DE102016103628A1

DE102016103628A1 - Positionsregelung einer synchrongabel

Info

Publication number: DE102016103628A1
Application number: DE102016103628.5A
Authority: DE
Inventors: Christopher Jay Weingartz; Colin Hultengren; Glenn W. Hoefflin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: CN105937617B; CN105937617A; DE102016103628B4; US9404572B1

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine, ein Getriebe, das eine positionsgeregelte Kupplung mit einer Synchronmuffe und einer Synchrongabel aufweist, ein Eingangselement mit einer Eingangsdrehzahl und ein Ausgangselement mit einer Ausgangsdrehzahl und einen Controller. Der Controller ist programmiert, um eine Wegschlupfbedingung zu registrieren, wenn die Eingangsdrehzahl in ein kalibriertes Drehzahlband fällt und die Ausgangsdrehzahl unterhalb einer kalibrierten Schwellendrehzahl bleibt. In Ansprechen auf die registrierte Wegschlupfbedingung zeichnet der Controller einen Diagnosecode auf, der angibt, dass die Synchronmuffe ausgerückt ist, ändert eine eingerückte Position der Synchronmuffe um einen kalibrierten Betrag, um dadurch die eingerückte Position anzupassen, und befiehlt der Kupplung, auszurücken, und der Gabel, sich in eine neutrale Position zu bewegen, nachdem die eingerückte Position angepasst worden ist. Der Controller bewegt auch die Synchronmuffe in Richtung der angepassten eingerückten Position und legt die Kupplung an, wenn die Synchronmuffe die angepasste eingerückte Position erreicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Positionsregelung einer Synchrongabel.
HINTERGRUND
In Kraftfahrzeuggetrieben, die positionsgeregelte Eingangskupplungen verwenden, wie etwa ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT), werden Synchroneinrichtungen dazu eingesetzt, Antriebszahnräder einzurücken, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Eine Synchroneinrichtung umfasst in der Regel eine Nabe, die fest an eine Welle des Getriebes montiert ist, sowie eine Muffe, die mit der Nabe in Eingriff steht. Während eines Synchronisationsereignisses vor dem Einrücken einer Eingangskupplung wird die Muffe über Verlagerung einer entsprechenden Schaltgabel verschoben. Die axiale Bewegung der Gabel drängt die Muffe entlang einer Wellenachse, über einen Sperrring und in einen Verriegelungseingriff mit einem bestimmten Antriebszahnrad, wobei das Antriebszahnrad von dem jeweiligen befohlenen Schaltmanöver abhängt. Der zeitliche Steuerung, die Position und die Bewegung der verschiedenen Gabeln und Synchroneinrichtungen in einem Getriebe werden präzise geregelt, um beständig geschmeidige Gangwechsel zu erhalten.
Insbesondere in einem DCT wird eine erste Eingangskupplung angelegt, um ungeradzahlige Gänge eines Getriebekastens, d. h. den 1., 3., 5. und 7. Gang, einzulegen, während eine zweite Eingangskupplung angelegt wird, um die geradzahligen Gänge, wie etwa den 2., 4., 6. und den Rückwärtsgang, einzulegen. Unterschiedliche Gabeln werden dazu verwendet, Synchronmuffen für jeden dieser Gänge zu bewegen. Ein Getriebesteuermodul (TCM) sagt in der Regel den nächsten gewählten oder gewünschten Gang unter Verwendung verschiedener verfügbarer Steuereingänge, wie etwa Kraftmaschinenbeschleunigung und Bremsniveaus, vorher. Das TCM befiehlt dann die Einrückung einer besonderen Synchroneinrichtung und Gabel vor der Einrückung der Eingangskupplung, die zum Herstellen einer Antriebsverbindung zwischen der Kraftmaschine und dem gewählten Antriebszahnrad erforderlich ist. Die einzigartige Struktur eines DCT kann schnellere Schaltgeschwindigkeiten relativ zu einem herkömmlichen Automatikgetriebe mit verbesserter Gesamtschaltsteuerung und erhöhter Leistung bereitstellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin ist ein System offenbart, das ein Getriebe umfasst, das eine positionsgeregelte Eingangskupplung und einen Controller aufweist. Der Controller ist mit einer Logik programmiert, die ein Verfahren verkörpert, das eine ”Wegschlupf”-Bedingung” in einem Fahrzeug, das das System aufweist, detektiert, d. h. eine Bedingung, in welcher eine Synchronmuffe für einen bestimmten Gang des Getriebes, die verwendet wird, um das Fahrzeug anzufahren, berichtet, dass sie eingerückt ist, d. h. eine kalibrierte und zuvor eingestellte oder angepasste Position erreicht hat, die nachfolgend als ”angepasste eingerückte Position” bezeichnet wird, ohne tatsächlich das bestimmte Zahnrad vollständig eingerückt zu haben. Der Controller ist auch programmiert, um eine Steueraktion in Reaktion auf die erfasste Wegschlupfbedingung auszuführen.
