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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine adaptive Steuerung eines Durchflusssteuer-Magnetventils.
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HINTERGRUND
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Hydrauikfluid-Kreise verwenden Ventile, Kolben und andere verschiedene fluidbetriebene Komponenten und Durchflusssteuervorrichtungen, um Nutzarbeit in einem System zu verrichten. Beispielsweise verwendet ein Getriebe in der Regel hydraulische Kupplungen mit beabstandeten Reibplatten. Die Reibplatten werden über einen Kupplungsbetätigungskolben oder eine Synchronisationsgabel durch Fluiddruck zusammengedrückt. Wenn eine Fluidpumpe läuft und/oder ein Hydraulikspeicher aktiv ablässt, wird Fluid unter Druck durch jegliche offene Stränge eines Fluidkreises geliefert. In einem System mit einer Kupplung kann z. B. ein Durchflusssteuerventil selektiv geöffnet werden, um zuzulassen, dass das Fluid in eine Kupplungsbetätigungskammer für diese spezielle Kupplung eintritt, um dadurch die Kupplung vor dem Einrücken der Kupplung zu füllen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Hierin ist ein Fahrzeug offenbart, das eine Kupplung und ein Durchflusssteuer-Magnetventil des oben angeführten Typs aufweist. Das Fahrzeug umfasst einen Controller, der programmiert ist, um mit der Zeit die tatsächliche Durchflusscharakteristik des Ventils zu lernen. Im Laufe der Zeit modifiziert der Controller Durchflusssteuerbefehle, die an das Ventil übertragen werden, um dadurch die sich verändernde Leistung des Ventils, z. B. aufgrund von Alter, Verschleiß, Temperaturschwankungen und dergleichen, anzupassen.
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Um diese Endziele zu erreichen, kann der Controller periodisch eine Reihe von Nachschlagetabellen aktualisieren, von denen jede einer anderen gemessenen Temperatur des zum Betätigen der Kupplung verwendeten Fluids entspricht. Die Nachschlagetabellen sind mit befohlenen und tatsächlichen Durchflussraten gefüllt. Die befohlene Durchflussrate ist ein Wert, der für den Controller als Teil seiner gesamten Gangschaltungslogik verfügbar ist, d. h. die spezielle Durchflussrate, die notwendig ist, um eine gewünschte Position eines Kupplungsbetätigungskolbens zu erreichen. Die tatsächliche Durchflussrate kann in verschiedener Weise, u. a. durch Berechnen der tatsächlichen Durchflussrate als eine Funktion einer gemessenen Kupplungsposition und einer Flächenausdehnung eines Kupplungsbetätigungskolbens der Kupplung, bestimmt werden.
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Der Controller kann auch einen Kompensations-Skalierfaktor berechnen und diesen Faktor in den Nachschlagetabellen aufnehmen. Der Kompensations-Skalierfaktor kann durch den Controller durch Dividieren der befohlenen Durchflussrate durch die tatsächliche Durchflussrate bei einer gegebenen Fluidtemperatur hergeleitet werden. Der aufgezeichnete Kompensations-Skalierfaktor kann in einer zukünftigen Schaltfunktion verwendet werden, welche die Kupplung und das Ventil, für das die Durchflusscharakteristik gelernt wurde, involviert, um eine angepasste befohlene Durchflussrate zu beschaffen, die beim nächsten Schalten des Getriebes unter Verwendung desselben Ventils befohlen werden soll. Die angepasste befohlene Durchflussrate kann als ein Satz von Durchflusssteuersignalen, die in einer Magnetventil-Ausführungsform die Befehle für einen elektrischen Strom sind, die zum Erregen von Spulen des Solenoidabschnitts des Ventils erforderlich sind, wie im Stand der Technik gut bekannt, an das Ventil übertragen werden.
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Wenn er in dieser Weise verwendet wird, hilft der Kompensations-Skalierfaktor dabei, jegliche Differenzen zu berücksichtigen, die zwischen einer allgemeinen Durchfluss- vs. Strom(Q vs. i)-Charakteristik-Tabelle, die in der Regel von einem Ventillieferanten bereitgestellt wird, und der tatsächlichen Leistung des speziellen Ventils vorhanden sein könnten. Die Verwendung mehrerer Nachschlagetabellen, um eine Anzahl verschiedener Fluidtemperaturen abzudecken, kann dabei helfen, Änderungen bei der Ölviskosität und anderen temperaturabhängigen Faktoren zu berücksichtigen. Vorteilhafte Ergebnisse der hierin offenbarten adaptiven Methodik können eine Verbesserung des Schaltgefühls insgesamt und der Kupplungshaltbarkeit umfassen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeug einen Motor, eine erste Kupplung, ein Getriebe und einen Controller. Das Getriebe umfasst ein Eingangselement, das über die erste Kupplung selektiv mit der Abtriebswelle des Motors verbindbar ist. Das Getriebe umfasst auch ein Getriebegehäuse, einen ersten und einen zweiten Positionssensor und einen Fluidkreis. Das Getriebegehäuse kann eine zweite Kupplung oder viele solcher Kupplungen enthalten. Jeder Positionssensor misst eine entsprechende Position einer jeweiligen der ersten und der zweiten Kupplung. Der Fluidkreis umfasst eine Fluidpumpe und ein Magnetventil wie z. B. ein Durchflusssteuer-Magnetventil mit variabler Kraft (QVFS-Ventil), wobei die Fluidpumpe ein Fluid unter Druck zu dem Ventil zur Verwendung durch die spezielle Kupplung zirkuliert, welche über das Ventil gesteuert ist, dessen Durchflussleistung gerade bewertet wird.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform kann der Controller das Ventil selektiv über Durchflusssteuersignale in der Form von Befehlen für einen elektrischen Strom öffnen, um dadurch zuzulassen, dass das Fluid in die oder aus der Kupplung strömt. Die Ausführung von Anweisungen durch den Controller bewirkt, dass der Controller die gemessenen Positionssignale von einem ausgewählten der Positionssensoren, z. B. in Ansprechen auf ein angefordertes Schalten, empfängt.
