DE102011018797A1

DE102011018797A1 - System und verfahren zum schnellen springen bei synchronisation

Info

Publication number: DE102011018797A1
Application number: DE102011018797A
Authority: DE
Inventors: Harinath Atmaram; Matthew D. Whitton; Robert L. Williams; Mark A. Schang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: DE102011018797B4; US20110275479A1; CN102235487A; US8323150B2; CN102235487B

Abstract

Ein Steuersystem umfasst ein Schaltstadium-Ermittlungsmodul und ein Kupplungssteuermodul. Das Schaltstadium-Ermittlungsmodul ermittelt eine Dauer eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, wenn ein zweiter Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung angefordert wird, wobei ein Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ein Herunterschaltvorgang eines Getriebes ist, der auftritt, wenn ein Gaspedal niedergedrückt wird. Das Kupplungssteuermodul schließt den ersten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ab und startet selektiv das Steuern des zweiten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, bevor der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung endet.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/331090, die am 4. Mai 2010 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit mit aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Steuersysteme und -verfahren zum Schalten eines Automatikgetriebes, die die Schaltansprechzeit und das Schaltgefühl verbessern.
HINTERGRUND
Der hierin angegebene Hintergrundabschnitt dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzulegen. Die Arbeit der vorliegend genannten Erfinder bis zu dem Ausmaß, zu dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik qualifizieren, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zülässig.
Ein Automatikgetriebe umfasst im Allgemeinen eine Anzahl von Zahnradelementen und Drehmoment herstellenden Einrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen. Die Kupplungen und Bremsen sind selektiv einrückbar, um bestimmte Zahnradelemente zu aktivieren. Zahnradelemente werden aktiviert, um eine gewünschtes Drehzahl- oder Übersetzungsverhältnis zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle herzustellen.
Die Getriebeeingangswelle ist mit einer Maschine durch eine Fluidkupplungseinrichtung, wie etwa einen Drehmomentwandler, verbunden. Die Getriebeausgangswelle ist mit Fahrzeugrädern verbunden. Das Schalten von einem Übersetzungsverhältnis in ein anderes kann in Ansprechen auf Änderungen der Drosselklappenstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt werden.
Ein Schalten von einem Zahnradelement zu einem anderen kann ein Hochschaltvorgang (d. h. ein Schaltvorgang in einen höheren Gang) oder ein Herunterschaltvorgang (d. h. ein Schaltvorgang in einen niedrigeren Gang) sein. Der Schaltvorgang kann ferner definiert sein als ein Schaltvorgang mit anstehender Leistung (d. h. ein Schaltvorgang, der auftritt, wenn ein Gaspedal gedrückt wird) oder ein Schaltvorgang ohne anstehende Leistung (d. h. ein Schaltvorgang, der auftritt, wenn ein Gaspedal gelöst wird). Schaltvorgänge mit anstehender Leistung (Hochschaltvorgänge und Herunterschaltvorgänge) können eine genauere Steuerung als Schaltvorgänge ohne anstehende Leistung erfordern, da Schaltvorgänge, die auftreten, wenn ein Fahrzeug beschleunigt, für einen Fahrer stärker bemerkbar sein werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Steuersystem umfasst ein Schaltstadium-Ermittlungsmodul und ein Kupplungssteuermodul. Das Schaltstadium-Ermittlungsmodul ermittelt eine Dauer eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, wenn ein zweiter Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung angefordert wird. Ein Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ist ein Herunterschaltvorgang eines Getriebes, der auftritt, wenn ein Gaspedal niedergedrückt wird. Das Kupplungssteuermodul schließt den ersten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ab und stattet selektiv den zweiten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung bevor der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung endet.
Ein Verfahren umfasst, dass eine Dauer eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung ermittelt wird, wenn ein zweiter Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung angefordert wird, der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung abgeschlossen wird und selektiv gestartet wird, den zweite Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung zu steuern, bevor der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung endet.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen sind die oben beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem greifbaren computerlesbaren Medium befinden, wie etwa, ohne Einschränkung darauf, Speicher, nichtflüchtiger Datenspeicher und/oder andere geeignete greifbare Speichermedien.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend angegebenen ausführlichen Beschreibung deutlich werden. Es ist zu verstehen, dass die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugsystems mit einem Steuermodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Teilschema eines in 1 gezeigten Getriebes ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm des Steuermoduls von 1 ist;
4 ein Verfahren zum Schalten eines Automatikgetriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 und 6 Steuersignale und Sensorsignale veranschaulichen, wenn ein Automatikgetriebe gemäß dem Stand der Technik geschaltet wird; und
7 bis 10 Steuersignale und Sensorsignale veranschaulichen, wenn ein Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung geschaltet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken. Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. So wie er hierin verwendet wird, sollte der Ausdruck zumindest eines von A, B und C derart aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen Oders (d. h. A und/oder B und/oder C) bedeutet. Es ist zu verstehen, dass Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
So wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (geteilt, dediziert oder eine Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebenen Funktionalität bereitstellen.
In einem typischen Automatikgetriebe kann ein Herunterschaltvorgang ausgelöst werden, wenn ein Fahrer in ein Gaspedal steigt, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Wenn der Fahrer dann darüber hinaus das Gaspedal während des Herunterschaltvorgangs niederdrückt, um die Beschleunigung zu erhöhen, kann ein zweiter Herunterschaltvorgang befohlen werden. Dieser zweite Herunterschaltvorgang kann nicht ausgeführt werden, bevor der erste Herunterschaltvorgang abgeschlossen ist. Infolgedessen kann die Schaltansprechzeit zunehmen und das Schaltgefühl kann sich verschlechtern.
Aufeinanderfolgende Herunterschaltvorgänge können auch ausgeführt werden, wenn der Fahrer ein Gaspedal beträchtlich niederdrückt, um das Fahrzeug schnell zu beschleunigen. In diesem Fall kann ein verbotener Herunterschaltvorgang angefordert werden, so dass aufeinanderfolgende Herunterschaltvorgänge ausgeführt werden können, um der Anforderung nachzukommen. Ein verbotener Herunterschaltvorgang ist ein Herunterschaltvorgang, der mit sich bringt, dass alle angelegten Kupplungen in einem Getriebe gelöst werden. Ein verbotener Herunterschaltvorgang kann das Getriebe beschädigen und ist daher verboten.
