DE102015116328A1

DE102015116328A1 - Störungsdetektion einer Hydraulikpumpe für Getriebe mit normal eingerückter Kupplung

Info

Publication number: DE102015116328A1
Application number: DE102015116328.4A
Authority: DE
Inventors: Dongxu Li; Chunhao J. Lee; Farzad Samie
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-04-07
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: DE102015116328B4; US20160096518A1; CN105605216A; CN105605216B; US9732846B2

Abstract

Ein Verfahren zum Detektieren einer Störung einer Hydraulikpumpe umfasst ein Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine und einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente. Eine numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente wird berechnet. Die numerische Differenz wird mit einem Schwellenwert verglichen, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist oder gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist. Eine Störung der Hydraulikpumpe wird identifiziert, wenn die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und das Getriebe in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist. Wenn eine Störung der Hydraulikpumpe identifiziert wird, wird der Betrieb der Kraftmaschine gestoppt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft allgemein ein Fahrzeug, das eine Kraftmaschine mit einer automatischen Start/Stopp-Fähigkeit und ein Getriebe mit einer normal eingerückten Kupplung aufweist, und genauer ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren der Störung einer Hydraulikpumpe in dem Fahrzeug und zum Steuern des Fahrzeugs, wenn eine Störung der Hydraulikpumpe detektiert wird.
HINTERGRUND
Kraftfahrzeuge mit Automatikgetrieben beruhen auf einer Hydraulikpumpe, um Fluiddruck bereitzustellen und somit Kupplungen im Inneren des Getriebes während des Getriebebetriebs zu betätigen. Jedoch arbeitet die Hydraulikpumpe nicht, wenn die Kraftmaschine des Fahrzeugs gestoppt ist. Um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu steigern, stoppen manche Fahrzeuge mit Automatikgetrieben die Kraftmaschine, wenn das Fahrzeug zu einem Stillstand kommt. Um eine Verzögerung zu verhindern, während sich Druck innerhalb der Fluidleitungen aufbaut, kann das Getriebe mit einer Kupplung ausgestattet sein, die normal eingerückt ist, d. h. die Kupplung ist eingerückt, um bei Fehlen von Fluiddruck von der Haupthydraulikpumpe Drehmoment zu übertragen. Die normal eingerückte Kupplung positioniert das Getriebe in Vorbereitung auf ein Anfahren in einem ersten oder niedrigen Gang, so dass, sobald die Kraftmaschine aus dem automatischen Start/Stopp neu gestartet wird, Drehmoment durch das Getriebe auf die Räder übertragen werden kann, ohne darauf zu warten, dass sich der Fluiddruck innerhalb der Fluidleitungen aufbaut. Sobald sich Druck innerhalb der Fluidleitungen aufbaut, kann die normal eingerückte Kupplung wie üblich gesteuert werden, um entweder eine Drehmomentverbindung aufrecht zu erhalten, oder die Kupplung auszurücken.
Weil die normal eingerückte Kupplung Drehmoment durch das Getriebe selbst bei Fehlen von Fluiddruck von der Haupthydraulikpumpe überträgt, und weil die normal eingerückte Kupplung einen Fluiddruck von der Hydraulikpumpe erfordert, um auszurücken und somit eine Drehmomentübertragung durch das Getriebe zu verhindern, ist es notwendig, eine Störung in der Haupthydraulikpumpe zu identifizieren und das Fahrzeug in dem Fall, dass die Hydraulikpumpe versagt, geeignet zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs vorgesehen, das eine Kraftmaschine mit einer automatischen Start/Stopp-Fähigkeit und ein Getriebe mit einer normal eingerückten Kupplung aufweist. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine und ein Erfassen einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente, die stromabwärts von einem Pumpenrad eines Drehmomentwandlers des Getriebes angeordnet und nicht direkt mit einem Ausgang des Getriebes verbunden ist. Eine numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente wird mit einem Schwellenwert verglichen, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist oder ob die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist. Der Betrieb der Kraftmaschine wird gestoppt, wenn das Getriebe in einem neutralen Gangmodus ist und die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist.
Es ist ein Verfahren zum Detektieren einer Störung einer Hydraulikpumpe in einem Fahrzeug vorgesehen, das eine Kraftmaschine mit einer automatischen Start/Stopp-Fähigkeit und ein Getriebe mit einer normal eingerückten Kupplung aufweist. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine und ein Erfassen einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente, die stromabwärts von einem Pumpenrad eines Drehmomentwandlers des Getriebes angeordnet und nicht direkt mit einem Ausgang des Getriebes verbunden ist. Eine numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente wird berechnet. Die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente wird mit einem Schwellenwert verglichen, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist oder ob die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist. Es wird ein Betriebsmodus des Getriebes identifiziert, um zu ermitteln, ob das Getriebe in einem neutralen Gangmodus angeordnet ist oder ob das Getriebe in einem nicht-neutralen Gangmodus angeordnet ist. Es wird eine Störung der Hydraulikpumpe identifiziert, wenn die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und das Getriebe in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist.
