DE102013206530B4 - Fahrzeug und Verfahren zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung in einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Fahrzeug, das umfasst: eine Kraftmaschine mit einer Ausgangswelle; einen Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad, wobei das Pumpenrad mit der Ausgangswelle verbunden ist; ein Getriebe mit einem Eingangselement, das mit dem Turbinenrad verbunden ist, wobei das Getriebe mehrere Betriebszustände einschließlich eines Neutralleerlauf-Zustandes (NI-Zustandes) umfasst, und ferner eine festgelegte NI-Kupplung umfasst, die selektiv betätigt wird, um in den NI-Zustand einzutreten, wenn sich das Getriebe in einem Fahrzustand befindet und das Fahrzeug stationär ist; und einen Controller in Kommunikation mit dem Getriebe; wobei der Controller dazu konfiguriert ist, einen Referenzschlupffehler in Abhängigkeit der Kraftmaschinendrehzahl und der Turbinenraddrehzahl zu berechnen; dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner dazu konfiguriert ist, unter Verwendung einer Funktion des Referenzschlupffehlers zu detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung während des Betriebs im NI-Zustand aktiv ermüdet, und eine Steuerhandlung in Bezug auf das Getriebe auszuführen, wenn die ermüdende NI-Kupplung detektiert wird, wobei die Steuerhandlung ein automatisches Einstellen eines kalibrierten Drehmomentwandler-Schlupfprofils des Fahrzeugs umfasst, das verwendet wird, um einerseits einen Schlupf über dem Drehmomentwandler im NI-Zustand und in einem Park/Neutral-Zustand (P/N-Zustand) zu steuern, und anderseits das Getriebe in einem anschließenden NI-Zustand zu steuern.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung in einem Getriebe mit einem Neutralleerlaufzustand. Ein derartiges Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der US 2010/0 170 740 A1 bekannt geworden.
• HINTERGRUND
• Fahrzeuggetriebe sind dazu ausgelegt, ein Drehmoment von einer Kraftmaschine oder einem anderen Antriebsaggregat an einen Satz von Antriebsrädern zu übertragen. Eine Ausgangswelle des Antriebsaggregats wird in Abhängigkeit vom gewünschten Getriebebetriebszustand selektiv mit einer Getriebeeingangswelle verbunden oder davon getrennt. In einem Automatikgetriebe wird diese Verbindung mit dem Getriebe automatisch über einem hydrodynamischen Drehmomentwandler geschaffen.
• Die Konstruktion eines herkömmlichen Drehmomentwandlers ermöglicht, dass ein zunehmendes Ausmaß an Schlupf über dem Drehmomentwandler auftritt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Ein maximales Schlupfniveau wird schließlich erreicht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null erreicht. Die Fähigkeit zum variablen Schlupf, die von einem Drehmomentwandler bereitgestellt wird, ermöglicht, dass sich die Kraftmaschine oder das andere Antriebsaggregat während des Leerlaufs in bestimmten Getriebeeinstellungen oder -zuständen, beispielsweise in der Parkstellung (P) oder Neutralstellung (N), weiterhin dreht. In einigen Fahrzeugkonstruktionen wird ein zusätzlicher Getriebezustand ermöglicht, wenn das Getriebe in die Fahrstellung (D) gesetzt ist, während sich das Fahrzeug in einem Stillstand befindet. Dieser Zustand wird üblicherweise als Neutralleerlauf (NI) bezeichnet.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Hier wird ein Fahrzeug offenbart, das ein Automatikgetriebe mit einer Neutralleerlauf-Funktionalität (NI-Funktionalität) aufweist. Das Fahrzeug umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.
• Insbesondere wird hier ein Fahrzeug offenbart, das eine Kraftmaschine, einen Drehmomentwandler, ein Getriebe und einen Controller umfasst. Die Kraftmaschine weist eine Ausgangswelle auf und der Drehmomentwandler weist ein Pumpenrad und ein Turbinenrad auf. Das Pumpenrad ist mit der Ausgangswelle verbunden. Das Getriebe umfasst ein mit dem Turbinenrad verbundenes Eingangselement. Die Betriebszustände des Getriebes umfassen einen Neutralleerlauf-Zustand (NI-Zustand), in den eingetreten wird, wenn sich das Getriebe in einem Fahrzustand befindet und das Fahrzeug stationär ist. Der Controller berechnet einen Referenzschlupffehler als Funktion der Kraftmaschinen- und der Turbinenraddrehzahl und detektiert unter Verwendung einer Funktion des Referenzschlupffehlers, wenn die festgelegte NI-Kupplung während des Betriebs im NI-Zustand aktiv ermüdet. Der Controller führt auch eine Steuerhandlung aus, wenn die ermüdende NI-Kupplung detektiert wird.