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Dann bestimmt der Controller aus den empfangenen Positionssignalen eine tatsächliche Durchflussrate durch das Ventil hindurch, wenn sich die Kupplung aus einer ersten kalibrierten Position in eine zweite kalibrierte Position bewegt, und berechnet auch den oben angeführten Kompensations-Skalierfaktor als ein Verhältnis zwischen der befohlenen Durchflussrate und der tatsächlichen Durchflussrate. Dann modifiziert der Controller die Durchflusssteuersignale für eine nachfolgende Betätigung der ausgewählten Kupplung unter Verwendung des berechneten Kompensations-Skalierfaktors, z. B. durch Multiplizieren einer befohlenen Durchflussrate, die den Durchflusssteuersignalen entspricht, mit dem Kompensations-Skalierfaktor, um aktualisierte Durchflusssteuersignale zu bestimmen.
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Das Getriebe kann als ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT, vom engl. dual-clutch transmission) ausgeführt sein, das ein Paar Antriebskupplungen als die erste Kupplung aufweist. Wie auf dem technischen Gebiet von DCTs gut bekannt, wird eine der Antriebskupplungen betätigt, um ungeradzahlige Gänge des Getriebegehäuses während eines Schaltens in einen ungeradzahligen Gangzustand z. B. den 1., 3. oder 5. Gang, zu wählen, und die andere des Paares von Antriebskupplungen wird betätigt, um geradzahlige Gänge des Getriebegehäuses während eines Schaltens in einen geradzahligen Gangzustand, z. B. den 2. oder 4. Gang, zu wählen.
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Die erste und die zweite Kupplung können jeweils einen jeweiligen Kupplungsbetätigungskolben mit einer vordefinierten Flächenausdehnung aufweisen. In solch einer Gestaltung kann der Controller die tatsächliche Durchflussrate durch das Ventil hindurch als eine Funktion der vorbestimmten Flächenausdehnung des Kupplungsbetätigungskolbens berechnen. Derartige Informationen könnten im Vorhinein bestimmt und in einem Speicher des Controllers als ein Kalibrierwert aufgezeichnet werden.
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Der Fluidkreis für das Fahrzeug kann auch einen Temperatursensor umfassen, der eine Temperatur des Fluids, z. B. von einer Stelle innerhalb einer Fluidwanne misst. Der Controller kann den Kompensations-Skalierfaktor bei verschiedenen Fluidtemperaturen für eine optimale Leistung aufzeichnen. Der Controller kann die befohlene Durchflussrate, die tatsächliche Durchflussrate und den Kompensations-Skalierfaktor bei jeder Temperatur in einer entsprechenden Nachschlagetabelle aufzeichnen, die für den Controller zugänglich ist.
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Hierin ist auch ein System offenbart. Das System kann ein erstes und ein zweites drehbares Element, z. B. verschiedene Wellen oder Achsen eines Antriebsstranges, wie auch eine Kupplung umfassen, die betreibbar ist, um die drehbaren Elemente miteinander zu verbinden, wenn die Kupplung betätigt wird, und um die drehbaren Elemente voneinander zu trennen, wenn die Kupplung ausgerückt wird. Die Kupplung in solch einem System kann einen Kupplungsbetätigungskolben umfassen. Ein Positionssensor misst eine sich ändernde Position des Kupplungsbetätigungskolbens und gibt einen Satz von gemessenen Positionssignalen aus. Das System umfasst ein Durchflusssteuer-Magnetventil, das in Ansprechen auf Durchflusssteuersignale öffnet, um so zuzulassen, dass ein Fluid in die oder aus der Kupplung gelangt, die durch das Ventil beschickt wird, wobei die Durchflussrichtung von den Durchflusssteuersignalen abhängig ist.
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Außerdem passt ein Controller des Systems die Durchflusssteuersignale über die Zeit an. Indem er Anweisungen ausführt, die ein Verfahren verkörpern, empfängt der Controller z. B. den Satz von gemessenen Positionssignalen von dem Positionssensor und bestimmt aus dem empfangenen Satz von Positionssignalen eine tatsächliche Durchflussrate durch das Ventil hindurch, wenn sich der Kupplungsbetätigungskolben aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt. Der Controller berechnet auch einen Kompensations-Skalierfaktor als ein Verhältnis zwischen der befohlenen Durchflussrate und der tatsächlichen Durchflussrate und modifiziert dann die Durchflusssteuersignale in einer nachfolgenden Betätigung der Kupplung unter Verwendung des Kompensations-Skalierfaktors.
