DE102017119594B4

DE102017119594B4 - Getriebe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017119594B4
Application number: DE102017119594.7A
Authority: DE
Inventors: Dara Monajemi; Brian M. Porto
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2037-08-26
Also published as: CN107795606B; US9803704B1; CN107795606A; DE102017119594A1

Abstract

Getriebe (14) für ein Fahrzeug (10), das einen Primärantrieb (12) mit einer Abtriebswelle aufweist, wobei das Getriebe (14) umfasst:eine abgehende Kupplung, die selektiv mit der Abtriebswelle verbunden ist;eine Steuerung, die mit dem Primärantrieb (12) in Verbindung steht, wobei die Steuerung umfasst:ein Steuermodul für die abgehende Kupplung, das dazu programmiert ist, das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil zu Beginn einer Drehmomentphase in einem Leistungsherunterschaltens zu bestimmen, das einen vorbestimmten abgehenden Kupplungsenergieschwellenwert überschreitet; undein Drehmomentanfragemodul, das dazu programmiert ist, ein Maß des Eingangsdrehmoments in das Getriebe (14) der Antriebsmaschine basierend auf dem ermittelten abgehenden Kupplungsdrehmomentprofil zu begrenzen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für ein Fahrzeug.
Zur Hintergrundinformation sei an dieser Stelle vorab auf die Druckschriften DE 10 2016 102 915 A1 und DE 10 2014 110 219 A1 verwiesen.
EINLEITUNG
Ein Automatikgetriebe beinhaltet Getriebeelemente und Kupplungen, die selektiv Antriebs- und Abtriebswellen des Getriebes koppeln, um ein gewünschtes Abtriebsdrehzahlverhältnis zu erzeugen. Das Einrücken der Kupplung wird typischerweise über ein kontrolliertes Aufbringen des Fluiddrucks erreicht. Der aufgebrachte Fluiddruck bewegt einen Kupplungskolben aus einer Ausgangsposition in Eingriff mit einem Kupplungspaket. Das Umschalten von einem Drehzahlverhältnis zu einem anderen erfolgt automatisch durch eine Getriebesteuerung. Die Steuerung gibt eine Kupplung frei, die dem aktuellen Drehzahlverhältnis zugeordnet ist, d. h. die abgehende Kupplung, und wendet eine Kupplung an, die mit einem gewünschten neuen Übersetzungsverhältnis verbunden ist, d. h. die ankommende Kupplung. Die genaue Kenntnis der verschiedenen Kontrollwerte der ankommenden und abgehenden Kupplungen ist wichtig, um das Schaltgefühl zu steuern und zu optimieren.
Ein Leistungsherunterschalten ist ein Schalten von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang, während Leistung angefordert und auf das Getriebe angelegt wird. Bei einem Leistungsherunterschalten wird das Drehmomentmanagement verwendet, um zu verhindern, dass die abgehende Kupplungskraft ihr vorbestimmtes maximales Niveau überschreitet und den Kupplungsverschleiß minimiert und die Haltbarkeit verbessert. Ein Überschreiten dieses Maximalniveaus kann zu einer Überhitzung der Kupplung führen, was zu einem vorzeitigen Ausfall führen kann. Das Drehmomentmanagement wird unter Bezugnahme auf eine Reihe von Kalibriertabellen durchgeführt, die manuell durch einen langwierigen Prozess erzeugt werden. In einem manuellen, iterativen Prozess muss das gewünschte Drehmomentniveau für jeden möglichen Bereich des Eingangsdrehmoments für jedes mögliche Herunterschalten in einem gegebenen Getriebe bestimmt werden. Exemplarische Tabellen sind in 2 veranschaulicht. Für jedes mögliche gültige Herunterschalten in einem Gang eines Getriebes muss manuell eine Tabelle erstellt werden. Die Tabelle gibt je nach Turbinendrehzahl ein gewünschtes Motordrehmoment für jedes mögliche Eingangsdrehmoment aus. Das gewünschte Motordrehmoment wird dann verwendet, um ein Drehmomentanforderungsprofil zu erzeugen, das an einem Motorsteuergerät vorgesehen ist. Das Erzeugen dieser Tabellen erfordert einen beträchtlichen Aufwand und Zeit. Im Wesentlichen werden die Tabellen durch Kalibriervorgänge aufgebaut, welche die Werte „Raten- und-prüfen“ für jeden Betriebspunkt in der Tabelle wiederholen und die entsprechende Verschiebung ausführen, um zu sehen, ob die entsprechende Kupplung ausfällt oder anderweitig um mehr als ein angemessenes Maß verschlechtert wird. Wenn die Kupplung ausfällt oder sich übermäßig verschlechtert, wird der Wert in der Tabelle für das gewünschte Motordrehmoment durch einen niedrigeren Wert ersetzt und der Vorgang wird wiederholt, bis ein gewünschtes Motordrehmoment erreicht ist, bei dem die Kapazität der Kupplung nicht überschritten wird.