• Ein Verfahren zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung umfasst die Merkmale des Anspruchs 8.
• Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine schematische Darstellung eines Beispielfahrzeugs mit einem Getriebe mit einem Neutralleerlauf-Zustand (NI-Zustand) und einem Controller, der zum Detektieren einer ermüdenden Getriebekupplung konfiguriert ist, wie hier dargelegt.
• 2 ist ein schematisches Hebeldiagramm für ein beispielhaftes Achtganggetriebe mit einer festgelegten NI-Kupplung, das bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendet werden kann.
• 3 ist ein schematisches Hebeldiagramm eines beispielhaften Sechsganggetriebes, das bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendbar ist.
• 4 ist eine graphische Darstellung von verschiedenen Getriebesteuerparametern, die zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung in dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendet werden.
• 5 ist eine schematische Darstellung eines Satzes von Schlupfkurven, die beim Steuern des Fahrzeugs von 1 verwendet werden.
• 6 ist ein Ablaufplan, der ein Beispielverfahren zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung unter Verwendung der in 5 gezeigten Parameter beschreibt.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen verschiedenen Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist ein Beispielfahrzeug 10 schematisch in 1 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Automatikgetriebe 14 mit verschiedenen Modi oder Zuständen, einschließlich eines Neutralleerlauf-Zustandes (NI-Zustandes), wie hier beschrieben, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Ein Controller 26 steht mit dem Getriebe 14 über einen Kommunikationskanal (Doppelkopfpfeil 21) in Kommunikation. Der Controller 26 ist dazu konfiguriert, Befehle auszuführen, die das vorliegende Verfahren 100 verkörpern, von dem ein Beispiel nachstehend mit Bezug auf 6 mit zusätzlichem Bezug auf 4 und 5 beschrieben wird, um dadurch eine ermüdende Kupplung während des Betriebs im NI-Zustand zu detektieren, und zum Ausführen von einer oder mehreren geeigneten Steuerhandlungen in Reaktion auf die Detektion der ermüdenden Kupplung.
• Wie auf dem Fachgebiet gut verstanden ist, ist im NI-Zustand ein Getriebe wie z. B. das Getriebe 14 von 1 in der Fahrstellung (D) angeordnet, während elektrohydraulische Kupplungsdruckregelungsventile (nicht dargestellt) den Druck an einer festgelegten NI-Kupplung verringern. Dies setzt das Getriebe 14 in einen teilweise belasteten ”hydraulischen neutralen” Zustand. Wenn der Drehmomentwandlerschlupf niedrig genug ist, so dass die Last, die ein Turbinenrad 34 auf das Pumpenrad 32 ausübt, verringert wird, dann wird die Last an der Kraftmaschine 12 verringert. Die Verringerung der Kraftmaschinenlast zeigt sich als verringerter Leerlaufkraftstoffverbrauch sowie verringertes Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) des Antriebsstrangs. Der NI-Zustand ist daher von der Parkstellung/Neutralstellung (P/N) verschieden. In der P/N sind die verschiedenen Kupplungen des Getriebes 14 offen, d. h. nicht mit Druck beaufschlagt. Im NI-Zustand ist eine festgelegte NI-Kupplung geschlossen und wird gerade über dem Rückstellfederdruckpegel mit Druck beaufschlagt, um den Schlupf über dem Drehmomentwandler 16 zu steuern.
• Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine Brennkraftmaschine 12 oder ein anderes geeignetes Antriebsaggregat. Die Kraftmaschine 12 wird selektiv und/oder variabel mit dem Getriebe 14 über den Drehmomentwandler 16 verbunden. Die Kraftmaschine 12 weist eine Ausgangswelle 13 auf, die sich mit einer Kraftmaschinendrehzahl (N_E) dreht. Das Getriebe 14 weist wiederum eine Eingangswelle 15 auf, die sich mit einer Drehzahl (N_T) dreht. Die Übertragung eines Eingangsdrehmoments (T_I) auf das Getriebe 14 findet über den Drehmomentwandler 16 statt.
• Das in 1 gezeigte Getriebe 14 weist auch eine Ausgangswelle 18 auf, die schließlich ein Getriebeausgangsdrehmoment (T_O) von einem oder mehreren Kupplungs- und Zahnradsätzen 17 übermittelt, um dadurch das Fahrzeug 10 über einen Satz von Antriebsrädern 24 anzutreiben. Die Ausgangswelle 18 dreht sich schließlich mit einer Ausgangsdrehzahl (N_O). Die Kupplungs- und Zahnradsätze 17 können selektiv durch elektrohydraulische Steuerungen, die durch Fluid 37 betrieben werden, das durch eine Pumpe 33 von einem Fluidreservoir 35 zirkuliert wird, betätigt werden.
