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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Mehrganggetriebe mit einer Vielzahl von Planetenradsätzen und einer Vielzahl von Drehmomentübertragungsvorrichtungen und im Einzelnen ein Getriebe mit einem Steuermodul zur Ausführung einer Steuerlogik-Sequenz zum Betrieb des Getriebes.
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HINTERGRUND
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Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibungskupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen zu erreichen. Innerhalb der Anordnung des Getriebes kann es sein, dass beispielsweise drei Reibungskupplungen aktiviert werden müssen, um jedwedes Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Zwei gemeinsame Kupplungen müssen für sequentielle Übersetzungsverhältnisse aktiviert werden. Somit wird eine Kupplung deaktiviert, während eine andere aktiviert wird, um beispielsweise vom 4 Übersetzungsverhältnis ins 5 Übersetzungsverhältnis zu schalten.
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Ein gemeinsamer Problemaspekt von Automatikgetrieben ist, dass die Steuerung des Herunterschaltens im Schubbetrieb nicht optimal ist. Inkonsistente Gangwechsel-Qualität, Überschwingen oder Durchdrehen des Motors und Steuerung von Eingreifmanövern sind Bereiche, in denen aus Sicht der Getriebesteuerung Verbesserungen nötig sind. Somit ist, während aktuelle Getriebe ihren Zweck erfüllen, der Bedarf für neue und verbesserte Getriebesteuerungen, die sicherstellen, dass die Erwartungen des Bedieners erfüllt werden, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend besteht ein Bedarf für ein verbessertes und zuverlässiges System und Verfahren zur Steuerung von Mehrganggetrieben.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2008 025 303 A1 ist ein Mehrgang-Automatikgetriebe bekannt. In der Druckschrift
DE 10 2006 000 424 A1 ist ein Schaltsteuergerät und Schaltsteuerverfahren für ein Automatikgetriebe eines Fahrzeugs beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Getriebe mit einem Eingangselement, einem Ausgangselement, einer Vielzahl von Planetenradsätzen, einer Vielzahl von Verbindungselementen, einer Vielzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen und einem Getriebesteuermodul ist vorgesehen.
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Erfindungsgemäß beinhaltet das Steuermodul eine Steuerlogik-Sequenz mit einer Vielzahl von Steuerungs-Logiken.
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Dabei beinhaltet die Steuerlogik-Sequenz eine erste Steuerlogik zum Erkennen eines unter dem Leerlauf liegenden Schubbetrieb-Herunterschaltens von einem höheren Gang in einen nächstniedrigeren Gang
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Die Steuerlogik-Sequenz beinhaltet auch eine zweite Steuerlogik zum Erkennen, ob das unter dem Leerlauf liegende Schubbetrieb-Herunterschalten abgeschlossen ist, wenn die erste Steuerlogik erkennt, dass ein unter dem Leerlauf liegendes Schubbetrieb-Herunterschalten auftritt.
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Die Steuerlogik-Sequenz beinhaltet auch eine dritte Steuerlogik zum Erkennen, ob ein Fahrer-Eingreifen stattgefunden hat, wenn die zweite Steuerlogik erkennt, dass das Herunterschalten nicht abgeschlossen ist.
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Die Steuerlogik-Sequenz beinhaltet weiter eine vierte Steuerlogik zum Erkennen, ob eine Turbine eines Drehmomentwandlers, der mit dem Eingangselement des Getriebes verbunden ist, mit einer Drehzahl eines Motors synchron ist, der antreibend mit einer Pumpe des Drehmomentwandlers verbunden ist.
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Weiter beinhaltet die Steuerlogik-Sequenz eine fünfte Steuerlogik zum Berechnen einer Getriebelast und zum Senden einer Anfrage zur Drehzahlerhöhung an den Motor auf Grundlage der Getriebelast, um die Motordrehzahl zu erhöhen, wenn die Turbine nicht synchron mit der Motordrehzahl ist.
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Ebenfalls beinhaltet die Steuerlogik-Sequenz eine sechste Steuerlogik zum Aufrechterhalten der Motordrehzahl, wenn die Turbine synchron mit der Motordrehzahl ist.