Bei einigen Getrieben wird derzeit kein Drehmomentmanagement eingesetzt, da die Kupplungen alle Energiebegrenzungen mit vielen Kapazitäten für jedes gültige Herunterschalten aufweisen. Jedes Leistungsherunterschalten kann so lange wie gewünscht andauern und die Energiekapazität oder -grenze für die ausgehenden Kupplungen wird nicht überschritten. Diese Getriebe können jedoch unter einem Problem leiden, wobei ein Fehler in das System eingeführt wird. So kann beispielsweise eine Verschiebung länger als gewünscht andauern, was dazu führen könnte, dass eine unerwünscht große Energiemenge akkumuliert und an die abgehende Kupplung angelegt wird. Dies kann auch zu vorzeitigem Kupplungsverschleiß führen und die Kupplungsleistung beeinträchtigen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß wird ein Getriebe für ein Fahrzeug mit einer Antriebsmaschine und einer Abtriebswelle vorgestellt. Das Getriebe beinhaltet eine abweichende Kupplung, die selektiv mit der Abtriebswelle verbunden ist und eine Steuerung, die mit der Antriebsmaschine in Verbindung steht. Die Steuerung beinhaltet ein Steuermodul für eine abgehende Kupplung, das ein Drehmomentprofil einer abgehenden Kupplung zu Beginn einer Drehmomentphase bei einem Leistungsherunterschaltvorgang bestimmt, der einen vorgegebenen Energieschwellenwert einer abgehenden Kupplung nicht überschreitet und ein Drehmomentanforderungsmodul, das ein Maß des Eingangsdrehmoments in das Getriebe der Antriebsmaschine basierend auf dem bestimmten ausgehenden Kupplungsdrehmomentprofil begrenzt. Auf diese Weise werden, Kalibrierungstabellen vermieden, wobei die zum Erstellen dieser Tabellen erforderliche Arbeit erheblich reduziert wird oder entfällt. Ferner kann ein vorzeitiger Verschleiß und/oder eine verschlechterte Leistung einer abgehenden Kupplung vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt ist das Steuermodul einer abgehenden Kupplung programmiert, um das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil basierend auf einer Vorhersage der abgehenden Kupplungsenergie durch die Drehmomentphase des Leistungsherunterschaltens zu bestimmen.
In einem weiteren Aspekt ist das Steuermodul einer abgehenden Kupplung programmiert, um das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil basierend auf einer vollständigen abgehenden Kupplungsenergie zu bestimmen, indem eine kumutierte Kupplungsenergie durch eine Trägheitsphase und die vorhergesagte gesamt abgehende Kupplungsenergie durch die Drehmomentphase berechnet wird.
In einem weiteren Aspekt bestimmt das Steuermodul einer abgehenden Kupplung zu Beginn der Drehmomentphase, dass eine vorgegebene Kupplungsenergieschwelle nicht überschritten wird, indem eine gesamt abgehende Kupplungsenergie berechnet wird, welche die vorgegebene Kupplungsenergie nicht überschreitet.
