DE102014108106A1

DE102014108106A1 - Adaptive Steuerung eines Strömungssteuerungssolenoids

Info

Publication number: DE102014108106A1
Application number: DE102014108106.4A
Authority: DE
Inventors: Steven P. Moorman; David H. Vu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: CN104235344A; DE102014108106B4; US8965652B2; US20140371998A1; CN104235344B

Abstract

Ein Fahrzeug enthält eine Kraftmaschine, ein Getriebe und einen Controller, der ein Verfahren ausführt. Das Getriebe enthält eine Kupplung, die einen Aktuator aufweist, der die Kupplung unter Verwendung einer positionsbasierten Steuerlogik anlegt. Außerdem enthält das Getriebe eine Fluidpumpe und ein Solenoidventil mit variabler Kraft oder ein anderes Solenoidventil, das unterstromig der Pumpe und oberstromig der Kupplung positioniert ist. Das Ventil gibt für einen entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) einen Durchfluss (Q) aus. Der Controller passt eine kalibrierte Kennwerttabelle von Q über I des Ventils für verschiedene Getriebetemperaturen durch Anlegen von Positionsregelsignalen an den Aktuator bei den verschiedenen Getriebetemperaturen und Aufzeichnen eines oder mehrerer Nullpunkte, die den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) bei einer Bedingung des Durchflusses null beschreiben, an. Der Controller berechnet unter Verwendung der aufgezeichneten einen oder mehreren Nullpunkte einen Versatzwert für den Solenoidsteuerstrom (I), wendet den Versatzwert auf die Kennwerttabelle an und steuert die Kupplung unter Verwendung der angepassten Kennwerttabelle.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die adaptive Steuerung eines Strömungssteuerungssolenoids.
HINTERGRUND
Fahrzeugkraftübertragungen treten in einer Vielzahl von Konfigurationen, einschließlich Automatikgetrieben, Handschaltgetrieben, Doppelkupplungsgetrieben und automatisierten Handschaltgetrieben, auf. Die Kupplungen eines typischen Automatikgetriebes und Handschaltgetriebes/Standardgetriebes werden über Kupplungskolben angelegt, die unter Verwendung von Hydraulikfluid betätigt werden, das mit verhältnismäßig niedrigen Drücken umgewälzt wird. Wegen der Konstruktion von Automatikgetrieben mit niedrigem Druck besteht eine minimale Hystereseneigung. Im Ergebnis werden Automatikgetriebe hauptsächlich über eine druckbasierte Rückkopplungsregelungslogik gesteuert.
Im Gegensatz dazu arbeiten ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) und ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT), die beide bestimmte für Handschaltgetriebe und für Automatikgetriebe gemeinsame Merkmale kombinieren, mit höheren Drücken. Im Ergebnis sind DCTs und AMTs anfälliger für die Wirkungen der Hysterese. Somit werden solche Getriebe häufig über eine positionsbasierte Steuerlogik gesteuert, wobei im Gegensatz zu einem bestimmten Druck eine bestimmte Position für den Kupplungskolben angewiesen und überwacht wird. Alle oben beschriebenen Getriebe können Solenoidventile mit variabler Kraft verwenden, um den Hydraulikdruck und die Strömung zu einem gegebenen Aktuator zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird hier ein Fahrzeug offenbart, das eine Kraftmaschine, ein Getriebe und einen Controller aufweist. Das Getriebe enthält eine Kupplung wie etwa eine Eingangskupplung eines Doppelkupplungsgetriebes oder eines automatisierten Handschaltgetriebes, die unter Verwendung positionsbasierter Befehle über einen Kupplungsaktuator angelegt wird. Die Hydraulikströmung von einer Pumpe zu der Kupplung wird über ein Strömungssteuerungs-Solenoidventil gesteuert. In den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen ist dieses Ventil ein Strömungssteuerungs-Solenoidventil mit variabler Kraft (Strömungssteuerungs-VFS-Ventil), obwohl andere Solenoidventile verwendet werden können. Der Befehl für den elektrischen Strom für das Solenoidventil wird durch den Controller über Bezugnahme auf eine kalibrierte Kennwerttabelle der Strömung über elektrischen Steuerstrom des Solenoids (Q über I) bestimmt.
Wie in der Technik bekannt ist, stellen Ventilhersteller üblicherweise eine solche Tabelle bereit, wobei die Tabelle auf eine bestimmte Betriebstemperatur wie etwa 50°C bezogen ist. Allerdings können sich die Strömungseigenschaften eines Solenoidventils, z. B. in Anwesenheit kalter und heißer Fluide, von der vom Lieferer bereitgestellten Kennwerttabelle von Q über I deutlich unterscheiden. Gleichfalls können sich Ventilverwendungsraten, Getriebetemperaturhübe, Dichtungsverschlechterungsraten und dergleichen von System zu System unterscheiden, was somit zu einem variablen Niveau der Ventilleistung zwischen verschiedenen Systemen führt. Wie im Folgenden ausführlich dargelegt ist, soll die vorliegende Herangehensweise die Kennwerttabelle auf adaptive Weise auf die tatsächliche Leistung eines Ventils ausrichten. Der Controller der vorliegenden Offenbarung aktualisiert diese kalibrierte Kennwerttabelle von Q über I periodisch im Zeitverlauf für verschiedene Getriebetemperaturen oder passt sie an und stellt somit eine optimale Schaltsteuerungsgenauigkeit und ein verringertes Niveau an Kupplungsverschleiß bereit.
