DE102015104190A1

DE102015104190A1 - Getriebe mit einer Logik zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs

Info

Publication number: DE102015104190A1
Application number: DE102015104190.1A
Authority: DE
Inventors: Ronald F. Lochocki jun.; Brian Hanselman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2035-03-21
Also published as: CN104948731A; US20150276052A1; CN104948731B; US9200704B2; DE102015104190B4

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Maschine, eine Eingangskupplung, ein Getriebe und eine Steuerung. Das Getriebe umfasst ein Eingangselement, ein Ausgangselement und einen bidirektionalen Geschwindigkeitssensor. Der Geschwindigkeitssensor misst eine Größe und eine Richtung einer Drehgeschwindigkeit des Ausgangselements. Ein Einrücken der Eingangskupplung verbindet die Maschine selektiv mit dem Eingangselement. Die Steuerung weist ein Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul) auf. Das CGSM-Modul führt ein Verfahren über einen Prozessor aus, um die Steuerung dazu zu veranlassen, einen angeforderten Schaltvorgang des Getriebes zu einem Zielgang zu detektieren und die gemessene Größe und Richtung von dem Geschwindigkeitssensor zu empfangen. Die Steuerung ermittelt eine kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit für den Zielgang unter Verwendung der gemessenen Größe und Richtung und führt eine Steuerungstätigkeit hinsichtlich des Getriebes aus, wenn die gemessene Größe die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit überschreitet. Eine Getriebeanordnung umfasst das Getriebe und die Steuerung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft ein Getriebe mit einer Logik zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs.
HINTERGRUND
Automobilgetriebe kommen in einer Vielfalt von Konfigurationen daher. Zum Beispiel weist ein duales Kupplungsgetriebe (DCT) zwei Eingangskupplungen für das wahlweise Auswählen von geradzahligen und ungeradzahligen Gangsätzen auf. In einem DCT prognostiziert eine Getriebesteuerung einen nächstgewählten Gang in einer bestimmten Progression des Schaltvorgangs unter Verwendung verschiedener Steuereingangswerte, wie Maschinenbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Bremsgrade, und stellt dann den nächstgewählten Gang vor dem bevorstehenden Schaltvorgang bereit. Im Vergleich zu einem Automatikgetriebe, kann ein derartiges Bereitstellen schnellere Gangschaltgeschwindigkeiten erzeugen, wobei die DCT-Ausführung ebenso eine verbesserte Schaltkontrolle und Leistung liefert. Ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) ist vom Aufbau einem DCT ähnlich, weist aber nur eine Eingangskupplung auf. Ein Automatikgetriebe, welches eine hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung anstelle einer Reibungseingangskupplung nutzen kann, verwendet mehrfache Planetenradsätze und Reibungskupplungen, um ein gewünschtes Ausgangsdrehzahlverhältnis zu erzeugen. Alle von diesen Getriebeanordnungen verwenden eine Schaltvorgangslogik, um zu ermitteln, welche Gangstellungen gewählt werden sollen und wann diese gewählt werden sollen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeug ist hier offenbart, das eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe und eine Steuerung aufweist. Das Getriebe umfasst ein Eingangselement und ein oder mehrere Eingangskupplungen, z. B. eine Reibungskupplung oder eine hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung. Die Steuerung umfasst ein Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul), wobei sich der Ausdruck ”Modul” auf die dazugehörige Hardware und die dazugehörige Software der Steuerung bezieht. Das CGSM-Modul ist programmiert, um aktiv die angewiesenen Gangstellungen während eines angeforderten Herunterschaltvorgangs oder eines anderen angeforderten Schaltvorgangs des Getriebes zu überwachen und um kalibrierte Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen zu erzwingen, die auf den angewiesenen Gangstellungen basieren. Das CGSM-Modul ist dazu gedacht, das Getriebe vor überhöhten Drehzahlsituationen der Maschine und vor resultierenden Fahrzeugverlangsamungsvorgängen zu schützen. Das CGSM-Modul kann in einem beliebigen der oben genannten Getriebetypen agieren, z. B. in einem DCT, einem AMT oder einem Automatikgetriebe.