Es ist auch ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine, die eine automatische Start/Stopp-Fähigkeit aufweist, und ein Getriebe, das mit der Kraftmaschine gekoppelt ist. Das Getriebe umfasst einen Drehmomentwandler, der ein Pumpenrad und ein Leitrad aufweist, und eine normal eingerückte Kupplung, die betreibbar ist, um bei Fehlen von angelegtem Fluiddruck Drehmoment zu übertragen. Eine Hydraulikpumpe wird durch die Kraftmaschine beaufschlagt und mit dem Getriebe gekoppelt, um ein Fluid durch das Getriebe hindurch und zu der normal eingerückten Kupplung umzuwälzen, wenn die Kraftmaschine arbeitet. Ein Getriebesteuermodul ist funktional mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebesteuermodul ist betreibbar, um ein Signal zu empfangen, das die Drehzahl der Kraftmaschine angibt, und ein Signal zu empfangen, das die Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente angibt, die stromabwärts von dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers angeordnet und nicht direkt mit einem Ausgang des Getriebes verbunden ist. Das Getriebesteuermodul berechnet eine numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente aus den Signalen, die die Drehzahl der Kraftmaschine bzw. die Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente angeben. Das Getriebesteuermodul vergleicht dann die numerische Differenz mit einem Schwellenwert, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist oder ob die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist. Das Getriebesteuermodul ist in der Lage, einen Betriebsmodus des Getriebes zu identifizieren, um zu ermitteln, ob das Getriebe in einem neutralen Gangmodus oder in einem von einer Mehrzahl von nicht-neutralen Gangmodi angeordnet ist. Wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und das Getriebe in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist, identifiziert das Getriebesteuermodul eine Störung der Hydraulikpumpe und stoppt den Betrieb der Kraftmaschine.
Dementsprechend wird das Verfahren angewandt, um das Fahrzeug auf der Basis der Kenntnis zu steuern, dass, wenn die normal eingerückte Kupplung eingerückt ist, die normal eingerückte Kupplung die Drehzahl der rotierenden Endantriebskomponente relativ zu der Drehzahl der Kraftmaschine herunterziehen oder verlangsamen wird, wenn die Hydraulikpumpe versagt, wobei sich das Getriebe in einem neutralen Gangmodus befindet und das Fahrzeug stationär ist. Daher gibt eine große oder signifikante numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente an, dass die normal eingerückte Kupplung gegenwärtig eingerückt ist. Wenn der neutrale Modus des Getriebes gewählt ist und die Kraftmaschine läuft, sollte der Fluiddruck von der Hydraulikpumpe die normal eingerückte Kupplung ausrücken, um die Drehmomentübertragung durch das Getriebe hindurch zu unterbrechen. Wenn jedoch die Hydraulikpumpe versagt hat oder auf andere Weise nicht in der Lage ist, Fluiddruck an die normal eingerückte Kupplung zu liefern, um die normal eingerückte Kupplung auszurücken, dann bleibt die normal eingerückte Kupplung eingerückt, selbst wenn der neutrale Modus gewählt ist. Wenn die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und das Getriebe in dem neutralen Modus angeordnet ist, kann von daher das Getriebesteuermodul ermitteln, dass die normal eingerückte Kupplung noch eingerückt ist, weil die Hydraulikpumpe versagt hat oder ansonsten keinen Fluiddruck an die normal eingerückte Kupplung liefert. In einer solchen Situation kann das Getriebesteuermodul den Betrieb der Kraftmaschine stoppen, um eine ungewollte Bewegung des Fahrzeugs zu verhindern.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Teilschnittansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, die eine normal eingerückte Kupplung eines Getriebes in einer nicht hydraulisch betätigten, eingerückten Position zeigt.
2 ist eine schematische Teilschnittansicht des Getriebes, die die normal eingerückte Kupplung in einer hydraulisch betätigten, eingerückten Position zeigt.
3 ist eine schematische Teilschnittansicht des Getriebes, die die normal eingerückte Kupplung in einer hydraulisch betätigten ausgerückten Position zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Fachleute auf dem Gebiet werden feststellen, dass Begriffe wie etwa ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts”, ”oben”, ”unten” usw. für die Figuren beschreibend verwendet werden und keine Einschränkungen am Umfang der Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, darstellen. Darüber hinaus können die Lehren hierin in funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und/oder verschiedenen Prozessschritten beschrieben sein. Es ist zu erkennen, dass derartige Blockkomponenten aus jeder Zahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten bestehen kann, die ausgestaltet sind, um die spezifizierten Funktionen zu erfüllen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Komponenten beziehen, ist in 1 bei 20 ein Fahrzeug allgemein gezeigt. Das Fahrzeug 20 umfasst einen Antriebsstrang 22, der eine Kraftmaschine 24 und ein mit der Kraftmaschine 24 gekoppeltes Getriebe 26 zum Übertragen von Kraftmaschinen-Drehmoment auf angetriebene Räder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 20 aufweist. Wie vorgesehen, umfasst das Fahrzeug 20 eine automatische Start/Stopp-Funktion oder -fähigkeit, die die Kraftmaschine 24 automatisch abschalten und neu starten kann, um die Zeitdauer zu vermindern, die die Kraftmaschine 24 im Leerlauf verbringt, wodurch Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird. Eine Start/Stopp-Fähigkeit der Kraftmaschine ist für Fahrzeuge 20 vorteilhaft, die eine beträchtliche Zeitdauer an Ampeln wartend verbringen oder häufig in Staus zum Stillstand kommen. Ein derartiges Start/Stopp-Merkmal ist in Hybrid-Elektrofahrzeugen 20 häufig vorhanden, die in der Regel zusätzlich zu der Kraftmaschine 24 einen Elektromotor/Generator (nicht gezeigt) zum Antreiben des Fahrzeugs 20 anwenden, kann aber auch in Fahrzeugen angewandt werden, denen ein Hybrid-Elektrotriebstrang 22 fehlt, und die stattdessen eine Brennkraftmaschine 24 für Vortriebsleistung verwenden.
