DE102018104346A1

DE102018104346A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorhersagen des betriebszustands einer drehmomentwandlerkupplung

Info

Publication number: DE102018104346A1
Application number: DE102018104346.5A
Authority: DE
Inventors: Shiming Duan; Chunhao J Lee; Farzad Samie
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2018-10-18
Also published as: CN108533733A; US10553043B2; US20180253913A1; CN108533733B

Abstract

Ein Verfahren zum Vorhersagen des Zustands und der Steuerung einer durch hydraulischen Druck betätigten Wandlerüberbrückungskupplung beinhaltet das Ermitteln der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln einer Größe des Hydraulikdrucks. Das Verfahren beinhaltet zudem das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Kupplung über mehrere Betriebsarten des Drehmomentwandlers unter Verwendung der ermittelten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers und der ermittelten Größe des Hydraulikdrucks. Das Verfahren beinhaltet auch das Berechnen eines nummerischen Zustands (SOH)-Koeffizienten der Kupplung, der eine relative Schwere der Verschlechterung einer Vielzahl von Kupplungseigenschaften über die verschiedenen Betriebsarten des Drehmomentwandlers quantifiziert. Darüber hinaus beinhaltet das Verfahren das Ausführen einer Steueraktion in Bezug auf die Kupplung, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient für die spezifizierte(n) Betriebsart(en) des Drehmomentwandlers kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist.

Description

EINLEITUNG
Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhersagen des Betriebszustands einer Drehmomentwandlerkupplung eines Automatikgetriebes.
In modernen Kraftfahrzeugen kommt häufig ein Antriebsstrang mit einer Kraftquelle zum Einsatz, wie zum Beispiel ein Verbrennungsmotor, der mit einem mehrstufigen, automatisch schaltbaren oder Automatikgetriebe verbunden ist, das dazu geeignet ist, die Leistung des Motors zu beeinflussen und an ein Achsgetriebe (z. B. Antriebswelle, Differential und Räder) zu übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Herkömmliche Antriebsstränge mit Automatikgetriebe beinhalten im Allgemeinen eine hydrodynamische Eingabevorrichtung, wie beispielsweise einen Drehmomentwandler, der zwischen Motor und Getriebe positioniert ist. Der Drehmomentwandler ist eine hydrokinetische Flüssigkeitskupplung, die vorwiegend eingesetzt wird, um den Motor im Stillstand der Fahrzeugräder und Getriebezahnräder ohne Stillstand laufen zu lassen und eine Drehmomentvervielfachung im unteren Drehzahlbereich des Motors zu ermöglichen.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler beinhaltet im Allgemeinen ein Laufradelement, eine Schaufelturbine und einen Fluidstator. Das Laufradelement, in der Technik auch als Drehmomentwandlerpumpe bezeichnet, ist an einem ringförmigen Schalenelement befestigt, das für die treibende Verbindung des Laufrads mit der Kurbelwelle des Motors geeignet ist. Die Schaufelturbine ist herkömmlicherweise über eine Turbinennabe mit einer Eingangswelle des Automatikgetriebes verbunden. Der Statormechanismus, der zwischen dem Fluideinlass des Laufrads und dem Fluidauslass der Turbine angeordnet ist, leitet das Fluid von der Turbine zum Laufrad um, um die Strömungseffizienz zu verbessern und die Drehmomentvervielfachung des Drehmomentwandlers zu erhöhen. Das Laufrad beschleunigt die Hydraulikflüssigkeit für den Durchgang zur Turbine; Die Turbine wiederum wandelt die kinetische Energie des Laufrads in mechanische Energie um, die auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird.
In vielen Drehmomentwandleranordnungen bilden das ringförmige Schalenelement und die Schaufelturbine zusammen eine Kammer zum Aufnehmen einer Drehmomentwandlerkupplung (oder „TCC“), die in der Fachsprache auch als Überbrückungskupplung bezeichnet wird. Die TCC wird betrieben, um einen funktionellen Bypass-Mechanismus zu schaffen, der es dem Motor ermöglicht, die Flüssigkeitskupplung des Drehmomentwandlers zu umgehen und die Leistung direkt an das Getriebe zu übertragen. Darüber hinaus setzt ein Großteil der modernen TCCs eine Reibungskupplung ein, die eine Druckplatte mit einer darauf angeordneten Reibfläche aufweist, die durch ein Federelement außer Eingriff mit dem ringförmigen Schalenelement vorgespannt ist. Die Druckplatte reagiert auf ein hydraulisches Stellglied, das einen Fluiddruck darauf ausübt und die Reibfläche gegen das ringförmige Schalenelement drückt, wodurch das Laufrad effektiv an der Turbine verriegelt wird. Die TCC kann vollständig eingerastet (vollständig verschlossen) oder teilweise eingerastet (selektiv „rutschend“ in einer steuerbaren Weise.)
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren zum Vorhersagen des Zustands und zum Steuern einer Überbrückungskupplung, die über einen hydraulischen Druck betätigt wird und in einem Drehmomentwandler eines Automatikgetriebes angeordnet ist, beinhaltet das Ermitteln, über eine Steuerung, der Ein- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers. Das prognostische Verfahren beinhaltet zusätzlich das Ermitteln einer Größe des hydraulischen Drucks über die Steuerung. Das Ermitteln der Größe des hydraulischen Drucks kann mittels einer Bestimmung des Eingangsdrehmoments zum Drehmomentwandler erfolgen. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Überbrückungskupplung über mehrere Betriebsarten des Drehmomentwandlers, über die Steuerung, unter Verwendung der ermittelten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers und der ermittelten Größe des hydraulischen Drucks.
Das Verfahren beinhaltet zusätzlich das Berechnen eines nummerischen Zustands (SOH) Koeffizienten der Überbrückungskupplung über die Steuerung, der eine relative Schwere der Verschlechterung einer Vielzahl von Eigenschaften der Überbrückungskupplung über die verschiedenen Betriebsarten des Drehmomentwandlers quantifiziert. Des Weiteren beinhaltet das Verfahren das Durchführen einer Steueraktion bezüglich der Überbrückungskupplung über die Steuerung, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient für mindestens eine der Betriebsarten des Drehmomentwandlers kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist.
Die Überbrückungskupplung kann eine Reibungskupplung sein. In einem derartigen Fall können die Eigenschaften der Überbrückungskupplung mindestens einen Reibungskoeffizienten und dessen Drehzahländerung beinhalten.
Das Verfahren kann auch das Erfassen des hydraulischen Drucks über einen hydraulischen Drucksensor beinhalten. Dementsprechend kann das Verfahren auch das Empfangen des erfassten hydraulischen Drucks über die Steuerung beinhalten, um die Größe des hydraulischen Drucks zu ermitteln.