In ihrem Betrieb ermittelt die Steuerung die angewiesene Gangstellung für einen angeforderten Schaltvorgang und empfängt ebenso eine gemessene Geschwindigkeit des Fahrzeugs, zum Beispiel von einem bidirektionalen Getriebeausgangsgeschwindigkeitssensor (TOSS). Unter Verwendung des CGSM-Moduls vergleicht die Steuerung die gemessenen Geschwindigkeiten mit kalibrierten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen, die vorbestimmt und in einer Nachschlagetabelle im Speicher als kalibrierte Werte gespeichert sein können. Die kalibrierte Nachschlagetabelle kann als Bestandteil dieser Herangehensweise mit den maximalen Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen befüllt sein und durch den angewiesenen Gang und eine vorliegende Geschwindigkeitsrichtung des Ausgangselements des Getriebes indiziert oder referenziert sein. Gemessene Geschwindigkeitswerte und Richtungen von dem TOSS werden dann mit den kalibrierten maximalen Geschwindigkeitsgrenzen von der Nachschlagetabelle verglichen, wobei die Grenzen in einigen Ausführungsformen möglicherweise unter Verwendung des Drosselgrads angepasst werden, wie hier erklärt wird. Wenn die kalibrierten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen überschritten werden, führt die Steuerung geeignete Steuerungstätigkeiten hinsichtlich des Getriebes oder anderer Antriebsstrangkomponenten aus, wie das Ausführen eines voreingesteilten Schaltvorgangs und/oder Aufzeichnen eines Diagnosecodes.
Normalerweise erzwingt die Schaltsteuerungslogik einen bestimmten Schaltvorgang, um sicherzustellen, dass das Getriebe nicht einen Schaltvorgang vornimmt, bei dem bestimmte Fahrzeugverlangsamungsschwellenwerte überschritten werden, zum Beispiel ein bestimmter Grad der Gravitationskraft (G) innerhalb eines bestimmten Zeitfensters, oder bei dem anderweitig die Leistung oder physikalische Integrität der Kupplungen, Maschine und/oder andere Antriebsstrangkomponenten ungünstig beeinflusst werden. Die vorliegende Herangehensweise ist daher dazu gedacht, als hochrangiges Überwachungssystem zu dienen, das geeignet ist, um eine Logik zur Absicherung der Geschwindigkeitserzwingung für ein angefordertes Schaltmanöver bereitzustellen. Bei richtiger Funktionsweise sollte die vorliegende Schaltvorgangslogik geeignete Geschwindigkeitsgrenzen erzwingen. Hingegen kann in dem Fall eines vorübergehenden Softwarefehlers in der Schaltvorgangslogik die vorliegende Überwachungslogik immer noch dazu dienen, die Integrität des Antriebsstrangs sicherzustellen, während eine gewünschte Qualität des Gesamtschaltgefühls beibehalten wird.
Eine Getriebeanordnung ist hier ebenso offenbart für die Verwendung mit einer Maschine und einer Eingangskupplung. Die Getriebeanordnung umfasst ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen bidirektionalen Geschwindigkeitssensor und eine Steuerung. Der Sensor ist mit Bezug zum Ausgangselement positioniert, zum Beispiel an oder in der Nähe des Ausgangselements. Der Geschwindigkeitssensor misst eine Größe und eine Richtung einer Drehgeschwindigkeit des Ausgangselements. Das Einrücken der Eingangskupplung verbindet die Maschine selektiv mit dem Eingangselement. Die Steuerung weist einen Prozessor, einen realen, nicht flüchtigen Speicher und ein CGSM-Modul auf, wie hier beschrieben.
Das CGSM-Modul führt Anweisungen vom Speicher über den Prozessor aus, um die Steuerung dazu zu veranlassen, einen angeforderten Schaltvorgang des Getriebes zu einem Zielgang zu erkennen, z. B. ein Herunterschaltvorgang, und um die gemessene Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor zu empfangen. Die Steuerung erkennt über das CGSM-Modul auch den Zielgang für den angeforderten Schaltvorgang, ermittelt eine kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit für den Zielgang unter Verwendung der gemessenen Größe und Richtung, und führt eine Steuerungstätigkeit hinsichtlich des Getriebes aus, wenn die gemessene Größe die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit überschreitet.
Ein Verfahren zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs in einem Fahrzeug, das eine Maschine, ein Getriebe und eine Steuerung aufweist, wird ebenfalls offenbart. Das Verfahren führt die oben genannten Schritte durch, d. h., Detektieren eines angeforderten Schaltvorgangs des Getriebes zu einem Zielgang, Messen einer Größe und Richtung einer Drehgeschwindigkeit des Ausgangselements über einen bidirektionalen Geschwindigkeitssensor und Empfangen der gemessenen Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor über die Steuerung.