Wenn zum Beispiel der Fahrer ein Gaspedal beträchtlich niederdrückt, können die Aktionen des Fahrers als eine Anforderung für einen 6-3-Schaltvorgang (d. h. einen Schaltvorgang vom sechsten Gang in den dritten Gang) interpretiert werden. Bei manchen Kupplung-zu-Kupplung-Getrieben kann ein 6-3-Schaltvorgang das Lösen der beiden angelegten Kupplungen erfordern. Somit kann der Anforderung mit zwei Schaltvorgängen nachgekommen werden, und zwar mit einem 6-5-Schaltvorgang und einem 5-3-Schaltvorgang.
Es sind Steuersysteme und -verfahren entwickelt worden, die einen Schaltvorgang mit Springen über Neutral ausführen, wenn zwei aufeinanderfolgende Herunterschaltvargänge angefordert werden (siehe z. B. die eigene US-Patentanmeldung 12/692,043). Ein Schaltvorgang mit Springen über Neutral tritt auf, wenn ein Getriebe von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis über einen neutralen Zustand ”springt”. In einem Schaltvorgang mit Springen über Neutral wird der erste Schaltvorgang abgebrochen, jegliche haltenden Kupplungen werden gelöst, das Getriebe wird in den neutralen Zustand versetzt, und die Kupplungen für das gewünschte Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs werden angelegt.
Ein Schaltvorgang mit Springen über Neutral kann ausgeführt werden, um einer Anforderung für einen verbotenes Herunterschaltvorgang nachzukommen. Unter diesen Umständen erfordert ein Schaltvorgang mit Springen über Neutral nicht das Abbrechen eines ersten Schaltvorgangs, da die aufeinanderfolgenden Herunterschaltvorgänge angefordert werden, bevor der erste Schaltvorgang beginnt. Somit werden bei einem Schaltvorgang mit Springen über Neutral, der einer Anforderung für einen verbotenen Herunterschaltvorgang nachkommt, jegliche haltenden Kupplungen gelöst, das Getriebe wird in den neutralen Zustand versetzt, und die Kupplungen für das gewünschte Übersetzungsverhältnis werden angelegt.
Das Ausführen eines Schaltvorgangs mit Springen über Neutral, wenn eine Beschleunigung angefordert wird, kann das Schaltgefühl verschlechtern. Zum Beispiel kann ein Drehmomentloch resultieren, was bewirkt, dass der Fahrer wahrnimmt, dass sich ein Fahrzeug verlangsamt, wenn eine Beschleunigung angefordert wird. Ein Drehmomentloch kann Kopfwickeln und ein nicht eingängiges Gefühl hervorrufen.
Ein Steuersystem und verfahren zum Schalten eines Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung beginnt ein zweiter Herunterschaltvorgang bevor ein erster Herunterschaltvorgang endet. Der zweite Herunterschaltvorgang wird begonnen, wenn oder bevor die Turbinenraddrehzahl des ersten Herunterschaltvorgangs Synchronisation erreicht. In diesem Zusammenhang ist der zweite Herunterschaltvorgang ein Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation. Ein Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation tritt auf, wenn ein Getriebe von einem ersten Herunterschaltvorgang zu einem zweiten Herunterschaltvorgang bei Synchronisation des ersten Herunterschaltvorgangs ”springt” Synchronisation tritt auf, wenn eine gemessene Turbinenraddrehzahl gleich einer geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzzungsverhältnis ist.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das Fahrzeugsystem 10 umfasst einen Antriebsstrang 12 der durch ein Steuermodul 14 gesteuert wird. Das Steuermodul 14 empfängt Eingänge von Fahrerschnittstelleneinrichtungen, wie etwa einer Bereichswähleinrichtung 16 und einem Gaspedal 18, und von nachstehend besprochenen Sensoren, die Betriebsbedingungen des Fahrzeugsystems 10 erfassen. Der Antriebsstrang 12 umfasst eine Maschine 20, einen Drehmomentwandler 22, ein Getriebe 24, einen Endantrieb 26 und ein oder mehrere angetriebene Räder 28. Die Maschine 20 erzeugt Antriebsdrehmoment, das durch den Drehmomentwandler 22 auf das Getriebe 24 übertragen wird. Das Getriebe 24 überträgt das Antriebsdrehmoment auf den Endantrieb 26 mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, um die Räder 28 anzutreiben.
Die Maschine 20 umfasst ein Einlasssystem 30, das eine Drosselklappe 32 umfasst, einen oder mehrere Zylinder 34, ein Abgassystem 36 und eine Kurbelwelle 38. Luft wird in die Zylinder 34 durch das Einlasssystem 30 gesaugt und mit Kraftstoff vermischt und das resultierende Luft/Kraftstoff-Gemisch (L/K-Gemisch) wird in den Zylindern 34 verbrannt. Die Verbrennung des L/K-Gemischs treibt Kolben (nicht gezeigt) an, die eine Drehung der Kurbelwelle 38 antreiben und dadurch Antriebsdrehmoment erzeugen. Die Kurbelwelle 38 ist mit dem Drehmomentwandler 22 gekoppelt und treibt seine Rotation an. Abgase, die während der Verbrennung erzeugt werden, werden durch das Abgassystem 36 ausgestoßen.
Der Drehmomentwandler 22 umfasst ein Pumpenrad 40, ein Turbinenrad 42 und einen Stator (nicht gezeigt). Das Pumpenrad 40 ist antriebstechnisch mit der Kurbelwelle 38 gekoppelt. Das Turbinenrad 42 ist fluidtechnisch mit dem Pumpenrad 40 gekoppelt und treibt eine Rotation des Getriebes 24 an. Der Stator ist zwischen dem Pumpenrad 40 und dem Turbinenrad 42 angeordnet und kann verwendet werden, um das Drehmoment, das durch den Drehmomentwandler 22 übertragen wird, zu verändern.
Das Getriebe 24 umfasst eine Eingangswelle 50, eine Ausgangswelle 52, einen Zahnradstrang 54, Reibelemente 56 und ein hydraulisches Steuersystem 58. Die Eingangswelle 50 koppelt das Turbinenrad 42 antriebstechnisch mit dem Zahnradstrang 54. Die Ausgangswelle koppelt den Zahnradstrang 54 und den Endantrieb 26 antriebstechnisch. Der Zahnradstrang 54 überträgt Drehmoment von der Eingangswelle 50 auf die Ausgangswelle 52 mit einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen.
Nun unter Bezugnahme auf 2 umfasst ein Beispiel des Zahnradstrangs 54 drei miteinander verbundene Planetenradsätze 60, 62, 64. Die Planetenradsätze 60, 62, 64 umfassen jeweilige Sonnenräder 70, 72, 74, Träger 80, 82, 84, Planetenräder 90, 92, 94 und Hohlräder 100, 102, 104. Die Reibelemente 56 umfassen Kupplungen 200, 202, 204, 206, 208, die selektiv einrückbar sind, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes 24 herzustellen. Der Einfachheit halber werden die Reibelemente 56 nachstehend und in den Figuren als Kupplungen 56 bezeichnet.
In dem vorliegenden Beispiel treibt die Eingangswelle 50 das Sonnenrad 70 des Zahnradsatzes 60 kontinuierlich an. Die Eingangswelle 50 treibt die Sonnenräder 72, 74 der Zahnradsätze 62, 64 über die Kupplung 200 selektiv an und treibt den Träger 82 des Zahnradsatzes 62 über die Kupplung 202 selektiv an. Die Hohlräder 100, 102, 104 werden über Kupplungen 204, 206 bzw. 208 selektiv festgelegt. Die Kupplungen 56 werden selektiv eingerückt, um sechs Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bzw.
Vorwärtsgänge (1, 2, 3, 4, 5, 6), ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bzw. einen Rückwärtsgang (R) und einen neutralen Modus (N) zur Verfügung zu stellen. Die Tabelle unten fasst den Einrückungszustand der Kupplungen 56 für jedes Übersetzungsverhältnis und für den neutralen Modus zusammen.

