DE102014105774B4

DE102014105774B4 - Verfahren zur steuerung eines getriebes während eines rangierschaltens

Info

Publication number: DE102014105774B4
Application number: DE102014105774.0A
Authority: DE
Inventors: Paul G. Otanez
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2022-05-05
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE102014105774A1; US9091329B2; CN104132128A; US20140329635A1; CN104132128B

Abstract

Verfahren (300) zum Steuern eines Getriebes (10), umfassend:Detektieren (304) eines Einleitens eines Rangierschaltens des Getriebes (10);in Reaktion auf eine derartige Detektion, Anlegen einer ersten Hilfskupplung (36), um ein erstes feststehendes Element mit einem ersten Planetenradsatz (14) des Getriebes (10) zu verbinden;Anlegen einer zweiten Hilfskupplung (32), um ein zweites feststehendes Element mit einem zweiten Planetenradsatz (16) des Getriebes (10) zu verbinden, wobei der zweite Planetenradsatz (16) mit dem Ausgangselement (22) des Getriebes (10) gekoppelt ist;Anlegen einer primären Kupplung (34), um den ersten Planetenradsatz (14) mit einem dritten feststehenden Element zu verbinden;Verringern (312) eines ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung (36) des Getriebes (10) aufgebracht wird, um einen ersten Druckkalibrierungswert (X1);Ermitteln (314), ob ein Zahnradspiel aufgetreten ist; undnach dem Ermitteln, ob das Zahnradspiel aufgetreten ist, Verringern (324) eines zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) des Getriebes (10) aufgebracht wird, um Endantriebs-Drehmomentstörungen während des Rangierschaltens zu minimieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Steuern eines Getriebes, um eine Rangierschaltzeit zu minimieren und Endantriebs-Drehmomentstörungen während eines Rangierschaltens zu minimieren.
HINTERGRUND
Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse vorgeschrieben.
Eine Klauenkupplung, Bandkupplung oder andere Hochleistungskupplung kann in einem Getriebe verwendet werden, wenn es erwünscht ist, Schlupfen zu begrenzen oder zu beseitigen. Im ausgerückten Zustand ist der Umlaufverlustbeitrag von der Klauenkupplung oder Bandkupplung verglichen mit einer Mehrplatten-Reibkupplung minimal. Zusätzlich können manche Hochleistungskupplungen erwünscht sein, weil sie weniger Raum als eine Reibkupplung einnehmen können.
Aus der Druckschrift DE 102 25 655 A1 ist eine Rangierschaltsteuerung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Getriebes bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zum Steuern eines Getriebes, um eine Rangierschaltzeit zu minimieren und Endantriebs-Drehmomentstörungen während eines Rangierschaltens zu minimieren. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Detektieren eines Einleitens eines Rangierschaltens des Getriebes; in Reaktion auf eine derartige Detektion, Anlegen einer ersten Hilfskupplung, um ein erstes feststehendes Element mit einem ersten Planetenradsatz des Getriebes zu verbinden; Anlegen einer zweiten Hilfskupplung, um ein zweites feststehendes Element mit einem zweiten Planetenradsatz des Getriebes zu verbinden, wobei der zweite Planetenradsatz mit dem Ausgangselement des Getriebes gekoppelt ist; Anlegen einer primären Kupplung, um den ersten Planetenradsatz mit einem dritten feststehenden Element zu verbinden; Verringern eines ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, um einen ersten Druckkalibrierungswert; Ermitteln, ob ein Zahnradspiel aufgetreten ist; und nach dem Ermitteln, ob das Zahnradspiel aufgetreten ist, Verringern eines zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, um Endantriebs-Drehmomentstörungen während des Rangierschaltens zu minimieren.
In einer Ausführungsform umfasst der Schritt eines Ermittelns, ob das Rangierspiel aufgetreten ist, ferner die folgenden Schritte: Überwachen einer Turbinenrad-Drehzahl eines Drehmomentwandlers, der mit dem Getriebe gekoppelt ist, wenn die primäre Kupplung angelegt ist, oder wenn das Rangierschalten eingeleitet wird, um eine maximale Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; und Überwachen der Turbinenrad-Drehzahl, nachdem das Rangierschalten eingeleitet worden ist, um eine Ist-Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln. Der Schritt eines Ermittelns, ob das Rangierspiel aufgetreten ist, umfasst ferner das Bestimmen, ob die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als eine Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und einem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist. Der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks umfasst ein Verringern des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung aufgebracht wird, um einen zweiten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist.
In einer Ausführungsform umfasst der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks ein Verringern des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung aufgebracht wird, um einen dritten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, wobei der dritte Druckkalibrierungswert größer als der zweite Druckkalibrierungswert ist. Der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung aufgebracht wird, um den dritten Druckkalibrierungswert wird durchgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Anlegen der primären Kupplung verstrichen ist, selbst wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist. Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine Funktion der Getriebeausgangsdrehzahl sein, wenn das Rangierschalten eingeleitet wird, und kann etwa eine Sekunde betragen. Der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks der zweiten Hilfskupplung des Getriebes wird durchgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Einleiten des Rangierschaltens verstrichen ist, selbst wenn das Zahnradspiel nicht aufgetreten ist.
Der Schritt eines Verringerns des ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, um den ersten Druckkalibrierungswert wird wiederholt, wenn der erste Druck kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert ist und der zweite Druck kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert ist. Der erste vorbestimmte Druckschwellenwert kann etwa null sein. Der zweite vorbestimmte Druckschwellenwert kann etwa null sein.
In einer Ausführungsform wird der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, wiederholt, wenn der erste Druck kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert ist und der zweite Druck kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert ist. Die primäre Kupplung kann eine Klauenkupplung sein.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Steuern eines Getriebes einen oder mehrere der folgenden Schritte: Anlegen einer ersten Hilfskupplung, um ein erstes feststehendes Element mit einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes des Getriebes zu verbinden; wobei der erste Planetenradsatz das erste Element, ein zweites Element und ein drittes Element umfasst; Anlegen einer zweiten Hilfskupplung, um ein zweites feststehendes Element mit einem ersten Element eines zweiten Planetenradsatzes des Getriebes zu verbinden; Anlegen einer primären Kupplung, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit einem dritten feststehenden Element zu verbinden; Messen einer Turbinenrad-Drehzahl eines Turbinenrads eines Drehmomentwandlers, der mit einem Eingangselement des Getriebes gekoppelt ist, wenn die primäre Kupplung angelegt ist, um eine maximale Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; Verringern eines ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, um einen ersten Druckkalibrierungswert nach Anlegen der primären Kupplung; Messen der Turbinenrad-Drehzahl nach Verringern des ersten Drucks, um eine Ist-Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; Ermitteln, ob die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als eine Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und einem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, um zu ermitteln, ob ein Zahnradspiel aufgetreten ist; und Verringern eines zweiten Drucks einer zweiten Hilfskupplung um einen zweiten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist; und Verringern des zweiten Drucks der zweiten Hilfskupplung um einen dritten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, um Endantriebs-Drehmomentstörungen während eines Rangierschaltens zu minimieren.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner ein Wiederholen des Schrittes eines Verringerns eines ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung des Getriebes aufgebracht wird, um einen ersten Druckkalibrierungswert, wenn der erste Druck nicht null ist, umfassen. Der Schritt eines Verringerns des zweiten Drucks der zweiten Hilfskupplung um den dritten Druckkalibrierungswert wird durchgeführt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit Anlegen der primäre Kupplung verstrichen ist, selbst wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist. Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine Sekunde betragen. Der zweite Druckkalibrierungswert ist größer als der erste Druckkalibrierungswert. Der dritte Druckkalibrierungswert ist größer als der zweite Druckkalibrierungswert. Das Verfahren kann ferner ein Detektieren eines Rangierschaltens vor Anlegen einer ersten Hilfskupplung umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Steuern des Getriebes die folgenden Schritte: Anlegen von Hilfskupplungen, um feststehende Elemente mit Planetenradsätzen des Getriebes zu verbinden, Anlegen einer Klauenkupplung, um ein Element von einem der Planetenradsätze mit einem der feststehenden Elemente zu verbinden; Messen einer Drehzahl eines Drehelements des Getriebes, wenn die primäre Kupplung angelegt ist, um eine maximale Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; Verringern von Drücken, die auf die Hilfskupplungen des Getriebes aufgebracht werden, um einen ersten Druckkalibrierungswert nach Anlegen der primären Kupplung; Messen der Drehzahl des Drehelements nach Verringern des Drucks der Hilfskupplungen um den ersten Druckkalibrierungswert, um eine Ist-Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; Ermitteln, ob die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als eine Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und einem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, um zu ermitteln, ob ein Zahnradspiel aufgetreten ist; Verringern der Drücke, die auf die Hilfskupplungen aufgebracht werden, um einen zweiten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist; und Verringern der Drücke, die auf die Hilfskupplungen aufgebracht werden, um einen dritten Druckkalibrierungswert, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, um Endantriebs-Drehmomentstörungen während eines Rangierschaltens zu minimieren. Der dritte Druckkalibrierungswert ist größer als der zweite Druckkalibrierungswert.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Ausführungsarten und anderen Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen, leicht deutlich werden.