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Auch beinhaltet die Steuerlogik-Sequenz eine siebte Steuerlogik zum Wegführen des weggehenden Drehmomentübertragungsmechanismus, nachdem das Fahrer-Eingreifen in der dritten Steuerlogik erkannt wird, und zum Hochführen des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus.
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Die Steuerlogik-Sequenz beinhaltet auch eine achte Steuerlogik zum Berechnen eines weggehenden Bremsdrucks und einer Rampenrate einer herankommenden Kupplung, wenn in der dritten Steuerlogik kein Fahrer-Eingreifen erkannt wird.
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Die Steuerlogik-Sequenz beinhaltet darüber hinaus eine neunte Steuerlogik zum Hochführen eines Drehmoments des Motors, wenn das Drehmoment des Motors bei Abschluss des Herunterschaltens kleiner ist als ein stationärer Zustand.
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In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung kehrt das Steuermodul nach Ausführung der fünften, siebten und achten Steuerlogiken zurück zum Ausführen der zweiten Steuerlogik.
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In noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung führt die Steuerung die neunte Steuerlogik erneut aus, wenn die Steuerung erkennt, dass das Drehmoment des Motors am Ende des Herunterschaltens kleiner ist als ein Drehmoment in einem stationären Zustand.
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In noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Berechnung der Getriebelast in der fünften Steuerlogik
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In noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung wird der Zieldruck der herankommenden Kupplung der siebten Steuerlogik als
berechnet.
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In noch einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung sind ein erster und ein zweiter aus der Vielzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen jeweils selektiv zuschaltbar, um ein Element eines ersten aus der Vielzahl der Planetenradsätze mit dem stationären Element zu verbinden und ein zweiter, ein dritter und ein vierter aus der Vielzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen sind jeweils selektiv zuschaltbar, um ein Element eines zweiten und eines dritten aus der Vielzahl der Planetenradsätze mit einem ersten Element eines vierten aus der Vielzahl von Planetenradsätzen zu verbinden.
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Weitere Aufgaben, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich, worin gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten, Elemente oder Merkmale verweisen.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
- 1 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Hebelanalogie-Diagramm einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist eine Wahrheitstabelle, die den Eingriffszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder Übersetzungsverhältnisse des Getriebes abbildet, das in 1 und 2 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung abbildet;
- 6 ist eine Darstellung verschiedener Antriebsstrangparameter, während das Verfahren von 5 durchgeführt wird; und
- 7 ist eine Darstellung verschiedener Antriebsstrangparameter, während das Verfahren von 5 durchgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug auf 1 ist ein beispielhafter Antriebsstrang im Allgemeinen mit der Nummer 10 gekennzeichnet. Der Antriebsstrang beinhaltet einen Motor 12, der mit einem Getriebe 14 verbunden ist. Der Motor 12 kann ein herkömmlicher Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor oder jede andere Art von Antriebsmaschine sein, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können zusätzliche Bauteile, wie etwa hydrodynamische Flüssigkeitsgetriebe-Vorrichtungen, wie etwa Drehmomentwandler und Flüssigkeitskupplungen, zwischen dem Motor 12 und dem Getriebe 14 angebracht sein, ohne dadurch vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Motor 12 liefert ein Antriebsdrehmoment an das Getriebe 14.
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Getriebe 14 beinhaltet ein im Allgemeinen gegossenes Metallgehäuse 16, das die verschiedenen Komponenten des Getriebes 14 strukturell enthält und schützt. Das Gehäuse 16 enthält eine Vielzahl von Blenden, Durchgängen, Seitenelementen und Flanschen, die diese Komponenten positionieren und stützen. Getriebe 14 beinhaltet eine Eingangswelle 18, eine Ausgangswelle 20 und eine Zahnrad/Kupplungs-Anordnung 22. Es sollte beachtet werden, dass während das Getriebe 14 als Hinterradantrieb-Getriebe dargestellt wird, das Getriebe 14 andere Konfigurationen besitzen kann, ohne dadurch vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Eingangswelle 18 ist mit dem Motor 12 verbunden und empfängt ein Eingangs-Drehmoment oder Leistung vom Motor 12. Die Ausgangswelle 20 ist vorzugsweise mit einer Endantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden, die zum Beispiel Kardanwellen, Differenzialbaugruppen und Antriebsachsen enthalten kann. Die Eingangswelle 18 ist mit der Zahnrad/Kupplungs-Anordnung 22 verbunden und stellt dieser Antriebsmoment bereit.
