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Dokumentenidentifikation DE102004043921B4 03.01.2008
Titel Leerlastlauf-Herunterschalt-Regelung für automatische Getriebe
Anmelder Ford Global Technologies, LLC, Dearborn, Mich., US
Erfinder Slayton, Joseph S., Macomb Township, US;
Riedle, Bradley D., Northville, US;
Jain, Pramod K., Farmington Hills, US;
Sankpal, Bal G., Canton, US;
Meisner, Steven C., Dexter, US;
Bidner, David K., Livonia, US;
Giannamore, Armand A., Farmington Hills, US
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 81675 München
DE-Anmeldedatum 10.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004043921
Offenlegungstag 14.04.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 63/50(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 61/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Fahrzeug-Antriebsstrangs, insbesondere ein Verfahren zum Regeln einer Leerlastlauf-Herunterschaltung in einem Fahrzeug-Antriebsstrang wie insbesondere im Motorbrems- bzw. Schleppzustand, wobei der Antriebsstrang einen Motor und ein automatisches Getriebe zum Erzeugen mehrerer Übersetzungsverhältnisse aufweist.

Leerlastlauf- oder Abschalt-Herunterschaltungen sind solche Übersetzungsverhältnis-Änderungen, die durch das Getriebe automatisch in Antwort auf eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Grund des Bedarfs an einem höheren Übersetzungsverhältnis erzeugt werden. Manuelle Abschalt-Mitnahme-Herunterschaltungen sind solche Übersetzungsverhältnis-Änderungen, die manuell vom Fahrzeugbediener durch Bewegen eines Getriebewahlhebels von einer ersten Position, die mit dem aktuellen Übersetzungsverhältnis korrespondiert, zu einer zweiten Position, die mit dem nächsten Übersetzungsverhältnis korrespondiert, und durch Lösen einer Kraft auf dem Gaspedal initiiert wird. Diese Aktionen ermöglichen, das Gaspedal zu heben und die Motordrosselklappe zu schließen, zumindest teilweise, in Antwort auf die Bewegung des Pedals. Derartige Abschalt-Herunterschaltungen, sowohl solche, die automatisch durch das Getriebe-Regelungssystem erzeugt werden, als auch solche, die manuell durch den Bediener initiiert werden und durch das Regelungssystem vervollständigt werden, sind typischerweise nicht so reibungslos, wie nicht-synchrone Leerlastlauf-Herunterschaltungen.

Nicht-synchrone Gangwechsel sind Übersetzungsverhältnis-Änderungen, die resultieren, wenn ein einzelnes Reibelement, eine hydraulisch aktivierte Kupplung oder Bremse, ihren Zustand von Eingriff in Nicht-Eingriff ändert. Synchrone Gangwechsel sind Übersetzungsverhältnis-Änderungen, die sich ergeben, wenn zumindest zwei Reibelemente ihren Zustand zwischen Eingriff und Nicht-Eingriff ändern.

Aus der DE 197 33 100 A1 ist eine Steuervorrichtung zum Herunterschalten für ein Automatikgetriebe bekannt, in welcher das Getriebe heruntergeschaltet wird durch Freigeben eines Öldrucks von einem ersten Eingriffselement, das sich im Eingriff befand, während ein Öldruck an ein zweites Eingriffelement angelegt, das freigesetzt war, wobei der von dem ersten Eingriffelement zu einem Freigabedruck-Steuerstellglied freigegebene Druck angehoben wird, wenn das erfasst Übersetzungsverhältnis ein erstes vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis erreicht, und wobei der von dem zweiten Eingriffelement an ein Anlegedruck-Steuerstellglied angelegte Druck erhöht wird, wenn das erfasste Übersetzungsverhältnis ein zweites vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis erreicht, das größer als das erste ist und kurz vor Vollendung des Schaltvorgangs vorliegt.

Aus der DE 43 30 126 ist eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Brennkraftmaschinenmoments in einem Kraftfahrzeug während des Gangwechsels eines Stufengetriebes mit einem elektronischen Steuergerät bekannt.

Während einer synchronen Herunterschaltung steigt das Getriebe-Übersetzungsverhältnis, was ein Steigen der Drehzahl einer Drehmomentwandlerturbine in Proportion zu der Verhältnisänderung verursacht. Weil der Motor durch die Turbine mit dem Getriebe verbunden ist, verursacht eine Abschalt-Herunterschaltung eine Erhöhung der Motordrehzahl, da die Turbinendrehzahl ansteigt. Die Energie, die benötigt wird, um die Motorträgheit und die Reibungs-Drehmomentlast zu überwinden, wird durch die Fahrzeugträgheit zugeführt. Dieser Energieaustausch verursacht, dass das auf die Antriebsräder übertragene Ausgangsdrehmoment abfällt, was ein holpriges, unerwünschtes Schaltgefühl erzeugt.

Es gibt einen Bedarf, die Antwort auf synchrone Abschalt-Herunterschaltungen und manuelle Mitnahme-Herunterschaltungen durch Regeln der Motor-Drehzahlsteigerung hauptsächlich durch elektronische Drosselklappensteuerung und Zündfunken-Verzögerung zu verbessern, eher als durch Ineingriffkomm-Reibelemente. Eine solche Strategie würde die Verringerung des Ausgangswellen-Drehmoments minimieren, weil die Energie, die benötigt wird, um die Motordrehzahl und die Turbinendrehzahl zu erhöhen, durch den Motor bereitgestellt werden würde.

Eine Regelungsstrategie ist gefordert, um die Qualität von Leerlastlauf-Herunterschaltungen auf einen Level zu verbessern, der vergleichbar mit nicht-synchronen Übersetzungsverhältnis-Änderungen ist. Eine solche Strategie sollte sowohl auf synchrone als auch auf nicht-synchrone Herunterschaltungen anwendbar sein.

Hierzu stellt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bereit. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Strategie der Erfindung setzt z.B. eine elektronische Drosselklappen- und eine Endlosschleife-Motordrehzahl-Regelung ein, um Treibstoff und Luft als Energiequelle für eine steigende Motordrehzahl während einer Abschalt-Herunterschaltung zu verwenden. Die Motordrehzahl wird auf einen Level nahe der synchronen Drehzahl in Verbindung mit einem Lösen eines Außereingriffkomm-Reibelement verstärkt. Das Ineingriffkomm-Reibelement wird dann eingesetzt, wenn die Motordrehzahl die gewünschte Drehzahl erreicht. Die Motor-Drehzahlsteigerung ist zeitlich bestimmt, um die Turbinen-Drehzahlsteigerung zu leiten. Folglich überträgt die Turbine keine Leistung an den Motor, um die Motordrehzahl zu erhöhen. Die Folge ist eine weichere Abschalt-Herunterschaltung.

Eine Endlosschleife-Motorregelungsvorrichtung manipuliert Zündfunken und Luft, um ein Überschiessen der Motor-Drehzahlsteigerung zum Ende des Schaltens hin zu verhindern. Ein Motordrehmoment-Vorwärtsschub wird verwendet, um die Motorantwort auf einen Motordrehzahl-Änderungsbefehl zu verbessern.

Die Regelungsstrategie dieser Erfindung verbessert die Qualität von Leerlastlauf-Herunterschaltungen auf die einer äquivalenten nicht-synchronen Übersetzungsverhältnis-Schaltung. Die Strategie ist auf synchron-auf-synchron Herunterschaltungen und auf nicht-synchron-auf-synchron Herunterschaltungen anwendbar.

