DE102017119211B4

DE102017119211B4 - Getriebe mit drehmomentwandler und einer steuerung zum befüllen und zur kapazitätsprüfung des druckkreislaufs der drehmomentwandlerkupplung

Info

Publication number: DE102017119211B4
Application number: DE102017119211.5A
Authority: DE
Inventors: Brian M. Porto; Jason Jousma; Patrick A. Lewis; Jason M. France
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2037-08-23
Also published as: DE102017119211A1; US20180058576A1; CN107781408A; CN107781408B; US10161512B2

Abstract

Getriebe (14) mit einer Drehmomentwandlerkupplung, umfassend:einen Drehmomentwandler (16) mit einem Flügelrad (54), einem Turbinenrad (56), einer Drehmomentwandlerkupplung (57) und einem hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57); undeine Steuerung, die einen ersten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57) anweist, während einer Übergangszeit zwischen einem AUS-Modus und einem EIN-Modus einer Drehmomentwandlerkupplung (57), bevor die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht, und einen zweiten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57) anweist, nachdem die Drehmomentwandlerkupplung (57) ihre Kapazität erreicht, worin die Steuerung anhand einer Motordrehzahl bestimmt, wann die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht, worin die Steuerung einen Finite-Impuls-Response-Filter auf die Motordrehzahl anwendet, um festzulegen, wann der Drehmomentwandler Kapazität erreicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Getriebe mit Drehmomentwandler und einer Steuerung zum Befüllen und zur Kapazitätsprüfung des Druckkreislaufs der Drehmomentwandlerkupplung.
EINLEITUNG
Diese Einführung dient der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in dieser Einleitung beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber dieser Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
Ein Drehmomentwandler befindet sich typischerweise zwischen einem Antriebsmotor, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor, und einem Automatikgetriebe, das Drehmoment zwischen ihnen überträgt, unter Verwendung eines Flügelrads und einer Turbinenradvorrichtung mit einer viskosen Flüssigkeit. Eine Drehmomentwandlerkupplung beinhaltet typischerweise ein unter Druck stehendes, fluidbetätigtes Reibungsgerät, das mechanisch an das Flügelrad gekoppelt werden kann und Eingaben vom Antriebsmotor erhält, und der Turbine, die einen Ausgang zum Getriebe hat. Bei einer typischen Anwendung kann die Kupplung vollständig gelöst, in einem Schlupfbetrieb betrieben und vollständig geschlossen, d. h. verriegelt werden. Wenn die Kupplung vollständig losgelassen wird, liegt ein unkontrollierter Schlupf zwischen Flügelrad und Turbine vor, und der Drehmoment wird zwischen ihnen basierend auf der Strömung der Hydraulikflüssigkeit zwischen Flügelrad und Turbine übertragen. Wenn die Kupplung im Schlupfbetrieb betätigt wird, wird Drehmoment zwischen dem Flügelrad und der Turbine durch die Strömung der Hydraulikflüssigkeit und durch Steuern des Hydraulikfluiddrucks zur betätigten Kupplung übertragen, und typischerweise besteht eine Differenz bei den Drehzahlen zwischen Flügelrad und Turbine, das heißt eine Relativgeschwindigkeit. Wenn die Kupplung vollständig losgelassen oder im Schlupfbetrieb betätigt wird, werden Drehmomentstörungen zwischen Motor und Getriebe aufgrund des Motorbetriebs oder der Antriebsstrangdynamik im Fluid des Drehmomentwandlers absorbiert.
Wenn die Kupplung voll eingerückt ist, sind die Drehzahlen des Flügelrads und der Turbine gleich und die Drehmomentübertragung zwischen Flügelrad und Turbine erfolgt über die betätigte Drehmomentwandlerkupplung. Wenn die Drehmomentwandlerkupplung voll eingerückt ist, wird eine Reihe von Motordrehmomentstörungen oder Drehschwingungen direkt durch die Kupplung auf den Fahrzeug-Antriebsstrang übertragen und erzeugt Pulsierungen, wenn sie nicht ordnungsgemäß gedämpft werden. Einige Drehschwingungen können in einem Drehschwingungsdämpfer absorbiert werden, der Teil des Drehmomentwandlers sein kann. Die Wirkung des vollständigen Blockierens der Drehmomentwandlerkupplung ist häufig auf bestimmte Fahrzeugbetriebsbedingungen beschränkt, um die Auswirkungen auf Geräusch, Vibration und Rauheit zu minimieren. Dadurch werden potenzielle Wirkungsgradverstärkungen durch den vollständigen Dauereingriff der Drehmomentwandlerkupplung nur über einen Teil der Betriebsarten des Fahrzeugs realisiert.