Die Berechnung des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung kann über eine Regressionsanalyse erfolgen.
Die Berechnung des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung kann über eine Zeitbereichsanalyse erfolgen.
Die Berechnung des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung kann über eine Frequenzbereichsanalyse erfolgen.
Die Steueraktion kann das Aktivieren eines sensorischen Signals beinhalten, wie beispielsweise eine Serviceanzeige, die dazu konfiguriert ist, zu signalisieren, dass ein Service der Überbrückungskupplung erforderlich ist.
Die Steueraktion kann weiter konfiguriert werden, um selektiv den nummerischen SOH-Koeffizienten an einen Dienstleister für den Drehmomentwandler bereitzustellen.
Der SOH-Koeffizient kann spezifisch ein Indikator für den Anteil des Zustands der Überbrückungskupplung sein.
Die Steueraktion kann das Anpassen der Größe des hydraulischen Drucks beinhalten.
Das Verfahren kann auch das Ermitteln eines Eingangsdrehmoments für den Drehmomentwandler beinhalten, und die Steuerung kann auch das Reduzieren des Eingangsdrehmoments beinhalten.
Ein Fahrzeug, das eine elektronische Steuerung verwendet, die dazu konfiguriert ist, das vorstehende prognostische Verfahren durchzuführen, wird ebenfalls offenbart.
Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der/den besten Art(en) zur Umsetzung der beschriebenen Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und hinzugefügten Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das einen Antriebsstrang verwendet, der einen Verbrennungsmotor beinhaltet, der mit einem Automatikgetriebe über einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung gemäß der Offenbarung verbunden ist.
2 ist eine schematische Nahansicht im Querschnitt des Drehmomentwandlers und der Überbrückungskupplung, wie in 1 dargestellt.
3 ist ein Flussdiagramm eines prognostischen Verfahrens, das strukturiert ist, um den Zustand und die Funktionsweise der in den 1 und 2 dargestellten Überbrückungskupplung vorherzusagen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10 mit einem Antriebsstrang 12 dargestellt. Das Fahrzeug 10 kann ein Nutzfahrzeug, ein Industriefahrzeug, ein Personenkraftwagen, ein Flugzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Zug oder dergleichen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Fahrzeug 10 eine andere mobile Plattform sein kann, wie beispielsweise ein Flugzeug, ein Geländefahrzeug (ATV), ein Boot, eine persönliche Bewegungsvorrichtung, ein Roboter und dergleichen, um die Zwecke der vorliegenden Offenbarung zu erfüllen. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet eine Leistungsquelle 14, die dazu konfiguriert ist, das Drehmoment T_i für den Antrieb des Fahrzeugs 10 über angetriebene Räder 16 relativ zu einer Fahrbahnoberfläche 18 zu erzeugen. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet auch eine mehrstufige, automatisch schaltbare so genannte Getriebeautomatik 20.
Das Automatikgetriebe 20 kann als eine Anordnung konfiguriert sein, die automatisch zwischen diskreten Gangstufen oder einem stufenlosen Getriebe (CVT) hin- und herschaltet. Bei einigen Fahrzeugkonfigurationen kann der Antriebsstrang 12 in Längsrichtung im Fahrzeug 10 montiert werden, d. h. im Wesentlichen ausgerichtet auf die Längsachse X des Fahrzeugs. Bei anderen Fahrzeugkonfigurationen kann der Antriebsstrang 12 quer im Fahrzeug 10, d. h. bei ungefähr 90 Grad relativ zur Längsachse X des Fahrzeugs, montiert werden. Eine derartige Quermontage des Antriebsstrangs 12 wird häufig für Verpackungszwecke in Fahrzeugen mit Frontantrieb (FWD) verwendet, wobei die angetriebenen Räder 16 nahe einem vorderen Ende des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Bei diesen Fahrzeugkonfigurationen kann das Automatikgetriebe 20 mit einer Achsantriebsanordnung 21 kombiniert werden und wird allgemein als Transaxle bezeichnet. Obwohl im Folgenden ausdrücklich auf die Ausführungsform der Längsübertragung des Automatikgetriebes 20 Bezug genommen wird, ist die Offenbarung auch auf die Transaxle-Konfigurationen des Automatikgetriebes 20 anwendbar.
Das Automatikgetriebe 20 ist operativ mit der Leistungsquelle 14 verbunden, d. h. extern an der Leistungsquelle angebracht und dazu konfiguriert, das von der Leistungsquelle erzeugte Drehmoment T_i auf die Antriebsräder 16 zu übertragen. Das Getriebe 20 ist ferner dazu konfiguriert, das Drehmoment T_i zu empfangen und dann selektiv zu multiplizieren, zu reduzieren, oder unverändert zu lassen, um ein resultierendes Getriebeausgangsdrehmoment T_o zum Antreiben des Fahrzeugs 10 zu erreichen. Die Antriebsräder 16 können mit dem Getriebe 20, beispielsweise über eine Antriebswelle 22, operativ verbunden sein und konfiguriert sein, um das Getriebeausgangsdrehmoment T_o zu empfangen. Ein Fahrzeugbeschleuniger 24, wie beispielsweise ein Pedal oder ein Hebel, ist für einen Fahrzeugführer vorgesehen, um das Motordrehmoment T_i zum Antreiben des Fahrzeugs 10 zu steuern.
Die Leistungsquelle 14 kann einen Verbrennungsmotor, eine Brennstoffzelle und/oder einen Elektromotor (nicht dargestellt) beinhalten, der im Fahrzeug 10 montiert ist und das Automatikgetriebe 20 aufweist, die außerhalb daran montiert ist. Zur Präzision und Klarheit wird sich die vorliegende Offenbarung jedoch auf die Ausführungsform der Leistungsquelle 14 konzentrieren, die ausschließlich den Verbrennungsmotor beinhaltet. Dementsprechend, obwohl das Bezugszeichen 14 im Allgemeinen auf beliebige und dieser Ausführungsformen des vorgesehenen Antriebsstrangs gelten, wird für den Rest der vorliegenden Offenbarung das Bezugszeichen 14 verwendet, um die spezielle Ausführungsform des Antriebsstrangs zu bezeichnen, der ausschließlich den Verbrennungsmotor aufweist. Als solches wird das Leistungsquellen-Antriebsdrehmoment T_i nachfolgend als Drehmoment des Motors 14 bezeichnet. Obwohl nicht dargestellt, beinhaltet der jeweilige Motor 14 eine Kurbelwelle, um eine Hin- und Herbewegung seiner Kolben (nicht dargestellt) in eine Drehbewegung umzuwandeln und das Antriebsdrehmoment T_i zu erzeugen.
