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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System zum Steuern eines Getriebes, insbesondere geht es um die Steuerung von Kupplungen in Getrieben.
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Fahrzeugantriebsstränge umfassen typischerweise ein Antriebsaggregat, wie etwa eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe und eine Kopplungseinrichtung, die Antriebsdrehmoment von dem Antriebsaggregat auf das Getriebe überträgt. Unter manchen Umständen kann eine Überdrehzahlbedingung der Maschine auftreten, bei der in dem Antriebsstrang ein unkontrollierter Drehzahlanstieg auftritt. In einem Beispiel kann die Überdrehzahlbedingung der Maschine auftreten, wenn es eine signifikante Hochschaltverzögerung während des manuellen Schaltmodus eines Getriebes vom Typ manumatic oder Tap-up bzw. Tap-down (TUTD), d.h. eines Getriebes, das manuell sowie automatisch bzw. mit Tipphochschalten und Tippherunterschalten arbeitet, gibt. Der Fahrer kann versehentlich die Drehzahl der Maschine zu stark erhöhen, während sich das Getriebe in dem Verlauf des Hochschaltens in den nächsten Gang befindet.
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Derartige Überdrehzahlbedingungen können zu einer Beschädigung der Maschine und der Getriebebauteile führen. Infolgedessen kann eine Überdrehzahlschutzsteuerung der Maschine vorgesehen werden, die eine Maschinendrehmomentanforderung verringert, wenn entweder die Maschinendrehzahl oder die Getriebeeingangswellendrehzahl überschritten wird. Jedoch kann ein Maschinenüberdrehzahlschutz einen Abfall des Drehmoments bewirken, wodurch das Leistungsvermögen des Fahrzeugs nachteilig beeinflusst wird. Dieses Problem kann insbesondere Schwierigkeiten bei Hochleistungsfahrzeugen hervorrufen, wenn Fahrer gewöhnlich gesteigerte Fahrzeugcharakteristiken, wie etwa hohen Ausgangsleistung und hohes Drehmoment erwarten.
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Die
DE 100 42 146 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes, das einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der einrückbar ist, um ein erstes Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu erreichen, und einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, um ein zweites Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu erreichen, umfasst, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen hydraulisch betätigt sind. Es wird ein Drehzahlsignal des Abtriebsstrangs mit vorherberechenbarem zeitlichem Verlauf ermittelt, und zur Einstellung der Soll-Befüllung der Drehmomentübertragungsmechanismen wird ein Störsignal aufgebracht. Bei einer nicht tolerierbaren Abweichung des Drehzahlsignals des Abtriebsstrangs von seinem vorherberechneten Verlauf wird eine Abweichung von der Soll-Befüllung des Drehmomentübertragungsmechanismus erkannt, wobei diese Information zur Ansteuerung der Drehmomentübertragungsmechanismen verwendet wird.
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Die
DE 696 21 903 T2 offenbart ein System zum Steuern eines Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine neues und verbessertes Getriebesteuersystem zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Hochschalt-Leistungsvermögen zeigen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System zum Steuern eines Getriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhafter Antriebsstrang allgemein mit Bezugszeichen 10 angegeben. Der Antriebsstrang umfasst eine Maschine 12, die mit einem Getriebe 14 verbunden ist. Die Maschine 12 kann eine herkömmliche Brennkraftmaschine oder eine Elektromaschine oder irgendein anderer Typ von Antriebsaggregat sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Im Fall einer Elektromaschine könnte die Maschine 12 in dem Getriebe 14 angeordnet sein. Die Maschine 12 liefert ein Antriebsdrehmoment an das Getriebe 14.
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Das Getriebe 14 umfasst ein typischerweise gegossenes Metallgehäuse 16, das die verschiedenen Bauteile des Getriebes 14 umschließt und schützt. Das Gehäuse 16 umfasst eine Vielfalt von Durchbrechungen, Durchgängen, Schultern und Flanschen, die diese Bauteile positionieren und stützen. Das Getriebe 14 umfasst eine Eingangswelle 18, eine Ausgangswelle 20 und eine Zahnrad- und Kupplungsanordnung 22. In einem Beispiel ist das Getriebe 14 ein Tap-up-Tap-down (TUTD) oder manuelles sowie automatisches („manumatic“) Getriebe, das zulässt, dass ein Fahrer ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis während des Fahrens manuell wählen kann, wenn ein TUTD-Modus aktiviert ist. Es ist festzustellen, dass obgleich das Getriebe 14 schematisch als ein Hinterradantriebsgetriebe veranschaulicht ist, das Getriebe 14 andere Ausgestaltungen besitzen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Die Eingangswelle 18 ist mit der Maschine 12 durch einen Drehmomentwandler 26 verbunden, der eine Fluidkopplung zwischen der Maschine 12 und dem Getriebe 14 bereitstellt und Eingangsdrehmoment oder Eingangsleistung von der Maschine 12 aufnimmt. Die Ausgangswelle 20 ist bevorzugt mit einer Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden, die zum Beispiel Kardanwellen, Differentialanordnungen und Antriebsachsen umfassen kann. Die Eingangswelle 18 ist mit der Zahnrad- und Kupplungsanordnung 22 gekoppelt und liefert Antriebsdrehmoment an diese.