In einigen Fällen schaltet ein Kupplungssteuermodus von AUS zu EIN, wo der Dauereingriff der Drehmomentwandlerkupplung geregelt wird.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 201 131 A1 ist eine Getriebevorrichtung mit einem Hydrauliksystem bekannt. Die Druckschrift DE 11 2014 000 266 T5 beschreibt eine Überbrückungskupplungs-Steuereinrichtung und ein entsprechendes Steuerverfahren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes Getriebe mit Drehmomentwandler und einer Steuerung zum Befüllen und zur Kapazitätsprüfung des Druckkreislaufs der Drehmomentwandlerkupplung bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Wenn die Drehmomentwandlerkupplung AUS ist (oder „gelöst“), kann das Fluid innerhalb des Steuerkreislaufs der Drehmomentwandlerkupplung nach unten laufen. Nach Empfang eines Befehls zum Übergang von einem AUS-Modus auf einen EIN-Modus (d.h. Schlupfbetrieb oder Verriegelungsmodus) muss der Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung dann gefüllt werden, bevor Druck auf die Kupplung ausgeübt wird. Diese Füllzeit bewirkt eine Verzögerung zwischen dem der angewiesenen EIN-Modus und dem tatsächlichen Einrücken der Kupplung. In der Zwischenzeit hat das Steuersystem möglicherweise in eine Schlupfregelungsbetriebsart (oder eine andere EIN-Betriebsart) der Drehmomentwandlerkupplung (TCC) gewechselt, die den Hydraulikdruck in den Steuerkreislauf anweist, in dem Versuch, ein Differenzial zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl zu verursachen und einem Schlupfprofil zu folgen. Die TCC-Schlupfregelung überwacht die Differenz zwischen Eingabegeschwindigkeit (Flügelradgeschwindigkeit oder Motordrehzahl) und einem gewünschten oder Solldrehzahlprofil. Da die Kupplung nicht sofort eingreift, folgt die Antriebsdrehzahl nicht unmittelbar dem Solldrehzahlprofil, was zu einem akkumulierten Fehler im Steuerungsalgorithmus führt. Dieser Fehler kann dazu führen, dass der Steueralgorithmus den Kupplungssteuerdruck höher treibt als notwendig, um dem Sollschlupfprofil zu folgen, was dazu führen kann, dass die Kupplung „abstürzt“, wodurch die Steuerung über den Kupplungseingriff inkonsistent werden oder sogar ganz ausfallen kann, so dass dem Sollprofil nicht gefolgt wird.
Im Gegensatz dazu berücksichtigt die erfindungsgemäße Ausführungsform diese Verzögerung der Befüllung, indem sie eine Impulsbefüllung für den hydraulischen Durchfluss über den Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung anweist, und zwar beim Wechsel von einem AUS-Modus und vor dem Wechseln in einen anderen Steuermodus (wie einen TCC-Schlupfregelungsmodus), bis die Kapazität der Kupplung erfasst wird. Dies gewährleistet, dass der Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung vollständig gefüllt und auf die Feinsteuerung durch einen anschließend eingegebenen Steuermodus vorbereitet ist.
Erfindungsgemäß beinhaltet ein Getriebe einen Drehmomentwandler mit einem Flügelrad, einem Turbinenrad, einer Drehmomentwandlerkupplung, einem hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung und einer Steuerung, die einen ersten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung anweist, während einer Übergangszeit zwischen einem AUS-Modus und einem EIN-Modus einer Drehmomentwandlerkupplung, bevor die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht, und einem zweiten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung Steuerschaltung, nachdem die Drehmomentwandlerkupplung ihre Kapazität erreicht. Dabei bestimmt erfindungsgemäß die Steuerung anhand einer Motordrehzahl, wann der Drehmomentwandler Kapazität erreicht, wobei die Steuerung einen Finite-Impuls-Response-Filter auf die Motordrehzahl anwendet, um festzulegen, wann der Drehmomentwandler Kapazität erreicht.
In einem Aspekt bestimmt die Getriebesteuerung, wann der Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung seine Kapazität erreicht.
