DE102016223836A1

DE102016223836A1 - Steuerung eines stufenlosen Automatikgetriebes mithilfe einer schnellen Fourier-Transformation

Info

Publication number: DE102016223836A1
Application number: DE102016223836.1A
Authority: DE
Inventors: Chi-Kuan Kao; Chunhao J. Lee
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: DE102016223836B4

Abstract

Eine Antriebsstranganordnung umfasst ein stufenloses Automatikgetriebe mit einem Variator, einem Antriebselement, einem Abtriebselement und einer Drehmomentwandlerkupplung. Ein Antriebssensor ist zum Empfangen eines Signals vom Antriebselement konfiguriert. Ein Abtriebssensor ist zum Empfangen eines Signals vom Abtriebselement konfiguriert. Die Anordnung umfasst eine Steuerung mit einem Prozessor und einen konkreten, nicht-flüchtigen Speicher, in dem sich aufgezeichnete Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes befinden. Wenn die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist, ist die Steuerung zum Erfassen entsprechender Messwerte in vorbestimmten Zeitintervallen für die entsprechenden Signale des Antriebssensors und des Abtriebssensors programmiert, bis ein vorbestimmtes Zeitfenster erreicht ist. Die ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen werden von den entsprechenden Signalen erfasst. Das stufenlose Automatikgetriebe wird basierend auf mindestens teilweise der ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen gesteuert.

Description

EINFÜHRUNG
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Steuerung eines stufenlosen Automatikgetriebes und insbesondere die Steuerung eines stufenlosen Automatikgetriebes mithilfe einer schnellen Fourier-Transformationen. Antriebsstränge mit einem Verbrennungsmotor, die mit einem stufenlosen Automatikgetriebe (CVT) gekoppelt sind, können zum Bereitstellen einer Traktionsleistung in Fahrzeugen eingesetzt werden. Ein stufenloses Automatikgetriebe ist in der Lage bei einem Antriebs-/Abtriebsdrehzahlverhältnis betrieben zu werden, das als Reaktion auf eine Abtriebsdrehmomentanfrage über eine Spanne zwischen einem minimalen und einem maximalen Verhältnis variabel ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Antriebsstranganordnung umfasst ein stufenloses Automatikgetriebe mit einem Variator, einem Antriebselement und einem Abtriebselement. Eine Drehmomentwandlerkupplung ist funktional mit dem stufenlosen Automatikgetriebe verbunden. Ein Antriebssensor ist zum Empfangen eines Signals von einem Antriebselement konfiguriert. Ein Abtriebssensor ist zum Empfangen eines Signals vom Abtriebselement konfiguriert. Der Variator umfasst eine erste Riemenscheibe, eine zweite Riemenscheibe und eine flexible kontinuierlich drehbare Vorrichtung. Die ersten und zweiten Riemenscheiben sind drehbar durch die flexible kontinuierlich drehbare Vorrichtung gekoppelt. Das Antriebselement ist drehbar an der ersten Riemenscheibe und das Abtriebselement drehbar an der zweiten Riemenscheibe gekoppelt.
Die Anordnung umfasst eine Steuerung mit einem Prozessor und einem konkreten, nicht-flüchtigen Speicher, in dem sich aufgezeichnete Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes befinden. Die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor veranlassen die Steuerung zum Bestimmen, ob die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist. Wenn die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist, werden die entsprechenden Messwerte in vorbestimmten Zeitintervallen für die entsprechenden Signale des Antriebssensors und des Abtriebssensors gesammelt, bis ein vorbestimmtes Zeitfenster erreicht ist. Eine erste schnelle Fourier-Transformation wird durch die entsprechenden Signale vom Antriebssensor und einer zweiten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Abtriebssensor während des vorbestimmten Zeitfensters erfasst. Das stufenlose Automatikgetriebe wird mindestens teilweise basierend auf der ersten schnellen Fourier-Transformation und der zweiten schnellen Fourier-Transformation gesteuert.
Ein Motor ist funktional mit dem stufenlosen Automatikgetriebe verbunden. Ein Motordrehzahlsensor ist zum Erfassen einer Drehzahl konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Sammeln von Motordrehzahlmesswerten zu den vorbestimmten Zeitintervallen aus dem Motordrehzahlsensor programmiert, bis das vorbestimmte Zeitfenster erreicht ist; und zum Erfassen einer dritten schnellen Fourier-Transformation der Motordrehzahlmesswerte, während des vorbestimmten festgelegten Zeitfensters.
Eine berechnete Motorzündungsfrequenz (EFF_c) wird aus einer Durchschnittsmotordrehzahl, während des vorbestimmten Zeitfensters und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2) erfasst. Eine dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) wird aus der dritten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Motordrehzahlsensor erfasst, wobei die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) eine relative Maximalamplitude innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) ist.