200 202 204 206 208

1 X X

2 X X

3 X X

4 X X

5 X X

6 X X

R X X

N X
In der obigen Tabelle gibt ein ”X” an, dass die Kupplung in dieser Spalte für das Übersetzungsverhältnis in dieser Zeile eingerückt ist. Das Schalten von einem Übersetzungsverhältnis zum anderen wird erreicht, indem eine oder mehrere eingerückte Kupplungen, die als weggehende Kupplungen bezeichnet werden, ausgerückt werden, während eine oder mehrere ausgerückte Kupplungen, die als herankommende Kupplungen bezeichnet werden, eingerückt werden. Zum Beispiel kann das Getriebe von dem sechsten Gang in den fünften Gang heruntergeschaltet werden, indem Kupplung 206 ausgerückt wird, während die Kupplung 208 eingerückt wird. In diesem Beispiel ist Kupplung 206 die weggehende Kupplung und Kupplung 208 ist die herankommende Kupplung.
Wieder unter Bezugnahme auf 1 steuert das hydraulische Steuersystem 58 verschiedene Komponenten des Getriebes 24, einschließlich des Zahnradstrangs 54. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung steuert das hydraulische Steuersystem 58 den Betrieb der Kupplungen 56 und umfasst eine Hydraulikdruckquelle 106 und einen Hydraulikkreis 108. Die Hydraulikdruckquelle 106 führt dem Hydraulikkreis 108 Hydraulikfluid bei einem ersten Druck zu. Der erste Druck, der dem Hydraulikkreis 108 zugeführt wird, kann als Leitungsdruck bezeichnet werden.
Der Hydraulikkreis 108 führt das Hydraulikfluid selektiv den Kupplungen 56 mit zweiten Drücken auf der Basis von Druckbefehlen zu, die von dem Steuermodul 14 empfangen werden. Die zweiten Drücke können als Kupplungssteuerdrücke bezeichnet werden. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann der Hydraulikkreis 108 elektromechanische Aktuatoren, wie Magnetventile, und hydraulische Elemente, wie Tellerventile und Rückschlagventile, zum Steuern der Kupplungssteuerdrücke umfassen. Der Hydraulikkreis 108 steuert die Kupplungssteuerdrücke, indem den Einrückkammern der Kupplungen 56 selektiv Fluid zugeführt oder aus diesen Fluid ausgetragen wird.
Das Steuermodul 14 steuert den Betrieb der Maschine 20 und des Getriebes 24 auf der Basis von Fahrereingaben, die von der Bereichswähleinrichtung 16 und dem Gaspedal 18 empfangen werden. Die Bereichswähleinrichtung 16 wird von einem Fahrer verwendet, um einen gewünschten Bereich oder ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes 24 zu befördern. Das Gaspedal 18 wird von dem Fahrer verwendet, um eine gewünschte Beschleunigung zu befördern. Das Steuermodul 14 steuert auch den Betrieb auf der Basis von Fahrzeugeingängen, die von verschiedenen Sensoren empfangen werden, die eine oder mehrere Betriebsbedingungen des Fahrzeugsystems 10 erfassen.
Das Steuermodul 14 umfasst ein Schaltsteuermodul 110, das Kupplungssteuerdrücke für weggehende und herankommende Kupplungen während Herunterschaltvorgängen mit anstehender Leistung (d. h. Herunterschaltvorgängen, die auftreten, wenn das Gaspedal 18 niedergedrückt wird) steuert. Das Schaltsteuermodul 110 steuert die Kupplungssteuerdrücke, indem es zeitlich abgestimmte Steuersignale an den Hydraulikkreis 108 ausgibt, die die gewünschten Kupplungssteuerdrücke angeben. Wie es nachstehend ausführlicher besprochen wird, steuert das Schaltsteuermodul 110 die Kupplungssteuerdrücke auf der Basis von Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können Turbinenraddrehzahl, kompensiertes Eingangsdrehmoment, Getriebetemperatur, Umgebungsdruck, Zahnradschlupf und Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Die Turbinenraddrehzahl ist eine Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenrads 42. Die Turbinenraddrehzahl kann unter Verwendung verschiedener Verfahren ermittelt werden. Als ein Beispiel kann die Turbinenraddrehzahl auf der Basis von einer Drehzahl der Eingangswelle 50 ermittelt werden. Ein Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor (TISS-Sensor) 112 kann die Drehzahl der Eingangswelle 50 messen.
Das kompensierte Eingangsdrehmoment ist eine Schätzung des tatsächlichen Eingangsdrehmoments, das auf die Eingangswelle 50 übertragen wird. Das kompensierte Eingangsdrehmoment berücksichtigt Trägheitseffekte, die zu der Maschine 20 und dem Drehmomentwandler 22 gehören, sowie eine Drehmomentvervielfachung durch den Drehmomentwandler 22. Somit kann das kompensierte Eingangsdrehmoment auf einem geschätzten Maschinenausgangsrehmoment, einer Maschinendrehzahl und einem Drehmomentwandler-Vervielfachungsverhältnis beruhen. Die Maschinendrehzahl kann auf der Basis von einer Drehzahl der Kurbelwelle 38 ermittelt werden. Ein Kurbelwellen-Drehzahlsensor 114 kann die Drehzahl der Kurbelwelle 38 erfassen.
Die Getriebetemperatur ist eine Schätzung der Temperatur des Fluids in den Einrückkammern der Kupplungen. Die Getriebetemperatur kann unter Verwendung verschiedener Verfahren ermittelt werden. Als ein Beispiel kann die Getriebetemperatur auf der Basis von einer Temperatur des Fluids, das durch die Hydraulikdruckquelle 106 zugeführt wird, ermittelt werden. Ein Getriebefluid-Temperatursensor 116 kann die Temperatur des Fluids erfassen.
Der Umgebungsluftdruck ist der absolute Druck der Umgebungsluft. Der Umgebungsdruck kann direkt durch einen Sensor gemessen werden, der den Umgebungsdruck misst. Alternativ kann der Umgebungsdruck auf der Basis von einer oder mehreren gemessenen Maschinenbetriebsbedingungen geschätzt werden, die einen Luftmassendurchsatz (MAF), einen Krümmerluftdruck (MAP) und eine Drosselstellung umfassen. Der MAF, der MAP und die Drosselklappenstellung können durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die in dem Einlasssystem 30 angeordnet sind. Zu Zwecken der vorliegenden Offenbarung ist nur ein Drosselstellungssensor 118 gezeigt, der eine Stellung der Drosselklappe 32 misst.
Zahnradschlupf ist ein Unterschied zwischen einer geschätzten Ausgangswellendrehzahl und einer gemessenen Ausgangswellendrehzahl. Zahnradschlupf kann auch ein Unterschied zwischen einer geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis und einer gemessenen Turbinenraddrehzahl sein. Positiver Zahnradschlupf tritt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl größer als die geschätzte Turbinenraddrehzahl ist. Die geschätzte Turbinenraddrehzahl bei dem befohlenen Übersetzungsverhältnis kann berechnet werden, indem eine Drehzahl der Ausgangswelle 52 mit dem befohlenen Übersetzungsverhältnis multipliziert wird. Ein Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor (TOSS-Sensor) 120 kann die Drehzahl der Ausgangswelle 52 messen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist die Lineargeschwindigkeit des Fahrzeugsystems 10. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf der Basis einer Drehzahl der Räder 28 ermittelt werden. Ein Raddrehzahlsensor 122 kann die Drehzahl der Räder 28 messen.
Das Schaltsteuermodul 110 steuert auch die Kupplungssteuerdrücke auf der Basis von einem Wähleinrichtungs-Stellungssensor 124 und einem Pedalstellungssensor 126. Der Wähleinrichtungs-Stellungssensor 124 erfasst die Stellung der Bereichswähleinrichtung 16. Der Pedalstellungssensor 126 erfasst die Stellung des Gaspedals 18. Das Schaltsteuermodul 110 steuert auch das Maschinenausgangsdrehmoment auf der Basis von den Eingängen, die von den Sensoren 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124 und 126 empfangen werden.
Das Schaltsteuermodul 110 kann einen Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ausführen, wenn der Pedalstellungssensor 126 angibt, dass der Fahrer in das Gaspedal 18 gestiegen ist. Das Schaltsteuermodul 110 kann einen ersten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung starten, wenn der Fahrer anfänglich in das Gaspedal 18 steigt, und kann einen zweiten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung starten, wenn der Fahrer weiter in das Gaspedal 18 steigt. Wenn dies auftritt, startet das Schaltsteuermodul 110 den zweiten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung, bevor der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung endet.