Eine positionsbasierte Steuerlogik kann verhältnismäßig empfindlich für einen aufgelaufenen Fehler sein, der sich im Zeitverlauf zwischen der tatsächlichen Leistung eines Solenoidventils und der, die aus der kalibrierten Kennwerttabelle von Q über I erwartet wird, entwickeln kann. Der vorliegenden Herangehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass solche Fehler stark temperaturabhängig sind. Somit kann sich in einem gegebenen Solenoidventil im Zeitverlauf eine Leistungsänderung entwickeln, ein Ergebnis, das sogar in Fluidkreisen, die ansonsten einen gleichen Entwurf aufweisen, gültig sein kann.
Der Controller der vorliegenden Erfindung wendet, z. B. über eine Proportional-Integral-Differential-Logik (PID-Logik), wahlweise Positionsregelsignale an, wenn die Kupplung nicht anderweitig in Verwendung ist. Dabei lernt der Controller die tatsächlichen elektrischen Charakteristiken eines gegebenen Ventils bei Bedingungen der Strömung null. Wenn die Kennwerttabelle von Q über I eine ausreichende Anpassung an die tatsächliche Ventilleistung ist, entwickelt sich kein merklicher Betrag eines stationären Fehlers. Wenn die Kennwerttabelle von Q über dagegen nicht an die tatsächliche Ventilleistung angepasst ist, erreicht die Proportionalsteuerung eine angewiesene Strömung, bei der das QVFS-Ventil die Strömung null liefert. Da keine Strömung geliefert wird, bleiben die Kupplungsposition, der Fehler und der angewiesene Durchfluss gleich. Somit kann der Controller die Achse des elektrischen Stroms der Kennwerttabelle von Q über I so einstellen, dass sichergestellt ist, dass die Strömung null dem richtigen gelernten Stromwert entspricht. Eine solche Herangehensweise bietet z. B. einen Vorteil gegenüber einem starken Vertrauen auf eine Integralsteuerung zum Korrigieren des stationären Fehlers. Die aggressive Verwendung eines solchen alternativen Schritts kann zu Positionsschwingungen führen, die die Steuerpräzision verschlechtern können.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Fahrzeug, ein Getriebe und ein Verfahren offenbart. Das Fahrzeug enthält eine Kraftmaschine, das Getriebe und einen Controller. Der Controller führt in Abhängigkeit von der Konfiguration des Getriebes nur unter vorgegebenen Bedingungen wie etwa in einem Parkzustand, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist oder wenn eine bestimmte Eingangskupplung verwendet wird, aufgezeichnete Anweisungen aus. Der Controller legt bei zwei oder mehr Getriebetemperaturen Positionsregelsignale an den Kupplungsaktuator an und zeichnet bei verschiedenen Getriebetemperaturen einen Nullpunkt auf, der den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) des Solenoidventils bei einer Bedingung des Durchflusses null (Q = 0) beschreibt. Außerdem berechnet der Controller unter Verwendung des aufgezeichneten Nullpunkts einen Versatzwert für den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) und wendet den Versatzwert auf die kalibrierte Tabelle von Q über I an. Im Folgenden wird die Kupplung über die angepasste Tabelle von Q über I gesteuert. Alle diese Schritte können in Logik erfasst werden und als Teil des zugeordneten Verfahrens ausgeführt werden.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einiger der besten Ausführungsarten und anderer Ausführungsformen der wie in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Getriebe und einen Controller, der eine Kennwerttabelle des Durchflusses über elektrischen Strom eines Strömungssteuerungs-Solenoidventils anpasst, aufweist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische graphische Darstellung beispielhafter Kennlinien des Durchflusses über elektrischen Strom zur Beschreibung des Schaltens von Nullpunkten/strömungslosen Punkten für ein wie in 1 gezeigtes Solenoidventil, wobei der elektrische Steuerstrom (I) und der Durchfluss (Q) des Solenoids auf der horizontalen bzw. auf der vertikalen Achse aufgetragen sind.
3 ist eine schematische Darstellung alternativer beispielhafter Kennlinien des Durchflusses über elektrischen Strom zur Beschreibung des Schaltens mehrerer Nullpunkte/strömungsloser Punkte für das in 1 gezeigte Solenoidventil.
4 ist eine schematische graphische Darstellung einer beispielhaften Nullzone und einer charakteristischen Temperatur, wobei die Temperatur (T) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist und der elektrische Steuerstrom (i) des Solenoids auf der vertikalen Achse aufgetragen ist.
5 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung eines beispielhaften Verfahrens für die adaptive Steuerung des Solenoidventils aus 1.