Das Getriebe 20 ist mit dem Motor 14 an einer Motor-Getriebe-Schnittstelle unter Verwendung beliebiger geeigneter Mittel, einschließlich der Befestigungselemente (nicht dargestellt), wie beispielsweise Gewindeschrauben und Dübel, gekoppelt. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Getriebe 20 ein Getriebegehäuse oder Gehäuse 30 zum Halten eines Getriebezugs 32, der so konfiguriert ist, dass er eine Vielzahl von wählbaren Getriebeübersetzungen zum wirksamen Verbinden der Motorkurbelwelle mit den Antriebsrädern 16 bereitstellt. Der Getriebezug 32 kann eine Anzahl an Getriebeelementen 34 beinhalten, zum Beispiel ein oder mehrere Planetenradsätze (dargestellt) oder Riemenscheiben mit variablem Durchmesser (nicht dargestellt), die so konfiguriert sind, dass sie eine vorbestimmte Anzahl wählbarer Übersetzungen oder eine stufenlose Übersetzung bereitstellen und die Motorkurbelwelle operativ mit den Antriebsrädern 16 verbinden. Das Getriebe 20 beinhaltet auch ein Eingangselement 36, das dazu konfiguriert ist, das Drehmoment T_i von Motor 14 zu empfangen und das Subjektdrehmoment auf den Getriebezug 32 zu übertragen. Wie ebenfalls in 2 dargestellt, ist das Eingangselement 36 dazu konfiguriert, eine Achse X zu drehen. Das Getriebeeingangselement 36 ist im Allgemeinen selektiv über eine Drehmomentwandleranordnung 38, beispielsweise über eine Kurbelwelle 14-1, mit dem Motor 14 verbindbar.
Wie dargestellt, kann das Getriebe 20 auch eine oder mehrere drehmomentübertragende Vorrichtungen 40 beinhalten, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen, die durch das Getriebegehäuse 30 zurückgehalten werden. Der Getriebezug 32 und die Drehmomentübertragungsvorrichtung(en) 40 sind operativ mit dem Eingangselement 36 verbunden und sind gemeinsam so konfiguriert, dass sie die Drehzahlverhältnisse des Getriebes so wählen, dass ein vorgegebener Betrag des Getriebeausgangsdrehmoments T_o erzeugt wird. Das Getriebeübersetzungsverhältnis ist im Allgemeinen als Getriebeeingangsdrehzahl, dividiert durch die Getriebeausgangsdrehzahl, definiert. Die Umschaltung von einem Übersetzungsverhältnis auf ein anderes erfolgt typischerweise in Reaktion auf die Position des Fahrzeugbeschleunigers 24 und die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit. Beim Umschalten zwischen den Übersetzungsverhältnissen werden in der Regel eine oder mehrere „abgehende“ Drehmomentübertragungsvorrichtungen 40, die dem aktuellen Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, freigegeben und eine oder mehrere „ankommende“ Drehmomentübertragungsvorrichtungen 40, die dem gewünschten Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, eingesetzt. Das Getriebe 20 kann operativ mit einer Differential- oder Achsantriebsanordnung 21 verbunden werden, die so konfiguriert ist, dass sie das Getriebeausgangsdrehmoment T_o auf die Antriebsräder 16 zum Antreiben des Fahrzeugs 10 überträgt.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch eine Flüssigkeitspumpe 42, die dazu konfiguriert ist, einen hydraulischen Druck für die Drehmomentwandleranordnung 38 zu erzeugen und bereitzustellen, und die verwendet werden kann, um die Drehmomentübertragungsvorrichtung(en) 40 zum Auswählen von diskreten Übersetzungsverhältnissen im Mehrgang-Automatikgetriebe oder zum Verändern des Durchmessers der Riemenscheiben im CVT zu betreiben. Die Drehmomentwandleranordnung 38 ist zwischen Motor 14 und Getriebe 20 angeordnet und, wie vorstehend ausgeführt, so konfiguriert, dass sie den Motor operativ mit dem Getriebe verbindet. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet die Drehmomentwandleranordnung 38 eine Überbrückungskupplung 44, die in den Figuren als elektronisch gesteuerte Wandlerkupplung oder ECCC dargestellt ist. Die Drehmomentwandleranordnung 38 beinhaltet auch ein Drehmomentwandlerlaufrad 46 mit Laufradschaufeln 46A und eine Turbine 48 mit Turbinenschaufeln 48A, die zusammen einen Flüssigkeitskupplungsabschnitt 38A des Drehmomentwandlers bilden.
Die ECCC 44 ist wirksam parallel zur Flüssigkeitskupplung 38A angeordnet und so konfiguriert, dass sie selektiv durch den über die Pumpe 42 erzeugten Hydraulikdruck betätigt wird, um den Motor 14 mechanisch mit dem Getriebe 20 zu verbinden. Das Laufrad 46 befindet sich im seriellen Kraftfluss, in fließender Verbindung mit der Turbine 48 und arbeitet als Flüssigkeitspumpe, um das Kuppeln mit der Turbine 48 zu beeinflussen. Die Drehmomentwandleranordnung 38 beinhaltet auch einen Stator 50. Der Stator 50 ist zwischen dem Laufrad 46 und der Turbine 48 zwischengeschaltet und dazu konfiguriert, die Fluidströmung, die von der Turbine 48 zum Laufrad 46 zurückgeführt wird, zu verändern, wie im Folgenden näher ausgeführt wird. Wie dargestellt, beinhaltet die Drehmomentwandleranordnung 38 auch ein ringförmiges Gehäuseelement 52, definiert durch einen Pumpengehäuseabschnitt 54, der fest, z.B. durch Schweißen, an einer vorderen Abdeckung 56 befestigt ist, so dass sich dazwischen eine Kammer mit Hydraulikfluid 58 bildet. Eine Flexplatte 60 ist z.B. über eine Vielzahl von Verbindungselementen (nicht dargestellt) sowohl an den Motor 14 als auch an das ringförmige Gehäuseelement 52 so angepasst, dass das Drehmoment T_i des Motors 14 dazwischen übertragbar ist.