In einem weiteren Aspekt ist der erste Druck höher als der zweite Druck.
In einem weiteren Aspekt ist der erste Druck höher als der zweite Druck durch einen Impulsbefülldruck, der den Übergang der Drehmomentwandlerkupplung auf Kapazität beschleunigt.
In einem weiteren Aspekt umfasst der zweite Druck eine über eine Vorwärts-Steuerung modellierte Drucksteuerung.
In einem weiteren Aspekt bestimmt die Steuerung den Durchschnitt der gefilterten Motordrehzahl, um festzulegen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht.
In einem weiteren Aspekt bestimmt die Steuerung ferner die Differenz zwischen der gemittelten gefilterten Motordrehzahl und der gefilterten Motordrehzahl, um festzulegen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht.
In einem weiteren Aspekt vergleicht die Steuerung ferner die Differenz zu einem Schwellenwert, um festzulegen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht.
In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Verfahren zur Steuerung der Drehmomentwandlerkupplung eines Getriebes das Bestimmen eines Übergangs zwischen dem AUS-Modus und dem EIN-Modus einer Drehmomentwandlerkupplung, das Anweisen eines ersten Drucks in einen hydraulischen Steuerschaltkreis der Drehmomentwandlerkupplung beim Übergang zwischen AUS- und EIN-Modus, Erfassen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht, und Anweisen eines zweiten Drucks in den hydraulischen Steuerstromkreis der Drehmomentwandlerkupplung nach Erkennen, dass die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht.
Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einschließlich der Ansprüche und der Ausführungsformen leicht ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, worin:

1 ein funktionales Blockdiagramm eines exemplarischen Antriebsstrangs eines Fahrzeugs ist;
2 eine schematische Darstellung eines exemplarischen Drehmomentwandlers für den exemplarischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs ist;
3 ein Diagramm zur exemplarischen Darstellung eines Steuersystems einer Drehmomentwandlerkupplung ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
4 ein weiteres Diagramm zur Darstellung von zusätzlichen exemplarischen Signalen eines Steuersystems einer Drehmomentwandlerkupplung ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
5 ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen hervor.
1 veranschaulicht einen exemplarisches Antriebsstrang 10, der einen Motor 12 beinhaltet, der das Getriebe 14 über eine Kopplungsvorrichtung 16 antreibt. Genauer gesagt wird Luft in einen Ansaugkrümmer 18 des Motors 12 durch eine Drosselklappe 20 eingesaugt. Die Luft wird mit Kraftstoff vermischt, und das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in den Zylindern 22 verbrannt, um die Kolben (nicht dargestellt) abwechselnd innerhalb der Zylinder 22 anzutreiben. Die Kolben treiben eine Kurbelwelle 24 (siehe 2), um Drehmoment vorzusehen. Die durch den Verbrennungsprozess entstehenden Abgase werden durch einen Abgaskrümmer 26 aus dem Motor geleitet.
Der Antriebsdrehmoment wird durch den Drehmomentwandler 16 übertragen, um das Getriebe 14 anzutreiben. Das Getriebe 14 multipliziert den Antriebsdrehmoment durch ein Soll-Drehzahlverhältnis, um einen modifizierten Antriebsmoment bereitzustellen. Der modifizierte Antriebsdrehmoment wird von einer Getriebeausgangswelle 28 an einen Fahrzeug-Antriebsstrang (nicht dargestellt) übertragen. Das Getriebezug 14 kann ein Handschaltgetriebe, ein Automatikgetriebe, ein automatisiertes Handschaltgetriebe, ein stufenloses Automatikgetriebe oder dergleichen und ohne Begrenzung beinhalten.
Ein Steuermodul 30 reguliert den Betrieb des Antriebsstrangs anhand von Fahrzeug-Betriebsparametern. Genauer gesagt regelt das Steuermodul 30 eine wirksame Drosselfläche über ein Drosselstellglied 32. Ein Drosselklappensensor 34 erzeugt ein Drosselklappenstellungs-Signal, und das Steuermodul 30 bestimmt einen angeforderten Motordrehmoment und stellt die Drosselklappenstellung und andere Betriebsparameter des Motors ein, um den geforderten Motordrehmoment zu erzielen.