In einem weiteren Aspekt ist das Steuermodul einer abgehenden Kupplung programmiert, um das abgehende Kupplungsprofil zu bestimmen, indem es iterativ ein Ziel-Drehmoment der abgehenden Kupplung nahe der Synchronisierung wählt.
In einem weiteren Aspekt wird das Drehmomentanfragemodul programmiert, um ein Maß des Eingangsdrehmoments zu bestimmen, indem ein Drehmomentanforderungsprofil basierend auf einem gewünschten Motordrehmoment erzeugt wird.
In einem weiteren Aspekt ist das Drehmomentanfragemodul programmiert, um das gewünschte Motordrehmoment basierend auf dem ausgewählten Ziel-Drehmoment der abgehenden Kupplung nahe der Synchronisierung zu bestimmen.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung. Es ist zu beachten, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
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 Erfindung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei:

1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Fahrzeugs mit einem Automatikgetriebe und einer Steuerung die dazu programmiert ist, während eines Leistungsherunterschaltens des Getriebes Drehmoment zu verwalten;
2 veranschaulicht eine exemplarische Kalibrierungstabelle für ein Drehmomentmanagementverfahren;
3 veranschaulicht Signalverläufe eines Getriebe-Drehmomentmanagementsystems; und
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein exemplarisches Fahrzeug 10 eine Steuerung 50. Die Steuerung 50 ist über die notwendige Hardware und zugehörige Software-Programmierung konfiguriert, die als Steuerlogik 400 von 4 ausgebildet ist, um ein Getriebe-Drehmomentmanagementsystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform dieser Erfindung bereitzustellen. Die Steuerung 50 kann ein Motorsteuergerät (ECM) und ein Getriebesteuermodul (TCM) beinhalten, die miteinander z. B. über einen Controller Area Network (CAN)-Bus 16, wie dargestellt, mit dem im nicht eingeschränkten Beispiel in 1 dargestellten TCM kommunizieren, wobei das Steuermodul der Steuerung 50 zum Ausführen der Steuerlogik 400 programmiert ist.
Das Fahrzeug 10 von 1 kann eine Antriebsmaschine, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor 12, beinhalten. Der Motor 12 ist über eine Eingangskupplung C1, beispielsweise über einen hydrodynamischem Drehmomentwandler oder eine herkömmliche Reibungskupplung, mit einem Automatikgetriebe 14 gekoppelt. Der Motor 12 kann ein positives oder negatives Motordrehmoment in Abhängigkeit von Steuerungsbedingungen vom Motor 12 über eine Motorwelle 13 in verschiedenen Drehrichtungen an das Getriebe 14 abgeben. Die Motorwelle 13 ist selektiv mit einem Eingangselement 15 des Getriebes 14 verbunden. Das Getriebe 14 beinhaltet auch eine Abtriebswelle 19, die ein Ausgangsdrehmoment To letztendlich auf einen Antriebsrädersatz 25 befördert.
Innerhalb des exemplarischen Getriebes 14 von 1 werden mehrere Zahnradsätze, wie z. B. drei Zahnradsätze PG1, PG2 und PG3, selektiv über einen Satz von Reibungskupplungen, beispielsweise fünf Reibungskupplungen C2, C3, C4, C5 und C6 über elektrohydraulische Steuerungen (nicht dargestellt) angetrieben. Die Reibungskupplungen C2 - C6 werden über Flüssigkeit (nicht dargestellt) angetrieben, die unter Druck aus einer Flüssigkeitspumpe und über Strömungssteuerventile (nicht dargestellt) umgewälzt wird, um Knoten/ Elemente der verschiedenen Radsätze PG1, PG2, PG3 miteinander oder mit einem stationären Element 27 des Getriebes 14 zu verbinden. Wie in der Technik bekannt ist, kann der Begriff „Knoten“ Elemente, wie ein Sonnenrad, einen Ring und einen Planetenträger, in einer gewöhnlichen Planetengetriebekonfiguration umfassen. Das Getriebe 14 von 1 kann ein Mehrganggetriebe, beispielsweise ein 8-Gang-Getriebe, sein, obwohl das Getriebe 14 nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt ist.