Diese Offenbarung lehrt ein Verfahren, das eine Störung einer Hydraulikpumpe 28 für das Getriebe 26 des Fahrzeugs 20 identifiziert, und ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs 20, wenn eine solche Störung identifiziert ist. Das Verfahren ist auf Fahrzeuge 20 anwendbar, die eine Kraftmaschine 24 aufweisen, die für die oben beschriebene Start/Stopp-Funktion ausgestaltet ist, und die eine Kupplung verwenden, die in einen normal eingerückten Zustand vorgespannt ist, um das Getriebe 26 in Vorbereitung auf ein Anfahren in einen ersten oder niedrigen Gang zu positionieren, wenn die Kraftmaschine 24 gestoppt ist, ohne die Verwendung einer Zusatzpumpe oder eines Druckspeichers zum Liefern von Fluiddruck an das Getriebe 26, wenn die Kraftmaschine 24 gestoppt hat und die Hydraulikpumpe 28 nicht läuft. So wie es hierin verwendet wird, ist der Begriff ”normal eingerückt” als eine Standard- oder natürliche Position, d. h. eine normale Position, definiert. Dementsprechend ist eine Kupplung, die normal eingerückt ist, eine Kupplung, deren Standardposition ein eingerückter Zustand ist, der in der Lage ist, Drehmoment zu übertragen, wenn keine aktive Steuerung der Kupplung angewandt wird, z. B. ein Druckfluidsteuersignal. Der Antriebsstrang 22, der nachstehend beschrieben wird, ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 22, der zur Verwendung gemäß den hierin beschriebenen Verfahren geeignet ist. Es ist jedoch festzustellen, dass der Antriebsstrang 22, und genauer das Getriebe 26, anders als in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt und hierin beschrieben ist, ausgestaltet sein kann.
Die Kraftmaschine 24 ist funktional mit dem Getriebe 26 verbunden, das ausgestaltet ist, um Leistung und Drehmoment von der Kraftmaschine 24 aufzunehmen. Das Fahrzeug 20 umfasst zusätzlich einen Controller 30, der funktional mit dem Getriebe 26 verbunden und ausgebildet ist, um den Betrieb des Getriebes 26 zu steuern. Der Controller 30 kann ein Steuermodul umfassen, wie etwa ein Getriebesteuermodul oder ein Steuermodul für den Antriebsstrang 22, um den Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu steuern, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Controller 30 kann einen Computer und/oder Prozessor umfassen und jegliche Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren usw. enthalten, die notwendig ist/sind, um den Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu managen und zu steuern. Von daher kann ein Verfahren, das nachstehend beschrieben und allgemein in 4 mit 100 gezeigt ist, als ein Programm ausgeführt sein, das auf dem Controller 30 lauffähig ist. Es ist festzustellen, dass der Controller 30 jede Einrichtung umfassen kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen, die notwendigen Entscheidungen zu treffen, die erforderlich sind, um den Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu steuern, und die erforderlichen Aufgaben auszuführen, die notwendig sind, um den Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu steuern, sowie die Schritte des nachstehend beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Das Getriebe 26 umfasst ein Eingangselement, das als eine Eingangswelle 32 gezeigt ist, das funktional mit der Kraftmaschine 24 über einen Drehmomentwandler 34 verbunden ist, ein Ausgangselement, das als eine Ausgangswelle 36 gezeigt ist, und ein stationäres Element, das als ein Getriebegehäuse 38 gezeigt ist. Drehmoment der Kraftmaschine 24 wird zwischen der Eingangswelle 32 und der Ausgangswelle 36 über eine Planetengetriebeanordnung übertragen, wie es Fachleuten bekannt ist. Der Drehmomentwandler 34 umfasst ein Pumpenrad 40 und ein Leitrad 42, die so arbeiten, wie es Fachleuten bekannt ist.