Die Steuerung ist zum Erfassen einer Antriebsamplitude (A_{R_antrieb}) und einer Antriebsphase (ϕ_{R_antrieb}) bei einer Referenzfrequenz der ersten schnellen Fourier-Transformation, die die Referenzfrequenz der dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) programmiert. Eine Abtriebsamplitude (A_{R_abtrieb}) und eine Abtriebsphase (ϕ_{R_abtrieb}) bei einer Referenzfrequenz, werden durch die zweite schnelle Fourier-Transformation erfasst. Die Anwendung eines ersten Spanndrucks bewirkt die Bewegung der ersten Riemenscheibe und die Anwendung einer zweiten Spannkraft bewirkt eine Bewegung der zweiten Riemenscheibe. Die Steuerung ist programmiert zum: Erfassen eines Amplitudenverhältnisses (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}), mindestens teilweise basierend auf der ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen. Ein oder beide ersten und zweiten Spanndrücke können, mindestens teilweise basierend auf dem Amplitudenverhältnis (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}), eingestellt sein.
Die Steuerung ist zum Erfassen einer Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│), mindestens teilweise basierend auf den ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen, programmiert. Ein oder beide ersten und zweiten Spanndrücke können, mindestens teilweise basierend auf der Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│), eingestellt sein.
Die Steuerung ist zum Berechnen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl, während des vorbestimmten Zeitfensters und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2), programmiert. Eine dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) wird aus der ersten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Antriebssensor erfasst, wobei die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) eine relative Maximalamplitude innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) ist.
Die oben genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische fragmentarische Ansicht einer Antriebsstranganordnung mit einem stufenlosen Automatikgetriebe, einem Antriebssensor, einem Abtriebssensor, einem Motordrehzahlsensor und einer Steuerung;
2A ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes nach 1, gemäß einer ersten Ausführungsform;
2B ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes aus 1, gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 ist ein Beispiel eines ersten schnellen Fourier-Transformationssignals für den Antriebssensor aus 1, das die Amplitude mit der Frequenz (in Hertz) vergleicht;
4 ist ein Beispiel des ersten schnellen Fourier-Transformationssignals für den Antriebssensor aus 1, das die Phase (in Grad) mit der Frequenz (in Hertz) vergleicht;
5 ist ein Beispiel eines zweiten schnellen Fourier-Transformationssignals für den Abtriebssensor aus 1, das die Amplitude mit der Frequenz (in Hertz) vergleicht;
6 ist ein Beispiel des zweiten schnellen Fourier-Transformationssignals für den Abtriebssensor aus 1, das die Phase (in Grad) mit der Frequenz (in Hertz) vergleicht; und
7 ist ein Beispiel eines dritten schnellen Fourier-Transformationssignals für den Motordrehzahlsensor aus 1, das die Amplitude mit der Frequenz (in Hertz) vergleicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Referenznummern gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 schematisch eine Antriebsstranganordnung 10, die ein stufenloses Automatikgetriebe 12 umfasst. Ein Motor 14 kann funktional mit dem stufenlosen Automatikgetriebe 12 über einen Drehmomentwandler 16 verbunden sein. Die Antriebsstranganordnung 10 kann Teil einer Vorrichtung 18 sein, die ein Fahrzeug, ein Fahrrad, einen Roboter, ein landwirtschaftliches Gerät, eine Sportausrüstung oder eine andere Transportvorrichtung umfassen kann. Der Betrieb der Antriebsstranganordnung 10 wird überwacht und durch eine Steuerung 20 als Reaktion auf Fahrerbefehle und andere Faktoren gesteuert. Die Steuerung 20 aus 1 kann ein integraler Bestandteil von bzw. ein separates Modul sein, das mit anderen Steuerungen der Vorrichtung 18 funktional verbunden ist. Die Vorrichtung 18 kann verschiedene Formen annehmen und mehrere und/ oder alternative Komponenten und Einrichtungen umfassen.