Die Steuerung 50 von 1 führt selektiv die Steuerlogik 400 aus, von der ein Beispiel in 4 dargestellt ist, indem sie während eines Leistungsherunterschaltens des Fahrzeugs 10 über einen Prozessor P, zugehörigen Computercode oder Anweisungen ausgeführt wird. Derartige Anweisungen können auf einem materiellen, nicht-flüchtigen Speicher M vorab aufgezeichnet werden. Eingänge zur Steuerung 50 können eine Drosselklappe von einer Drosseleingabevorrichtung 30, wie beispielsweise ein Gaspedal, ein Bremsniveau von einem Bremspedal 32, einen Flüssigkeitssumpf-Temperatursensor S_T und/oder dergleichen ohne Einschränkung beinhalten.
Die Steuerung 50 kann als eine mikroprozessorgestützte Computervorrichtung mit derartigen gemeinsamen Elementen, wie beispielsweise dem Prozessor P und dem Speicher M, konfiguriert sein, wobei letztere greifbare, nicht-flüchtige Speichervorrichtungen oder Medien, ohne Einschränkung beinhaltet. Die Steuerung 50 kann auch jede erforderliche Logikschaltung beinhalten. Die Steuerung 50 ist unter anderem programmiert, um ein Herunterschalt-Drehmomentmanagement, wie hierin offenbart, auszuführen und das Getriebe 14 gemäß Pfeil 11 in der 1 und den Motor 12 zu steuern.
3 veranschaulicht Signalverläufe eines Getriebe-Drehmomentmanagementsystems mit verstrichener Zeit während es sich von links nach rechts in der Figur bewegt. Die Signalleitung 300 veranschaulicht die Fahreranforderung für das Eingangsdrehmoment. Die Fahreranforderung für das Drehmoment 300 erhöht sich, was das Getriebe zum Einleiten eines Leistungsherunterschaltvorgangs veranlasst. Die Turbinendrehzahl ist durch die Signalleitung 302 dargestellt, ein Drehmomentanforderungsprofil ist durch die Signalleitung 304 dargestellt und ein Kupplungsdrehmomentprofil ist mit der Signalleitung 306 dargestellt. Das Drehmomentanforderungsprofil 304 repräsentiert das Drehmomentanforderungssignal, das an das Motorsteuergerät gesendet wird, um die Drehmomentmenge des Motors, der in das Getriebe eingegeben wird, zu steuern. Das Kupplungsdrehmomentprofil 306 veranschaulicht die Drehmomentmenge, die während des Herunterschaltens an die abgehende Kupplung befohlen wird.
Das Hauptschaltelement bei einem Herunterschalten ist die abgehende Kupplung und die abgehende Kupplung wird nach einem vorgeschriebenen Profil freigegeben. Der Prozess beginnt damit, dass die abgehende Kupplung rutschen kann, ohne dass die abgehende Kupplung vollständig gelöst werden kann. Durch das Profil wird die Kupplung so inszeniert, dass die Verhältnisänderung auftreten kann. Die Nähe zum Ende der Verhältnisänderung ist dort, wo eine Hand auf die ankommende Kupplung auftreten kann. Die Verhältnisänderung beinhaltet zwei Phasen: eine Trägheitsphase und eine Drehmomentphase. Die Trägheitsphase endet an der Zeitlinie 308, an der die Drehmomentphase beginnt. Die Trägheitsphase ist, wo die Turbinendrehzahländerung eintritt und die Drehmomentphase ist dort, wo die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungen erfolgt.
Das Drehmomentmanagement bei einem Herunterschalten beginnt bei oder nahe dem Beginn der Drehmomentphase, um eine Verlangsamung der Geschwindigkeitsänderung zu vermeiden. Das Drehmomentmanagement kann die Wirkung aufweisen, die Geschwindigkeitsänderung zu verlangsamen, was unerwünschterweise die Auswirkung der Verlängerung des Schaltereignisses aufweist. Somit wird das Drehmomentmanagement am oder nahe dem Ende der Geschwindigkeitsänderung eingeleitet. Wenn die Turbinendrehzahl beim Soll-Getriebeübersetzungsverhältnis stabil wird, ist die Verhältnisänderung vollständig, sodass, wenn sich die Turbinendrehzahl der Soll-Getriebeübersetzungsverhältnis nähert, die Drehmomentphase eingegeben wird.