Figurenliste

1A ist ein Hebeldiagramm eines Zehnganggetriebes;
1B ist eine schematische Darstellung eines weiteren Zehnganggetriebes;
1C ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungs-Bauteile in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse der in den 1-2 veranschaulichten Getriebe darstellt;
2A ist ein Hebeldiagramm des Getriebes von 1A, das das Getriebe von 1A, das in der Neutralstellung arbeitet, zeigt;
2B ist ein Hebeldiagramm des Getriebes der 1A und 2A;
3 ist ein Schaltdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Schalten des Getriebes der 1A-1B veranschaulicht, wenn der Eingang mit einem Drehmomentwandler verbunden ist;
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Schalten eines Getriebes veranschaulicht;
5A ist ein Hebeldiagramm des Getriebes von 1A, das das Getriebe von 1A beim Rollen im Rückwärtsgang zeigt;
5B ist ein Hebeldiagramm eines Teils des Getriebes der 1A und 5A;
6 ist ein Schaltdiagramm, das ein Verfahren zum Schalten des Getriebes der 1A-1B veranschaulicht, wenn der Eingang direkt mit einer Kraftmaschine oder einem Motor ohne einen Drehmomentwandler verbunden ist;
7A ist ein Hebeldiagramm des Getriebes der 1A, wobei das Getriebe von 1A in der Neutralstellung arbeitet und direkt mit einer Kraftmaschine oder einem Motor ohne einen Drehmomentwandler verbunden ist;
7B ist ein Hebeldiagramm eines Teils des Getriebes der 1A und 7A;
7C ist ein schematisches Diagramm eines Steuerungssystems zur Verwendung mit dem Verfahren von 4;
7D ist eine grafische Darstellung, die Ergebnisse der Anwendung des Verfahrens von 4 veranschaulicht; und
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Rangierschaltens eines in den 1A und 7A gezeigten Getriebes veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In manchen Formen der vorliegenden Offenbarung ist ein Neun- oder Zehnganggetriebe in einem relativ kleinen Bauraum vorgesehen, indem neun oder zehn Vorwärtsgänge mit vier Planetenradsätzen, vier Bremsen und drei Kupplungen erreicht werden. In anderen Abwandlungen können jedoch zusätzliche Bremsen, Kupplungen, Planetenradsätze oder andere Komponenten hinzugefügt oder weggelassen sein, und die hierin beschriebenen Verfahren können in Getrieben mit einer geringeren oder höheren Zahl von Gangzuständen verwendet werden, da Rangierschaltungen unabhängig von der Zahl von in dem Getriebe vorhandenen Gangzuständen sein könnten.
Die hierin veranschaulichten Neun- oder Zehngang-Automatikgetriebe weisen eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Bauteilen der vier Planetenradsätze auf. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich Kopplung oder Verbindung auf eine direkte, ständige und permanente Kopplung oder Verbindung, zum Beispiel durch ein starres Element oder eine starre Welle, zwischen Bauteilen. Eine selektive Kopplung oder Verbindung andererseits bezieht sich auf eine selektive Kopplung durch eine Kupplung oder Bremse, wobei die Kupplung oder Bremse eingerückt und ausgerückt werden kann, so dass, wenn sie eingerückt ist, die selektiv gekoppelten oder verbundenen Bauteile zusammen rotieren, jedoch wenn sie ausgerückt ist, die selektiv gekoppelten oder verbundenen Bauteile frei sind, um unabhängig zu rotieren.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten verweisen, veranschaulicht 1 ein Getriebe 10 mit zehn Gängen in einem Hebeldiagrammformat. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des Planetengetriebes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Deshalb enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel, der mehr als drei Knoten (in der Regel vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung miteinander verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten an einem einzigen Hebel dargestellt werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis jedes entsprechenden Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um ein geeignetes Verhältnis und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt.
Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18, einen vierten Planetenradsatz 20 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22. In dem Hebeldiagramm von 1A weist der erste Planetenradsatz 14 drei Knoten auf: einen ersten Knoten 14A, einen zweiten Knoten 14B und einen dritten Knoten 14C. Der zweite Planetenradsatz 16 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 16A, einen zweiten Knoten 16B und einen dritten Knoten 16C. Der dritte Planetenradsatz 18 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 18A, einen zweiten Knoten 18B und einen dritten Knoten 18C. Der vierte Planetenradsatz 20 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 20A, einen zweiten Knoten 20B und einen dritten Knoten 20C.
Das Eingangselement 12 kann ein Drehelement sein und ist ständig mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und dem dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 kann ein Drehelement sein und ist ständig mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 und dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Der erste Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 ist mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der dritte Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 ist mit dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie etwa eine erste Bremse 36, verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 34 verbindet den dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 und den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Die erste Bremse 36 kann als die erste Hilfskupplung bezeichnet werden.
Die zweite Bremse 34 ist eine Hochleistungskupplung, wie etwa eine Klauenkupplung oder eine Bandkupplung. Alternativ kann die zweite Bremse 34 eine primäre Kupplung sein, die wiederum eine Klauenkupplung sein kann. Zum Beispiel kann die zweite Bremse 34 auch bei einem niedrigen darauf aufgebrachten Druck ein hohes Drehmoment zeigen. Die Hochleistungskupplung kann nach voller Einrückung hohe Niveaus an Drehmoment transportieren. Ein Beispiel einer Hochleistungskupplung umfasst eine Klauenkupplung, die vernachlässigbare Umlaufverluste oder Umlaufverluste nahe bei null aufweist. Die Klauenkupplung kann Zähne mit darin gebildeten Nuten aufweisen, die selektiv mit einem zweiten Satz Nuten, die in einem anderen Satz Zähnen an der Fläche des feststehenden Elements gebildet sind, in Eingriff gebracht werden können; jedoch kann die Klauenkupplung eine beliebige andere geeignete Form haben. Somit kann die Klauenkupplung zwei Hälften von gegenüberliegenden Zähnen und Nuten aufweisen, von denen eine Hälfte mit dem feststehenden Element oder einem anderen Element verbunden ist, und von denen die andere Hälfte mit einem Verbindungselement 42 verbunden ist. Die Klauenkupplung steht nicht durch Reibung sondern durch Formschluss und Kämmen der Zähne und Nuten der Hälften der Klauenkupplung in Eingriff. In einer anderen Abwandlung kann die Hochleistungskupplung beispielhaft eine Bandkupplung sein, die ein Reibband oder Nicht-Reibband aufweist, das um eine Welle oder Trommel gespannt ist. Die zweite Bremse 34 kann jede Art von primärer Reibkupplung sein. Somit kann die zweite Bremse 34 im Allgemeinen als die primäre Kupplung bezeichnet werden.
Eine erste Kupplung 26 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12, den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Eine zweite Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12, den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 und den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16.
Eine dritte Bremse 30 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Eine vierte Bremse 32 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Die dritte Bremse 30 kann auch als die Haltekupplung bezeichnet werden. Die vierte Bremse 32 kann auch als die zweite Hilfskupplung bezeichnet werden.
Die erste und zweite Kupplung 26, 28 und die erste, dritte und vierte Bremse 36, 30, 32 können Reibscheibenkupplungen sein, zum Beispiel eine Mehrzahl von ineinandergreifenden Reib- und/oder Nicht-Reibscheiben in einem Kupplungspaket. Die Reibkupplungen können Schlupfen aufweisen, wenn sie angelegt werden, was für einen geschmeidigen Schaltübergang sorgt.
Nun unter Bezugnahme auf 1B stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform des Getriebes 10 mit zehn Gängen dar. In 1B wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1A übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen. 1B ist eine mögliche Ausführungsform des in dem Hebeldiagramm von 1A veranschaulichten Getriebes.