Die Ausführung des vorliegenden Verfahrens soll dazu dienen, zu helfen, ein besonderes Regelungsproblem zu lösen, das sich in einem Getriebe ergeben kann, in welchem ein adaptiver Positionslernprozess für eine Synchrongabel verwendet wird. Während eines solchen Vorgangs wird eine kalibrierte eingerückte Position der Synchronmuffe über die Zeit in der Logik des Controllers aktualisiert, d. h. angepasst. Wie es in der Technik bekannt ist, kann das Drehmoment nicht auf ein Zahnrad übertragen werden, wenn die Muffe, die dazu verwendet wird, das Zahnrad in Eingriff zu bringen, blockiert ist. Jeder Versuch, eine Eingangskupplung mit einer blockierten Muffe anzulegen, kann zu einem Verlust an Drehmoment führen. Bei nicht vollständig eingerückter Synchroneinrichtung wird kein Drehmoment über die Eingangskupplung übertragen. Das vorliegende Verfahren soll eine Möglichkeit für den Controller zur Verfügung stellen, eine mögliche Ursache eines Ausfalls des Fahrzeugs, anzufahren oder zu kriechen, detektieren und beheben, ohne in herkömmlicher Weise anzunehmen, dass die Ursache für diese Bedingung eine schlupfende Eingangskupplung ist.
In einer besonderen Ausführungsform ermittelt der Controller Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Getriebes, z. B. über Getriebeeingangs- und Getriebeausgangsdrehzahlsensoren. Die Eingangsdrehzahl wird mit einer ersten kalibrierten Schwellendrehzahl verglichen, die in der Logik mit Bezug auf die Kraftmaschinen-Drehzahl festgelegt ist. Wenn die Eingangsdrehzahl die erste kalibrierte Drehzahl-Schwelle überschreitet und daher in einen vorbestimmten Bereich der Kraftmaschinen-Drehzahl fällt, und die Ausgangsdrehzahl unterhalb einer zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl bleibt, gibt der Controller eine Wegschlupfbedingung in der Logik an. Das heißt, wenn die Synchroneinrichtung tatsächlich eingerückt wäre, so würde das Fahrzeug beginnen, zu beschleunigen, und daher wird der logische Vergleich, der von dem Controller durchgeführt wird, dazu verwendet, ein Fehlen der erwarteten Beschleunigung zu detektieren.
Infolge dieser besonderen Angabe ändert der Controller die angepasste eingerückte Position für die Synchroneinrichtung in der Logik des Controllers. Diese Einstellung führt wiederum dazu, dass die Position der Synchroneinrichtung als ”nicht eingerückt” berichtet wird. Der Eingangskupplung wird danach befohlen, zu lösen. Der Gabel für die Synchronmuffe wird als nächstes befohlen, in die neue angepasste Position wieder einzurücken. Wenn die neue angepasste Position erfolgreich erreicht worden ist, wird die Eingangskupplung automatisch angelegt und das Fahrzeug angefahren oder kriechen gelassen. Andernfalls wiederholt sich der Vorgang.
Ein Getriebe ist auch für ein Fahrzeug offenbart, das eine Brennkraftmaschine aufweist. Das Getriebe umfasst eine positionsgeregelte Kupplung, ein Zahnradbauteil, eine Synchronmuffe, die mit dem Zahnradbauteil in Eingriff gelangen kann, eine Synchroneinrichtungsgabel, die mit der Synchronmuffe eingerückt ist, ein Eingangselement mit einer Eingangsdrehzahl, ein Ausgangselement mit einer Ausgangsdrehzahl und einen Controller, der wie oben dargelegt programmiert ist.
Zusätzlich umfasst ein Verfahren zum Regeln einer Position einer Synchrongabel in einem Fahrzeug, das eine Kraftmaschine und ein Getriebe aufweist, ein Detektieren einer Wegschlupfbedingung über einen Controller, wenn eine Eingangsdrehzahl des Getriebes niedriger ist als eine erste kalibrierte Schwellendrehzahl, d. h. innerhalb eines kalibrierten Bereichs der Kraftmaschinen-Drehzahl, und eine Ausgangsdrehzahl des Getriebes unterhalb einer zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl liegt. In Reaktion auf die detektierte Wegschlupfbedingung umfasst das Verfahren ein Aufzeichnen eines Diagnosecodes, der angibt, dass die Synchronmuffe von dem Zahnradbauteil ausgerückt ist, ein Erhöhen einer eingerückten Position der Synchronmuffe um eine kalibrierte Strecke, um dadurch die eingerückten Position anzupassen, und ein Befehlen der Kupplung, auszurücken, und der Gabel, sich in eine neutrale Position zu bewegen, über den Controller, nachdem die eingerückte Position angepasst worden ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Bewegen der Synchronmuffe in Richtung der angepassten eingerückten Position und ein Anlegen der Kupplung, wenn die Synchronmuffe die angepasste eingerückte Position erzielt.
Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen besonderen Ausführungsformen zum Ausführen der Offenbarung, wie in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt ist, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das eine positionsgeregelte Kupplung aufweist, in Form eines beispielhaften Doppelkupplungsgetriebes (DCT) und eines Controllers, der programmiert ist, um die eingerückte Position einer Synchrongabel zu regeln, wie es hierin ausgeführt wird.
2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Muffe und Zahnrads des in 1 gezeigten Getriebes.
3 ist eine graphische Darstellung der Getriebeausgangsdrehzahl (x-Achse) gegen die befohlene Kupplungsposition (y-Achse).
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Regeln der eingerückten Position der Niedrig-Synchrongabel beschreibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Figuren auf gleiche Komponenten verweisen, ist in 1 ein Beispielfahrzeug 10 schematisch gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Brennkraftmaschine (E) 12 und ein Getriebe 14, von denen letzteres in 1 als ein nicht einschränkendes beispielhaftes Doppelkupplungsgetriebe (DCT) gezeigt ist. Ein Controller (C) 50 ist programmiert, um ein Verfahren 100 auszuführen, von dem ein Ausführungsbeispiel in 4 gezeigt und unten beschrieben ist, um eine Wegschlupfbedingung zu detektieren. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff ”Wegschlupfbedingung” auf eine Bedingung, in welcher eine Synchronmuffe eines bestimmten Gangs, der verwendet wird, um das Fahrzeug 10 anzufahren, z. B. 1. oder 2. Gang, in der Logik berichtet, dass er gegenwärtig eingerückt ist, ohne dass tatsächlich sein bestimmtes Zahnrad vollständig eingerückt ist. Mit anderen Worten befindet sich ein angepasster Wert einer eingerückten Position für eine gegebene Synchrongabel des Getriebes 14 zu nahe an einem neutralen Zustand, um richtig Drehmoment zu übertragen.
In Reaktion auf ein solches Ereignis führt der Controller 50 eine Steueraktion aus, um diese Bedingung zu korrigieren. Das Verfahren 100 kann in jedem Getriebe 14 ausgeführt werden, das eine positionsgeregelte Kupplung aufweist, wie etwa, jedoch nicht darauf beschränkt, die beispielhafte DCT-Konstruktion in 1 und ein automatisiertes Handschaltgetriebe. Eine beispielhafte Synchronmuffe, ein bestimmtes Zahnrad und eine Synchrongabel sind nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, während eine Reihe von Eintrittsbedingungen für das Verfahren 100 in 3 gezeigt ist.
Wie es allgemein in der Technik bekannt ist, bevor die Eingangskupplung angelegt wird, ist eine Synchronisation des bestimmten Zahnrads und der besonderen Eingangswelle, die Eingangsdrehmoment in das Getriebe 14 transportiert, notwendig. Eine eingerückte Position einer Synchrongabel kann in der Logik über die Zeit während des Betriebs des Getriebes 14 modifiziert, eingestellt oder auf andere Weise angepasst werden, um zu ermitteln, wann die Synchroneinrichtung vollständig eingerückt ist. Dieser Wert, der in Speicher (M) des Controllers 50 gespeichert ist und bei Schaltsteueroperationen verwendet wird, wird über die Zeit eingestellt, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Es sei hier bemerkt, dass, wenn die angepasste Position nicht korrekt ist, aber immer noch nahe genug an Neutral, so dass die Synchronmuffe nicht ihr bestimmtes Zahnrad einrückt, ein Parken der Synchroneinrichtung an einer zuvor angepassten eingerückten Position dazu führen kann, dass das Getriebe 14 kein Drehmoment zu dem bestimmten Zahnrad überträgt, von welchem erwartet wird, dies zu tun. Dies wiederum kann zu verschiedenen Problemen führen, einschließlich einer Unfähigkeit, das Fahrzeug 10 voranzutreiben. Daher ist der Controller 50 von 1 so programmiert, dass er die Wegschlupfbedingung detektiert und die angepasste eingerückte Position korrigiert, um die Drehmomentübertragungsfähigkeit aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen.
