DE102017106452A1

DE102017106452A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Getriebebereichs

Info

Publication number: DE102017106452A1
Application number: DE102017106452.4A
Authority: DE
Inventors: Ronald F. Lochocki Jr.; Moussa Ndiaye; Jill Ann Hampton; Joel H. Gunderson; Angela G. Hundley; Scott D. Biggs
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2037-03-25
Also published as: US20170276239A1; DE102017106452B4; CN107228193A; CN107228193B; US10041586B2

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Antriebsmaschine, ein Getriebe mit einem elektronischen Getriebebereichswahl(ETRS)-System, eine Benutzeroberflächenvorrichtung, die ein elektrisches Bereichsauswahl(ERS)-Signal als Reaktion auf einen ausgewählten Betriebsbereich und eine Steuerung erzeugt. Die Steuerung verarbeitet das ERS-Signal und bestimmt den Betriebsbereich und führt eine Abhilfskontrollmaßnahme aus, wenn der falsche Energiefluss erfasst wird. Die Abhilfemaßnahme kann das Unterbrechen des Energieflusses umfassen. Eine Steuervorrichtung umfasst die Benutzeroberflächenvorrichtung und die Steuerung. Ein Verfahren umfasst das Bestimmen, ob ein Fehlerzustand der Stromzufuhr vorliegt, einschließlich dem Vergleichen der angewiesenen Kupplungen mit einer kalibrierten Liste von Kupplungen, die nicht zugelassen sind und einen oder beide zum Vergleichen eines gemessenen Drehzahlverhältnisses mit einem erwarteten Drehzahlverhältnis und dem Vergleichen der tatsächlichen Schaltzustände der Betriebsventile mit den angewiesenen Zuständen durch das ETRS-System. Das Verfahren umfasst das Ausführen der Abhilfskontrollmaßnahme, wenn der falsche Energiefluss erfasst ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Getriebebereichs.
HINTERGRUND
Motorisierte Fahrzeuge beinhalten eine Antriebsmaschine, die Antriebsdrehmoment erzeugt. Das empfangene Antriebsdrehmoment wird über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Reibungsantriebskupplung mit einem Antriebselement des Getriebes übertragen. Bei einem herkömmlichen Zahnradgetriebe wird das empfangene Antriebsdrehmoment durch eine oder mehrere Planetenradsätze durch das Anlegen unterschiedlicher Kombinationen von Reibungskupplungen und Bremsen übertragen und überträgt schließlich das Abtriebsdrehmoment auf einen Antriebsrädersatz bei einem ausgewählten Übersetzungsverhältnis für den Vortrieb des Fahrzeugs.
Normalerweise wird ein gewünschter Parkstellungs-, Rückwärtsgang-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs- oder niedrigem Gang(PRNDL)-Getriebebetriebsbereich manuell vom Fahrzeugführer unter Verwendung einer Benutzeroberflächenvorrichtung in Form eines am Boden befestigten oder an der Säule befestigten PRNDL-Hebels ausgewählt. Im Antriebsstellungsbereich (D), schaltet das Getriebe automatisch zwischen verfügbaren Vorwärts-Getriebeverhältnissen, basierend auf der Drehzahl, dem Drehmoment, Fahrerwünschen und anderen aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen. Der PRNDL-Hebel ist mechanisch mit einem Schaltregelventil des Getriebes durch einen Schaltbereichsmechanismus bestehend aus einer Reihe von miteinander verbundenen Hebeln, Drück-/Zieh-Stangen und Kabeln verbunden. Die Anzahl und Größe der mechanischen Bauteile kann die Verpackung des Schaltbereichsmechanismus zwischen der Benutzeroberflächenvorrichtung des Fahrers und dem Getriebe erschweren und kann auch eine bedeutende Menge an Reibungswiderstand hinzufügen.
Mehrere „Shift-By-Wire”-Schaltbereichsmechanismen wurden entwickelt, um diese Leistungsprobleme zu adressieren. Shift-By-Wire-Schaltbereichsmechanismen werden manchmal als elektronische Getriebebereichswahl(TERZ)-Systeme bezeichnet. Normalerweise wird ein ETRS-System betrieben, indem es Magnetventile feststellt/Ein-/Aus-Zustände der Magnetventile regelt, die an Flüssigkeitsregelventilen und einer Sperrklinke angebracht sind, um die Hydraulik eines Getriebes einzurichten, um einen gewünschten Energiefluss zu erzielen. Oder es werden direkt Kupplungsdrücke angewiesen und ein Magnetventil wird auf eine Sperrklinke in anderen Ausführungsformen festgestellt. Ein Fahrer wählt einen gewünschten Bereich über eine Benutzereingabevorrichtung aus, die als ein Satz von Drucktasten oder einem herkömmlichen Hebel in unterschiedlichen Auslegungen verkörpert sein kann. Jedoch anstatt einer physikalischen Betätigung eines Schaltventiles über einen Kabelzug auf herkömmliche Weise, überträgt die Bereichsauswahl in einem ETRS-System stattdessen ein entsprechendes elektronisches Bereichssignal an eine Steuerung. Die Steuerung weist dann eine Bewegung des Getriebes bei einer entsprechenden Bereichsauswahlposition an.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeug ist hierin offenbart, das eine Antriebsmaschine, ein Getriebe, eine Benutzeroberflächenvorrichtung und eine Steuerung beinhaltet. Das Getriebe ist mit dem Motor verbunden und beinhaltet Kupplungen und ein elektronisches Getriebebereichswahl(ETRS)-System, das zum Einrichten eines ausgewählten Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs(PRND)-Betriebsbereichs oder eines Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs-, niedrigem Gang(PRNDL)-Betriebsbereichs des Getriebes als Reaktion auf ein elektrisches Bereichssignal betreibbar ist. Die Benutzeroberflächenvorrichtung ist zum Erzeugen des elektrischen Bereichssignals als Reaktion auf einen vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereich betreibbar.