6 ist eine schematische charakteristische Darstellung eines Satzes von Kurven, die Aspekte des Verfahrens aus 5 beschreiben.
7 ist eine schematische graphische Darstellung beispielhafter Kurven von Nullpunkten über Temperatur eines Solenoidventils zur Beschreibung einer Nullverschiebung, die als Teil des in 5 gezeigten Verfahrens verwendet werden kann.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Anhand der Zeichnungen, in der sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Figuren auf gleiche Komponenten beziehen, ist in 1 schematisch ein beispielhaftes Fahrzeug 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 enthält eine Brennkraftmaschine 12, ein Getriebe 14 und einen Controller (C) 30. Die Kraftmaschine 12 erzeugt in Ansprechen auf den Empfang der Drosselanforderung (Pfeil Th%), z. B. von einem Fahrpedal 15, ein Kraftmaschinendrehmoment. Das Kraftmaschinendrehmoment wird über eine Antriebswelle 13 als ein Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) an das Getriebe 14 geliefert.
Der Controller 30 ist eine Computerhardware- und Computersoftwarevorrichtung, die dafür konfiguriert ist, d. h. programmiert und konstruiert ist, Computercode, der Schritte eines Verfahrens 100 verkörpert, ohne Änderung auszuführen. Auf diese Weise passt der Controller 30 eine kalibrierte Kennwerttabelle (T) der Strömung über elektrischen Steuerstrom (Q über I) für ein gegebenes Strömungssteuersolenoidventil 25, z. B. für ein Solenoid mit variabler Kraft (QVFS), mit der Tabelle (T), die im Speicher 34 des Controllers 30 aufgezeichnet ist oder auf die auf andere Weise durch einen Prozessor 32 des Controllers 30 leicht zugegriffen werden kann, periodisch an, d. h. justiert oder modifiziert er sie im Zeitverlauf. Auf diese Weise kann der Controller 30 eine verbesserte Genauigkeit und Steuerung über Schaltmanöver des Getriebes 14 bereitstellen. Eine Herangehensweise dafür ist im Folgenden anhand von 2–7 ausführlich dargelegt.
Innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung kann das Getriebe 14 irgendein Getriebe sein, das in seinem Betrieb anstelle druckbasierter Steuerungen positionsbasierte Steuerungen verwendet. Somit unterliegen die hier betrachtenden Typen des Getriebes 14 stärker den Wirkungen der Hysterese und erfordern somit, wie festzustellen ist, eine Positionssteuerung. Beispielhafte Getriebe 14 dieses Typs können Doppelkupplungsgetriebe (DCTs), automatisierte Handschaltgetriebe (AMTs) und dergleichen enthalten. Zur konsistenten Veranschaulichung wird im Folgenden als das beispielhafte Getriebe 14 das Beispiel eines DCT beschrieben.
Wie in der Technik verstanden ist, enthält ein DCT zwei unabhängig betriebene ungeschmierte Eingangskupplungen, die in 1 als die erste und die zweite Eingangskupplung C1 bzw. C2 gezeigt sind. Es wird gewürdigt werden, dass ein AMT effektiv ein DCT ist, das nur eine Eingangskupplung aufweist, so dass das AMT in 1 ebenfalls gezeigt ist, indem eine der Eingangskupplungen C1 oder C2 ignoriert wird. Obwohl dies aus 1 zur Klarheit der Veranschaulichung weggelassen ist, kann jede Eingangskupplung C1 und C2 eine Mittelplatte enthalten, die irgendeine Anzahl beabstandeter Reibscheiben, Reibplatten oder anderer geeigneter Reibmaterialien enthält. Die Eingangskupplungen C1 und C2 werden über einen entsprechenden fluidbetätigten Kupplungskolben oder einen oder mehrere andere geeignete Kupplungsaktuatoren wahlweise zusammengedrückt, wobei diese Kolben eine axiale Position aufweisen, die in der Gesamtsteuerung der Eingangskupplungen C1 und C2 verwendet wird.
Aus einer Ölwanne 37 kann über eine Fluidpumpe (P) 35 Fluid 39 angesaugt werden und zu den Eingangskupplungen C1, C2 umgewälzt werden, wobei der durch die Pumpe 35 bereitgestellte Fluiddruck in 1 durch den Pfeil F repräsentiert ist. Schließlich steuern zugeordnete elektronische und hydraulische Kupplungssteuervorrichtungen (nicht gezeigt) in Ansprechen auf Anweisungen oder Befehle von verschiedenen Bordcontrollern, wie im Folgenden ausführlich erläutert wird, Schaltbetriebe des Getriebes 14.