Wenn eine Übersetzungsverhältnis-Änderung auftritt, bevor der Motor die synchrone Drehzahl für das Eingangs-Übersetzungsverhältnis erreicht, wird die Motordrehzahl geregelt, um der Steigerung der Turbinendrehzahl zu folgen, wodurch abrupte Trägheitseffekte reduziert werden, die in dem Fahrzeug wahrnehmbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein schematisches Diagramm, das einen Antriebstrang für ein Kraftfahrzeug zeigt, welcher einen Mikroprozessor zum Regeln des Fahrzeuggetriebes und des -Motors aufweist,

2 eine schematische Repräsentation eines Getriebes mit einem Drehmomentwandler und einem Mehrganggetriebe, wobei die Getriebeelemente durch Reibkupplungen und Bremsen geregelt werden,

3 repräsentiert grafisch die Änderungen der Motordrehzahl, der Turbinendrehzahl und der synchronen Drehzahl während einer Herunterschaltung, die entsprechend dieser Erfindung geregelt ist, wobei bei der Herunterschaltung die Druckrampe abschließt, und

4 repräsentiert grafisch Änderungen der Motordrehzahl, der Turbinendrehzahl und der synchronen Drehzahl während einer Herunterschaltung, die gemäß dieser Erfindung geregelt ist, wobei bei der Herunterschaltung die Verhältnisänderung auftritt bevor die Druckrampe abschließt.

1 ist ein Blockdiagramm, das ein System 10 zum Regeln von synchronen Leerlastlauf-Herunterschaltungen eines automatischen Getriebes gemäß der Erfindung illustriert. Das System 10 weist einen Fahrzeug-Antriebsstrang 12 auf, der einen Verbrennungsmotor 14 gekuppelt mit einem automatischen Getriebe 16 aufweist. Der Antriebsstrang 12 kann auch eine Regelungsvorrichtung 18 in Kommunikation mit dem Motor 14 und dem Getriebe 16 zum Bereitstellen verschiedener Informationen und Regelfunktionen aufweisen. Der Motor 14 ist mit dem Getriebe 16 über eine Kurbelwelle 20 verbunden, welche mit einer Getriebepumpe 22 und/oder einem Drehmomentwandler 24 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Drehmomentwandler 24 ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Laufrad 26, welches wahlweise hydrokinetisch mit einer Turbine 28 gekuppelt ist. Der Drehmomentwandler 24 kann ebenfalls eine Reibungswandlerkupplung oder Bypasskupplung 30 aufweisen, welche wahlweise eine Reibungsverbindung zwischen der Turbinenwelle 32 und der Kurbelwelle 20 bereitstellt.

Das automatische Getriebe 16 erzeugt mehrere Übersetzungsverhältnisse, die durch verschiedene Zahnräder und assoziierte Reibelemente wie etwa Kupplungen, Bremsen und Verbindern bewirkt werden. Die Übersetzung erzeugt wahlweise ein Drehmomentverringerungs- bzw. ein Drehmomentvervielfachungs-Verhältnis zwischen der Turbinenwelle 32 und der Ausgangswelle 38. Das automatische Getriebe Getriebe 16 ist vorzugsweise über einen oder mehrere Schaltungssolenoide, die im allgemeinen durch Bezugszeichen 40 indiziert sind, und eine Wandlerkupplungsregelung (CC) 41 elektronisch geregelt, um eine geeignete Übersetzung basierend auf aktuellen Betätigungsbedingungen auszuwählen. Das Getriebe 16 weist ebenfalls vorzugsweise einen Aktuator zum Regeln eines Pumpendruckes (PP) (oder Leitungsdruckes) auf, zusätzlich zu einem Schalthebel-Positionssensor (PRN) 44, der einen Hinweis auf den von dem Bediener gewählten Gang oder Fahrmodus bereitstellt, wie etwa drive, reverse, park, etc. Ein Leitungsdrucksensor (LP) 46 kann vorgesehen sein, um eine Endlosschleife-Rückkopplungsregelung des hydraulischen Leitungsdruckes während des Schaltens oder der Übersetzungsänderung zu ermöglichen.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung kann die Ausgangswelle 38 mit einer oder mehreren Achsen 48 über einen Differenzialmechanismus 50 verbunden sein. Jede Achse 48 kann zwei oder mehr Räder 54 mit korrespondierenden Raddrehzahlsensoren 56 aufweisen.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Sensoren weist der Antriebsstrang 12 vorzugsweise eine Vielzahl von Sensoren, die im allgemeinen durch Bezugszeichen 60 indiziert sind, in Kommunikation mit korrespondierenden Eingangsanschlüssen 62 der Regelungsvorrichtung 18 auf, um die aktuelle Betätigung und die Umgebungsbedingungen des Antriebsstrangs 12 zu erfassen oder wiederzugeben. Eine Vielzahl von Aktuatoren, die im allgemeinen durch Bezugszeichen 64 indiziert sind, kommuniziert mit der Regelungsvorrichtung 18 über Ausgangsanschlüsse 66, um eine Regelung des Antriebsstrangs 12 in Antwort auf die Befehle zu bewirken, die von der Regelungsvorrichtung 18 erzeugt werden.

Die Sensoren weisen vorzugsweise einen Drosselklappen-Positionssensor (TPS) 68 auf, welcher die Position der Drosselklappe 70 aufzeichnet, die innerhalb des Einlasses 72 angeordnet ist. Ein Luftmassenflusssensor (MAF) 74 stellt einen Hinweis auf die Luftmasse bereit, die durch den Einlass 72 fließt. Ein Temperatursensor (TMP) 76 stellt einen Hinweis auf die Motorkühlmitteltemperatur ECT bereit, oder alternativ der Motoröltemperatur.

Ein Motordrehzahlsensor (RPM) überwacht die Drehzahl der Kurbelwelle 20. Ähnlich überwacht ein Turbinendrehzahlsensor 82 die Drehzahl der Turbine 28 des Drehmomentwandlers 24. Ein anderer Drehzahlsensor, der Ausgangswellendrehzahlsensor (OSS) 84, stellt einen Hinweis auf die Drehzahl der Ausgangswelle 38 bereit, welcher verwendet werden kann, um die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf dem Übersetzungsverhältnis der letzten Fahr-Getriebeeinstellung, dem Differenzial 50 und der Größe der Räder 54 zu bestimmen. Raddrehzahlsensoren (WS1 und WS2) 56 können als sekundäre Quellen verwendet werden, die einen Hinweis auf die Ausgangswellendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit bereitstellen.

In Abhängigkeit von jeweiligen Anwendungserfordernissen können verschiedene Sensoren weggelassen werden oder alternative Sensoren vorgesehen werden, welche Signale erzeugen, die bezogene erfasste Parameter anzeigen. Zu Umgebungs- oder Betätigungsbedingungen korrespondierende Werte können unter Verwendung eines oder mehrerer der erfassten Parameter abgeleitet oder berechnet werden, ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen.

Ein Gaspedal 58 wird durch den Fahrer betätigt, um den Ausgang des Antriebsstrangs 12 zu regeln. Ein Pedalpositionssensor 59 stellt einen Hinweis auf die Position des Gaspedals 58 bereit, vorzugsweise in Form von Zählimpulsen, wobei eine vergrößerte Anzahl von Zählimpulsen eine Anforderung für eine vergrößerte Leistungsabgabe anzeigt. Ein absoluter Verteilerdruck-(NAP)-Sensor oder ein Äquivalent können verwendet werden, um einen Hinweis auf einen aktuellen barometrischen Druck bzw. einen Verteilerdruck bereitzustellen.