Zum Beispiel umfasst der Planetenradsatz 20 ein Sonnenradelement, ein Hohlradelement und ein Planetenradträgerelement, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der vierte Planetenradsatz 20 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz. Jedoch kann der vierte Planetenradsatz 20 alternativ ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das Sonnenradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Planetenträgerelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind in dieser Ausführungsform jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement als auch dem Hohlradelement zu kämmen.
Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenradelement, ein Hohlradelement und ein Planetenradträgerelement, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der zweite Planetenradsatz 16 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, aber in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung könnte der zweite Planetenradsatz 16 ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das Sonnenradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Das Hohlradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Die Planetenräder 16D sind in dieser Ausführungsform jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement als auch dem Hohlradelement zu kämmen.
Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenradelement, ein Hohlradelement und ein Planetenradträgerelement, das einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der dritte Planetenradsatz 18 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, aber in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung könnte der dritte Planetenradsatz 18 ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das Sonnenradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Hohlradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Das Planetenträgerelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 und einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Die Planetenräder 18D sind in dieser Abwandlung jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement als auch dem Hohlradelement zu kämmen.
Der Planetenradsatz 14 umfasst ein Sonnenradelement, ein Hohlradelement und ein Planetenradträgerelement, das einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Der erste Planetenradsatz 14 ist in dieser Abwandlung ein einfacher Planetenradsatz, jedoch könnte in anderen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung der erste Planetenradsatz 14 ein zusammengesetzter Planetenradsatz sein. Das Sonnenradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlradelement ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Das Planetenträgerelement ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Die Planetenräder 14D sind in dieser Ausführungsform jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement als auch dem Hohlradelement zu kämmen.
Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Kraftmaschine (nicht gezeigt), mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) oder mit einem Elektromotor (nicht gezeigt) verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt) verbunden.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 26, 28 und Bremsen 30, 32, 34 und 36 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Getriebegehäuses. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 26 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48 zu verbinden. Die zweite Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 zu verbinden.
Die dritte Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Verbindungselements 48 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die vierte Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Verbindungselements 52 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die zweite Bremse 34, die eine Hochleistungskupplung, wie etwa eine Klauenkupplung oder Bandkupplung ist, ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Verbindungselements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die erste Bremse 36 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Verbindungselements 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.
Nun unter Bezugnahme auf die 1B und 1C wird die Arbeitsweise des Getriebes 10A mit zehn Gängen beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10A in der Lage ist, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in zumindest zehn Vorwärtsdrehzahl-Drehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.h. erste Kupplung 26, zweite Kupplung 28, erste Bremse 36, zweite Bremse 34, dritte Bremse 30 und vierte Bremse 32) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird.
1C ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein „X“ in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Ein „O“ stellt dar, dass die besondere Drehmomentübertragungseinrichtung (d.h. eine Bremse oder Kupplung) ein oder aktiv ist, aber kein Drehmoment transportiert. In 1C werden keine „O“ verwendet. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10A anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.
Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Kupplung 26 und die vierte Bremse 32 eingerückt oder aktiviert. Die erste Kupplung 26 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 48. Die vierte Bremse 32 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Verbindungselements 52 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsübersetzungsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 1C gezeigt ist.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und Gangzustände des Getriebes 10A mit zehn Gängen zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltungen, d.h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
Nun unter Bezugnahme auf 2A, 2B, 3 und 4 wird ein Verfahren zum Betreiben des Getriebes 10A beschrieben. 2A veranschaulicht das Hebeldiagramm des Getriebes 10 oder 10A, wenn die Kraftmaschine oder der Elektromotor des Fahrzeugs eingeschaltet ist. In dieser Ausführungsform veranschaulicht 2A ein Getriebe für einen Antriebsstrang, der einen Drehmomentwandler 11 aufweist. Der Drehmomentwandler 11 kann ein Turbinenrad 13 umfassen und koppelt eine Kraftmaschine oder einen Motor funktional mit dem Eingangselement 12. Von daher nimmt das Eingangselement 12 Drehmoment von der Kraftmaschine oder dem Motor über den Drehmomentwandler 11 auf und übersetzt Drehmoment über die gesamten Planetenradsätze 14, 16, 18, 20 des Getriebes 10, 10A. Die Winkelverschiebung der Hebel aus ihren vertikalen Stellungen, gibt die Bewegung der Knoten an, die von den vertikalen Linien, die jedem Hebel zugeordnet sind, verschoben sind. Knoten links von der vertikalen Linie, die deren Hebeln zugeordnet sind, laufen in einer negativen Richtung um, und die Knoten rechts von der vertikalen Linie, die deren Hebel zugeordnet sind, laufen in einer positiven Richtung um.
In 2A ist das Fahrzeug in der Neutralstellung. Wie es in 2A gezeigt ist, erfahren die folgenden Knoten eine Bewegung, wenn das Fahrzeug eingeschaltet und in der Neutralstellung ist: 14A, 14B, 14C, 20A, 20C, 16A und 16B, da jeder dieser Knoten von der vertikalen Linie, die ihrem Hebel zugeordnet ist, verschoben ist. Genauer laufen die Knoten 14A, 14C, 20A, 16A und 16B in einer positiven Richtung um; und die Knoten 14B und 20C laufen in einer negativen Richtung um. Wenn das Fahrzeug in der Neutralstellung ist, läuft die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 nicht um, und gleichermaßen laufen die Knoten 18A, 18B, 18C, 16C und 20B in der Neutralstellung nicht um. Die vierte Bremse 32 (1A und 1B) kann in manchen Ausführungsformen auf eine stetige Weise überall in der Rückwärts-, Fahr- und Neutralstellung angelegt werden, um die Knoten 18B und 16C zu bremsen.
Wie es oben mit Bezug auf die Hochleistungskupplung erläutert wurde, kann es erwünscht sein, die Hochleistungskupplung bei einer Umlaufdrehzahl von null oder bei einer niedrigen Umlaufdrehzahl einzurücken, um die gegenüberliegenden Flächen (bei einer Klauenkupplung) der Hochleistungskupplung in Eingriff zu bringen, und/oder die Hochleistungskupplung ohne ein abruptes Gefühl eines schweren Schaltens, das für Fahrzeuginsassen deutlich werden würde, einzurücken. Dieses abrupte Gefühl eines schweren Schaltens kann durch Zahnradspiel, schnelle Beschleunigung / Verzögerung von Getriebekomponenten usw. verursacht werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Dementsprechend kann es erwünscht sein, den zweiten Knoten 14B, an dem die Hochleistungskupplung wirkt, zu verlangsamen oder anzuhalten, bevor die Hochleistungskupplung angelegt wird.
Deshalb ist ein Verfahren 100 zum Schalten eines Getriebes, zum Beispiel des Getriebes 10, eines Kraftfahrzeugs in 4 gezeigt. Das Verfahren 100 kann mit den oben beschriebenen Getrieben 10, 10A oder mit einem anderen Getriebe verwendet werden. Zur Erleichterung des Verständnisses wird das Verfahren 100 zunächst zur Verwendung mit dem Getriebe 10 beschrieben. Jedoch kann das Verfahren 100 auch mit dem Getriebe 10A oder irgendeinem anderen geeigneten Getriebe verwendet werden. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 eines Anlegens einer Drehmomentübertragungseinrichtung, wie etwa einer ersten Bremse 36, um ein erstes Element mit einem anderen Element der Mehrzahl von Planetenradsätzen zu verbinden. Deshalb kann das Verfahren 100 in dem Getriebe 10 implementiert werden, indem die erste Bremse 36 an den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 angelegt wird.
Wie es in 2B gezeigt ist, wenn die erste Bremse 36 angelegt ist, hört der erste Knoten 14A auf, umzulaufen, und die anderen Knoten 14C, 14B des ersten Hebels hören ebenfalls auf, umzulaufen. Daher wird der zweite Knoten 14B angehalten; mit anderen Worten, die Schlupfdrehzahl über die herankommende Hochleistungskupplung ist null oder vernachlässigbar, und die Hochleistungskupplung (die eine Klauenkupplung oder eine Bandkupplung sein kann) kann leicht und geschmeidig an den zweiten Knoten 14B mit der Drehzahl von null oder sehr niedriger Drehzahl angelegt werden. Somit umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 104 eines Anlegens der Hochleistungskupplung, um den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 mit dem feststehenden Element zu verbinden, während die erste Bremse 36 angelegt ist. Das Eingangselement 12 wird auch angehalten, indem die erste Bremse 36 in der Neutralstellung angelegt wird, da der dritte Knoten 14C damit verbunden ist.
