DE102013221811A1

DE102013221811A1 - Adaptive, drehzahlbasierte Steuerung einer binären Kupplungsbaugruppe

Info

Publication number: DE102013221811A1
Application number: DE102013221811.7A
Authority: DE
Inventors: Randall B. Dlugoss
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN103791081B; DE102013221811B4; US20140121916A1; CN103791081A; US8849526B2

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine und ein Getriebe, wobei das Letztere einen Controller umfasst, der ein adaptives, drehzahlbasiertes Steuerungsverfahren ausführt. Das Getriebe umfasst Zahnradsätze, die jeweils mehrere Knoten aufweisen, ein Eingangselement, das ständig mit der Kraftmaschine und mit einem der Zahnradsätze verbunden ist, und eine binäre Kupplungsbaugruppe, die mit dem gleichen Zahnradsatz wie das Eingangselement verbunden ist. Der Controller ist programmiert, um ein angefordertes Getriebeschalten in einen Kraftmaschinen-Bremszustand zu detektieren, während das Fahrzeug segelt. Der Controller befiehlt auch eine Zunahme der Kraftmaschinen-Drehzahl auf eine Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Ansprechen auf das angeforderte Schalten, und legt dann die binäre Kupplungsbaugruppe an, wenn die Kraftmaschinen-Ausgangsdrehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht. Der Controller berechnet Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg und stellt die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl wie notwendig über die Zeit ein, bis der Soll-Schlupf bei der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft eine adaptive, drehzahlbasierte Steuerung einer binären Kupplungsbaugruppe.
HINTERGRUND
Ein Kraftfahrzeuggetriebe verwendet in der Regel miteinander verbundene Zahnradbauteile und Kupplungen, um drehbare Eingangs- und Ausgangselemente des Getriebes zu koppeln und um dadurch ein gewünschtes Drehzahlverhältnis des Getriebes herzustellen. Kupplungen können als fluidbetätigte Einrichtungen ausgestaltet sein, die eine Reihe von beabstandeten Reibplatten aufweisen. Ein Hydraulikkolben wird betätigt, um die Reibplatten zusammenzudrücken und dadurch Drehmoment über die eingerückte Kupplung zu übertragen oder um eine Drehung einer Seite der Kupplung und aller miteinander verbundenen Getriebeelemente oder Knoten zu stoppen. Plattenkupplungen werden in der Regel mit einer variablen Schlupfrate gesteuert, so dass der Zustand der Kupplung von vollständig angelegt bis vollständig gelöst und überall dazwischen liegen kann.
Bei manchen Getrieben wird eine binäre Kupplungsbaugruppe, die zum Beispiel eine wählbare Einwegkupplung, ein freilaufendes Bauteil oder eine Klauenkupplung aufweist, alleine oder in Verbindung mit den oben angeführten rotierenden/oder bremsenden Plattenkupplungen verwendet, um einen oder mehrere Gangzustände herzustellen. Anders als herkömmliche Plattenkupplungen besitzt eine binäre Kupplungsbaugruppe, wie der Name andeutet, nur zwei mögliche Zustände: vollständig angelegt und vollständig gelöst. Wenn sie vollständig angelegt ist, wird verhindert, dass die binäre Kupplungsbaugruppe in beiden Drehrichtungen rotiert. Wenn sie in dem vollständig gelösten Zustand ist, kann die binäre Kupplungsbaugruppe in einer Drehrichtung freilaufen, und somit schlupft eine Seite der binären Kupplung effektiv in Bezug auf die andere Seite.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist hierin ein Fahrzeug offenbart, das ein Getriebe mit einer binären Kupplungsbaugruppe umfasst. Das Getriebe nimmt Eingangsdrehmoment von einer Kraftmaschine oder einem anderen Antriebsaggregat auf und umfasst einen oder mehrere Zahnradsätze, von denen zumindest ein Knoten mit der binären Kupplungsbaugruppe verbunden ist. Die binäre Kupplungsbaugruppe kann irgendeine Drehmomentübertragungseinrichtung sein, die die zwei oben angeführten Zustände aufweist: vollständig angelegt und vollständig gelöst., d. h. jede Einrichtung, die sich durch ein Fehlen irgendwelcher teilweise eingerückten Zustände auszeichnet. Ein Controller des Getriebes steht mit der binären Kupplungsbaugruppe und mit der Kraftmaschine in Verbindung. Der Controller detektiert automatisch ein angefordertes Schalten des Getriebes in einen Kraftmaschinen-Bremszustand, während das Fahrzeug segelt, zum Beispiel ein Schalten vom 2. Gang in den 1. Gang im Low-Bereich.