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Zu Beginn sollte beachtet werden, dass die Ausführungsformen der Zahnrad/Kupplungs-Anordnung 22 des Getriebes 14 der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze besitzen. Eine erste Komponente oder einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes ist dauerhaft mit einer ersten Komponente oder einem ersten Element eines zweiten Planetenradsatzes verbunden. Eine zweite Komponente oder ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes ist dauerhaft mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element eines vierten Planetenradsatzes verbunden. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes ist dauerhaft mit einer dritten Komponente oder einem dritten Element eines dritten Planetenradsatzes verbunden. Eine zweite Komponente oder ein zweites Element des dritten Planetenradsatzes ist dauerhaft mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden. Weiterhin beinhalten die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Reihe von wählbaren mechanischen Verbindungen zwischen Elementen der Planetenradsätze, des Getriebegehäuses oder anderen Drehelementen. Beispielsweise ist eine dritte Komponente oder ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Getriebegehäuse verbindbar. Eine zweite Komponente oder ein zweites Element des zweiten Planetenradsatzes ist mit der ersten Komponente oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des zweiten Planetenradsatzes und eine dritte Komponente oder ein drittes Element des dritten Planetenradsatzes sind mit der ersten Komponente oder dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des dritten Planetenradsatzes ist mit der vierten Komponente oder dem vierten Element des vierten Planetenradsatzes verbindbar.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird eine Ausführungsform eines Achtganggetriebes 100 in einem Hebel-Analogie-Diagramm-Format dargestellt. Ein Hebel-Analogie-Diagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Vorrichtung wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, worin die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des Planetenrades jeweils durch einen Knoten dargestellt werden. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels können verwendet werden, um das Verhältnis von Zahnkranz zu Sonnenrad des jeweiligen Radsatzes zu repräsentieren. Diese Hebelverhältnisse, werden wiederum verwendet, um die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um entsprechende Übersetzungen und Übersetzungsverläufe zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze werden durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungsvorrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, werden durch überlappende Greifer dargestellt. Für weitere Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebel-Analogie-Diagrammen siehe das SAE-Paper 810102, „The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis“ von Benford und Leising, das hiermit als Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen ist.
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Das Getriebe 100 beinhaltet ein(e) Eingangswelle oder -element 112, einen ersten Planetenradsatz 114 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 114A, einem zweiten Knoten 114B und einem dritten Knoten 114C, einen zweiten Planetenradsatz 116 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 116A, einem zweiten Knoten 116B und einem dritten Knoten 116C, einen dritten Planetenradsatz 118 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 118A, einem zweiten Knoten 118B und einem dritten Knoten 118C, einen vierten Planetenradsatz 120 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 120A, einen zweiten Knoten 120B und einen dritten Knoten 120C und ein(e) Ausgangswelle oder -element 122.
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Das Eingangselement 112 ist mit dem zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 verbunden. Das Ausgangselement 122 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden. Der zweite Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden. Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 verbunden. Der dritte Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 ist mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 verbunden. Der zweite Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 ist mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 verbunden.
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Eine erste Bremse 124 verbindet den dritten Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 selektiv mit einem stationären Element oder Getriebegehäuse 150. Eine zweite Bremse 126 verbindet den ersten Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 selektiv mit dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150. Eine erste Kupplung 128 verbindet den zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Eine zweite Kupplung 130 verbindet den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 und den dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Eine dritte Kupplung 132 verbindet den ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes.