In dieser Ausführungsform, und in anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen, kann auf die Drehmomentübertragungseinrichtungen Druck aufgebracht werden, ohne sie vollständig einzurücken, um das Verfahren 100 der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Zum Beispiel kann in manchen Abwandlungen auf die erste Bremse 36 Druck aufgebracht werden, um die erste Bremse 36 teilweise, aber nicht vollständig, einzurücken, wodurch der erste Knoten 14A verlangsamt wird, aber etwas Schlupfen zugelassen wird. In einem solchen Fall wird der zweite Knoten 14B verlangsamt, aber nicht notwendigerweise vollständig angehalten werden. In anderen Ausführungsformen kann die erste Bremse 36 vollständig in Eingriff gebracht und gesperrt werden, bevor die zweite Bremse 34 angelegt wird.
In der Ausführungsform von 1B ist der erste Knoten 14A das Hohlradelement, der zweite Knoten 14B ist das Sonnenradelement und der dritte Knoten 14C ist das Planetenradträgerelement. Von daher wird die erste Bremse 36 an das Hohlrad angelegt, um die Knoten 14A, 14B, 14C des ersten Planetenradsatzes 14 anzuhalten, und dann kann die zweite Bremse 34 (die eine Hochleistungskupplung, wie etwa eine Klauenkupplung oder eine Bandkupplung ist) geschmeidig an das Sonnenradelement angelegt werden.
Unter Bezugnahme auf 1C ist die erste Bremse 36 in der Neutralstellung, dem ersten Gang oder dem Rückwärtsgang in der Regel nicht angelegt. Dementsprechend, nachdem die Hochleistungskupplung angelegt ist, umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 106 eines Lösens des Drehmomentübertragungsmechanismus, der zuerst angelegt wurde. In dieser Ausführungsform umfasst der Schritt 106 ein Lösen der ersten Bremse 36, nachdem die Hochleistungskupplung, d.h. die zweite Bremse 34, angelegt ist.
Nun unter Bezugnahme auf 3 veranschaulicht ein Schaltdiagramm Anwendungen des Verfahrens 100, um das Getriebe 10, das mit einem Drehmomentwandler verbunden ist, zu schalten. Um aus der Neutralstellung in die Fahrstellung zu schalten, kann die erste Bremse 36 und dann die zweite Bremse 34 angelegt werden, wie es oben erläutert wurde. Die erste Bremse 36 kann vollständig eingerückt werden, oder auf sie kann lediglich derart Druck aufgebracht werden, dass sie teilweise eingerückt ist und schlupft. Mit anderen Worten kann die erste Bremse 36 angelegt, aber nicht vollständig eingerückt oder gesperrt sein; aber in anderen Abwandlungen kann sie vollständig angelegt und gesperrt sein.
Nun unter Bezugnahme auf die 5A-5B legt ein Fahrer für ein Roll-Rangierschalten, wenn das Getriebe in dem Rückwärtsgang-Drehzahlverhältnis rollt, in dem Getriebe 10 die Fahrstellung ein, so dass das Getriebe 10 in den ersten Gang wechseln muss. In diesem Fall umfasst das Verfahren 100 einen anderen Schritt eines Anlegens der dritten Bremse 30 vor dem Anlegen der zweiten Bremse 34, die die Hochleistungskupplung aufweist. Dies ist der Fall, weil in dem Rückwärtsgang-Drehzahlverhältnis das Ausgangselement 22 umläuft und deshalb die Knoten 18C und 20B, die mit dem Ausgangselement 22 verbunden sind, umlaufen. Das Anlegen einer Bremse an den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes, zusammen mit den anderen angelegten Bremsen hilft beim Verringern der Schlupfdrehzahl des zweiten Knotens 14B des ersten Planetenradsatzes 14 auf unter einen Drehzahl-Schwellenwert, was erwünscht ist, bevor die zweite Bremse 34 (die eine Klauenkupplung oder Bandkupplung ist) eingerückt wird. Nachdem die zweite Bremse 34 angelegt worden ist, kann das Verfahren 100 einen Schritt eines Lösens der dritten Bremse 30 umfassen.
Die vierte Bremse 32 kann zum Beispiel in dieser Drehmomentwandleranwendung auf eine stetige Weise überall in dem Neutral-, Rückwärts- und ersten Übersetzungsverhältnis angelegt sein. Mit anderen Worten wird die vierte Bremse 32 an den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 angelegt. Dementsprechend bleibt die vierte Bremse 32 überall in dem Rückwärts-, Neutral-, und ersten Gang eingerückt. Mit anderen Worten bleibt die vierte Bremse 32 während der Schritte eines Anlegens der ersten, zweiten und dritten Bremse 36, 34, 30 und der Schritte eines Lösens der ersten und dritten Bremse 36, 30 angelegt. Deshalb ist das Ergebnis, dass, wenn die dritte Bremse 30 angelegt ist, das Ausgangselement 22 aufhören wird, umzulaufen, weil der dritte Knoten 18C mit dem Ausgangselement 22 verbunden ist, und die anderen zwei Knoten 18A, 18B des dritten Planetenradsatzes 18 durch die dritte und vierte Bremse 30, 32 angehalten werden.
Zum Beispiel, unter Bezugnahme auf 5A, ist das Ausgangselement 22 so gezeigt, dass es in der Rückwärtsrichtung umläuft. Dementsprechend veranschaulicht 5A die Bewegung der Knoten der Hebel, wenn sich in einer Rückwärtsrichtung bewegt wird, bevor in die Fahrstellung geschaltet wird. Sowohl das Eingangselement 12 als auch das Ausgangselement 22 laufen um, ebenso wie die Knoten 18A, 18C, 16A, 16B, 20A, 20C, 14A, 14B und 14C. Genauer gesagt, laufen die Knoten 18C, 20C und 14B in der negativen Richtung um und die Knoten 18A, 16A, 16B, 20A, 14A und 14C laufen in einer positiven Richtung um.
Unter Bezugnahme auf 5B wird der Schritt 102 ausgeführt, um die erste Bremse 36 anzulegen, was den ersten Knoten 14A (oder das erste Element) des ersten Planetenradsatzes 14 stoppt, umzulaufen. Die vierte Bremse 32 wird in 5B auch als eine stetige Bremse angelegt, was das Umlaufen der Knoten 18B und 16C beendet. Dies führt jedoch nicht dazu, dass der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 aufhört, umzulaufen. Wie es oben festgestellt wurde, ist das Ziel für das Einrücken der Hochleistungskupplung, dass der zweite Knoten 14B eine Drehzahl bei null, eine vernachlässigbare Drehzahl oder eine niedrige Drehzahl aufweist. Wie es in 5B gezeigt ist, hat das Einrücken der ersten Bremse 36 den Effekt, dass der zweite Knoten 14B verlangsamt wird (im Vergleich mit 5A, bei der der Pfeil von der vertikalen Linie des Hebels für den ersten Planetenradsatz 14 in 5B kürzer ist als verglichen mit dem gleichen Pfeil in 5A, was anzeigt, dass der zweite Knoten 14B nach Anlegen der ersten Bremse 36 mit einer langsameren Geschwindigkeit umläuft). Jedoch läuft der zweite Knoten 14B noch mit einer Drehzahl um, die höher ist als es zum Aktivieren der Hochleistungskupplung erwünscht ist, weil ein „hartes Schalten“ (obgleich nicht ganz so hart) resultieren würde, wenn nur die erste Bremse 36 angelegt wird, bevor die Hochleistungskupplung angelegt wird. In manchen Abwandlungen der vorliegenden Offenbarung wird ein weniger hartes Schalten annehmbar sein, und dies bildet eine Abwandlung der vorliegenden Offenbarung.
Jedoch kann es in anderen Abwandlungen erwünscht sein, den zweiten Knoten 14B weiter auf eine Schlupfdrehzahl von null oder nahe null zu verlangsamen, bevor die Hochleistungskupplung angelegt wird. Deshalb wird zusätzlich zum Anlegen der ersten Bremse 36, und während die vierte Bremse 32 in einem stetigen Zustand angelegt ist, die dritte Bremse 30 ebenfalls angelegt. Die dritte Bremse 30 beendet das Umlaufen des ersten Knotens 18A des dritten Planetenradsatzes 18. Weil die vierte Bremse 32 auch als eine stetige Kupplung angelegt wird, wie es in 5B gezeigt ist, werden von daher zwei von drei Knoten des dritten Planetenradsatzes 18 gebremst (18A und 18B). Weil die ersten zwei Knoten 18A, 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gebremst werden, wird der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 auch aufhören, umzulaufen. Da der dritte Knoten 18C zur gemeinsamen Rotation mit dem Ausgangselement 22 verbunden ist, ist das Ergebnis, dass das Ausgangselement 22 auch aufhören wird, umzulaufen. Im Wesentlichen kann das Fahrzeug durch Anlegen der vierten Bremse 32 an den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 und Anlegen der dritten Bremse 30 an den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes angehalten werden. Wenn sich das Ausgangselement 22 auf einer Drehzahl bei null (oder nahe null) befindet, dann dient die erste Bremse 36 dazu, den zweiten Knoten 14B zu stoppen, umzulaufen, wie es mit Bezug auf die 2A und 2B oben erläutert und veranschaulicht wurde.