In Ansprechen auf das angeforderte Kraftmaschinen-Bremsschalten verringert der Controller selektiv den Betrag an Schlupf, der über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg auftritt, auf einen Soll-Schlupfgrad. Diese Steuerungsaktion umfasst das Verändern der Ist-Kraftmaschinen-Drehzahl in Richtung einer kalibrierten Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl. Die Ist-Kraftmaschinen-Drehzahl wird aktiv gesteuert, bis ein berechneter Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg den Soll-Schlupfgrad erreicht, der in allen Ausführungsformen null oder annähernd null beträgt. So wie es hierin verwendet wird, kann der Ausdruck ”annähernd null” jeden Schlupfwert innerhalb eines zulässigen kleinen Bereiches von null, zum Beispiel 0 +/– 5 U/min oder 0 +/– 10 U/min abhängig von der Ausführungsform umfassen.
Bei einem solch niedrigen Schlupfgrad kann die binäre Kupplungsbaugruppe ohne ungünstiges Geräusch, Vibration oder Rauheit und ohne Streben oder andere Drehmoment haltende Bauteile der binären Kupplungsbaugruppe zu beschädigen, angelegt werden. Der Controller gibt danach die aktive Kraftmaschinen-Drehzahlsteuerung frei, befiehlt das Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe und schaltet schließlich das Getriebe in den angeforderten Kraftmaschinen-Bremszustand. Ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul oder anderes Steuerungsmodul kann die normale Kraftmaschinensteuerung wie notwendig, nachdem in den Kraftmaschinen-Bremszustand eingetreten worden ist, gemäß existierenden Kraftmaschinen- und Getriebesteuerungsalgorithmen, die außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen, wieder aufnehmen.
Zentral für den vorliegenden Steuerungsansatz ist eine adaptive Drehzahlsteuerung. Der Controller legt die binäre Kupplungsbaugruppe auf der Basis des berechneten Grades an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg automatisch an. Wenn jedoch der berechnete Schlupf für einen ausgedehnten Zeitraum niedrig/null ist, bevor die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht ist, könnte dies bedeuten, dass die aktive Kraftmaschinen-Drehzahlsteuerung für zu lange aufrechterhalten worden ist und/oder dass die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl zu hoch ist. Infolgedessen kann der Controller die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl automatisch anpassen/einstellen, wobei in diesem Beispiel die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl abgesenkt wird. Die eingestellte Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl wird dann in einem Speicher des Controllers aufgezeichnet, und der gesamte Prozess wird bei Einsetzen eines nachfolgenden angeforderten Kraftmaschinen-Bremsschaltens wiederholt.
Insbesondere ist hierin ein Fahrzeug offenbart, das eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe umfasst. Das Getriebe weist mehrere Zahnradsätze auf, die jeweils eine Mehrzahl von Knoten besitzen. Das Getriebe umfasst auch ein Eingangselement, eine binäre Kupplungsbaugruppe und einen Controller. Das Eingangselement ist ständig mit der Kraftmaschine und mit einem der Zahnradsätze verbunden. Die binäre Kupplungsbaugruppe kann mit dem gleichen Zahnradsatz wie das Eingangselement verbunden sein. Der Controller detektiert ein angefordertes Schalten des Getriebes in einen Kraftmaschinen-Bremszustand, während das Fahrzeug segelt, und befiehlt über einen Prozessor eine Zunahme der Ausgangsdrehzahl der Kraftmaschine in Richtung einer kalibrierten Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Ansprechen auf das detektierte angeforderte Schalten.
Der Controller kann auch den Grad an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg überwachen, während die Ausgangsdrehzahl aktiv in Richtung der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl gesteuert wird. Der Controller befiehlt das Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe, wenn die Kraftmaschinen-Ausgangsdrehzahl die Soll-Drehzahl erreicht oder wenn der Schlupf seinen Schlupfsoll erreicht. Der Controller schaltet dann das Getriebe in den Kraftmaschinen-Bremszustand, nachdem die binäre Kupplungsbaugruppe angelegt worden ist. Der Controller stellt die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl um einen kalibrierten Betrag über die Zeit periodisch ein, bis der Soll-Schlupf bei der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht ist.
Ein Verfahren umfasst das Detektieren eines angeforderten Schaltens eines Getriebes in einem Fahrzeug über einen Controller in einen Kraftmaschinen-Bremszustand, während das Fahrzeug segelt. Das Verfahren umfasst das Verändern einer Ausgangsdrehzahl der Kraftmaschine in Richtung einer kalibrierten Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Ansprechen auf das angeforderte Schalten und anschließend das Überwachen des Grades an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg. Die binäre Kupplungsbaugruppe wird angelegt, wenn die Ausgangsdrehzahl der Kraftmaschine die Soll-Drehzahl erreicht oder wenn der Grad an Schlupf einen Soll-Schlupf erreicht, was auch immer zuerst kommt. Die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl wird anschließend um einen kalibrierten Betrag nach oben oder nach unten wie notwendig eingestellt.