In Bezug auf die Struktur des Beispielfahrzeugs 10 von 1 spricht die Kraftmaschine 12 auf ein empfangenes Gasgabeniveau (Pfeil Th%) an, das über eine Kraft, die ausgeübt wird/oder einen entsprechenden Prozentsatz des Weges eines Gaspedals 13A angefordert wird. Das Gasgabeniveau (Pfeil Th%) fordert ein relatives Niveau an Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) von der Kraftmaschine 12 an. Die Kraft/der Weg des Gaspedals 13A kann über einen Kraft- oder Positionssensor (S_P) auf herkömmliche Weise gemessen werden. Die Kraftmaschine 12 spricht auch auf ein Bremsniveau (Pfeil B%) von einem Bremspedal 13B an, wobei das Bremsniveau (Pfeil B%) gleichermaßen über einen Kraft- oder Positionssensor (S_P) detektiert wird. In Reaktion auf den Empfang des Gasgabeniveaus (Pfeil Th%) durch den Controller 50, gibt die Kraftmaschine 12 das Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) über eine Eingangswelle 15 oder genauer in einer DCT Ausführungsform über eines von zwei verschiedene Eingangselementen 15E und 15O an das Getriebe 14 ab.
Das beispielhafte Getriebe 14 von 1 kann zwei unabhängig betätigte, nicht geschmierte jeweilige erste und zweite Eingangskupplungen C1 und C2 umfassen. Obgleich zur Verdeutlichung aus 1 weggelassen, kann jede Eingangskupplung C1 und C2 eine Mittelplatte umfassen, die beabstandete Reibscheiben, Reibplatten oder andere geeignete Reibeinrichtungen enthält. Die Eingangskupplungen C1 und C2 werden selektiv über einen fluidbetätigten Kupplungskolben oder (einen) andere(n) geeignete(n) Kupplungsaktor(en) (nicht gezeigt) komprimiert, wobei diese Kolben eine axiale Position aufweisen, die bei der Gesamtsteuerung der Eingangskupplungen C1 und C2 verwendet wird. Zugehörige elektronische und hydraulische Kupplungssteuereinrichtungen (nicht gezeigt) steuern schließlich die Schaltvorgänge des Getriebes 14, die Absichtsänderungsschaltungen einschließen, wie es oben angeführt wurde, in Ansprechen auf Anweisungen oder Befehle von dem Controller 50.
Die erste Eingangskupplung C1 kann verwendet werden, um die Kraftmaschine 12 mit irgendeinem der ungeradzahligen Zahnradsätze 16A, 16B, 16C und 16D zu verbinden, die jeweils einen Knoten/ein Zahnradbauteil aufweisen, der/das mit einem feststehenden Element 28 verbunden ist, um zum Beispiel einen jeweiligen fünften (5.), dritten (3.), ersten (1.) und siebten (7.) Gang in der Beispiel-7-Gangkonstruktion von 1 herzustellen. Die zweite Eingangskupplung C2 verbindet die Kraftmaschine 12 mit einem Rückwärtszahnradsatz oder irgendeinem der jeweiligen geradzahligen Zahnradsätze 16E, 16F und 16G, z. B. den vierten (4.), zweiten (2.) und sechsten (6.) Gang in dem gleichen Beispiel-7-Ganggetriebe, sowie einem Rückwärts-(RW-)Zahnradsatz 16H. Kupplungsgabel- und Synchroneinrichtungspaare 19 sind schematisch für die verschiedenen Zahnradsätze gezeigt. Unter Verwendung dieses Typs von Zahnradanordnung kann das Getriebe 14 schnell durch seinen verfügbaren Bereich von Gängen geschaltet werden, ohne den Leistungsfluss von der Kraftmaschine 12 vollständig zu unterbrechen.
In dem Beispielfahrzeug 10 von 1 umfasst das Getriebe 14 auch ein Ausgangselement 20, das mit einem Satz Antriebsräder (nicht gezeigt) verbunden ist. Das Ausgangselement 20 überträgt schließlich Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) von dem Getriebe 14 auf die Antriebsräder, um das Fahrzeug 10 anzutreiben. Das Getriebe 14 kann eine erste Eingangswelle 21 umfassen, die mit der Ausgangsseite der ersten Eingangskupplung C1 verbunden ist, und auch eine zweite Eingangswelle 23, die mit der Ausgangsseite der zweiten Eingangskupplung C2 verbunden ist. Die erste Eingangswelle 21 ist mit nur den ungeradzahligen Zahnradsätzen 16A, 16B, 16C und 16D verbunden. Gleichermaßen ist die zweite Eingangswelle 23 mit nur den geradzahligen Zahnradsätzen 16E, 16F und 16G und dem Rückwärtszahnradsatz 16H verbunden. Das Getriebe 14 umfasst ferner eine obere und untere Hauptwelle 31A bzw. 31B, die mit jeweiligen Achsantriebs-Zahnradsätzen 32A und 32B verbunden sein können. Die Achsantriebs-Zahnradsätze 32A und 32B liefern jede erforderliche Achsgetriebeuntersetzung.