In dem beispielhaften Getriebe 14 aus 1 kann die erste Eingangskupplung C1 zum Verbinden der Kraftmaschine 12 mit irgendeinem der ungerade bezeichneten Zahnradsätze (GS_O) des Getriebes 14, z. B. in einem beispielhaften 7-Gang-Getriebe zum Festsetzen eines ersten, eines dritten, eines fünften und eines siebenten Gangs, verwendet werden, während die zweite Eingangskupplung C2 die Kraftmaschine 12 für Rückwärts oder für irgendeinen der gerade bezeichneten Zahnradsätze (GS_E), z. B. in demselben beispielhaften 7-Gang-Getriebe für den zweiten, den vierten und den sechsten Gang, verbindet. Unter Verwendung dieses Typs einer Zahnradanordnung kann das Getriebe 14 schnell durch seinen verfügbaren Bereich von Gängen geschaltet werden, ohne den Kraftfluss von der Kraftmaschine 12 vollständig zu unterbrechen.
Außerdem kann das Getriebe 14 ein Paar Achsantriebsanordnungen (F/D_O, F/D_E) und eine mit einem Satz von Antriebsrädern 20 verbundene Ausgangswelle 16 enthalten. Die Antriebswelle 16 überträgt schließlich das Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) von dem Getriebe 14 an die Antriebsräder 20, um das Fahrzeug 10 vorzutreiben. Die Achsantriebszahnradsätze F/D_O, F/D_E stellen irgendeine erforderliche abschließende Zahnraduntersetzung bereit und sind wie gezeigt mit der Ausgangswelle 16 verbunden.
Der Controller 30 aus 1 kann als mikroprozessorbasierte Rechenvorrichtungen verkörpert sein, die den Prozessor 32, konkrete, nichtflüchtige computerlesbare Medien oder einen konkreten, nichtflüchtigen computerlesbaren Speicher 34, einschließlich, aber nicht notwendig beschränkt auf, Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), elektrisch löschbarem programmierbarem Nur-Lese-Speicher (EEPROM), Flash-Speicher usw., und irgendwelche erforderlichen Schaltungen enthält. Die Schaltungen können schnelle Taktgeber, Analog-Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital-Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), einen digitalen Signalprozessor oder DSP, Transceiver 36, die zum Senden und Empfangen irgendwelcher erforderlichen Signale (zweiseitiger Pfeil 11) während der Gesamtsteuerung des Getriebes 14 konfiguriert sind, und die notwendigen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) und andere Signalaufbereitungs- und/oder Signalpufferschaltungen enthalten.
Der Controller 30 ist dafür programmiert, die erforderlichen Schritte der Schaltsteuerlogik, z. B. eine PID-basierte Vorwärtskopplungs-Positionssteuerung, über die bestimmten Eingangskupplungen C1 und C2 auszuführen. Schließlich gibt der Controller 30 getrennt oder als Teil der Steuersignale (Doppelpfeil 11) ein Positionssteuersignal an die bestimmte Eingangskupplung C1 oder C2 aus, um dadurch die Position der bestimmten Eingangskupplung C1 oder C2 einzustellen. Derselbe Controller 30 empfängt Positionsrückkopplungssignale (Pfeile P_X) von Kupplungspositionssensoren S₁, S₂. Wie er hier verwendet ist, bezieht sich der Begriff ”Positionssteuerung” somit auf die Steuerung der axialen oder linearen Position eines Kupplungsanlegekolbens oder einer anderen Aktuatorvorrichtung, die notwendig ist, um die Eingangskupplung C1 oder C2 anzulegen, mit einer Regelung, die wie in der Technik bekannt über die Positionsrückkopplungssignale (Pfeile P_X) an der Position festgesetzt wird.
Weiter anhand von 1 liefert die Pumpe 35 das Fluid 39 unter Druck an eine bestimmte Kupplung, z. B. an die Eingangskupplung C1. Zwischen der Pumpe 35 und den Eingangskupplungen C1, C2 können eines oder mehrere Solenoidventile 25 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die mit Druck beaufschlagte Fluidströmung (Pfeil F) zunächst in ein Drucksteuerungs-Solenoidventil mit variabler Kraft (PVFS-Ventil) eintreten, das zum Begrenzen des Hydraulikdrucks zu den Eingangskupplungen C1, C2 gesteuert werden kann. Beim Austritt aus dem PVFS-Ventil kann die mit Druck beaufschlagte Fluidströmung (Pfeil F) in ein Strömungssteuerungs-Solenoidventil mit variabler Kraft (QVFS-Ventil) eintreten. Der Controller 30 kann mit diesen Solenoidventilen 25 über einen Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus) oder über eine andere geeignete Steuerverbindung kommunizieren, um dadurch den Schaltbetrieb, der die bestimmte Kupplung betrifft, die an der vorliegenden Schaltaktion beteiligt ist, zu steuern.
Wie in der Technik bekannt ist, ist ein typisches Solenoidventil, das für die Strömungssteuerung in einem Automatikgetriebe verwendet wird, ein QVFS-Schieberventil, welches von den zwei in 1 gezeigten Solenoidventilen 25 am weitesten unterstromig der Pumpe 35 positioniert sein kann. An die Wicklungen des QVFS-Ventils wird ein elektrischer Steuerstrom geliefert, um einen internen Schieber zu bewegen und um dadurch eine gegebene Auslassströmung oder Zufuhrströmung anzuweisen, wobei diese Beziehung für eine kalibrierte Referenztemperatur, üblicherweise durch den Ventilhersteller, in einer kalibrierten Kennwerttabelle der Strömung über elektrischen Strom (Q über I), d. h. durch die in 1 gezeigte Tabelle T, erfasst ist. Dieser Strombefehl kann z. B. in der Weise normiert werden, dass er z. B. im Bereich von 0 bis 1 Ampere (A) liegt.