In den 1 bis 3 ist die Planetengetriebeanordnung gezeigt, welche drei Planetenradsätze 44, 46 und 48 umfasst. Jeder Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad 44A, 46A, 48A, ein Hohlrad 44B, 46B, 48B bzw. ein Trägerelement 44C, 46C, 48C. Es sind verschiedene Verbindungen zwischen den Planetenradsätzen 44, 46 und 48 über ihre jeweiligen Sonnenräder 44A, 46A, 48A, Hohlräder 44B, 46B, 48B und Trägerelemente 44C, 46C, 48C möglich, wie es Fachleuten bekannt ist, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zwischen der Eingangswelle 32 und der Ausgangswelle 36 zu erreichen. Das Getriebe 26 umfasst auch die Hydraulikpumpe 28, die mit der Kraftmaschine 24 gekoppelt und ausgebildet ist, um ein Druckfluid zu verschiedenen Komponenten des Getriebes 26, wie etwa die erste Kupplung 50, und eine normal eingerückte Kupplung 52 umzuwälzen. Die Hydraulikpumpe 28 kann als eine Getriebefluidpumpe bezeichnet werden. Zusätzlich ist festzustellen, dass die normal eingerückte Kupplung 52 eine Kupplung ist, deren Standardposition ein eingerückter Zustand ist, der in der Lage ist, Drehmoment zu übertragen, wenn keine aktive Steuerung der Kupplung angewandt wird, z. B. ein Druckfluid-Steuersignal von der Hydraulikpumpe 28.
Die normal eingerückte Kupplung 52 überträgt Drehmoment, wenn sie im eingerückten Zustand ist, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, und überträgt kein Drehmoment, wenn sie im ausgerückten Zustand ist, wie es etwa in 3 gezeigt ist. Die normal eingerückte Kupplung 52 kann angewandt werden, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 24 und der Ausgangswelle 36 in einem niedrigen oder ersten Übersetzungsverhältnis zu übertragen, das in der Regel zum Anfahren des Fahrzeugs 20 angewandt wird. Zusätzlich kann die normal eingerückte Kupplung 52 ausgestaltet sein, um Drehmoment zwischen irgendeinem der Zahnradelemente 44A–C, 46A–C und 48A–C und irgendeinem anderen der Zahnradelemente der Planetengetriebeanordnung sowie zwischen einem der Zahnradelemente und dem Getriebegehäuse 38 oder zwischen der Kraftmaschine 24 und dem Getriebe 26 zu übertragen.
Die normal eingerückte Kupplung 52 umfasst ein Reibungsbauteil, wie es als ein Kupplungspaket 54 gezeigt ist. Das Kupplungspaket 54 umfasst beabstandete Sätze von Reibplatten 56 und zumindest eine Reaktionsplatte 58, die in Kontakt miteinander platziert sind, wenn die normal eingerückte Kupplung 52 eingerückt ist, wie es Fachleute kennen. Die normal eingerückte Kupplung 52 umfasst auch eine erste Platte 60, oder Anlegeplatte, die als ein Anlegeelement oder eine Platte fungiert, die ausgestaltet ist, um gegen das Kupplungspaket 54 auf einer ersten Seite zu drücken. Zusätzlich umfasst die normal eingerückte Kupplung 52 eine zweite Platte 62, die als ein Verstärkungselement oder eine Platte fungiert, die ausgestaltet ist, um gegen das Kupplungspaket 54 auf einer zweiten, der ersten oder Anlegeplatte entgegengesetzten Seite zu pressen. Die normal eingerückte Kupplung 52 ist betreibbar, um Drehmoment dort hindurch bei Fehlen eines Steuersignals, wie etwa, aber nicht darauf beschränkt, einen Fluiddruck, zu übertragen. Um Drehmoment bei Fehlen eines Steuersignals zu übertragen, umfasst die normal eingerückte Kupplung 52 eine Tellerfeder 64, die eine mechanische Vorspanneinrichtung ist, die ausgestaltet ist, um eine erste Kraft F1 auf die zweite Platte 62 auszuüben und dadurch das Kupplungspaket 54 zwischen der ersten Platte 60 und der zweiten Platte 62 zu klemmen und somit die Kupplung einzurücken (in 1 gezeigt). Das Gehäuse 38 umfasst eine speziell gebildete oder bearbeitete Schulter 66 für die erste Platte 60, um dagegen in Kontakt zu gelangen und zu sitzen. Die Schulter 66 bietet eine Reaktionsfläche für die erste Platte 60, wenn die erste Platte 60 sich in Ansprechen auf die erste Kraft F1 verschiebt.
Obgleich die beispielhafte Ausführungsform des Getriebes 26 derart gezeigt ist, dass sie die Tellerfeder verwendet, um das Kupplungspaket 54 bei Fehlen eines Fluiddrucks von der Hydraulikpumpe 28 in den eingerückten Zustand vorzuspannen, ist festzustellen, dass das Getriebe 26 auf irgendeine andere Weise mit irgendeiner anderen Einrichtung ausgestaltet sein kann, die in der Lage ist, das Kupplungspaket 54 in den eingerückten Zustand vorzuspannen, wie etwa ein Hydraulikdruck oder ein Pneumatikdruck, aber nicht darauf beschränkt. Die mechanisch vorgespannte, normal eingerückte Kupplung 52 ermöglicht eine Stopp/Start-Funktion der Kraftmaschine 24 ohne die Verwendung irgendeiner zusätzlichen elektrischen Pumpe oder irgendeines zusätzlichen Druckspeichers.
