DE102004036709B4

DE102004036709B4 - Kompensation der Pumpendrehzahl für einen Getriebeleitungsdruck

Info

Publication number: DE102004036709B4
Application number: DE102004036709A
Authority: DE
Inventors: Jamie M. Brighton Guenther; David W. White Lake Wright
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: US6878083B2; DE102004036709A1; US20050026748A1

Abstract

Verfahren zum Kompensieren der Abhängigkeit eines Getriebeleitungsdrucks von einer Pumpendrehzahl, mit den Schritten:
Bestimmen eines kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf einem Leitungsdruck-Sollwert und einer effektiven Motordrehzahl;
Vorsehen eines Reglerventils (28) auf dessen einer Seite ein Fluiddruck von einer Fluidquelle wirkt und auf dessen anderer Seite ein durch ein Stellglied (30) zugeführter Fluiddruck wirkt; und
Steuern des Stellglieds (30), um den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert einzustellen;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bestimmen des Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf einer Messung des von dem Stellglied (30) zugeführten Fluiddrucks und einem Getriebebereich unter Rückgriff auf eine Nachschlagtabelle erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeuggetriebe und insbesondere auf das Kompensieren des Effekts der Pumpendrehzahl auf den Getriebeleitungsdruck.
Pumpen mit fester Verdrängung, die in vielen Automatikgetrieben verwendet werden, regulieren den Getriebeleitungsdruck. Dies wird durch ein Kräftegleichgewicht an einem Reglerventil bewerkstelligt. Ein Steuersolenoid für variablen Druck liefert Öldruck, der auf eine Seite des Reglerventils wirkt. Die Pumpe mit fester Verdrängung liefert einen Druck, der auf die gegenüberliegende Seite des Reglerventils wirkt. Um den Leitungsdruck konstant oder bei einem gewünschten Betrag zu halten, muss das Kräftegleichgewicht konstant bleiben. Da die Drehzahl der Pumpe mit fester Verdrängung mit der Motordrehzahl zunimmt, nimmt der von der Pumpe mit fester Verdrängung gelieferte Druck zu, was das Kräftegleichgewicht stört.
Um den durch die Pumpe mit fester Verdrängung gelieferten erhöhten Druck zu kompensieren, kann man überschüssige Strömung von der Pumpe entweichen bzw. ausströmen lassen. Ein erhöhter Austrittsstrom kann jedoch erhöhten Gegendruck im System hervorrufen. Überdruck auf die Getriebekomponenten wie z.B. die Pumpe mit fester Verdrängung und das Reglerventil ruft einen erhöhten Verschleiß und vorzeitigen Ausfall der Komponenten hervor. Da der Leitungsdruck eine Funktion der Motordrehzahl wird, schwanken außerdem Kupplungsfüllzeiten mit der Motordrehzahl. Schwankende Kupplungsfüllzeiten können Probleme bei der Schaltsteuerung hervorrufen.