Der Motor 14 kann jeder geeignete Verbrennungsmotor sein, der in der Lage ist, Treibstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis in mechanische Leistung umzuwandeln, um als Reaktion auf die Steuerbefehle der Steuerung 20 Drehmoment zu erzeugen. Der Drehmomentwandler 16 stellt eine hydraulische Kupplung zum Übertragen von Drehmoment bereit. Der Drehmomentwandler 16 kann eine Pumpe 22, eine Turbine 24 und eine Drehmomentwandlerkupplung 26 umfassen, die die Drehung der Pumpe 22 und Turbine 24 verriegeln. Das Auslösen der Drehmomentwandlerkupplung 26 ist durch die Steuerung 20 steuerbar.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das stufenlose Automatikgetriebe 12 einen Variator 28, ein Antriebselement 30 und ein Abtriebselement 32. Der Variator 28 ist zum Übertragen von Drehmoment zwischen dem Antriebselement 30 und dem Abtriebselement 32 konfiguriert. Der Variator 28 umfasst ein erstes bzw. Primärlaufrad 34, ein zweites bzw. Sekundärlaufrad 36 und eine flexible kontinuierliche drehbare Vorrichtung 38, die rotierend mit der ersten und zweiten Riemenscheibe 34, 36 verbunden ist, um zwischen diesen Drehmoment zu übertragen. Die erste Riemenscheibe 34 ist drehbar an das Antriebselement 30 und die zweite Riemenscheibe 36 drehbar mit dem Abtriebselement 32 befestigt und die drehbare Vorrichtung 38 wird dazu angepasst, das Drehmoment zwischen der ersten und zweiten Riemenscheibe 34, 36 und damit zwischen Antriebs- und Abtriebselement 30, 32 zu übertragen. Die erste Riemenscheibe 34 und das Antriebselement 30 drehen sich um eine erste Achse 40 und die zweite Riemenscheibe 36 und das Abtriebselement 32 drehen sich um eine zweite Achse 42. Die kontinuierliche drehbare Vorrichtung 38 kann einen Riemen, eine Kette oder eine andere geeignete flexible kontinuierliche Vorrichtung sein. In einer Ausführungsform besteht die kontinuierlich drehbare Vorrichtung 38 aus Metall. Das Abtriebsdrehmoment kann vom Abtriebselement 32 auf die Räder (nicht dargestellt) der Vorrichtung 18 über ein Antriebssystem 44 übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die erste Riemenscheibe 34 eine erste bewegliche Seitenscheibe 46 und eine erste feststehende Seitenscheibe 48 umfassen. Als Reaktion auf den ersten Spanndruck 50 kann die erste bewegliche Seitenscheibe 46 entlang der ersten Achse 40 gegenüber der ersten feststehenden Seitenscheibe 48 übertragen werden. Die erste feststehende Seitenscheibe 48 ist axial am Antriebselement 30 entlang der ersten Achse 40 befestigt. Unter Bezugnahme auf 1 kann die zweite Riemenscheibe 36 eine zweite bewegliche Seitenscheibe 54 und eine zweite feststehende Seitenscheibe 56 umfassen. Als Reaktion auf einen zweiten Spanndruck 60 kann die zweite bewegliche Seitenscheibe 54 entlang der zweiten Achse 42 gegenüber der feststehenden Seitenscheibe 56 übertragen werden. Die zweite feststehende Seitenscheibe 56 ist axial relativ zum Abtriebselement 32 entlang der zweiten Achse 42 befestigt.
Das Senken eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke 50, 60 führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung. Jedoch kann ein zu niedriges Einstellen einer oder beide ersten und zweiten Spanndrücke 50, 60 zu Makro-Schlupf-Bedingungen (Makro-Riemenschlupf) führen, die eine verkürzte oder beschädigte Riemen- oder Riemenscheibenlebensdauer bedingen.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst die Steuerung 20 mindestens einen Prozessor 62 und mindestens einen Speicher 64 (oder jedes andere, nicht-flüchtige, konkrete, computerlesbare Speichermedium) auf welchem die Befehle zum Ausführen von Verfahren 100 und/ oder 200, entsprechend dargestellt in 2A und 2B, zum Steuern des stufenlosen Automatikgetriebes gespeichert sind. Der Speicher 64 kann von der Steuerung ausführbare Befehlssätze speichern und der Prozessor 62 kann den auf dem Speicher 64 gespeicherten und von der Steuerung ausführbaren Befehlssatz ausführen. Die Steuerung 20 steuert das stufenlose Automatikgetriebe 12 zum Erzielen des Soll-Drehzahlverhältnisses durch Regeln des Druckes einer oder beider Primär- und Sekundärriemenscheiben 34, 36, d. h. einen oder beider ersten und zweiten Spanndrücke 50, 60. Das Soll-Drehzahlverhältnis zeigt einen angewiesenen zukünftigen Wert für das Drehzahlverhältnis an, der basierend auf den überwachten und geschätzten Betriebsbedingungen in Bezug auf eine Abtriebsleistungsanweisung, Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Motordrehmoment ermittelt werden kann.