Die Steuerung ist programmiert, um das elektrische Bereichssignal zum Bestimmen des vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereichs zu verarbeiten und zum Erfassen eines falschen Energieflusses durch das relative Getriebe in einer Charakteristik des Betriebsbereichs, beispielsweise dem Kupplungszustand, Drehzahlverhältnis und/oder Betriebsventilschalter, wie hierin dargelegt. Die Steuerung ist auch programmiert, um eine Abhilfskontrollmaßnahme in Bezug auf das Getriebe auszuführen, wenn die falsche Stromzufuhr erfasst ist. Die Abhilfskontrollmaßnahme kann das Steuern der Stromzufuhr beinhalten, einschließlich dem Regeln eines hydraulischen Neutralzustands oder anderweitig dem Unterbrechen der Stromzufuhr.
Eine Steuervorrichtung ist hierin auch für ein Fahrzeug mit dem oben erwähnten Getriebe offenbart. Die Steuervorrichtung umfasst die Benutzeroberflächenvorrichtung und die Steuerung.
Ein Verfahren zur Überwachung eines Betriebsbereiches des Getriebes beinhaltet das Bestimmen, ob ein Fehlerzustand der Stromzufuhr über die Steuerung vorliegt, einschließlich dem Vergleichen der angewiesenen Kupplungen mit einer kalibrierten Liste von Kupplungen, die nicht zugelassen sind und mindestens einem: Vergleichen eines gemessenen Drehzahlverhältnisses mit einem erwarteten Drehzahlverhältnis und dem Vergleichen der tatsächlichen Schaltzustände eines Betriebsventilpaares mit den angewiesenen Zuständen durch das ETRS-System und dann das Ausführen einer Abhilfskontrollmaßnahme in Bezug auf das Getriebe, wenn die falsche Stromzufuhr erfasst ist, einschließlich dem Unterbrechen der Stromzufuhr durch das Getriebe.
Die oben genannten Eigenschaften und Funktionen sowie andere Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der dargestellten Ansprüche in Verbindung mit den zugehörigen Abbildungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Fahrzeugs mit einem Getriebe und einer Steuerung, die programmiert sind, um ein Bereichsüberwachungsverfahren, wie hierin dargelegt, auszuführen.
2 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung zur Bereichsüberwachung im Getriebe, wie in 1 gezeigt.
3 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Betriebsventils, das in einigen Ausführungsformen des Fahrzeugs aus 1 gezeigt.
4A ist eine Tabelle, die exemplarische binäre Schaltzustände für das Betriebsventil aus 3 beschreibt.
4B ist eine Tabelle, die eine veranschaulichende Kombination der angewendeten Kupplungen für verschiedene Betriebsbereiche in einer exemplarischen 9-Gang-Ausführungsform des Getriebes beschreibt, wie in 1 gezeigt.
5 ist ein grafisches Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren für die Bereichsüberwachung im Getriebe beschreibt, wie in 1 gezeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, wird in 1 ein Fahrzeug 10 schematischmit einer Antriebsmaschine 12 dargestellt, beispielsweise ein Motor (E), wie gezeigt und/oder eine oder mehrere Elektromotoren. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch ein Getriebe (T) 14 und eine Steuerung 20. Wie näher mit Bezug auf die 2–5 erläutert, ist die Steuerung 20 so programmiert, um ein Verfahren 100 für die Bereichsüberwachung des Getriebes 14 auszuführen und zum Durchführen der Abhilfestromzufuhr-Steuermaßnahme als Teil des Verfahrens 100. Die Antriebsmaschine 12 erzeugt Antriebsdrehmoment (Pfeil T_I), das durch das Getriebe 14 bei unterschiedlichen Drehzahlverhältnissen über die Anwendung einer oder mehrerer Reibungskupplungen (CL) 19 übertragen wird, um einen Antriebsrädersatz 18 anzutreiben. Während nur zwei Antriebsräder 18 schematisch in 1 dargestellt sind, kann das Fahrzeug 10 jede beliebige Anzahl an Antriebsrädern 18 aufweisen, die auf der Vorder- und/oder Rückseite des Fahrzeugs 10 je nach Ausführungsform angeordnet sein können.
Das Getriebe 14 beinhaltet zusätzlich ein Antriebselement 15, das mit einer Abtriebswelle 13 der Antriebsmaschine 12 über eine Eingabekupplung C_I, beispielsweise einen Drehmomentwandler oder eine Reibungskupplung, verbunden ist. Das Getriebe 14 ist so konfiguriert, um das Antriebsdrehmoment (Pfeil T_I) von der Antriebsmaschine 12 gegenüber von der Eingabekupplung C_I zu empfangen und ein Abtriebsdrehmoment (Pfeil T_O) über das Auslösen und die Verlagerung der ausgewählten Kupplungen 19 zu übertragen. Eine Antriebsachse 25 empfängt das Abtriebsdrehmoment (Pfeil T_O) von einem Abtriebselement 17 des Getriebes 14 und versorgt die Antriebsräder 18 mit Strom, um das Fahrzeug 10 anzutreiben, gegebenenfalls über eine Endantriebseinheit 24, wie im Stand der Technik bekannt ist.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Benutzeroberflächenvorrichtung 16, die einem Benutzer des Fahrzeugs 10 ermöglicht, einen gewünschten Betriebsbereich des Getriebes 14 auszuwählen. Die Benutzeroberflächenvorrichtung 16 kann ein herkömmlicher Hebel sein, wie in 1 gezeigt oder Druckknöpfe 16B, wie in 2 gezeigt oder Schalter, Zifferblätter, Touchscreen-Icons oder jede andere geeignete Eingabekonfiguration. Die normalen Getriebebetriebsbereichspositionen beinhalten Parkstellung, Rückwärtsgang, Neutralstellung, Antriebsstellung (PRND) und gegebenenfalls einen ersten niedrigen Gang (L). Solche PRNDL-Modi sind über das Zusammenwirken eines Bedieners des Fahrzeugs 10 mit der Benutzeroberflächenvorrichtung 16 auswählbar.