Die normal eingerückte Kupplung 52 wendet auch einen Anlegekolben 68 an, der ausgebildet ist, um eine zweite Kraft F2 auf die erste Platte 60 (in 2 gezeigt) auszuüben, und einen Lösekolben 70, der ausgebildet ist, um eine dritte Kraft F3 auf die zweite Platte 62 (in 3) gezeigt auszuüben. Der Anlegekolben 68 ist durch das Gehäuse 38 an seinem Innen- und Außendurchmesser gehalten. Wenn der Anlegekolben 68 vollständig zurückgezogen ist, sitzt der Anlegekolben 68 an einer Reaktionsfläche des Gehäuses 38 auf. Es gibt ausreichenden Zwischenraum zwischen dem Anlegekolben 68, wenn er sich in dem vollständig zurückgezogenen Zustand befindet, und der ersten Platte 60, um zuzulassen, dass das Kupplungspaket 54 geklemmt werden kann, wenn die erste Kraft F1 ausgeübt wird, und die erste Platte 60 mit der Schulter 66 in Kontakt gelangt und auf dieser sitzt. Wenn der Lösekolben 70 vollständig zurückgezogen ist, kann der Lösekolben 70 an dem Anlegekolben 68 ruhen.
Der Lösekolben 70 ist durch das Gehäuse 38 an seinem Außendurchmesser gehalten, und durch einen Ring, der an der Fläche des Anlegekolbens 68 gebildet ist, an seinem Innendurchmesser gehalten. Der Lösekolben 70 umfasst einen Satz Finger 72, die durch Öffnungen in der ersten Platte 60 und durch Öffnungen in den Reaktionsplatten 58 vorstehen, wodurch zugelassen wird, dass der Lösekolben 70 Kontakt mit der zweiten Platte 62 herstellen kann und die dritte Kraft F3 darauf übertragen kann, wie es in 3 gezeigt ist. Es gibt ausreichenden Zwischenraum zwischen den Fingern 72 und der zweiten Platte 62, um zuzulassen, dass das Kupplungspaket 54 geklemmt werden kann, wenn die erste Kraft F1 ausgeübt wird und die erste Platte 60 mit der Schulter 66 in Kontakt gelangt und an dieser aufsitzt. Wie es aus den 1 bis 3 zu sehen ist, wird die Kraft F1 in einer Richtung ausgeübt, die entgegengesetzt zu der der Kräfte F2 und F3 ist. Die normal eingerückte Kupplung 52 wird hydraulisch eingerückt, wenn die erste Platte 60 durch die zweite Kraft F2 gegen das Kupplungspaket 54 gepresst wird (wie es in 2 gezeigt ist). Andererseits wird die normal eingerückte Kupplung 52 hydraulisch ausgerückt, wenn bei Fehlen der zweiten Kraft F2 die dritte Kraft F3 auf die zweite Platte 62 ausgeübt wird (wie es in 3 gezeigt ist).
In dem zusammengebauten, vorkomprimierten Zustand übt die Tellerfeder 64 die erste Kraft F1 auf die zweite Platte 62 aus, um das Kupplungspaket 54 zwischen der ersten Platte 60 und der zweiten Platte 62 zu klemmen, und hält daher die normal eingerückte Kupplung 52 eingerückt. Während des Ausübens der ersten Kraft F1 gelangt die erste Platte 60 mit der Schulter 66 in Kontakt und sitzt auf dieser auf, wodurch zugelassen wird, dass die normal eingerückte Kupplung 52 eingerückt werden kann. Von daher wird die normal eingerückte Kupplung 52 durch die Tellerfeder 64 ohne Aufbringung von Leistung, sei es hydraulische, pneumatische oder elektrische Leistung, eingerückt gehalten. Die Einrückung der normal eingerückten Kupplung 52, die allein durch die erste Kraft F1 von der Tellerfeder 64 vorgesehen wird, ist in der Regel ausreichend, um das Getriebe 26 in einem Gang zu halten, wenn die Kraftmaschine 24 aus ist. Zusätzlich ist die erste Kraft F1 auch ausreichend, um relativ niedrigen Drehmomentausgang der Kraftmaschine 24, der im Allgemeinen während des Starts der Kraftmaschine 24 und bei niedrigeren Drehzahlen der Kraftmaschine 24 zu sehen ist, zu übertragen. Das Ausüben der dritten Kraft F3 durch den Lösekolben 70, wie es oben beschrieben wurde, komprimiert die Tellerfeder 64 über ihren zusammengebauten, vorkomprimierten Zustand hinaus und wirkt, um die zusätzliche Kompression beizubehalten. In dem Fall, dass die zweite Kraft F2 nicht ausgeübt wird, gestattet die zusätzliche Kompression der Tellerfeder 64, dass die Reibplatten 56 und die Reaktionsplatte(n) 58 des Kupplungspakets 54 sich von einander und auch von der Verstärkungsplatte trennen, um dadurch die normal eingerückte Kupplung 52 auszurücken.
Der oben beschriebene Controller 30 steuert den Betrieb des Ventils 74, das entfernt von der normal eingerückten Kupplung 52 gelegen ist. Das Ventil 74 ist ausgestaltet, um die Strömung von Hydraulikfluid, das von der Hydraulikpumpe 28 aufgenommen wird, zu regeln und entweder den Lösekolben 70 unter Druck zu setzen oder den Anlegekolben 68 selektiv unter Druck zu setzen. Der Fluiddruck wird angewandt, um den Anlegekolben 68 selektiv zu betätigen und den Lösekolben 70 ständig unter Druck zu setzen, abhängig davon, ob die normal eingerückte Kupplung 52 eingerückt bzw. ausgerückt werden soll. Es ist festzustellen, dass das Ventil 74 nur die Strömung von Hydraulikfluid regelt, wenn die Kraftmaschine 24 läuft und die Hydraulikpumpe 28 richtig arbeitet, um das Ventil 74 mit Druckfluid zu versorgen.