Hierin ist auch ein Getriebe für ein Fahrzeug mit einer Kraftmaschine offenbart. Das Getriebe weist einen ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz auf, wobei jeder Zahnradsatz mehrere Knoten besitzt. Das Getriebe umfasst auch ein Eingangselement, das selektiv mit dem ersten Zahnradsatz verbunden und ständig mit dem zweiten Zahnradsatz verbunden ist. Das Eingangselement nimmt Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine auf. In dem Getriebe sind auch eine binäre Kupplungsbaugruppe und ein Controller enthalten. Die binäre Kupplungsbaugruppe ist mit dem ersten und zweiten Zahnradsatz verbunden. Der Controller, der mit der Kraftmaschine und mit der binären Kupplung in Verbindung steht, führt Anweisungen aus einem Speicher aus, um dadurch die oben angeführten Schritte auszuführen. Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe wird vor ihrem Anlegen somit weitgehend oder vollständig beseitigt, wodurch Stoß an der binären Kupplungsbaugruppe und jegliches Geräusch, Vibration und Rauheit, die aus einem derartigen Anlegen resultieren, minimiert werden.
Die obigen Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Beispielfahrzeugs, das ein Automatikgetriebe mit einer binären Kupplungsbaugruppe aufweist, wobei der Schlupf über diese hinweg in Ansprechen auf ein angefordertes Schalten in einen Kraftmaschinen-Bremszustand gesteuert wird, während das Fahrzeug segelt.
2 ist ein Satz Linienzüge, die Fahrzeugparameter beschreiben, die bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens gesteuert werden.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zur adaptiven Steuerung der binären Kupplungsbaugruppe vor einem Schalten in einen Kraftmaschinen-Bremszustand beschreibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in 1 ein Beispielfahrzeug 10 schematisch gezeigt, das eine Brennkraftmaschine 12 oder ein anderes Antriebsaggregat und ein Automatikgetriebe 14 aufweist. Das Getriebe 14 ist als ein schematisches Hebeldiagramm gezeigt, wie es Fachleute verstehen werden. Zumindest ein Knoten des Getriebes 14 ist mit einer binären Kupplungsbaugruppe 25, zum Beispiel einer wählbaren Einwegkupplung, einem freilaufenden Bauteil, wie etwa Bauteil F1, einer Klauenkupplung oder irgendeiner anderen Kupplungseinrichtung, die nur die binären Zustände von vollständig angelegt/eingerückt und vollständig gelöst aufweist, verbunden, wie es oben angemerkt wurde.
Ein Controller 60 steht mit der binären Kupplungsbaugruppe 25 und mit der Kraftmaschine 12 in Verbindung. Der Controller 60 ist ausgestaltet, um ein angefordertes Schalten des Getriebes 14 in einen Kraftmaschinen-Bremszustand zu detektieren, während das Fahrzeug 10 segelt. Ein derartiges Schalten erfordert das Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe 25, wie etwa bei einem Schalten von dem 2. Gang in den 1. Gang im Low-Bereich. Jedoch kann die binäre Kupplungsbaugruppe 25 nicht immer sofort bei Anforderung angelegt werden. Zum Beispiel kann Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg in dem Moment, in dem Kraftmaschinen-Bremsen angefordert wird, zu hoch sein, so dass ein sofortiges Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe 25 Drehmoment haltende Bauteile der binären Kupplungsbaugruppe 25 beschädigen und/oder das Schaltereignis unannehmbar rau machen könnte. Der Controller 60 handhabt dieses besondere Steuerungsproblem über eine Ausführung von Anweisungen, die das Verfahren 100 verkörpern, von dem ein Beispiel nachstehend anhand der 2 und 3 beschrieben wird.
Das Beispielgetriebe 14 von 1 kann ein Eingangselement 15 und ein Ausgangselement 16 umfassen. Die jeweiligen Eingangs- und Ausgangselemente 15 und 16 sind selektiv miteinander mit einem gewünschten Drehzahlverhältnis über eine Mehrzahl von Zahnradsätzen verbunden. In der Beispielausführungsform von 1 ist das Getriebe 14 ein 6-Gang-Automatikgetriebe, das drei Planetenradsätze aufweist, d. h. einen ersten Zahnradsatz 20, einen zweiten Zahnradsatz 30 und einen dritten Zahnradsatz 40. Jedoch können andere Ausgestaltungen verwendet werden, ohne vom beabsichtigten erfinderischen Umfang abzuweichen. Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) von der Kraftmaschine 12 oder einem anderen Antriebsaggregat, wie etwa einem elektrischen Traktionsmotor, wird durch das Getriebe 14 übertragen, so dass schließlich Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) auf das Ausgangselement 16 und danach auf die Antriebsachsen und Antriebsräder (nicht gezeigt) übertragen wird.