Die DE 199 40 670 A1 offenbart ein System zur Erzeugung eines Signals zur hydraulischen Verstellung der Übersetzung eines in seiner Übersetzung stufenlos verstellbaren Getriebes. Ein Ventil ist vorgesehen, das die hydraulische Verbindung von einem einen hydraulischen Druck aufweisenden Druckreservoir zu einer Druckkammer beeinflusst, wobei das Ventil durch das Signal gesteuert wird. Das Signal wird derart erzeugt, dass es auf maximale und/oder minimale Werte begrenzt wird, wobei die maximalen und/oder minimalen Werte abhängig von dem hydraulischen Druck bestimmt werden. Ferner ist aus der DE 30 25 054 ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, mit dem sich die Abhängigkeit eines Getriebeleitungsdrucks von einer Pumpendrehzahl kompensieren lässt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, mit denen die Abhängigkeit des Getriebeleitungsdrucks von der Pumpendrehzahl kompensiert wird, um den Leitungsdruck konstant oder bei einem Sollwert zu halten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren zum Kompensieren eines Effekts der Pumpendrehzahl auf den Getriebeleitungsdruck umfasst ein Bestimmen eines gewünschten Getriebeleitungsdrucks auf der Basis eines gemessenen Drucks und eines Antriebsbereichs. Auf der Basis des gewünschten Drucks und einer effektiven Motordrehzahl wird ein eingestellter Leitungsdruck bestimmt. Gemäß dem eingestellten Leitungsdruck wird ein Solenoid zur Drucksteuerung eingestellt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt:
1 ein Funktionsblockdiagramm, das ein Steuerungssystem zur Kompensation des Getriebeleitungsdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Flussdiagramm, das Schritte der Steuerung zur Kompensation des Getriebeleitungsdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
3 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuerungsalgorithmus zur Kompensation des Getriebeleitungsdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist nur beispielhaft und soll in keiner Weise die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen beschränken. Der Klarheit halber werden in der Zeichnung gleiche Bezugsziffern verwendet, um ähnliche Elemente zu kennzeichnen.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält ein Fahrzeug 10 einen Motor 12, der über einen Drehmomentwandler 16 ein Automatikgetriebe 14 antreibt. Das Getriebe 14 treibt über ein Übersetzungsverhältnis den Motor 10 an. Ein Controller 18 kommuniziert mit verschiedenen Sensoren und steuert das Schalten des Getriebes. Das bestimmte Übersetzungsverhältnis wird auf der Basis der Drosselstellung, der Motordrehzahl und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses bestimmt. Ein Sensor 20 für die Motordrehzahl erzeugt ein Motordrehzahlsignal. Ein Bereichssensor 22 erzeugt ein Bereichssignal, das den aktuellen Getriebegang angibt, und ein Temperatursensor 24 erzeugt ein Getriebetemperatursignal.
Das Getriebe 14 enthält eine Pumpe 26, die den Getriebeleitungsdruck reguliert, um das Schalten zu steuern. Die Pumpe 26 kann einer von verschiedenen in der Technik bekannten Typen sein, einschließlich Pumpen mit fester Verdrängung. Der Getriebeleitungsdruck wird durch ein Kräftegleichgewicht über ein Reglerventil 28 reguliert. Das Kräftegleichgewicht wird durch einen über ein Solenoid 30 zur Drucksteuerung zugeführten Fluiddruck, der auf einer Seite des Reglerventils 28 wirkt, und einen durch die Pumpe 26 zugeführten Fluiddruck eingestellt, der auf der anderen Seite des Reglerventils 28 wirkt. Die Pumpe 26 führt ein Fluid von einer Fluidquelle 32 zu. Der resultierende Druck in einer Getriebeleitung 34 steuert den Schaltvorgang. Das Solenoid 30 wird durch den Controller 18 reguliert.
Der Controller 18 steuert das Solenoid 30 gemäß der Steuerung zur Kompensation des Getriebeleitungsdrucks der vorliegenden Erfindung. Der Controller 18 manipuliert das Solenoid 30, um den Getriebeleitungsdruck, wenn möglich, auf einen gewünschten Zieldruck zu steuern. Falls der Zieldruck nicht erreichbar ist, schätzt der Controller 18 einen tatsächlichen Getriebeleitungsdruck.
Die Drehzahl der Pumpe nimmt proportional zur Motordrehzahl zu. Während die Pumpendrehzahl ansteigt, nimmt der Druck von der Pumpe 26 auf das Reglerventil 28 zu. Damit das Kräftegleichgewicht und daher den Getriebeleitungsdruck konstant bleiben, muss man überschüssiges Fluid von der Pumpe 26 zurück zur Fluidquelle 32 ausströmen lassen. Ausgeströmtes überschüssiges Fluid von der Pumpe 26 kann einen Gegendruck auf das Reglerventil 28 hervorrufen. Der Gegendruck kann mit einer Erhöhung der Pumpendrehzahl ansteigen. Daher hat die Pumpe 26 bei hohen Motordrehzahlen einen größeren Effekt auf das Reglerventil 28, der das Kräftegleichgewicht stören kann.