Das Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs 20 ist allgemein in 4 bei 100 gezeigt. Das Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs 20 umfasst ein Verfahren zum Identifizieren einer Störung der Getriebefluidpumpe, d. h. der Hydraulikpumpe 28, die das Fluid zu dem Getriebe 26 umwälzt. Das Verfahren umfasst ein Vorsehen des Controllers 30, wie etwa des Getriebesteuermoduls, der bzw. das betreibbar ist, um dem Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu steuern. Wie es oben angemerkt wurde, umfasst der Controller 30 die gesamte Software, Hardware, Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren usw., die notwendig sind, um den Betrieb des Getriebes 26 und/oder der Kraftmaschine 24 zu managen und zu steuern. Das Steuermodul ist betreibbar, um die verschiedenen nachstehend beschriebenen Aufgaben des Verfahrens durchzuführen. Insbesondere ist der Controller 30 betreibbar, um zu ermitteln, ob eine numerische Differenz zwischen einer Drehzahl der Kraftmaschine 24 und einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente gleich wie oder größer als ein Schwellenwert ist, um eine Störung der Hydraulikpumpe 28 zu identifizieren und den Betrieb der Kraftmaschine 24 zu stoppen, wenn die Störung der Hydraulikpumpe 28 identifiziert wird und das Getriebe in einem neutralen Gangmodus ist.
Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine 24, was allgemein durch Kasten 102 angegeben ist, und ein Erfassen einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente, was allgemein durch Kasten 104 angegeben ist. Die Drehzahl der Kraftmaschine 24 und die Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente können auf jede geeignete Weise erfasst werden, wie etwa mit einem oder mehreren Drehzahl- und/oder Positionssensoren. Signale von den verschiedenen Sensoren, die verwendet werden, um die Drehzahl der Kraftmaschine 24 und der rotierenden Triebstrangkomponente zu erfassen, werden an den Controller 30, z. B. das Getriebesteuermodul, geschickt.
Wie es bekannt ist, ist das Pumpenrad 40 des Drehmomentwandlers 34 mit der Kraftmaschine 24 zur Rotation mit der Kraftmaschine 24 gekoppelt. Dementsprechend rotiert das Pumpenrad 40 des Drehmomentwandlers 34 mit der gleichen Drehzahl wie die Kraftmaschine 24. Dementsprechend kann ein Erfassen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 ein Erfassen der Drehzahl des Pumpenrades 40 des Drehmomentwandlers 34 umfassen. Alternativ kann das Erfassen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 ein Erfassen oder anderweitiges Ermitteln der Drehzahl einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 24 umfassen. Zum Beispiel kann das Getriebesteuermodul ein Steuermodul der Kraftmaschine 24 abfragen, um die Drehzahl der Kraftmaschine 24 zu ermitteln.
Die rotierende Triebstrangkomponente kann irgendeine Triebstrangkomponente umfassen, die stromabwärts von dem Pumpenrad 40 des Drehmomentwandlers 34 angeordnet und nicht direkt mit einer Ausgangswelle 36 des Getriebes 26 verbunden ist. Wie es hierin verwendet wird, sollte der Begriff ”stromabwärts” als stromabwärts entlang einer Leistungsflussstrecke des Triebstrangs interpretiert werden. Weil zum Beispiel Leistung von der Kraftmaschine 24 zu dem Pumpenrad 40 des Drehmomentwandlers 34 und von dem Pumpenrad 40 zu dem Leitrad 42 des Drehmomentwandlers 34 fließt, ist das Leitrad 42 des Drehmomentwandlers 34 stromabwärts von dem Pumpenrad 40 angeordnet. Weil ähnlich die Leistung von der Kraftmaschine 24 von dem Drehmomentwandler 34 zu den Triebstrangkomponenten des Getriebes 26 durch die normal eingerückte Kupplung 52 fließt, sind die normal eingerückte Kupplung 52 und die anderen Triebstrangkomponenten des Getriebes stromabwärts von sowohl dem Pumpenrad 40 als auch dem Leitrad 42 angeordnet. Die rotierende Triebstrangkomponente kann eines von dem Leitrad 42 des Drehmomentwandlers 34, einer Ausgangswelle 36 des Drehmomentwandlers 34, einer Vorgelegewelle des Getriebes 26 oder irgendeinem anderen geeigneten rotierenden Bauteil umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugt ist die rotierende Triebstrangkomponente das Leitrad 42 des Drehmomentwandlers 34.
Sobald die Drehzahl der Kraftmaschine 24 und die Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente erfasst und an den Controller 30 übermittelt worden sind, kann der Controller 30 dann eine numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente berechnen. Die Berechnung der numerischen Differenz ist allgemein durch Kasten 106 von 4 angegeben. Aufgrund von Verlusten zwischen dem Pumpenrad 40 und dem Leitrad 42 sollte die Drehzahl der Kraftmaschine 24 geringfügig höher als die Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente sein, wenn das Getriebe in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist. Dementsprechend kann ein Berechnen der numerischen Differenz ein Subtrahieren der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente von der Drehzahl der Kraftmaschine 24 umfassen.