3 zeigt auch, dass die erste Kupplung 26 angelegt wird, wenn aus der Rückwärtsstellung in die Fahrstellung geschaltet wird. Dies ist der Fall, weil gemäß der Wahrheitstabelle in 1C die erste Kupplung 26 in Eingriff gebracht wird, während in dem Getriebe 10 ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis eingelegt ist.
In einer anderen Abwandlung kann statt oder zusätzlich zum Anlegen der dritten Bremse 30, wenn ein Roll-Rangierschalten aus der Rückwärtsstellung in die Fahrstellung ausgeführt wird, das Fahrzeug einfach über das Fahrzeugbremssystem gebremst werden, bevor die zweite Bremse 34 (Hochleistungskupplung) angelegt wird. Zum Beispiel kann ein Fahrzeugbremsbefehl gesendet werden, um das Fahrzeug aus dem Rollen in dem Rückwärtsgang anzuhalten, nachdem der Rückwärtsstellung-in-Fahrstellung-Schaltbefehl empfangen worden ist. In einem solchen Szenario wird der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 von der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 aufgrund der betätigten Fahrzeugbremsen im Wesentlichen gebremst. Deshalb wird in dieser Abwandlung die erste Bremse 36 angelegt und das Fahrzeug wird über das Bremssystem gebremst. Die vierte Bremse 32 kann auch konstant angelegt sein, wie es oben erläutert wurde. Das Ergebnis ist, dass die Schlupfdrehzahl über den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 hinweg null oder vernachlässigbar ist, und die Hochleistungskupplung (die zweite Bremse 34) dann geschmeidig angelegt werden kann. Um diese Abwandlung ohne Benutzereingriff zu bewerkstelligen, könnte das Verfahren 100 das Senden eines Signals an das Fahrzeugbremssystem umfassen, um zu bewirken, dass das Fahrzeug das Kraftfahrzeug, wie etwa durch das Fahrzeugtraktionssteuerungssystem, automatisch bremst. Dementsprechend kann ein Fahrer das Fahrzeug im Rückwärtsgang rollen lassen und dann die Fahrstellung einlegen, und die Hochleistungskupplung wird geschmeidig und ohne merklichen Schalteffekt auf den Fahrer angelegt.
Gemäß einer nochmals anderen Abwandlung wird der Drehmomentwandler weggelassen und es wird der Drehmomentübertragungsmechanismen verwendet, um das Fahrzeug anzufahren. Unter Bezugnahme auf 6 veranschaulicht ein Schaltdiagramm die verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen, die auf eine aktive oder stetige Weise in unterschiedlichen Schaltszenarien angelegt werden. In der Ausführungsform von 6 wird die vierte Bremse 32 verwendet, um das Fahrzeug unter Verwendung des Getriebes 10 anzufahren. Die vierte Bremse 32 ist in der Neutralstellung angelegt, und in der Fahrstellung ist die Hochleistungskupplung angelegt.
Wenn ein Rangierschalten ausgeführt wird, in welchem das Fahrzeug entweder im Rückwärtsgang gestoppt ist oder im Rückwärtsgang rollt, und in welchem der Fahrer in dem Fahrzeug die Fahrstellung einlegt, kann ein „hartes Schalten“ aus dem Anlegen der Hochleistungskupplung resultieren, wenn die Hochleistungskupplung allein mit der vierten Bremse 32 angelegt wird. Deshalb wird das Verfahren 100 verwendet, wobei die erste Bremse 36 angelegt wird (Schritt 102) bevor die zweite Bremse 34 angelegt wird (Schritt 104), und dann die erste Bremse 36 gelöst wird, nachdem die zweite Bremse 34 angelegt worden ist (Schritt 106). Jede Drehmomentübertragungseinrichtung kann teilweise eingerückt werden, indem Fluid auf diese aufgebracht wird, ohne sie vollständig einzurücken und zu sperren; oder in anderen Ausführungsformen können die Drehmomentübertragungseinrichtungen vollständig eingerückt sein.
Jedoch können zusätzliche Schritte des Verfahrens 100 für ein Getriebe 10 verwendet werden, das nicht mit einem Drehmomentwandler gekoppelt ist und stattdessen direkt mit einer Motor- oder Kraftmaschinen-Ausgangswelle gekoppelt ist, wenn aus der Rückwärtsstellung oder Rollen in der Rückwärtsstellung in die Fahrstellung geschaltet wird. Dies ist der Fall, weil die erste Bremse 36 nicht den Effekt haben wird, das Umlaufen des dritten Knotens 14C oder des zweiten Knotens 14B des ersten Planetenradsatzes 14 zu beenden, da das Eingangselement 12 nicht angehalten werden kann (ohne den Motor / die Kraftmaschine abzuwürgen). Deshalb wird das Eingangselement 12 ohne Drehmomentwandler zusammen mit einem Motor- oder Kraftmaschinenausgang in Bewegung bleiben müssen.
Zum Beispiel ist unter Bezugnahme auf 7A-7B das Hebeldiagramm für das Getriebe 10 veranschaulicht, bei dem das Eingangselement 12 direkt über einen Motor oder eine Kraftmaschine angetrieben wird, ohne dass ein Drehmomentwandler zwischen der Kraftmaschine und dem Getriebe 10 angeordnet ist. 7A zeigt die Bewegung der Getriebeknoten, des Eingangs und des Ausgangs, wenn in dem Fahrzeug die Neutralstellung eingelegt ist. Von daher ist das Ausgangselement 22 bewegungslos, und das Eingangselement 12 muss fortfahren, zu rotieren, um ein Abwürgen des Motors oder der Kraftmaschine zu vermeiden. Die Knoten 18A, 18B, 16A, 16B, 20A, 14C und 14A rotieren in einer positiven Richtung, und die Knoten 20C und 14B rotieren in einer negativen Richtung.
Von daher läuft ähnlich wie bei den oben gezeigten und beschriebenen Abwandlungen des zweiten Knotens 14B des ersten Planetenradsatzes 14 in der negativen Richtung um, was zum Anlegen der Hochleistungskupplung unerwünscht sein kann. Um die Hochleistungskupplung geschmeidig einzurücken (so dass das Getriebe 10 in den ersten Gang fortfahren kann), kann es erwünscht sein, das Umlaufen des zweiten Knotens 14B zu beenden. Das Verfahren 100 kann verwendet werden, um die erste Bremse 36 anzulegen, bevor die zweite Bremse 34 (Hochleistungskupplung) angelegt wird. Jedoch kann unter Bezugnahme auf 7B in dieser Ausführungsform das Eingangselement 12 nicht aufhören, zu rotieren (ohne Abwürgen), und der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 12 verbunden, so dass der dritte Knoten 14C auch nicht aufhören wird, umzulaufen. Somit muss der zweite Knoten 14B auch fortfahren, umzulaufen, und kann nicht angehalten werden. Wenn die erste Bremse 36 an den ersten Knoten 14A angelegt wird, fahren der zweite und dritte Knoten 14B, 14C dementsprechend fort, umzulaufen, aber der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 wechselt von negativem zu positivem Umlaufen, wobei es die Drehzahl von null passiert.
Dementsprechend umfasst das Verfahren 100 in dieser Ausführungsform das Anlegen der zweiten Bremse 34 (Hochleistungskupplung), wenn der zweite Knoten 14B eine Drehzahl von null oder nahe null erreicht, bevor es in einer positiven Richtung umläuft, wie es in 7B gezeigt ist. Deshalb kann, nun unter Bezugnahme auf 7C, ein Algorithmus und ein Steuerungssystem 200 verwendet werden, um zu ermitteln, wann der zweite Knoten 14B bei einer Drehzahl bei null oder nahe bei null liegt. Ein vorbestimmter oberer Schwellenwert 202 für die Soll-Drehzahl des zweiten Knotens 14B wird in das Steuerungssystem 200 eingegeben. In manchen Abwandlungen liegt der vorbestimmte obere Schwellenwert 202 nahe bei null.