Das Verfahren umfasst ferner ein Identifizieren des Zielgangs für den angeforderten Schaltvorgang und ein Ermitteln einer kalibrierten maximalen Ausgangsgeschwindigkeit für die Zielgangstellung unter Verwendung der gemessenen Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor. Eine Steuerungstätigkeit wird über die Steuerung hinsichtlich des Getriebes ausgeführt, wenn die gemessene Größe die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit überschreitet.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ohne weiteres aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Betriebsarten und anderen Ausführungsformen zum Ausführen der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Getriebe und eine Steuerung aufweist, die ein Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul) umfasst, wie hier dargelegt ist.
2 ist eine Tabelle, die angewiesene Gänge und Geschwindigkeitsrichtungen für die Verwendung durch das in 1 gezeigte CGSM-Modul beschreibt.
3 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Logik für das CGSM-Modul, das in dem Fahrzeug von 1 gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, worin sich durchwegs gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten in den verschiedenen Figuren beziehen, ist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 schematisch in 1 dargestellt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Brennkraftmaschine (E) 12, ein Getriebe (T) 14 und eine Steuerung (C) 20. Die Steuerung 20 umfasst ein Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul) 21, ausgeführt als Computerhardware und Software, das die Überwachung und Steuerungslogik zum Erzwingen kalibrierter maximaler Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen für einen angeforderten Schaltvorgang des Getriebes 14 bereitstellt. Als Teil dieser Funktion, kann sich das CGSM-Modul 21 beim Ausführen eines Verfahrens 100, für das beispielhafte Schritte in 3 dargestellt sind, auf eine kalibrierte Nachschlagetabelle 25 beziehen, für die ein Beispiel in 2 dargestellt ist. Unter Verwendung des CGSM-Moduls 21 kann die Steuerung 20 daher eine Sicherungsüberwachung für eine vorhandene Schaltvorgangslogik der Steuerung 20 bereitstellen.
Das Getriebe 14, das schematisch in 1 dargestellt ist, umfasst ein Eingangselement 15 und ein Ausgangselement 16. Das Getriebe 14 kann alternativ als ein Mehrgangautomatikgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) oder als ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt sein. Jede von diesen Ausführungen ist oben allgemein beschrieben. Das Ausgangselement 16 in allen Ausführungsformen liefert ein Ausgangsdrehmoment von dem Getriebe 14 zu einer Antriebsachse 17 und von der Antriebsachse 17 zu einem Satz von Antriebsrädern 18, um das Fahrzeug 10 voranzutreiben.
Bei einer Ausführungsform eines Automatikgetriebes kann eine erste Eingangskupplung CI₁, z. B. eine hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung, dazu verwendet werden, um eine Ausgangswelle 13 der Maschine 12 mit dem Eingangselement 15 des Getriebes 14 zu koppeln. Bei einer Ausführungsform eines DCTs können eine erste und eine zweite Eingangskupplung CI₁ und CI₂ für diesen Zweck verwendet werden, z. B. herkömmliche Reibungsplattenkupplungen, wobei die erste Eingangskupplung CI₁ dazu verwendet wird, um beliebige geradzahlige Gangsätze auszuwählen, z. B. den 2., 4., 6. und 8. Gang, und die zweite Eingangskupplung CI₂ dazu verwendet wird, um beliebige ungeradzahlige Gangsätze auszuwählen, z. B. den 1., 3., 5. und 7. Gang, und den Rückwärtsgang. Separate Eingangselemente 15 und 150 können, wie gezeigt, in einer DCT Ausführungsform verwendet werden. Ein AMT, wie es auf dem Gebiet bekannt ist, weist eine einzelne Eingangskupplung auf, z. B. CI₁, arbeitet aber ansonsten sehr ähnlich wie ein DCT.
Die in 1 dargestellte Steuerung 20 kann Bestandteil eines auf dem Gebiet bekannten Getriebesteuerungsmoduls sein oder es kann ein separates Modul sein. Bei beiden Ausführungsformen überwacht die Steuerung 20 aktiv bestimmte Antriebsstrangvariablen während eines angewiesenen Schaltvorgangs des Getriebes 14, einschließlich eines angewiesenen Gangs (Pfeil CG), was, wie hier verwendet, der nächstgewählte/Zielgang eines angewiesenen Gangschaltvorgangs bedeutet. Zum Beispiel ist bei einem 7–5 Herunterschalten der Leistung eines beispielhaften 8-Ganggetriebes der 5. Gang der Zielgang.