Der Controller 50 von 1 kann als eine mikroprozessorbasierte Recheneinrichtung oder Recheneinrichtungen ausgeführt sein, die einen Prozessor (P) und den Speicher (M) aufweist, der einschließt, aber nicht notwendigerweise darauf begrenzt ist, magnetischen oder optischen Nurlesespeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch löschbaren, programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), Flashspeicher usw. und jede erforderliche Schaltung. Die Schaltung kann Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Analog/Digital-(A/D-)Schaltung, eine Digital/Analog-(D/A-)Schaltung, einen digitalen Signalprozessor, Transceiver, die ausgestaltet sind, um jegliche erforderliche Signale während der Gesamtsteuerung des Getriebes 14 zu senden und zu empfangen, und die notwendigen Eingabe/Ausgabe-(E/A-)Einrichtungen oder andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung umfassen.
Der Controller 50 ermittelt oder verarbeitet Fahrereingaben, wie etwa Gasgabeniveau (Pfeil Th%), Bremsniveau (Pfeil B%), Fahrzeuggeschwindigkeit (Pfeil N_X), den erzielten Gang (Pfeil AG), d. h. den Gangzustand, in dem das Getriebe 14 gegenwärtig ist, und einen gewünschten Gang (Pfeil DG), der erzielt werden soll. Der Controller 50 gibt schließlich ein Kupplungspositions-Steuersignal (Pfeil P_X) an die bestimmte Eingangskupplung C1 oder C2 für ein gegebenes Schalten aus, um die Position der bestimmten Eingangskupplung C1 oder C2 festzulegen, und Gabelsteuersignale (Pfeil F_N) an das entsprechende Kupplungsgabel- und Synchroneinrichtungspaar 19, das zum Einrücken des gewünschten Gangs/Zahnrads benötigt wird.
Das Kupplungspositions-Steuersignal (Pfeil P_X) stellt die axiale oder lineare Position eines Kupplungsanlegekolbens oder einer anderen Aktoreinrichtung der Eingangskupplung C1 oder C2 zum Anlegen der Eingangskupplung C1 oder C2, welche auch immer als die herankommende Kupplung während eines angeforderten Schaltens wirkt, ein. Eine Drehmoment-zu-Position-(TTP-)Tabelle kann in dem Speicher (M) des Controllers 50 aufgezeichnet sein und referenziert werden, um die erforderliche Anlegeposition für die Eingangskupplungen C1 und C2 und der Kupplungsgabel- und Synchroneinrichtungspaare 19 zu ermitteln, wie es in der Technik positionsgeregelter Kupplungen bekannt ist.
Unter kurzer Bezugnahme auf 2 ist ein Teil des Getriebes 14 von 1 in Teilansicht gezeigt. Das Getriebe 14 kann jeweilige erste und zweite Magnetventile 33 und 34 in Verbindung mit einem Aktor 54 umfassen. Zum Beispiel kann ein Kolben 56, wie in der Technik bekannt ist, über die Ventile 33, 34 betätigt und freigegeben werden oder er kann unter Verwendung eines solchen Ventils und einer Rückstellfeder betätigt werden. Der Controller 50 steht mit einem Positionssensor (S_P) in Verbindung, der nahe bei einer Gabel 45 angeordnet und betreibbar ist, um eine Position der Muffe 43 zum Einrücken eines bestimmten Zahnrads/Gangs zu ermitteln, z. B. eines/einer, das/der verwendet wird, um das Fahrzeug 10 anzufahren oder kriechen zu lassen.
Das Getriebe 14 kann ferner eine Welle 42 und eine Mehrzahl von Zahnrädern umfassen, die ein Zahnrad 40 einschließen, das zum Herstellen eines Anfahrzustands des Fahrzeugs 10 benötigt wird. Die Welle 42 ist um eine Wellenachse 11 drehbar. Das Getriebe 14 umfasst zumindest eine Synchroneinrichtung 41, die ausgestaltet ist, um das Zahnrad 40 drehbar mit der Welle 42 zu koppeln, auf der das Zahnrad 40 abgestützt ist, um dieses besondere Zahnrad 40 in Eingriff zu bringen. Die Synchroneinrichtung 41 umfasst eine Synchronmuffe 43, die mit einer Synchronnabe (nicht dargestellt) kämmt oder in anderer Weise in Eingriff steht, so dass die Synchronmuffe 43 über eine Gabel 45 in eine Einrück-/Betätigungsrichtung (Pfeil 36) zu dem einzurückenden Zahnrad 40 hin sowie in eine Ausrück-/Freigaberichtung (Pfeil 38) in eine ausgerückte Position, z. B. eine neutrale oder blockierte Position der Muffe 43 bewegbar ist.