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Es ist auch ein Verfahren zur Verwendung mit einem Fahrzeug offenbart, das einen Motor, ein Getriebe, eine Kupplung, ein Durchflusssteuer-Magnetventil und eine Fluidpumpe aufweist, die betreibbar ist, um ein Fluid über das Durchflusssteuer-Magnetventil zu der Kupplung zu zirkulieren Das Verfahren umfasst, dass ein Satz von Positionssignalen über einen Controller von einem Positionssensor in Ansprechen auf ein angefordertes Schalten des Getriebes empfangen wird, wobei der Satz von Positionssignalen eine Position der Kupplung beschreibt. Das Verfahren umfasst, das aus dem empfangenen Satz von Positionssignalen eine tatsächliche Durchflussrate durch das Ventil hindurch bestimmt wird, wenn sich die Kupplung aus einer ersten kalibrierten Position in eine zweite kalibrierte Position bewegt. Dann berechnet der Controller einen Kompensations-Skalierfaktor als einen Teil des Verfahrens als ein Verhältnis zwischen der befohlenen Durchflussrate und der tatsächlichen Durchflussrate. Das Verfahren umfasst ferner, dass die Durchflusssteuersignale für eine nachfolgende Betätigung der Kupplung unter Verwendung des berechneten Kompensations-Skalierfaktors modifiziert werden.
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Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften Fahrzeuges mit einem Durchflusssteuerventil und einem Controller, der ein adaptives Lernen einer tatsächlichen Durchflussleistungscharakteristik des Durchflusssteuerventils bereitstellt.
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2 ist ein beispielhafter Satz von Nachschlagetabellen, die für den Controller von 1 verwendbar sind.
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3 ist ein Flussdiagram, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Lernen der Durchflussleistung des in 1 gezeigten Durchflusssteuerventils beschreibt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Fig. durchweg auf gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 ein Fahrzeug 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Fluidkreis 20 mit einer Fluidpumpe 22 und einem oder mehreren Durchfluss(Q)-Steuer-Magnetventilen 24. Die Ventile 24 können als Durchflusssteuer-Magnetventile mit variabler Kraft (QVFS-Ventile) ausgeführt sein, die auf dem technischen Gebiet dafür bekannt sind, dass sie auf elektrische Stromsignale ansprechen, um zu öffnen und dadurch ein mit Druck beaufschlagtes Fluid (Pfeil 29) mit einer gewünschten Durchflussrate durchzulassen. Solche Signale sind in 1 als Pfeil IQC von einem Controller (C) 50 angezeigt, dessen Struktur und Funktion nachfolgend im Detail erläutert sind. Die Durchflusssteuerventile 24 sind über eine geeignete Leitung 23 wie z. B. Schläuche, Klemmen, Fittings und dergleichen mit der Fluidpumpe 22 verbunden.
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Das Fahrzeug 10 umfasst verschiedene fluidbetriebene Komponenten und Steuervorrichtungen, wie nachfolgend erklärt. Das Fahrzeug 10 dient daher als ein nicht einschränkendes beispielhaftes System, das zu Verwendung mit einem Verfahren 100 zum ein adaptiven Lernen der Durchflusscharakteristik des/der Ventils/e 24 geeignet ist. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch einsehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Fahrzeuganwendungen beschränkt ist. Andere mögliche Systeme können beispielsweise hydraulische Pressen, Fördereinrichtungen und Aufzüge umfassen, die in der Regel auf einem Anlagenstockwerk verwendet werden, vorausgesetzt, irgendeines dieser Systeme umfasst eine hydraulische Vorrichtung, die über einen Kolben oder einen anderen beweglichen Aktuator, dessen Position gemessen und gesteuert werden kann, betätigt wird.
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In allen Ausführungsformen steht der Controller 50 von 1 mit dem Fluidkreis 20 in Verbindung. Positionssensoren (SP) sind innerhalb des Fahrzeuges 10 angeordnet, wie gezeigt. Gemessene Positionssignale (PX) werden von den Positionssensoren SP ausgegeben und z. B. über einen Controller-Netzwerkbus, einen seriellen Bus oder eine andere geeignete Verbindung an den Controller 50 übertragen und bei der Ausführung des Verfahrens 100 verwendet. Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 ist unten stehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Als Teil des Verfahrens 100 aktualisiert der Controller 50 mithilfe eines Prozessors (P) und eines Speichers (M) periodisch einen Satz von Nachschlagetabellen (LUT) 52, von denen ein Beispiel in 2 gezeigt ist. Unter Verwendung der Information, die in den Nachschlagetabellen 52 aufgezeichnet ist, leitet der Controller 50 letztlich die zugrunde liegende befohlene Durchflussrate, die Durchflusssteuersignalen (IQC) entspricht, ab, und passt diese an, wobei der Ausdruck „passt an” die wechselnde Beschaffenheit der Durchflusssteuersignalen (IQC) mit der Zeit, um mit der tatsächlichen Leistung des Ventils 24 übereinzustimmen, anzeigt.