• Die Kraftmaschine 12 und der Drehmomentwandler 16 von 1 stehen mit dem Controller 26 in Kommunikation. Der Controller 26 kann als Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis mit solchen üblichen Elementen wie z. B. einem Mikroprozessor oder einer CPU, einem Speicher, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf: einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM) usw., und einer Schaltungsanordnung, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf: einen Hochgeschwindigkeitstakt (nicht dargestellt), eine Analog-Digital-Schaltungsanordnung (A/D-Schaltungsanordnung, eine Digital-Analog-Schaltungsanordnung (D/A-Schaltungsanordnung, einen Digitalsignalprozessor oder DSP und die erforderlichen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) und eine andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungsanordnung, konfiguriert sein. Der Controller 26 ist folglich dazu konfiguriert, selektiv Befehle auszuführen, die das vorliegende Verfahren 100 verkörpern, von dem ein Beispiel in 6 gezeigt ist und nachstehend beschrieben wird.
• Immer noch mit Bezug auf 1 kann der Drehmomentwandler 16 als hydrodynamischer Drehmomentwandler des auf dem Fachgebiet bekannten Typs, d. h. mit einem Stator 30, einem Pumpenrad 32 und einem Turbinenrad 34, verkörpert sein. Eine Überbrückungskupplung 31 kann verwendet werden, um das Pumpenrad 32 selektiv mit dem Turbinenrad 34 über einer Schwellenverriegelungsdrehzahl zu verriegeln, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich ist. Innerhalb des Drehmomentwandlers 16 wird das Turbinenrad 34 durch Fluid 37 angetrieben, wobei das Turbinenrad 34 wiederum mit der Eingangswelle 15 des Getriebes 14 verbunden ist. Folglich dreht die Drehung des Turbinenrads 34 schließlich die Eingangswelle 15 des Getriebes 14 mit einer Rate oder Drehzahl (N_T), die geringer als oder gleich der Kraftmaschinendrehzahl (N_E) ist, wobei ein viskoser Widerstand oder Reibungsverluste innerhalb der Kupplungs- und Zahnradsätze 17 und anderer verbundener Abschnitte des Getriebes 14 gewöhnlich die Drehzahl (N_T) auf ein Niveau verringern, das geringer ist als jenes der Kraftmaschinendrehzahl (N_E).
• Das Getriebe 14 kann als Mehrganggetriebe konfiguriert sein, das zum Herstellen von mehreren Getriebebetriebsmodi oder -zuständen geeignet ist, einschließlich eines Rückwärtsgangs (R), einer Neutralstellung (N), eines Neutralleerlaufs (NI) und verschiedener Vorwärtsfahrzustände (D) sowie eines optionalen Schnellgangzustandes. Beispielausführungsformen des Getriebes 14 werden nachstehend mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Ungeachtet der tatsächlichen Konfiguration des Getriebes 14 weist das Getriebe 14 eine festgelegte NI-Kupplung auf, die verwendet wird, um in den NI-Zustand einzutreten und dadurch den Leerlaufkraftstoffverbrauch zu verringern, sobald das Getriebe 14 in die Fahrstellung (D) gesetzt wird und veranlasst wird, dass das Fahrzeug 10 stationär bleibt, z. B. durch Bremsen.
• Das Niveau des Schlupfs über dem Drehmomentwandler 16 wird hier der Deutlichkeit halber als TC-Schlupf bezeichnet, wobei der Wert des TC-Schlupfs gleich der Differenz zwischen der Kraftmaschinen- und der Turbinenraddrehzahl ist, d. h. [N_E – N_T]. Das heißt, wenn die TCC 31 innerhalb des Drehmomentwandlers 16 vollständig verriegelt ist, gilt N_E = N_T und daher ist der TC-Schlupf null. Ohne Verriegelung der TCC 31 oder wenn die TCC 31 nicht als Teil des Drehmomentwandlers 16 verwendet wird, besteht zumindest ein gewisses Niveau an TC-Schlupf aufgrund des viskosen Widerstandes oder der Reibung von den Kupplungs- und Zahnradsätzen 17 des Getriebes 14. Der TC-Schlupf variiert von Einheit zu Einheit (Aufbau zu Aufbau) im gleichen Fahrzeugmodell.