Das Steuermodul 30 reguliert auch den Betrieb des Getriebes 14 anhand der Fahrzeug-Betriebsparameter. Genauer gesagt erzeugt ein Kurbelwellenstellungs-Sensor 36 ein Kurbelwellenstellungssignal zur Ermittlung einer tatsächlichen Motordrehzahl. Ein Drehzahlsensor der Getriebeabtriebswelle 38 erzeugt ein Getriebeausgangswellendrehzahl-(TOSS) Signal, was verwendet wird, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen, und ein Drehzahlsensor der Getriebeantriebswelle 39 erzeugt ein Getriebeantriebswellendrehzahl-(TISS) Signal. Das Steuermodul 30 stellt ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes 14 anhand von Drosselklappenstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit ein.
Jetzt in Bezug auf 2 wird die Kupplungsvorrichtung 16 als Drehmomentwandler dargestellt, der eine Fluidkopplung zwischen dem Motor 12 und dem Getriebe 14 herstellt. Der Drehmomentwandler 16 beinhaltet ein Gehäuse 50, das über ein Schwungrad 52 drehfest mit der Kurbelwelle 24 verbunden ist. Ein Flügelrad 54 ist drehfest mit dem Gehäuse 50 und eine Turbine 56 ist drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 58 verbunden. Ein Stator 60 ist ebenfalls vorgesehen und drehfest befestigt. Der Innenraum des Drehmomentwandlers 16 ist mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt. Eine Drehung des Flügelrads 54 induziert eine entsprechende Bewegung des viskosen Fluids, das zur Turbine 56 geleitet wird. Der Drehmomentwandler 16 beinhaltet eine Drehmomentwandlerkupplung (TCC) 57, die selektiv in Dauereingriff steht, um einen direkten Durchtrieb zwischen der Kurbelwelle 24 und der Antriebswelle 58 herzustellen.
Da die Kurbelwelle 24 mit einer Leerlaufgeschwindigkeit dreht, dreht das Flügelrad 54 mit der gleichen Leerlaufdrehzahl. Die Leerlaufdrehzahl ist jedoch normalerweise unzureichend, um Bremskräfte zu überwinden, die die Turbine 56 daran hindern, sich zu drehen. Wenn die Bremskräfte verringert werden und/oder die Motordrehzahl ansteigt, treibt das Flügelrad 54 das viskose Fluid in die Turbine 56 und die Turbine 56 wird dazu gebracht, sich zu drehen. Als ein Ergebnis wird das Antriebsdrehmoment durch das Getriebe 14 übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Wenn ein Punkt erreicht wird, an dem es keine oder nur geringe Drehzahlunterschiede zwischen der Turbine 56 und dem Flügelrad 54 gibt, wird die TCC 57 in Eingriff gebracht, um einen direkteren Antrieb zwischen Motor 12 und Getriebe 14 zu schaffen. Unter dieser Bedingung liegt die Drehzahl der Turbine 56 sehr nahe der Motordrehzahl oder ist mit ihr identisch. Die Drehzahldifferenz zwischen der Turbinendrehzahl 56 und dem Motor 12 ist bekannt als „Schlupf“. Die Steuerung des Umfangs des TCC-Schlupfes erfolgt nach einem TCC- Schlupfprofil durch eine elektronische Kupplungssteuerung (ECC) im Steuermodul 30 während eines Übergangs vom TCC-AUS-Modus zum TCC-EIN-Modus. Die ECC führt eine Schlupfregelung im geschlossenen Regelkreis um das Schlupfprofil herum durch. Auf diese Weise wird der TCC-Schlupf entsprechend den Fahrbedingung schnell geregelt und die Fahrbarkeit des Fahrzeugs wird verbessert.
3 ist ein Diagramm zur Darstellung exemplarischer Signale eines Steuersystems einer Drehmomentwandlerkupplung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Ein Sollschlupfprofil der Drehmomentwandlerkupplung wird als Signalleitung 300 dargestellt, und das tatsächliche Schlupfprofil der Drehmomentwandlerkupplung, das mit der vorliegenden Erfindung erzielt wird, wird als Signalleitung 302 dargestellt. Wie deutlich zu erkennen ist, folgt das tatsächliche Drehmoment des Kupplungsschlupfprofils 302 annähernd dem gewünschten Kupplungsschlupfprofil 300 des Drehmomentwandlers. 3 zeigt ferner das Motordrehzahlsignal 308 und das Turbinendrehzahl-Signal 310.