Aktuatoren 64 werden verwendet, um Regelsignale bereitzustellen oder Bewegungen von verschiedenen Vorrichtungen in dem Antriebsstrang 12 zu bewirken. Die Aktuatoren 64 können Aktuatoren zum zeitlichen Festlegen und Messen von Treibstoff (FUEL) 90, zum Regeln des Zündwinkels oder Zündzeitpunkts (SPK) 92, zum Festsetzen der Menge der Abgasrückführung (EGR) 94 und zum Einstellen der Ansaugluft unter Verwendung der Drosselklappe 70 mit einem geeigneten Servomotor oder Aktuator (TVA) 96 aufweisen. Wie oben beschrieben, wird das automatische Getriebe 16 geregelt, um wahlweise seine verschiedenen Übersetzungsverhältnisse durch Regelung des Getriebe-Hydraulik-Leitungsdruckes unter Verwendung eines geeigneten Aktuators (PP) 42 in Kombination mit Schaltungssolenoiden (SS1 und SS2) 40 zu erzeugen, welche Servomechanismen in Antwort auf die Befehlssignale der Regelungsvorrichtung 18 unter Druck setzen bzw. öffnen. Die hydraulischen Reibkupplungen und Bremsen greifen ineinander und lösen sich gemäß dem Unterdrucksetz- und Öffnungs-Zustand der Servomechanismen, wodurch das geeignete Übersetzungsverhältnis erzeugt wird. Eine Drehmomentwandlerkupplung verriegelt, entriegelt und verursacht unterschiedliche Schlupfe über der Drehmomentwandlerkupplung 30 in Antwort auf ein Regelsignal von der Regelungsvorrichtung 18, das an ein Solenoid (CC) 41 abgegeben wird, welches ein Ventil regelt, durch welches der Zustand der Drehmomentwandlerkupplung geändert wird. Vorzugsweise erzeugt ein Temperatursensor 106 ein Signal, das die Getriebeöltemperatur (TOT) repräsentiert.

Die Regelungsvorrichtung 18 ist vorzugsweise eine mirkoprozessorbasierte Regelungsvorrichtung, welche eine integrierte Regelung des Motors 14 und des Getriebes 16 des Antriebsstrangs 12 bereitstellt. Die Erfindung kann mit einer separaten Motor- oder Getriebe-Regelungsvorrichtung abhängig von der jeweiligen Anwendung implementiert werden. Die Regelungsvorrichtung 18 weist einen Mikroprozessor 110 in Kommunikation mit Eingangsanschlüssen 62, Ausgangsanschlüssen 66 und computerlesbaren Medien 112 über einen Daten/Steuer-Bus 114 auf. Die computerlesbaren Medien 112 können verschiedene Arten von permanenten und nicht permanenten Speichern wie etwa random access memory (RAM) 116, read-only memory (ROM) 118 und keep-alive memory (KAM) 120 aufweisen. Diese funktionellen Beschreibungen der verschiedenen Typen von permanenten und nicht permanenten Speichern kann durch jede einer Anzahl von bekannten physikalischen Vorrichtungen inklusive, aber nicht darauf beschränkt, EPROMs, EEPROMs, PROMS, flash memory und dergleichen implementiert werden. Computerlesbare Medien 112 weisen gespeicherte Daten auf, die durch den Mikroprozessor 110 ausführbare Anweisungen aufweisen, um das Verfahren zur Regelung des hydraulischen Drucks während des Schaltens gemäß der Erfindung zu implementieren.

2 zeigt eine schematische Form eines Mehr-Gang-Getriebes für ein Kraftfahrzeug, das in der Lage ist, das verbesserte Regelungsverfahren und die Strategie der Erfindung einzusetzen. Das Getriebe aus 2 ist lediglich ein Beispiel für ein Mehr-Gang-Übersetzungsgetriebe, auf das die Regelungslogik der Erfindung angewendet werden kann. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das spezifische Getriebe, das in 2 illustriert ist.

Der hydrokinetische Drehmomentwandler 24 hat ein Laufrad 26 und eine Turbine 28, die in bekannter Art und Weise in einem Ring-Fluidfluss-Kreislauf angeordnet sind. Das Laufrad 26 ist mit der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors 14 verbunden.

Die Turbine 28 ist mit der Turbinenwelle 32 verbunden, welche das Drehmoment auf einen Träger einer einfachen Planetengetriebeeinheit 130 überträgt. Ein Sonnenrad 132 der Getriebeeinheit 130 ist mit einer Schnellgang-Bremstrommel 134 verbunden. Eine Schnellgang-Reibscheibenbremse 136 überträgt ein Reaktionsdrehmoment auf das Getriebegehäuse, wenn es anliegt, wodurch ein Schnellgang-Zustand für die Getriebeeinheit 130 bewirkt wird. Eine Leerlastlaufkupplung 137 verbindet den Träger für die Getriebeeinheit 130 direkt mit dem Sonnenrad 132, wodurch eine rückwärtige Drehmomentübertragung von den Fahrzeugrädern durch den Wandler zum Motor begünstigt wird. Eine Freilauf-Kupplung 138 bildet eine direkte Antriebsverbindung zwischen der Turbinenwelle und der Drehmomentübertragungswelle 140.

Die Welle 140 dient als eine Drehmomenteingangswelle für zusammengesetzte Planetenräder 142, welche Getriebeeinheiten 144 und 146 mit einem üblichen Sonnenrad 148 aufweist. Ein Hohlrad 150 der Getriebeeinheit 14 ist mit der Welle 140 über eine Vorwärts-Antriebskupplung 152 verbunden. Das Sonnenrad 148 ist mit der Welle 138 über eine Hohe-Übersetzung-Kupplung 154 verbunden. Eine Mittlere-Drehzahl-Übersetzungsbremse 156 kann das Sonnenrad 148 abbremsen, wenn die Kupplung 154 nicht im Eingriff ist. Der Träger 158 für die Getriebeeinheit 144 ist mit einer Drehmomentausgangswelle 160 verbunden.

Ein Hohlrad 162 für die Getriebeeinheit 146 ist mit der Welle 160 verbunden. Der Träger 164 für die Getriebeeinheit 146 ist mit einer Rückwärts-Bremstrommel 166 verbunden. Ein Rückwärts-Bremsband 168 umgibt die Trommel 166 und verankert den Träger 164 während des Rückwärts-Antriebs. Während eines Vorwärts-Antriebs mit niedriger Drehzahl wird die Bremstrommel 166 mit dem Getriebegehäuse durch eine Freilaufkupplung 170 verankert.

Das Getriebe arbeitet in der dritten Getriebestufe, wenn die mittlere Bremse 156 und die Vorwärts-Kupplung 152 im Eingriff miteinander sind. Eine synchrone Herunterschaltung in die zweite Getriebestufe von der dritten Getriebestufe aus erfolgt über ein Außereingriffbringen der Bremse 156, des Ausgangs-Reibelementes, und ein Ineingriffbringen der Freilaufbremse 136, des Ineingriffkomm-Reibelements, während die Vorwärts-Kupplung 152 im Eingriff gehalten wird. Vergleichbar ergibt sich eine synchrone manuelle Herunterschaltung von der dritten Getriebestufe in die zweite Getriebestufe über ein Außereingriffbringen der Bremse 156 und ein Ineingriffbringen der Freilaufbremse 136, während die Vorwärts-Kupplung 152 im Eingriff gehalten wird.

3 repräsentiert graphisch die Änderungen in der gefilterten Motordrehzahl NEBART, einer gefilterten Turbinendrehzahl NTBART, einer synchronen Drehzahl, welche aus der Drehzahl der Turbine berechnet wird, d.h., dem Produkt der aktuellen Ausgangswellendrehzahl OSS und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Die Zone "X" repräsentiert eine Periode, bevor eine Leerlastlaufbedingungs-Herunterschaltung durch die Regelungseinheit 18 über ein Ausgeben eines PWM-Befehls an die Solenoide SS1 und SS2 initiiert wird, um den Druck der Servos zu ändern, die mit dem Außereingriffkomm-Reibelement und dem Ineingriffkomm-Reibelement assoziiert sind.