Die Steuerung 20 aus 1 ist speziell zum Ausführen der Schritte aus Verfahren 100 und 200 (wie im Folgenden detaillierter in Bezug auf 2A, 2B offenbart ist) programmiert und kann Eingaben verschiedener Sensoren empfangen. Beispielsweise kann die Antriebsstranganordnung 10 einen Motordrehzahlsensor 70 in Kommunikation (z. B. elektronischer Kommunikation) mit der Steuerung 20 umfassen, die zum Messen der Motordrehzahl 14 angepasst ist. Unter Bezugnahme auf 1 kann ein Antriebssensor 72 zum Empfangen eines Signals vom Antriebselement 30 angepasst werden. In einer Ausführungsform ist das Signal, das durch den Antriebssensor 72 empfangen wird, die Drehzahl des Antriebselementes 30, die sich auf eine Geschwindigkeit der ersten Riemenscheibe 34 bezieht. In einer anderen Ausführungsform ist das Signal, das durch den Antriebssensor 72 empfangen wird, das Drehmoment des Antriebselementes 30. Ein Abtriebssensor 74 kann zum Empfangen eines Signals vom Abtriebselement 32 angepasst sein. In einer Ausführungsform ist das Signal, das durch den Abtriebssensor 74 empfangen wird, die Drehzahl des Abtriebselements 32, die sich auf die Drehzahl der zweiten Riemenscheibe 36 bezieht. In einer anderen Ausführungsform ist das Signal, das durch den Abtriebssensor 74 empfangen wird, das Drehmoment des Abtriebselements 32.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2A wird ein Flussdiagramm des Verfahrens 100 gezeigt, das in der in 1 gezeigten Steuerung 20 gespeichert und ausgeführt werden kann. Das Verfahren 100 muss nicht in der bestimmten, hierin genannten Reihenfolge angewendet werden. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass einige Schritte eliminiert werden müssen. Bezugnehmend auf 2A kann das Verfahren 100 mit Block 102 beginnen, wobei die Steuerung 20 zum Ermitteln, ob die Drehmomentwandlerkupplung 26 verriegelt ist, programmiert oder konfiguriert ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 20 in Block 102 zum Bestimmen, ob eine Anfahrkupplung oder anderen Startvorrichtungen verriegelt ist, programmiert werden. Die Vorrichtung 18 kann einen Plan oder eine Tabelle der Drehmomentwandlerkupplungsauslösung oder -loslösung, je nach Drehzahl der Vorrichtung 18 (über eine Vorrichtung oder einen Fahrzeugdrehzahlsensor 76 erfasst) und Gaspedal-Positionssensor 78 oder Drosselpositionssensor 80, angewendet werden. Die Drehmomentwandlerkupplung 26 kann nach dem Starten der Vorrichtung 18 ausgelöst und während des Gaspedal-Tip-Ins oder der relativ geringen Geschwindigkeit (für ein stufenloses Automatikgetriebe 12) losgelöst sein. Wenn die Drehmomentwandlerkupplung 26, die Anfahrkupplung oder andere Startvorrichtungen verriegelt sind, fährt das Verfahren 100 mit Block 104 fort. Wenn nicht, geht das Verfahren 100 zurück an den Anfang, wie durch die Linie 103 dargestellt ist.
In Block 104 aus 2A ist die Steuerung 20 zum Sammeln von Messwerten bei einem vorbestimmten Zeitintervall für die entsprechenden Signale von dem Antriebssensor 72 und Abtriebssensor 74 programmiert, bis ein vorbestimmtes Zeitfenster erreicht ist. In einer Ausführungsform beträgt das vorbestimmte Zeitintervall 5 Millisekunden und das vorbestimmte Zeitfenster 0,5 Sekunden. Die Signaldaten können an die Steuerung 20 über den internen I/O-Prozessor oder das CAN-Kommunikationsprotokoll oder andere Tap-In-Verfahren oder andere Verfahren, die von den Fachleuten auf dem Gebiet angewendet werden, übertragen werden.
In Block 106 aus 2A ist die Steuerung 20 zum Berechnen der entsprechenden schnellen Fourier-Transformation (FFT) für die entsprechenden Signale von dem Antriebssensor 72 und Abtriebssensor 74 programmiert, die in Block 104 für das vorbestimmte Zeitfenster gesammelt wurden. In dieser Ausführungsform sind die Signale, die von den entsprechenden Antriebs- und Abtriebssensoren 72, 74 empfangen werden, die entsprechenden Drehzahlen der Antriebs- und Abtriebselemente 30, 32. Jedoch können die Verfahren 100 und 200 auf Drehmomentsignale angewendet werden, die von den Antriebs- und Abtriebssensoren 30, 32 empfangen werden. Eine Routine der schnellen Fourier-Transformation, die Fachleuten zur Verfügung steht, kann eingesetzt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Hilbert-Transformation und Produkte von Simulink, Matlab usw. Fourieranalyse wandelt ein Signal aus seinem ursprünglichen Bereich, wie etwa Uhrzeit, in eine Darstellung im Frequenzbereich um und umgekehrt. Wie verstanden, berechnen die Routinen der schnellen Fourier-Transformation schnell durch die Berechnung der diskreten Fourier-Transformation (DFT) einer Sequenz oder seiner Inversen und faktorisiert die DFT-Matrix in ein Produkt aus spärlichen Faktoren.