Der erste Zahnradsatz 20 von 1 kann einen ersten, zweiten und dritten Knoten 21, 22 bzw. 23 umfassen. Der zweite und dritte Zahnradsatz 30 und 40 können gleichermaßen jeweilige erste, zweite und dritte Knoten aufweisen. Für den zweiten Zahnradsatz 30 sind der erste, zweite und dritte Knoten Knoten 31, 32 bzw. 33. Der dritte Zahnradsatz 30 umfasst einen jeweiligen ersten, zweiten und dritten Knoten 41, 42 und 43.
Mit Bezug auf den ersten Zahnradsatz 20 ist der erste Knoten 21 ständig mit dem zweiten Knoten 42 des dritten Zahnradsatzes 40 über ein Verbindungselement 18 verbunden. Der zweite Knoten 22 ist selektiv mit der Kraftmaschine 12 und dem Eingangselement 15 über eine erste rotierende Kupplung C456 verbunden. Gleichermaßen ist der dritte Knoten 23 selektiv mit der Kraftmaschine 12 und dem Eingangselement 15 über eine zweite rotierende Kupplung C35R verbunden. Der dritte Knoten 23 ist selektiv mit einem feststehenden Element 45 des Getriebes über eine erste Bremskupplung CB26 verbunden. Wie es hierin für alle Kupplungen verwendet wird, bezieht sich der Buchstabe ”C” auf ”Kupplung”, ”B” bezieht sich auf ”Bremse” und die verschiedenen Ziffern beziehen sich auf die besonderen Vorwärts-Fahrgangmodi, zum Beispiel ist ”R” Rückwärts, ”1” ist der 1. Gang, ”2” stellt den 2. Gang dar usw., bis hin zum 6. Gang. Das Fehlen eines ”B” in der Kupplungsbezeichnung gibt an, dass die besondere Kupplung eine rotierende Kupplung ist.
In dem zweiten Zahnradsatz 30 von 1 ist der erste Knoten 31 selektiv mit dem zweiten Knoten 22 des ersten Zahnradsatzes 20 über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 verbunden. Die Einrückung der binären Kupplungsbaugruppe 25 sperrt die Knoten 22 und 31 an einem feststehenden Element 45 des Getriebes 14. Der zweite Knoten 32 ist ständig mit dem dritten Knoten 43 des dritten Zahnradsatzes 40 über ein anderes Verbindungselement 28 verbunden. Der dritte Knoten 33 ist ständig mit dem Eingangselement 15 direkt oder über ein anderes Verbindungselement 26 verbunden. Der erste Knoten 41 des dritten Zahnradsatzes 40 ist selektiv mit dem feststehenden Element 45 über eine zweite Bremskupplung CB1234 verbunden. Ein optionaler Getriebeausgangsdrehzahlsensor 48 kann mit Bezug auf das Ausgangselement 16 angeordnet sein, wobei die gemessene Ausgangsdrehzahl als ein zusätzliches Steuerungssignal (Pfeil 49) an den Controller 60 weitergeleitet wird.
Der in 1 schematisch gezeigte Controller 60 kann als eine digitale Computereinrichtung oder mehrere derartige Einrichtungen in Verbindung mit der Kraftmaschine 12 und mit einem PRNDL-(Park-, Rückwärts-, Neutral-, Fahrstellungs-, Low-)Ventil 24 ausgeführt sein. Der Controller 60 empfängt somit, entweder direkt oder über ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul (nicht gezeigt), eine Kraftmaschinen-Drehzahl (Pfeil N_E) und eine PRNDL-Einstellung (Pfeil 17). Der Controller 60 überträgt selektiv ein Kraftmaschinen-Steuerungssignal (Pfeil 11), das eine Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl anfordert, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben wird, z. B. in Ansprechen auf eine Bewegung des PRNDL-Ventils 24 in den 1. Gang im Low-Bereich (L), um in einen Kraftmaschinen-Bremszustand einzutreten, oder detektiert ein solches angefordertes Schalten auf andere Weise. Nach dem Übertragen des Kraftmaschinen-Steuerungssignals (Pfeil 11) wartet der Controller 60, bis der Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg den Schwellenschlupf erreicht, bevor die binäre Kupplungsbaugruppe 25 angelegt wird.