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Unter Bezugnahme auf 3 bildet eine Strichdarstellung einen schematischen Aufbau der Ausführungsform des Zehnganggetriebes 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ab. Die Nummerierung aus dem Hebel-Analogie-Diagramm von 2 wird nach 3 übertragen. Die Kupplungen werden entsprechend dargestellt, während die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten der Planetenradsätze, wie Sonnenräder, Kupplungsglocken, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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Planetenradsatz 114 beinhaltet beispielsweise ein Sonnenradelement 114A, ein Hohlradelement 114C und ein Planetenradträger-Element 114B dass drehbar einen Satz Planetenräder 114D hält (von denen nur eines gezeigt wird). Sonnenradelement 114A ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) ersten Verbindungswelle oder -element 140 verbunden. Hohlradelement 114C ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) zweiten Verbindungswelle oder -element 142 verbunden. Planetenradträger-Element 114B ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) dritten Verbindungswelle oder -element 144 verbunden. Der Satz Planetenräder 114D ist dazu konfiguriert, jeweils im Eingriff sowohl mit dem Sonnenradelement 114A als auch dem Hohlradelement 114C zu stehen.
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Planetenradsatz 116 beinhaltet ein Sonnenradelement 116A, ein Hohlradelement 116C und ein Planetenradträger-Element 116B, das drehbar einen Satz Planetenräder 116D hält(von denen nur eines gezeigt wird). Sonnenradelement 116A ist zum gemeinsamen Drehen mit de(r/m) ersten Verbindungswelle oder -element 140 verbunden. Hohlradelement 116C ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) vierten Verbindungswelle oder -element 146 verbunden. Planetenträger-Element 116B ist zum gemeinsamen Drehen mit dem Eingangselement 112 verbunden. Die Planetenräder 116D sind dazu konfiguriert, jeweils im Eingriff sowohl mit dem Sonnenradelement 116A als auch dem Hohlradelement 116C zu stehen.
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Planetenradsatz 118 beinhaltet ein Sonnenradelement 118C, ein Hohlradelement 118A und ein Planetenradträger-Element 118B, das drehbar einen Satz Planetenräder 118D hält(von denen nur eines gezeigt wird). Sonnenradelement 118C ist zum gemeinsamen Drehen mit de(r/m) vierten Verbindungswelle oder -element 146 verbunden. Hohlradelement 118A ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) fünften Verbindungswelle oder -element 148 verbunden. Planetenträger-Element 118B ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) sechsten Verbindungswelle oder -element 152 verbunden. Die Planetenräder 118D sind dazu konfiguriert, jeweils im Eingriff sowohl mit dem Sonnenradelement 118C als auch dem Hohlradelement 118A zu stehen.
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Planetenradsatz 120 beinhaltet ein Sonnenradelement 120A, ein Hohlradelement 120C und ein Planetenradträger-Element 120B, das drehbar einen Satz Planetenräder 120D hält(von denen nur eines gezeigt wird). Sonnenrad 120A ist zum gemeinsamen Drehen mit eine(r/m) zweiten Verbindungswelle oder -element 154 verbunden. Hohlradelement 120C ist zum gemeinsamen Drehen mit de(r/m) dritten Verbindungswelle oder -element 144 verbunden. Planetenträger-Element 120B ist zum gemeinsamen Drehen mit der Ausgangswelle 122 und de(r/m) sechsten Verbindungswelle oder -element 152 verbunden. Die Planetenräder 120D sind dazu konfiguriert, jeweils im Eingriff sowohl mit dem Sonnenradelement 120A als auch dem Hohlradelement 120C zu stehen.