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In einer möglichen Ausgestaltung kann das Fahrzeug 10 von 1 einen Verbrennungsmotor E 12 und ein Getriebe (T) 14 wie z. B. ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), wie gezeigt, umfassen, das eine erste und eine zweite Antriebskupplung CI1 bzw. CI2 aufweist. In einem alternativen automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) kann nur eine Antriebskupplung verwendet werden. Das Getriebe 14 umfasst ein Ausgangselement 17, das ein Ausgangsdrehmoment von dem Getriebe 14, z. B. über ein Differenzial 19, an die Antriebsräder 21 des Fahrzeuges 10 liefert.
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Außerdem kann ein Temperatursensor ST in einer Fluidwanne 26 des Fluidkreises 20 positioniert sein, wobei eine Fluidwanne 26 ein Volumen eines Fluids 27 wie z. B. Öl oder Getriebeöl enthält. Ein Teil dieses Fluids 27 wird, nachdem er unter Druck über die Pumpe 22 zirkuliert wurde, schließlich über die Ventile 24 als das mit Druck beaufschlagte Fluid ausgetragen (Pfeile 29). Der Temperatursensor ST, der in elektrischer Verbindung mit dem Controller 50 steht, kann periodisch oder kontinuierlich eine gemessene Fluidtemperatur (TF) an den Controller 50 zur Verwendung bei der Steuerung der Ventile 24 übertragen. Der Controller 50 kann andere Signale als Teil seiner gesamten Steuerfunktion innerhalb des Fahrzeuges 10 empfangen.
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Der Controller 50 von 1 kann als eine Hostrechnervorrichtung ausgeführt sein, die Elemente wie z. B. den Prozessor (P), den Speicher (M), umfassend, aber nicht beschränkt auf, einen Festspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch programmierbaren Lesespeicher (EPROM), einen Flash-Speicher etc., und die erforderlichen Hardware-Vorrichtungen 55 umfasst. Die Hardware-Vorrichtungen 55 können einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber (nicht gezeigt), Zeitgeber zur Verwendung bei der Ausführung bestimmter Schritte des Verfahrens 100, eine Analog-Digital(A/D)-Schaltung, eine Digital-Analog(D/A)-Schaltung, einen digitalen Signalprozessor (DSP) und Eingabe/Ausgabe(I/O)-Vorrichtungen und/oder eine andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung umfassen.
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Innerhalb des Getriebes 14 kann ein Getriebegehäuse 16 eine weitere Kupplung C1 wie z. B. eine Reibungskupplung oder eine Kupplungs-Synchronisiereinrichtung enthalten. Der Einfachheit halber ist nur eine zusätzliche Kupplung C1 in der schematischen Darstellung von 1 gezeigt. Allerdings können in einer tatsächlichen Ausführungsform beliebig viele Kupplungen und/oder Synchronisiereinrichtungen verwendet werden. Die hierin mit Bezug auf die Kupplung C1 des Getriebes 14 bereitgestellte Beschreibung trifft daher auf jede positionsgesteuerte Kupplung zu, die in dem Getriebe 14 oder außerhalb des Getriebes 14 verwendet wird, wie z. B. die Antriebskupplungen CI1 und CI2.
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Die Kupplungen CI1, CI2 und CI können jede einen jeweiligen der Positionssensoren SP verwenden, die in Bezug auf einen Kupplungsbetätigungskolben 11 positioniert sind, wobei ein Einrücken jeder Antriebskupplung CI1, CI2 in einer nicht einschränkenden DCT-Ausführungsform jeweils nur die ungeradzahligen oder geradzahligen Gänge des Getriebes 14 wählt. Wie auf dem technischen Gebiet bekannt, gestattet solch eine Ausgestaltung die Verbindung einer Ausgangswelle 13 des Motors 12 mit so gewählten Gängen. Das heißt, das Getriebe 14 kann ein Eingangselement 15A, 15B aufweisen, wobei das Eingangselement 15A eine ungeradzahlige Getriebeschaltwelle ist und das Eingangselement 15B die geradzahlige Getriebeschaltwelle ist, wie auf dem Gebiet der DCTs bekannt. Die spezifischen drehbaren Elemente, die über das Einrücken einer gegebenen Kupplung, z. B. CI1, CI2 oder C1, selektiv verbunden und getrennt werden, können von denen, die in 1 gezeigt sind, d. h. der Ausgangswelle 13 oder der Eingangselementen 15A, 15B verschieden sein, ohne von dem vorgesehenen erfindungsgemäßen Schutzumfang abzuweichen.
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Die beispielhaften Kupplungen CI1 und CI2 und C1 stehen in fluidtechnischer Verbindung mit der Fluidpumpe 22 und werden daher mit Fluid 27 unter Druck nach Bedarf versorgt, um die Kupplungen CI1, CI2 und/oder C1 zu betätigen. Das Fluid 27 strömt durch das/die Ventil/e 24 hindurch, wann immer die Ventile 24 in Ansprechen auf einen Empfang der Durchflusssteuersignale (IQC) durch die Ventile 24 von dem Controller 50 geöffnet werden. Solche Befehle können, wie oben angeführt, als elektrische Stromsteuersignale verkörpert sein, die an das/die Ventil/e 24 übertragen werden, z. B. ein befohlener Strompegel, der notwendig ist, um die Spule (nicht gezeigt) eines beliebigen Solenoid-Abschnitts der Ventile 24 zu erregen, um so die Ventile 24 in einer typischen selbstsperrenden (engl. „normally-off”) Ventilkonstruktion zu öffnen.