Im Betrieb überträgt die Benutzeroberflächenvorrichtung 16 ein elektrisches Bereichssignal (Pfeil ERS) an die Steuerung 20, um den vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereich anzufordern. So kann beispielsweise jeder Betriebsbereich ein entsprechendes Spannungssignal aufweisen, wobei das elektrische Bereichssignal (Pfeil ERS) ein Spannungssignal ist, mit dem die Steuerung 20 die Informationen in einer kalibrierten Nachschlagetabelle (LUT) empfangen und auswerten kann, um den vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereich zu bestimmen. Als Reaktion auf das elektrische Bereichssignal (Pfeil ERS), überträgt die Steuerung 20 ein Bereichssteuersignal (R_CC) an ein elektronisches Getriebebereichswahl(ETRS)-System 28 des Getriebes 14, um eine Schaltung des Getriebes 14 bei dem entsprechenden Betriebsbereich zu regeln.
Die Steuerung 20 der 1 ist so konfiguriert, d. h. mit Software programmiert und mit Hardware ausgerüstet, um Instruktionen für den Ablauf des Verfahrens 100 auszuführen, einem Beispiel, das im Folgenden beschrieben wird mit Bezug auf 5. Die Ausführung des Verfahrens 100 ermöglicht der Steuerung 20 den Betrieb des Getriebes 14 mit dem vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereich nach jeglichen ungewöhnlichen Vorkommnissen zu überwachen, die auf eine falsche Stromzufuhr hindeuten und eine Abhilfskontrollmaßnahme, wenn nötig, automatisch auszuführen, um die Hardware des Getriebes 14 zu schützen.
Die Steuerung 20 ist mit zulässigen Kupplungszuständen für jede der Kupplungen 19 für jeden PRND- oder PRNDL-Betriebsbereich des Getriebes 14 programmiert, beispielsweise als eine der Nachschlagetabellen (LUT) und kann ein Überwachungsgerät der Kupplungsverbindung (CCD) 54 beinhalten, wie unten mit Bezug auf 2 beschrieben, die, mit zulässigen Kupplungszuständen programmiert ist und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr betreibbar ist, beispielsweise durch das Vergleichen der tatsächlichen Kupplungszustände von einer der Kupplungen 19, die beim Einrichten oder Aufrechterhalten eines vordefinierten Betriebsbereichs involviert ist, mit den zulässigen Kupplungszuständen für den gleichen Betriebsbereich. Eine exemplarisch programmierte Struktur und eine logische Zufuhr der Steuerung 20 und der Komponenten des Getriebes 14 werden näher unter Bezugnahme auf 2–5 beschrieben.
Im Betrieb kann die Steuerung 20, gezeigt in 1, mit den erforderlichen Elementen des Fahrzeugs 10 über Kommunikationssignale (Pfeil 11) über eine Controller-Area-Network-Leitung 19 oder über jedes andere geeignete fahrzeugeigene Kommunikationsnetzwerk, wie dargestellt, kommunizieren. Verschiedene Datenelemente werden durch die Steuerung 20 beim Ausführen des Verfahrens 100 und/oder zum Aufrechterhalten der Steuerung der Gesamtbereichsüberwachung über das Getriebe 14 empfangen und verarbeitet. So kann beispielsweise die Steuerung 20 Maschinensteuerwerte (Pfeil CC_E) und Getriebesteuerwerte (Pfeil CC_T) empfangen, typisch der Getriebeschaltungssteuerlogik. Die Maschinensteuerwerte (Pfeil CC_E) können beispielsweise ein Drosselniveau, eine Motordrehzahl, ein Motordrehmoment und eine Kurbelposition beinhalten. Solche Werte können auf herkömmliche Weise gemessen oder berechnet werden und in der Gesamtschaltsteuerung des Getriebes 14 verwendet werden. Die Getriebesteuerwerte (Pfeil CC_T) können ähnliche Drehzahl- und Drehmomentpositionen, Ölwannentemperaturen und die aktuellen PRND-/PRNDL-Bereichseinstellung des Getriebes 14 über das elektrische Bereichsauswahlsignal (Pfeil ERS) beinhalten.
Zusätzlich können die Getriebesteuerwerte (Pfeil CC_T) bestimmte anwendbare Informationen beinhalten, die durch die Steuerung 20 beim Ausführen des Verfahrens 100 verwendbar sind, einschließlich einem Getriebestatussignal (Pfeiles S_GB) und Kupplungssteuereingabesignalen (Pfeil CC_I), die Kupplungskapazitäten der verschiedenen Kupplungen 19 des Getriebes 14, die in die Schaltung involviert sind, beschreiben. Die Steuerung 20 kann Steuerausgabesignale (Pfeil CC_O) für die Kupplungen 19 des Getriebes 14 erzeugen, um hardwareschützende Steuermaßnahmen durchzuführen. Die bestimmten Werte, die für das Getriebestatussignal (Pfeiles S_GB) und die Kupplungssteuereingabesignale (Pfeil CC_I) verwendet werden, können mit der bestimmten Konfiguration des Getriebes 14 variieren.
Exemplarische Ausführungsformen des Getriebes 14 beinhalten ein 9-Gang- und ein 10-Gang-Getriebe, insbesondere solche mit einer binären Kupplung 21, wie etwa eine auswählbare Einwegkupplung oder eine Diodenkupplung, die über ausfahrbare Streben oder Klemmkörper verfügt, die besonders anfällig gegenüber Hardwarebeschädigungen sein können, wenn sie zu bestimmten Zeiten angewendet oder freigegeben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Getriebe 14 einen Getriebeantriebssensor (TIS) und einen Getriebeabtriebssensor (TOS) beinhalten, die jeweils eine Antriebsdrehzahl (N₁₅) des Antriebselements 15 und eine Abtriebsdrehzahl (N₁₇) des Abtriebselements 17 messen, die dann an die Steuerung 20 zur Verwendung in bestimmten Bereichen des Verfahrens 100 kommuniziert werden, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 und 5 beschrieben.