Die relative Position des Schiebers innerhalb des QVFS-Ventils kann durch einen gegebenen elektrischen Steuerstrom angewiesen werden. Zum Beispiel kann ein elektrischer Steuerstrom in dem Bereich von 0–0,5 A einer bestimmten Auslassströmung aus dem QVFS-Ventil entsprechen, während ein Steuerstrom in dem Bereich von 0,5–1 A einer angewiesenen Fluidzufuhr zu der Kupplung, die gesteuert wird, z. B. zu der Eingangskupplung C1, entsprechen kann. Allerdings gibt es in der Praxis ein diskretes Band zwischen den Auslass- und den Zufuhrstrombereichen. Dieses Band wird als ”strömungslose” Zone oder ”Null”-Zone bezeichnet. Es wird hier erkannt, dass sich die Nullcharakteristiken eines gegebenen Solenoidventils mit sich ändernden Getriebetemperaturen ändern können. Somit ist eine adaptive Steuerung, die die beobachteten Änderungen der Nullzone betrachtet, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird nun anhand der verbleibenden Figuren ausführlich beschrieben.
In 2 beschreiben die Kurven 45, 145 eine beispielhafte charakteristische Leistung von Q über I. Normalerweise werden die in der Kurve 45 enthaltenen Informationen durch den Hersteller des QVFS-Ventils in einer Tabelle erfasst und bereitgestellt. Auf der vertikalen Achse ist der Durchfluss (Q), z. B. Liter pro Minute, aufgetragen, während auf der horizontalen Achse der elektrische Steuerstrom (i) des Solenoids in Ampere (A) aufgetragen ist. Die Kurve 45 weist einen einzelnen Nullpunkt (N₁) auf und ist an eine spezifische Basistemperatur, z. B. 50°C, d. h. an eine typische Charakteristik mit bei Wärme abnehmendem Strom, gebunden. Allerdings kann sich diese Kennlinie mit sich ändernder Temperatur tatsächlich verschieben. Die Kurve 145 zeigt eine mögliche Verschiebung des Nullpunkts N₁. Der neue Nullpunkt (N₂) zeigt, dass bei dem Fluss null gegenüber der Kurve 45 eine geringfügige Erhöhung des elektrischen Stroms erforderlich ist. Diese Erkenntnis steuert das vorliegende Verfahren 100.
In 3 kann sich die Nullzone in Anwesenheit kälterer Fluide, was in herkömmlichen Kennwerttabellen nicht betrachtet wird, für eine gegebene Strömungsrichtung in beiden Richtungen ausbreiten. Dies ist hauptsächlich eine Folge des niedrigeren Fluidleckverlusts und des Viskositätswiderstands, die in dem QVFS-Ventil auftreten. Die Kurven 245D und 245I zeigen die Kennlinien für die Richtungen abnehmenden (D) bzw. zunehmenden (I) Stroms über das QVFS-Ventil. Für die Kurve 245D repräsentieren die Nullpunkte N_DE und N_DF die Nullpunkte für die Auslass- bzw. für die Zufuhrströmung. Gleichfalls repräsentieren die Nullpunkte N_IE und N_IF die jeweiligen Nullpunkte für die Auslassströmung bzw. für die Zufuhrströmung für die Kurve 245I für einen zunehmenden Strom. Somit gibt es für diese besondere Bedingung vier Nullpunkte. Die Orte dieser Nullpunkte (N_IE, N_IF, N_DE und N_DF) in Bezug auf die x-Achse können wie in 2 mit sich ändernder Fluidtemperatur variieren.
Anhand von 4 veranschaulichen die Kurven 60 das Konzept einer Konvergenztemperatur (T_C), die bei der Ausführung des wie im Folgenden anhand von 5 beschriebenen vorliegenden Verfahrens 100 verwendet wird. Der Solenoidsteuerstrom (i) ist auf der vertikalen Achse aufgetragen und die Temperatur (T) ist auf der horizontalen Achse aufgetragen. Die Kurve 61 repräsentiert die Kurve von I über T während der Fluidzufuhr zu einer Kupplung, z. B. zu der Eingangskupplung C1 aus 1, während die Kurve 62 dieselbe Beziehung während des Auslasses aus derselben Kupplung repräsentiert. Die Nullzone ist durch den schraffierten Bereich Z_NF repräsentiert. Dies ist eine Zone, in der kein Fluid zu oder von dem QVFS-Ventil strömt.
Über der Konvergenztemperatur T_C lässt das QVFS-Ventil zu, dass jederzeit eine bestimmte Menge Fluid durch seine Dichtungen abfließt, so dass es nur an einer einzelnen Position oder bei einem einzelnen Stromwert, wo die Leckverluste in einen und aus einem Kupplungskreis gleich sind, eine Bedingung der Nettokupplungsströmung null gibt. Im Ergebnis dessen muss der Controller 30 aus 1 zu allen Zeiten die Grenzen der Nullzone oder des bestimmten Bands zwischen den Kurven 61, 62 bei einer gegebenen Temperatur, z. B. zwischen den Punkten 67 und 68 bei T = 0°C, kennen.