Andere Werte, die von der Steuerung 20 als Teil des Verfahrens 100 empfangen und verarbeitet werden, können einen Drosselgrad (Pfeil Th%) von einer Drosseleingabevorrichtung A_X, z. B. ein Beschleunigungspedal, wie zum Beispiel eine Position oder einen Stellweg eines solchen Pedals, und gemessene Werte von eisem bidirektionalen Getriebeausgangsgeschwindigkeitssensor (TOSS) 24 umfassen, der mit Bezug auf das Ausgangselement 16 positioniert ist. Hinsichtlich des Ausdrucks ”bidirektional” bezieht sich dieser Ausdruck auf die Fähigkeit des TOSS 24, nicht nur die Geschwindigkeitsgröße (N_O) des Ausgangselements 16, sondern auch die gegenwärtige Vorwärts- oder Rückwärtsgeschwindigkeitsdrehrichtung (F/R) des Ausgangselements 16 zu ermitteln. Der TOSS 24 kann als Hall-Effekt- oder magnetoresistiver Sensor in zwei möglichen, nicht einschränkenden Ausführungsformen ausgeführt sein.
Die Steuerung 20 von 1 kann als ein Getriebesteuerungsmodul ausgeführt sein, das mit den verschiedenen Elementen des Fahrzeugs 10, zum Beispiel mit der Maschine 12, dem Getriebe 14, dem TOSS 24 und den Eingangskupplungen CI₁ und CI₂, über einen Bus eines Steuerungsbereichsnetzwerks (CAN Bus) 11 oder einen anderen geeigneten Netzwerkpfad kommuniziert. Die Drehzahl der Maschine 12 reagiert auf den Drosselgrad (Pfeil Th%). Der Drosselgrad (Pfeil Th%) kann von einem Fahrer des Fahrzeugs 10 als eine Kraft und/oder ein prozentualer Stellweg der Drosseleingangsvorrichtung A_X angewiesen werden, um einen relativen Grad der angeforderten Maschinendrehzahl oder des Drehmoments anzugeben. Solch eine Kraft/Stellweg kann über einen Drosselsensor (nicht dargestellt) in der üblichen Weise detektiert werden.
Weiterhin Bezug nehmend auf 1, kann die Steuerung 20 als eine Rechnervorrichtung gestaltet sein, die dazugehörige Hardwareelemente wie einen Prozessor P und einen Speicher M aufweist. Der Speicher M kann umfassen, ist aber nicht notwendigerweise beschränkt auf reale, nicht flüchtige rechnerauslesbare Medien, wie Festwertspeicher (ROM), optische Speicher, Festkörperflashspeicher und vergleichbare, sowie Arbeitsspeicher (RAM), elektrisch löschbare programmierbare Festwertspeicher (EEPROM), Flashspeicher, etc. Die Steuerung 20 kann ebenso einen Schaltkreis umfassen, der umfasst, aber nicht beschränkt ist auf einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, einen analog zu digital Schaltkreis (A/D), einen digital zu analog Schaltkreis (D/A), einen digitalen Signalprozessor oder DSP; Sendempfänger und die notwendigen Eingangs-/Ausgangsvorrichtungen (I/O) und andere Signalkonditionier- und/oder Pufferschaltkreise, die zum Ausführen des Verfahrens 100 benötigt werden, das nun mit Bezug auf die übrigen Figuren beschrieben wird.
Bezug nehmend auf 2, wird das Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul) 21, das schematisch in 1 dargestellt ist, befüllt mit oder hat Zugang zu einer Nachschlagetabelle 25. Die Steuerung 20 von 1 verwendet das CGSM-Modul 21 und die Nachschlagetabelle 25, um eine kalibrierte maximale Geschwindigkeitsgrenze für das Fahrzeug 10 zu ermitteln. Die Steuerung 20, wie oben erwähnt, kann ebenso eine Schaltsteuerungslogik umfassen, mit der die Steuerung 20 eine Schwellenwertausgangsgeschwindigkeit für die jeweilige Zielgangstellung erzwingt, wobei das CGSM-Modul 21 einen Rückfallüberwachungsansatz für diese Logik bereitstellt. Das CGSM-Modul 21 kann kalibrierte maximale Geschwindigkeitsgrenzen für das Fahrzeug 10 bereitstellen, die zumindest 10 Prozent höher, d. h. schneller sind als die Schwellenwertausgangsgeschwindigkeiten eines beliebigen solchen angewiesenen Gangschaltvorgangs oder einer beliebigen solchen Schaltvorgangsüberwachungslogik.