Umgekehrt nimmt bei niedrigen Motordrehzahlen die Pumpendrehzahl ab. Wenn die Pumpendrehzahl niedrig ist, kann die Pumpe 26 keinen ausreichenden Strom erzeugen, um dem Reglerventil 28 den geeigneten Druck zuzuführen.
Bezugnehmend nun auf 2 stellt eine Steuerungssubroutine 40 zur Kompensation des Getriebeleitungsdrucks den Getriebeleitungsdruck ein, um Änderungen der Pumpendrehzahl zu kompensieren. Bei Schritt 42 wird ein tatsächlicher Fluiddruck des Solenoids 30 bestimmt. Alternativ dazu kann der Controller 18 den Fluiddruck berechnen oder abschätzen. Bei Schritt 44 bestimmt der Controller 18 einen gewünschten Getriebeleitungsdruck. Um beim gewünschten Getriebelei tungsdruck anzukommen, stellt der Controller 18 den tatsächlichen Fluiddruck ein, indem eine Verstärkung und ein Offset, wie durch einen ausgewählten Getriebebereich wie z.B. Fahren oder Rückwärts bestimmt wird, ein. In einer alternativen Ausführungsform wird der gewünschte Getriebeleitungsdruck vorher bestimmt. Die Schritte 42 und 44 können dann eliminiert werden.
Bei Schritt 46 stellt der Controller 18 den gewünschten Leitungsdruck ein, um eine effektive Motordrehzahl zu kompensieren, was einen eingestellten Leitungsdruck ergibt. In einer Ausführungsform verwendet der Controller 18 eine Nachschlagetabelle, um die geeignete Einstellung für den gewünschten Leitungsdruck zu bestimmen. Falls der Controller 18 bestimmt, dass der gewünschte Leitungsdruck nicht eingestellt werden muss, ist der eingestellte Leitungsdruck einfach der gewünschte Leitungsdruck.
Bei Schritt 48 bestimmt der Controller 18, ob der eingestellte, bei Schritt 46 berechnete Leitungsdruck innerhalb einer Schwelle liegt. Zum Beispiel bestimmt der Controller 18 einen maximalen Wert und einem minimalen Wert für den eingestellten Leitungsdruck. Falls der eingestellte Leitungsdruck oberhalb des maximalen Werts liegt, setzt der Controller 18 den eingestellten Leitungsdruck gleich dem maximalen Wert. Falls umgekehrt der eingestellte Leitungsdruck unter dem minimalen Wert liegt, setzt der Controller 18 den eingestellten Leitungsdruck gleich dem minimalen Wert. Obgleich dieser Schritt für die Erfindung nicht entscheidend ist, kann man absehen, dass, falls der eingestellte Leitungsdruck den maximalen oder minimalen Wert übersteigt, sich eine Beschädigung am Getriebe oder an Getriebekomponenten ergeben kann. Der maximale und minimale Wert kann vorbestimmt oder gemäß Fahr zeugbedingungen wie zum Beispiel Motordrehzahl und Getriebetemperatur dynamisch berechnet werden.
Bei Schritt 50 wandelt der Controller 18 den eingestellten Leitungsdruck in einem gewünschten Solenoid-Druck um. Zum Beispiel invertiert der Controller 18 bei Schritt 44 die Verstärkung und den Offset gemäß dem ausgewählten Getriebebereich. Bei Schritt 52 stellt der Controller 18 das Solenoid 30 gemäß dem gewünschten Solenoid-Druck ein.
In einer alternativen Ausführungsform bestimmt der Controller 18 zusätzlich zum eingestellten Leitungsdruck einen abgeschätzten Leitungsdruck. Der Controller 18 berechnet den abgeschätzten Leitungsdruck gemäß dem gewünschten Leitungsdruck, der effektiven Motordrehzahl und einer Getriebetemperatur. Idealerweise ist der abgeschätzte Leitungsdruck ungefähr gleich dem gewünschten Leitungsdruck.