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Als eine seiner vorgesehenen Funktionen führt der Controller 50 von 1 die Anweisungen aus, die das Verfahren 100 verkörpern, um dadurch die Auswirkungen einer Abweichung der Ausgangsströmung aus den Ventilen 24 über die Zeit in Bezug auf die erwarteten Werte zu reduzieren. Dies kann wiederum dabei helfen, eine Abweichung der Kupplungsposition und des Kupplungsdrehmoments zu reduzieren und schließlich die gesamte Schaltqualität verbessern. Wie auf dem technischen Gebiet bekannt, sind herkömmliche QVFS-Ventile mit einer charakteristischen Durchfluss/Strom(Q v. i)-Charakteristik-Kurve versehen, die bei einem/r gegebenen Druck und Temperatur gültig ist, denen man typischerweise während stationärer Betriebszustände begegnet. Allerdings kann eine Abweichung von den Werten in einer kalibrierten (Q v. i)-Charakteristik-Kurve bei anderen Drücken, Temperaturen und/oder aufgrund von Alter oder Verschleiß der Ventile 24 resultieren. Um auf dieses Problem einzugehen, lernt der Controller 50 der vorliegenden Erfindung periodisch die wahre Ausgangströmungsleistungscharakteristik der Ventile 24 und passt dann die Werte in den Nachschlagetabellen 52 in der unten stehend dargelegten Weise an, um solch eine Abweichung auszugleichen, und schafft dadurch eine engere Übereinstimmung zwischen erwarteter und tatsächlicher Leistung.
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Bezug nehmend auf 2 können die Nachschlagetabellen 52 in einer beispielhaften Ausführungsform eine erste, eine zweite und eine dritte Zeile R1–3 umfassen. Die erste Zeile R1 fängt eine befohlene Durchflussrate (QCC) auf, die den Durchflusssteuersignalen (IQC) von 1 zugrunde liegt. Dieser Wert ist nominell in einem beispielhaften Bereich von –3 bis +3, z. B. in Litern pro Minute oder einer anderen geeigneten Durchflussrate, gezeigt. Die tatsächlichen Werte in der ersten Zeile R1 werden abhängig von der Bauform des Ventils 24 variieren. In diesem Beispiel bezieht sich ein negativer Durchfluss, z. B. –3, auf einen Ausfluss von Fluid 27 aus den Kupplungen CI1, CI2 oder C1 von 1, wie er z. B. stattfinden kann, wenn Fluid 27 aus der Kupplung CI1, CI2 oder C1 ausgestoßen wird.
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Die zweite Zeile R2 kann mit entsprechenden tatsächlichen Durchflussraten Q
A besetzt sein, die, wie oben angemerkt, über die Zeit gegenüber der befohlenen Durchflussrate Q
CC der ersten Zeile R1 variieren können. Die Werte in der zweite Zeile R2 sind zur illustrativen Einfachheit als Q
1, Q
2, Q
3, ..., Q
N gezeigt. Die in der zweiten Zeile R2 aufgezeichneten tatsächlichen Werte können durch den Controller
50, z. B. mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:
wobei P1 und P2 die gemessenen Positionen der Kupplung CI1, CI2 oder C1 oder genauer des Kupplungsbetätigungskolbens
11 derselben, wie über die Positionssignale P
X für einen entsprechenden Positionssensor S
P für diese Kupplung bestimmt, sind, A die vorbestimmte Flächenausdehnung desselben Kupplungsbetätigungskolbens
11 ist, und t
1 ein Zeitgeberwert ist, der die verstrichene Zeit zwischen dem Übergang zwischen den Positionen P1 und P2 angibt. Die tatsächlich Durchflussrate Q
A in anderen Ausführungsformen kann anders, z. B. unter Verwendung eines Durchflussmessers, bestimmt werden, ohne von dem vorgesehenen erfindungsgemäßen Schutzumfang abzuweichen.
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In einigen Ausführungsformen können mehrere Nachschlagetabellen 52 für verschiedene Temperaturen erzeugt werden, wobei die verschiedenen Temperaturen in der beispielhaften Fünftabellen-Ausführungsform von 2 als T1, T2, T3, T4 und T5 angegeben sind. In solch einer Ausführungsform können mehrere Nachschlagetabellen 52 in einem Speicher M des in 1 gezeigten Controllers 50 aufgezeichnet sein. In anderen Ausführungsformen können mehr als fünf Nachschlagetabellen 52 verwendet werden, während auch weniger als fünf Nachschlagetabellen 52 verwendet werden können. Auf diese Weise kann die bezüglich der Temperatur zum Zeitpunkt der Analyse am nächsten bei der tatsächlichen Temperatur befindliche Nachschlagetabelle verwendet werden, um einen Fehler zu minimieren, oder es können Werte von mehreren Nachschlagetabellen 52 verwendet werden, um einen Endwert zur Verwendung in dem Verfahren 100 zu extrapolieren. Es sollte eine hinreichend große Anzahl von Nachschlagetabellen 52 verwendet werden, um einen Nutzbereich wahrscheinlicher Temperaturen abzudecken, wie z. B. die fünf Tabellen für die Temperaturen T1, T2, T3, T4 und T5, wie in 2 gezeigt.