• Wie auf dem Fachgebiet gut verstanden ist, können Fahrzeuge mit einer gegebenen Konstruktion keinen tatsächlichen TC-Schlupf erreichen, der sich dem typischen natürlichen minimalen Schlupf des Fahrzeugs nähert. Dies kann aufgrund eines beliebig hohen Sicherheitsfaktors auftreten, der keinen optimalen TC-Schlupf für eine gegebene Temperatur erreicht. Das einzigartige TC-Schlupfniveau kann sich zwischen individuellen Fahrzeugen eines gemeinsamen Modells oder einer gemeinsamen Konstruktion auf der Basis der einzigartigen Leistung und Baugeschichte, der Verwendung und des Verschleißes dieses Fahrzeugs unterscheiden. Herkömmliche Verfahren verstärken gewöhnlich ein beliebig hohes Schlupfniveau über alle Fahrzeuge einer gegebenen Konstruktion auf der Basis des Verhaltens eines repräsentativen Kalibrierungsfahrzeugs oder von repräsentativen Kalibrierungsfahrzeugen. Die vorliegende Methode kann verwendet werden, um die Leistung eines Fahrzeugs über die Zeit feinabzustimmen, und/oder für Wartungszwecke, wie nachstehend mit Bezug auf 4–6 dargelegt.
• Mit Bezug auf 2 und 3 sind zwei Beispielgetriebe 14 und 214 gezeigt. Jedes weist eine festgelegte NI-Kupplung auf. Das Beispielgetriebe 14 von 2 ist ein Achtganggetriebe, während 3 ein beispielhaftes Sechsganggetriebe mit Vorderradantrieb (FWD) darstellt. Innerhalb jedes Beispielgetriebes 14 und 214 ist der Grund, dass eine spezielle Kupplung als NI-Kupplung festgelegt ist, typischerweise dadurch bestimmt, (a) ob die Kupplung im 1. und 2. Gang eingeschaltet ist; (b) ob Kühlöl zur Kupplung zugeführt werden kann; und (c) wo der Getriebekasten natürlich schleift. Obwohl bestimmte Kupplungen in 2 und 3 als festgelegte NI-Kupplungen angegeben sind, kann die tatsächliche NI-Kupplung folglich mit der Getriebekonstruktion variieren.
• Das beispielhafte Achtganggetriebe 14 von 2 weist mehrere Zahnradsätze und Kupplungen, d. h. die Kupplungen und Zahnräder 17, wie schematisch in 1 gezeigt, auf. Das Getriebe 14 kann einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Zahnradsatz 40, 50, 60 und 70 umfassen. Bremskupplungen können Kupplungen 41 (CB12345R) und 36 (CB1278R) umfassen, wobei die Kupplung 36 in diesem Beispiel als festgelegte NI-Kupplung verwendet wird. Drehkupplungen 38 (C13567), 58 (C23468) und 48 (C45678R) können auch als Teil des Getriebes 14 verwendet werden. Wie nachstehend verwendet, bezieht sich die obige Nomenklatur, beispielsweise (C12567), auf eine Kupplung (C), die in den angegebenen Gangzuständen eingerückt ist, d. h. im ersten (1), zweiten (2), Rückwärtsgang (R) usw. Der Buchstabe (B) gibt eine nicht rotierende Kupplung, d. h. eine Bremse, an.
• Der erste Zahnradsatz 40 kann Knoten 42, 44 und 46 umfassen. Die Knoten 42, 44 und 46 können in einer nicht begrenzenden Beispielausführungsform ein Sonnenrad, ein Trägerrad bzw. ein Hohlrad sein. Der Knoten 46 kann selektiv mit einem stationären Element 28 über die Kupplung 41 verbunden werden. Der Knoten 42 kann selektiv mit dem stationären Element 28 über die Kupplung 36 verbunden werden.
• Der zweite Zahnradsatz 50 kann Knoten 52, 54 und 56 umfassen, die in einer speziellen Ausführungsform ein Sonnenrad, ein Trägerrad bzw. ein Hohlrad sein können. Der Knoten 52 kann direkt mit dem Knoten 42 des Zahnradsatzes 40 verbunden sein. Der Knoten 54 ist mit einer Eingangsseite der Drehkupplung 38 verbunden, ebenso wie die Getriebeeingangswelle 15 mit ihrem Eingangsdrehmoment (T_I). Der Knoten 56 ist mit dem dritten Zahnradsatz 60 verbunden, der Knoten 62, 64 und 66 umfassen kann. In einer speziellen Ausführungsform können die Knoten 62, 64 und 66 ein Sonnenrad, ein Trägerrad bzw. ein Hohlrad sein. Der Knoten 66 kann direkt mit dem Knoten 56 des zweiten Zahnradsatzes 50 verbunden sein und selektiv mit dem Knoten 54 durch die Kupplungen 58 und 38 verbunden werden.