In einer Beispielausgestaltung ist die Nachschlagetabelle 25 durch einen angewiesenen Gang (CG) und der gemessenen Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Ausgangselements 16, wie vom TOSS 24 gemessen, indiziert oder organisiert, wobei die gemessene Richtung als D₁₆ in 2 abgekürzt ist. Der Bereich der angewiesenen Gänge hängt von der Ausführung des in 1 gezeigten Getriebes 14 ab. Zum Beispiel kann, wie gezeigt, in einem 8-Ganggetriebe die Nachschlagetabelle 25 sowohl eine Rückwärtsgangstellung (R) als auch einen 1.–8. Gang (1–8) aufweisen. Die Drehrichtung des Ausgangselements 16 von 1 umfasst, wie oben erwähnt, vorwärts (F) und rückwärts (R).
Innerhalb der Nachschlagetabelle 25 weist jeder angewiesene Gang R und 1–8 einen entsprechenden Geschwindigkeitsgrenzwert für die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen auf. Beispielsweise wird für einen angewiesenen Rückwärtsgang (R) eine kalibrierte maximale Geschwindigkeitsgrenze N_RF erzwungen, wenn die Geschwindigkeitsrichtung D₁₆ von dem TOSS 24 von 1 gegenwärtig vorwärts (F) ist, und eine unterschiedliche kalibrierte maximale Geschwindigkeitsgrenze N_RR, wenn die Geschwindigkeitsrichtung D₁₆ gegenwärtig rückwärts (R) ist. Ähnliche Werte können für den 1. Gang (N_1F, N_1R), den 2. Gang (N_2F, N_2R), etc. verwendet werden. Alle Vorwärtsrichtungen in der Nachschlagetabelle 25 können ähnlich befüllt sein, wobei z. B. die 3.–8. Gänge jeweils Geschwindigkeitsgrenzwerte N_3F–N_8F aufweisen. Wo ein Wert in 2 fehlt, bezeichnen diese Situationen mit geringer Wahrscheinlichkeit auftretende Schaltvorgänge, wie z. B. einen angewiesenen Schaltvorgang zum 8. Gang während des Rückwärtsfahrens. In einem beispielhaften Getriebe 14 können zum Beispiel die Geschwindigkeitsgrenzen der 3.–8. Rückwärtsgangschaltvorgänge weggelassen werden, oder diese Gangstellungen können mit gewünschten Geschwindigkeitsgrenzen befüllt sein.
In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der 1. Gang, wenn dieser in einer Vorwärtsrichtung des Ausgangselements 16 von 1 angewiesen wird, mit einer +45–50 km/h Grenze versehen sein, d. h. N_1F = +45–50 km/h. Für N_1R dahingegen, was eine Rückwärtsrichtung des Ausgangselements 16 ist, kann dieser Grad wesentlich geringer sein, wie z. B. –10 km/h bis –12 km/h, wobei das negative Präfix (–) die Rückwärtsrichtung der Drehung des Ausgangselements 16 angibt. Eine normale Schaltvorgangslogik kann eine geringere Geschwindigkeit im 1. Gang erzwingen, z. B. –5 km/h und so wird das CGSM-Modul 21, wie oben erwähnt, nicht einschreiten, außer und bis ein Fehlerzustand in der vorhandenen Schaltüberwachungslogik vorliegt. In ähnlicher Weise kann falls eine Rückwärtsgangstellung (R) angewiesen wird, wenn die Drehgeschwindigkeitsrichtung D₁₆ rückwärts ist, –45 bis –50 km/h als Geschwindigkeitsgrenze N_RR verwendet werden, wobei eine untere Grenze von –10 bis –12 km/h verwendet werden kann. Bei anderen Gängen können die Grenzen gerade unterhalb einer Maschinenüberdrehzahlgefährdung liegen.