Es ist hierin festzustellen, dass die binäre Kupplungsbaugruppe 25 aufgrund von Produktionsabweichungen in dem Fahrzeug 10 nicht genau zu dem gewünschten Moment ankommen kann. D. h. jede Kraftmaschine 12 kann einen gewissen, jedoch geringfügigen Grad an Abweichung haben, der zu einer Abweichung der Ist-Kraftmaschinen-Drehzahl (Pfeil N_E) in Ansprechen auf empfangene Kraftmaschinen-Steuerungssignale (Pfeil 11) führen könnte. Eine Abweichung kann nicht nur in der Kraftmaschinen-Drehzahl vorliegen, sondern auch in der Weise, wie bestimmte Parameter bei der Steuerung der Kraftmaschine 12 oder des Getriebes 14 gemessen und gesteuert werden, was Fluiddruckabweichungen, Eingangs- und/oder -ausgangsdrehzahlabweichungen des Getriebes usw. umfasst.
Daher ist der Controller 60 ausgestaltet, um die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl über Zeit periodisch einzustellen oder anzupassen, um derartige Abweichungen zu berücksichtigen und somit den Zeitmoment fein einzustellen, in dem die binäre Kupplungsbaugruppe 25 in Verbindung mit einem Kraftmaschinen-Bremsschalten angelegt wird. Ein möglicher Ansatz zum Erreichen dieser Steuerungsaufgabe wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Von der Konstruktion her kann der Controller 60 zumindest einen Prozessor 27 zusammen mit greifbarem, nicht flüchtigem Speicher 29, zum Beispiel Nurlesespeicher (ROM), Flash-Speicher, optischem Speicher, zusätzlichem magnetischen Speicher usw. umfassen. Der Controller 60 kann auch Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM), einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber, Analog/Digital-(A/D-) und/oder Digital/Analog-(D/A-)Schaltung und jegliche Eingabe/Ausgabe-Schaltung oder -Einrichtungen sowie jegliche geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung umfassen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 100 zum Steuern von Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg sind in dem Speicher 29 aufgezeichnet und werden über den Prozessor/die Prozessoren 27 ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf 2 in Verbindung mit der Struktur von 1 ist die Ist-Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) zusammen mit einem Grad an Schlupf (S) über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg gezeigt. Die Amplitude (A) ist auf der vertikalen Achse aufgetragen, während die Zeit (t) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Von t₀ bis etwa t₁ wird die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) von dem Controller 60 nicht aktiv gesteuert und die binäre Kupplungsbaugruppe 25 bleibt gelöst/ausgerückt. Das Fahrzeug 10 von 1 segelt frei in einem Fahrzustand, wie etwa einem 2. oder höheren Gang.
Der Fahrer des Fahrzeugs 10 kann zu diesem Zeitpunkt entscheiden, dass ein Kraftmaschinen-Bremsen erwünscht ist. Um einen Kraftmaschinen-Bremszustand zu erreichen, kann ein Fahrer einen PRNDL-Hebel (nicht gezeigt) in den ersten Gang im Low-Bereich (L) schalten, was in 2 bei etwa t₁ erfolgt. Im gleichen Moment, nachdem das angeforderte Kraftmaschinen-Bremsschalten detektiert worden ist, beginnt der Controller 60 die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) in Richtung einer kalibrierten Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl (Punkt 50) ansteigen zu lassen.
Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) ansteigt, beginnt der Grad an Schlupf (S) über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 von 1 hinweg zu fallen. Dies erfolgt weitgehend deshalb, weil das Getriebe 14 derart ausgestaltet ist, dass jeder verbundene Knoten, d. h. jegliche Knoten, die direkt mit der binären Kupplungsbaugruppe 25 verbunden sind, was in dem Beispiel von 1 Knoten 22 und 31 umfasst, durch Ändern der Eingangsdrehzahl von der Kraftmaschine 12 gesteuert werden kann. Jegliche Getriebekonstruktionen, die diese besondere Eigenschaft aufweisen, könnten ähnlich gesteuert werden, ohne vom beabsichtigten erfinderischen Umfang abzuweichen.