Die Daten, die die schnellen Fourier-Transformation umwandeln, werden in Form der Amplitude (d. h. Größe) und Phase einer gegebenen Frequenz-Bin repräsentiert. Jede der x-Achsen in den 3–7 zeigen jeweils die Frequenz (F) in Hertz. 3–4 sind Beispiele einer Antriebsdrehzahl oder eines ersten schnellen Fourier-Transformationssignals 300 für den Antriebssensor 72 aus 1. 3 zeigt die Amplitude gegenüber der Frequenz, während 4 die Phase P (in Grad) gegenüber der Frequenz zeigt. 5–6 sind Beispiele einer Abtriebsdrehzahl oder eines zweiten schnellen Fourier-Transformationssignals 500 für den Abtriebssensor 74 aus 1. 5 zeigt die Amplitude gegenüber der Frequenz, während 6 die Phase P (in Grad) gegenüber der Frequenz zeigt.
In Block 108 aus 2A ist die Steuerung 20 zum Erfassen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl (während des festgelegten Zeitfensters) und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2), programmiert. Die mittlere Motordrehzahl (während des festgelegten Zeitfensters) kann über den Motordrehzahlsensor 70 oder den Antriebssensor 72 erfasst werden. In der dargestellten Ausführungsform beträgt die mittlere Motordrehzahl 1230 U/min. entsprechend 20,5 Hz. Wenn die Anzahl der Zylinder 4 beträgt, beträgt die berechnete Motorzündungsfrequenznz (EFF_c) 41 Hz (20,5·4/2). Es ist jedoch zu beachten, dass die Anzahl der Zylinder und die Durchschnittsmotordrehzahl, gemäß der vorliegenden Anwendung, variiert werden kann.
In Block 110 aus 2A ist die Steuerung 20 zum Erfassen einer dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) des schnellen Fourier-Transformationssignals 300 für den Antriebssensor 72 (siehe 3) als relative Maximalamplitude 302 (oder Höchstwert) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs 304 der berechneten Motorzündungsfrequenz(EFF_c) programmiert. In einem Beispiel kann der vorbestimmte Bereich bei 5 % liegen. Die Steuerung ist zum Erreichen eines relativen Maximums innerhalb 41 + 2 Hz programmiert, wenn die berechnete Motorzündungsfrequenz (EFF_c) 41 Hz beträgt. In der gezeigten Ausführungsform beträgt die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) 40,96 Hz.
In Block 112 aus 2A ist die Steuerung 20 zum Finden der Amplitude (A_{R_antrieb}) und der Phase (ϕ_{R_antrieb}) bei einer Referenzfrequenz für das schnelle Fourier-Transformationssignal 300 und 400 des Antriebssensors 72 programmiert. Die Steuerung 20 ist zum Finden der Amplitude (A_{R_abtrieb}) und der Phase (ϕ_{R_abtrieb}) bei einer Referenzfrequenz für das schnelle Fourier-Transformationssignal 500 und 600 des Abtriebssensors 74 programmiert. In der gezeigten Ausführungsform kann die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d), die in Block 110 erfasst ist, als Referenzfrequenz eingestellt werden. Es muss beachtet werden, dass die Referenzfrequenz für die Anwendung variabel sein kann.
In Block 114 aus 2A kann die Steuerung 20 zum Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke programmiert sein, die mindestens teilweise auf einem oder beiden Amplitudenverhältnis(sen) (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}) und einer Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│) basieren. Das Amplitudenverhältnis (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}) und die Phasendifferenz (│φ_{R_antieb} – Φ_{R_abtrieb}│) basieren auf der in Block 112 erfassten Informationen. In einem Beispiel ist die Steuerung 20 zum Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke programmiert, die mindestens teilweise auf der Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│) und einer ersten Nachschlagtabelle basieren. Die erste Nachschlagtabelle kann in Testzellen oder unter Laborbedingungen erzeugt werden und umfasst Spanndruckwerte bei verschiedenen Phasendifferenzen. In einem anderen Beispiel ist die Steuerung 20 zum Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke programmiert, die mindestens teilweise auf der auf dem Amplitudenverhältnis (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}) und einer zweiten Nachschlagtabelle basieren. Die zweite Nachschlagtabelle kann in Testzellen oder unter Laborbedingungen erzeugt werden und umfasst Spanndruckwerte bei verschiedenen Amplitudenverhältnissen.