Immer noch unter Bezugnahme auf 1, kann die Steuerung 20 als eine Computervorrichtung oder mehrere Vorrichtungen mit einer konkreten, nicht-flüchtigen Speichervorrichtung (M) verkörpern, auf dem Anweisungen zur Verschlüsselung des Verfahrens 100 aufgezeichnet sind. Die Steuerung 20 kann auch Elemente als ein Mikroprozessor (P) beinhalten, Schaltungen einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf einen Timer 22, eine Hochgeschwindigkeitsuhr, Analog-Digital-Schaltung (A/D), eine Digital-Analog-Schaltung (D/A), Digitalsignalprozessoren oder DSP und jede notwendigen Eingabe-/Ausgabeeinheiten (E/A) sowie andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung. Der Speicher (M) beinhaltet Nur-Lesen-Speicher, zum Beispiel magnetische oder optische Speicher sowie RAM-Arbeitsspeicher, EEPROM-Nur-Lesen-Speicher und Ähnliche.
2 zeigt eine ETRS-Steuervorrichtung 30, die die Steuerung 20 aus 1 beinhaltet und die Benutzeroberflächenvorrichtung 16 und die auch die TIS und TOS in einigen Ausführungsformen beinhalten kann. Die Steuerung 20 ist mit verschiedenen Logikmodulen programmiert, einschließlich einem Kupplungssteuermodul (CLC) 50 und einem Getriebebereich-Monitorringmodul (TRMR) 52, wobei sich der Begriff „Modul”, wie hierin verwendet, auf programmierten vordefinierten Code und alle erforderlichen Speicher (M) oder Prozessor(P)-Hardwareelemente bezieht, die diesen Code beherbergen und ausführen. Die Benutzeroberflächenvorrichtung des Fahrers 16 kann eine Vielzahl von Druckknöpfen in der nicht einschränkenden exemplarischen Ausführungsform von 2 beinhalten mit einem herkömmlichen Hebel, wie gezeigt in 1 als unterschiedlich veranschaulichte Ausführungsform.
Das TRMR-Modul 52 beinhaltet mehrere unabhängige Monitore, die redundanten Schutz gegen Ereignisse falscher Stromzufuhr in dem Getriebe 14 aus 1 bereitstellen. Wie Fachleuten bekannt ist, können herkömmliche PRND- oder PRNDL-Schalthebel direkt mit einem Regelventil über Kabel, eine mechanische Rastung und andere Hardware verbunden sein, sodass, wenn ein Bediener den Hebel zu einem entsprechenden Bereich bewegt, die Spannung an dem Kabel ein Schaltventil und eine manuellen Welle physikalisch betätigt. Dadurch wird dem Bediener versichert, ohne Beschädigung des Kabels und der Verknüpfungsmechanismen, dass die Auswahl eines vordefinierten Bereichs das Getriebe 14 mit dem ausgewählten Bereich schalten wird. Jedoch beseitigen die Shift-By-Wire-Konstruktionen die physikalische Verbindung zwischen der Benutzeroberflächenvorrichtung 16 und dem Schaltventil oder andere schaltungsausführende Hardware des Getriebes 14. Der vorliegende Ansatz soll daher bei dem Bereitstellen einer software- und hardwarebasierten Lösung helfen, die gegen unbeabsichtigtes Anlegen der Kupplungen 19 des Getriebes 14 für einen elektronisch angewiesenen Bereich schützen, in welchem solche Kupplungen 19 nicht angelegt werden sollten.
Die Steuerung 20 kann mit insgesamt drei verschiedenen Monitoren zum Erfassen der falschen Stromzufuhr in dem Getriebe 14 von 1 konfiguriert werden. Die Monitore werten gemeinsam die Sensorausgaben und andere verfügbare Signale zum Ermitteln des vorliegenden Zustands der Stromzufuhr aus und gewährleisten, dass das Getriebe 14 so konfiguriert ist, um unter den Bedingungen jeder der Kupplungen 19 zu starten, die in einem vordefinierten Schalt- oder stabilen Vorgang involviert sind. Im Falle einer falschen Stromzufuhr, weist die Steuerung 20 eine Abhilfemaßnahme an, die zu einem Leistungsverlustzustand führen kann. Wie im Folgenden erläutert, kann der vorliegende Ansatz auf verschiedene Arten von Getrieben angewendet werden, einschließlich bestimmten 9-Gang-Getrieben und anderen Konfigurationen mit Betriebsventilen und Zustandsschaltern 44A und 44B, wie in 3 gezeigt und solche mit bidirektionaler oder Zweikanal-TIS, beispielsweise bestimmten 10-Gang-Getrieben.
Insbesondere kann die Steuerung 20 mit bis zu drei Monitoren ausgestattet sein, wobei zwei gleichzeitig laufen können: der Überwachungsgerät der Kupplungsverbindung (CCD) 54, ein Verhältnismonitor (RM) 56 und ein Betriebsventilmonitor (MV) 58. Die CCD 54 kann mit jedem Mehrganggetriebe verwendet werden und ist zum Berechnen eines Stromzufuhr-Fehlerzustands durch das Vergleichen der Kupplungen 19 betreibbar, die mit einer Liste der Kupplungen 19 angewandt/angetrieben werden, die, gemäß der kalibrierten Programmierung, nicht zugelassen sind, um für einen vordefinierten Bereich angewendet zu werden.