Um den zweiten Knoten 14B auf eine Drehzahl zu bringen, die nahe bei oder unter dem vorbestimmten oberen Schwellenwert 202 liegt, wird Druck auf die erste Bremse 36 aufgebracht, ohne die erste Bremse 36 vollständig einzurücken. Wie es in 7A-7B veranschaulicht ist, wenn die erste Bremse 36 nicht angelegt ist, läuft der zweite Knoten 14B in einer negativen Richtung um (7A), und wenn die erste Bremse 36 vollständig eingerückt ist (7B), läuft der zweite Knoten 14B in einer positiven Richtung um; und zwar daher, wenn die erste Bremse 36 teilweise eingerückt ist, durch Aufbringen eines Betrages an Druck, der niedriger als ihr voller Eingriffsdruck ist (zwischen dem Druck, der in 7A (null) und in 7B (voll) aufgebracht wird). Damit der Soll-Druckbetrag auf die erste Bremse 36 aufgebracht wird, kann das Steuerungssystem 200 verwendet werden (siehe 7C).
Somit umfasst das Verfahren 100 zusätzliche Schritte eines Ermittelns der Ist-Drehzahl des zweiten Knotens 14B in dem Steuerungssystem. Die Ist-Drehzahl kann auf jede geeignete Weise, wie etwa durch Messen oder Schätzen, ermittelt werden. Das Verfahren 100 umfasst ein Vergleichen des Absolutwerts der Ist-Drehzahl des zweiten Knotens 14B mit dem vorbestimmten oberen Schwellenwert 202. Das Verfahren 100 könnte zum Beispiel die Ist-Drehzahl des zweiten Knotens 14B und den vorbestimmten oberen Schwellenwert 204 an einen Controller 206, wie etwa einen Proportional-Integral-Differenzial-Regler (PID-Regler), liefern.
Wenn der Absolutwert (oder die Größe) der Ist-Drehzahl des zweiten Knotens 14B den vorbestimmten oberen Schwellenwert 202 überschreitet, schätzt der Controller 206 einen Betrag an Druck oder einen Betrag an Druckänderung, um die erste Bremse 36 durch das Getriebe 10 aufzubringen. Dementsprechend sendet der Controller 206 ein Signal an das Getriebe 10, um dem Getriebe 10 zu befehlen, einen geschätzten Soll-Fluiddruck auf die erste Bremse 36 aufzubringen, der auf der Ist-Drehzahl des zweiten Knotens 14B und dem vorbestimmten oberen Schwellenwert 202 beruht.
In manchen Abwandlungen wird der Controller 206 nicht verwendet, um den geschätzten Druck zu ermitteln, aber ein strenges Befehlsprofil unter Verwendung eines Controllers 206 kann helfen, die Ist-Drehzahl näher und näher zu null ohne Überschießen in den positiven Umlaufbereich zu bewegen, was hilft, das Ergebnis zu stabilisieren. Zum Beispiel, wie es in 7D gezeigt ist, ist die Drehzahl S auf einer vertikalen Achse veranschaulicht, wobei die Zeit T auf einer horizontalen Achse veranschaulicht ist. Das Profil der Ist-Drehzahl A liegt unter der Achse der Zeit T, weil der zweite Knoten 14B in einer negativen Richtung umläuft (es sei denn, es überschießt das Ziel von null, was in 7C nicht gezeigt ist). Der Controller 206 kann bewirken, dass die Ist-Drehzahl A des zweiten Knotens 14B sich null (oder dem vorbestimmten oberen Schwellenwert 202, der bevorzugt näher bei null liegt) ohne Überschießen in einen positiven Drehzahlbereich annähert.
Die Schritte eines Ermittelns der Ist-Drehzahl A des zweiten Knotens 14B, eines Vergleichens des Absolutwerts der Ist-Drehzahl A mit einem vorbestimmten oberen Schwellenwert 202 und eines Einstellens des Fluiddrucks, der auf die erste Bremse 36 aufgebracht wird, werden wiederholt, bis der Absolutwert der Ist-Drehzahl A unter den vorbestimmten oberen Schwellenwert 202 fällt oder gleich diesem wird.
Wieder unter Bezugnahme auf 6 ist eine Schalttabelle für verschiedene Szenarien des Getriebes 10, das nicht mit einem Drehmomentwandler verbunden ist, veranschaulicht. Wenn zum Beispiel aus der Rückwärtsstellung in die Fahrstellung geschaltet wird, werden die erste Kupplung 26, die erste Bremse 36, die vierte Bremse 32 und die zweite Bremse 34 angelegt. Vor dem Anlegen der zweiten Bremse 34 wird die erste Bremse 36 eingerückt, wie es oben erläutert wurde, und ein Controller, wie etwa Controller 206, ermittelt, wie viel Fluiddruck auf die erste Bremse 36 aufzubringen ist, um zu einer Schlupfdrehzahl von null oder nahe null über den zweiten Knoten 14B zu führen. Sobald die Soll-Schlupfdrehzahl vorliegt, wird die zweite Bremse 34 angelegt. Dann wird die erste Bremse 36 gelöst. Die vierte Bremse 32 und die erste Kupplung 26 werden ebenfalls gelöst, und sie können gelöst werden, bevor oder nachdem die zweite Bremse 34 angelegt wird.
Wie es in 6 veranschaulicht ist, wird, wenn ein Fahrzeug in der Rückwärtsstellung rollt und das Fahrzeug in die Fahrstellung geschaltet wird, eine zusätzliche Bremse (die dritte Bremse 30) angelegt. Dies erfolgt, um das Ausgangselement 22 zu bremsen, ähnlich dem oben mit Bezug auf die 5A und 5B beschriebenen Szenario, außer dass 6 für das Getriebe 10 zur Verwendung ohne einen Drehmomentwandler 11 gilt, wie es in den 7A-7D veranschaulicht ist. Deshalb werden sowohl die erste als auch die dritte Bremse 36, 30 angelegt, bevor die zweite Bremse 34 angelegt wird, und dann werden die erste und dritte Bremse 36, 30 gelöst. Alternativ könnte das Ausgangselement 22 mit dem Fahrzeugbremssystem gebremst werden, wie es oben erläutert wurde. Für ein Anfahren in der Fahrstellung im ersten Gang wird die zweite Bremse 34 auf eine stetige Weise angelegt und es wird die vierte Bremse 32 angelegt. Für ein stetiges Schalten in der Fahrstellung in den ersten Gang werden die zweite und vierte Bremse 34, 32 auf eine stetige Weise angelegt.
Der Controller 206 ist ausgestaltet, um den Betrieb von einer oder mehreren Komponenten des Antriebsstrangsystems, wie etwa des Getriebes 10 zu steuern. Der Controller 206 kann ein Antriebsstrang-Steuerungsmodul (PCM) umfassen und kann die Funktion eines Kraftmaschinen-Controllers und eines Getriebe-Controllers erfüllen; jedoch können diese beiden Steuerungsfunktionen von einer einzigen Einrichtung oder einer Mehrzahl von kommunikativ verbundenen Einrichtungen durchgeführt werden. Steuerungsmodul, Modul, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendein geeignetes von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis / elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit / zentralen Verarbeitungseinheiten, (bevorzugt ein Mikroprozessor / Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablageeinrichtung (Nurlese, programmierbar Nurlese, Direktzugriff, Festplatte usw.), der / die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt / ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/ kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung / Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere geeignete Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Somit kann der Controller 206 einen oder mehrere Prozessoren und ein oder mehrere computerlesbare Medien, die Programmanweisungen speichern, umfassen. Der Controller 206 weist einen Satz von Steuerungsalgorithmen auf, die residente Software-Programmanweisungen und -kalibrierungen umfassen, die in Speicher gespeichert sind und ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Die Algorithmen werden vorzugsweise während vorab festgelegter Schleifenzyklen ausgeführt. Algorithmen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren, wie etwa Kraftmaschinenaktoren, zu steuern. Schleifenzyklen können in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 1,10 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Algorithmen in Antwort auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf 8 kann der Controller 206 verwendet werden, um ein Verfahren 300 zum Steuern des Getriebes 10 oder 10A (oder jedes anderen geeigneten Getriebes) auszuführen. Das Verfahren 300 kann die normale Kraftmaschinen- und Getriebesteuerungsmethodik unter festgelegten Bedingungen übergehen, um die Endantriebs-Drehmomentstörungen aufgrund eines Rangierschaltens zu verringern. Wie oben besprochen, umfasst ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe eine Anzahl von Zahnradelementen und Reibelementen, wie etwa Kupplungen, die selektiv gemäß einem vorbestimmten Plan zum Einrichten eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses zwischen den Getriebeeingangs- und - ausgangswellen in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden. Beim Gangschalten sind in verschiedene Mechanismen, wie etwa hydraulische oder elektrohydraulische Mechanismen konstruiert, um den Kupplungsdurchfluss und -druck so zu steuern, dass das Schalten für den Fahrzeuginsassen im Wesentlichen nicht wahrnehmbar ist. Dies ist besonders wichtig im Falle von Bereichs- oder Rangierschaltungen, da das Zahnradelementspiel erheblich sein kann (vor allem in Allrad-Fahrzeugen) und eine zu beanstandende Endantriebs-Drehmomentstörung auftreten kann. Es ist daher wünschenswert, die Endantriebs-Drehmomentstörung während eines Rangierschaltens eines Getriebes (z. B. Getriebe 10 oder 10A) mit einer Hochleistungskupplung mit hoher Leistung zu minimieren. Es ist auch wünschenswert, die Gangschaltzeit während eines Rangierschaltens zu minimieren.