Die Übertragung des Motor 14 Drehmoments T_i vom ringförmigen Gehäuseelement 52 und dem Laufrad 46 zur Turbine 48 durch den Betrieb des Hydraulikfluids 58 erfolgt im Allgemeinen auf folgende Weise. Durch die Drehung des Laufrades 46 wird das Hydraulikfluid 58 nach außen zu den Turbinenschaufeln 48A geleitet. Wenn die Drehung des Laufrads 46 ausreichend Fluidkraft erzeugt, um den Rotationswiderstand der Turbine 48 zu überwinden, beginnt sich die Turbine koaxial mit dem Laufrad 46 zu drehen. Der aus der Turbine 48 austretende Fluidstrom wird über den Stator 50 zurück in das Laufrad 46 geleitet. Der Stator 50 leitet den Fluidstrom von der Turbine 48 zum Laufrad 46 in dieselbe Richtung wie die Laufraddrehung um, wodurch das Pumpendrehmoment reduziert und eine Drehmomentvervielfachung bewirkt wird.
Die Drehmomentwandleranordnung 38 beinhaltet im Allgemeinen erste und zweite Axiallager 61, 62, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie den Stator 50 drehbar tragen. Der Stator 50 ist über eine Einweg-Rollenkupplung 66 mit einer Statorwelle 64 verbunden, die bei niedrigen Drehzahlen des Drehmomentwandlers eine Drehung des Stators 50 verhindert. Bei höheren Drehzahlen des Drehmomentwandlers ändert sich die Richtung des Hydraulikfluids 58, das die Turbine 48 verlässt, wodurch der Stator 50 die Einweg-Kupplung 66 überholt und sich frei auf der Statorwelle 64 dreht. Das Laufrad 46 ist an der Pumpennabe 68 gesichert, während die Turbine 48 an einer Turbinenwelle 70 gesichert ist. Zudem ist ein Verriegelungsmechanismus 72 zwischen der Turbine 48 und der Turbinenwelle 70 angeordnet und dazu konfiguriert, diese wirksam zu koppeln. Der Verriegelungsmechanismus 72 ist an der Turbine 48, zum Beispiel durch eine Vielzahl von Nieten 74, befestigt und greift über eine verzahnte Schnittstelle 76 in die Turbinenwelle 70 ein.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Drehmomentwandleranordnung 38 auch einen Isolator oder Rotationsdämpfer 78. Ein radialer innerer Abschnitt 80 des Isolators 78 ist an einer Schnittstelle 82 mit dem Verriegelungsmechanismus 72 verzahnt, der wiederum an einer Schnittstelle 84 zur Turbinenwelle 70 verzahnt ist. Der Isolator 78 beinhaltet eine Vielzahl von Isolatorfedern 86, die so konfiguriert sind, dass sie die Drehmomentspitzen des Motors zumindest teilweise absorbieren, um einen reibungsloseren Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Die vordere Abdeckung 56 und die Turbine 48 wirken zusammen, um die dazwischen positionierte ECCC 44 in der Drehmomentwandleranordnung 38 aufzunehmen. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die ECCC 44 eine Reibungskupplungsanordnung oder ein Kupplungspaket, definiert durch eine Vielzahl von Reibscheiben 88, die zwischen einer Vielzahl von Reaktionsscheiben 90 eingefügt sind. Die Reaktionsscheiben 90 sind mit der vorderen Abdeckung 56 des ringförmigen Gehäuseelements 52 über die Gehäuseverlängerung 92 durch Ineinandergreifen mit den Verzahnungen 94 operativ verbunden. Die Reibscheiben 88 sind mit einem radialen äußeren Abschnitt 96 des Isolators 78 durch Ineinandergreifen mit den Verzahnungen 98 operativ verbunden. Wie dargestellt, ist die ECCC 44 hydraulisch betätigt, d.h. die verschiedenen Betriebsarten der ECCC 44 sind wählbar, indem die Übertragung des Hydraulikfluids 58 durch die Drehmomentwandleranordnung 38 in vorgegebener Weise beeinflusst wird, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
Die ECCC 44 beinhaltet einen Kolben 100, der dazu konfiguriert ist, die Reaktionsplatten 90 selektiv in Reibungskontakt mit den Reibungsplatten 88 zu bringen und damit die ECCC 44 zu aktivieren. Zwischen dem Kolben 100 und der vorderen Abdeckung 56 ist ein erster Hohlraum 102 definiert. Zwischen dem Kolben 100 und dem Isolator 78 ist ein zweiter Hohlraum 104 definiert. Die ECCC 44 beinhaltet auch ein Einwegeventil 106, das dazu konfiguriert ist, die Übertragung von Hydraulikfluid 58 aus dem zweiten Hohlraum 104 in den ersten Hohlraum 102 zu steuern, wie nachfolgend ausführlich erörtert wird. Obwohl ein einzelnes Einwegeventil 106 dargestellt ist, sollte beachtet werden, dass mehrere Ventile alternativ implementiert werden können. Die Pumpe 42 ist fließend mit der Drehmomentwandleranordnung 38 gekoppelt und betreibbar, um Hydraulikdruck zu erzeugen und Druckflüssigkeit 58 aus einem Sumpfvolumen 108 dorthin zu übertragen. Nach dem Umwälzen durch die Drehmomentwandleranordnung 10 führt die Pumpe 42 das Hydraulikfluid 58 zum Sumpfvolumen 108 zurück.
Das Einwegeventil 106 ist betreibbar, um die Übertragung von Hydraulikfluid 58 aus dem ersten Hohlraum 102 in den zweiten Hohlraum 104 zu blockieren. Daher erfolgt die Übertragung des Hydraulikfluids 58 aus dem ersten Hohlraum 102 in den zweiten Hohlraum 104 fast ausschließlich über eine oder mehrere Öffnungen 110; Die Übertragungsrate wird im Allgemeinen durch die Größe, z. B. Durchmesser, der Öffnung(en) 110 ermittelt. Die Öffnung(en) 110 ermöglichen die Zirkulation einer vorbestimmten Menge von Hydraulikfluid 58 in der gesamten Drehmomentwandleranordnung 38, um die Wärmeentwicklung zu abzuschwächen. Das Hydraulikfluid 58 im zweiten Hohlraum 104 wird durch eine Öffnung 112 zwischen der Turbine 48 und dem Pumpengehäuseabschnitt 54 aufgenommen. Nach dem Überführen durch die Öffnung 112 wird das Hydraulikfluid 58 über einen ersten Strömungsweg über die Schaufeln 48A der Turbine 48 und durch das zweite Drucklager 62 und über einen zweiten Strömungsweg über die Schaufeln 46A des Laufrads 46 und durch das Drucklager 61 geführt. Die ersten und zweiten Strömungswege laufen in einem Freigabedurchgang 114 zusammen, der das Hydraulikfluid zurück zum Sumpfvolumen 108 von 1 führt.