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Die/das Eingangswelle oder -element 112 ist dauerhaft mit einem Motor (nicht abgebildet), einer Turbine eines Drehmomentwandlers (nicht abgebildet) oder einem Ausgang einer Kupplung verbunden. Die/das Ausgangswelle oder -element 122 ist dauerhaft mit der Endantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht dargestellt) verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Bremsen 124, 126 und Kupplungen 128, 130, 132 ermöglichen eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Die erste Bremse 124 ist beispielsweise selektiv zuschaltbar, um die/das zweite Verbindungswelle oder - element 142 mit dem stationären Element oder dem Getriebegehäuse 150 zu verbinden, um die/das zweite Verbindungswelle oder -element 142 daran zu hindern, sich relativ zum stationären Element oder Getriebegehäuse 150 zu drehen. Die zweite Bremse 126 ist selektiv zuschaltbar, um die/das erste Verbindungswelle oder -element 140 mit dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150 zu verbinden, um die/das erste Verbindungswelle oder -element 140 daran zu hindern, sich relativ zum stationären Element oder Getriebegehäuse 150 zu drehen. Die erste Kupplung 128 ist selektiv zuschaltbar, um die Eingangswelle 112 mit de(r/m) siebten Verbindungswelle oder - element 154 zu verbinden. Die zweite Kupplung 130 ist selektiv zuschaltbar, um die/das vierte Verbindungswelle oder -element 146 mit de(r/m) siebten Verbindungswelle oder - element 154 zu verbinden. Die dritte Kupplung 132 ist selektiv zuschaltbar, um die/das fünfte Verbindungswelle oder -element 148 mit de(r/m) siebten Verbindungswelle oder - element 154 zu verbinden.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 4 wird die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels des Achtganggetriebes 100 beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Getriebe 100 in der Lage ist, ein Drehmoment in mindestens acht vorwärtsgerichteten Drehzahl- oder Drehmomentverhältnissen und mindestens einem rückwärtsgerichteten Drehzahl- oder Drehmomentverhältnis von de(r/m) Eingangswelle oder -element 112 auf die/das Ausgangswelle oder -element 122 zu übertragen. Jedes vorwärts- und rückwärtsgerichtete Drehzahl- oder Drehmomentverhältnis wird durch Zuschalten von drei der Drehmomentübertragungsmechanismen erreicht (d. h. erste Bremse 124, zweite Bremse 126, erste Kupplung 128, zweite Kupplung 130, dritte Kupplung 132), wie nachstehend erläutert. 4 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen abbildet, die aktiviert oder zugeschaltet werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein „X“ in dem Feld bedeutet, dass die bestimmte Kupplung und/oder Bremse zugeschaltet ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Die tatsächlichen nummerischen Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Zahnradstellungen sind hier ebenfalls abgebildet, obwohl es sich versteht, dass diese nummerischen Werte nur Beispielcharakter besitzen, und dass sie umfangreich angepasst werden können, um verschiedenen Anwendungen und betriebsmäßigen Kriterien des Getriebes 100 gerecht zu werden.
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Um einen Rückwärtsgang einzulegen, sind die erste Bremse 124, die zweite Bremse 126 und die dritte Kupplung 130 zugeschaltet oder aktiviert. Die erste Bremse 124 verbindet die/das zweite Verbindungswelle oder -element 142 mit dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150, um das Hohlradelement 114C daran zu hindern, sich relativ zu dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150 zu drehen. Die zweite Bremse 126 verbindet die/das erste Verbindungswelle oder -element 140 mit dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150, um das Sonnenradelement 114A daran zu hindern, sich relativ zu dem stationären Element oder Getriebegehäuse 150 zu drehen. Die dritte Kupplung 130 verbindet die/das vierte Verbindungswelle oder -element 146 mit de(r/m) siebten Verbindungswelle oder -element 154. Ebenso werden die acht Vorwärtsgänge durch verschiedene Kombinationen des Zuschaltens von Kupplungen und Bremsen erzielt, wie in 4 gezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Getriebe 14 auch ein Getriebesteuermodul 26. Das Getriebesteuermodul 26 ist vorzugsweise ein elektronisches Kontrollgerät, das einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, eine Steuerlogik, einen Speicher, um Daten zu speichern und wenigstens ein I/O-Peripheriegerät besitzt. Die Steuerlogik beinhaltet mehrere logische Routinen für Überwachung, Manipulierung und Generierung von Daten. Getriebesteuermodul 26 steuert die Betätigung der Vielzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen über ein hydraulisches Steuersystem 28, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Die Steuerlogik kann in Hardware, Software oder einer Kombination von Hardware und Software implementiert sein. Beispielsweise kann Steuerlogik die Form von Programmcode aufweisen, der auf dem elektronischen Speicher gespeichert ist und durch den Prozessor ausführbar ist. Die Getriebesteuerung 26 empfängt die Ausgangssignale von mehreren Sensoren in Getriebe und Motor, führt die Steuerlogik durch und sendet Befehlssignale an das hydraulische Steuersystem 28. Das hydraulische Steuersystem 28 empfängt Befehlssignale von der Getriebesteuerung 26 und wandelt die Befehlssignale in hydraulische Signale zur Steuerung der Betätigung der Bremsen und Kupplungen 124, 126, 128, 130, 132 um.