Somit führt der Controller 30 das Verfahren 100 zum effektiven Lernen der spezifischen Charakteristik von Q über I eines gegebenen Solenoidventils bei einer gegebenen Temperatur (T) aus. Es wird hier erkannt, dass die gegenwärtige Beziehung von Q über Temperatur T, wie sie in 4 gezeigt ist, größtenteils linear ist. Somit ermöglicht das Lernen der spezifischen Charakteristik von Q über I bei einem kleinen Satz von Temperaturen, dass der Controller 30 diese Ergebnisse auf irgendeine andere Temperatur normiert. Wie im Folgenden anhand von 7 beschrieben wird, können z. B. nur zwei Temperaturen verwendet werden, um den erforderlichen Anstieg für die Nullverschiebung zu bestimmen. Das heißt, wenn die Temperatur für die Strömung null bekannt ist, können diese Informationen von dem Controller 30 verwendet werden, um die Kennlinie Q über I zu versetzen. Diese Steuerherangehensweise wird nun anhand der verbleibenden Figuren beschrieben.
5 beschreibt eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100. Der Schritt 102 enthält das Detektieren, ob vorgegebene Bedingungen für das Ausführen der verbleibenden Schritte des Verfahrens 100 erfüllt sind. Dies kann sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Entwurf des Getriebes 14 ändern. Zum Beispiel könnte der Controller 30 aus 1 in einem DCT die Eingangskupplung C1 bewerten, wenn die Eingangskupplung C2 in Verwendung ist, und umgekehrt, oder könnte er warten, bis die Kraftmaschine 12 nicht läuft. Für ein AMT könnte der Controller 30 das Verfahren 100 ausführen, wenn das Getriebe 14 in einer Parkeinstellung (P-Einstellung) ist. In einer anderen möglichen Ausführungsform kann das Verfahren 100, wie oben anhand von 4 beschrieben ist, nur unter der Konvergenztemperatur T_C verwendet werden. Das Verfahren 100 schreitet nur zu Schritt 104 fort, wenn die vorgegebene Bedingung nahelegt, dass dies geeignet ist.
In Schritt 104 initiiert der Controller 30 die Positionssteuerung der bestimmten Kupplung, z. B. der Eingangskupplung C1. An die Eingangskupplung C1 können Positionsbefehle gesendet werden. Die bestimmte Kupplung, die analysiert wird, wird wieder nicht gleichzeitig für andere Zwecke verwendet. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 106 über.
Der Schritt 106 bedingt das Anhalten des Solenoidsteuerstroms (i) für das Solenoidventil mit einer kalibrierten graduellen Rate und daraufhin das Überwachen der linearen Position der Kupplung für die Bewegung der Kupplung. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 108 über.
In Schritt 108 bestimmt der Controller 30, ob die Kupplung einen Wendepunkt erreicht hat, d. h. die Dichtungsreibung überwunden hat und sich zu bewegen begonnen hat. Dies kann über die Kupplungspositionssignale (P_X) aus 1 bestimmt werden. In 6, die die Stärke (M) des Solenoidsteuerstroms (i) und die Kupplungsposition von den Positionsrückkopplungssignalen (P_X) auf der vertikalen Achse über der Zeit (t) auf der horizontalen Achse darstellt, tritt diese Bewegung erstmals zum Zeitpunkt t₁ auf.
Wenn diese Bewegung detektiert wird, geht der Controller 30 zu Schritt 110 über und zeichnet den Steuerstrom (i₁) auf, der dem Nullpunkt für die Richtung zunehmender Zufuhr entspricht. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 112 über.
In Schritt 112 verringert der Controller 30 danach, wie in 6 gezeigt ist, den elektrischen Steuerstrom (i) des Solenoids, wobei er diesen Wert stufenweise auf graduelle, gesteuerte Weise verringert, während er den Wert des Kupplungspositionssignals (P_X) überwacht. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 114 über.
Der Schritt 114 enthält das Bestimmen, ob der Wert des Kupplungspositionssignals (P_X) zuzunehmen aufgehört hat, was dem Zeitpunkt t₂ in 6 entspricht. Der Schritt 112 wird wiederholt, bis dies geschieht, wobei das Verfahren 100 bei diesem Punkt zu Schritt 116 übergeht.
Der Schritt 116 enthält das Aufzeichnen des entsprechenden Stromwerts (i₂), der der Nullpunkt für die Richtung abnehmender Zufuhr ist, wobei der Steuerstrom (I) weiter verringert wird, und geht daraufhin zu Schritt 118 über.
In Schritt 118 bestimmt der Controller 30, ob sich die Kupplung wieder zu bewegen begonnen hat. Wenn das der Fall ist, geht das Verfahren 100 zu Schritt 120 über. Andernfalls wird der Schritt 116 wiederholt.