Wenn der Fluiddruck im zweiten Hohlraum 104 den Druck im ersten Hohlraum 102 übersteigt, verschiebt sich der Kolben 100 axial entlang einer Mittellinie C in Richtung der Flexplatte 60 (wie in 1 dargestellt) und trennt dabei das Kupplungspaket, d. h. Reaktionsplatten 90 und Reibscheiben 88. Wenn der Fluiddruck im ersten Hohlraum 102 höher ist als im zweiten Hohlraum 104, verschiebt sich der Kolben 100 axial entlang der Mittellinie C in eine Richtung weg von der Flexplatte 60 und rastet so in das Kupplungspaket ein. Der Betrag, um den der Druck im ersten Hohlraum 102 den Druck im zweiten Hohlraum 104 übersteigt, ermittelt den Grad des Eingreifens der ECCC 44. Wenn beispielsweise der Druck im ersten Hohlraum 102 den Druck im zweiten Hohlraum 104 auch nur geringfügig übersteigt, wird die ECCC 44 teilweise eingerastet und kann dadurch rutschen.
Die ECCC 44 weist drei primäre Betriebsarten auf: „Ausgekuppelt“, „vollständig eingekuppelt“ und „teilweise eingekuppelt“. „Ausgekuppelt“ bezieht sich auf den Modus, worin die Reaktionsscheiben 90 und die Reibungsscheiben 88 nicht miteinander in Kontakt kommen und sich daher unabhängig voneinander drehen können. „Vollständig eingekuppelt“ bezieht sich auf den Modus, worin die Reaktionsscheiben 90 und die Reibungsscheiben 88 mit einer Kraft eingekuppelt werden, die ausreicht, um eine Relativdrehung oder einen „Schlupf“ unter normalen Betriebsbedingungen zu verhindern. „Teilweise eingekuppelt“ bezieht sich auf den Modus, worin die Reaktionsscheiben 90 und die Reibungsscheiben 88 mit einer reduzierten Anpresskraft in Eingriff gebracht werden, so dass die Reaktionsscheiben 90 und die Reibscheiben 88 auf eine steuerbare Weise relativ rutschen. Durch das Steuern der Druckniveaus in den Hohlräumen 102 und 104, wie vorstehend beschrieben, kann die ECCC 44 entsprechend so gesteuert werden, dass sie in steuerbarer Weise auskuppelt, vollständig einkuppelt oder teilweise einkuppelt und rutscht.
Wenn sich die ECCC 44 im ausgekuppelten Modus befindet, überträgt der Motor 14 das Drehmoment T_i durch die Drehmomentwandleranordnung 38 zum Getriebe 20. Insbesondere wird das Drehmoment T_i von der Motorkurbelwelle durch die Flexplatte 60 (geeignet für die treibende Verbindung des Motors mit dem Gehäuseelement 52) zum Laufrad 46 geleitet. Anschließend wird das Motordrehmoment T_i vom Laufrad 46 auf die Turbine 48 durch den Betrieb des Hydraulikfluids 58, wie vorstehend beschrieben, übertragen. Die Turbine 48 ist mit der Turbinenwelle 70 gekoppelt, die operativ mit einem Antriebselement (nicht dargestellt) des Getriebes 20 verbunden ist. Wenn die ECCC 44 ausgekuppelt ist, umgeht der Pfad des Motordrehmoments T_i den Isolator 78.
Wenn die ECCC 44 vollständig eingekuppelt ist, umgeht das Motordrehmoment T_i den Flüssigkeitskupplungsabschnitt 38A, d. h. das Laufrad 46 und die Turbine 48 der Drehmomentwandleranordnung 38, und überträgt das Motordrehmoment direkt und ohne Effizienzverluste, die mit dem Betrieb des Hydraulikfluids 58 verbunden sind, auf das Getriebe 20. Wie im Folgenden ausführlich beschrieben, koppelt das Eingreifen der ECCC 44 das Laufrad 46 und die Turbine 48 so, dass die beiden Komponenten als eine einzelne Einheit rotieren. Wenn die ECCC 44 vollständig eingekuppelt ist, führt der Pfad des Motordrehmoments T_i durch den Isolator 100, und die Trägheit der Turbine 48 ist relativ zum Isolator 100 stromabwärts.
Wenn die ECCC 44 teilweise eingekuppelt ist, kann sie selektiv steuerbar rutschen und dabei das Drehmoment T_i sowohl direkt über den Isolator 100 als auch über den Flüssigkeitskupplungsabschnitt 38A auf das Getriebe 20 übertragen. Durch das Steuern des Eingriffsgrades der ECCC 44 und dementsprechend der Schlupfmenge kann die ECCC 44 eingesetzt werden, um die Spannungsspitzen des Motordrehmoments T_i zumindest teilweise zu absorbieren und dadurch einen reibungsloseren Betrieb des Fahrzeugs 10 zu gewährleisten.
Um die ECCC 44 zu lösen, ist die Pumpe 42 so zu betätigen, dass sie das Hydraulikfluid 58 durch die Drehmomentwandleranordnung 38 in Richtung der Pfeile von 2 fördert. Das Hydraulikfluid 58 wird zunächst aus dem Sumpfvolumen 108 durch den Freigabedurchgang 114 zwischen der Pumpennabe 68 und der Statorwelle 64 gefördert. Das Hydraulikfluid 58 durchläuft danach das erste Drucklager 61, über die Schaufeln 46A des Laufrads 46 und das zweite Drucklager 62, über die Schaufeln 48A der Turbine 48. Anschließend tritt das Hydraulikfluid 58 durch die Öffnung 112 zwischen der Turbine 48 und dem Gehäuse 54 des Gehäuseelements 52 aus, passiert das Kupplungspaket, d. h. die Scheiben 88, 90, der ECCC 44 und gelangt in den zweiten Hohlraum 104. Das Hydraulikfluid 58 wird dann aus dem zweiten Hohlraum 104 in den ersten Hohlraum 102 durch das Einwegeventil 106 und die Öffnung 110 geleitet, die dann durch einen dritten Hohlraum 116, der durch die Turbinenwelle 70 definiert ist, aus einem Anwendungsdurchgang 118 zwischen der Statorwelle 64 und der Turbinenwelle 70 und zurück zum Sumpf 108 geleitet wird. Es ist durchaus ersichtlich, dass das Pumpen von Hydraulikfluid 58 in den zweiten Hohlraum 104 Druck erzeugt, so dass der Kolben 100 vom Kupplungspaket fortgeleitet wird, d. h. die Scheiben 88, 90, und die ECCC 44 bleiben ausgekuppelt.