• Der vierte Zahnradsatz 70 kann Knoten 72, 74 und 76 umfassen, die ein Sonnenrad, ein Trägerrad bzw. ein Hohlrad sein können. Der Knoten 76 ist direkt mit dem Knoten 44 über ein Verbindungselement 45 verbunden. Der Knoten 74 ist direkt mit der Getriebeausgangswelle 18 verbunden und ist auch direkt mit dem Knoten 64 des dritten Zahnradsatzes 60 über ein weiteres Verbindungselement 47 verbunden. Der Knoten 72 wird über die Kupplung 48 selektiv mit dem Knoten 62 verbunden.
• Im NI-Zustand kann die Verwendung einer kalibrierten Schlupfkurve, die für die Parkstellung/Neutralstellung ausgelegt ist, geringer als optimal sein. In der P/N ist die Kupplung 36 verriegelt, während dieselbe Kupplung 36 im NI schleift. Ebenso ist die Kupplung 38 im P/N offen, während dieselbe Kupplung 38 im NI verriegelt ist. Folglich besteht eine größere Wahrscheinlichkeit, dass die kalibrierte Schlupfkurve, die zum Steuern des P/N im Achtganggetriebe 14 von 2 verwendet wird, weniger als optimal ist, wenn sie im NI verwendet wird.
• Mit Bezug auf 3 ist ein anderes Getriebe 214 als beispielhaftes Sechsganggetriebe mit Vorderradantrieb konfiguriert. Das Getriebe 214 kann einen ersten, einen zweiten und einen dritten Zahnradsatz 240, 250 bzw. 260, Bremskupplungen 243 (CB26), 236 (CBR1) und 238 (CB1234) und Drehkupplungen 253 (C35R) und 251 (C456) umfassen. Ein Freilaufelement 19 (F1) kann verwendet werden, um eine Drehung in Bezug auf den Knoten 254 des zweiten Zahnradsatzes 250 zu verhindern.
• Der erste Zahnradsatz 240 kann Knoten 242, 244 und 246 umfassen, die in einer möglichen Ausführungsform ein Hohlrad, ein Trägerelement bzw. ein Sonnenrad sein können. Die Eingangswelle 15, die das Eingangsdrehmoment (T_I) trägt, kann selektiv mit den Knoten 244 und 246 über die Kupplungen 251 bzw. 253 verbunden werden. Der Knoten 242 ist direkt mit dem Knoten 264 des dritten Zahnradsatzes 260 über ein Verbindungselement 245 verbunden.
• Der zweite Zahnradsatz 250 umfasst Knoten 254, 256 und 257, die in einer möglichen Ausführungsform als Hohlrad, Trägerrad bzw. Sonnenrad konfiguriert sein können. Der Knoten 257 ist direkt mit der Getriebeeingangswelle 15 verbunden. Der Knoten 254 ist mit dem Knoten 244 des ersten Zahnradsatzes 240 verbunden. Das Freilaufelement 19 (F1) kann verwendet werden, um das stationäre Element 28 zu verbinden, um eine Drehung in Bezug auf den Knoten 254 nur in einer Drehrichtung zu ermöglichen.
• Der dritte Zahnradsatz 260 umfasst Knoten 262, 264 und 266, die als Hohlrad, Trägerrad bzw. Sonnenrad verkörpert sein können. Der Knoten 266 wird selektiv mit dem stationären Element 28 über die Kupplung 238 (CB1234) verbunden, die als festgelegte NI-Kupplung fungieren kann. Der Knoten 264 ist mit dem Knoten 242 des ersten Zahnradsatzes 240 und mit der Ausgangswelle 18 des Getriebes 14 verbunden. Der Knoten 262 ist direkt mit dem Knoten 256 des zweiten Zahnradsatzes 250 verbunden.
• Mit Bezug auf 4 ist ein Satz von Leistungskurven 90 für das Beispielgetriebe 14 von 1 gezeigt. Die Kraftmaschinendrehzahl, die konstant ist, ist, durch die Linie 91 dargestellt. Der Kupplungsdruck (Kurve 93) für die festgelegte NI-Kupplung fällt nach t₀, wie gezeigt, d. h. direkt nachdem das Getriebe 14 in den NI-Zustand eintritt. Die Turbinenraddrehzahl (Kurve 92) nimmt nach t₀ zu. Wenn bestimmte Eintrittsbedingungen zwischen t₁ und t₂ erfüllt sind, schaltet ein Software-Flag 98 bei t₂ ein. Wenn das Software-Flag 98 aktiv ist, zeichnet der Controller 26 von 1 ein Ausmaß an Schlupf bei einer spezifischen gemessenen Temperatur als Punkt auf einer kalibrierten Schlupfkurve auf. In Abhängigkeit von den aufgezeichneten Werten kann der Controller 26 durch Ausführen von einer oder mehreren Steuerhandlungen in Bezug auf das Getriebe 14 eine Abhilfehandlung unternehmen.