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Die Zahnrad- und Kupplungsanordnung 22 umfasst mehrere Zahnradsätze und mehrere Wellen, von denen keine im Detail gezeigt ist. Die mehreren Zahnradsätze können einzelne kämmende Zahnräder, wie etwa Planetenradsätze, umfassen, die mit den mehreren Wellen verbunden oder selektiv verbindbar sind. Die mehreren Wellen können Gegenwellen oder Vorgelegewellen, Hohl- und Mittelwellen, Rückwärts- oder Loswellen oder Kombinationen davon umfassen. Es ist festzustellen, dass die spezifische Anordnung und Anzahl der Zahnradsätze und die spezifische Anordnung und Anzahl der Wellen in dem Getriebe 14 variieren kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Die Zahnrad- und Kupplungsanordnung 22 umfasst darüber hinaus zumindest zwei Drehmomentübertragungsmechanismen 24. In dem gezeigten Beispiel sind fünf Drehmomentübertragungsmechanismen 24 als C1 - C5 dargestellt. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 24 sind einrückbar, um einen Gang oder ein Übersetzungsverhältnis einzuleiten, indem einzelne Zahnräder innerhalb der Mehrzahl von Zahnradsätzen selektiv mit einzelnen Wellen in den mehreren Wellen gekoppelt werden. Dementsprechend kann der Drehmomentübertragungsmechanismus 24 irgendein Typ von Kupplung sein, einschließlich Nasskupplungen, rotierende Kupplungen usw., ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Ein Steuermodul 28 regelt den Betrieb des Getriebes 14 auf der Basis von Betriebsparametern. Das Steuermodul 28 ist bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, Steuerlogik, Speicher, der dazu verwendet wird, Daten zu speichern, und zumindest eine E/A-Peripherie aufweist. Die Steuerlogik umfasst mehrere logische Routinen zum Überwachen, Manipulieren und Erzeugen von Daten. Das Steuermodul 28 steuert die Betätigung der Drehmomentübertragungsmechanismen 24 über ein hydraulisches Steuersystem 30 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
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Das Steuermodul 28 steht mit mehreren Datenverbindungen 42 in Verbindung, die das Steuermodul 28 mit mehreren Sensoren 40 verbinden, die verschiedene Parameter der Maschine 12, einen Sumpf 34 des Getriebes 14 und das hydraulische Steuersystem 30 überwachen. Die Datenverbindungen 42 können von irgendeinem Typ einer bidirektionalen Kommunikationsschnittstelle sein, wie zum Beispiel ein drahtloses Netz oder Datenkommunikationsleitungen. Die Datenverbindungen 42 verbinden das Steuermodul 28 mit den Sensoren 40 der Maschine 12, die die Maschinendrehzahl und das Maschinendrehmoment überwachen. Die Datenverbindungen 42 verbinden das Steuermodul 28 auch mit Sensoren 40, die in dem Sumpf 34 gelegen sind, die die Getriebeöltemperatur überwachen. Die Datenverbindungen 42 verbinden das Steuermodul 28 mit Sensoren 40 des hydraulischen Steuersystems 30, um die Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen 24 zu überwachen, wobei die Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen 24 das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis angeben, sowie ob das Getriebe 14 im Verlauf ist, Übersetzungsverhältnisse zu schalten. Die Datenverbindungen 42 verbinden das Steuermodul 28 mit dem Aktivierungssensor 40, um zu überwachen, ob der TUTD-Modus des Getriebes 14 aktiviert ist. Schließlich verbinden die Datenverbindungen 42 das Steuermodul mit dem Umgebungsluftdrucksensor 40, um den Umgebungsluftdruck des Fahrzeugs zu überwachen. Der Umgebungsluftdruck wird dazu verwendet, die Maschinenleistungsbedingungen zu überwachen.