Das Schaltsteuermodul 110 startet den zweiten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung bei oder vor Synchronisation des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung. Synchronisation des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung tritt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der geschätzten Turbinenraddrehzahl bei dem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung ist. Auf diese Weise führt das Schaltsteuermodul 110 einen Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation aus.
Nun unter Bezugnahme auf 3 umfasst das Schaltsteuermodul 110 ein Schalttyp-Ermittlungsmodul 300, ein Schaltstadium-Ermittlungsmodul 302, ein Kupplungssteuermodul 304 und ein Maschinendrehmoment-Steuermodul 306. Das Schalttyp-Ermittlungsmodul 300 kommuniziert mit den Sensoren 118, 122 und ermittelt einen Schalttyp auf der Basis von der Drosselklappenstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Schalttyp-Ermittlungsmodul 300 umfasst einen Schaltplan 308, der eine Drosselklappenstellung und eine Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Übersetzungsverhältnis in Beziehung bringt.
Ein Übersetzungsverhältnis ist ein Verhältnis einer Getriebeeingangswellendrehzahl zu einer Getriebeausgangswellendrehzahl. Ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis kann auf der Basis von einer gegenwärtigen Drosselklappenstellung, einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Schaltplan 308 ermittelt werden. Ein Gangschaltvorgang wird befohlen, wenn das befohlene (d. h. gewünschte) Übersetzungsverhältnis sich von einem erzielten (d. h. gegenwärtigen) Übersetzungsverhältnis unterscheidet. Der Schalttyp kann auf der Basis von denn erzielten Übersetzungsverhältnis, dem befohlenen Übersetzungsverhältnis, der Drosselklappenstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
Ein Herunterschaltvorgang kann zum Beispiel ausgeführt werden, wenn das befohlene Übersetzungsverhältnis höher als das erzielte Übersetzungsverhältnis ist. Der Herunterschaltvorgang kann ein Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung oder ein Herunterschaltvorgang ohne anstehende Leistung sein. Ein Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung kann auftreten, wenn das Gaspedal 18 niedergedrückt wird und die Drosselklappe 32 zur Beschleunigung geöffnet wird. Ein Herunterschaltvorgang ohne anstehende Leistung kann auftreten, wenn das Gaspedal 18 gelöst wird und das Fahrzeug rollt und verzögert. Zum Beispiel kann ein Ausrollen von 40 Meilen pro Stunde (MPH) auf 35 MPH einen Herunterschaltvorgang ohne anstehende Leistung (d. h. einen Herunterschaltvorgang mit geschlossener Drosselklappe) von dem sechsten Gang in den fünften Gang (d. h. einen Sechs-Fünf-Schaltvorgang) bewirken.
Ein Hochschaltvorgang kann ausgeführt werden, wenn das befohlene Übersetzungsverhältnis niedriger als das erzielte Übersetzungsverhältnis ist. Der Hochschaltvorgang kann ein Hochschaltvorgang mit anstehender Leistung oder ein Hochschaltvorgang ohne anstehende Leistung sein. Ein Hochschaltvorgang mit anstehender Leistung kann ausgeführt werden, wenn das Gaspedal 18 niedergedrückt worden ist, die Drosselklappe 32 geöffnet worden ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht worden ist, nachdem das Gaspedal 18 niedergedrückt wurde. Ein Hochschaltvorgang ohne anstehende Leistung tritt auf, wenn das Gaspedal 18 gelöst wird, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht worden ist.
Das Schaltstadium-Ermittlungsmodul 302 umfasst ein Zeitglied 310, das aktiviert wird, wenn ein Schaltvorgang ausgeführt wird. Das Schaltstadium-Ermittlungsmodul 302 ermittelt ein Stadium des Schaltvorgangs auf der Basis von der Dauer des Schaltvorgangs, die von dem Zeitglied 310 gemessen wird und/oder der Turbinenraddrehzahl, die von dem TISS-Sensor 112 detektiert wird.
Das Kupplungssteuermodul 304 kann eine Zahl von Kupplungsübergangsmodulen umfassen, die unterschiedlichen Schalttypen entsprechen. Zum Beispiel kann das Kupplungssteuermodul 304 ein Modul zum 312 Hochschalten ohne anstehende Leistung, ein Modul 314 zum Hochschalten mit anstehender Leistung, ein Modul 316 zum Herunterschalten ohne anstehende Leistung und ein Modul 318 zum Herunterschalten mit anstehender Leistung umfassen. Das Kupplungssteuermodul 304 wählt ein Kupplungsübergangsmodul auf der Basis von dem vom Schalttyp-Ermittlungsmodul 300 ermittelten Schalttyp aus. Das ausgewählte Kupplungsübergangsmodul steuert das Getriebe 24, um einen Schaltvorgang auszuführen. Die Art und Weise, auf die das ausgewählte Kupplungsübergangsmodul den Schaltvorgang ausführt, kann von dem Schaltstadium abhängen, das von dem Schaltstadium-Ermittlungsmodul 302 empfangen wird, wie es nachstehend ausführlicher besprochen wird.
Das Kupplungssteuermodul 304 führt einen Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation aus, wenn das Schalttyp-Ermittlungsmodul 300 angibt, dass ein zweiter Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung während einer Ausführung eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung angefordert wird. Das Kupplungssteuermodul 304 führt auch einen Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation aus, wenn eine Schaltanforderung das Lösen und Anlegen zweier Kupplungen erfordert. Das Kupplungssteuermodul 304 kann einen Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation gemäß dem Steuerverfahren zum Springen bei Synchronisation, das nachstehend unter Bezugnahme auf 4 besprochen wird, ausführen. Zusätzlich kann das Kupplungssteuermodul 304 einen Herunterschaltvorgang mit Springen bei Synchronisation ausführen, indem die Kupplungssteuersignale erzeugt werden, die nachstehend unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 besprochen werden.
Das Maschinendrehmoment-Steuermodul 306 kommuniziert mit dem Schaltstadium-Ermittlungsmodul 302 und dem Kupplungssteuermodul 304. Das Maschinendrehmoment-Steuermodul 306 steuert das Ausgangsdrehmoment der Maschine 20 während eines Herunterschaltvorgangs mit Springen bei Synchronisation. Das Maschinendrehmoment-Steuermodul 306 macht dies, indem es das Maschinensteuersignal erzeugt, das nachstehend unter Bezugnahme auf 10 besprochen wird.
Nun unter Bezugnahme auf 4 ist ein Steuerverfahren zum Springen bei Synchronisation gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Bei 402 ermittelt das Verfahren, ob ein zweiter Schaltvorgang während des ersten Schaltvorgangs angefordert wird. Das Verfahren kann diese Ermittlung auf der Basis von einem erzielten Übersetzungsverhältnis, einem befohlenen Übersetzungsverhältnis, einer Drosselklappenstellung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Schaltplan vornehmen. Wenn 402 falsch ist, fährt das Verfahren mit 404 fort; ansonsten fährt das Verfahren mit 406 fort.
Bei 404 ermittelt das Verfahren, ob ein verbotener Schaltvorgang angefordert wird. Das Verfahren kann auf der Basis von einem Schalttyp (z. B. Sechs-Drei) und der Tabelle, die oben unter Bezugnahme auf 2 besprochen wurde, ermitteln, dass ein verbotener Schaltvorgang angefordert wird. Wenn 404 falsch ist, kehrt das Verfahren zu 402 zurück. Ansonsten kann das Verfahren ermitteln, dass ein erster Schaltvorgang und ein zweiter Schaltvorgang angefordert werden, wenn der verbotene Schaltvorgang angefordert wird, und das Verfahren kann entweder mit 410 oder mit 406 fortfahren.