Sobald die numerische Differenz berechnet ist, kann der Controller 30 dann die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente mit einem Schwellenwert vergleichen, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist, oder ob die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, wie es allgemein durch Kasten 108 angegeben ist.
Der Schwellenwert ist ein Maß der Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente. Der Schwellenwert ist derart definiert, dass er einen Wert umfasst, der anzeigt, dass die rotierende Triebstrangkomponente durch die normal eingerückte Kupplung 52 verlangsamt oder heruntergezogen wird.
Wenn dementsprechend die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist, was allgemein bei 110 gezeigt ist, dann kann der Controller 30 ermitteln, dass die rotierende Triebstrangkomponente durch die normal eingerückte Kupplung 52 nicht verlangsamt wird, und es wird keine Maßnahme vorgenommen, was allgemein durch Kasten 112 angegeben ist. Wenn im Gegensatz die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, was allgemein bei 114 angegeben ist, dann kann der Controller 30 ermitteln, dass die rotierende Triebstrangkomponente durch die normal eingerückte Kupplung 52 verlangsamt wird.
Der Schwellenwert kann auf irgendeinen Wert definiert sein, der für die spezifischen Triebstrangkomponenten, Ausgestaltung und/oder anderen Bedingungen des Fahrzeugs 10 geeignet ist. Zum Beispiel kann der Schwellenwert sich abhängig von einer Drosselklappenposition des Fahrzeugs 20 ändern. Dementsprechend kann das Verfahren ein Erfassen einer Position der Drosselklappe und ein dementsprechendes Einstellen des Schwellenwerts umfassen. Die Kraftmaschinendrehzahl ist unter unterschiedlichen Drosselklappenbedingungen dynamisch und transient. Die Grundliniendifferenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente variiert unter normalen Bedingungen. Der Schwellenwert muss an die Drosselklappen- und Kraftmaschinenbedingungen angepasst werden. Der Schwellenwert muss auch an eine Temperatur des Getriebefluids angepasst werden, was den Getriebewiderstand und parasitäre Verluste sowie die Grundliniendifferenzdrehzahl bestimmt.
Wenn der Controller ermittelt, dass die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, dann kann der Controller fortfahren und einen Betriebsmodus des Getriebes 26 identifizieren, was allgemein durch Kasten 116 angegeben ist. Der Betriebsmodus des Getriebes 26 kann einen neutralen Gangmodus oder einen von einer Mehrzahl von nicht-neutralen Gangmodi umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Controller 30 ermittelt, was allgemein durch Kasten 116 angegeben ist, ob das Getriebe 26 gegenwärtig in dem neutralen Modus angeordnet ist, was allgemein bei 118 angegeben ist, oder in einen nicht-neutralen Modus, was allgemein durch 120 angegeben ist. Wenn der Controller 30 ermittelt, dass das Getriebe 26 in einem nicht-neutralen Modus angeordnet ist, dann braucht der Controller keine Maßnahme zu ergreifen, was allgemein durch Kasten 112 angegeben ist. Die nicht-neutralen Gangmodi können einen Vorwärtsantriebsmodus, einen Rückwärtsantriebsmodus oder einen Parkmodus umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Es ist festzustellen, dass der neutrale Modus alle Zahnradstränge innerhalb des Getriebes 26 ausrückt, was effektiv das Getriebe 26 von der Kraftmaschine 24 und den angetriebenen Rädern trennt, wodurch zugelassen wird, dass das Fahrzeug 20 frei unter seinem Eigengewicht und Verstärkungsmoment ohne Antriebskraft von der Kraftmaschine 24 rollt. Der Vorwärtsantriebsmodus rückt eines der Vorwärtsübersetzungsverhältnisse zum Bewegen des Fahrzeugs 20 in einer Vorwärtsrichtung ein. Der Rückwärtsantriebsmodus rückt ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis zum Bewegen des Fahrzeugs 20 in einer Rückwärtsrichtung ein. Der Parkmodus sperrt die Ausgangswelle 36 des Getriebes 26 mechanisch, was verhindert, dass das Fahrzeug 20 sich in irgendeiner Richtung bewegt.