Bei einem alternativen Ansatz können die Geschwindigkeitsgrenzen, die die Nachschlagetabelle 25 von 2 befüllen, in irgendeiner Weise durch den Drosselgrad (Pfeil Th%) angepasst sein. Ein solcher Ansatz kann eine größere Programmierungs- oder Kalibrierflexibilität bieten. Zum Beispiel kann, wenn die Geschwindigkeitsgrenze N_1F + 56 km/h ist, das Erzwingen dieser Geschwindigkeitsgrenze bei 5% des Drosselgrades (Pfeil Th%) einen anderen Effekt haben als bei 70%. Mit anderen Worten kann das Getriebe 14 von 1 in der Lage sein +60 km/h zu tolerieren, da die Maschine 12 bei einem höheren Grad dreht als bei nur 5% Drosselung. Während der Kalibrierung oder in Echtzeit kann die Nachschlagetabelle 25 daher optional die kalibrierte Maximalgeschwindigkeitsgrenze unter Verwendung des Drosselgrades (Pfeil Th%) ”hochskalieren”. Diese Anpassung der kalibrierten Geschwindigkeitsgrenze kann über eine Nachschlagetabelle oder über eine Gleichung erfolgen, zum Beispiel N_CAL,NEW = (N_CAL)(K), wobei N_CAL die aufgenommene kalibrierte Geschwindigkeitsgrenze der Nachschlagetabelle 25 und K ein Zugewinn ist, der in Echtzeit als eine Funktion der Abweichung des Drosselgrades (Pfeil Th%) von einem nominalen Drosselgrad errechnet wird, der verwendet wird um die Nachschlagetabelle 25 zu befüllen, z. B. 50% Drosselung.
Bezug nehmend auf 3 ist das Verfahren 100, das durch die Steuerung 20 von 1 ausgeführt wird, in einer beispielhaften Ausführungsform beginnend mit Schritt 101 gezeigt. Bei Schritt 101 detektiert die Steuerung 20 von 1 einen angeforderten Schaltvorgang des Getriebes 14 von einer gegenwärtigen Gangstellung zu einer Zielgangstellung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 20 dazu programmiert sein, das Verfahren 100 nur bei angeforderten Herunterschaltvorgängen auszuführen, obwohl bei anderen Ausführungsformen Hochschaltvorgänge und andere angeforderte Schaltvorgänge als angeforderter Schaltvorgang verwendet werden können. Schritt 101 kann das Ermitteln umfassen, ob ein angewiesener Gangschaltvorgang (CGS) des Getriebes 14 angefordert wird.
Wenn das Getriebe 14 automatisch, DCT oder AMT ist, kann dieser Schritt mit der Logik der Steuerung 20 unter Verwendung der inhärenten Kenntnis der Steuerung über die Progression des Schaltvorgangs angewendet werden, den die Steuerung 20 als Teil ihrer primären Funktion anweist. Das heißt, für ein Automatikgetriebe können die Eingangs- und Ausgangsgeschwindigkeiten des Getriebes 14 von der Steuerung 20 verwendet werden, um zu ermitteln, ob und wann ein Schaltvorgang benötigt wird. Andere Ansätze können das Detektieren der Position jeglicher Kupplungsgabeln umfassen, die dazu verwendet werden, einen bestimmen Gang in einem DCT oder AMT auszuwählen, oder ein beliebiger anderer geeigneter Ansatz zur Ermittlung einer angewiesenen Gangstellung. Der angeforderte Schaltvorgang kann, wie oben erwähnt, bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform auf Herunterschaltvorgänge begrenzt sein. Schritt 101 wird wiederholt bis ein angewiesener Gangschaltvorgang detektiert oder anderweitig ermittelt ist. Das Verfahren 100 schreitet weiter zu Schritt 102, sobald ein angewiesener Gangschaltvorgang ermittelt wurde.
Bei Schritt 102 empfängt die Steuerung 20 von 1 die Ausgangsgeschwindigkeit und Richtung (N₁₀, D₁₆) von dem TOSS 24, zum Beispiel über einen Sendeempfänger (nicht dargestellt) der Steuerung 20, und zeichnet vorübergehend ebenfalls den angewiesenen Gang (CG) im Speicher M auf, wie er in Schritt 101 ermittelt wurde. Sobald diese Werte bei Schritt 102 ermittelt wurden, schreitet das Verfahren 100 weiter zu Schritt 104.
Schritt 104 beinhaltet das Referenzieren der Nachschlagetabelle 25, die oben beschrieben wurde, und das Extrahieren der kalibrierten Maximalgeschwindigkeitsgrenze aus der Nachschlagetabelle 25 für den angewiesenen Gang und die Drehrichtung des Ausgangselements 16. Das Verfahren 100 schreitet dann weiter zu Schritt 106.