Nach 3 beinhaltet nun ein beispielhafter Algorithmus 60 zur Steuerung des Getriebeleitungsdrucks einen Solenoid-Wandler 62, eine Einstellvorrichtung 64 für einen gewünschten Leitungsdruck, einen Leitungsdruckbegrenzer 66 und eine Solenoid-Einstellvorrichtung 68. Der Algorithmus 60 zur Drucksteuerung kann auch eine Schätzvorrichtung 70 für die Motordrehzahl und eine Schätzvorrichtung 72 für den Leitungsdruck enthalten. Der Solenoid-Wandler 62 berechnet gemäß einem gemessenen Solenoid-Druck 76 und einem ausgewählten Getriebebereich 78 einen gewünschten Leitungsdruck 74. Alternativ dazu kann der gewünschte Leitungsdruck vorher bestimmt werden, was die Notwendigkeit des Solenoid-Wandlers 62 eliminiert. Die Einstellvorrichtung 64 für den Leitungsdruck berechnet gemäß dem gewünschten Leitungsdruck 74 und einer effektiven Motordrehzahl 82 einen eingestellten Leitungsdruck 80. Die effektive Motordrehzahl 82 kann gemäß in der Technik bekannten Verfahren berechnet werden. In der bevorzugten Ausführungsform berechnet die Schätzvorrichtung 70 für die Motordrehzahl die effektive Motordrehzahl 82 gemäß einer getriebegefilterten Motordrehzahl 84, einer vorhergesagten Motordrehzahl 86 und einer Schaltphase 88.
Der Leitungsdruckbegrenzer 66 begrenzt den eingestellten Leitungsdruck 80 gemäß einer vorbestimmten Schwelle, um einen begrenzten Leitungsdruck 90 zu berechnen. Der Druckbegrenzer 66 kann auch Daten im Controller 18 speichern, die angeben, dass der eingestellte Leitungsdruck 80 eine maximale oder minimale Grenze überschritt. Die Solenoid-Einstellvorrichtung 68 berechnet einen gewünschten Solenoid-Druck 92, der an das Solenoid 30 (wie in 1 gezeigt) ausgegeben wird.
Außerdem kann die Schätzvorrichtung 72 für den Leitungsdruck einen tatsächlichen Getriebeleitungsdruck abschätzen. Unter bestimmten Bedingungen kann das Fahrzeug 10 den gewünschten Leitungsdruck 74 nicht erreichen. Die Schätzvorrichtung 72 für den Leitungsdruck berechnet einen geschätzten Leitungsdruck 94 gemäß einer effektiven Motordrehzahl 82, einer Getriebetemperatur 96 und einem gewünschten Leitungsdruck 74. Die Schätzvorrichtung 72 für den Leitungsdruck kann den abgeschätzten Leitungsdruck 74 mit dem Controller 18 speichern.

Claims

Verfahren zum Kompensieren der Abhängigkeit eines Getriebeleitungsdrucks von einer Pumpendrehzahl, mit den Schritten: Bestimmen eines kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf einem Leitungsdruck-Sollwert und einer effektiven Motordrehzahl; Vorsehen eines Reglerventils (28) auf dessen einer Seite ein Fluiddruck von einer Fluidquelle wirkt und auf dessen anderer Seite ein durch ein Stellglied (30) zugeführter Fluiddruck wirkt; und Steuern des Stellglieds (30), um den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert einzustellen; dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf einer Messung des von dem Stellglied (30) zugeführten Fluiddrucks und einem Getriebebereich unter Rückgriff auf eine Nachschlagtabelle erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Begrenzen des kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes gemäß einer Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle ein Maximum und ein Minimum einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abschätzen eines tatsächlichen Leitungsdrucks gemäß der effektiven Motordrehzahl und dem Leitungsdruck-Sollwert.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Abschätzen des tatsächlichen Leitungsdrucks gemäß einer Getriebetemperatur.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebebereich aus einer Fahren und Rückwärts einschließenden Gruppe auswählbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestimmen des Leitungsdruck-Sollwertes ein Anwenden einer Verstärkung und/oder eines Offset gemäß dem Getriebebereich einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuern des Stellglieds (30) ein Bestimmen eines Solldrucks, der von dem Stellglied (30) zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem kompensierten Leitungsdruck-Sollwert und dem Getriebebereich umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestimmen des Solldrucks des Stellglieds (30) ein Anwenden einer Verstärkung und/oder eines Offset einschließt.