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Der Controller 50 von 1 verwendet die Daten in den jeweiligen ersten und zweiten Zeilen R1 und R2 der Nachschlagetabellen 52, um so einen Kompensations-Skalierfaktor F zu erzeugen, und zeichnet diesen Wert in der dritten Zeile R3 auf, wie durch die nominalen Skalierfaktoren F1, F2, F3, ..., FN angegeben. Der Kompensations-Skalierfaktor F, wie hierin verwendet, ist ein berechnetes Verhältnis zwischen der befohlenen Durchflussrate QCC und der tatsächlichen Durchflussrate, d. h.
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Mithilfe des Kompensations-Skalierfaktors F kann der Controller 50 die befohlene Durchflussrate QCC von einer vorherigen Betätigung einer der Kupplungen CI1, CI2 oder C1 über den aufgezeichneten Kompensations-Skalierfaktor F ohne weiteres anpassen, wobei das Ergebnis ein neuer oder adaptierter Wert für die Durchflusssteuersignale (IQC) von 1 ist. Da dieser Vorgang iterativ ist, aktualisiert der Controller 50 periodisch die Nachschlagetabellen 52 auf der Basis des berechneten oder gemessenen tatsächlichen Durchflusses QA, eines Werts, der sich über die Zeit ändern kann, um dadurch eine Steuergenauigkeit der Ventile 24 sicherzustellen.
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Bezug nehmend auf 3 beginnt eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 bei Schritt 102, wobei der Controller 50 eine positive Durchflussrate aus dem Ventil 24 von 1 über einen anfänglichen Satz von Durchflusssteuersignalen (IQC) befiehlt. Schritt 102 kann in Ansprechen auf eine Anfrage für solch einen Durchfluss, z. B. über einen Fahrer des Fahrzeuges 10 von 1 ausgeführt werden, wenn der Fahrer ein Schalten des Getriebes 14 über ein Gaspedal und/oder eine Bremsaktivität, welche/s die Betätigung oder das Lösen einer beliebigen der Kupplungen CI1, CI2 oder C1 erfordert, anfordert. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt 104 weiter.
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Schritt 104 bringt mit sich, dass die gemessenen Positionssignale PX von den Positionssensoren SP der speziellen Kupplung empfangen werden, für deren Ventil 24 die Leistung in dem vorliegenden Steuerkreis beurteilt wird. Dieser Wert kann temporär in dem Speicher M gespeichert werden. Dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 106 weiter.
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Bei Schritt 106 bestimmt der Controller 50 von 1 als Nächstes aus den empfangenen gemessenen Positionssignalen PX von Schritt 105, ob die Kupplung, deren Ventil 24 gerade beurteilt wird, eine erste kalibrierte Position (P1) erreicht hat. Wenn die erste kalibrierte Position (P1) erreicht wurde, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 108 weiter. Andernfalls wiederholt das Verfahren 100 Schritt 106.
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Bei Schritt 108 startet der Controller 50 einen Zeitgeber (K+), der als Teil der Hardware 55 des Controllers 50 enthalten sein kann, wie in 1 gezeigt. Wie oben mit Bezugnahme auf 2 angeführt, kann die Zeit des Überganges zwischen kalibrierten Positionen verwendet werden, um die tatsächliche Durchflussrate QA zum Aufzeichnen in jeder der Nachschlagetabellen 52 zu berechnen, und deshalb sind die Zeitgeberschritte von 3 für diese Berechnung bedeutsam. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 110 weiter, wenn der Zeitgeber begonnen hat.
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Schritt 110 kann mit sich bringen, dass aus den empfangenen gemessenen Positionssignalen PX bestimmt wird, ob die Kupplung, deren Ventil 24 gerade beurteilt wird, eine zweite kalibrierte Position (P2) erreicht hat. Wenn ja, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 111 weiter. Andernfalls wiederholt das Verfahren 100 Schritt 110, während der Zeitgeber weiter zählt.
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Bei Schritt 111 stoppt der Controller 50 den Zeitgeber, der zuvor bei Schritt 108 initiiert wurde, bevor zu Schritt 112 weitergeschritten wird. Der Wert des Zählers in dem Übergang zwischen den Punkten P1 und P2 kann in dem Speicher M zur Verwendung beim Berechnen der tatsächlichen Durchflussrate QA für die Nachschlagetabellen 52 der 1 und 2 aufgezeichnet werden.
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Schritt 112 bringt mit sich, dass aus der empfangenen gemessenen Positions PX bestimmt wird, ob die Kupplung, die gerade beurteilt wird, eine dritte kalibrierte Position (P3) erreicht hat. Wenn nicht, wiederholt das Verfahren 100 Schritt 112. Andernfalls schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 114 weiter.