Bei 406 ermittelt das Verfahren ein erstes Schaltstadium zum Zeitpunkt der zweiten Schaltanforderung. Das Verfahren kann das erste Schaltstadium auf der Basis von einer gemessenen Dauer des ersten Schaltvorgangs ermitteln, die von einem Zeitglied geliefert werden kann, das aktiviert wird, wenn der erste Schaltvorgang startet. Wenn der erste Schaltvorgang und der zweite Schaltvorgang ausgeführt werden, um einer verbotenen Schaltanforderung nachzukommen, beträgt die gemessene Dauer null, da der erste Schaltvorgang und der zweite Schaltvorgang gleichzeitig (d. h. wenn der verbotene Schaltvorgang angefordert wird) angefordert werden. Bei 408 ermittelt das Verfahren, ob das erste Schaltstadium spät erfolgt. Das Verfahren kann ermitteln, dass das erste Schaltstadium spät erfolgt, wenn die gemessene Dauer länger als eine vorbestimmte Zeit ist. Wenn 408 falsch ist, fährt das Verfahren mit 410 fort; ansonsten fährt das Verfahren mit 412 fort.
Bei 412 löst das Verfahren eine erste weggehende Kupplung (d. h. eine weggehende Kupplung, die dem ersten Schaltvorgang zugeordnet ist) nach einem ersten Synchronisationszeitpunkt vollständig. Der erste Synchronisationszeitpunkt ist ein Zeitpunkt, wenn eine gemessene Turbinenraddrehzahl gleich einer geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs ist. Ein vollständiges Lösen der ersten weggehenden Kupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt verhindert eine unerwünschte Zunahme der Fahrzeugbeschleunigung zwischen dem ersten und zweiten Schaltvorgang, wodurch das Schaltgefühl verbessert wird.
Bei 410 steuert das Verfahren die erste weggehende Kupplung, um eine Turbinenradverzögerung zu verhindern. Das Verfahren kann dies erreichen, indem ein Steuerdruck für die erste weggehende Kupplung bei einem vorbestimmten Druck begrenzt wird. Bei 414 löst das Verfahren die erste weggehende Kupplung bei oder vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt vollständig. Dies bewirkt, dass die gemessene Turbinenraddrehzahl durch den ersten Synchronisationszeitpunkt hindurch zunimmt, wobei die Schaltzeit, die die Zeit zwischen dem ersten und zweiten Schaltvorgang umfasst, minimiert wird.
Bei 416 startet das Verfahren das Anlegen einer zweiten herankommenden Kupplung (d. h. einer herankommenden Kupplung, die dem zweiten Schaltvorgang zugeordnet ist) bei oder vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt. Das Verfahren legt die zweite herankommende Kupplung an, indem ein Steuerdruck für die zweite herankommende Kupplung erhöht wird.
Bei 418 ermittelt das Verfahren, ob der zweite Schaltvorgang das Lösen einer ersten Haltekupplung (d. h. einer Haltekupplung, die dem ersten Schaltvorgang zugeordnet ist) erfordert. Das Verfahren kann unter Verwendung des Schalttyps und der obigen Tabelle ermitteln, ob der zweite Schaltvorgang das Lösen der ersten Haltekupplung erfordert. Wenn 418 falsch ist, fährt das Verfahren mit 420 fort; ansonsten fährt das Verfahren mit 422 fort.
Bei 422 startet das Verfahren das Lösen der ersten Haltekupplung vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt. Das Verfahren startet das Lösen der ersten Haltekupplung, indem ein Steuerdruck für die erste Haltekupplung verringert wird. Das Lösen der ersten Haltekupplung vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt minimiert die Schaltzeit.
Bei 424 stellt das Verfahren die erste Haltekupplung bei dem ersten Synchronisationszeitpunkt unter Verwendung eines vorbestimmten Drucks, der Kupplungsschlupf verhindert, bereit. Der vorbestimmte Druck kann bei oder geringfügig über einem Minimaldruck, der Schlupf verhindert, liegen. Das Bereitstellen der ersten Haltekupplung auf diese Weise verhindert ein Lösen von zwei Kupplungen gleichzeitig und verringert die Zeit, die erforderlich ist, um die erste Haltekupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt vollständig zu lösen, wobei die Schaltzeit minimiert wird.
Bei 426 legt das Verfahren eine erste herankommende Kupplung inkrementell an, um das Schaltgefühl zu optimieren (d. h. eine herankommende Kupplung, die dem ersten Schaltvorgang zugeordnet ist). Die zeitliche Abstimmung und die Anlegerateninkremente können auf der Basis von einer gewünschten Schaltzeit und einem Getriebeeingangsdrehmoment ermittelt werden. Wenn 418 wahr ist, wird die erste herankommende Kupplung eine zweite Haltekupplung (d. h. eine Haltekupplung, die dem zweiten Schaltvorgang zugeordnet ist), wenn der erste Schaltvorgang endet und der zweite Schaltvorgang beginnt. An diesem Punkt wendet das Verfahren die zweite Haltekupplung auf die gleiche Weise an.
Bei 420 unterlässt das Verfahren, dass die erste herankommende Kupplung vollständig angelegt wird. Wenn 418 wahr ist, wird die erste herankommende Kupplung eine zweite weggehende Kupplung (d. h. eine weggehende Kupplung, die dem zweiten Schaltvorgang zugeordnet ist), wenn der erste Schaltvorgang endet und der zweite Schaltvorgang beginnt. Das Unterlassen, die erste herankommende Kupplung vollständig anzulegen, verringert die Zeit, die erforderlich ist, um die erste herankommende Kupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt vollständig zu lösen, wobei die Schaltzeit minimiert wird.
Bei 428 stellt das Verfahren die erste herankommende Kupplung unter Verwendung eines vorbestimmten Drucks bereit, der Kupplungsschlupf verhindert. Der vorbestimmte Druck kann bei oder geringfügig über einem Minimaldruck, der Kupplungsschlupf verhindert, liegen. Das Bereitstellen der ersten herankommenden Kupplung auf diese Weise verringert die Zeit, die erforderlich ist, um die erste herankommende Kupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt vollständig zu lösen, wobei die Schaltzeit minimiert wird.
Bei 430 löst das Verfahren die zweite weggehende Kupplung vollständig und legt die zweite herankommende Kupplung vollständig an. Der zweite Schaltvorgang endet, wenn die zweite weggehende Kupplung vollständig gelöst ist und die zweite herankommende Kupplung vollständig angelegt ist. An diesem Punkt kann das Verfahren enden oder das Verfahren kann zu 402 zurückkehren.
Nun unter Bezugnahme auf 5 sind herkömmliche Kupplungssteuer- und Sensorsignale, die zu zwei aufeinanderfolgenden Herunterschaltvorgängen mit anstehender Leistung gehören, veranschaulicht. Zu Zwecken der vorliegenden Offenbarung stellt die x-Achse Zeit- und Kupplungssteuersignale dar, die befohlene Kupplungssteuerdrücke darstellen. Die Kupplungssteuersignale 500, 502 steuern jeweils weggehende bzw. herankommende Kupplungen, die einem ersten (Sechs-Vier-)Schaltvorgang zugeordnet sind. Die Kupplungssteuersignale 504, 506 steuern jeweils weggehende bzw. herankommende Kupplungen, die einem zweiten (Vier-Drei-)Schaltvorgang zugeordnet sind.
Ein Sensorsignal 508 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 510 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 512 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Vor 514 gibt ein Gaspedalstellungssignal (nicht gezeigt) an, dass der erste Schaltvorgang angefordert wird. Bei 514 beginnt der erste Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl anfängt zuzunehmen. Bei 516 wird der zweite Schaltvorgang angefordert. Bei 518 endet der erste Schaltvorgang bei einem ersten Synchronisationszeitpunkt (d. h. dem Zeitpunkt der ersten Schaltsynchronisation), wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl auf gleich die geschätzte Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs zunimmt. Zwischen 516 und 520 nimmt der Steuerdruck der weggehenden Kupplung zu, um ein Schalt-Hochdrehen zu verhindern Schalt-Hochdrehen tritt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl die geschätzte Turbinenraddrehzahl nach der Synchronisation überschießt.
Nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt und nach 520 wird die erste weggehende Kupplung vollständig gelöst und die erste herankommende Kupplung wird vollständig angelegt. Nachdem die erste herankommende Kupplung vollständig angelegt ist und vor 522, wird das Lösen der zweiten weggehenden Kupplung gestartet und das Anlegen der zweiten herankommenden Kupplung wird gestartet.