Bei Schritt 106 ermittelt die Steuerung 20 als Nächstes, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 von Schritt 102 im Wesentlichen nicht Null ist, d. h. Null oder innerhalb eines Niedriggeschwindigkeitsbereichs um Null. Ein beispielhafter Geschwindigkeitsbereich, der im Wesentlichen nicht Null ist, ist eine absolute Geschwindigkeit über 4 km/h. Für derart geringe Geschwindigkeiten kann die Steuerung 20 effektiv künstlich hohe Geschwindigkeitsgrenzen anwenden, wie 1000 km/h, um sicherzustellen, dass ein Fehlerzustand niemals innerhalb 4 km/h um die Nullgeschwindigkeit ermittelt wird, oder wenn eine Überdrehzahlbedingung nicht anderweitig aus der Nachschlagetabelle 25 erkannt wird. Das Verfahren 100 wiederholt Schritt 102, wenn die gemessene Geschwindigkeit N₁₀ des Fahrzeugs 10 im Wesentlichen Null ist. Ansonsten schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 108 weiter.
Schritt 108 beinhaltet das Ermitteln, ob die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit N₁₀ für eine vorgegebene Drehrichtung D₁₆ größer ist als die kalibrierte Geschwindigkeitsgrenze, wie sie in Schritt 104 aus der Nachschlagetabelle 25 ermittelt wurde. Wenn nicht, wird keine Steuerungstätigkeit durch das CGSM-Modul 25 von 1 eingeleitet und das Verfahren 100 kehrt zu Schritt 102 zurück. Das Verfahren 100 schreitet dahingegen zu Schritt 110 voran, wenn die kalibrierte maximale Geschwindigkeitsgrenze überschritten wird.
Bei Schritt 110 führt die Steuerung 20 in Reaktion auf die Verletzung der kalibrierten Maximalgeschwindigkeitsgrenzen aus der Nachschlagetabelle 25 eine Steuerungstätigkeit (CA) hinsichtlich des Getriebes 14 oder anderen Antriebsstrangkomponenten aus, wie zum Beispiel der Maschine 12. Geeignete Steuerungstätigkeiten können das Aufzeichnen eines Diagnosecodes und/oder das Erzwingen eines voreingestellten Schaltvorgangs des Getriebes 14 beinhalten. Zum Beispiel könnte das Getriebe 14 automatisch auf neutral, zu einem hydraulischen, voreingestellten Gang geschaltet oder um mindestens einen Gang hochgeschaltet werden, z. B. Schalten in den 5. Gang oder höher, wenn im 4. Gang, so dass das Getriebe 14 aus einer Überdrehzahlbedingung herausgebracht wird. Andere Steuerungstätigkeiten können im Rahmen der Erfindung vorstellbar sein, wie zum Beispiel Verlangsamung des Fahrzeugs 10 selbst über Bremsen, z. B. über Antiblockierkontrolle, und/oder durch die Steuerung der Maschine 12 und/oder Abwarten bis sich das Fahrzeug 10 ausreichend zu verlangsamt hat, bevor der Schaltvorgang zu dem angewiesenen Gang zugelassen wird.