Um die ECCC 14 vollständig oder teilweise einzukuppeln, wird die Pumpe 42 betrieben, um Hydraulikfluid 58 durch die Drehmomentwandleranordnung 38 in eine Richtung zu fördern, die derjenigen entgegengesetzt ist, die durch die Pfeile in 2 dargestellt ist, und die zuvor in Bezug auf die Freigabe der ECCC 44 beschrieben wurde. Insbesondere überträgt die Pumpe 42 zum Eingreifen der ECCC 44 zunächst Hydraulikfluid 58 aus dem Sumpfvolumen 108 durch den Anwendungsdurchgang 118 und in den ersten Hohlraum 102 und erzeugt dabei Druck, so dass der Kolben 100 in Richtung Kupplungspaket, d. h. Reibungsscheiben 88 und Reaktionsscheiben 90, verschoben wird. Wenn der Kolben 100 auf diese Art und Weise gedrängt wird, wirkt eine Kraft mit der Tendenz, die Reaktionsscheiben 90 mit den Reibungsscheiben 88 in Kontakt zu bringen, sodass die ECCC 44 eingekuppelt wird. Die Größe der vom Kolben 100 ausgeübten Kraft ist proportional zum Druckniveau im ersten Hohlraum 102. Daher ist der Eingriffsgrad der ECCC 44 wählbar, indem die Leistung der Pumpe 42 und der dadurch erzeugte Hydraulikdruck gesteuert werden, da die Pumpe das Hydraulikfluid 58 in den ersten Hohlraum 102 überträgt.
Wie in 2 gezeigt, kann der Antriebsstrang 12 des Fahrzeugs 10 auch einen Eingangsdrehzahlsensor 120 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine Eingangsdrehzahl W_i der Drehmomentwandleranordnung 38 zu erfassen, und einen Drehzahlsensor 122, der dazu konfiguriert ist, eine Ausgangsdrehzahl W_o der Drehmomentwandleranordnung zu erfassen. Das Fahrzeug 10 kann zudem einen Hydraulikdrucksensor 124 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, den von der Pumpe 42 erzeugten Hydraulikdruck zu erfassen. Wie in jeder der 1 und 2 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 weiterhin eine elektronische Steuerung 126. Die Steuerung 126 kann zum Beispiel eine Antriebsstrangsteuerung sein, die dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Motors 14 und des Automatikgetriebes 20 als Reaktion auf Befehle eines Bedieners des betreffenden Fahrzeugs zu regeln. Um die vorgenannten Aufgaben angemessen ausführen zu können, beinhaltet die Steuerung 126 einen Speicher, von dem mindestens ein Teil materiell und nicht-flüchtig ist.
Der Speicher der Steuerung 126 kann ein beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessinstruktionen beteiligt ist. Dieses Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht einschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien für die Steuerung 126 können beispielsweise optische oder magnetische Disks und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht.
Der Speicher der Steuerung 126 kann auch eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein anderes optisches Medium usw. beinhalten. Die Steuerung 126 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware konfiguriert oder ausgestattet sein, wie etwa mit einem Hochgeschwindigkeitstakt, erforderlichen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltungen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und - vorrichtungen (I/O), sowie geeigneten Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungen. Algorithmen, die für die Steuerung 126 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität bereitzustellen. Die Steuerung 126 ist auch dazu konfiguriert, den Betrieb der ECCC 44 zu regeln, um ein vorgegebenes Getriebeausgangsdrehmoment T_o zu erreichen. Wie in 1 dargestellt, kann die Steuerung 126 in elektronischer Verbindung mit den Eingangs- und Ausgangsdrehzahlsensoren 120, 122 und mit dem Hydraulikdrucksensor 124 stehen, um die Funktionsfähigkeit der ECCC 44 vorherzusagen und zu steuern.
Die Steuerung 126 ist so programmiert oder konfiguriert, dass sie das Eingangsdrehmoment T_i ermittelt, das auf die Wandleranordnung 38 wirkt. Eine derartige Bestimmung des Eingangsdrehmoments T_i kann unter Verwendung einer in die Steuerung einprogrammierten Referenzdatentabelle (nicht dargestellt) durchgeführt werden. Die Steuerung 126 ist ebenfalls konfiguriert zum Ermitteln der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o der Drehmomentwandleranordnung 38. Eine derartige Bestimmung kann das Erfassen der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen über die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsdrehzahlsensoren 120, 122 und das Empfangen von Signalen, die auf die Subjektdrehzahlen W_i, W_o von den Eingangs- und Ausgangsdrehzahlsensoren hinweisen, über die Steuerung 126 beinhalten.
Die Steuerung 126 ist zudem dazu konfiguriert, eine Größe 127 des Hydraulikdrucks zu ermitteln, die über eine in die Steuerung einprogrammierte Referenztabelle (nicht dargestellt) durchgeführt werden kann, einschließlich der Daten für das ermittelte Eingangsdrehmoment T_i gegenüber dem Hydraulikdruck und der Eingangsdrehzahl W_i. Das Ermitteln der Größe 127 des Hydraulikdrucks kann alternativ auch über das Empfangen von Signalen erfolgen, die den vom Sensor 124 erfassten Hydraulikdruck anzeigen. Die Steuerung 126 ist auch dazu konfiguriert, ein Leistungsniveau der ECCC 44 über mehrere Betriebsarten des Drehmomentwandlers, über die Steuerung, unter Verwendung der ermittelten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o der Drehmomentwandleranordnung 38 und der ermittelten Größe des Hydraulikdrucks.
Die Steuerung 126 ist zudem dazu konfiguriert, einen nummerischen Zustands (SOH)-Koeffizienten 128 der ECCC 44 zu berechnen, der eine relative Schwere der Degradation einer Vielzahl von Eigenschaften der ECCC über die verschiedenen Betriebsarten der Drehmomentwandleranordnung 38 quantifiziert. Die vorgesehenen Kupplungseigenschaften der ECCC 44 beinhalten eine Änderung des Reibungskoeffizienten µ der Reibungsscheiben 88, die zu einem Schlupf der Reibungsscheiben führen kann, und/oder eine Änderung der Drehzahl ω_p der Reibungsscheiben 88 gegenüber den Reaktionsscheiben 90. Eine derartige Variation der Drehzahl ω_p der Reibungsscheiben 88 kann ein unerwünschtes Verrutschen der Reibungsscheiben infolge einer Verschlechterung des Reibungskoeffizienten µ und/oder eines Rückgangs der Größe des Hydraulikdrucks signalisieren.