Bei 522 beginnt der zweite Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl anfängt zuzunehmen. Somit gibt es eine Verzögerung zwischen dem ersten Schaltvorgang und dem zweiten Schaltvorgang, wobei die Zeit zunimmt, die für die zwei Schaltvorgänge erforderlich ist. Zusätzlich nimmt die Fahrzeugbeschleunigung während dieser Verzögerung zu, was bewirkt, dass ein Fahrer zwei unterschiedliche Schaltvorgänge wahrnimmt. Bei 524 endet der zweite Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl auf die geschätzte Turbinenraddrehzahl bei dem befohlenen Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs zunimmt.
Nun unter Bezugnahme auf 6 sind Kupplungssteuer- und Sensorsignale für einen Schaltvorgang mit Springen über Neutral veranschaulicht. Kupplungssteuersignale 600, 602 steuern zwei weggehende Kupplungen, die einem ersten (Sechs-Drei-)Schaltvorgang zugeordnet sind. Das Kupplungssteuersignal 604 steuert zwei herankommende Kupplungen, die dem ersten Schaltvorgang zugeordnet sind. Ein Maschinensteuersignal 606 steuert ein Maschinenausgangsdrehmoment während des ersten Schaltvorgangs.
Wie es in der oben unter Bezugnahme auf 2 besprochenen Tabelle gezeigt ist, kann ein Sechs-Drei-Schaltvorgang eines Kupplung-zu-Kupplung-Automatikgetriebes erfordern, dass zwei Kupplungen (202, 206) gelost und zwei Kupplungen (200, 204) angelegt werden. Somit wird ein Sechs-Drei-Schaltvorgang typischerweise mit zwei aufeinanderfolgenden Herunterschaltvorgängen bewerkstelligt, wie es in 5 gezeigt ist. Ein Schaltvorgang mit Springen über Neutral ermöglicht das Lösen und Anlegen zweier Kupplungen in einem einzigen Schaltvorgang eines Kupplung-zu-Kupplung-Automatikgetriebes. Jedoch kann ein Schaltvorgang mit Springen über Neutral zu einem Drehmomentloch oder einem unerwünschten neutralen Schaltgefühl führen.
Ein Sensorsignal 608 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 610 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 612 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Bei 616 wird der erste Schaltvorgang angefordert. Bei 618 beginnt der erste Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl anfängt zuzunehmen. Zwischen 616 und 618 wird das Maschinenausgangsdrehmoment verringert, um das Schaltgefühl zu verbessern. Zwischen 618 und 620 wird das Anlegen der zwei herankommenden Kupplungen eingeleitet. Zwischen 620 und 622 nimmt die Fahrzeugbeschleunigung ab, was bewirkt, dass der Fahrer ein Drehmomentloch wahrnimmt. Bei 622 wird der erste Schaltvorgang synchronisiert und die Fahrzeugbeschleunigung fangt an zuzunehmen.
Nun unter Bezugnahme auf 7 sind Kupplungssteuer- und Sensorsignale für einen Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Kupplungssteuersignal 700 steuert eine erste weggehende Kupplung eines ersten (Sechs-Vier-)Schaltvorgangs. Das Kupplungssteuersignal 702 steuert eine erste herankommende Kupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten Haltekupplung eines zweiten (Vier-Drei-)Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 704 steuert eine erste Haltekupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten weggehenden Kupplung des zweiten Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 706 steuert eine zweite herankommende Kupplung des zweiten Schaltvorgangs.
Ein Sensorsignal 708 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 710 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 712 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Bei 714 beginnt der erste Schaltvorgang, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl anfängt zuzunehmen. Bei 716 wird der zweite Schaltvorgang angefordert. Zwischen 716 und 718 wird anstatt den Steuerdruck der ersten weggehenden Kupplung zu erhöhen, um Schalt-Hochdrehen zu verhindern, dieser Steuerdruck begrenzt, um eine Turbinenradverzögerung zu verhindern. Bei 718 endet der erste Schaltvorgang bei einer ersten Synchronisationszeit, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs ist.
Auch bei 718 beginnt der zweite Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl fortfährt, durch den ersten Synchronisationszeitpunkt hindurch zuzunehmen. Somit gibt es zwischen den zwei Schaltvorgängen eine Verzögerung von Null. Zusätzlich wird bei 718 der Steuerdruck der ersten Haltekupplung bei oder knapp über einem Minimaldruck bereitgestellt, der Kupplungsschlupf verhindert.
Bei 720 und 722 wird der Steuerdruck der zweiten Haltekupplung eingestellt, so dass er die zweite Haltekupplung allmählich anlegt und ein optimales Schaltgefühl erreicht. Die zweite Haltekupplung kann unter Verwendung von einer zeitlichen Abstimmung und von Raten angelegt werden, die auf einer gewünschten Schaltzeit und einem Getriebeeingangsdrehmoment beruhen. Bei 724 tritt ein zweiter Synchronisationszeitpunkt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl auf die geschätzte Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen. Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs zunimmt. Bei 726 wird der Steuerdruck der zweiten Haltekupplung wie oben besprochen eingestellt.
Eine Abnahme der ersten Haltekupplung, bevor der erste Schaltvorgang endet, bei dem ersten Synchronisationszeitpunkt startet eine Steuerung des zweiten Schaltvorgangs, bevor der erste Schaltvorgang endet. Ein Starten des zweiten Schaltvorgangs, bevor der erste Schaltvorgang endet, und ein Steuern der ersten weggehenden Kupplung, um eine Turbinenradverzögerung zu verhindern, ermöglichen eine Verzögerung von Null zwischen dem ersten Schaltvorgang und dem zweiten Schaltvorgang. Zusätzlich nimmt die Fahrzeugbeschleunigung während des ersten Schaltvorgangs und des zweiten Schaltvorgangs stetig zu, was bewirkt, dass der Fahrer die zwei Schaltvorgänge als einen Schaltvorgang ohne Drehmomentloch wahrnimmt.
In Gegensatz zu den zwei aufeinanderfolgenden Herunterschaltvorgängen, die in 5 gezeigt sind, gibt es eine Verzögerung von Null zwischen dem ersten Schaltvorgang und dem zweiten Schaltvorgang und die Fahrzeugbeschleunigung nimmt zwischen Schaltvorgängen stetig zu, anstatt dass sie temporär zunimmt. In Gegensatz zu dem Schaltvorgang mit Springen über Neutral, der in 6 gezeigt ist, nimmt die Fahrzeugbeschleunigung stetig zu, anstatt dass sie temporär abnimmt, während das Schalten durchgeführt wird. Das Beseitigen der Verzögerung zwischen Schaltvorgängen bewirkt, dass der Fahrer die zwei Schaltvorgänge als einen Schaltvorgang wahrnimmt, und das Vermeiden einer temporären Verzögerung in der Fahrzeugbeschleunigung verhindert, dass der Fahrer ein Drehmomentloch wahrnimmt.
Nun unter Bezugnahme auf 8 sind Kupplungssteuer- und Sensorsignale für einen Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. In den 5 und 7 wird ein zweiter Schaltvorgang angefordert, während ein erster Schaltvorgang noch im Gange ist. In den 6 und 8 drückt ein Fahrer ein Gaspedal vor dem Schalten nieder, was als eine Anforderung für einen verbotenen (Sechs-Drei-)Schaltvorgang interpretiert wird. Während die Kupplungssteuersignale von 6 dieser Anforderung mit einem Schaltvorgang mit Springen über Neutral nachkommen, kommen die Kupplungssteuersignale von 8 dieser Anforderung mit einem Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation nach.
Das Kupplungssteuersignal 800 steuert eine erste weggehende Kupplung eines ersten (Sechs-Fünf-)Schaltvorgangs. Das Kupplungssteuersignal 802 steuert eine erste herankommende Kupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten Haltekupplung eines zweiten (Fünf-Drei-)Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 804 steuert eine erste Haltekupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten weggehenden Kupplung des zweiten Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 806 steuert eine zweite herankommende Kupplung des zweiten Schaltvorgangs.