• Ein Zielschlupf (S_T) wird für das Fahrzeug 10 über eine kalibrierte Schlupfkurve in der herkömmlichen Weise vorgesehen. Siehe beispielsweise die Schlupfkurve 84 von 5. Die Turbinenraddrehzahl (Kurve 92) von 4 müsste den Durchsichtverlauf 192 aufweisen, um dieses Schlupfziel zu erreichen. Der tatsächliche Turbinenraddrehzahlverlauf ist jedoch unzureichend, um dieses Schlupfziel zu erreichen, und folglich existiert ein beträchtliches Ausmaß eines Schlupffehlers. Wenn der Schlupf (S₁) beispielsweise 77 min^–1 in Bezug auf die Kraftmaschinendrehzahl (Linie 91) mit einem Zielschlupf (S_T) von 70 min^–1 ist, ist der Schlupffehler (77 min^–1 – 70 min^–1) = 7 min^–1. Da der Zielschlupf nicht erreicht werden kann, wird nach t₂ die Turbinenraddrehzahl (Kurve 92) im Bereich 95 mit einem höheren Schlupfniveau S₂, z. B. 87 min^–1, gesteuert.
• Vorbestimmte Eintrittsbedingungen in das vorliegende Verfahren 100 sind erfüllt, wenn im Betrieb im NI-Zustand der Kupplungsdruck (Kurve 93) für eine festgelegte NI-Kupplung weiterhin mit einer kalibrierten Rate abnimmt, während sich der Referenzschlupffehler für eine kalibrierten Dauer, d. h. t₁ bis t₂, nicht ändert. Diese Bedingung weist darauf hin, dass der Zielschlupf (S_T) in diesem speziellen Fahrzeug nicht erreichbar ist. Folglich schaltet der Controller 26 von 1 das Software-Flag 98 bei t₂ ein und beginnt die Aufzeichnung des tatsächlichen Schlupfprofils.
• Mit Bezug auf 5 umfasst ein Beispielsatz von kalibrierten Schlupfkurven 80 eine erste kalibrierte Schlupfkurve 82 und eine zweite kalibrierte Schlupfkurve 84, wobei ein Ausmaß des Schlupfs (S) auf der vertikalen Achse aufgetragen ist und die Temperatur (T) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Die erste kalibrierte Schlupfkurve 82 ist eine kalibrierte Referenz-Drehmomentwandler-Schlupfkurve zur Verwendung bei der Schlupfsteuerung des Getriebes 14 von 1 während des Park/Neutral-Zustandes (P/N-Zustandes). Eine kalibrierte Sicherheitstoleranz von ungefähr 10 min^–1 bis 20 min^–1 kann die kalibrierte Schlupfkurve 82 von der zweiten kalibrierten Schlupfkurve 84 trennen, wobei die zweite kalibrierte Schlupfkurve 84 die tatsächliche Steuerkurve zur Verwendung während des P/N-Zustandes ist.
• Die zweite kalibrierte Schlupfkurve 84 ist auch typischerweise die Vorgabekurve für die Schlupfsteuerung während des NI-Zustandes. Wie vorstehend angegeben, bedeuten jedoch die Unterschiede der Kupplungssteuerung des NI-Zustandes relativ zum P/N-Zustand, insbesondere in 8-Gang- oder höheren Getrieben, dass das Steuern des Schlupfs auf die P/N-Schlupfkurve, d. h. die zweite kalibrierte Schlupfkurve 84, nicht immer ideal sein kann. Eine dritte kalibrierte Schlupfkurve 86, wie in Durchsicht gezeigt, kann für den NI erforderlich sein, wobei die Differenz 88 zwischen den Kurven 84 und 86 das Ausmaß der Einstellung ist, die potentiell für die zweite kalibrierte Schlupfkurve 84 erforderlich ist.
• Durch Detektieren einer ermüdenden Kupplung, eine Bedingung, die dem Punkt 87 entspricht, kann der Controller 26 von 1 feststellen, ob sich Schmutz im Getriebe befinden, die sich auf das Gleichgewicht des Drehmoments am Hebel auswirken, oder ob die vorliegende Sicherheitstoleranz zwischen den Kurven 82 und 84 geringer ist als sie sein sollte, d. h. ob und in welchem Umfang die zweite kalibrierte Schlupfkurve 84 ganz oder teilweise eingestellt werden sollte, um das Schaltgefühl im NI-Zustand zu optimieren. Das Verlassen des NI-Zustandes mit einer ermüdenden festgelegten NI-Kupplung könnte zu einem wahrnehmbaren Schaltstoß führen. Die Verwendung des vorliegenden Verfahrens 100 kann daher das Schaltgefühl in einem Fahrzeug mit NI-Fähigkeit optimieren.