Der Controller 206 kann das Verfahren 300 ausführen, um die Endantriebs-Drehmomentstörung und die Rangierschaltzeit während eines Rangierschalten des Getriebes 10 oder 10A oder irgendeines anderen geeigneten Getriebes, das eine Hochleistungskupplung, wie etwa die Hochleistungskupplung umfasst, zu minimieren.
Das Verfahren 300 startet in Schritt 302. Zuerst umfasst das Verfahren 300 in Schritt 304 ein Ermitteln, ob ein Rangierschalten aufgetreten ist. Mit anderen Worten detektiert der Controller 206 in Schritt 304 ein Einleiten eines Rangierschaltens durch das Getriebe 10. Wie hier verwendet, sind Rangierschaltungen als Getriebeschaltungen aus der Neutral- oder Parkstellung in einen Rückwärts- oder Vorwärtsfahrbereich, wie etwa Drive oder Low (oder umgekehrt), definiert. Zusätzlich umfassen Rangierschaltungen Getriebeschaltungen aus Wechseln von einem Vorwärtsbereich, wie etwa Drive oder Low, in eine Rückwärtsstellung (oder umgekehrt). Der Controller 206 ermittelt, dass das Einleiten eines Gangschaltens aufgetreten ist, wenn er ein Rangierschaltsignal von einer Gangwähleinrichtung (nicht gezeigt) oder irgendeiner anderen geeigneten Komponente des Fahrzeugs empfängt. Wenn der Controller 206 kein Rangierschaltsignal empfängt, dann ermittelt der Controller 206, dass kein Rangierschalten aufgetreten ist, und das Verfahren 300 kehrt zu dem Beginn in Schritt 302 zurück.
Wenn andererseits der Controller 206 das Gangwahleingangssignal empfängt und daher ermittelt, dass ein Rangierschalten aufgetreten ist, ermittelt der Controller 206 in Schritt 306, ob der zweite Knoten 14B gestoppt ist. Anders ausgedrückt, in Schritt 306 umfasst das Verfahren 300 ein Ermitteln, ob die Schlupfdrehzahl über die herankommende Hochleistungskupplung aufgrund des Anlegens der ersten Hilfskupplung 1AC (z.B. erste Bremse 36), der zweiten Hilfskupplung (z.B. vierte Bremse 32), der Haltekupplung (z.B. die dritte Bremse 30) oder einer Kombination davon, null oder vernachlässigbar ist, wie oben im Detail besprochen wurde. Wie oben besprochen wurde, kann in Reaktion auf die Detektion der Einleitung des Rangierschaltens die erste Hilfskupplung 1AC, wie etwa die erste Bremse 36, an den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 angelegt werden, um das feststehende Element mit dem ersten Knoten 14A, der ein Hohlrad, ein Sonnenrad oder ein Planetenradelement sein kann, zu verbinden. In Reaktion auf die Detektion der Einleitung des Rangierschaltens, kann auch die zweite Hilfskupplung, wie etwa die vierte Bremse 32 an den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 angelegt werden, um ein feststehendes Element mit dem dritten Knoten 16C zu verbinden. Die Haltekupplung, wie etwa die dritte Bremse 30, kann an den ersten Knoten 18A des ersten Planetenradsatzes 18 angelegt werden, um das feststehende Element mit dem ersten Knoten 18A zu verbinden. Wenn die erste Hilfskupplung, die zweite Hilfskupplung und die Haltekupplung angelegt sind, hört das Ausgangselement 22 auf, umzulaufen, wie oben besprochen wurde.
Wenn die Schlupfdrehzahl über die herankommende Hochleistungskupplung nicht unter einem Drehzahl-Schwellenwert liegt, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 304 zurück. Wenn die Schlupfdrehzahl über die herankommende Hochleistungskupplung hinweg knapp unter einem Drehzahlschwellenwert liegt, wird in Schritt 308 die Hochleistungskupplung an den zweiten Knoten 14B mit einer Drehzahl von null oder sehr geringen Drehzahl angelegt, wie oben im Detail besprochen wurde. Anschließend wird in Schritt 310 eine Zeit auf null gesetzt, ein Spieldetektions-Flag wird auf falsch gesetzt, und eine maximale Turbinenrad-Drehzahl tbn_max wird gleich der gemessenen Turbinenrad-Drehzahl des Turbinenrads des Drehmomentwandlers 11 gesetzt, wenn die Hochleistungskupplung angelegt wird. Der Schritt 310 umfasst ein Messen oder Überwachen der Turbinenrad-Drehzahl, nachdem die Klauenkupplung angelegt worden ist, aber bevor der Druck der ersten Hilfskupplung 1AC verringert wird. Die gemessene Turbinenrad-Drehzahl kann auch als die Ist-Turbinenrad-Drehzahl bezeichnet werden, die unter Verwendung jedes geeigneten Drehzahlsensors gemessen werden kann. Wenn das Getriebe direkt mit der Kraftmaschine oder dem Motor (d.h. nicht über einen Drehmomentwandler) verbunden ist, kann die Drehzahl der Eingangswelle oder des Eingangselements 12 gemessen werden. Dann umfasst Schritt 312 des Verfahrens 300 ein Verringern des Drucks der ersten Hilfskupplung 1AC (z.B. erste Bremse 36) um einen ersten Druckkalibrierungswert X1. Alternativ der Druck des ersten Hilfskupplung 1AC mit einer ersten Druckänderungsrate. Der erste Druckkalibrierungswert X1 kann durch Prüfen des Fahrzeugs ermittelt werden, und er ist abhängig von, unter anderem, der Getriebefluidtemperatur. Der Druck der ersten Hilfskupplung 1AC sollte nicht kleiner als null sein und kann als der erste Druck bezeichnet werden. Anschließend ermittelt der Controller 206 in Schritt 314, ob das Spieldetektions-Flag falsch ist oder ob die Zeit T (d.h. die Zeit, die vergangen ist, seit das Laufen der Zeitg gestartet wurde) größer als eine vorbestimmte Zeitgrenze Tlimit ist. Die vorbestimmte Zeitgrenze kann zum Beispiel etwa eine Sekunde betragen. Beispielsweise kann die vorbestimmte Zeitgrenze im Bereich zwischen 0,85 und 1,25 Sekunden liegen. Diese vorbestimmte Zeitgrenze kann eine Funktion des Getriebeleistungsflusses, der Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Schalten, der Getriebeausgangsdrehzahl, wenn das Rangierschalten eingeleitet wird, des Gangzustandes usw. sein.
In der ersten Schleife des Verfahrens 300 ist es wahrscheinlich, dass in Schritt 314 weder das Spieldetektions-Flag wahr ist noch die Zeit T größer als die vorbestimmte Zeitgrenze Tlimit sein wird. Falls das Spieldetektions-Flag falsch ist und die Zeit T nicht größer als die vorbestimmte Zeitgrenze Tlimit ist, ermittelt der Controller 206 in Schritt 316, ob die gemessene Turbinenrad-Drehzahl tbn des Drehmomentwandlers größer als die maximale Turbinenrad-Drehzahl tbn_max ist. Somit umfasst Schritt 316 auch das Messen der Turbinenrad-Drehzahl des Turbinenrads 13 des Drehmomentwandlers 11, wenn die Klauenkupplung angelegt wird, und das Verringern des ersten Drucks um den erste Druckkalibrierungswert X1. Wenn die gemessene Turbinenrad-Drehzahl tbn größer als die maximale Turbinenrad-Drehzahl tbn_max ist, wird in Schritt 318 die maximale Turbinenrad-Drehzahl gleich der gemessenen Turbinenrad-Drehzahl tbn eingestellt. Danach fährt das Verfahren 300 mit Schritt 320 fort. Wenn andererseits die gemessene Turbinenrad-Drehzahl tbn größer als die maximale Turbinenrad-Drehzahl tbn_max ist, fährt das Verfahren 300 direkt mit Schritt 320 fort.