Während jeder Regelungsschleife der Regelvorrichtung werden die Ausgangsbedingungen des aktuellen Modus geprüft, vor dem Eintritt in den nächsten Modus. Wenn die Ausgangsbedingungen des aktuellen Modus befriedigend sind, dann kann die Regellogik während der Übersetzungsänderung mit dem nächsten Modus fortfahren. Andernfalls verbleibt die Regelung bei dem aktuellen Modus. Die Regellogik wird ausgeführt und die Ausgangs-Regelungssignale, die an die Solenoide übertragen werden, welche die Reibelemente des Getriebes regeln, werden in Echtzeit erfasst.

Die digitale Regelvorrichtung 18 erhält Eingangssignale von Sensoren. Eine Regelungslogik wird ausgeführt und die Ausgangsregelsignale werden in Echtzeit an die Solenoide gesendet, die die Reibelemente regeln. Die Motordrehzahl, die Getriebe-Eingangsdrehzahl und -Ausgangsdrehzahl werden von den Sensoren bestimmt, die in der Hardware lokalisiert sind. Andere Eingänge sind die Drosselklappenposition, die Getriebebereichs-Wahlhebelposition und Getriebeöltemperatursignale. Für die obigen Signale werden basierend auf der Schalt-Regelungslogik Ausgangssignale berechnet.

Die folgenden Eingänge werden von den Sensoren ausgelesen, in Verarbeitungseinheiten umgewandelt und gefiltert:

Motordrehzahl (nebart),

Getriebe-Turbinendrehzahl (ntbart),

Getriebeausgangswellendrehzahl (nobart),

Getriebeöltemperatur,

Getriebebereichs-Wahlhebelposition (PDL), und

Gaspedalposition (dd_trans).

Die folgenden Parameter werden aus den Sensoreingängen abgeleitet:

Schlupf über dem Drehmomentwandler (slip_act) = nebart – ntbart;

Ableitung der Motordrehzahl, der Turbinendrehzahl und der Ausgangsdrehzahl nach der Zeit;

die aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl (cur_sync_os) = Ausgangswellendrehzahl * aktuelles Übersetzungsverhältnis;

die nächste synchrone Übersetzungsdrehzahl (exe_sync_os) = Ausgangswellendrehzahl * auszuführendes Übersetzungsverhältnis;

Fahrzeuggeschwindigkeit (vsbart) = Ausgangswellendrehzahl * Umwandlungskonstante;

Prozent der abgeschlossenen Schaltung (pcsftcmpt);

Nettomotordrehmoment (tq_net);

Raddrehmoment (tq_wheel); und

Übersetzungsverhältnis (rt_trans).

Die Endlosschleifen-(target-N)-Regelungslogik besteht aus vier Modi, wobei drei ausgeführt werden und eine eine Alternative ist: Schaltungsstart, Motordrehzahlrampe, Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendung und Turbinenabtrieb- Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendung. Alle Kalibrierungen, die in den Schaltungen umfasst sind, sind einzigartig für jede jeweilige Übersetzungsverhältnis-Änderung. Eine Bezugnahme auf "kalibrierbar oder kalibriert" bedeutet ein Skalar oder eine Funktion, deren Wert eine vorbestimmte Größe ist, welche geändert oder durch Ändern des Regelalgorithmus kalibriert werden kann, um eine gewünschte Leistungscharakteristik einzustellen oder zu erzeugen. Kalibrierte Funktionswerte werden in einem Speicher gespeichert, wobei die aktuellen Größen von diesen aus einer Lesetabelle bezogen auf eine andere Variable oder einen Satz von Variablen, die Argumente oder Indizes der Funktion bestimmt werden.

In jeder Schleife werden die Ausgangsbedingungen von dem aktuellen Modus zum nächsten Modus geprüft. Wenn die Ausgangsbedingungen befriedigend sind, dann wird die Regelungslogik, für den sich ergebenden Modus ausgeführt. Andernfalls verbleibt die Regelung im aktuellen Modus und die Regelungslogik für den aktuellen Modus wird ausgeführt. Die Eingangsbedingungen, die Ausgangsbedingungen und die Regelungslogik werden für jeden Modus beschrieben.

Wenn eine synchrone Herunterschaltung initiiert wird, geht die Regelungsvorrichtung in den Schaltungsstart-Modus, welcher die Motordrehzahl auf synchrone Drehzahl plus eine Abweichung regelt, bis ein neutrales Intervall auftritt. Die Turbinendrehzahl wird als Rückführgröße verwendet, um eine Steigerung der Motordrehzahl zu regeln.

Zunächst werden einige Abfragen gemacht, ob die Regelung in den Motordrehzahlrampe-Modus weitergehen soll. Wenn sich die aktuelle Getriebe-Turbinendrehzahl von (aktuelle synchrone Getriebedrehzahl + anfängliche (Turbinendrehzahl – synchrone Drehzahl)) durch eine kalibrierbare Größe unterscheidet [(ntbart-(cur_sync_os -ntdelssyncstr))] >= NEUINTDET[TYPE2GEAR[trg_sftp_cur]-1]];

oder ein Vorgangs-Timer eine Elementlöse-Überwachungszeit übersteigt [trg_evnt_tmr >= trgelwd_tm]; oder der erwartete Löse-Kupplungsdruck < der Kupplungshubdruck ist, geht die Regelung zum Motordrehzahlrampe-Modus.

Während der ersten Schleifenausführung des Schaltungsstart-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt. Der Vorgangs-Timer (trg_evnt_tmr) wird auf Null gesetzt. Die Elementlöse-Überwachungszeit (trgelrwd_tm) wird auf eine Kalibrierungskonstante gesetzt, welche vorzugsweise spezifisch für die aktuelle Getriebeschaltung trgelrwd-tm ist und die eine Funktion fn(gear, tot) ist, die im elektronischen Speicher gespeichert wird. Die Funktion wird im Speicher durch ihre Argumente, die aktuelle Übersetzung und die Getriebeöltemperatur indexiert. Die Motordrehzahl wird geregelt mittels der Summe einer berechenbaren Abweichung plus einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl plus der Differenz zwischen der Turbinendrehzahl und der aktuellen synchronen Ausgangswellendrehzahl (Turbinendrehzahl - cur_sync_os) beim Start der Schaltung, ntdelsyncstr. Die geregelte Motordrehzahl wird als die folgende Gleichung ausgedrückt:



[trg_n_t = (cur_synpr_os + cur_sync_ofs + ntdelsyncstr], wobei



cur_synpr_os = vorhergesagte aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl (= nächste synchrone Eingangswellendrehzahl), die auf der Ausgangswellendrehzahl und dem nächsten Übersetzungsverhältnis basiert;



cur_sync_ofs = kalibrierbare Abweichung zur synchronen Drehzahl; und



ntdelsyncstr = Turbinendrehzahl – cur_sync_os beim Start der Schaltung.

Während der Ausführung von anschließenden Schleifen des Schaltungsstart-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt. Die Motordrehzahl wird auf eine kalibrierbare Abweichung + das Maximum der vorhergesagten Turbinendrehzahl und (der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl + ntdelsyncstr) geregelt. Die Steigerung der Turbinendrehzahl wird als Rückführung verwendet, um die geforderte Motordrehzahl gemäß der folgenden Gleichung zu erhöhen:



[trg_n_t = max [(cur_synpr_os + netdelsyncstr), trg_tss_pred) + cur_syn_ofs]



wobei trg_ss_pred = vorhergesagte Turbinendrehzahl.

Die Motordrehzahl kann durch Manipulieren von irgendeinem der verschiedenen Motorparameter inklusive Motorausgangsdrehmoment, Motorluftfluss, Drosselklappenposition des Motors, Zündzeitpunkt und Motor-Luft-Treibstoff-Verhältnis geregelt werden.