Zweite Ausführungsform
Unter weiterer Bezugnahme auf 2B wird ein Flussdiagramm des Verfahrens 200 gezeigt, das in der in 1 gezeigten Steuerung 20 gespeichert und ausgeführt werden kann. Die zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme einiger Merkmale, wie im Folgenden beschrieben. Das Verfahren 200 muss nicht in der bestimmten, hierin genannten Reihenfolge angewendet werden. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass einige Schritte eliminiert werden müssen. Bezugnehmend auf 2B kann das Verfahren 200 mit Block 202 beginnen, wobei die Steuerung 20 zum Ermitteln, ob die Drehmomentwandlerkupplung 26 verriegelt ist, programmiert oder konfiguriert ist. Die Vorrichtung 18 kann einen Plan oder eine Tabelle der Drehmomentwandlerkupplungsauslösung oder -loslösung, je nach Drehzahl der Vorrichtung 18 (über eine Vorrichtung oder einen Fahrzeugdrehzahlsensor 76 erfasst) und Gaspedal-Positionssensor 78 oder Drosselpositionssensor 80, angewendet werden. Die Drehmomentwandlerkupplung 26 kann nach dem Starten der Vorrichtung 18 ausgelöst und während des Gaspedal-Tip-Ins oder der relativ geringen Geschwindigkeit (für ein stufenloses Automatikgetriebe 12) losgelöst sein. Wenn die Drehmomentwandlerkupplung 26 verriegelt ist, fährt das Verfahren 200 mit Block 204 fort. Wenn nicht, geht das Verfahren 200 zurück an den Anfang, wie durch die Linie 203 dargestellt ist.
In Block 204 aus 2B ist die Steuerung 20 zum Sammeln von Messwerten bei einem vorbestimmten Zeitintervall für das Signal vom Motordrehzahlsensor 70, zusätzlich zum Sammeln des entsprechenden Signals von dem Antriebssensor 72 und Abtriebssensor 74, programmiert.
In Block 206 aus 2B ist die Steuerung 20 zum Berechnen der entsprechenden schnellen Fourier-Transformation (FFT) für die Signaldaten des Motordrehzahlsensors 70, zusätzlich zum Antriebssensors 72 und Abtriebssensor 74, programmiert, die in Block 204 für das vorbestimmte Zeitfenster gesammelt wurden. 7 ist ein Beispiel eines dritten schnellen Fourier-Transformationssignals 700 für den Motordrehzahlsensor 70, das die Amplitude mit der Frequenz vergleicht.
Wie oben mit Bezug auf die ersten Ausführungsform erwähnt wurde, ist 3 ein Beispiel eines ersten schnellen Fourier-Transformationssignals 300 für den Antriebssensor 72 aus 1, das die Amplitude mit der Frequenz vergleicht. 4 ist ein Beispiel eines schnellen Fourier-Transformationssignals 400 der Antriebsdrehzahl für den Antriebssensor 72 aus 1, das die Phase mit der Frequenz vergleicht. 5 ist ein Beispiel eines schnellen Fourier-Transformationssignals 500 der Abtriebsdrehzahl für den Abtriebssensor 74 aus 1, das die Amplitude mit der Frequenz vergleicht. 6 ist ein Beispiel eines schnellen Fourier-Transformationssignals 600 der Abtriebsdrehzahl für den Abtriebssensor 74 aus 1, das die Phase mit der Frequenz vergleicht. In der ersten Ausführungsform war das Sammeln von Daten aus dem Motordrehzahlsensor 70 nicht erforderlich.
Wie in der ersten Ausführungsform in Block 208 aus 2B, ist die Steuerung 20 zum Erfassen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2), programmiert.
In Block 210 aus 2B ist die Steuerung 20 zum Erfassen einer dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) des schnellen Fourier-Transformationssignals 700 der Motordrehzahl (Beispiel dargestellt in 7) als relative Maximalamplitude 702 (oder Höchstwert) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs 704 der berechneten Motorzündungsfrequenz(EFF_c) programmiert. In der ersten Ausführungsform wurde das schnelle Fourier-Transformationssignal 300 der Antriebsdrehzahl zum Erfassen der dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) verwendet.
Wie in der ersten Ausführungsform in Block 212 der 2B, ist die Steuerung 20 zum Finden der Amplitude (A_{R_antrieb}) und der Phase (ϕ_{R_antrieb}) bei einer Referenzfrequenz für das schnelle Fourier-Transformationssignal des Antriebssensors 72 programmiert. Zusätzlich ist die Steuerung 20 zum Finden der Amplitude (A_{R_abtrieb}) und der Phase (ϕ_{R_abtrieb}) bei einer Referenzfrequenz für das schnelle Fourier-Transformationssignal des Abtriebssensors 74 programmiert. In der gezeigten Ausführungsform ist die Referenzfrequenz die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d), die in Block 210 erfasst ist. Dieses relative Maximum 702 ist als Referenzfrequenz eingestellt.