Das oben beschriebene CGSM-Modul 21 von 1 kann, wie oben dargelegt, dazu verwendet werden, um die angewiesenen Gangstellungen und Getriebeausgangsgeschwindigkeiten/-richtungen zu überwachen und um die Geschwindigkeitsgrenzen in Reaktion auf diese Werte zu erzwingen. Die Steuerung 20 kann das CGSM-Modul 21 in bestimmten Getriebegangstellungen, wie Parken und Neutral, selektiv deaktivieren, zum Beispiel durch zeitweises Verhindern der Ausführung des Verfahrens 100, da mögliche Verlangsamungsgefahren in solchen Gangstellungen nicht bestehen. Ebenso kann, wie oben erwähnt, ein kalibrierter geringer Nicht-Nullbereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten als eine Zone betrachtet werden, in der alle Gangschaltvorgänge erlaubt sind, sowie als eine Zone, in der Rauschen von dem TOSS 24 vorliegen kann. In diesem Bereich von Geschwindigkeiten brauchen keine Steuerungstätigkeiten vorgenommen zu werden. Im Ergebnis wird ein nicht auffälliger Logiksatz bereitgestellt, der die Betriebsintegrität einer vorliegenden Schaltvorgangslogik sicherstellen kann, während die Leistung des Getriebes 14 optimiert wird.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren dienen zur Unterstützung und Beschreibung der Erfindung, aber der Schutzumfang der Erfindung wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während die beste Ausführungsart, falls bekannt, und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben worden sind, bestehen verschiedene alternative Ausführungen und Ausführungsformen, zum Ausüben der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Getriebeanordnung zur Verwendung mit einer Maschine und einer Eingangskupplung, wobei die Getriebeanordnung umfasst: ein Eingangselement; ein Ausgangselement; einen bidirektionalen Geschwindigkeitssensor, der mit Bezug auf das Ausgangselement angeordnet und ausgebildet ist, um eine Größe und eine Richtung einer Drehgeschwindigkeit des Ausgangselements zu messen, wobei ein Einrücken der Eingangskupplung die Maschine selektiv mit dem Eingangselement verbindet; und eine Steuerung, die einen Prozessor, einen realen, nicht flüchtigen Speicher und ein Modul zur Überwachung eines angewiesenen Gangschaltvorgangs (CGSM-Modul) aufweist, wobei das CGSM-Modul Anweisungen von dem Speicher über den Prozessor ausführt, damit die Steuerung: einen angeforderten Gangschaltvorgang in dem Getriebe zu einem Zielgang detektiert; die gemessene Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor empfängt; den Zielgang des angeforderten Schaltvorgangs identifiziert; unter Verwendung der gemessenen Größe und Richtung eine kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit für den Zielgang ermittelt; und eine Steuerungstätigkeit hinsichtlich des Getriebes ausführt, wenn die gemessene Größe die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit übersteigt.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungstätigkeit das Erstellen eines Diagnosecodes in dem Speicher der Steuerung umfasst.
Getriebeanordnung nach Anspruch 2, wobei die Steuerungstätigkeit auch das Ausführen eines voreingestellten Schaltvorgangs des Getriebes zu einer voreingestellten Gangstellung oder Neutral umfasst.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Drosseleingabevorrichtung, die in der Lage ist, einen Drosselgrad anzufordern, wobei die Steuerung mit der Drosseleingabevorrichtung kommuniziert und programmiert ist, um die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit unter Verwendung des Drosselgrads anzupassen.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Nachschlagetabelle, die in dem Speicher aufgezeichnet ist und durch den Zielgang und die Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor indiziert ist, wobei die Steuerung die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit durch Zugreifen auf die Nachschlagetabelle in Reaktion auf den detektierten angeforderten Schaltvorgang ermittelt und die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit der Nachschlagetabelle entnimmt.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung programmiert ist, um das CGSM-Modul zu deaktivieren, wenn sich das Getriebe in einer Park- oder einer Neutralstellung befindet.
Verfahren zum Überwachen eines angewiesenen Gangschaltvorgangs in einem Fahrzeug, das eine Maschine, ein Getriebe mit einem Ausgangselement und eine Steuerung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: über die Steuerung Detektieren eines angeforderten Schaltvorgangs des Getriebes zu einem Zielgang; Messen einer Größe und Richtung einer Drehgeschwindigkeit des Ausgangselements über einen bidirektionalen Geschwindigkeitssensor; über die Steuerung Empfangen der gemessenen Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor; Identifizieren des Zielgangs für den angeforderten Schaltvorgang; Ermitteln einer kalibrierten maximalen Ausgangsgeschwindigkeit für die Zielgangstellung unter Verwendung der gemessenen Größe und Richtung von dem bidirektionalen Geschwindigkeitssensor; und über die Steuerung Ausführen einer Steuerungstätigkeit hinsichtlich des Getriebes, wenn die gemessene Größe die kalibrierte maximale Ausgangsgeschwindigkeit überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausführen einer Steuerungstätigkeit das Ausführen eines Schaltvorgangs in dem Getriebe zu einer voreingestellten Gangstellung oder Neutral umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Fahrzeug eine Drosseleingabevorrichtung umfasst, die mit der Steuerung kommuniziert und in der Lage ist, einen Drosselgrad zu ermitteln, wobei das Verfahren ferner das Anpassen der kalibrierten maximalen Ausgangsgeschwindigkeit unter Verwendung des Drosselgrads umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Messen der Größe und Richtung das Verwenden eines bidirektionalen Hall-Effekt-Sensors umfasst.