In Schritt 320 wird ermittelt, ob die gemessene Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl tbn_max und einem Turbinenrad-Kalibrierungswert tnb_delta ist. Somit umfasst Schritt 320 das Überwachen der Ist-Turbinenrad-Drehzahl. Wenn die gemessene Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl tbn_max und einem Turbinenrad-Kalibrierungswert tnb_delta ist, wird das Spieldetektions-Flag in Schritt 322 auf wahr gesetzt, wodurch ermittelt wird, dass ein Zahnradspiel aufgetreten ist. Wenn umgekehrt die gemessene Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl tbn_max und einem Turbinenrad-Kalibrierungswert tnb_delta ist, wird in Schritt 324 der Druck der zweiten Hilfskupplung (z. B. vierte Bremse 32) um einen zweiten Druckkalibrierungswert X2 verringert, und die Zeit T wird um einen vorbestimmten Schleifen-Zeitwert t_delta erhöht. Alternativ kann in Schritt 324 der Druck des zweiten Hilfskupplung (z. B. vierte Bremse 32) mit einer zweiten Druckänderungsrate verringert werden, und die Zeit T um einen vorbestimmten Schleifenzeitwert t_delta erhöht werden. Der vorbestimmte Schleifenzeitwert t_delta kann über Testen ermittelt werden. Der vorbestimmte Schleifenzeitwert t_delta kann zum Beispiel zwanzig Millisekunden betragen. Danach fährt das Verfahren 300 mit Schritt 326 fort.
Zurück zu Schritt 322, nachdem das Spieldetektions-Flag in Schritt 322 auf wahr gesetzt wurde, wird in Schritt 328 der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC (z.B. vierte Bremse 32) um einen dritten Druckkalibrierungswert X3 verringert. Der dritte Druckkalibrierungswert X3 kann größer als der zweite Druckkalibrierungswert X2 sein. Darüber hinaus kann der dritte Druckkalibrierungswert X3 durch Testen des Fahrzeugs ermittelt werden, und ist, unter anderem, von der Getriebefluidtemperatur abhängig. Alternativ kann der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC um einen dritten Änderungsratenwert verringert werden. Der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC wird nicht niedriger als null sein und kann als der zweite Druck bezeichnet werden. Anschließend fährt das Verfahren mit Schritt 326 fort.
Zurück zu Schritt 314, wenn das Spieldetektions-Flag wahr ist oder wenn die Zeit T (d.h. die verstrichene Zeit, seit die Zeit startete, abzulaufen) größer als eine vorbestimmte Zeitgrenze Tlimit ist, wird der Schritt 328 ausgeführt, wie oben besprochen wurde. Das heißt, der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC (z.B. vierte Bremse 32) wird um einen dritten Druckkalibrierungswert X3 verringert.
Nachdem die Schritte 324 oder 328 ausgeführt wurden, fährt das Verfahren mit Schritt 326 fort. In Schritt 326 wird ermittelt, ob der Druck der ersten Hilfskupplung 1AC kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert 1 AC_threshold ist, und ob der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC (z.B. vierte Bremse 32) kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert 2AC_threshold ist. Der erste und zweite vorbestimmte Druckschwellenwert 1AC_threshold, 2AC_threshold können jeweils etwa null sein. Wenn der Druck der ersten Hilfskupplung 1AC größer als der erste vorbestimmte Druckschwellenwert 1AC_threshold ist oder wenn der Druck der zweiten Hilfskupplung 2AC größer als der zweite vorbestimmte Druckschwellenwert 2AC_threshold ist, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 312 zurück. Das heißt, der Druck der ersten Hilfskupplung 1AC wird wiederum um den ersten Druckkalibrierungswert X1 verringert.
Wenn der Druck des ersten Hilfskupplung 1AC kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert 1AC threshold, ist und wenn der Druck des zweiten Hilfskupplung 2AC kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert 2AC_threshold ist, endet das Verfahren 300 in Schritt 330 und das Rangierschalten ist abgeschlossen. Obwohl das oben beschriebene beispielhafte Verfahren zwei Hilfskupplungen verwendet, wird in Betracht gezogen, dass das Verfahren nur eine Hilfskupplung oder mehr als zwei Hilfskupplungen verwenden kann.

Claims

Verfahren (300) zum Steuern eines Getriebes (10), umfassend: Detektieren (304) eines Einleitens eines Rangierschaltens des Getriebes (10); in Reaktion auf eine derartige Detektion, Anlegen einer ersten Hilfskupplung (36), um ein erstes feststehendes Element mit einem ersten Planetenradsatz (14) des Getriebes (10) zu verbinden; Anlegen einer zweiten Hilfskupplung (32), um ein zweites feststehendes Element mit einem zweiten Planetenradsatz (16) des Getriebes (10) zu verbinden, wobei der zweite Planetenradsatz (16) mit dem Ausgangselement (22) des Getriebes (10) gekoppelt ist; Anlegen einer primären Kupplung (34), um den ersten Planetenradsatz (14) mit einem dritten feststehenden Element zu verbinden; Verringern (312) eines ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung (36) des Getriebes (10) aufgebracht wird, um einen ersten Druckkalibrierungswert (X1); Ermitteln (314), ob ein Zahnradspiel aufgetreten ist; und nach dem Ermitteln, ob das Zahnradspiel aufgetreten ist, Verringern (324) eines zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) des Getriebes (10) aufgebracht wird, um Endantriebs-Drehmomentstörungen während des Rangierschaltens zu minimieren.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln (314), ob das Zahnradspiel aufgetreten ist, ferner umfasst: Überwachen einer Turbinenrad-Drehzahl eines Drehmomentwandlers, der mit dem Getriebe (10) gekoppelt ist, wenn die primäre Kupplung (34) angelegt ist, um eine maximale Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln; und Überwachen (316) der Turbinenrad-Drehzahl, nachdem das Rangierschalten eingeleitet worden ist, um eine Ist-Turbinenrad-Drehzahl zu ermitteln.
Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln (314), ob das Zahnradspiel aufgetreten ist, ferner das Ermitteln (320) umfasst, ob die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als eine Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und einem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 3, wobei ein Verringern (324) des zweiten Drucks ein Verringern des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) aufgebracht wird, um einen zweiten Druckkalibrierungswert (X2) umfasst, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 4, wobei ein Verringern (324) des zweiten Drucks ein Verringern des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) aufgebracht wird, um einen dritten Druckkalibrierungswert (X3) umfasst, wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist, wobei der dritte Druckkalibrierungswert größer als der zweite Druckkalibrierungswert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 5, wobei der Schritt eines Verringerns (324) des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) aufgebracht wird, um den dritten Druckkalibrierungswert (X3) durchgeführt wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Anlegen der primäre Kupplung (34) verstrichen ist, selbst wenn die Ist-Turbinenrad-Drehzahl nicht kleiner als die Differenz zwischen der maximalen Turbinenrad-Drehzahl und dem Turbinenrad-Drehzahl-Kalibrierungswert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 6, wobei die vorbestimmte Zeitdauer eine Funktion einer Getriebeausgangsdrehzahl ist, wenn das Rangierschalten eingeleitet wird.
Verfahren (300) nach Anspruch 6, wobei der Schritt eines Verringerns (324) des zweiten Drucks der zweiten Hilfskupplung (32) des Getriebes (10) durchgeführt wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer, seit die primären Kupplung (34) angelegt wurde, verstrichen ist, selbst wenn das Zahnradspiel nicht aufgetreten ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei der Schritt eines Verringerns (324) des ersten Drucks, der auf die erste Hilfskupplung (36) des Getriebes (10) aufgebracht wird, um den ersten Druckkalibrierungswert (X1) wiederholt wird, wenn der erste Druck kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert ist und der zweite Druck kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei der Schritt eines Verringerns (324) des zweiten Drucks, der auf die zweite Hilfskupplung (32) des Getriebes (10) aufgebracht wird, wiederholt wird, wenn der erste Druck kleiner als oder gleich einem ersten vorbestimmten Druckschwellenwert ist und der zweite Druck kleiner als oder gleich einem zweiten vorbestimmten Druckschwellenwert ist.