Der tatsächliche Druck der Drehmomentwandlerkupplung wird in 3 als Signalleitung 304 dargestellt. Während dieses Übergangs zwischen einem TCC-AUS-Modus (vor Zeitlinie 306) zu einem TCC-EIN-Modus (nach Zeitlinie 312), bewegt sich die Position eines Ventils innerhalb des hydraulischen Steuerkreises von einem Modus „Lösen“, wo der hydraulische Druck angewendet wird, um die Kupplung in einer Entriegelungsposition zu halten, zu einem Modus „Eingerückt“, wo der hydraulische Druck auf die Drehmomentwandlerkupplung angewendet wird, so dass die Kupplung betätigt wird. Wie deutlich zu erkennen ist, entsteht zwischen dem Zeitpunkt, an dem der TCC-EIN-Modus bei Zeit 306 angewiesen wird, eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der hydraulische Druck vom hohen Druck im „Lösen“-Modus abfällt, bis sich das TCC-Modusventil bewegt, um das Hydraulikfluid in den „Einrücken“-Kreislauf der Drehmomentwandlerkupplung umzuleiten, was einem Druckabfall entspricht, da der hydraulische Steuerkreislauf für den Modus „Einrücken“ mit Hydraulikfluid befüllt wird und die Fähigkeit erzielt (d. h. die Kapazität), die Drehmomentwandlerkupplung zu betätigen. Nachdem die TCC die Kapazität erzielt, bei 312 wirksam zu sein, bestimmt das Steuersystem, dass Kapazität erzielt wurde und gibt die AUS-Steuerung an den TCC-EIN-Modus ab.
Der angewiesene Druck an den TCC Hydraulikkreislauf wird durch Signal 314 dargestellt. Der angewiesene Druck wird nach Gleichung (1) unten bestimmt: $Pcommand = {Tclutch \times Gx + Poffset + Padapt} + Ppulse$
Dabei ist: P_Befehl ist der gesamte, an den Hydraulikkreislauf der TCC angewiesene Druck; T_Kupplung ist der Netto-Drehmoment an der Drehmomentwandlerkupplung; G_x ist der charakteristische Kennlinienzuwachs der Drehmomentwandlerkupplung; P_offset charakteristische Kennlinienoffset der Drehmomentwandlerkupplung; P_anpassen ist der fahrzeugspezifische, gelernte, adaptierbare Druck-Offset; und P_Impuls ist der Impulsbefülldruck. Der Teil der Gleichung (1) in den Klammern ist eine einfache Vorwärts-Steuerung-Konstruktion, die von normalen Fachleuten verstanden wird und auch verwendet werden kann, wenn die TCC im EIN- und/oder COAST-Modus ist. Der P_Impuls dagegen ist einzigartig für diese Erfindung. P_Impuls wird zusätzlich zu der einfachen Vorwärts-Steuerung-Konstruktion angewendet, um einen zusätzlichen Druck oder „Impuls“ bereitzustellen, der den Übergang des hydraulischen Steuerstromkreises der TCC zwischen einem AUS-Modus und einem EIN-Modus verstärkt. P_Impuls ist ein Wert, der experimentell abgeleitet oder „kalibriert“ und in einer Tabelle oder einem Speicher gespeichert werden kann, für Zugang und Anwendung in obiger Gleichung (1) während des Übergangs. Beispielhafte Faktoren, die den als P_Impuls gespeicherten Wert beeinflussen können, beinhalten Temperatur, Motordrehmoment, Turbinendrehzahl, Drehzahlverhältnis oder dergleichen ohne Begrenzung.
4 ist ein weiteres Diagramm zur Darstellung von zusätzlichen exemplarischen Signalen eines Steuersystems einer Drehmomentwandlerkupplung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Insbesondere 4 zeigt Signale, die beweisen, wie eine exemplarische Ausführungsform bestimmen kann, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht hat und damit fähig ist, die Motordrehzahl 308 im Verhältnis zur Turbinendrehzahl 310 effektiv zu steuern. Diese exemplarische Ausführungsform ist mit einem Finite-Impulse-Response-Filter der Motordrehzahl 308 ausgestattet, um zu bestimmen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht hat. Eine Kapazitäts-Statusmaschine wird bei 400 dargestellt, wobei es sich um eine Flagge handelt, die auf „NEIN“ gestellt wird, wenn die TCC bei Zeit 306 auf EIN gestellt wird. Sobald diese Ausführungsform bestimmt, dass die TCC Kapazität erreicht hat, wird die Flagge der Zustandsmaschine auf „JA“ gestellt.