Ein Sensorsignal 808 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 810 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 812 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Vor 814 werden der erste Schaltvorgang und der zweite Schaltvorgang angefordert. Wenn dies auftritt, wird die erste weggehende Kupplung vollständig gelöst, um die Schaltzeit zu minimieren. Bei 814 beginnt der erste Schaltvorgang, da die gemessene Turbinenraddrehzahl anfängt zuzunehmen. Bei 816 endet der erste Schaltvorgang bei einer ersten Synchronisationszeit, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs ist.
Ebenfalls bei 814 beginnt der zweite Schaltvorgang, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl fortfährt, nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt zuzunehmen, was zu einer Verzögerung von Null zwischen Schaltvorgängen führt. Bei 816 tritt ein zweiter Synchronisationszeitpunkt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl die geschätzte Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs erreicht. Zwischen 814 und 816 wird der Steuerdruck der zweiten Haltekupplung unter Verwendung einer steilen Anstiegsrate erhöht. Die zweite Haltekupplung kann unter Verwendung der steilen Anstiegsrate angelegt werden, um das Schaltgefühl zu verbessern. Das Anlegen der zweiten Haltekupplung unter Verwendung der steilen Anstiegsrate kann das Schaltgefühl verbessern, indem die Schaltsteuerung vereinfacht und dadurch die Schaltvariabilität vermindert wird. Sobald die zweite Haltekupplung angelegt ist, kann die Turbinenraddrehzahl allein über Lösen der zweiten weggehenden Kupplung gesteuert werden.
Nun unter Bezugnahme auf 9 sind Kupplungssteuer- und Sensorsignale für einen Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Es kann die erste Haltekupplung oder die erste herankommende Kupplung auf der Basis von einer Getriebekonstruktion und einem Schalttyp in die zweite weggehende Kupplung überführt werden. In 8 wird die erste Haltekupplung in die zweite weggehende Kupplung überführt. In 9 wird die erste herankommende Kupplung zu der zweiten weggehenden Kupplung überführt.
Das Kupplungssteuersignal 900 steuert eine erste weggehende Kupplung eines ersten (Sechs-Fünf)Schaltvorgangs. Das Kupplungssteuersignal 902 steuert eine erste herankommende Kupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten weggehenden Kupplung eines zweiten (Fünf-Vier-)Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 904 steuert eine zweite weggehende Kupplung des zweiten Schaltvorgangs. In Anbetracht der Diskussion von 2 oben kann eine Haltekupplung (202) für beide Schaltvorgänge unter Verwendung eines konstanten Kupplungssteuersignals (nicht gezeigt) angelegt werden.
Ein Sensorsignal 906 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 908 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 910 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Bei 912 wird der erste Schaltvorgang angefordert. Bei 914 wird der zweite Schaltvorgang angefordert. Zwischen 916 und 918 wird die erste weggehende Kupplung gesteuert, um eine Turbinenradverzögerung zu verhindern. Bei 918 endet der erste Schaltvorgang zu einem ersten Synchronisationszeitpunkt, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der gemessenen Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs ist.
Ebenfalls bei 918 wird die erste herankommende Kupplung bei oder knapp über den Minimaldruck, der Kupplungsschlupf gesteuert, verhindert. Zusätzlich wird bei 918 die erste weggehende Kupplung vollständig gelöst, und das Anlegen der zweiten herankommenden Kupplung wird gestartet. Bei 920 endet der zweite Schaltvorgang, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl auf die gemessene Turbinenraddrehzahl bei dem befohlenen Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs zunimmt.
Nun unter Bezugnahme auf 10 sind Kupplungssteuer- und Sensorsignale für einen Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 7 wird ein zweiter Schaltvorgang angefordert, während ein erster Schaltvorgang noch im Gange ist. Jedoch zeigt 10 einen Schaltvorgang mit Springen bei Synchronisation, der in Ansprechen ein spätes Gasgeben ausgeführt wird. Ein spätes Gasgeben bezieht sich auf eine Situation, in der ein Fahrer weiter in ein Gaspedal steigt, wenn ein erster Herunterschaltvorgang beinahe abgeschlossen ist, und das weitere Gasgeben des Fahrers wird als eine Anforderung für einen zweiten Herunterschalvorgang interpretiert.
Das Kupplungssteuersignal 1000 steuert eine erste weggehende Kupplung eines ersten (Sechs-Vier-)Schaltvorgangs. Das Kupplungssteuersignal 1002 steuert eine erste herankommende Kupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten Haltekupplung eines zweiten (Vier-Drei-)Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 1004 steuert eine erste Haltekupplung des ersten Schaltvorgangs, die zu einer zweiten weggehenden Kupplung des zweiten Schaltvorgangs überführt wird. Das Kupplungssteuersignal 1006 steuert eine zweite herankommende Kupplung des zweiten Schaltvorgangs. Ein Maschinensteuersignal 1008 steuert ein Maschinenausgangsdrehmoment während der zwei Schaltvorgänge.
Ein Sensorsignal 1010 gibt eine geschätzte Turbinenraddrehzahl oder eine Getriebeausgangswellendrehzahl multipliziert mit einem befohlenen Übersetzungsverhältnis an. Ein Sensorsignal 1012 gibt eine gemessene Turbinenraddrehzahl an. Ein Sensorsignal 1014 gibt eine Fahrzeugbeschleunigung oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit integriert mit Bezug auf die Zeit an.
Bei 1016 und 1018 werden jeweils der erste Schaltvorgang bzw. der zweite Schaltvorgang angefordert. Bei 1018 wird der zweite Schaltvorgang angefordert. Bei 1020 tritt ein erster Synchronisationszeitpunkt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der geschätzten Turbinenraddrehzahl bei dem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs ist. Bei 1022 tritt ein zweiter Synchronisationszeitpunkt auf, wenn die gemessene Turbinenraddrehzahl gleich der geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des zweiten Schaltvorgangs ist.
Zu den ersten und zweiten Synchronisationszeitpunkten kann das Maschinenausgangsdrehmoment verringert werden, um ein gewünschtes oder optimales Schaltgefühl zu erreichen. Infolgedessen nimmt die Fahrzeugbeschleunigung während des ersten Schaltvorgangs und während des zweiten Schaltvorgangs stetig zu. Diese Maschinendrehmomentverringerung kann verwendet werden, um das Schaltgefühl in anderen Situationen zu verbessern (d. h. die Verwendung diese Maschinendrehmomentverringerung ist nicht auf das späte Gasgeben beschränkt).
Für einen kurzen Zeitraum nach 1020 bleibt die gemessene Turbinenraddrehzahl relativ konstant. Dies gibt an, dass es eine minimale Verzögerung zwischen dem ersten und zweiten Schaltvorgang gibt. Die minimale Verzögerung liegt aufgrund des späten Gasgebens vor und ist kürzer als die Verzögerung zwischen den zwei aufeinanderfolgenden herkömmlichen Schaltvorgängen, die in 5 gezeigt sind. Zum Beispiel kann die minimale Verzögerung zwischen 0 und 200 Millisekunden liegen.
Im Gegensatz zu 7 wird die erste weggehende Kupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt allmählich und vollständig gelöst. Dies verhindert, dass die Fahrzeugbeschleunigung während der minimalen Verzögerung zwischen dem ersten Schaltvorgang und dem zweiten Schaltvorgang zunimmt, wenn das befohlene Übersetzungsverhältnis des ersten Schaltvorgangs in Eingriff steht. Infolgedessen nimmt ein Fahrer den ersten Schaltvorgang und den zweiten Schaltvorgang als einen einzigen Schaltvorgang wahr und das Schaltgefühl ist optimiert.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in vielerlei Formen implementiert werden. Obgleich diese Offenbarung besondere Beispiele umfasst, sollte daher der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt werden, da dem Fachmann beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen in den Sinn kommen.