Die Gabel 45 ist funktional an der Synchronmuffe 43 durch irgendein geeignetes Mittel befestigt, so dass die Gabel 45, zum Beispiel durch Bewegung eines Aktorkolbens 56 eines Synchroneinrichtungsaktors, der bei 54 allgemein angegeben ist, eine axiale Bewegungskraft auf die Muffe 43 ausüben kann. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel definiert die Muffe 43 einen Gabelschlitz 48, der ausgestaltet ist, um die Gabel 45 derart aufzunehmen, dass die Gabel 45 funktional an der Muffe 43 angebracht ist. Die Synchronmuffe 43 umfasst Muffenzähne 76, die mit Gegenzähnen 44 der Nabe in Eingriff bringbar sind, um das Zahnrad 40 einzurücken, wie es in der Technik bekannt ist.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Satz von Linienzügen 60 gezeigt, die sich ändernde Fahrzeugparameter darstellen, die als Teil des vorliegenden Verfahrens 100 verwendet werden können, wobei die Amplitude (A) auf der vertikalen Achse aufgetragen ist und die Zeit (t) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Linienzug P_C ist die Position, die von dem Controller 50 von 1 befohlen wird, d. h. ein Schrittbefehl, der die Position eines gegebenen Synchroneinrichtungs- und Gabelpaars 19 mit einer besonderen Rate ändert. Die Drehzahl der Kraftmaschine 12 ist über Linienzug N12 angegeben. Wellendrehzahlen N₁₅ und N₂₀ stellen die jeweiligen Drehzahlen der Eingangswelle 15 und Ausgangswelle 20, die in 1 gezeigt sind, dar, und daher stellen N₁₅ und N₂₀ die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Getriebes 14 dar.
Der Controller 50 detektiert eine Wegschlupfbedingung durch Untersuchen der Position der Muffe 43, die verwendet wird, um das Zahnrad 40 zum Erreichen eines Anfahrens oder Kriechens des Fahrzeugs 10 einzurücken, und durch Ermitteln, dass die Muffe 43, während sie sich noch in einer angepassten eingerückten Position befindet, das Zahnrad 40 noch nicht wirklich vollständig in Eingriff gebracht hat. Wenn die Eingangsdrehzahl (Linienzug N₁₅) sich einer kalibrierten Detektionszone (Z) nähert, ermittelt der Controller 50, ob die Eingangsdrehzahl (Linienzug N₁₅) eine erste kalibrierte Schwellendrehzahl (N_CAL1) überschreitet, während die Ausgangsdrehzahl (N₂₀) unterhalb einer zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl (N_CAL2) bleibt. Wenn dieser Zustand auftritt, zeigt der Controller 50 in der Logik an, dass die Wegschlupfbedingung aktiv ist. Eine eingerückte Position, die zuvor im Speicher (M) gespeichert wurde, wird dann um einen kalibrierten Betrag geändert, um dadurch die eingerückte Position anzupassen.
Diese Aktion bewirkt, dass die Synchronmuffe 43 ihre Position über den Positionssensor S_P als nicht eingerückt berichtet. Eine Ablaufsteuerung über den Controller 50 befiehlt danach ein Ausrücken des Gabel- und Synchroneinrichtungspaars 19 und ein Ausrücken der Eingangskupplung C1 oder C2, gefolgt von einem Versuch, die Synchronmuffe 43 in die neue angepasste eingerückte Position wieder einzurücken. Wenn die neue angepasste eingerückte Position im nachfolgenden Versuch erzielt ist, wird die Eingangskupplung C1 oder C2 angelegt, und der Controller 50 versucht danach, das Fahrzeug 10 anzufahren oder kriechen zu lassen. Der iterative Prozess wird wiederholt, bis Drehmoment auf das Zahnrad 40 übertragen wird, an welchem Punkt die Wegschlupf-Detektionslogik deaktiviert wird. Eine beispielhafte Anwendung des Verfahrens 100 wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4 beginnt in einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 100 mit Schritt S102, der ein Messen oder anderweitiges Ermitteln der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen (Linienzüge N₁₂ und N₁₅) umfasst, wie in 3 gezeigt.
Schritt S102 kann ein Messen der Drehzahlen des Eingangselements 15, d. h. 15E und 15O, und des Ausgangselements 20, das in 1 gezeigt ist, unter Verwendung von Getriebeeingangs- und Getriebeausgangsdrehzahlsensoren, wie es in der Technik bekannt ist, oder den Empfang berichteter Werte von dedizierten Kraftmaschinensteuer- und Getriebesteuermodulen mit sich bringen. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt S104 fort, wenn die Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen (Linienzüge N₁₂ und N₁₅) bekannt sind.