Der RM 56 kann in Getrieben mit bidirektionaler TIS verwendet werden, die zur Bestimmung einer Größe und eines Zeichens einer gemessenen Drehzahl betreibbar ist und bei der ein Echtzeit-Geschwindigkeitsverhältnis über die Steuerung 20 zu jederzeit berechnet wird und eine Drehrichtung oder Zeichen für die/das ordnungsgemäße Richtung/Zeichen ausgewertet wird. Ein Stromzufuhr-Fehlerzustand wird durch die Steuerung 20 aufgenommenen, wenn das gemessene Verhältnis sich von einem erwarteten Verhältnis unterscheidet, wobei der RM 56 konfiguriert ist, um den Fehlerzustand so früh wie möglich bei einem Start zu unterbrechen. Mit anderen Worten ist der RM 56 zum Berechnen einer Größe und eines Zeichens eines Drehzahlverhältnisses des Getriebes 14 in Echtzeit und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr durch das Getriebe 14 betreibbar, wenn die Größe und das Zeichen des berechneten Drehzahlverhältnisses nicht mit einer kalibrierten erwarteten Verhältnisgröße und dem Zeichen für den ausgewählten Bereich übereinstimmt.
Der MV-Monitor 58 kann für Getriebekonfigurationen mit Betriebsventilen mit den zugehörigen Zustandsschaltern verwendet werden, beispielsweise wie in 3 gezeigt. Solch ein Betriebsventil gibt einen bestimmten Ölstrom vor, der eine bestimmte Kupplungsanwendung gewährleistet, wie in der Technik bekannt ist. Der MV-Monitor 58 vergleicht die Schaltzustände mit den angewiesenen Zuständen vom ETRS 28 aus 1. Ein Stromzufuhr-Fehlerzustand wird durch das Vergleichen der erwarteten Schaltzustände mit den aktuellen/gemessenen Zuständen erkannt, die bestimmten Randbedingungen unterliegen, wie etwa Start/Stopp-Ereignisse der Antriebsmaschine 12. Alle Monitore können verändernden Bedingungen unterliegen, wie etwa der Einschwingzeit seit einer vorherigen Bereichsänderung, Kupplungsfüllprogression, Öltemperatur und anderen Kalibrierungen und konfiguriert sein, um Schaltungen für feste Gangschaltungen, Walzengangschaltungen und Rollgangschaltungen unterzubringen.
Der CCD-Monitor 54 berechnet einen Stromzufuhr-Fehlerzustand, wie etwa durch das Vergleichen der Kupplungen 19, die mit einer Liste von Kupplungen 19 angewendet werden, die, gemäß der Kalibrierung, nicht für die Anwendung zugelassen sind. Eine exemplarische Funktionstabelle ist in 4B für ein 9-Gang-Getriebe mit einer auswählbaren Einweg-Kupplung dargestellt, beispielsweise die binäre Kupplung 21 aus 1 und die Dreh- oder Bremsreibungskupplungen C1, C2, C3, C4, C5 und C6 als Kupplungen 19. Die möglichen Betriebsbereiche des Getriebes 14 in dieser Ausführungsform beinhalten die Parkstellung (P) Rückwärtsgang (R), Neutralstellung (N), Antriebsstellung eines ersten niedrigen Gangs (D1L) und neun Vorwärtsantriebsarten (D1–D9), wobei „X” eine eingelegte oder angewandte Kupplung 19 veranschaulicht. Ebenso zeigt die Abwesenheit eines X eine gelöste Kupplung 19 an. Bei Übereinstimmung zwischen den Kupplungen 19 die angewendet werden und denen die angewendet werden sollen, besteht ein Stromzufuhr-Fehlerzustand. Liegt der Fehlerzustand länger vor als eine kalibrierte Dauer vorliegt, bestimmt über den Timer 22 aus 1, weist die Steuerung 20 die Ausführung einer Abhilfsmaßnahme als Teil des Verfahrens 100 an.
Insbesondere für einen angewiesenen Betriebsbereich der Antriebsstellung (D), vergleicht der CCD-Monitor 54 den Satz von Kupplungen 19, die angewendet sind (X) mit den Kupplungsanwendungszuständen, die eine Stromzufuhr des Rückwärtsgangs (R) erzeugen würden. Der CCD-Monitor 54 meldet einen Fehlerzustand und veranlasst die Abhilfemaßnahme, wenn eine oder alle Kupplungen 19 zum Erzeugen der Rückwärtsgangstromzufuhr für eine kalibrierte Dauer angewendet werden. Ebenso vergleicht der CCD-Monitor 54 für einen Befehl des Rückwärtsgangs (R) den Satz von Kupplungen 19, die gegen Zustände angewendet werden, die eine Stromzufuhr von einem der Antriebsstellungsbereiche (D) und einen Fehlerzustand erzeugt und eine Abhilfemaßnahme aufzeichnet, wenn eine oder alle Kupplungen 19, die eine Antriebsstromzufuhr erzeugen, für eine kalibrierte Dauer angewendet werden. Die Parkstellung/Neutralstellung (P/N) wird in ähnlicher Weise gehandhabt, das heißt, der CCD-Monitor 54 vergleicht die Kupplungen 19 mit denjenigen, die eine nicht-neutrale Stromzufuhr erzeugen und eine Abhilfemaßnahme veranlasst, wenn jede/alle der Kupplungen 19 für eine nicht-neutrale Stromzufuhr für eine kalibrierte Dauer angewendet werden.