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Beispielsweise beinhaltet eine Steuerlogik, die in Software-Programmcode implementiert ist und die durch den Prozessor der Getriebesteuerung 26 ausführbar ist, eine erste Steuerlogik zum Erkennen eines unter dem Leerlauf liegenden Schubbetrieb-Herunterschaltens. Die Ausführung der Steuerlogik kann auch in
6 und
7 verfolgt werden, die die verschiedenen Parameter des Motors und des Getriebes abbildet, während die Steuerlogik ausgeführt wird. Das unter dem Leerlauf liegende Schubbetrieb-Herunterschalten ist ein Schalten von einem höheren Gang, zum Beispiel dem 3 Gang, in den nächsttieferen Gang, in diesem Fall den 2 Gang, während das Fahrzeug ohne Fahrerdrehmomentanforderung oder Betätigung des Gaspedals im Schubbetrieb läuft. Eine zweite Steuerlogik erkennt, ob der Wechsel vom 3 Gang in den 2 Gang abgeschlossen ist, wenn die erste Steuerlogik erkennt, dass ein unter dem Leerlauf liegendes Schubbetrieb-Herunterschalten auftritt. Wie beim Betrachten der Kupplungs-Tabelle von
4 auffällt, sind die zwei Schritte, die das hydraulische Steuersystem 28 zum Ändern der Übersetzungsverhältnisse vom 3 zum 2 Übersetzungsverhältnis vornehmen muss, erstens, dass die erste Kupplung 128 deaktiviert werden muss, und zweitens, dass die zweite Bremse 126 aktiviert werden muss.
6 und
7 zeigen die weggehende Kupplung oder den weggehenden Bremsdruck 302 und die herankommende Kupplung oder den herankommenden Bremsdruck 304 über Zeit 305. Somit ist, wenn diese beiden Schritte nicht abgeschlossen sind, das Herunterschalten nicht abgeschlossen. Eine dritte Steuerlogik erkennt, ob ein Fahrer-Eingreifen 306 vorgelegen hat, wenn die zweite Steuerlogik erkannt hat, dass das Herunterschalten nicht abgeschlossen ist.