Das Drehmomentmanagement arbeitet, indem es die Menge des Drehmoments verringert, die durch den Motor bereitgestellt wird, was dazu führt, dass weniger Drehmoment auf die Kupplung ausgeübt wird und was zu einer Gesamtreduzierung der Energiemenge der abgehenden Kupplung führt. Dies wird durch folgende Gleichung veranschaulicht: $E_{Kupplung} = \int_{t i}^{tf} (t \cdot n) \cdot d t$
Wobei die E_Kupplung die gesamte Kupplungsenergie ist, T ist das Drehmoment, das von der Kupplung getragen wird, und n ist die Schlupfdrehzahl der Kupplung. So führt ein niedrigeres Motordrehmoment zu einem niedrigeren Kupplungsdrehmoment, das weniger Energie auf der Kupplung bedeutet. Jede Kupplung im Getriebe kann durch die Energiemenge begrenzt werden, die an diese Kupplung angelegt wird, bevor die Kupplung ausfällt, übermäßig verschleißt, überhitzt oder rutscht. Eine Überschreitung dieser Energiegrenze kann auch dazu führen, dass die abgehende Kupplung so viel rutscht, dass die Drehzahl der Turbine weiterhin unkontrolliert beschleunigt oder „aufflackert“.
Wie vorstehend erläutert, kann sich ein aktuelles Verfahren des Drehmomentmanagements auf Kupplungstabellen berufen, von denen Beispiele in 2 dargestellt sind, die kein Verständnis der Energiemenge, die auf die abgehende Kupplung aufgebracht wird, aufweisen und einen sehr hohen Aufwand erfordern, um die für jeden Betriebspunkt notwendigen Werte in jeder möglichen rechtmäßigen Verlagerung für jedes gegebene Getriebe zu kumulieren. Im Gegensatz dazu vermeidet die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit dieser Tabellen und die große Arbeitsbelastung, die mit dem Erzeugen derselben verbunden ist. So können beispielsweise bei einem Neun- oder Zehn-Gang-Automatikgetriebe über dreißig verschiedene Herunterschaltmöglichkeiten vorhanden sein und für jede dieser Herunterschaltungen ist eine Tabelle erforderlich, jeweils alle möglichen Bereiche von Eingangsdrehmoment und Turbinendrehzahlen bei einer vernünftig feinen Granularität abdecken müssen.
Eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung prognostiziert, wie viel Energie während des gesamten Schaltereignisses auf der abgehenden Kupplung liegt und wenn diese Energie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten könnte, wird das Kupplungsdrehmomentprofil unter Verwendung von niedrigeren Drehmomentanforderungsprofilen überarbeitet, bis die vorhergesagte Energie den Schwellenwert nicht überschreitet. Dieses neue Kupplungsdrehmomentprofil wird verwendet, um ein gewünschtes Motordrehmoment zu berechnen, mit dem ein Motordrehmomentanforderungsprofil erzeugt und an die Motorsteuerung weitergeleitet werden kann.
Die vorliegende Erfindung bietet auch Vorteile für jene Getriebe, bei denen das Drehmomentmanagement derzeit nicht verwendet wird, da die Kupplungen in diesen Getrieben alle Energiebegrenzungen mit vielen Kapazitäten für alle möglichen gültigen Herunterschaltungen aufweisen. Wie vorstehend erläutert, kann jede dieser Leistungsherunterschaltungen so lange wie gewünscht andauern und die Energiekapazität oder -grenze für die abgehenden Kupplungen wird nicht überschritten, es sei denn, ein Fehler wird in das System eingeführt, was bewirkt, dass die Verlagerung zu lange geht und eine große Energiemenge ansammelt, welche die Energiegrenze einer abgehenden Kupplung übersteigen könnte. Die vorliegende Erfindung schützt vor diesem, da sie den Kupplungsschlupf und die Zeitmenge für die Verhältnisänderung berücksichtigt. Somit dient die Erfindung als Vorteil des Hardware-Schutzes auch für jene Getriebe, die verwendet werden wollen oder die kein Drehmomentmanagement verwenden.