Schritt S104 bringt ein Vergleichen der Eingangsdrehzahl (Linienzug N₁₅) mit der ersten kalibrierten Schwellendrehzahl (Linienzug N_CAL1) von 3 mit sich, um zu ermitteln, ob die Eingangsdrehzahl (Linienzug N₁₅) innerhalb eines kalibrierten Bereichs der Kraftmaschinen-Drehzahl (Linienzug N₁₂) liegt. Schritt S104 bringt auch ein Vergleichen der Ausgangsdrehzahl (Linienzug N₂₀) mit der zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl (Linienzug N_CAL2) von 3 mit sich, um zu ermitteln, ob keine Beschleunigung des Fahrzeugs 10 begonnen hat. In einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel kann die erste kalibrierte Schwellendrehzahl (Linienzug N_CAL1) innerhalb von weniger als etwa 50 U/min der Kraftmaschinen-Drehzahl (Linienzug N₁₂) liegen, während die zweite kalibrierte Schwellendrehzahl (Linienzug N_CAL2) geringer als etwa 100 U/min sein kann. Der Begriff ”etwa”, wie er hier verwendet wird, soll einen geringen Betrag an Ungenauigkeit, d. h. relativ nahe an dem Wert oder nahezu, oder Abweichungen, die aus herkömmlichen Verfahren des Messens und des Verwendens solcher Parameter auftreten können, zulassen. In der Praxis werden die aktuellen Werte für die erste und zweite kalibrierte Schwellendrehzahl (Linienzüge N_CAL1, N_CAL2) von dem Übersetzungsverhältnis für den betreffenden Gang und dem Achsantrieb abhängen. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt S106 fort, wenn diese beiden Bedingungen wahr sind. Ansonsten wiederholt das Verfahren 100 Schritt S102.
Bei Schritt S106 zeichnet der Controller 50 einen Diagnosecode in Speicher (M) auf, welcher eine detektierte Wegschlupfbedingung angibt. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt S108 fort.
Schritt S108 umfasst ein Anpassen eines Werts einer eingerückten Position der Synchroneinrichtung 41, die verwendet wird, um den Anfahr- oder Kriechzustand, z. B. 1. oder 2. Gang herzustellen. Um die Enden von Schritt S108 zu erreichen, kann der Controller 50 von 1 auf einen zuvor aufgezeichneten Wert der eingerückten Position im Speicher (M) zugreifen und diesen Wert um einen kalibrierten inkrementellen Betrag, z. B. eine kalibrierte Wegstrecke, ändern oder einstellen. Um eine Übereinstellung mit jeder Iteration zu vermeiden, sollte die kalibrierte Strecke minimal sein, z. B. 1–2 mm pro Einstellung oder ein anderer geeigneter Wert. Die neue Wert der angepassten Position wird im Speicher (M) aufgezeichnet, und das Verfahren 100 schreitet danach zu Schritt S110 fort.
Bei Schritt S110 führt der Controller 50 als nächstes eine Steueraktion mit Bezug auf das Getriebe 14 aus. Schritt S110 kann ein Berichten der Synchronmuffe 43 als nicht eingerückt umfassen, z. B. über eine Controller Area Network (CAN) Nachricht an ein Getriebesteuermodul oder in einer vereinfachten Option eines einteiligen Controllers, diesen Zustand im Speicher (M) aufzeichnen. Schritt S110 umfasst auch ein Befehlen der Eingangskupplung C1 oder C2 auszurücken und die Gabel 45 zu neutralisieren, wobei dann versucht wird, die Synchronmuffe 43 erneut zu dem Wert der neu angepassten eingerückten Position von Schritt S108 einzurücken. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt 112 fort.
Bei Schritt S112 ermittelt der Controller 50, ob die neu angepasste eingerückte Position bei Schritt S110 erreicht wurde. Das Verfahren 100 kehrt zu Schritt S104 zurück, wenn die neu angepasste eingerückte Position nicht erreicht wurde. Der Controller 50 schreitet alternativ zu Schritt S114 fort, wenn die neu angepasste eingerückte Position erreicht wurde.
Schritt S114 bringt ein Anlegen der Eingangskupplung C1 oder C2 und ein Anfahren oder Kriechenlassen des Fahrzeugs 10 in dem bestimmten Gang, z. B. dem 1. oder 2. Gang, unter Verwendung des Werts der neu angepassten eingerückten Position mit sich.