Wie es oben beschrieben wurde, ist die Standardposition der normal eingerückten Kupplung 52 der eingerückte Zustand zum Übertragen von Drehmoment, so dass das Fahrzeug 20 sofort bereit ist, anzufahren, sobald die Kraftmaschine 24 startet. Damit die Antriebsräder von der Kraftmaschine 24 ausgerückt werden, muss die Hydraulikpumpe 28 betrieben werden, um Hydraulikfluid zuzuführen und somit die normal eingerückte Kupplung zu lösen. Wenn die Hydraulikpumpe 28 ausfällt oder auf andere Weise nicht in der Lage ist, das Druckfluid an die normal eingerückte Kupplung 52 zu liefern, um die normal eingerückte Kupplung 52 zu lösen oder auszurücken, dann bleibt die normal eingerückte Kupplung 52 eingerückt, selbst nachdem die Kraftmaschine 24 startet. Weil die normal eingerückte Kupplung 52 Drehmoment von der Kraftmaschine 24 auf die angetriebenen Räder in dem ersten Übersetzungsverhältnis übermittelt, wenn sie eingerückt ist, beginnt das Fahrzeug 20, falls die Hydraulikpumpe 28 ausgefallen ist, sich zu bewegen, selbst wenn das Getriebe 26 in dem neutralen Antriebsmodus angeordnet ist. Dies ist der Fall, weil die normal eingerückte Kupplung 52 in dem eingerückten Zustand verbleibt. Dementsprechend kann eine Störung der Hydraulikpumpe 28 eine ungewollte Bewegung des Fahrzeugs 20 bewirken, wenn das Getriebe 26 in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist. Um jegliche ungewollte Bewegung des Fahrzeugs 20 zu verhindern, kann der Controller 30 eine Störung der Hydraulikpumpe 28 identifizieren, wenn die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 24 und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente gleich oder größer als der Schwellenwert ist und das Getriebe 26 in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist, wie es allgemein durch Kasten 120 angegeben ist.
Sobald der Controller 30 eine Störung der Hydraulikpumpe 28 identifiziert hat, kann der Controller 30 dann den Betrieb der Kraftmaschine 24 stoppen, was allgemein durch Kasten 122 angegeben ist. Wenn dementsprechend die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, und das Getriebe 26 in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist, stoppt der Controller 30 den Betrieb der Kraftmaschine 24, d. h. schaltet die Kraftmaschine 24 aus, um eine Drehmomenterzeugung zu verhindern, wodurch jegliche ungewollte Bewegung des Fahrzeugs 20 verhindert wird. Eine Drehmomentübermittlung durch das Getriebe 26 von der Kraftmaschine 24 auf die Antriebsräder ist nicht momentan. Es dauert Zeit, um das auf die Räder aufgebrachte Drehmoment auf ein Niveau zu erhöhen, das ausreicht, um die normale Last des Fahrzeugs 20 tatsächlich zu überwinden und das Fahrzeug 20 zu bewegen. Der Controller 30 ist betreibbar, um die Störung in der Hydraulikpumpe 28 zu identifizieren und den Betrieb der Kraftmaschine 24 zu stoppen, bevor eine Drehmomentübertragung durch die normal eingerückte Kupplung 52 ausreichend ist, um das Fahrzeug 20 zu bewegen.
Die ausführliche Beschreibung und Zeichnungen oder Figuren sind für die Offenbarung unterstützend und beschreibend, aber der Umfang der Offenbarung ist allein durch die Ansprüche definiert. Obgleich einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Lehren ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Offenbarung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das eine Kraftmaschine mit einer automatischen Start/Stopp-Fähigkeit und ein Getriebe mit einer normal eingerückten Kupplung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine; Erfassen einer Drehzahl einer rotierenden Triebstrangkomponente, die stromabwärts von einem Pumpenrad eines Drehmomentwandlers des Getriebes angeordnet ist; Vergleichen einer numerischen Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente mit einem Schwellenwert, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz kleiner als der Schwellenwert ist oder ob die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist; und Stoppen des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Berechnen der numerischen Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die rotierende Triebstrangkomponente ein Leitrad des Drehmomentwandlers ist, und wobei ein Vergleichen der numerischen Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente mit dem Schwellenwert ferner als ein Vergleichen der numerischen Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl des Leitrades des Drehmomentwandlers mit dem Schwellenwert definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Pumpenrad des Drehmomentwandlers mit der Kraftmaschine zur Rotation mit der Kraftmaschine gekoppelt ist, und wobei das Erfassen der Drehzahl der Kraftmaschine ein Erfassen einer Drehzahl des Pumpenrades des Drehmomentwandlers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die rotierende Triebstrangkomponente, die stromabwärts von dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers angeordnet ist, eines von einem Leitrad des Drehmomentwandlers, einer Ausgangswelle des Drehmomentwandlers oder einer Vorgelegewelle des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Stoppen des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, ferner als ein Stoppen des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und bevor eine Drehmomentübertragung durch die normal eingerückte Kupplung ausreichend ist, um das Fahrzeug zu bewegen, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Identifizieren eines Betriebsmodus des Getriebes umfasst, um zu ermitteln, ob das Getriebe in einem neutralen Gangmodus angeordnet ist oder ob das Getriebe in einen nicht-neutralen Gangmodus angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Stoppen des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, ferner als ein Stoppen des Betriebs der Kraftmaschine, wenn die numerische Differenz gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist und wenn das Getriebe in dem neutralen Gangmodus angeordnet ist, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Erfassen einer Position einer Drosselklappe des Fahrzeugs und einer Getriebefluidtemperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Vorsehen eines Getriebesteuermoduls, das betreibbar ist, um zu ermitteln, ob die numerische Differenz zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine und der Drehzahl der rotierenden Triebstrangkomponente gleich wie oder größer als der Schwellenwert ist, und ein Signalisieren einer Kraftmaschineneinheit, den Betrieb der Kraftmaschine zu stoppen, umfasst.