Der Schritt 120 wird ausgeführt, wenn in Schritt 118 eine Bewegung detektiert wird. Diese Bewegung tritt in 6 bei t₃ auf. Somit zeichnet der Controller 30 den Wert des Solenoidsteuerstroms i₃ bei t₃ auf, was dem Nullpunkt bei verringertem Auslass entspricht, und geht daraufhin zu Schritt 120 über.
In Schritt 120 erhöht der Controller 50 den Solenoidsteuerstrom (i) wieder mit einer kalibrierten Rate und geht er zu Schritt 122 über.
Der Schritt 122 enthält das Bestimmen, ob das Kupplungspositionssignal (P_X) sich zu verringern aufgehört hat. Dies tritt in 6 bei t₄ auf. Wenn die Kupplungsposition sich zu verringern aufhört, geht das Verfahren 100 zu Schritt 124 über. Andernfalls wird der Schritt 122 wiederholt.
Der Schritt 124 bedingt das Aufzeichnen des entsprechenden Solenoidsteuerstroms (i₄) von Schritt 122, der dem Nullpunkt bei sich zunehmendem Auslass entspricht. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 126 über.
In Schritt 126 werden die erhobenen Nulldaten von dem Controller 30 aus 1 verwendet, um die Charakteristik von Q über I des QVFS-Ventils für die Kupplung, die analysiert wird, einzustellen. Dies wird nun anhand von 7 beschrieben.
7 ist eine graphische Darstellung des Solenoidsteuerstroms (i) über Temperatur (T), die hier in °C gezeigt ist, z. B. der Nullpunkte N_X und N_X*, die wie oben anhand von 5 und 6 dargestellt gelernt werden können. Der Solenoidsteuerstrom (I) ist auf der vertikalen Achse dargestellt, während die Getriebetemperatur (T) auf der horizontalen Achse dargestellt ist. Die Linie QCAL beschreibt den kalibrierten Solenoidsteuerstrom für die Strömung null bei einer kalibrierten Temperatur, z. B. 0,54 A bei 50°C.
Die Linie 75 ist über den Controller 30 während der Ausführung des Verfahrens 100 dargestellt. Um den Anstieg dieser Linie zu bestimmen, sind nur zwei Punkte notwendig, so dass das vorstehende Verfahren 100 bei zwei verschiedenen Temperaturen verwendet werden kann, um alle für den Abschluss des Verfahrens 100 notwendigen Daten bereitzustellen.
Der Pfeil 78 zeigt den Nullversatz. Das heißt, der Controller 30 kann die Differenz zwischen der Linie 75 und der Linie QCAL bei der Referenztemperatur T = 50°C berechnen. Nachdem der Versatz bestimmt worden ist, enthält Schritt 126 aus 6 das Anwenden des Versatzes auf die wie oben beschriebene Kennlinie/-Kennwerttabelle von Q über I, wobei ein anderer Versatz angewendet wird, um die Nullpunkte bei zunehmender Zufuhr, zunehmendem Auslass, abnehmender Zufuhr und abnehmendem Auslass auf die durch den Hersteller bereitgestellte Referenztemperatur des QVFS-Ventils zu normieren. Da der Anstieg der Linie 75 bekannt ist, sind die Versätze für jede Temperatur über eine einfache Berechnung verfügbar und werden somit durch den Controller 30 aus 1 in Echtzeit leicht angewendet, um das Kalibrierte anzuwenden.
Somit kann der wie oben beschriebene Controller 30 zum Optimieren der Kupplungssteuerung in einem positionsgesteuerten Getriebe verwendet werden. Der Controller 30 erhöht und verringert stufenweise einen Steuerstrom für ein QVFS-Ventil mit einer kalibrierten, ausreichend schrittweisen Rate und beobachtet daraufhin die Gradienten der Kupplungsposition, d. h. die Geschwindigkeit. Wenn diese Gradienten Schwellenwerte überschreiten, werden die Nullpunkte erfasst. Diese Informationen werden daraufhin verwendet, um die kalibrierte Kurve von Q über I an eine gegebene Temperatur anzupassen.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren dienen zur Unterstützung und Beschreibung der Erfindung, wobei aber der Schutzumfang der Erfindung allein durch die Ansprüche definiert ist. Obwohl die beste Art und Weise, falls bekannt, und andere Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung zu verwirklichen.