Verfahren zum Kompensieren der Abhängigkeit eines Getriebeleitungsdrucks von einer Pumpendrehzahl, mit den Schritten: Bestimmen eines Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf einer Messung eines von einem Stellglied (30) zugeführten Fluiddrucks und einem Getriebebereich, einschließlich eines Anwendens einer Verstärkung und/oder eines Offset auf die Messung gemäß dem Getriebebereich; Bestimmen eines kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes basierend auf dem Leitungsdruck-Sollwert und einer effektiven Motordrehzahl; Bestimmen eines von dem Stellglied (30) zugeführten Fluiddrucks durch Anwenden des Inversen der Verstärkung und/oder des Offset auf den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert; und Steuern des Stellglieds (30), wobei ein Fluiddruck von einer Fluidquelle auf einer Seite eines Reglerventils (28) wirkt und ein durch das Stellglied (30) zugeführter Fluiddruck auf einer anderen Seite des Reglerventils (28) wirkt, um den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Begrenzen des kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes gemäß einer Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle ein Maximum und ein Minimum einschließt.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Abschätzen eines tatsächlichen Leitungsdrucks gemäß der effektiven Motordrehzahl und dem Leitungsdruck-Sollwert.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Abschätzen des tatsächlichen Leitungsdrucks gemäß einer Getriebetemperatur.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebebereich aus einer Fahren und Rückwärts einschließenden Gruppe auswählbar ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestimmen des kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes ein Bestimmen des kompensierten Leitungsdruck-Sollwertes gemäß einer Nachschlagetabelle einschließt.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck, mit: einer ersten Vorrichtung (62), die einen Leitungsdruck-Sollwert (74) auf Grundlage eines ausgewählten Getriebebereichs (78) bestimmt; einer zweiten Vorrichtung (70), die eine effektive Motordrehzahl (82) bestimmt; und einer dritten Vorrichtung (68), die mit der ersten Vorrichtung (62) und der dritten Vorrichtung (70) kommuniziert und ein Stellglied (30) gemäß einem kompensierten Leitungsdruck-Sollwert (80) steuert, wobei ein Fluiddruck von einer Fluidquelle auf einer Seite eines Reglerventils (28) wirkt und ein durch das Stellglied (30) zugeführter Fluiddruck auf einer anderen Seite des Reglerventils (28) wirkt, um den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert einzustellen.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Sensor, der den von dem Stellglied (30) zugeführten Druck bestimmt, wobei die erste Vorrichtung (62) den Leitungsdruck-Sollwert gemäß dem von dem Stellglied (30) zugeführten Druck und dem ausgewählten Getriebebereich (78) bestimmt.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung (68) das Stellglied (30) gemäß einem gewünschten, von dem Stellglied (30) zugeführten Druck (92) einstellt.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung (68) den gewünschten, von dem Stellglied (30) zugeführten Druck (92) gemäß dem Getriebebereich (78) und dem Leitungsdruck-Sollwert (74) berechnet.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung (68) den gewünschten, von dem Stell glied (30) zugeführten Druck (92) gemäß einer Nachschlagetabelle berechnet.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Vorrichtung (66) den kompensierten Leitungsdruck-Sollwert (80) gemäß einer Schwelle begrenzt.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle ein Maximum und ein Minimum einschließt.
Controller für einen Getriebeleitungsdruck nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Vorrichtung (72) einen tatsächlichen Leitungsdruck (94) gemäß der effektiven Motordrehzahl (82), dem Leitungsdruck-Sollwert (74) und einer Getriebetemperatur (96) abschätzt.