Ferner mit Bezug auf den RM 56, der auf der Gegenwart einer bidirektionalen TIS beruht, wie oben erwähnt, erfasst dieser Monitor einen Stromzufuhr-Fehlerzustand auf unterschiedliche Weise. Die Rolle des RM 56 ist es den Fehlerzustand basierend darauf, ob eine Übereinstimmung zwischen einem angewiesenen Betriebsbereich und einer erzielten Stromzufuhr vom gemessenen Drehzahlverhältnis besteht, zu berechnen. Das Drehzahlverhältnis kann berechnet werden, unter Nutzung der von rohen, schnell-drehenden TIS- und TOS-Daten, z. B. einer 6,5 ms Umdrehung. Das Drehzahlverhältnis weist eine Richtung oder ein Zeichen mit einem positiv signierten Verhältnis auf, das anzeigt, dass die Stromzufuhr für die Vorwärtsfahrt und einem negativen signierten Verhältnis, das anzeigt, dass die Stromzufuhr für die Rückwärtsfahrt konfiguriert ist, wobei beide unabhängig vom Vor-/Rückrollen des Fahrzeugs 10 sind. Für eine bestimmte Richtung des Rückwärtsgangs (R) kann ein Fehler aufgenommen werden, wenn sich der aktuelle Betriebsbereich im Rückwärtsgang befindet, überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit einen oberen Schwellenwert oder keinen niedrigen Schwellenwert und das gemessene Verhältnis ist größer als ein kalibriertes Verhältnis. Für eine bestimmte Richtung des Vorwärtsantriebs kann ein Fehler aufgenommen werden, überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit einen oberen Schwellenwert oder keinen niedrigen Schwellenwert und das gemessene Verhältnis ist kleiner als ein kalibriertes Verhältnis.
Der MV-Monitor 58 überwacht die Bedienungen der Getriebe 14 mit einem Betriebsventilsystem 40, wie schematisch in 3 als Betriebsventilsystem 40 dargestellt ist. Dieses Betriebsventilsystem 40 beinhaltet separate Betriebsventile MV1 und MV2 und ein Betriebsfreigabeventil 41. Jedes Betriebsventil MV1 und MV2 weist einen entsprechenden Schalter 44A, 44B mit entsprechenden binären Schaltzuständen S_A und S_B, d. h., 1 = AUS und 0 = EIN, für unterschiedliche Betriebsmodi auf. 4A zeigt eine Funktionstabelle für Betriebsventile für einen exemplarischen PRND-Bereich, wobei die Funktionstabelle durch die binären 0/1 Zustände eingepflegt ist. Der MV-Monitor 58 aus 2 vergleicht die tatsächlichen Schaltzustände der Betriebsventile MV1 und MV2, die bestimmen, wie Öl in einem Ventilkörper (nicht dargestellt) an den angewiesenen Modus aus dem ETRS-System 28 strömt. Ein Fehler kann aufgenommen werden, wenn die tatsächlichen Schaltzustände 44A und 44B nicht gleich den Schaltzuständen sind, die vom ETRS-System 28 angewiesen sind. Zusätzlich meldet der MV-Monitor 58 keinen Gefahrenfall, wenn die Antriebsmaschine 12 abgeschaltet ist, z. B. während des Start-Stopp-Vorgangs.
5 ist ein Flussdiagramm für eine exemplarische Ausführungsform des Verfahrens 100 für die Bereichsüberwachung im Getriebe 14 von 1. Wie oben erwähnt, kann der CCD-Monitor 54 für jedes Getriebe 14 verwendet werden, während die Wahl zwischen dem RM 56 und dem MV-Monitor 58 von der jeweiligen Verfügbarkeit einer bidirektionalen TIS und der Verwendung der Betriebsventile abhängt. Folglich ist nicht ausgeschlossen, dass alle drei Monitore 52 in einem vordefinierten Getriebe 14 verwendet werden, obwohl zwei Monitore 52 ausreichend Redundanz zur Verbesserung der Stabilität jedes Fahrzeugs mit einem ETRS-System 28 bereitstellt, wie in 1 gezeigt.
Das Verfahren 100 ermöglicht die Überwachung eines Bereichs des Getriebes 14, wie oben beschrieben. Das Verfahren beinhalt im Allgemeinen das Bestimmen, ob ein Fehlerzustand der Stromzufuhr über die Steuerung 20 vorliegt, einschließlich dem Vergleichen der angewiesenen Kupplungen 19 mit einer kalibrierten Liste von Kupplungen 19, die nicht zugelassen sind und mindestens einen von zwei weiteren Überwachungsansätzen, z. B. (I) das Vergleichen eines gemessenen Drehzahlverhältnisses mit einem erwarteten Verhältnis und (II) das Vergleichen der tatsächlichen Schaltzustände eines Betriebsventilpaares mit den angewiesenen Zuständen durch das ETRS-System 28. Als Teil des Verfahrens 100 führt die Steuerung 20 eine Abhilfskontrollmaßnahme in Bezug auf das Getriebe 14 aus, wenn die falsche Stromzufuhr erfasst ist, einschließlich dem Unterbrechen der Stromzufuhr durch das Getriebe 14.
Beginnend mit Schritt S102, bestimmt die Steuerung 20 aus 1, ob ein Stromzufuhr-Fehlerzustand vorliegt unter Verwendung eines oder aller Monitoren der TRMR 52, wie in 2 gezeigt und oben beschrieben ist. Schritt S102 beinhaltet die Verwendung von zwei oder mehreren der CCD-Monitore 54, der RM 56 und der MV-Monitore 58. Wenn der CCD-Monitor 54 verwendet wird, kann Schritt S102 das Vergleichen der Kupplungen 19 beinhalten, die mit einer Liste der Kupplungen 19 angewiesen werden, die, gemäß der kalibrierten Programmierung, nicht zugelassen sind, um angewandt/angetrieben zu werden. Wie in 2 gezeigt, erzeugt das CLC-Modul 50 die verschiedenen Kupplungsbefehle, zusammen dargestellt als Pfeil CC₀, die auf die entsprechenden aktiven/angewendeten Kupplungen des Getriebes 14 übertragen werden. Die gleichen Signale werden in das TRMR 52 und den CCD-Monitor 50 als Teil von Schritt S102 eingespeist. Die Liste der Kupplungen 19, die für einen vordefinierten Bereich aktiv sein sollten, wird im Speicher (M) der Steuerung 20 kalibriert, wie exemplarisch in 4B dargestellt. Das RM 56 zeigt einen Fehlerzustand an, wenn sich ein gemessenes Drehzahlverhältnis vom TIS und TOS von einem erwarteten Verhältnis unterscheidet. Der MV-Monitor 58 vergleicht die binären Schaltzustände von den Schaltern S_A, S_B, die gegebenenfalls über die Spannungs- oder Stromerfassung auf bekannte Weise bestimmt werden, mit Schaltzuständen vom ETRS-System 28, wie in 1 gezeigt und zeigt einen Fehlerzustand an, wenn die erwarteten Schaltzustände nicht mit den gemessenen Schaltzuständen S_A und S_B übereinstimmen. Beim Erkennen eines Fehlerzustandes, startet die Steuerung 20 den Timer 22 und fährt mit Schritt S104 fort.