• Mit Bezug auf 6 beginnt ein Beispielverfahren 100 zur Verwendung des Controllers 26 von 1, um eine ermüdende Kupplung zu detektieren, mit Schritt 102. In Schritt 102 stellt der Controller 26 fest, ob das Fahrzeug 10 bis zu einem Stopp ausgerollt ist und das Getriebe 14 in den NI-Zustand eingetreten ist. Das Verfahren 100 geht zu Schritt 104 weiter, wenn in den NI-Zustand eingetreten wurde. Ansonsten geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 weiter.
• In Schritt 104 wird während des Betriebs im NI-Zustand der Schlupf über dem Drehmomentwandler 16 periodisch durch den Controller 26 überwacht. Der Controller 26 kann vorübergehend den Schlupf (S) und die Temperatur (T), die im Beispielsatz von Kurven 80 von 5 gezeigt sind, die vorstehend beschrieben wurden, aufzeichnen. Danach geht das Verfahren 100 zu Schritt 106 weiter.
• In Schritt 106 stellt der Controller 26 von 1 fest, ob eine vorbestimmte Eintrittsbedingung erfüllt ist, unter der der Druck für die Ni-Kupplung abnimmt, aber der Referenzschlupffehler nicht auf die Abnahme reagiert. Diese Eintrittsbedingung weist darauf hin, dass der Zielschlupf im Fahrzeug nicht erreichbar ist. Schritt 106 kann das Berechnen der Änderungsrate des Regelungsdrucks für die kalibrierte Dauer t₁ bis t₂ und das Prüfen auf Abnahme, Erhöhung oder konstante Trends zur Folge haben. Gleichzeitig wird die Referenzschlupffehlerrate für dieselbe kalibrierte Zeit auf der Basis der Differenz zwischen dem Zielschlupf und dem aktuellen Schlupf über dem Drehmomentwandler 16 von 1 berechnet. Wenn ein negativer Trend im Regelungsdruck ohne Auswirkung auf den Referenzschlupffehler einen zulässigen Trend überschreitet, dann wird das Software-Flag 98 von 4 durch den Controller 26 von 1 aktiviert. Das Verfahren 100 geht dann zu Schritt 108 weiter.
• In Schritt 108 führt der Controller 26 eine geeignete Steuerhandlung oder mehrere solche Handlungen aus. Verschiedene Ausführungsformen existieren für Schritt 108. Der Controller 26 kann beispielsweise ein festes Ausmaß an Einstellung zur Durchführung an der Gesamtheit der zweiten kalibrierten Schlupfkurve 84 von 5 bestimmen. Das heißt, die ganze Kurve 84 kann um ein festes Ausmaß nach oben verschoben werden, so dass der Zustand der ermüdenden Kupplung am Punkt 87 von 5 vermieden wird. Dies kann durch Erhöhen der Sicherheitstoleranz zwischen den Kurven 84 und 86 oder durch anderweitiges Verschieben der Position der zweiten kalibrierten Schlupfkurve 84 von 5 nach oben in die Position der dritten Kurve 86 erreicht werden.
• Andere Steuerhandlungen können ausgeführt werden, wie z. B. Setzen eines Diagnosecodes im Speicher des Controllers 26. Hier wird erkannt, dass angesammeltes Reibungsmaterial oder anderer Schmutz im Getriebe 14 die natürliche Schlupfkurve eines gegebenen Fahrzeugs über die Zeit andern können. Daher kann die detektierte ermüdende Kupplung auf angesammelten Schmutz hindeuten, wobei eine geeignete Steuerhandlung die Signalisierung des möglichen Bedarfs an einer Wartung und/oder Inspektion des Getriebes 14 sein kann.
• In Schritt 110, nachdem in Schritt 102 festgestellt wurde, dass das Getriebe 14 gegenwärtig nicht im NI-Zustand arbeitet, steuert der Controller 26 das Getriebe 14 gemäß den Anforderungen des gegenwärtigen Betriebszustandes.
• Unter Verwendung eines Controllers 26, der dazu konfiguriert ist, das Verfahren 100 auszuführen, kann eine ermüdende Kupplung leicht detektiert und korrigiert werden, wenn sie im NI-Zustand arbeitet. Das vorliegende Verfahren 100 ermöglicht das automatische Umlernen der natürlichen Schlupfkurve des Fahrzeugs 10 von 1, die über die Lebensdauer des Fahrzeugs 10 variieren kann, um das Gefühl des NI zu optimieren. Ebenso schafft die Verwendung des Verfahrens 100 eine robuste und konsistente NI-Steuerung über die Lebensdauer des Fahrzeugs 10 sowie Einblick in eine mögliche Ölverunreinigung, die sich als sich ändernder Schlupf zeigen kann.