Ein Alternative zu dem Schaltungsstart-Modus, der oben diskutiert wurde, wird ein berechneter Motorimpuls-Drehmoment-Ansatz eingesetzt. Nach dem Beginn von einer synchronen Herunterschaltung werden einige Abfragen gemacht, um zu bestimmen, ob die Regelung zum Motordrehzahlrampe-Modus weitergegangen ist. Wenn die aktuelle Getriebe-Turbinendrehzahl sich von der berechneten Eingangsdrehzahl unterscheidet, um einen kalibrierbaren Betrag



[|ntbart – nobart * rt_gr_prev| > minslip];



oder ein Impulstimer die Impulsverzögerungszeit überschreitet



[tqea_imp_tmr > tqea_imp_dl],



fährt die Regelung mit dem Motordrehzahlrampe-Modus fort.

Die alternative Schaltungsstart-Modus-Rampenstrategie weist die folgenden Schritte auf. Motor unter Turbinendrehzahl. Impulstimer (tqea_imp_tmr] wird auf Null gesetzt. Impulszeitpunkt (tqea_imp_tm) und Impulsverzögerung (tqea_imp_dl) werden auf schaltungsspezifische Berechnungskonstanten gesetzt, tqea_imp_dl = FN(gr_cm, vsbart). Der Druck auf die Außereingriffkommkupplung wird während jeder Schleife entlang einer Rampe reduziert, bis sie eine Höhe unter einem Ladedruckwert erreicht. Ein geschätzter Außereingriffkommkupplungsdruck nimmt ein System erster Ordnung an. Schließlich wird der Ineingriffkommkupplungsdruck auf einen Kolbenhubdruck gesetzt, und ein relativ hoher Druck mit kurzer Dauer wird verwendet, um schnell die Freiräume der Reibscheiben, der Abstandsplatten, der Rückhalteplatte und des Kolbens der Ineingriffkommkupplung und ihrem hydraulischen Servo zu verringern, ohne die Kupplung in Eingriff zu bringen.

Die Regelungsstrategie des Motordrehzahlrampe-Modus ist, die Motordrehzahlanforderung von seiner aktuellen Größe auf die nächste synchrone Übersetzungsdrehzahl + eine Abweichung zu erhöhen (oder hochlaufen zu lassen), welches ein kalibrierbares Skalar oder eine Konstante ist.

Der Ausgang des Motordrehzahlrampe-Modus zu dem Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus, wenn die geregelte Motordrehzahl-Steigerungsrampe abgeschlossen ist, bevor der Übersetzungswechsel beginnt, oder wenn der aktuelle Wert der Motordrehzahl-Anforderung + dem Rampenschritt größer ist als die vorhergesagte nächste synchrone Getriebedrehzahl + einer Abweichung.



(trg_n_t + ramp_step) >= (exe_sync_os + exe_sync_ofs)]

Verlasse den Motordrehzahlrampe-Modus zum Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus, wenn das Verhältnis begonnen hat zu wechseln, bevor die Rampe abgeschlossen wurde, oder wenn die Turbinendrehzahl über die Motordrehzahl steigt, welches einen negativen slip_act Wert erzeugt. Slip ist die Differenz zwischen der Drehzahl der Turbinenwelle relativ zur Drehzahl der Motorwelle.

Slip_act muss kleiner als ein kalibrierbarer Wert sein, [slip_act <= FN(gear)].

Während der ersten Schleifenausführung des Motordrehzahlrampe-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt. Setzen der Motordrehzahlrampe durch Berechnen des Rampenstartwertes aus der folgenden Gleichung:



[Rampenstartwert = max ((cur_synpr_os + netdelsyncstr), trg_tss_pred) + cur_syn_ofs], wobei



cur_synpr_os = vorhergesagte aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl, die auf der Ausgangswellendrehzahl basiert



ntdelsyncstr = Turbinendrehzahl – cur_sync_os beim Start der Schaltung



cur_sync_os = die aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl, die auf der Ausgangswellendrehzahl basiert,



trtss_pred = die vorhergesagte Turbinendrehzahl



cur_syncur_ufs = die Abweichung zur aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl.

Berechne den letzten Zielwert aus [exe_sync_os + exe_sync_ofs] wobei

exe_sync_os = auszuführende (nächste) synchrone Übersetzungsdrehzahl, die auf der Ausgangswellendrehzahl basiert,



exe_sync_ofs = Abweichung zur auszuführenden (nächsten) synchronen Übersetzungsdrehzahl.

Schlage dann den übersetzungsabhängigen kalibrierbaren Rampenzeitpunkt nach. Berechne die Rampenrate aus (letztem Zielwert – Startwert)/Rampenzeitpunkt, und Berechne den Motordrehzahl-Abfragewert aus

trg_n_t = (Rampenstartwert + Rampenschritt)]

Während der Ausführung der anschließenden Schleifen des Motordrehzahlrampe-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt. Da es für die Ausgangswellendrehzahl möglich ist, sich während der Rampe zu ändern, berechne erneut den letzten Ziel-Motordrehzahl-Abfragewert aus der folgenden Gleichung:



[trg_rmp_tarv = exe_synpr_os + exe_syn_ofs]



wobei

exe_synpr_os = auszuführende vorhergesagte synchrone Übersetzungsdrehzahl (der letzten Übersetzung),

exe_syn_ofs = auszuführende synchrone Übersetzungsdrehzahl-Abweichung (der letzten Übersetzung).

Zwei wahrscheinliche Ereignisse werden auftreten: entweder wird der Rampenwert den vorhergesagten Zielwert während der Ausführung des Motordrehzahlrampe-Modus übersteigen oder eine Übersetzungsverhältnis-Änderung wird auftreten und abgeschlossen sein, während die Motordrehzahl ansteigt und bevor die Rampe abgeschlossen ist.

Eine Alternative zu dem oben diskutierten Motordrehzahlrampe-Modus, ein berechneter Motor-Impuls-Drehmoment-Ansatz kann eingesetzt werden. Mehrere Abfragen werden gemacht, um zunächst zu bestimmen, ob die Regelung den Schaltungsende-Modus erreicht hat. Verlasse den Motordrehzahlrampe-Modus zum Schaltungsende-Modus, wenn die Motordrehzahl innerhalb eines kalibrierbaren Zielwert-Reduktions-(tqeatargrd)-Limits ist, wobei tqeatargrd die Motordrehzahl-Ziel-Verhältnisreduktion ist

[nebart > (tqeatargrd * engine_speed_des)],

oder das Übersetzungsverhältnis erreicht die nächste Übersetzungsstufe

[pcsftcmpt > target percent shift complete (pcsftpnse),

wobei

pcsftcmpt die Prozent der vollständigen Schaltung sind, und pcsftpnse das Zielverhältnis in Prozent, um die Vollständigkeit der Schaltung zu indizieren,

oder Turbinendrehzahl > Motordrehzahl und Erhöhung schneller als Motordrehzahl und Übersetzungsverhältnis erreicht den nächsten Übersetzungswert

[ntbart > nebart & ndtbart > ndebart & pcsftcmpt > pcsftpnesc]

wobei

ntbart die Getriebe-Turbinendrehzahl, RPM ist,

ndtbart = ein Integral der Turbinendrehzahl über die Zeit, RPM-s

ndebart = eine Ableitung der Motordrehzahl nach der Zeit, RPM/s

pcsftcmpt = Prozent der vollständigen Schaltung, und

pcsftpnesc = Zielverhältnis in Prozent, um den Motordrehzahl-Regelungsmodus zu verlassen.

Während der ersten Ausführungsschleife der alternativen Motordrehzahlrampe-Modus-Strategie werden die folgenden Schritte ausgeführt. Berechne die aktuelle Motordrehzahl (engine_speed_strt), welche die Motordrehzahl beim Start des Drehmomentimpulses ist.