Ein exemplarisches Verfahren zur Bestimmung, wann die Kupplung Kapazität erreicht hat, ist es einen Finite-Impulse-Response-Filter zu verwenden. Andere Mittel zur Bestimmung, wann eine Kupplung Kapazität erreicht hat, können verwendet werden, ohne die vorliegende Erfindung zu beschränken. Jedes Verfahren zum Erfassen von Kapazität zum Bestimmen, wann der Übergang von der Anwendung eines Füllimpulses zu einem nachfolgenden Modus erfolgen soll, kann ohne Beschränkung eingesetzt werden. Wenn zum Beispiel der tatsächliche Druck der Drehmomentwandlerkupplung erfasst wird, dann kann das Signal verwendet werden, um zu bestimmen, dass die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht hat. Derzeit verfügen die meisten Autogetriebe nicht über einen derartigen Drucksensor, daher werden andere Mittel eingesetzt, um festzustellen, wann Kapazität erreicht ist, wie beispielsweise die Motordrehzahl.
Ein exemplarischer Finite-Impulse-Response-Filter wird in der Gleichung (2) unten dargestellt: $Y [n] = \sum_{i = 0}^{N} b_{i} \cdot x [n - i]$
Dabei ist: Y[n] die gefilterte Beschleunigung des Motors; b_i ein Koeffizient des Filters am i. Fall; N die Anzahl der Fälle oder Abtastungen; n die aktuelle Abtastung oder der aktuelle Fall; und x ist die Motordrehzahl. Die Anzahl der Fälle oder Abtastungen wird anhand der festgestellten Wirkung des Filters auf die Ausgabe des Filters ausgewählt. Zu wenig Abtastungen führen normalerweise zu einem zu hohen Signal-Rauschabstand, und zu viele Abtastungen führen zu einer Verlangsamung der Berechnungsgeschwindigkeit unter einen zulässigen Grad. Somit muss die Anzahl der Abtastungen „feineingestellt“ oder „optimiert“ werden, bis das gewünschte Ergebnis für das spezifische Signal erzielt wird, bei dem der Filter angewendet wird.
In dieser exemplarischen Ausführungsform sucht das Kapazitätserfassungsverfahren nach einem tatsächlichen Motordrehzahl-Wendepunkt, wenn die Kupplung so befüllt wird, dass Kapazität vorhanden ist, wendet die TCC eine andere Last auf den Motor an, der sich auf die Motordrehzahl auswirkt. Wenn die TCC eingerückt wird, beginnt diese Drehzahl, sich zu verändern und damit ändert sich auch die Beschleunigung des Motors. Der Zeitpunkt, wenn sich die Beschleunigung der Motordrehzahl ändert, stellt einen Indikator dar, dass die Kapazität der TCC erreicht wurde und damit erkannt wird.
Die Motordrehzahl ist grundsätzlich wesentliche Änderungen ausgesetzt, was zu enormen Beschleunigungen führt. Diese großen Beschleunigungsänderungen sind inhärent im Schubkurbelmechanismus eines Verbrennungsmotors. Diese großen Beschleunigungen im Motordrehzahlsignal erzeugen ein Geräusch, das es erschweren kann, zwischen Beschleunigungen eines Schubkurbelmechanismus-Motors und der Beschleunigung zu unterscheiden, die sich daraus ergibt, dass eine Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht und das sich auf die Motordrehzahl auswirkt. Mit anderen Worten, der Signal-Rauschabstand der Motordrehzahl relativ hoch. Das Anwenden eines Finite-Impulse-Response-(FIR) Filters reduziert den Signal-Rauschabstand erheblich und macht es nun