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Das hydraulische Steuersystem 30 ist betreibbar, um jeden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 selektiv einzurücken, indem ein Hydraulikfluid selektiv an eine Schaltbetätigungseinrichtung 32 übermittelt wird, die mit dem entsprechenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 verbunden ist, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Schaltbetätigungseinrichtung 32 kann eine Kolbenanordnung oder irgendein anderer hydraulisch betätigbarer Mechanismus sein, der betreibbar ist, um den Drehmomentübertragungsmechanismus 24 einzurücken und auszurücken, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Das Hydraulikfluid, das verwendet wird, um die Schaltbetätigungseinrichtung 32 zu betätigen, wird von dem Sumpf 34 unter Druck über eine Pumpe 36, die durch die Maschine 12 oder einen zusätzlichen Elektromotor angetrieben wird, übermittelt. Die Pumpe 36 kann von verschiedenen Typen sein, zum Beispiel eine Zahnradpumpe, eine Flügelpumpe, eine Innenzahnradpumpe oder irgendeine andere Verdrängerpumpe. Ein Ventilkörper 38, der mehrere Ventile, Solenoide, Fluidkanäle und andere Steuereinrichtungen aufweist, übermittelt das Hydraulikfluid von der Pumpe 36 selektiv an die Schaltbetätigungseinrichtung 32, um den Drehmomentübertragungsmechanismus 24 einzurücken oder auszurücken.
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2 zugewandt ist eine beispielhafte Wahrheitstabelle vorgesehen, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen 24 darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Es ist festzustellen, dass diese Ausgestaltungen lediglich beispielhaft sind, und dass andere Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen 24 genauso verwendet werden können. In der gezeigten Ausführungsform werden zwei Drehmomentübertragungsmechanismen 24 für jeden Gang mit der Ausnahme der Neutralstellung verwendet. Zum Beispiel wird der erste Vorwärtsgang durch Einrücken der Kupplungen C1 und C5 erreicht. Das Schalten von einem Vorwärtsgang zu einem anderen wird im Allgemeinen erreicht, indem eine weggehende Kupplung ausgerückt wird, während eine herankommende Kupplung eingerückt wird. Zum Beispiel schaltet das Getriebe 14 von dem ersten in den zweiten Gang hoch, indem Kupplung C5 ausgerückt wird, während Kupplung C4 eingerückt wird.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist eine obere Hälfte von einem der Drehmomentübertragungsmechanismen 24 gezeigt. In dem angeführten Beispiel ist der Drehmomentübertragungsmechanismus 24 eine Kupplung vom Mehrscheibentyp. Es ist festzustellen, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus 24 lediglich beispielhaft ist, und dass verschiedene Ausgestaltungen eines Drehmomentübertragungsmechanismus mit der vorliegenden Offenbarung angewendet werden können. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 24 umfasst im Allgemeinen ein Gehäuse 50, eine Nabe 52, ein Kupplungspaket 54 und eine Schaltbetätigungseinrichtung 32. Das Gehäuse 50 ist bevorzugt ringförmig und umfasst eine Innenfläche 58 und eine Verstärkungsplatte 60. Die Innenfläche 58 und die Verstärkungsplatte 60 arbeiten zusammen, um einen zentralen Raum oder Hohlraum 62 in dem Gehäuse 50 zu definieren.
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Das Kupplungspaket 54 ist radial innen von dem Gehäuse 50 angeordnet und umfasst einen ersten Satz von Reaktionsscheiben oder Einrückplatten 64, die in einen zweiten Satz von Reaktionsscheiben oder Reibplatten 66 eingreifen. Die Schaltbetätigungseinrichtung 32 umfasst einen Aktuator 56, der in dem zentralen Hohlraum 62 verschiebbar angeordnet ist. Der Aktuator 56 umfasst einen Kolbenarm 68, der sich durch die Verstärkungsplatte 60 aus dem zentralen Hohlraum 62 heraus erstreckt. Eine erste Fläche 70 ist auf einer Seite des Aktuators 56 gegenüber der einer zweiten Fläche 72 gelegen. Die erste Fläche 70 und die Verstärkungsplatte 60 arbeiten zusammen, um einen Dammraum 80 zu definieren. Die zweite Fläche 72 und die Innenfläche 58 des Gehäuses 50 arbeiten zusammen, um eine Einrückkammer 84 zu definieren.
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Der Aktuator 56 ist axial in dem Hohlraum 62 zwischen einer nicht eingerückten Stellung, einer ersten teilweise eingerückten Stellung und einer zweiten vollständig eingerückten Stellung bewegbar. 3 veranschaulicht den Aktuator in einer nicht eingerückten Stellung. Ein Vorspannelement 82 ist in dem Dammraum 80 zwischen der Verstärkungsplatte 60 und dem Aktuator 56 angeordnet. Das Vorspannelement 82 spannt den Aktuator 56 in die nicht eingerückte Stellung vor. Das Vorspannelement 82 kann verschiedene Formen, wie zum Beispiel eine Schraubenfeder, annehmen.