Während der Ausführung der anschließenden Schleifen der alternativen Motordrehzahlrampe-Modus-Strategie werden die folgenden Schritte ausgeführt. Berechne die gewünschte Motordrehzahl. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr wahrscheinlich nicht konstant auf Grund der Leerlastlaufbedingung mit möglichem Radbremsen ist, wird eine Endlosschleifen-Regelung bei gewünschter Motordrehzahl durchgeführt. Dies bietet ein besseres Verhalten gegenüber dem Überschießen der gewünschten Motordrehzahl. Berechne die verbleibende Impulszeit (imp_tmr) aus der folgenden Gleichung:



imp_tmr = tqea_imp_tm + tqea_imp_dl – tqea_imp_tmr,

wobei

imp_tmr = verbleibende Impulszeit

tqea_imp_tm = gesamte Impulszeit

tqea_imp_dl = Impulsverzögerung vom Start der Schaltung

tqea_imp_tmr = verstrichene Impulszeit

Berechne anschließend die vorhergesagte Ausgangswellendrehzahl aus dem Folgenden:



nopred = nobart + ndobart * imp_tmr,



wobei

nopred = vorhergesagte Ausgangswellendrehzahl am Ende eines Impulses (RPM)

nobart = Getriebeausgangswellendrehzahl (RPM)

ndobart = Ableitung der Ausgangswellendrehzahl nach der Zeit (RPM/s)

imp_tmr = verbleibende Impulszeit, und

der Maximalwert für ndobart ist Null.

Berechne die gewünschte Motordrehzahl aus der Gleichung:



Engine_speed_des = nopred * rt_gr_nxt,



wobei

nopred = vorhergesagte Ausgangswellendrehzahl zum Ende des Impulses (RPM), und

rt_gr_nxt = nächstes Übersetzungsverhältnis.

Bestimme das Impulsdrehmoment durch Anwenden der Moment-Erhaltungsgleichung an der Motorgrenze unter Verwendung von Durchschnitts-Reibwerten über dem gesamten Integral. Die Grenze besteht aus einem Netto-Motor-Impulsdrehmoment (tqea_imp_add), einem Motor-Reibdrehmoment (fric_tq) und einem Zusatz-Lastdrehmoment (accld_tq), das erforderlich ist, um die gewünschte Änderung der Motordrehzahl (mntm_tq) zu erzielen.

Berechne das Motor-Reibdrehmoment wie folgt:

fric_tq = (fnfric_tq(engine_speed_strt, ect) + fnfric_tq(engine_speed_des, etc)/2,

wobei

fnfric_tq = Funktion des Motor-Reibdrehmoments

engine_speed_strt = Motordrehzahl beim Start des Drehmomentimpulses

ect = Motorkühlmitteltemperatur, und

engine_speed_des = gewünschte Motordrehzahl zum Ende des Drehmomentimpulses.

Berechne das Durchschnitts-Zusatz-Lastdrehmoment wie folgt:

accld_tq = (fnaccld_tq(engine_speed_strt) + fnaccld_tq(engine_speed_des)/2

Berechne das Delta-Motordrehzahl-Bewegungsdrehmoment wie folgt:

mntm_tq = i_eng * (engine_speed_des – engine_speed strt)/tqea_imp_tm,

wobei

mntm_tq = Bewegungsdrehmoment, um die Motordrehzahl zu ändern i_eng = Motor-Rotationsträgheit (inklusive der Trägheit der Kurbelwelle), und

tqea_imp_tm = gesamte Impulszeit.

Berechne das Impuls-Drehmomentprofil, um es zu dem Basis-Drehmoment dazu zu addieren:

tqea_imp_add = (fric_tq + accld_tq + mntm tq) * fnimpkp(rt_targrd),

wobei

tqea_imp_add = Impulsdrehmoment, um es dem Basisdrehmoment hinzu zu addieren, und

rt_targrd = (aktuelle Motordrehzahl – engine_speed_strt)/(engine_speed_des – engine_speed_strt)

Dieses Impulsdrehmoment wird in jeder Schleife zum Leerlastlauflevel des Motordrehmoments hinzuaddiert.

Die Regelungsstrategie des Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus ist, die Motordrehzahl auf die synchrone Drehzahl korrespondierend zu dem nächsten Übersetzungsverhältnis zu regeln und zu beobachten, ob die Übersetzungsverhältnisänderung abgeschlossen ist.

Verlasse den Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus zu einem nicht geschalteten Modus, wenn die Turbinendrehzahl innerhalb eines kalibrierbaren Grenzwertes der neuen synchronen Getriebedrehzahl über ein kalibrierbares Zeitintervall ist, d.h., wenn der abgeschlossene Verhältnisänderungs-Timer (trgrtcmp_tmr) > FN(gear) ist.

Während der ersten Ausführungsschleife des Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt: initialisiere den Verhältnisänderungs-Abschlu-Timer auf Null; berechne den Motordrehzahl-Anforderungswert, und beobachte, ob die aktuelle Übersetzungsverhältnisänderung abgeschlossen ist.

Berechne den Motordrehzahl-Anforderungswert aus dem Folgenden:



[trg_n_t = exe_sync_os + exe_sync_ofs], wobei



exe_sync_os = die auszuführende oder nächste synchrone Getriebedrehzahl basierend auf der Ausgangswellendrehzahl,

exe_sync_ofs = eine Abweichung von der auszuführenden synchronen Übersetzungsdrehzahl.

Lösche den Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer, wenn die Turbinendrehzahl nicht innerhalb eines kalibrierbaren Grenzwertes der neuen synchronen Übersetzungsdrehzahl ist. Vorzugsweise, wenn die Turbinendrehzahl nicht innerhalb des kalibrierbaren Grenzwertes der neuen synchronen Übersetzungsdrehzahl während fortlaufender Ausführungsschleifen des Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus ist, dann ist der Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer gelöscht.

Andernfalls bleibt der Timer (die Zeitsteuerungsvorrichtung) ungelöscht. Diese Zusammenhänge werden ausgedrückt durch

[abs(ntbart – exe_sync_os) > FN(gear),

wobei

ntbart = Getriebe-Turbinendrehzahl (RPM).

Während der Ausführung der nachfolgenden Schleifen des Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt: erhöhe den Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer, berechne den Motordrehzahl-Anforderungswert und beobachte, ob die Übersetzungsveränderung abgeschlossen ist.

Die Regelungsstrategie des Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus ist, die Motordrehzahl zu regeln, sodass sie der Turbinendrehzahlsteigerung folgt und zu beobachten, ob die Übersetzungsveränderung abgeschlossen ist.

Verlasse den Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus zu einem Nicht-Schaltungs-Modus, wenn die Turbinendrehzahl innerhalb eines kalibrierbaren Grenzwertes der neuen synchronen Getriebedrehzahl über ein kalibrierbares Intervall hinweg ist. Vorzugsweise, wenn die Turbinendrehzahl innerhalb des kalibrierbaren Grenzwertes der neuen synchronen Getriebedrehzahl während fünf aufeinanderfolgender Ausführungsschleifen des Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus ist, dann wird der Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer gelöscht. Andernfalls verbleibt der Timer ungelöscht. Ein Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer (trgrtcmptmr) wird kontinuierlich überwacht, um festzustellen, wenn die I folgende Gleichung zutrifft: (trgrtcmp_tmr) > FN(gear).

Während der ersten Ausführungsschleife des Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt: initialisiere den Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer auf Null, berechne den Motordrehzahl-Anforderungswert, und beobachte die Übersetzungsänderung, um abgeschlossen zu sein.

Berechne einen Motordrehzahl-Anforderungswert, um die vorhergesagte Turbinendrehzahlsteigerung durch einen kalibrierbaren Wert zu verkleinern. Um ein Überschiessen der nächsten synchronen Getriebedrehzahl zu verhindern, setze den Motordrehzahl-Anforderungswert auf das Minimum der vorhergesagten Turbinendrehzahlsteigerung plus einer Abweichung und der nächsten synchronen Getriebedrehzahl plus einer Abweichung.