Schritt S104 beinhaltet das Bestimmen nach einer kalibrierten Dauer, ob der Fehlerzustand, der in Schritt S102 erkannt wurde, bestehen bleibt. Wenn nicht, fährt Verfahren 100 mit Schritt S105 fort. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S106 fort, wenn der Fehlerzustand weiter besteht, nachdem die kalibrierte Dauer abgelaufen ist.
Schritt S105 beinhaltet das Aufzeichnen eines Diagnosecodes im Speicher (M), den der Fehlerzustand, ermittelt bei Schritt S102, gelöst hat. Die Steuerung 20 kann danach mit dem Steuern des Getriebes 14 auf üblicher Weise fortfahren.
Bei Schritt S106 ermöglicht die Steuerung 20 dem Timer 22 das weitere Fördern für eine zweite kalibrierte Dauer, wie etwa 200–300 ms. Schritte S104 und S106 fahren weiterhin in einer Schleife fort, bis die Steuerung 20 bei Schritt S106 bestimmt, dass der Fehlerzustand weiter über die zweite kalibrierte Dauer besteht, bei welchem Punkt das Verfahren 100 mit Schritt S108 fortfährt.
Schritte S108–S112 werden in einer Schleife ausgeführt, um sicherzustellen, dass sich die Kupplungen 19 und zugehörigen Druckregelventile des Getriebes 14 in einem vorbereiteten Zustand zur Durchführung der Abhilfskontrollmaßnahme befinden, die bei Schritt S114 auftritt. Einige Getriebe 14 können insbesondere zerbrechliche oder sensitive Hardware beinhalten, wie etwa die binäre Kupplung 21, die schematisch in 1 dargestellt ist. So verwenden beispielsweise einige Getriebe 14 Flüssigkeitsstrom, um damit einen Sperrring zu bewegen und dadurch federbelastete Klemmkörper oder Streben niederzudrücken oder freizugeben, um Drehmoment in einer oder zwei Drehrichtungen aufzunehmen oder den Leerlauf zu ermöglichen. Diese Drehmoment-Halteelemente, anders als die Reibelemente, die konstruiert sind, um über die verschiedenen Ebenen des teilweisen Eingriffs zu gleiten, können brechen, wenn sie unter bestimmten Kraftbedingungen schnell gelöst werden.
Daher kann Schritt S108 das Verifizieren umfassen, dass alle verwendeten Ventile für die Steuerung des Blockierrings ordnungsgemäß gestuft sind. Schritt S108 kann das Empfangen von Ventilstellungsdaten umfassen, das in konventionellen Schaltungssteuerungsarchitekturen und einem Teil der Kupplungssteuereingabesignale (Pfeil C_I) bekannt ist und das Bestimmen, ob die Drucksteuer- und Kupplungauswahl-Magnetventile (nicht dargestellt) entsprechend für eine eventuelle Ausführung von Schritt S114 eingestellt sind. Wenn die Regelventile ordnungsgemäß gestuft sind, fährt das Verfahren 100 unmittelbar mit Schritt S114 fort. Andernfalls fährt das Verfahren 100 mit Schritt S110 fort.
Schritt S110 beinhaltet das Regeln der Drucksteuer- und Kupplungauswahl-Magnetventil auf null, wodurch der Druck auf die gesteuerten Kupplungen 19 und jedes binäre Element, wie etwa die binäre Kupplung 21, verringert wird. Schritt S110 könnte auch eine Messung des Schlupfes der binären Kupplung 21 beinhalten, um zu bestimmen, ob die binäre Kupplung 21 überrollt und dann Druck auf die binäre Kupplung 21 in einem günstigen Zustand für die Ausführung von Schritt S114 ausübt, d. h., sodass die binäre Kupplung 21 nicht zu schnell als ein- oder ausgeschaltet geregelt ist. Das Verfahren 100 fährt dann mit Schritt S112 fort.
Schritt S112 beinhaltet die Bestimmung, dass der Timer 22 eine andere kalibrierte Zeitdauer, wie etwa 500 ms, erreicht hat. Schritt S112 kann mit Schritt S110 wiederholt werden, bis die kalibrierte Dauer erreicht wurde. Das Verfahren 100 fährt dann mit Schritt S114 fort.
In Schritt S114 führt die Steuerung 20 aus 1 und 2 eine Voreinstellung einer Abhilfskontrollmaßnahme zum Schutz gegen fehlerhafte Stromzufuhr aus. Die Steuermaßnahmen, die auf solche Stromzufuhr-Fehlerzustände reagieren, können das Anweisen eines Eintrags des Getriebes 14 in einen hydraulischen Default-Modus beinhalten und das Steuern eines Zustands der Kupplungen zur Unterbrechung der Stromzufuhr, beispielsweise durch die Unterbrechung oder Leistungsverlust durch das Getriebe 14. So kann beispielsweise die Steuerung 20 ein Anlegen oder Abschalten der Spannung an hochseitige Steuerungstreiber für jede betroffene Kupplungssteuermagnetventile regeln. Auf diese Weise kann das Verfahren 100 die Antriebsqualität und Antriebserlebnis verbessern, indem es Vorabhilfemaßnahmen knapp an antriebskompromittierenden Abhilfemaßnahmen bereitstellt.