Wenn der Grad an Schlupf (S) über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg unter einen Soll-Schlupfgrad (A₁) gelangt, zum Beispiel null oder innerhalb eines kalibrierten Bereichs davon, wie etwa 0 +/– 5 U/min oder 0 +/– 10 U/min, überträgt der Controller 60 das Kupplungssteuerungssignal (Pfeil 13 von 1) an die binäre Kupplungsbaugruppe 25, wodurch die binäre Kupplungsbaugruppe 25 angelegt wird. Dies erfolgt bei etwa t₃ von 2, wie es durch Linienzug 52 angegeben ist, wobei Linienzug 52 den befohlenen Ein-/angelegten Zustand der binären Kupplungsbaugruppe 25 darstellt. Ein Ziel des vorliegenden Ansatzes ist, über die Zeit sicherzustellen, dass die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl, die von dem Controller 60 verwendet wird, mit einem Soll-Null- oder niedrigem Nicht-Null-Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg zusammenfällt. Deshalb passt der Controller 60 die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl wie notwendig periodisch an oder stellt diese ein, so dass die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl schließlich mit dem Soll-Schlupf zusammenfällt.
Zu Veranschaulichungszwecken kann eine Zeitlücke 54 zwischen dem Moment, in dem Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg ihren Soll-Schlupf tatsächlich erreicht, d. h. bei etwa t₂ in 2, und dem Moment, im dem die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht (Punkt 50), vorhanden sein. Ein anderes mögliches Ergebnis, das in 2 nicht gezeigt ist, ist, dass der Grad an Schlupf (S) den Soll-Schlupfgrad (A₁) nicht erreicht, bevor die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht (Punkt 50). Somit ist der Controller 60 ausgestaltet, um beide möglichen Probleme zu lösen, indem die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl (Punkt 50) wie notwendig automatisch angepasst wird, um die Zeitlücke 54 zu minimieren und schließlich zu beseitigen. D. h., über die Zeit sollte die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl (Punkt 50) in dem gleichen Moment auftreten, in dem Schlupf (S) über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg ihren Soll-Schlupf erreicht.
Unter Bezugnahme auf 3 in Verbindung mit der in 1 gezeigten Struktur ist eine Beispielausführungsform für das Verfahren 100 dargestellt. Bei Initialisierung (*) führt das Verfahren 100 Schritt 102 aus. Als Teil von Schritt 102 kann der Controller 60 ermitteln, ob das Fahrzeug 10 segelt, und auch, dass der Fahrer ein Schalten in einen Kraftmaschinen-Bremszustand angefordert hat. Segeln kann auf jede geeignete Weise detektiert werden, einschließlich durch Messen der Getriebeausgangsdrehzahl, zum Beispiel über den Getriebeausgangsdrehzahlsensor 48. Das angeforderte Kraftmaschinen-Bremsschalten kann über Messung der PRNDL-Ventileinstellung (Pfeil 17) oder durch Empfang oder Messung irgendeines anderen geeigneten Signals detektiert werden. Der Controller 60 wiederholt Schritt 102 in einer Schleife, bis diese zwei Bedingungen detektiert werden, und schreitet dann zu Schritt 104 fort.
Bei Schritt 104 befiehlt der Controller 60 als nächstes eine Zunahme der Ist-Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) über die Kraftmaschinen-Steuerungssignale (Pfeil 11). Infolgedessen beginnt die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) in Richtung der kalibrierten Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl anzusteigen, was durch Punkt 50 in 2 dargestellt ist. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 106 fort, während die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) noch zunimmt.
Bei Schritt 106 berechnet der Controller 60 den Grad an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg und die sich ändernde Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) oder überwacht diese auf andere Weise. Schritt 106 bringt das Ermitteln mit sich, ob entweder der Soll-Schlupf oder die kalibrierte Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht worden sind. Die Schritte 104 und 106 werden in einer Schleife wiederholt, bis die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht und/oder bis der berechnete Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg den Soll-Schlupf erreicht, an welchem Punkt die aktive Kraftmaschinen-Drehzahlsteuerung von Schritt 104 unterbrochen wird. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 108 fort.
Die binäre Kupplungsbaugruppe 25 wird bei Schritt 108 angelegt. Der Controller 60 kann die Kupplungssteuerungssignale (Pfeil 13) an beliebige zugeordnete Aktoren der binären Kupplungsbaugruppe 25 übertragen, um ein Anlegen zu befehlen. Der Controller 60 kann das Getriebe 14 danach in den Kraftmaschinen-Bremszustand schalten, der zuvor bei Schritt 102 angefordert wurde, bevor zu Schritt 110 fortgefahren wird.
Bei Schritt 110 ermittelt der Controller 60, ob die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl anzupassen ist. Schritt 110 kann das Berechnen der Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) in dem Moment, in dem der Grad an Schlupf, der über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg auftritt, zulässt, dass die binäre Kupplungsbaugruppe 25 sicher angelegt werden kann, umfassen. Schritt 110 kann das Ermitteln mit sich bringen, wie lange Schlupf bei oder nahe dem Soll-Schlupf lag, bevor die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht wurde, zum Beispiel über ein Zeitglied, das anzeigen kann, dass eine aktive Kraftmaschinen-Steuerung für länger als notwendig gehalten wurde.