möglich, festzustellen, wann die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht, indem lediglich das Motordrehzahlsignal analysiert wird. Ein Finite-Impulse-Filter ist im Wesentlichen ein beweglicher, durchschnittlicher Filter, der die einzelnen Abtastungen gewichtet, dabei erhalten große Eingaben ein kleines Gewicht und kleine Eingaben ein großes Gewicht. Die Gesamtwirkung ist, dass ein Signal ausgegeben wird, das viel glatter ist als das Eingangssignal (d. h. reine Motordrehzahl). Je mehr Abtastungen verwendet werden, um das Ausgangssignal zu verbessern, aber auch je mehr Signale verwendet werden, desto länger die Kalkulationszeit. Je weniger Abtastungen, desto schneller die Berechnung, aber die Ausgabe ist im Wesentlichen eine Loop-to-Loop-Beschleunigung, die möglicherweise nicht glatt genug ist, um den Signal-Rauschabstand zu minimieren, so dass die Ausgabe brauchbar ist. Die Größe des Zwischenspeichers für den FIR-Filter hat auch Auswirkungen. Somit verstehen und anerkennen Fachleute auf dem Gebiet, dass der FIR-Filter Optimierung oder Abstimmung erfordert, um eine geeignete oder nützliche Kapazität (Zwischenspeichergröße) und Anzahl der Abtastungen festzulegen. So kann beispielsweise jemand beschließen, einen Filter mit einer Zwischenspeicherkapazität von fünfzehn Abtastungen zu haben, der acht dieser Datenpunkte oder Abtastungen als Teil der Berechnung verwendet. Sobald die Größe des Zwischenspeichers und die Anzahl der Abtastungen ausgewählt sind, gibt es Tools, die Fachleuten bekannt sind, in die Zwischenspeichergröße und Abtastungsanzahl eingegeben werden können, und die dann die entsprechenden verwendungsfähigen Gewichtungen (oder Koeffizienten, b in Gleichung (2) oben) ausgeben, die dann für jede Abtestung im Filter angewendet werden.
Unter Bezugnahme auf 4 und Gleichung (2) oben wird das momentane Motordrehzahlsignal 308 in den FIR-Filter eingegeben, der daraufhin ein gefiltertes Beschleunigungssignal 402 ausgibt. Ein Bewegungsdurchschnitt für das gefilterte Beschleunigungssignal 402 wird ebenfalls berechnet und als gemittelte Beschleunigungslinie 404 dargestellt. Wie man in 4 sieht, folgen das gefilterte Beschleunigungssignal 402 und das gemittelte Beschleunigungssignal 404 einander, bis die Drehmomentwandlerkupplung beginnt, eine Wirkung auf die Motordrehzahl zu haben, was eine Trennung zwischen diesen beiden Signal 402 und 404 bewirkt. Somit kann eine zunehmende Distanz zwischen diesen beiden Signalen darauf hindeuten, dass die TCC ihre Kapazität erreicht. Dementsprechend wird dann die Differenz zwischen dem gefilterten Beschleunigungssignal 402 und dem gemittelten Beschleunigungssignal 404 bestimmt und als ein Beschleunigungs-Deltasignal 406 dargestellt. Die Amplitude dieses Beschleunigungs-Deltasignals 406 wird mit einem Schwellenwert 408 verglichen und wenn das Deltasignal 406 den Schwellenwert 408 kreuzt, bestimmen das System und das Verfahren, dass die Kapazität der Drehmomentwandlerkupplung erreicht ist, die Kapazitätsflagge 400 wird auf „JA“ gesetzt, und das TCC-Steuersystem geht dann in einen nachfolgenden EIN-Modus über.