Die Steuerung 126 ist weiterhin dazu konfiguriert, eine Steueraktion 130 in Bezug auf die ECCC 44 auszuführen. Insbesondere soll die Steueraktion 130 durch die Steuerung 126 ausgeführt werden, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient 128 für mindestens eine der spezifischen Betriebsarten der Drehmomentwandleranordnung 38 kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert 132 ist. Der kalibrierte SOH-Schwellenwert 132 kann während der Validierung und Prüfung der ECCC 44 empirisch ermittelt werden, sei es im Rahmen einer dedizierten Überbrückungskupplungsprüfung oder im Rahmen der Prüfung der Drehmomentwandleranordnung 38, des Getriebes 20 und/oder des Fahrzeugs 10. Der berechnete nummerische SOH-Koeffizient 128 kann mit dem kalibrierten SOH-Schwellenwert 132 für jeden beliebigen Betriebspunkt des Motors 14 auf der Drehmomentkurve T_i verglichen werden, und die identifizierten diskreten SOH-Koeffizienten 128 für diese Betriebspunkte können im Speicher der Steuerung 126 gespeichert werden.
Die Steueraktion 130 kann das Aktivieren eines sensorischen Signals 134 beinhalten, wie beispielsweise einer Störungsanzeigeleuchte (MIL), die dazu konfiguriert ist, entweder einem Bediener des Fahrzeugs 10 oder einem Dienstleister zu signalisieren, dass ein Service der ECCC 44 erforderlich ist. Die Steueraktion 130 kann ferner das selektive Bereitstellen des nummerischen SOH-Koeffizienten 128 an einen Dienstleister für die Drehmomentwandleranordnung 38 beinhalten. Der nummerische SOH-Koeffizient 128 kann ein Indikator für den prozentualen Gesundheitszustand der ECCC 44 sein. Die Steueraktion 130 kann ferner das Anpassen der Größe 127 des Hydraulikdrucks beinhalten. Darüber hinaus kann jede Aktivierung des Sensorsignals 134 im Speicher der Steuerung 126 gespeichert werden.
Die Steueraktion 130 kann das Reduzieren des Eingangsdrehmoments T_i beinhalten. Die Steueraktion 130 kann zudem das Begrenzen des Betriebs des Motors 12 auf einen vorgeschriebenen Notbetrieb beinhalten, wobei das Eingangsdrehmoment T_i auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient 128 kleiner als der kalibrierte SOH-Schwellenwert 132 ist. Die Steuerung 126 kann konfiguriert werden, um den nummerischen SOH-Koeffizienten 128 der ECCC 44 über verschiedene mathematische Funktionsanalysemethoden oder -ansätze zu berechnen. Der spezifische Ansatz zum Ermitteln des nummerischen SOH-Koeffizienten 128 der ECCC 44 kann basierend auf der spezifischen Kupplungscharakteristik der ECCC 44, deren Beziehung zu anderen Eigenschaften, und der Qualität der repräsentativen Daten ausgewählt werden.
So kann beispielsweise die Steuerung 126 konfiguriert werden, um den nummerischen SOH-Koeffizienten 128 des ECCC 44 über eine Regressionsanalyse zu berechnen. In der statistischen Modellierung ist die Regressionsanalyse ein statistischer Prozess zum Schätzen der Beziehungen zwischen Variablen. Die Regressionsanalyse beinhaltet viele Techniken zur Modellierung und Analyse mehrerer Variablen, wenn der Fokus auf der Beziehung zwischen einer abhängigen oder „Kriterium“-Variablen und einer oder mehreren unabhängigen Variablen oder „Prädiktoren“ liegt. Genauer gesagt, ermöglicht die Regressionsanalyse ein Verständnis dafür, wie sich ein repräsentativer Wert der abhängigen Variablen ändert, wenn eine der unabhängigen Variablen variiert wird, während die anderen unabhängigen Variablen unverändert gehalten werden. Alternativ kann die Steuerung 126 konfiguriert werden, um den nummerischen SOH-Koeffizienten 128 über eine Zeitbereichsanalyse zu berechnen. Der Zeitbereich ist die Analyse mathematischer Funktionen, physikalischer Signale oder Zeitreihen von Wirtschafts- oder Umweltdaten in Bezug auf die Zeit. Im Zeitbereich ist der Wert des Signals oder der Funktion für alle reellen Zahlen bekannt, für den Fall der kontinuierlichen Zeit oder bei einer diskreten Zeit zu verschiedenen Zeitpunkten. Ein Zeitbereichsdiagramm zeigt, wie sich ein Signal mit der Zeit verändert.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung 126 konfiguriert werden, um den nummerischen SOH-Koeffizienten 128 über eine Frequenzbereichsanalyse zu berechnen. Bei der statistischen Signalverarbeitung ist die Frequenzbereichs-Analyse oder die Spektraldichteschätzung(SDE) ein Algorithmus, der die Stärke verschiedener Frequenzkomponenten, d.h. des Leistungsspektrums, eines Zeitbereichssignals schätzt. Im Allgemeinen charakterisiert die Spektraldichte, auch als spektrale Leistungsdichte bezeichnet, den Frequenzgehalt des ausgewerteten Signals. Im Vergleich zu einem Zeitbereichsdiagramm zeigt ein Frequenzbereichsdiagramm, wie viel des Signals innerhalb eines ermittelten Frequenzbandes in einem Frequenzbereich liegt. Das Ziel von SDE ist es, die Spektraldichte eines zufälligen Signals aus einer Folge von Zeitstichproben des Signals zu schätzen. Ein Zweck der Schätzung der Spektraldichte besteht darin, Periodizitäten in den Daten zu erfassen, indem Spitzenwerte bei den Frequenzen beobachtet werden, die diesen Periodizitäten entsprechen.
3 verdeutlicht ein prognostisches Verfahren 200, das dazu konfiguriert ist, den Zustand der Überbrückungskupplung, z. B. der ECCC 44, vorherzusagen. Neben der Vorhersage des Gesundheitszustands der ECCC 44 beinhaltet das Verfahren auch das Betreiben der ECCC als Reaktion auf die vorhergesagten, wie vorstehend in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Das Verfahren 200 wird im Rahmen 202 eingeleitet, wobei der Pumpengehäuseabschnitt 54 der Drehmomentwandleranordnung 38 durch den Motor 14 gedreht wird und das durch die Pumpe 42 zugeführte druckbeaufschlagte Fluid 58 aufnimmt. Nach dem Rahmen 202 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 204 fort. Im Rahmen 204 beinhaltet die Methode das Ermitteln der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o der Drehmomentwandleranordnung 38, wie beispielsweise über die Steuerung 126, die auf eine Datentabelle zugreift oder Signale von den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsdrehzahlsensoren 120, 122, welche die erfassten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o der Drehmomentwandleranordnung 38 anzeigen.