Wie in der ersten Ausführungsform in Block 214 der 2A, kann die Steuerung 20 zum Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke 50, 60 programmiert sein, die mindestens teilweise auf einem oder beiden Amplitudenverhältnis(sen) (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}) und einer Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│) basieren, die aus dem Informationsblock 212 erfasst werden. Die Steuerung 20 (und die Ausführung 100 des Verfahrens 200) verbessert die Funktion der Vorrichtung 18, indem die Steuerung das Drehmomentverhältnis und den Abtriebsdrehmoment eines komplexen Motorsystems mit einem Minimum an notwendiger Kalibrierung ermöglicht.
Die Steuerung 20 umfasst ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet), einschließlich aller nichtflüchtigen (z. B. konkreten) Medien, die an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt sind, die von einem Computer gelesen werden könnten (z. B. durch den Prozessor eines Computers). Ein solches Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, nicht-flüchtige Medien und flüchtige Medien. Nicht-flüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) umfassen, welcher einen Hauptspeicher bilden kann. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedium/medien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Drähte, die einen mit dem Prozessor gekoppelten Systembus beinhalten. Einige Formen von computerlesbaren Medien umfassen beispielsweise eine Floppy Disk, eine flexible Diskette, Festplatte, Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datendepots oder andere hierin beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zur Speicherung, zum Zugriff und zum Abrufen verschiedener Arten von Daten, beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher kann in einem Computergerät beinhaltet sein, das ein Computerbetriebssystem, wie etwa eines der vorstehend aufgeführten, einsetzt und auf das über ein Netzwerk in einer oder mehreren der Vielzahl von Arten zugegriffen werden kann. Ein Dateisystem kann durch ein Computerbetriebssystem zugänglich sein und Dateien beinhalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Bearbeiten und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie beispielsweise die oben aufgeführte PL/SQL-Sprache, die Structured Query Language (SQL) einsetzen.
Die ausführliche Beschreibung, sowie die Zeichnungen bzw. Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, der Umfang der Offenbarung wird jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen, sowie andere Arten der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den beigefügten Patentansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen bzw. die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wodurch sich andere Ausführungsformen ergeben, die nicht im Wortlaut oder durch Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche.

Claims

Antriebsstranganordnung umfassend: ein stufenloses Automatikgetriebe mit einem Variator, einem Antriebselement und einem Abtriebselement; eine Drehmomentwandlerkupplung, die funktional mit dem stufenlosen Automatikgetriebe verbunden ist; einen Antriebssensor, der zum Empfangen eines entsprechenden Signals vom Antriebselement konfiguriert ist; einen Abtriebssensor, der zum Empfangen eines entsprechenden Signals vom Abtriebselement konfiguriert ist; worin der Variator eine erste Riemenscheibe, eine zweite Riemenscheibe und eine flexible kontinuierlich drehbare Vorrichtung umfasst, wobei die ersten und zweiten Riemenscheiben drehbar durch die flexible kontinuierlich drehbare Vorrichtung gekoppelt sind; worin das Antriebselement drehbar an der ersten Riemenscheibe und das Abtriebselement drehbar an der zweiten Riemenscheibe gekoppelt ist; eine Steuerung mit einem Prozessor und einem konkreten, nicht-flüchtigen Speicher, in dem sich aufgezeichnete Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes befinden, wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor die Steuerung anweisen zum: das Bestimmen, ob die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist; wenn die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist, sammelt diese entsprechende Messwerte in vorbestimmten Zeitintervallen für die entsprechenden Signale des Antriebssensors und des Abtriebssensors, bis ein vorbestimmtes Zeitfenster erreicht ist; das Erfassen einer ersten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Antriebssensor und einer zweiten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Abtriebssensor während des vorbestimmten Zeitfensters; und das Steuern des stufenlosen Automatikgetriebes, das mindestens teilweise auf der ersten schnellen Fourier-Transformation und der zweiten schnellen Fourier-Transformation basiert.
Anordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Motor, der funktional mit dem stufenlosen Automatikgetriebe verbunden ist; einen Motordrehzahlsensor, der zum Erfassen einer Drehzahl konfiguriert ist; und worin die Steuerung ferner programmiert ist zum: Sammeln von Motordrehzahlmesswerten zu den vorbestimmten Zeitintervallen aus dem Motordrehzahlsensor, bis das vorbestimmte Zeitfenster erreicht ist; und Erfassen einer dritten schnellen Fourier-Transformation der Motordrehzahlmesswerte während des vorbestimmten festgelegten Zeitfensters.