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Bei Schritt 114 befiehlt der Controller 50 eine negative Durchflussrate aus dem Ventil 24 der gerade beurteilten Kupplung, wobei er dies in Ansprechen auf die Bestimmung bei Schritt 112, dass die Kupplung CI1, CI2 oder C1 die dritte kalibrierte Position (P3) erreicht hat, tut. Das heißt, um bei Schritt 114 anzukommen, bestimmt der Controller 50 zuerst bei den Schritten 106 und 110, dass die Kupplung den ersten und den zweiten Positionsschwellenwert P1 bzw. P2 durchlaufen hat und demnach vollständig betätigt wird. Allerdings bestimmt Schritt 112, dass sich die Kupplung über die zweite kalibrierte Position (P2) hinaus in die dritte kalibrierte Position (P3) bewegt hat. In Ansprechen darauf kann der Controller 50 einen Ausfluss von Fluid 27 aus der Kupplung befehlen, um so die Kupplung, oder vielmehr ihren Kupplungsbetätigungskolben, zurück in die Richtung der zweiten kalibrierten Position (P2) zu bewegen. Nach dem Befehlen solch eines Ausflusses schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 116 weiter.
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Schritt 116 kann mit sich bringen, dass aus den gemessenen Positionssignalen PX bestimmt wird, ob sich die Kupplungsposition geändert hat und sich nun bei weniger als der dritten kalibrierten Position P3 befindet, d. h. sich der Kupplungsbetätigungskolben 11 für die gerade beurteilte Kupplung, derzeit zwischen der zweiten und der dritten kalibrierten Position P2 und P3 befindet. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 117 weiter, wobei das Verfahren 100 stattdessen den Schritt 116 wiederholt, wenn sich die Position noch nicht geändert hat, wie erwartet.
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Schritt 117 beinhaltet, dass der Zeitgeber erneut von Null initiiert wird, bevor zu Schritt 118 weitergeschritten wird.
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Bei Schritt 118 bestimmt der Controller 50 von 1 als Nächstes, ob die Position der Kupplung CI1, CI2 oder C1, der sich der zweiten Position P2 anzunähern zuvor von dem Controller 50 durch den bei Schritt 114 befohlenen negativen Durchfluss (–Q) befohlen wurde, tatsächlich die zweite kalibrierte Position P2 erreicht hat. Wenn ja, schreitet das Verfahren zu Schritt 119 weiter. Andernfalls wiederholt der Controller 50 Schritt 118.
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Bei Schritt 119 wird nun der Zeitgeber, der zuvor bei Schritt 117 wieder gestartet wurde, gestoppt (K–). Die verstrichene Zeit der Bewegung aus der dritten Schwellenposition P3 zurück in die zweite Schwellenposition P2 wird in dem Speicher M des Controllers 50 aufgezeichnet. Danach schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 120 weiter.
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Schritt 120 kann umfassen, dass bestimmt wird, ob sich die Kupplung, die gerade beurteilt wird, bis unter die erste Schwellenposition (P1), d. h. in eine Position zwischen vollständig abgelassen und der ersten kalibrierten Position (P1) bewegt hat. Wenn nicht, wiederholt das Verfahren 100 Schritt 120 und fährt damit fort, weiter Druck aus der Kupplung abzulassen. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 122 weiter, sobald sich die Kupplung, die gerade beurteilt wird, an der ersten Schwellenposition (P1) vorbei bewegt hat.
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Bei Schritt 122 berechnet der Controller 50 von 1 als Nächstes den Kompensations-Skalierfaktor F für die positiven und negativen Durchflussraten, die bei der Ausführung der Schritte 102–120 aufgetreten sind. Wie oben mit Bezug auf 2 erklärt, beinhaltet die Berechnung des Kompensations-Skalierfaktors F die Verwendung der in den Nachschlagetabellen 52 aufgezeichneten Daten, d. h. der befohlenen und der tatsächlichen Durchflussraten QCC bzw. QA durch das Füllen oder Entleeren der Kupplung CI1, CI2 oder C1. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 123 weiter, wenn dieser Schritt abgeschlossen ist.
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Schritt 123 kann optional umfassen, dass ein Prüfzähler (KT +) inkrementiert wird. Solch ein Prüfzähler, ebenfalls als Teil der Hardware 55, wie in 1 gezeigt, verfügbar, kann damit verknüpft sein, wie viele Paare von Prüf-Durchflussraten während einer Prüfung befohlen werden. Beispielsweise befinden sich in den in 2 gezeigten Nachschlagetabellen 52 sieben (7) Paare befohlener Durchflussraten, d. h. [–3, 3], [–2, 2], [–1, 1], [–0,75, 0,75], [–0,50, 0,50], [–0,35, 0,35] und [–0,25, 0,25], die in diesem Beispiel für befohlene Durchflussraten (QCC) in Litern pro Minute stehen. Die tatsächliche Anzahl von Prüfpaaren kann mit der Gestaltung abhängig von dem erwünschten Körnungsgrad variieren, und gleichermaßen können die Durchflussraten abhängig von der Konstruktion des Getriebes 14 variieren. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt 124 weiter.