7 zeigt die Steuerlogik-Betriebsparameter, wenn ein Fahrer-Eingreifen 306 erkannt wurde. Das Fahrer-Eingreifen 306 beinhaltet, dass der Fahrer das Gaspedal 308 niedertritt, um eine Motordrehzahl-Anfrage 310 zu erzeugen. Eine vierte Steuerlogik erkennt, ob die Turbine 312 des Drehmomentwandlers mit der Motordrehzahl 312 synchron ist, oder ob Turbinenverzögerung (pull-down) 314 aufgetreten ist. Turbinen-Pull-Down 314 tritt auf, wenn die herankommende Kupplung 304 aktiviert wird, wie etwa um eine Last auf die Turbine zu geben und die Turbine zu verlangsamen. Wenn Turbinen-Pull-Down 314 aufgetreten ist, bestimmt eine fünfte Steuerlogik eine Getriebelast 315 und stellt sie dem Motor bereit, um eine Motordrehzahl 316 zu erhöhen. Die Getriebelast ist eine kalibrierte Rate, die bei null beginnt, und eine berechnete Ziellast anzielt. Die Ziel-Getriebelast wird unter Nutzung der folgenden Berechnung festgelegt:
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Wenn jedoch kein Turbinen-Pull-Down 314 aufgetreten ist, arretiert eine sechste Steuerlogik die Getriebelast und konserviert damit die aktuelle Motordrehzahl 316. Eine siebte Steuerlogik führt, nachdem in der dritten Steuerlogik ein Fahrer-Eingreifen 306 erkannt wurde, ein Wegführen der weggehenden Kupplung oder Bremse 318 aus. In diesem Fall wird der zweite Brems(126)druck heruntergeführt. Ein Zielmoment einer herankommenden Kupplung wird berechnet und der herankommende Kupplungsdruck 320 wird hochgeführt, um das Zielmoment der herankommenden Kupplung zu erreichen:
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Wobei G
Xherankommende Kupplung der Kupplungszuwachs für die herankommende Kupplung ist, τ
Soll herankommende Kupplung das Zielmoment der herankommenden Kupplung ist, berechnet durch:
und P
RS sind der Druck der Rückstellfeder für die herankommende Kupplung. Wenn die Turbinenbeschleunigung in Richtung der Ziel-Übersetzungsgeschwindigkeit 330 sich oberhalb des durch Kalibrierung festgelegten Schwellenwerts befindet, wird der herankommende Druck arretiert.
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Jetzt in Bezug auf 6 wird die Steuerlogik bei einem Ereignis angezeigt, bei dem ein Herunterschalten ohne das Fahrer-Eingreif-Ereignis 306 auftritt. Eine achte Steuerlogik wird ausgeführt, wenn in der dritten Steuerlogik kein Fahrer-Eingreifen 306 erkannt wird. Die achte Steuerlogik berechnet den weggehenden Druck 332 der Bremse 126 und berechnet die Rampenrate der herankommenden Kupplung 334 als Funktion des Ziel-Gangschlupffehlers. Wie durch die siebte Steuerlogik ausgeführt, wird der herankommende Druck arretiert 338, wenn die Turbinen(312)beschleunigung in Richtung der Ziel-Übersetzungsgeschwindigkeit 336 sich oberhalb des durch Kalibration festgelegten Schwellenwerts befindet. Nachdem die fünfte, siebte und achte Steuerlogik ausgeführt wurde, kehrt die Steuerung zum Ausführen der zweiten Steuerlogik zurück.
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Wenn die Steuerung in der zweiten Steuerlogik erkennt, dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist, wird eine neunte Steuerlogik ausgeführt. Die neunte Steuerlogik erkennt, ob das Motordrehmoment 322 am Ende des Schaltvorganges kleiner ist als das Motordrehmoment im stationären Zustand 324. Wenn das Motordrehmoment 322 kleiner ist als das Motordrehmoment im stationären Zustand 324, gibt die Steuerung eine Drehmomentsteuerungs-Anfrage 326 aus, um Motordrehmoment 322 kontrolliert auf ein Niveau eines stationären Zustands 324 zu führen, wie in einer zehnten Steuerlogik erreicht. Wenn die Drehmomentsteuerungs-Anfrage 326 ausgegeben wird, führt die Steuerung die neunte Steuerlogik erneut aus. Wenn das Motormoment 322 gleich dem Drehmoment eines stationären Zustandes 324 ist, endet die Herunterschalt-Steuerung 328.