Anordnung nach Anspruch 1, worin die Steuerung programmiert ist zum: Berechnen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl, während des vorbestimmten Zeitfensters und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2); und Erfassen einer dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) aus der dritten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Motordrehzahlsensor, dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d), die eine relative Maximalamplitude innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) ist;
Anordnung nach Anspruch 3, worin die Steuereinheit programmiert ist zum: Erfassen einer Antriebsamplitude (A_{R_antrieb}) und einer Antriebsphase (ϕ_{R_antrieb}) bei einer Referenzfrequenz der ersten schnellen Fourier-Transformation, die die Referenzfrequenz der dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) ist; und Erfassen einer Abtriebsamplitude (A_{R_abtrieb}) und einer Abtriebsphase (ϕ_{R_abtrieb}) bei einer Referenzfrequenz der zweiten schnellen Fourier-Transformation.
Anordnung nach Anspruch 4: worin die Anwendung eines ersten Spanndrucks die Bewegung der ersten Riemenscheibe und die Anwendung einer zweiten Spannkraft eine Bewegung der zweiten Riemenscheibe bewirkt; worin die Steuerung programmiert ist zum: Erfassen eines Amplitudenverhältnisses (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}), das mindestens teilweise auf der ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen basiert; und Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke, die mindestens teilweise auf dem Amplitudenverhältnis (A_{R_abtrieb}/A_{R_antrieb}) basieren.
Anordnung nach Anspruch 4: worin die Anwendung eines ersten Spanndrucks die Bewegung der ersten Riemenscheibe und die Anwendung einer zweiten Spannkraft eine Bewegung der zweiten Riemenscheibe bewirkt; worin die Steuerung programmiert ist zum: Erfassen einer Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│), die mindestens teilweise auf der ersten und zweiten schnellen Fourier-Transformationen basiert; und Einstellen eines oder beider ersten und zweiten Spanndrücke, die mindestens teilweise auf der Phasendifferenz (│φ_{R_antrieb} – Φ_{R_abtrieb}│) basieren.
Anordnung nach Anspruch 2, worin die Steuereinheit programmiert ist zum: Berechnen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl, während des vorbestimmten Zeitfensters und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2); und Erfassen einer dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) der ersten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Antriebssensor, wobei die dominierende Motorzündungsfrequenz (EFF_d) eine relatives Maximum innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) ist.
Verfahren zur Steuerung eines stufenlosen Automatikgetriebes in einer Antriebsstranganordnung, in der das stufenlose Automatikgetriebe mit einem Variator, einem Antriebselement und einem Abtriebselement konfiguriert ist, die Antriebsstranganordnung mit einer Steuerung, einer Drehmomentwandlerkupplung, einem Antriebssensor zum Empfangen eines entsprechenden Signals vom Antriebselement und einem Abtriebssensor zum Empfangen eines entsprechenden Signals von dem Abtriebselement konfiguriert ist, das Verfahren umfassend: das Bestimmen, ob die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist; wenn die Drehmomentwandlerkupplung verriegelt ist, die entsprechenden Messwerte in vorbestimmten Zeitintervallen für die entsprechenden Signale des Antriebssensors und des Abtriebssensors gesammelt werden, bis ein vorbestimmtes Zeitfenster erreicht ist; das Erfassen einer ersten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Antriebssensor und eine zweite schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Abtriebssensor während des vorbestimmten Zeitfensters; und Steuerung des stufenlosen Automatikgetriebes, das mindestens teilweise auf der ersten schnellen Fourier-Transformation und der zweiten schnellen Fourier-Transformation basiert.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: das Berechnen einer berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) aus einer Durchschnittsmotordrehzahl, während des vorbestimmten Zeitfensters und einem Faktor, worin der Faktor eine Anzahl der Zylinder des Motors ist, die durch zwei geteilt wird (n_zyl/2); und das Erfassen einer dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) aus der dritten schnellen Fourier-Transformation des entsprechenden Signals vom Motordrehzahlsensor, dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) die eine relative Maximalamplitude innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der berechneten Motorzündungsfrequenz (EFF_c) ist;
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: das Erfassen einer Antriebsamplitude (A_{R_antrieb}) und einer Antriebsphase (ϕ_{R_antrieb}) bei einer Referenzfrequenz der ersten schnellen Fourier-Transformation, die die Referenzfrequenz der dominierenden Motorzündungsfrequenz (EFF_d) ist; und das Erfassen einer Abtriebsamplitude (A_{R_abtrieb}) und einer Abtriebsphase (ϕ_{R_abtrieb}) bei einer Referenzfrequenz der zweiten schnellen Fourier-Transformation.