Der Schwellenwert 408, mit dem das Beschleunigungs-Deltasignal 406 verglichen wird, kann optimiert, ausgewählt oder geregelt werden, je nach der Bewertung der Fachleute auf dem Gebiet der Konstruktion und/oder Kalibrierung von Getrieben. Mit Bezugnahme auf 3 fällt der Druck der Drehmomentwandlerkupplung 304 von einem anfänglich hohen Wert, bis der hydraulische Steuerkreislauf für die „Einrücken“-Seite der Drehmomentwandlerkupplung gefüllt ist und Kapazität erreicht und der Druckt beginnt, sich zu stabilisieren und allmählich zuzunehmen. Der Schnittpunkt, an welchem der Druck 304 nach dem Abfall beginnt, sich zu stabilisieren, kann anzeigen, dass die Drehmomentwandlerkupplung möglicherweise Kapazität erreicht hat, dann kann ein Schwellenwert gewählt werden, was in dem Moment dem Beschleunigungs-Deltasignal 406 entspricht. Da der Steuerdruck der Drehmomentwandlerkupplung jedoch in einem Automatikgetriebe außerhalb einer Testumgebung möglicherweise nicht erfasst werden kann, und um sicherzugehen, dass anhand der Motordrehzahl abzulesen ist, ob Kapazität erreicht wurde, weil diese normalerweise erfasst wird, kann ein Schwellenwert ausgewählt werden, der erst vorliegt, nachdem das gefilterte Beschleunigungssignal 402 unter den gemittelten Beschleunigungssignal 404 sinkt, und damit hat das Beschleunigungs-Delta Signal 406 einen Pegel erreicht, bei dem man mit Sicherheit davon ausgehen kann, dass Kapazität erreicht wurde.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren beginnt bei Schritt 502 und fährt fort mit Schritt 504. Bei Schritt 504 bestimmt das Verfahren, ob eine Befüllimpulsverzögerung anzuwenden ist. Typischerweise kann diese erreicht werden mit Bezug auf ein Schaltmuster, ein Drehmomentwandlerkupplungs-Muster oder andere relevante Faktoren, wie Fachleuten bekannt ist. Bestimmt das Verfahren, dass die Befüllimpulsverzögerung nicht angewendet werden kann, dann springt das Verfahren zu Schritt 512. Alternativ fährt das Verfahren mit Schritt 506 fort, wo das System den Befüllimpuls auf die Druckanweisung für den hydraulischen Steuerkreis der Drehmomentwandlerkupplung anwendet, wie oben ausführlich beschrieben. Das Verfahren geht dann über zu Schritt 508, wo das System bestimmt, ob die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht hat. Bestimmt das System, dass die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität erreicht hat, geht das Verfahren dann über zu Schritt 512. Wenn das System bestimmt, dass die Drehmomentwandlerkupplung Kapazität nicht erreicht hat, fährt das Verfahren alternativ mit Schritt 510 fort. In Schritt 510 bestimmt das System, ob ein Zeitgeber abgelaufen ist. Die Dauer des Zeitgebers kann von Fachleuten basierend auf mehreren Faktoren ausgewählt werden. Bestimmt das System, dass der Zeitgeber abgelaufen ist, dann fährt das Verfahren mit Schritt 512 fort. Bestimmt das System, dass der Zeitgeber nicht abgelaufen ist, kehrt fährt das Verfahren alternativ zu Schritt 506 zurück. In Schritt 512 geht das Steuersystem in den EIN-Modus der Drehmomentwandlerkupplung oder in einen anderen geeigneten Steuermodus. Das Verfahren endet dann bei Schritt 514.

Claims

Getriebe (14) mit einer Drehmomentwandlerkupplung, umfassend: einen Drehmomentwandler (16) mit einem Flügelrad (54), einem Turbinenrad (56), einer Drehmomentwandlerkupplung (57) und einem hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57); und eine Steuerung, die einen ersten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57) anweist, während einer Übergangszeit zwischen einem AUS-Modus und einem EIN-Modus einer Drehmomentwandlerkupplung (57), bevor die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht, und einen zweiten Druck in den hydraulischen Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57) anweist, nachdem die Drehmomentwandlerkupplung (57) ihre Kapazität erreicht, worin die Steuerung anhand einer Motordrehzahl bestimmt, wann die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht, worin die Steuerung einen Finite-Impuls-Response-Filter auf die Motordrehzahl anwendet, um festzulegen, wann der Drehmomentwandler Kapazität erreicht.
Getriebe (14) nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner bestimmt, wann der Steuerkreislauf der Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht.
Getriebe (14) nach Anspruch 1, worin der erste Druck höher ist als der zweite Druck.
Getriebe (14) nach Anspruch 3, worin der erste Druck höher ist als der zweite Druck durch einen Impulsbefülldruck, der den Übergang der Drehmomentwandlerkupplung (57) auf Kapazität beschleunigt.
Getriebe (14) nach Anspruch 1, worin der zweite Druck eine über eine Vorwärts-Steuerung modellierte Drucksteuerung umfasst.
Getriebe (14) nach Anspruch 1, worin die Steuerung die gefilterte Motordrehzahl mittelt, um zu bestimmen, wann die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht.
Getriebe (14) nach Anspruch 6, worin die Steuerung ferner die Differenz zwischen der gemittelten, gefilterten Motordrehzahl und der gefilterten Motordrehzahl bestimmt, um zu bestimmen, wann die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht, und worin die Steuerung ferner die Differenz zu einem Schwellenwert vergleicht, um zu bestimmen, wann die Drehmomentwandlerkupplung (57) Kapazität erreicht.