Nach dem Rahmen 204 wird das Verfahren mit dem Rahmen 206 fortgesetzt, wobei das Verfahren das Ermitteln der Größe 127 des Hydraulikdrucks, der von der Pumpe 42 erzeugt und von der Drehmomentwandleranordnung 38 verwendet wird, über die Steuerung 126 beinhaltet. Wie in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, wird im Rahmen 206, der die Größe 127 des Hydraulikdrucks ermittelt, der Zugriff auf eine Referenztabelle über die Steuerung 126 vorgesehen. Alternativ kann das Ermitteln der Größe 127 des Hydraulikdrucks auch das Erfassen des Hydraulikdrucks über einen Hydraulikdrucksensor 124 und das Empfangen eines Signals, das den über die Steuerung 126 erfassten Hydraulikdruck anzeigt, beinhalten. Nach dem Rahmen 206 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 208 fort. Im Rahmen 208 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Überbrückungskupplung über die Steuerung 126, d.h. der ECCC 44, über mehrere Betriebsarten der Drehmomentwandleranordnung 38 unter Verwendung der erfassten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o und der ermittelten Größe 127 des Hydraulikdrucks.
Nach dem Rahmen 208 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 210 fort. Im Rahmen 210 beinhaltet das Verfahren das Berechnen des nummerischen SOH-Koeffizienten 128 der ECCC 44 über die Steuerung 126, der eine relative Schwere der Verschlechterung einer Vielzahl von Eigenschaften der Überbrückungskupplung über die verschiedenen Betriebsarten des Drehmomentwandlers quantifiziert. Wie vorstehend in Bezug auf die 1-2 beschrieben, kann das Berechnen des nummerischen SOH-Koeffizienten 128 der Überbrückungskupplung mittels Regressionsanalyse, Zeitbereichsanalyse oder Frequenzbereichsanalyse durchgeführt werden. Nach dem Rahmen 210 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 212 fort. Im Rahmen 212 beinhaltet das Verfahren das Durchführen einer Steueraktion bezüglich der ECCC 44 über die Steuerung 126, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient 128 für mindestens eine der Betriebsarten des Drehmomentwandlers kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert 132 ist.
Wie ebenfalls in Bezug auf die 1-2 beschrieben, kann die Steueraktion 130 das Aktivieren eines Serviceindikators beinhalten, der dazu konfiguriert ist, zu signalisieren, dass ein Service der ECCC 44 erforderlich ist. Die Steueraktion 130 kann weiterhin konfiguriert werden, um den nummerischen SOH-Koeffizienten 128 an den Fahrzeugführer oder einen Drehmomentwandler-Dienstleister, wie beispielsweise eine Vertragswerkstatt, weiterzugeben. Des Weiteren kann die Steueraktion 130 das Anpassen der Größe 127 des Hydraulikdrucks und/oder das Reduzieren des Eingangsdrehmoments T_i beinhalten. Als Teil der Steueraktion 130 kann das Verfahren zudem das Begrenzen des Betriebs des Motors 14 auf einen vorgeschriebenen Notbetrieb beinhalten, wobei das Eingangsdrehmoment T_i auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient 128 kleiner als der kalibrierte SOH-Schwellenwert 132 ist.
Nach dem Rahmen 212 kann das Verfahren 200 zum Rahmen 204 zurückschleifen, um die Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen W_i, W_o der Drehmomentwandleranordnung 38 zu erfassen. Insgesamt kann das Verfahren 200 verwendet werden, um den Zustand einer Wandlerüberbrückungskupplung vorherzusagen und Betriebsparameter zum Anpassen der Drehmomentübertragung über die Überbrückungskupplung zu regeln. Das Verfahren kann zudem verwendet werden, um einen Benutzer des Fahrzeugs 10 oder einen Servicetechniker über die erforderliche Wartung der Überbrückungskupplung als Reaktion auf das Vergleichen des ermittelten nummerischen SOH-Koeffizienten 128 mit dem kalibrierten SOH-Schwellenwert 132 zu informieren, und den Motor 14 in einen Notbetrieb zu versetzen, um das Drehmoment zu reduzieren, das die Überbrückungskupplung übertragen muss, wenn der vorhergesagte Betriebszustand der Überbrückungskupplung unter einen kritischen Wert sinkt.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konzepte und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den hinzugefügten Ansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Vorhersagen des Zustands und zum Steuern einer Überbrückungskupplung, die über einen Hydraulikdruck betätigt wird und in einem Drehmomentwandler eines Automatikgetriebes angeordnet ist, das Verfahren umfassend: das Ermitteln von Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers über die Steuerung; das Ermitteln einer Größe des Hydraulikdrucks über die Steuerung; das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Überbrückungskupplung über mehrere Betriebsarten des Drehmomentwandlers, über die Steuerung, unter Verwendung der ermittelten Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen des Drehmomentwandlers und der ermittelten Größe des Hydraulikdrucks; das Berechnen eines nummerischen Zustands (SOH)-Koeffizienten der Überbrückungskupplung über die Steuerung, der eine relative Schwere der Verschlechterung einer Vielzahl von Eigenschaften der Überbrückungskupplung über die verschiedenen Betriebsarten des Drehmomentwandlers quantifiziert; und das Ausführen einer Steueraktion bezüglich der Überbrückungskupplung über die Steuerung, wenn der berechnete nummerische SOH-Koeffizient für mindestens eine der Betriebsarten des Drehmomentwandlers kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Überbrückungskupplung eine Reibungskupplung ist und die Überbrückungskupplungseigenschaften mindestens einen Reibungskoeffizienten und eine Drehzahländerung davon beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: das Erfassen des Hydraulikdrucks über einen Hydraulikdrucksensor; und das Empfangen des erfassten Hydraulikdrucks über die Steuerung, um die Größe des Hydraulikdrucks zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Berechnen des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung über eine Regressionsanalyse erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Berechnen des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung über eine Zeitbereichsanalyse erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Berechnen des nummerischen SOH-Koeffizienten der Überbrückungskupplung über eine Frequenzbereichsanalyse erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Steueraktion das Aktivieren einer Serviceanzeige beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, zu signalisieren, dass ein Service der Überbrückungskupplung erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die Steueraktion weiterhin dazu konfiguriert ist, den nummerischen SOH-Koeffizienten einem Dienstleister des Drehmomentwandlers zur Verfügung zu stellen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Steueraktion das Anpassen der Größe des Hydraulikdrucks beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Ermitteln eines Eingangsdrehmoments zum Drehmomentwandler, worin die Steueraktion das Reduzieren des Eingangsdrehmoments beinhaltet.