Der Controller 60 kann jede zu hohe Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) berechnen, die in diesem Moment vorhanden war. Wenn zum Beispiel eine Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl von N_T eingestellt ist und null Schlupf erreicht wird, bevor diese Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht wird, kann die Kraftmaschinen-Drehzahl bei null Schlupf, zum Beispiel N_T-1, aufgezeichnet werden. Der Controller 60 kann dann ermitteln, wie viel Einstellung an der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erforderlich ist, in diesem Fall durch allmähliches Verringern der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl von N_T auf N_T-1.
Wie es Fachleute verstehen werden, gestattet in einem Getriebe mit mehreren Zahnradsätzen, wie etwa dem Beispielgetriebe 14 von 1, die Kenntnis der Drehzahl von irgendwelchen drei Knoten des Getriebes 14, dass der Controller 60 die Drehzahl irgendeines anderen Knotens ermitteln kann. Zum Beispiel gestattet die Kenntnis der Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E), dass der Controller 60 die Drehzahl von Knoten 33 ermitteln kann, während der 2. Gang die Einrückung der Bremskupplungen CB1234 und CB26 und somit eine Drehzahl von null an den beeinflussten Knoten erfordert. Die Knoten 21 und 42 rotieren mit der Ausgangsdrehzahl des Getriebes 14, ein Wert, der über den Ausgangsdrehzahlsensor 48 von 1 gemessen werden kann. Der Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg kann über den Controller 60 unter Verwendung der berechneten Drehzahlen der Knoten 22 und 31 berechnet werden, insbesondere wenn in ein Kraftmaschinen-Bremsen eingetreten wird, während im 2. Gang gefahren wird. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 112 fort, sobald die Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) in dem Moment bekannt ist, in dem Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe 25 hinweg ihren Soll-Schlupfgrad erreicht.
Bei Schritt 112, wenn die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht wird, bevor der Soll-Schlupf erreicht wird, kann der Controller 60 den Grad an Schlupf ermitteln, der bei der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl auftritt. Wenn der Schlupf relativ zu dem Soll-Schlupf noch zu hoch ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 114 fort. Ansonsten ist das Verfahren 100 abgeschlossen (**), wobei der Soll-Schlupf und die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl ausreichend zusammenfallen.
Schritt 114 kann das Einstellen der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl nach oben oder nach unten und dann das Aufzeichnen der neuen Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Speicher 22 umfassen. Die Schritte 110 und 112 informieren über die bei Schritt 114 vorgenommene Aktion. Wenn zum Beispiel bei Schritt 110 ermittelt wird, dass es eine zu hohe Kraftmaschinen-Drehzahl gibt, bedeutet dies, dass die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl zu hoch ist. Der Controller 60 kann die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl nach unten einstellen. Wenn jedoch bei Schritt 112 die Berechnungen zeigen, dass der Soll-Schlupf nicht erreicht wird, bevor die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erzielt wird, kann die Steuerungsaktion bei Schritt 114 das Einstellen der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl nach oben umfassen. Das Verfahren 100 startet neu mit einem nachfolgenden Kraftmaschinen-Bremsereignis unter Verwendung der neu aufgezeichneten Soll-Drehzahl.
