controllers zum Injizieren eines kalibrierten Fehlers in einen Druckbefehl der abgehenden Kupplung während einer Füllphase der herankommenden Kupplung, um dadurch zu veranlassen, dass ein kalibrierter Schlupfbetrag über die abgehende Kupplung auftritt und dass ein resultierender Schwellenbetrag des Hochdrehens der Drehzahl des Turbinenrads von wenigstens 20 Umdrehungen pro Minute über einer Basisturbinenraddrehzahl auftritt; Aufrechterhalten des kalibrierten Schlupfbetrags und des Hochdrehens auf einem konstanten Pegel unter Verwendung der PID-Logik; Aufzeichnen eines Kupplungsdrucks und eines entsprechenden Kupplungsdrehmoments der abgehenden Kupplung, während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden; Bestimmen eines Füllpegels der herankommenden Kupplung unter Verwendung einer Trajektorie eines Integratorterms der PID-Logik, während der Schlupf und das Hochdrehen aufrechterhalten werden; und Einstellen eines Steuerwerts der herankommenden oder der abgehenden Kupplung unter Verwendung des Füllpegels, des aufgezeichneten Kupplungsdrucks und des aufgezeichneten Kupplungsdrehmoments einschließlich des Einstellens eines Verstärkungswerts, der zum Steuern der abgehenden oder der herankommenden Kupplung und zum Einstellen des Füllvolumens der herankommenden Kupplung verwendet wird; Verwenden des eingestellten Kupplungssteuerwerts zum Steuern eines nachfolgenden Heraufschaltens in dem Fahrzeug, wobei das Einstellen eines Kupplungssteuerwerts das Einstellen eines zum Steuern der abgehenden oder der herankommenden Kupplung verwendeten Verstärkungswerts enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst: Warten für eine kalibrierte Dauer, nachdem der Schlupf nach Initiierung des Heraufschaltens null erreicht hat, bevor der kalibrierte Fehler eingeführt wird.