Die Funktionsweise des Verfahrens gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung kann unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 4 und die Darstellung der Signalleitungen in 3 und der folgenden Beschreibung verstanden werden. Das Verfahren 400 beginnt bei Schritt 402 und fährt mit Schritt 404 fort, wobei das System feststellt, ob ein Leistungsherunterschalten auftritt. Wird das System in Schritt 404 bestimmt, dass ein Leistungsherunterschalten nicht stattfindet, springt das System zu Schritt 422, wobei das Verfahren endet. Alternativ, wenn das System bei Schritt 404 bestimmt, dass ein Leistungsherunterschalten angefordert wird, geht das Verfahren zu Schritt 406 über. Bei Schritt 406 bestimmt das Verfahren, ob die Drehmomentphase gestartet werden soll. Die Drehmomentphase wird gestartet, wenn die geschätzte Zeit bis zur Synchronisation für die Turbinendrehzahl mit der Sollübersetzungsgeschwindigkeit unterhalb eines kalibrierten Niveaus liegt. Wenn beispielsweise die Turbinendrehzahl 90% der Sollübersetzungsgeschwindigkeit erreicht, entscheidet das Verfahren, die Drehmomentphase zu starten. Dies ist geschieht im Allgemeinen mit einem beschleunigungsbasierten Verfahren, wobei, wenn die Turbinendrehzahl mit einer linearen Rate ansteigt, der Zeitgeber linear abnimmt und die Drehmomentphase eingegeben wird, wenn die verbleibende Zeit niedriger als eine vorbestimmte Menge ist.
Wenn bei Schritt 406 das Verfahren bestimmt, dass die Drehmomentphase nicht gestartet wird, bleiben wir in der Trägheitsphase und das Verfahren fährt mit Schritt 408 fort, wobei das Verfahren die von der abgehenden Kupplung angesammelte Energie berechnet. Das Verfahren beruht auf Gleichung (1) vorstehend, um die kumulierte Energie kontinuierlich zu aktualisieren und zu berechnen. Das Verfahren kehrt dann zu Schritt 406 zurück.
Wenn jedoch bei Schritt 406 das Verfahren bestimmt, dass die Drehmomentphase startet, fährt das Verfahren mit Schritt 410 fort. Bei Schritt 410, erzeugt das Verfahren ein Kupplungsschlupfdrehzahlprofil. Das Kupplungsdrehzahlprofil kann als linear angenommen und unter Verwendung der folgenden Gleichung erzeugt werden: $n_{f} = n_{i} + a \cdot t$
Wobei: n_f die endgültige Kupplungsschlupfdrehzahl, n_i die Kupplungsschlupfdrehzahl zu Beginn der Drehmomentphase, α die Rate des Kupplungsschlupfes, der während der Trägheitsphase zunimmt, und t die Zeit bis zur Synchronisation ist. Das Verfahren fährt dann mit Schritt 412 fort.