Bei der adaptiven Drehzahlsteuerung der binären Kupplungsbaugruppe 25 kann es in einer anderen Ausführungsform vorteilhaft sein, jede Drehzahleinstellung auf den kleinen kalibrierten Betrag, z. B. 1 oder 2 U/min oder weniger als 5 U/min zu begrenzen. Dies zu tun hilft, die Wahrscheinlichkeit eines signifikanten Überschießens einer idealen Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl oder einer idealen Schlupf-Drehzahl für die binäre Kupplungsbaugruppe 25 zu minimieren.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Brennkraftmaschine; und ein Getriebe, das aufweist: eine Mehrzahl von Zahnradsätzen, die jeweils eine Mehrzahl von Knoten aufweisen; ein Eingangselement, das ständig mit der Kraftmaschine und mit einem der Zahnradsätze verbunden ist; eine binäre Kupplungsbaugruppe, die mit dem gleichen Zahnradsatz wie das Eingangselement verbunden ist; und einen Controller in Verbindung mit der Kraftmaschine und mit der binären Kupplung, wobei der Controller einen Prozessor und Speicher mit einem aufgezeichneten Sollschlupf umfasst, und wobei der Controller betreibbar ist, um: ein angefordertes Schalten des Getriebes in einen Kraftmaschinen-Bremszustand zu detektieren, während das Fahrzeug segelt; über den Prozessor eine Zunahme der Kraftmaschinen-Drehzahl in Richtung einer Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Ansprechen auf das detektierte angeforderte Schalten zu befehlen; einen Grad an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg zu berechnen, während die Kraftmaschinen-Drehzahl in Richtung der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erhöht wird; ein Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe zu befehlen, wenn die Kraftmaschinen-Ausgangsdrehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht; das Getriebe in den Kraftmaschinen-Bremszustand zu schalten; und die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl um einen kalibrierten Betrag periodisch einzustellen, bis der Soll-Schlupf bei der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl nach oben einstellt, wenn der berechnete Grad an Schlupf den Soll-Schlupf in dem Moment überschreitet, in dem die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht, und nach unten, wenn der Soll-Schlupf erreicht ist, bevor die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner ein PRNDL-Ventil umfasst, wobei der Kraftmaschinen-Bremszustand ein Zustand des 1. Gangs im Low-Bereich ist, und der Controller ausgestaltet ist, um das angeforderte Schalten zum Teil durch Empfangen eines Signals von dem PRNDL-Ventil zu detektieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller ausgestaltet ist, um die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl um nicht mehr als 2 U/min nach oben einzustellen, wenn der berechnete Grad an Schlupf den Soll-Schlupf in dem Moment überschreitet, in dem die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller ausgestaltet ist, um die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl um nicht mehr als 2 U/min nach unten einzustellen, wenn der Soll-Schlupf erreicht ist, bevor die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht.
Getriebe für ein Fahrzeug, das eine Kraftmaschine aufweist, wobei das Getriebe umfasst: einen ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz, die jeweils mehrere Knoten aufweisen; ein Eingangselement, das selektiv mit dem ersten Zahnradsatz verbunden und ständig mit dem zweiten Zahnradsatz verbunden ist, wobei das Eingangselement Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine aufnimmt; eine binäre Kupplungsbaugruppe, die mit dem ersten und zweiten Zahnradsatz verbunden ist; und einen Controller in Verbindung mit der Kraftmaschine und mit der binären Kupplungsbaugruppe; wobei der Controller einen Prozessor und greifbaren, nichtflüchtigen Speicher umfasst, auf dem Anweisungen zum Erhöhen einer Ausgangsdrehzahl der Kraftmaschine auf eine Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl vor dem Ausführen eines angeforderten Schattens des Getriebes von einem Vorwärts-Fahrgang in einen Kraftmaschinen-Bremszustand, während das Fahrzeug segelt, aufgezeichnet sind, und wobei der Controller ausgestaltet ist, um die Anweisungen aus dem Speicher auszuführen, um dadurch: das angeforderte Schalten des Getriebes zu detektieren; über den Prozessor eine Zunahme der Kraftmaschinen-Drehzahl in Richtung einer Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl in Ansprechen auf das detektierte angeforderte Schalten zu befehlen; einen Grad an Schlupf über die binäre Kupplungsbaugruppe hinweg zu berechnen, während die Kraftmaschinen-Drehzahl in Richtung der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erhöht wird; ein Anlegen der binären Kupplungsbaugruppe zu befehlen, wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht; das Getriebe in den Kraftmaschinen-Bremszustand zu schalten; und die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl um einen kalibrierten Betrag periodisch einzustellen, bis der Soll-Schlupf bei der Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht ist.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei der Controller die Soll-Kraftmaschinen Drehzahl periodisch nach oben um einen kalibrierten Betrag von nicht mehr als 5 U/min einstellt, wenn der berechnete Grad an Schlupf den Soll-Schlupf in dem Moment überschreitet, in dem die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht, und um einen kalibrierten Betrag von nicht mehr als 5 U/min, wenn der Soll-Schlupf erreicht ist, bevor die Kraftmaschinen-Drehzahl die Soll-Kraftmaschinen-Drehzahl erreicht.
Getriebe nach Anspruch 6, das ferner ein feststehendes Element und eine erste Bremskupplung umfasst, wobei die erste Bremskupplung selektiv eingerückt ist, um einen Knoten des dritten Zahnradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, wenn das Getriebe in den Kraftmaschinen-Bremszustand geschaltet ist.
Getriebe nach Anspruch 8, das ferner eine zweite Bremskupplung umfasst, wobei der erste, zweite und dritte Zahnradsatz jeweils einen ersten, einen zweiten und einen dritten Knoten aufweisen, und wobei der dritte Knoten des ersten Zahnradsatzes und der erste Knoten des dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element über Betätigung der entsprechenden zweiten und ersten Bremskupplung verbunden sind.