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Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 200 zum Betrieb einer Ausführungsform des Getriebes 100 abbildet, dargestellt. Das Verfahren 200 kann jedoch an andere Getriebeanordnungen angepasst werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Das Verfahren 200 beginnt mit einem schnellen Schubbetrieb des Fahrzeugs, ohne dass der Fuß des Fahrers das Gaspedal niedertritt. Ein erster Schritt 210 des Verfahrens 200 erkennt ein unter dem Leerlauf liegendes Schubbetrieb-Herunterschalten. Wenn der erste Schritt 210 des Verfahrens 200 erkennt, dass ein unter dem Leerlauf liegendes Schubbetrieb-Herunterschalten auftritt, erkennt ein zweiter Schritt 212 des Verfahrens 200, ob der Schaltvorgang von einem hohen Übersetzungsverhältnis in den nächstfolgend niedrigeren Gang abgeschlossen ist. Für das abgebildete Getriebe wird ein sequentieller Gangwechsel wiederum durch ein Deaktivieren der weggehenden Kupplung und ein Aktivieren der herankommenden Kupplung erreicht. Somit ist, wenn die weggehende Kupplung nicht deaktiviert ist und die herankommende Kupplung nicht aktiviert ist, das Herunterschalten nicht abgeschlossen. Wenn das Herunterschalten nicht abgeschlossen ist, erkennt ein dritter Schritt 214 des Verfahrens 200, ob ein Fahrer-Eingreifen des Gaspedals vorliegt. Wenn ein Fahrer-Eingreifen erkannt wurde, erkennt ein vierter Schritt 216 des Verfahrens 200, ob die Turbine des Drehmomentwandlers mit einer Motordrehzahl synchron ist, oder ob ein Turbinen-Pull-Down aufgetreten ist. Wenn ein Turbinen-Pull-Down aufgetreten ist, bestimmt ein fünfter Schritt 218 des Verfahrens 200 eine Getriebelast und stellt eine Motordrehzahl-Anfrage entsprechend der Getriebelast. Wenn jedoch kein Turbinen-Pull-Down aufgetreten ist, arretiert ein sechster Schritt 220 des Verfahrens 200 die Getriebelast und konserviert damit eine aktuelle Motordrehzahl. Ein siebter Schritt 222 des Verfahrens 200 wird auch ausgeführt, nachdem das Fahrer-Eingreifen im dritten Schritt 214 des Verfahrens 200 erkannt wurde. Der siebte Schritt 222 beinhaltet ein Wegführen des Drucks der weggehenden Kupplung oder Bremse. Zusätzlich wird ein Zielmoment einer herankommenden Kupplung berechnet, und der herankommende Druck wird zum Zielmoment der herankommenden Kupplung geführt, wie oben beschrieben. Wenn sich die Turbinenbeschleunigung in Richtung der Ziel-Übersetzungsdrehzahl oberhalb des durch Kalibrierung festgelegten Schwellenwerts befindet, wird der herankommende Druck arretiert.
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Ein achter Schritt 224 des Verfahrens 200 wird ausgeführt, wenn im dritten Schritt 214 des Verfahrens kein Fahrer-Eingreifen erkannt wird . Der achte Schritt 224 berechnet den weggehenden Bremsdruck und berechnet die Rampenrate der herankommenden Kupplung als eine Funktion des Ziel-Gangschlupffehlers. Wie durch den siebten Schritt 222 ausgeführt, wird der herankommende Druck arretiert, wenn sich die Turbinenbeschleunigung in Richtung der Ziel-Übersetzungsdrehzahl oberhalb des durch Kalibrierung festgelegten Schwellenwerts befindet. Nachdem der fünfte, siebte und achte Schritt 218, 222, 224 ausgeführt werden, kehrt die Steuerung zum Ausführen des zweiten Schritts 212 des Verfahrens 200 zurück.
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Wenn die Steuerung im zweiten Schritt 212 des Verfahrens 200 erkennt, dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist, wird ein neunter Schritt 226 ausgeführt. Der neunte Schritt 226 des Verfahrens 200 erkennt, ob das Motordrehmoment am Ende des Schaltvorganges kleiner ist als das Motordrehmoment im stationären Zustand. Wenn das Motordrehmoment kleiner ist als das Motordrehmoment im stationären Zustand, wird ein zehnter Schritt 228 ausgeführt, in dem die Steuerung eine Drehmomentsteuerungs-Anfrage ausgibt, um ein Motordrehmoment kontrolliert auf ein Niveau eines stationären Zustands zu führen. Wenn die Drehmomentsteuerungs-Anfrage ausgegeben wird, führt die Steuerung den neunten Schritt 226 erneut aus. Wenn das Motordrehmoment gleich dem Drehmoment im stationären Zustand ist, endet die Herunterschaltsteuerung.