Während die besten Arten der Ausführung der vorliegenden Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, werden die mit der hier beschriebenen Technik vertrauten Fachleute diverse alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, mit denen die Offenbarung innerhalb des Schutzumfangs der hinzugefügten Ansprüche umgesetzt werden kann.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Antriebsmaschine; ein Getriebe, das mit der Antriebsmaschine und mit einer Vielzahl von Kupplungen und einem elektrischen Getriebebereichswahl(ETRS)-System verbunden ist, die zum Einrichten eines Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs(PRND)- oder eines Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs-, niedrigem Gang(PRNDL)-Betriebsbereichs des Getriebes als Reaktion auf ein elektrisches Bereichsauswahl(ERS)-Signal betreibbar ist; eine Benutzeroberflächenvorrichtung, die zum Erzeugen des ERS-Signals als Reaktion auf die Auswahl des Betriebsbereichs betreibbar ist; und eine Steuerung, die programmiert ist, um das ERS-Signal zu verarbeiten, um dadurch den ausgewählten Betriebsbereich zu überwachen, eine falsche Stromzufuhr durch das relative Getriebe unter Verwendung des ausgewählten Betriebsbereichs zu erfassen und eine Abhilfskontrollmaßnahme in Bezug auf das Getriebe auszuführen, wenn der falsche Energiefluss erfasst wird, einschließlich der Steuerung eines Zustands der Kupplungen zum Unterbrechen der falschen Stromzufuhr.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerung mit zulässigen Kupplungszuständen für jede der Vielzahl von Kupplungen für jeden PRND- oder PRNDL-Betriebsbereich des Getriebes programmiert ist und ein Überwachungsgerät der Kupplungsverbindung, das zum Erfassen des falschen Energieflusses durch das Vergleichen der jeweiligen Kupplungszustände mit den zulässigen Kupplungszuständen betreibbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Getriebeantriebsdrehzahl-Sensor und einen Getriebeabtriebsdrehzahl-Sensor, worin die Steuerung ferner eine Verhältnisüberwachung beinhaltet, die zum Berechnen einer Größe und eines Zeichens eines Drehzahlverhältnisses des Getriebes in Echtzeit und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr durch das Getriebe betreibbar ist, wenn die Größe und das Zeichen des berechneten Drehzahlverhältnisses nicht mit einer kalibrierten erwarteten Verhältnisgröße und dem Zeichen für den ausgewählten Betriebsbereich übereinstimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, worin das Getriebe ein Betriebsventilpaar umfasst, wobei dieses jeweils einen zugehörigen Betriebsventilschalter aufweist und worin die Steuerung eine Betriebsventilüberwachung umfasst, die zum Vergleichen der tatsächlichen Schaltzustände des Betriebsventils mit den angewiesenen Schaltzuständen und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr durch das Getriebe betreibbar ist, wenn die tatsächlichen Schaltzustände und die angewiesenen Schaltzustände nicht übereinstimmen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Abhilfskontrollmaßnahme einen angewiesenen Eintrag des Getriebes in einen hydraulischen Default-Modus und einen Leistungsverlust durch das Getriebe umfasst.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Getriebe mit einem elektronischen Getriebebereichswahl(ETRS)-System, die zum Einrichten eines Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs(PRND)- oder eines Parkstellungs-, Rückwärtsgangs-, Neutralstellungs-, Antriebsstellungs-, niedrigem Gang(PRNDL)-Bereichs des Getriebes als Reaktion auf ein elektrisches Bereichsauswahl(ERS)-Signal betreibbar ist, die Steuervorrichtung umfassend: eine Benutzeroberflächenvorrichtung; und eine Steuerung, die programmiert ist, um das ERS-Signal zu verarbeiten, um dadurch den vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereich zu bestimmen, einer falschen Stromzufuhr durch das relative Getriebe an den vom Benutzer ausgewählten Betriebsbereichs zu erfassen und eine Abhilfskontrollmaßnahme in Bezug auf das Getriebe auszuführen, wenn die falsche Stromzufuhr erfasst wird, einschließlich der Steuerung eines Zustands der Kupplungen zum Unterbrechen der falschen Stromzufuhr.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, worin die Steuerung mit zulässigen Kupplungszuständen für jede der Kupplungen für jeden Betriebsbereich des Getriebes programmiert ist und ein Überwachungsgerät der Kupplungsverbindung, das zum Erfassen des falschen Energieflusses durch das Vergleichen der jeweiligen Kupplungszustände mit den zulässigen Kupplungszuständen aus der Tabelle betreibbar ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Getriebeantriebsdrehzahl-Sensor und einen Getriebeabtriebsdrehzahl-Sensor, worin die Steuerung ferner eine Verhältnisüberwachung beinhaltet, die zum Berechnen einer Größe und eines Zeichens eines Drehzahlverhältnisses des Getriebes in Echtzeit und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr durch das Getriebe betreibbar ist, wenn die Größe und das Zeichen des berechneten Drehzahlverhältnisses nicht mit einer kalibrierten erwarteten Verhältnisgröße und dem Zeichen für den ausgewählten Betriebsbereich übereinstimmt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, worin das Getriebe ein Betriebsventilpaar umfasst, wobei dieses jeweils einen zugehörigen Betriebsventilschalter aufweist und worin die Steuerung eine Betriebsventilüberwachung umfasst, die zum Vergleichen der tatsächlichen Schaltzustände des Betriebsventils mit den angewiesenen Schaltzuständen und zum Erfassen der falschen Stromzufuhr durch das Getriebe betreibbar ist, wenn die tatsächlichen Schaltzustände und die angewiesenen Schaltzustände nicht übereinstimmen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, worin die Abhilfskontrollmaßnahme einen angewiesenen Eintrag des Getriebes in einen hydraulischen Default-Modus und einen Leistungsverlust durch das Getriebe umfasst.