Bei Schritt 412 erzeugt das Verfahren ein Kupplungsdrehzahlprofil. Unter Bezugnahme nun auf 3 kann die Konstruktion des Kupplungsdrehmomentprofils 306 erklärt werden. Es gibt drei Teile zum Kupplungsdrehmomentprofil in der Drehmomentphase: eine Nah-Synchronisationsverstärkung 310, eine Nah-Synchronisationshaltung 312 und einen Drehmomentphasen-An-Auslauf 314. Das Kupplungsdrehmomentprofil 306 kann mit Bezug auf fünf Werte erzeugt werden: eine kalibrierte Nah-Synchronisationsverstärkungsanlaufzeit 316, eine berechnete Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318, eine geschätzte Nah-Synchronisierungshaltezeit 320, eine kalibrierte abgehende Rampenzeit 322 und ein kalibriertes abgehendes Gegenhub-Niveau 324. Alle diese Werte sind vorbestimmt oder geschätzt, mit Ausnahme der berechneten Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318. Die anfänglich berechnete Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318 wird unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt: $T_{O f f g C l c h} = R_{c_O f f g} \cdot (T_{E} - I_{E} \cdot a_{E} + (T R - 1) \cdot {(\frac{N_{E}}{K})}^{2} - (I_{T C_t} + I_{T r a n s_I n}) \cdot a_{t})$
Dabei ist: T_E das Motordrehmoment, T_OffgClch das Nah-Sync des abgehenden Kupplungsdrehmoments, I_E die Motorträgheit, α_E die Motorbeschleunigung, R_{c_Offg} das Hebelverhältnis der abgehenden Kupplung, TR das Wandler-Drehmomentverhältnis, I_{TC_t} die Turbinenträgheit, I_{Trans_In} die Getriebeeingangsträgheit, α_t die Turbinenbeschleunigung, N_e die Motordrehzahl und K der Wandlercharakterisierungsfaktor. Die Motorbeschleunigung α_E und die Turbinenbeschleunigung α_t sind beide auf gefilterte Turbinenbeschleunigung eingestellt.
Das Verfahren fährt mit Schritt 414 fort, wobei die gesamte abgehenden Kupplungsenergie durch das gesamte Herunterschalten vorhergesagt wird. Das Verfahren nimmt die gesamte kumulierte abgehende Kupplungsenergie von Schritt 408 und addiert den unter Verwendung der vorstehenden Gleichung (1) vorhergesagten Wert und das erzeugte Kupplungsschlupfdrehzahlprofil und das erzeugte Kupplungsdrehmomentprofil von den Schritten 410 und 412. Das Verfahren fährt dann mit Schritt 416 fort.
Bei Schritt 416 bestimmt das Verfahren, ob die in Schritt 414 berechnete gesamt vorhergesagte abgehende Kupplungsenergie einen Schwellenwert für die entsprechende abgehende Kupplung überschreitet. Wenn dieser Wert den Schwellenwert überschreitet, fährt das Verfahren mit Schritt 418 fort.
In Schritt 418 verringert das Verfahren die Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318 auf einen Wert zwischen dem vorherigen Wert und einem minimalen Kupplungsdrehmomentwert. Ein minimaler Kupplungsdrehmomentwert ist ein Kupplungsdrehmoment, das so niedrig ist, dass es möglicherweise die Kontrolle über die Schlupfdrehzahl und/oder die Turbinendrehzahl verliert, sodass die Turbinendrehzahl weiter ansteigen oder beschleunigen könnte. Der neue Wert für die Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318 kann bei Verwendung eines beliebigen bekannten Auflösers oder Suchalgorithmus, wie beispielsweise des Bisektionsverfahrens, ohne Einschränkung erreicht werden. Sobald die Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318 verringert ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 412 zurück, wobei ein neues Kupplungsdrehmomentprofil unter Verwendung der neuen unteren Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments 318 erzeugt wird, wobei eine neue Gesamtkupplungsenergie in Schritt 414 vorhergesagt und mit dem Schwellenwert im Schritt 416 verglichen wird. Dieser iterative Prozess setzt sich fort, bis bei Schritt 416 die vorhergesagte Gesamtkupplungsenergie niedriger als der Schwellenwert ist.