Claims

Steuersystem, umfassend: ein Schaltstadium-Ermittlungsmodul, das eine Dauer eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung ermittelt, wenn ein zweiter Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung angefordert wird; und ein Kupplungssteuermodul, das den ersten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung abschließt und das den zweiten Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung selektiv startet, bevor der erste Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung endet, wobei ein Herunterschaltvorgang mit anstehender Leistung ein Herunterschaltvorgang eines Getriebes ist, das auftritt, wenn ein Gaspedal niedergedrückt wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei, auf der Basis von der Dauer des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, das Kupplungssteuermodul eine erste weggehende Kupplung eines ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung bei oder vor einem ersten Synchronisationszeitpunkt unter Verwendung eines Steuerdrucks der ersten weggehenden Kupplung, der eine Turbinenradverzögerung verhindert, selektiv steuert, wobei der erste Synchronisationszeitpunkt ein Zeitpunkt ist, wenn eine gemessene Turbinenraddrehzahl gleich einer geschätzten Turbinenraddrehzahl bei einem befohlenen Übersetzungsverhältnis des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung ist.
Steuersystem nach Anspruch 2, wobei, auf der Basis von der Dauer des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, das Kupplungssteuermodul die erste weggehende Kupplung bei oder vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt selektiv vollständig löst.
Steuersystem nach Anspruch 3, wobei das Kupplungssteuermodul das Lösen einer ersten Haltekupplung des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt startet, wobei die erste Haltekupplung in eine zweite weggehende Kupplung des zweiten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung überführt wird.
Steuersystem nach Anspruch 4, wobei das Kupplungssteuermodul die erste Haltekupplung bei oder vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt unter Verwendung eines Minimaldrucks, der Kupplungsschlupf verhindert, steuert.
Steuersystem nach Anspruch 4, wobei das Kupplungssteuermodul das Lösen der ersten Haltekupplung startet, bevor eine zweite Haltekupplung des zweiten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung vollständig angelegt wird.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei das Kupplungssteuermodul eine Anlegerate und zeitliche Abstimmung auf der Basis von zumindest einem von einer gewünschten Schaltzeit und einem Getriebeeingangsdrehmoment ermittelt, und das Kupplungssteuermodul die zweite Haltekupplung unter Verwendung der Anlegerate und der zeitlichen Abstimmung anlegt.
Steuersystem nach Anspruch 3, wobei das Kupplungssteuermodul die erste herankommende Kupplung des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung in eine zweite weggehende Kupplung des zweiten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung überführt, indem es unterlässt, die erste herankommende Kupplung vollständig anzulegen, bevor das Lösen der zweiten weggehenden Kupplung gestartet wird.
Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Kupplungssteuermodul die erste herankommende Kupplung bei oder vor dem ersten Synchronisationszeitpunkt unter Verwendung eines Minimaldrucks, der Kupplungsschlupf verhindert, steuert.
Steuersystem nach Anspruch 3, wobei, auf der Basis von der Dauer des ersten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung, das Kupplungssteuermodul die erste weggehende Kupplung nach dem ersten Synchronisationszeitpunkt und nach dem Starten des Lösens der zweiten weggehenden Kupplung des zweiten Herunterschaltvorgangs mit anstehender Leistung selektiv vollständig löst.