Trg_n_t = min[(trg_tss_pred + trg_tss_pred_ofs), (exe_sync_os + exe_sync_ofs)],



wobei

trg_tss_pred = vorhergesagte Turbinendrehzahl

trg_tss_pred_ofs = Abweichung auf die vorhergesagte Turbinendrehzahl aus FN[gear]

exe_sync_ofs = auszuführende (nächste) synchrone Getriebedrehzahl basierend auf der Ausgangswellendrehzahl, und

exe_sync_ofs = Abweichung auf die auszuführende (nächste) synchrone Getriebedrehzahl.

Lösche den Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer, wenn die Turbinendrehzahl nicht innerhalb eines berechenbaren Grenzwertes der neuen synchronen Getriebedrehzahl [abs(ntbart – exe_sync_os) > FN(gear)] ist.

Während der Ausführung der nachfolgenden Schleifen des Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus werden die folgenden Schritte ausgeführt: erhöhe den Übersetzungsänderungs-Abschluß-Timer, berechne einen Motordrehzahl-Anforderungswert und beobachte, ob die Übersetzungsänderung abgeschlossen ist und führe den gleichen Algorithmus wie für die erste Schleife des Turbinenabtrieb-Leerlastlauferfassung/Bremselementanwendungs-Modus aus.

Verlasse in einen Nicht-Schaltungs-Modus, wenn das Übersetzungsverhältnis ein Zielverhältnis erreicht hat, d.h., [pcsftcmpt > pcsftpnse],

wobei

pcsftcmpt = Prozent der vollständigen Schaltung

pcsftptnse = Zielverhältnis in Prozent, um die Vollständigkeit der Schaltung zu indizieren, und eine minimale Zeit in dem Schaltungsende-Modus ist abgelaufen oder die maximal erlaubte Zeit in dem Schaltungsende-Modus ist abgelaufen.

Eine Regelungsstrategie ist, ein Motordrehmoment durch Verzögern des Zündfunken zum modulieren.

Prozent der Drehmomentreduktion = tr_lim_mod = fn(nebart),

wobei

tr_lim_mod = Prozent der Motordrehmomentreduktion.

Verzögerung des Zündfunken für eine Zeit = fn(nebart). Eine Impulsdrehmomentrampe bis auf Null über die Zeit = fn(nebart). Eine Reibelementdruckrampe, bis sie einen Leitungsdruck erreicht. Die Rampe kann eine parabolische Rampe sein.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zum Regeln eines Motors, der eine Motordrehzahl aufweist und mit einem Getriebe verbunden ist, das eine Eingangsdrehzahl, eine Ausgangsdrehzahl, eine aktuellen Übersetzung und eine nächsten Übersetzung aufweist, die folgenden Schritte auf: Bestimmen einer synchronen Eingangsdrehzahl basierend auf der aktuellen Übersetzung und einem Parameter, der die Getriebe-Ausgangsdrehzahl angibt, Erzeugen eines ersten Hinweises, das eine Übersetzungsverhältnis-Änderung von der aktuellen Übersetzung zur nächsten Übersetzung initiiert wurde, und in Antwort auf den ersten Hinweis Einstellen eines Motorbetätigungsparameters, um die Motordrehzahl zu regeln, sodass die Eingangsdrehzahl bei der oder unter der synchronen Eingangsdrehzahl aufrecht erhalten bleibt.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die aktuelle Übersetzung ein erstes Übersetzungsverhältnis und die nächste Übersetzung ein zweites Übersetzungsverhältnis aufweisen, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer zweiten synchronen Eingangsdrehzahl basierend auf der nächsten Übersetzung und einem Parameter, der die Getriebe-Ausgangsdrehzahl angibt, und Einstellen eines Motorbetätigungsparameters, um die Motordrehzahl progressiv zu steigern, sodass die Eingangsdrehzahl während der Übersetzungsverhältnis-Änderung bei der oder unter der zweiten synchronen Eingangsdrehzahl aufrecht erhalten bleibt.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Getriebe eine Drehmomentwandler-Turbinendrehzahl aufweisen, die mit der Motordrehzahl gekuppelt ist, und das Übersetzungsverhältnis wird durch Außereingriffbringen eines Ausgangs-Reibelementes erzeugt, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Bestimmen einer zweiten synchronen Eingangsdrehzahl basierend auf der nächsten Übersetzung und einem Parameter, der die Getriebe-Ausgangsdrehzahl angibt, Erzeugen eines zweiten Hinweises, das die Turbinendrehzahl größer als die synchrone Eingangsdrehzahl ist, und in Antwort auf den zweiten Hinweis Einstellen eines Motorbetätigungsparameters, um die Motordrehzahl zu erhöhen, sodass die Eingangsdrehzahl bei der oder unter der zweiten synchronen Eingangsdrehzahl aufrecht erhalten bleibt.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann der Motorbetätigungsparameter ein Motorausgangsdrehmoment, ein Motorluftfluss, eine Drosselklappenposition des Motors, eine Zündzeitpunkt, ein Motorluft-Treibstoff-Verhältnis oder ein Treibstofffluss sein.

Ein Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zum Regeln eines Antriebsstranges, der einen Motor, ein automatisches Getriebe mit einem Ausgangs-Reibelement, das während einer Übersetzungsverhältnis-Änderung außer Eingriff zu bringen ist, und ein Drehmomentwandler mit einer Turbine aufweist, weist die Schritte auf: Initiieren einer Übersetzungsverhältnis-Änderung von einem aktuellen Übersetzungsverhältnis zu einem nächsten Übersetzungsverhältnis, Bestimmen eines Wertes, der eine gewünschte Motordrehzahl repräsentiert, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes detektiert wird, Bestimmen einer Steigerungsrate der gewünschten Motordrehzahl während einer Periode, die auf die Detektion des Außereingriffbringens des Ausgangs-Reibelementes folgt, Erhöhen des gewünschten Motordrehzahlwertes beim Start der Periode durch die bestimmte Steigerungsrate der gewünschten Motordrehzahl während der Periode, und Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl während der Übersetzungsverhältnis-Änderung zu regeln.

Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Schritt des Bestimmens eines Wertes, der eine gewünschte Motordrehzahl repräsentiert, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes detektiert wird, ferner die Schritte aufweisen kann: Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Setzen der gewünschten Motordrehzahl auf die vorhergesagte aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl plus einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, und ferner aufweisend Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl zu regeln, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelements während der Übersetzungsverhältnis-Änderung detektiert wird.

Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Schritt des Bestimmens eines Wertes, der eine gewünschte Motordrehzahl repräsentiert, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes detektiert wird, ferner die Schritte aufweisen kann: Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Bestimmen einer vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl, Setzen der gewünschten Motordrehzahl auf die Summe von dem Abstand der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl plus dem größeren Wert der vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl und der vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, und ferner aufweisend Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl zu regeln, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes während der Übersetzungsverhältnisänderung detektiert wird.

Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Schritt des Bestimmens der Steigerungsrate der gewünschten Motordrehzahl während der Periode, die auf die Detektion des Außereingriffbringens des Ausgangs-Reibelementes folgt, ferner die Schritte aufweisen kann: Bestimmen einer gewünschten Ziel-Motordrehzahl während der Periode, Bestimmen einer gewünschten Motordrehzahl zu Beginn der Periode, Bestimmen der Länge der Periode, die zu dem aktuellen Übersetzungsverhältnis korrespondiert, Berechnen der Dauer der gewünschten Motordrehzahl-Änderung während der Periode mittels Dividieren der Differenz der gewünschten Ziel-Motordrehzahl und der gewünschten Motordrehzahl zu Beginn der Periode durch die Länge der Periode.