Sobald die vorhergesagte Gesamtkupplungsenergie niedriger als der Schwellenwert ist, geht das Verfahren von Schritt 416 zu 420 über. Bei Schritt 420 berechnet das Verfahren eine gewünschte Motordrehmomentanforderung unter Verwendung der folgenden Gleichung: $\underline{T_{E_g e w \ddot{u} n s c h t} = \frac{T_{O f f g C l c h}}{R_{c_O f f g}} + I_{E} \cdot a_{E} - (T R - 1) \cdot {(\frac{N_{E}}{K})}^{2} + (I_{T C_t} + I_{T r a n s_I n}) \cdot a_{t}}$
Dabei ist: T_{E_gewünscht} das Motordrehmoment, T_OffgClch das Nah-Sync des abgehenden Kupplungsdrehmoments, I_E die Motorträgheit, α_E die Motorbeschleunigung, R_{c_Offg} das Hebelverhältnis der abgehenden Kupplung, TR das Wandler-Drehmomentverhältnis, I_{TC_t} die Turbinenträgheit, I_{Tran_In} die Getriebeeingangsträgheit, α_t die Turbinenbeschleunigung, N_e die Motordrehzahl und K der Wandlercharakterisierungsfaktor. Alle Werte in der vorstehenden Gleichung sind gut verständlich und nur der Wert für die Soll-Nah-Synchronisation des abgehenden Kupplungsdrehmoments wird während der Schritte 412 und/oder 418 berechnet. Das gewünschte Motordrehmoment ist in 2 als Punkt 324 dargestellt und wird verwendet, um ein Drehmomentanforderungsprofil 304 zu erzeugen, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist.

Claims

Getriebe (14) für ein Fahrzeug (10), das einen Primärantrieb (12) mit einer Abtriebswelle aufweist, wobei das Getriebe (14) umfasst: eine abgehende Kupplung, die selektiv mit der Abtriebswelle verbunden ist; eine Steuerung, die mit dem Primärantrieb (12) in Verbindung steht, wobei die Steuerung umfasst: ein Steuermodul für die abgehende Kupplung, das dazu programmiert ist, das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil zu Beginn einer Drehmomentphase in einem Leistungsherunterschaltens zu bestimmen, das einen vorbestimmten abgehenden Kupplungsenergieschwellenwert überschreitet; und ein Drehmomentanfragemodul, das dazu programmiert ist, ein Maß des Eingangsdrehmoments in das Getriebe (14) der Antriebsmaschine basierend auf dem ermittelten abgehenden Kupplungsdrehmomentprofil zu begrenzen.
Getriebe (14) nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul für die abgehende Kupplung dazu programmiert ist, das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil basierend auf einer Vorhersage der abgehenden Kupplungsenergie durch die Drehmomentphase des Leistungsherunterschaltens zu bestimmen.
Getriebe (14) nach Anspruch 2, wobei das Steuermodul für die abgehende Kupplung dazu programmiert ist, das abgehende Kupplungsdrehmomentprofil basierend auf einer vollständigen abgehenden Kupplungsenergie zu bestimmen, indem eine kumulierte Kupplungsenergie durch eine Trägheitsphase und die vorhergesagte gesamt abgehende Kupplungsenergie durch die Drehmomentphase berechnet wird.
Getriebe (14) nach Anspruch 3, wobei das Steuermodul für die abgehende Kupplung zu Beginn der Drehmomentphase, das einen vorgegebenen Kupplungsenergieschwellenwert nicht überschreitet, ein abgehendes Kupplungsdrehmomentprofil bestimmt, indem eine gesamt abgehende Kupplungsenergie berechnet wird, welche die vorgegebene abgehende Kupplungsenergie nicht überschreitet.
Getriebe (14) nach Anspruch 2, wobei das Steuermodul für die abgehende Kupplung dazu programmiert ist, das abgehende Kupplungsprofil zu bestimmen, indem iterativ ein Ziel-Drehmoment der abgehenden Kupplung nahe der Synchronisierung gewählt wird.
Getriebe (14) nach Anspruch 5, wobei das Drehmomentanforderungsmodul dazu programmiert ist, ein Maß des Eingangsdrehmoments zu bestimmen, indem ein Drehmomentanforderungsprofil basierend auf einem gewünschten Motordrehmoment erzeugt wird.
Getriebe (14) nach Anspruch 6, wobei das Drehmomentanforderungsmodul dazu programmiert ist, das gewünschte Motordrehmoment basierend auf dem ausgewählten Ziel-Drehmoment der abgehenden Kupplung nahe der Synchronisierung zu bestimmen.