Claims (9)

1. Fahrzeug, das umfasst: eine Kraftmaschine mit einer Ausgangswelle; einen Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad, wobei das Pumpenrad mit der Ausgangswelle verbunden ist; ein Getriebe mit einem Eingangselement, das mit dem Turbinenrad verbunden ist, wobei das Getriebe mehrere Betriebszustände einschließlich eines Neutralleerlauf-Zustandes (NI-Zustandes) umfasst, und ferner eine festgelegte NI-Kupplung umfasst, die selektiv betätigt wird, um in den NI-Zustand einzutreten, wenn sich das Getriebe in einem Fahrzustand befindet und das Fahrzeug stationär ist; und einen Controller in Kommunikation mit dem Getriebe; wobei der Controller dazu konfiguriert ist, einen Referenzschlupffehler in Abhängigkeit der Kraftmaschinendrehzahl und der Turbinenraddrehzahl zu berechnen; dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner dazu konfiguriert ist, unter Verwendung einer Funktion des Referenzschlupffehlers zu detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung während des Betriebs im NI-Zustand aktiv ermüdet, und eine Steuerhandlung in Bezug auf das Getriebe auszuführen, wenn die ermüdende NI-Kupplung detektiert wird, wobei die Steuerhandlung ein automatisches Einstellen eines kalibrierten Drehmomentwandler-Schlupfprofils des Fahrzeugs umfasst, das verwendet wird, um einerseits einen Schlupf über dem Drehmomentwandler im NI-Zustand und in einem Park/Neutral-Zustand (P/N-Zustand) zu steuern, und anderseits das Getriebe in einem anschließenden NI-Zustand zu steuern.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller dazu konfiguriert ist, einen Kupplungsdruck der festgelegten NI-Kupplung zu bestimmen und in Abhängigkeit des Kupplungsdrucks und des Referenzschlupffehlers zu detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung ermüdet.
3. Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Controller dazu konfiguriert ist festzustellen, wenn der Referenzschlupffehler stabil ist, während der Kupplungsdruck der festgelegten NI-Kupplung abnimmt, und dadurch zu detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung aktiv ermüdet.
4. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Achtganggetriebe ist und die festgelegte NI-Kupplung eine Bremskupplung ist, die auch im 1., 2., 7., 8. und Rückwärtsgang eingerückt wird.
5. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Sechsganggetriebe ist und die festgelegte NI-Kupplung im 1., 2., 3. und 4. Gang eingerückt wird.
6. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerhandlung das Setzen eines Diagnosecodes in einem Speicher des Controllers umfasst.
7. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerhandlung ein Einstellen nur eines Teils einer kalibrierten Drehmomentwandler-Schlupfkurve und dann ein Steuern des Getriebes in einem anschließenden NI-Zustand unter Verwendung der Schlupfkurve mit dem eingestellten Teil umfasst.
8. Verfahren zum Detektieren einer ermüdenden Kupplung in einem Fahrzeug mit einem Getriebe mit einem Neutralleerlauf-Zustand (NI-Zustand), wobei die ermüdende Kupplung eine festgelegte NI-Kupplung ist, die betätigt wird, um in den NI-Zustand einzutreten, wenn sich das Getriebe in einem Fahrzustand befindet und das Fahrzeug stationär ist, wobei das Verfahren umfasst: Messen einer Drehzahl einer Kraftmaschine des Fahrzeugs; Messen einer Drehzahl eines Turbinenrades des Fahrzeugs; Berechnen eines Referenzschlupffehlers als Funktion der Kraftmaschinendrehzahl und Turbinenraddrehzahl über einen Controller; Detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung während des Betriebs im NI-Zustand aktiv ermüdet, unter Verwendung einer Funktion des Referenzschlupffehlers, einschließlich: Bestimmen eines Kupplungsdrucks der festgelegten NI-Kupplung; und Detektieren, wenn die festgelegte NI-Kupplung aktiv ermüdet, durch Feststellen, wenn der Referenzschlupffehler stabil ist, während der Kupplungsdruck der festgelegten NI-Kupplung abnimmt; und Ausführen einer Steuerhandlung, wenn die ermüdende NI-Kupplung detektiert wird, einschließlich: automatisches Einstellen eines kalibrierten Drehmomentwandler-Schlupfprofils des Fahrzeugs, das verwendet wird, um einen Schlupf über dem Drehmomentwandler im NI-Zustand und in einem Park/Neutral-Zustand (P/N-Zustand) zu steuern; und Steuern des Getriebes in einem anschließenden NI-Zustand unter Verwendung des eingestellten kalibrierten Drehmomentwandler-Schlupfprofils.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ausführen einer Steuerhandlung ferner ein Setzen eines Diagnosecodes in einem Speicher des Controllers umfasst.

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