Das Verfahren gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Schritt des Bestimmens einer Steigerungsrate der gewünschten Motordrehzahl während der Periode, die auf die Detektion des Außereingriffbringens des Ausgangs-Reibelements folgt, ferner folgende Schritte aufweisen kann: Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Bestimmen einer vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl, Bestimmen der Länge der Periode, die mit dem aktuellen Übersetzungsverhältnis korrespondiert, und Berechnen der Dauer der gewünschten Motordrehzahl-Änderung während der Periode mittels Dividieren der Differenz der Summe der Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl plus dem größeren Werte der vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl und der vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl durch die Länge der Periode.

Das Verfahren gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Schritt des Erhöhens des gewünschten Motordrehzahlwertes beim Start der Periode durch die bestimmte Steigerungsrate während der Periode ferner den Schritt aufweisen kann: wiederholendes Erhöhen mit häufigen Intervallen des gewünschten Motordrehzahlwertes über die Dauer der gewünschten Motordrehzahl-Änderung.

Das Verfahren gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl und eines Grenzwertes der nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl, Bestimmen einer Ziel-Motordrehzahl basierend auf zumindest teilweise der nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl, und diskontinuierliches Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl während der Übersetzungsverhältnis-Änderung zu regeln, wenn die Turbinendrehzahl innerhalb des Grenzwertes der nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl für eine vorbestimmte Periode ist.

Das Verfahren gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer vorhergesagten Turbinendrehzahl, Bestimmen einer nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl und eines Grenzwertes für die nächste synchronen Übersetzungsdrehzahl, und Erzeugen eines Befehles, um eine Motordrehzahl zu erzeugen, die geringer als die vorhergesagt Turbinendrehzahl und die nächsten synchrone Übersetzungsdrehzahl ist, und diskontinuierliches Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl während der Übersetzungsverhältnis-Änderung zu Regeln, wenn die Turbinendrehzahl innerhalb des Grenzwertes der nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl für eine vorbestimmte Periode ist.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren zum Regeln von Leerlastlauf-Herunterschaltungen in einem Fahrzeug-Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor, der mit einem automatischen Getriebe zum Erzeugen mehrerer Übersetzungsverhältnisse gekuppelt ist, und eine rotierenden Drehmomentwandlerturbine aufweist, die antreibbar mit dem Getriebeeingang und hydrokinetisch mit einem Motor verbunden ist, wobei der Antriebsstrang ebenfalls eine elektronische Regelungsvorrichtung in Kommunikation mit dem Motor und dem automatischen Getriebe zum Regeln des Außereingriffbringens eines Außereingriffkomm-Reibelementes, des Ineingriffbringens eines Ineingriffkomm-Reibelementes und der Motordrehzahl während eines Übersetzungsverhältnisses aufweist, die Schritte auf: Erzeugen eines Befehles, um eine Verhältnisänderung von einem aktuellen Übersetzungsverhältnis zu einem nächsten Übersetzungsverhältnis zu initiieren, Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Erzeugen eines Befehls, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelements detektiert ist, um eine Motordrehzahl basierend auf zumindest einem Teil der vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und der Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl zu erzeugen.

Vorzugsweise kann das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl, Bestimmen einer Steigerungsrate der Motordrehzahl über eine vorherbestimmte Periode, die auf einer Detektion des Außereingriffbringens des Ausgangs-Reibelementes folgt, und Erzeugen eines Befehls in häufigen Intervallen, um eine Motordrehzahl zu erzeugen, die periodisch mit der Steigerungsrate erhöht wird.

Vorzugsweise kann beim Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung der Schritt des Bestimmens einer Steigerungsrate der Motordrehzahl ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer Dauer der Motordrehzahl-Steigerung bis zum Auftreten der darauf folgenden Detektion des Außereingriffbringens des Ausgangs-Reibelementes basierend auf zumindest einem Teil der Differenz des Wertes der nächsten synchronen Übersetzungsdrehzahl und des Wertes der vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl plus der Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl.

Vorzugsweise kann beim Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung der Schritt des Bestimmens eines Wertes, der eine gewünschte Motordrehzahl repräsentiert, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes detektiert wird, ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Setzen der gewünschten Motordrehzahl auf die vorhergesagte aktuelle synchrone Übersetzungsdrehzahl plus einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, und Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl zu regeln, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes während der Übersetzungsverhältnis-Änderung detektiert wird.

Vorzugsweise kann beim Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung der Schritt des Bestimmens eines Wertes, der eine gewünschte Motordrehzahl repräsentiert, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes detektiert ist, ferner die Schritte aufweisen: Bestimmen einer vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl und einer Abweichung von der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, Bestimmen einer vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl, Setzen der gewünschten Motordrehzahl auf die Summe der Abweichung der aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl plus dem größeren Wert der vorhergesagten Ziel-Turbinendrehzahl und der vorhergesagten aktuellen synchronen Übersetzungsdrehzahl, wobei ferner vorgesehen ist, Verwenden des gewünschten Motordrehzahlwertes, um die Motordrehzahl zu regeln, bis ein Außereingriffbringen des Ausgangs-Reibelementes während der Übersetzungsverhältnis-Änderung detektiert ist.

Gemäß der Bestimmungen der Patentstatuten wurde das Prinzip und der Modus der Betätigung dieser Erfindung in seiner bevorzugten Ausführungsform erläutert und illustriert. Jedoch muss es verstanden werden, dass diese Erfindung anderweitig als spezifisch erläutert und illustriert angewendet werden kann, ohne sich von ihrem Umfang zu entfernen.


Anspruch[de]
Verfahren zum Regeln eines Fahrzeugantriebsstrangs (12), welcher aufweist einen Motor (14), ein Automatikgetriebe (16) mit einer Eingangswelle (32) und einer Ausgangswelle (38) und mit einem Außereingriffkomm-Reibelement, das bei einer Herunterschalt-Übersetzungsverhältnisänderung außer Eingriff gebracht wird, und einen Drehmomentwandler (24) mit einer Turbine (28), die mit der Eingangswelle des Automatikgetriebes verbunden ist, aufweisend die Schritte:

Einleiten einer Herunterschalt-Übersetzungsverhältnisänderung von einem momentanen Übersetzungsverhältnis zu einem nächsten Übersetzungsverhältnis gemäß momentanen Fahrzeugbetriebsbedingungen,

Ermitteln einer nächsten synchronen Eingangswellendrehzahl basierend auf der Ausgangswellendrehzahl und dem nächsten Übersetzungsverhältnis;

Ermitteln eines gewünschten Motordrehzahlwerts basierend auf der nächsten synchronen Eingangswellendrehzahl und einer Synchrondrehzahlabweichung;

Regeln der Motordrehzahl basierend auf dem ermittelten Motordrehzahlwert bis während der Herunterschalt-Übersetzungsverhältnisänderung der Außereingriffzustand des Außereingriffkomm-Reibelements erkannt wird;

Ermitteln einer Steigerungsrate des gewünschten Motordrehzahlwerts bis zu einem Endziel-Motordrehzahlwert basierend auf der nächsten synchronen Eingangswellendrehzahl und einer End-Synchrondrehzahlabweichung;

Erhöhen der Motordrehzahl basierend auf der ermittelten Steigerungsrate des gewünschten Motordrehzahlwerts während eines Zeitraums folgend dem Erkennen des Außereingriffzustands des Außereingriffkomm-Reibelements.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ermittelns der Steigerungsrate wiederholt wird unter wiederholtem Ermitteln der nächsten synchronen Eingangswellendrehzahl, um Änderungen in der Ausgangswellendrehzahl mit zu berücksichtigen. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Erhöhens der Motordrehzahl beendet wird, wenn entweder der ermittelte gewünschte Motordrehzahlwert größer als die nächste synchrone Eingangswellendrehzahl ist oder die Herunterschalt-Übersetzungsverhältnisänderung vollendet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Motordrehzahl geregelt wird basierend auf einem oder mehreren Motorbetriebsparametern umfassend das Motordrehmoment, den Motorluftstrom, die Drosselstellung, den Zündzeitpunkt, das Motor-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, den Kraftstofffluss.






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