Claims

Fahrzeug, das umfasst: eine Kraftmaschine; ein Getriebe, das mit der Kraftmaschine verbunden ist und das enthält: eine Kupplung, die einen Kupplungsaktuator aufweist, wobei die Kupplung über den Kupplungsaktuator unter Verwendung einer positionsbasierten Steuerlogik angelegt wird; eine Fluidpumpe; und ein Solenoidventil, das unterstromig der Fluidpumpe und oberstromig der Kupplung positioniert ist und das zum Ausgeben eines Durchflusses (Q) für einen entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) konfiguriert ist; und einen Controller in Kommunikation mit dem Kupplungsaktuator, wobei der Controller einen Prozessor mit einem konkreten, nichtflüchtigen Speicher enthält, in dem Anweisungen zum Anpassen einer kalibrierten Kennwerttabelle von Q über I des Solenoidventils für verschiedene Getriebetemperaturen aufgezeichnet sind, und wobei der Prozessor zum Ausführen der Anweisungen nur unter vorgegebenen Bedingungen betreibbar ist, um dadurch: unter Verwendung der positionsbasierten Steuerlogik bei den verschiedenen Getriebetemperaturen Positionsregelsignale an den Kupplungsaktuator anzulegen; bei jeder der verschiedenen Getriebetemperaturen einen Nullpunkt aufzuzeichnen, der den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) bei einer Bedingung des Durchflusses null (Q = 0) beschreibt; für den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (i) unter Verwendung des aufgezeichneten Nullpunkts einen Versatzwert zu berechnen; den Versatzwert auf die kalibrierte Kennwerttabelle von Q über I anzuwenden, um dadurch die kalibrierte Kennwerttabelle von Q über I anzupassen; und die Kupplung unter Verwendung der angepassten Kennwerttabelle von Q über I zu steuern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anwendung der Positionsregelsignale jeweils das schrittweise Erhöhen und Verringern des Solenoidsteuerstroms (I) mit einer kalibrierten Rate, bis sich eine Position des Kupplungsaktuators ändert, und daraufhin das Aufzeichnen des Solenoidsteuerstroms (I) bei jeder der Positionen als mehrere der Nullpunkte enthält.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die mehreren Nullpunkte einer zunehmenden und abnehmenden Position eines Schieberabschnitts des Solenoidventils entsprechen, wobei die abnehmende Position während des Auslassens des Solenoidventils auftritt und die zunehmende Position beim Füllen des Solenoidventils auftritt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das ein Paar Eingangskupplungen aufweist, von denen eine die über das Solenoidventil gesteuerte Kupplung ist, und wobei die vorgegebene Bedingung irgendein Gangzustand ist, in dem die Kupplung nicht eingerückt ist.
Getriebe, das umfasst: eine Fluidpumpe; eine Kupplung in Fluidverbindung mit der Fluidpumpe, wobei die Kupplung einen Kupplungskolben und einen Kupplungspositionssensor enthält und unter Verwendung von Positionsregelsignalen über den Kupplungskolben angelegt wird; ein Solenoidventil mit variabler Kraft (VFS-Ventil), das unterstromig der Fluidpumpe und oberstromig der Kupplung positioniert ist und das zum Ausgeben eines Durchflusses (Q) für einen entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) konfiguriert ist; und einen Controller in Kommunikation mit dem Kupplungskolben über die positionsbasierten Steuersignale, wobei der Controller einen Prozessor mit einem konkreten, nichtflüchtigen Speicher enthält, in dem Anweisungen zum Anpassen einer kalibrierten Kennwerttabelle von Q über I für verschiedene Getriebetemperaturen aufgezeichnet sind, und wobei der Prozessor zum Ausführen der Anweisungen nur unter vorgegebenen Bedingungen betreibbar ist, um dadurch: die Positionsregelsignale bei zwei oder mehr Getriebetemperaturen an den Kupplungsaktuator anzulegen; bei den zwei oder mehr Getriebetemperaturen einen Nullpunkt aufzuzeichnen, der den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) des VFS-Ventils bei einer Bedingung des Durchflusses null (Q = 0) beschreibt; für den entsprechenden Solenoidsteuerstrom (I) unter Verwendung des aufgezeichneten Nullpunkts einen Versatzwert zu berechnen; den Versatzwert auf die kalibrierte Kennwerttabelle von Q über I anzuwenden; und die Kupplung unter Verwendung der angepassten Kennwerttabelle von Q über I zu steuern.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei die Ausführung der Anweisungen veranlasst, dass der Prozessor die Kennwerttabelle von Q über I durch Einstellen einer Achse des Solenoidsteuerstroms (I) der kalibrierten Kennwerttabelle von Q über I anpasst.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei die Anwendung der Positionsregelsignale jeweils das schrittweise Erhöhen und Verringern des Solenoidsteuerstroms (I) mit einer kalibrierten Rate, bis sich eine Position des Kupplungsaktuators ändert, und daraufhin das Aufzeichnen des Solenoidsteuerstroms (I) bei jeder der Positionen als mehrere der Nullpunkte enthält.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei die mehreren Nullpunkte einer zunehmenden und abnehmenden Position eines Schieberabschnitts des VFS-Ventils entsprechen, wobei die abnehmende Position während des Auslassens des Solenoidventils auftritt und die zunehmende Position beim Füllen des VFS-Ventils auftritt.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ist, das ein Paar Eingangskupplungen aufweist, von denen eine die über das VFS-Ventil gesteuerte Kupplung ist, und wobei die vorgegebene Bedingung irgendein Gangzustand ist, in dem die Kupplung nicht eingerückt ist.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei das Getriebe ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) ist und wobei die vorgegebene Bedingung ein Parkzustand des AMT ist.