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Bei Schritt 124 bestimmt der Controller 50 von 1 als Nächstes, ob die Zählung des bei Schritt 123 inkrementierten Prüfzählers anzeigt, dass ein gegebenes Paar befohlener Durchflussraten geprüft wurde, d. h. KT = VAL? Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 126 weiter, wenn ein gegebenes Paar geprüft wurde. Alternativ kann das Verfahren 100 nur dann zu Schritt 126 weiterschreiten, wenn alle sieben Durchflussratenpaare geprüft wurden, wenngleich, sobald ein Paar geprüft wurde, diese spezielle Durchflussrate für das nächste Schalten des Getriebes 14 adaptiert werden kann, das diese Durchflussrate erfordert. Das Verfahren 100 schreitet stattdessen zu Schritt 129 weiter, wenn ein gegebenes Paar befohlener Durchflussraten nicht geprüft wurde.
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Bei Schritt 126 aktualisiert der Controller 50 die Nachschlagetabellen 52 der 1 und 2, wie durch 52+ in 3 angezeigt, unter Verwendung der bei der Ausführung der Schritte 102–124 bestimmten Daten, und schreitet nach dem Zurücksetzen des Prüfzeitgebers für das spezielle Paar befohlener Durchflussraten, dessen Prüfung abgeschlossen wurde, zu Schritt 128 weiter.
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Schritt 128 bringt mit sich, dass der Kompensations-Skalierfaktor F auf den befohlenen Durchfluss QCC aus der letzten Betätigung der Kupplung CI1, CI2 oder C1, angezeigt als QCCi, für eine anfängliche Verwendung des Verfahrens 100 wie z. B. QCC für die anfängliche oder eine unmittelbar vorhergehende Schaltaktivität, welche eine spezielle befohlenen Durchflussrate beinhaltet, auf die adaptierte befohlenen Durchflussrate, angewendet wird, wie z. B. in 3 mit QCCi = QCC abgekürzt, festgelegt wird. Dieser Schritt lässt zu, dass die von dem Controller 50 an das Ventil 24 übertragenen Durchflusssteuersignale (IQC) bei der nächsten Betätigung einer durch das Ventil 24 gesteuerten Kupplung nach Bedarf über den Kompensations-Skalierfaktor F nach oben oder nach unten angepasst oder adaptiert werden.
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Der Kompensations-Skalierfaktor F kann ferner durch Kalibrierwerte begrenzt und auf 1 festgelegt sein, wenn der durch das Verfahren 100 ermöglichte Lernprozess für ein/en befohlenes/n Durchflussratenpaar oder Temperaturbereich nicht abgeschlossen ist. Gleichermaßen kann die befohlene Durchflussrate (QCC) auf Niveaus begrenzt bleiben, die durch jegliche kalibrierte Durchflussbefehl-Begrenzungstabellen des Controllers 50 zugelassen sind. Das Verfahren 100 wird dann für einen Steuerkreis abgeschlossen (**), wobei es bei Schritt 102 wieder von vorne beginnt. Das Verfahren 100 läuft daher kontinuierlich, wobei es die Nachschlagetabellen 52 über die Zeit im Hintergrund jeglicher bestehender Kupplungssteuerlogik in einer nicht intrusiven und rechnertechnisch einfachen Herangehensweise aktualisiert.
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Schritt 129 kann umfassen, dass der vorherige Wert für die befohlene Durchflussrate (QCCi) bei der nächsten Verwendung der beurteilten Kupplung verwendet wird. Diese Entscheidung wird basierend auf einer Bestimmung bei Schritt 124 getroffen, dass der Prüfzähler nicht angezeigt hat, dass ein betroffenes Paar befohlener Durchflussraten z. B. [–3, 3] LPM vollständig geprüft wurde. Das Verfahren 100 ist dann für einen Steuerkreis abgeschlossen (**) und beginnt bei Schritt 102 wieder von vorne.
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Unter Verwendung des Verfahrens 100 und des Controller 50, wie oben beschrieben, kann ein Fahrzeug 10 wie z. B. das Fahrzeug von 1 oder jedes andere Fluidsystem, das einen positioniert gesteuerten Kupplungsbetätigungskolben verwendet, in den Genuss bestimmter Leistungsverbesserungen kommen. Die derzeitige Technologie dient dazu, den Durchfluss gegenüber dem Solenoidstrom eines Durchflusssteuer-Magnetventils bei einem/r einzigen Druck und Temperatur zu charakterisieren, wobei diese Information über einen Lieferanten des Ventils bereitgestellt wird, wie oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung, wie oben beschrieben, sieht stattdessen eine nicht intrusive, rechnertechnisch effiziente Möglichkeit vor, die tatsächliche Ausgangsdurchflussrate periodisch zu charakterisieren und eine befohlene Durchflussrate über die Nachschlagetabellen 52 von 2 anzupassen, um so eine Durchflussabweichung über die Zeit auszugleichen. Das Ergebnis sollte ein besser vorhersagbarer Ausgangsdurchfluss aus einem gegebenen Ventil 24 sein. Die verbesserte Genauigkeit der Ausgangsdurchflusssteuerung sollte wiederum ein/e verbesserte/s Qualität oder Gefühl der speziellen fluidbetriebenen Aktivität zur Folge haben, welche gerade gesteuert wird, gleich ob es sich um ein Schalten des Getriebes 14 in dem beispielhaften Fahrzeug 10 von 1, wie oben beschrieben, oder irgendeine andere Aktivität einer positioniert gesteuerten fluidtechnischen Vorrichtung handelt.
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Während die besten Arten, die Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges der beiliegenden Ansprüche praktisch umzusetzen.