Unter Verwendung des Verfahrens 100, wie oben beschrieben, kann der Controller 50 von 1 das Problem eines fälschlichen Berichtens einer eingerückten Position einer Synchronmuffe, bevor die eingerückte Position angepasst wird, vermeiden. Das Verfahren 100 hilft, mögliche Bedingungen, wie die Nichtverfügbarkeit von Vortrieb aufgrund eines kleinen angepassten Werts einer eingerückten Position zu beseitigen. Ein Mittel zur Wiederherstellung oder Korrektur ist somit vorgesehen, wenn ein Controller zunächst eine blockierte Position als eine eingerückte Position lernt, was in manuell basierten Getriebekonstruktionen, wie jene, die oben beschrieben wurden, zu etwa 5% der Zeit auftreten kann.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind für die Offenbarung unterstützend und beschreibend, aber der Umfang der Offenbarung ist allein durch die Ansprüche definiert. Obgleich die beste Ausführungsart, falls bekannt, zum Ausführen der beanspruchten Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen.

Claims

Getriebe für ein Fahrzeug, das eine Kraftmaschine mit einer Kraftmaschinen-Drehzahl aufweist, wobei das Getriebe umfasst: eine positionsgeregelte Kupplung; ein Zahnradbauteil; eine Synchronmuffe, die mit dem Zahnradbauteil einrückbar ist; eine Synchrongabel, die mit der Synchronmuffe in Eingriff steht, ein Eingangselement mit einer Eingangsdrehzahl, und ein Ausgangselement mit einer Ausgangsdrehzahl; und einen Controller, der einen Prozessor und Speicher aufweist, wobei der Controller programmiert ist, um eine Wegschlupfbedingung zu detektieren, wenn die Eingangsdrehzahl niedriger als eine erste kalibrierte Schwellendrehzahl unterhalb der Kraftmaschinen-Drehzahl ist und die Ausgangsdrehzahl unterhalb einer zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl ist, was angibt, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt, und in Reaktion auf die detektierte Wegschlupfbedingung, um: einen Diagnosecode aufzuzeichnen, der angibt, dass die Synchronmuffe von dem Zahnradbauteil ausgerückt ist; eine eingerückte Position der Synchronmuffe um eine kalibrierte Strecke zu ändern und dadurch die eingerückten Position anzupassen; der Kupplung zu befehlen, auszurücken, und der Gabel zu befehlen, sich in eine neutrale Position zu bewegen, nachdem die eingerückte Position angepasst worden ist; die Synchronmuffe in Richtung der angepassten eingerückten Position zu bewegen; und die Kupplung anzulegen, wenn die Synchronmuffe die angepasste eingerückte Position erreicht.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Kupplung eine Eingangskupplung ist, die das Getriebe mit der Kraftmaschine verbindet.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei der Controller programmiert ist, um nach dem Anlegen der Eingangskupplung ein Anfahren des Fahrzeugs anzufordern.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei der Controller programmiert ist, um das Fahrzeug nach dem Anlegen der Kupplung kriechen zu lassen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das ein Paar der Eingangskupplungen aufweist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die erste kalibrierte Schwellendrehzahl innerhalb von weniger als 50 Umdrehungen pro Minute (U/min) der Kraftmaschinen-Drehzahl liegt, und die zweite kalibrierte Schwellendrehzahl niedriger als 100 U/min ist.
Verfahren zum Regeln einer Position einer Synchronisationseinrichtungsgabel in einem Fahrzeug, das ein Getriebe und eine Kraftmaschine mit einer Kraftmaschinen-Drehzahl aufweist, wobei das Getriebe eine positionsgeregelte Kupplung, eine Synchronmuffe, eine Synchrongabel und ein Zahnradbauteil enthält, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren einer Wegschlupfbedingung über einen Controller, wenn eine Eingangsdrehzahl des Getriebes niedriger als eine erste kalibrierte Schwellendrehzahl unterhalb der Kraftmaschinen-Drehzahl ist, und eine Ausgangsdrehzahl des Getriebes unterhalb einer zweiten kalibrierten Schwellendrehzahl liegt, die anzeigt, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt; und in Reaktion auf die detektierte Wegschlupfbedingung: Aufzeichnen eines Diagnosecodes, der angibt, dass die Synchronmuffe von dem Zahnradbauteil ausgerückt ist; Ändern einer eingerückten Position der Synchronmuffe um eine kalibrierte Strecke, um dadurch die eingerückte Position anzupassen; Befehlen der Kupplung, auszurücken, und der Gabel, sich in eine neutrale Position zu bewegen, über den Controller, nachdem die eingerückte Position angepasst worden ist; Bewegen der Synchronmuffe in Richtung der angepassten eingerückten Position; und Anlegen der Kupplung, wenn die Synchronmuffe die angepasste eingerückte Position erreicht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Kupplung eine Eingangskupplung ist, die das Getriebe mit der Kraftmaschine verbindet.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner ein Anfordern eines Anfahrens des Fahrzeugs über den Controller nach Anlegen der Eingangskupplung umfasst, und/oder ferner ein Anfordern eines Kriechens des Fahrzeugs nach Anlegen der Eingangskupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das ein Paar der Eingangskupplungen aufweist.