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Die Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus 24 wird durch das hydraulische Steuersystem 30 (das auch in 1 gezeigt ist) gesteuert. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Ventilkörper 38 (der in 1 gezeigt ist) zum Beispiel eine Ventilanordnung 86 in Verbindung mit einer Versorgungsleitung oder einem Kanal 88 und einem Fluidkommunikationskanal 90. Die Versorgungsleitung 88 steht mit dem Pumpensystem 36 (1) in Fluidverbindung und liefert eine Druckfluidströmung an die Ventilanordnung 86. Die Druckfluidströmung kann irgendein Hydraulikfluid, wie zum Beispiel Öl, umfassen. Die Ventilanordnung 86 ist betreibbar, um selektiv zuzulassen, dass die Druckfluidströmung, die von dem Versorgungskanal 88 abgegeben wird, durch die Ventilanordnung 86 in den Fluidkanal 90 strömt. Der Fluidkanal 90 steht mit der Einrückkammer 84 in Fluidverbindung.
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Während des Betriebes betätigt das hydraulische Steuersystem 30 den Drehmomentübertragungsmechanismus 24, indem die Druckfluidströmung verwendet wird, um den Aktuator 56 zu betätigen. Um zum Beispiel den Drehmomentübertragungsmechanismus 24 einzurücken, öffnet das Ventil 86 und gestattet es, dass die Druckfluidströmung durch das Ventil 86, durch den Fluidkommunikationskanal 90 und in die Einrückkammer 84 gelangt. Die Einrückkammer 84 wird mit einer vorbestimmten Fluidmenge gefüllt und auf einen Druck P unter Druck gesetzt. Das Druckfluid in der Einrückkammer 84 bewegt den Aktuator 56 gegen das Vorspannelement 82 in eine Richtung F zu der eingerückten Stellung hin.
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Wenn sich der Aktuator 56 in der nicht eingerückten Stellung befindet, sind die Reaktionsscheiben 64, 66 nicht reibschlüssig gekoppelt, und daher wird kein Drehmoment zwischen dem Gehäuse 50 und der Nabe 52 übertragen. Wenn sich der Aktuator 56 in der ersten eingerückten Stellung befindet, wird der Druck P der Einrückkammer 84 auf ein erstes Druckniveau gebracht, wobei die Kraft F, die durch den Druck P ausgeübt wird, der in der Einrückkammer 84 vorhanden ist, etwa gleich einer entgegenwirkenden Kraft ist, die von dem Vorspannmechanismus 82 ausgeübt wird. Der Kolbenarm 68 wird zu dem Kupplungspaket 54 durch den Aktuator 56 derart bewegt, dass der Kolbenarm 56 mit dem Kupplungspaket 54 in Eingriff gelangt. Die Reaktionsscheiben 64, 66 werden axial bewegt und gelangen teilweise miteinander mit einem relativ niedrigen Drehmoment im Vergleich mit der vollen Einrückung des Kupplungspakets 54 in Eingriff. Bei teilweiser Einrückung neigen die Scheiben 64, 66 dazu, gegeneinander zu reiben oder zu schlupfen. Jedoch wird noch Drehmoment zwischen dem Gehäuse 50 und der Nabe 52 durch das Kupplungspaket 54 übertragen, wenn sich der Aktuator 56 in der ersten eingerückten Stellung befindet.
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Wenn sich der Aktuator 56 in der zweiten eingerückten Stellung befindet, wird der Druck P der Einrückkammer 84 auf ein zweites Druckniveau gebracht, wobei das zweite Druckniveau höher als das erste Druckniveau ist. In der zweiten eingerückten Stellung ist die durch den Druck P der Einrückkammer 84 ausgeübte Kraft F größer als die durch das Vorspannelement 82 ausgeübte Kraft. Der Kolbenarm 68 wird zu dem Kupplungspaket 54 durch den Aktuator 56 derart bewegt, dass der Kolbenarm 56 vollständig mit dem Kupplungspaket 54 in Eingriff gelangt, und die Reaktionsscheiben 64, 66 bewegen sich axial und gelangen im Wesentlichen miteinander in Eingriff. In der eingerückten Stellung gibt es nur einen vernachlässigbaren Betrag an Schlupfen zwischen den Scheiben 64, 66.
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Wenn der Aktuator 18 in entweder die erste eingerückte Stellung oder die zweite eingerückte Stellung gedrängt wird, nimmt das Volumen des Dammraums 80 ab, während das Volumen der Einrückkammer 84 zunimmt. Wenn das Volumen des Dammraums 80 abnimmt, wird dementsprechend das Hydraulikfluid, das sich in dem Dammraum 80 befindet, heraus in einen zweiten Fluidkommunikationskanal 92 gedrängt.
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Nun 4 zugewandt und unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1 - 3 ist ein Verfahren zum Steuern des Getriebes 14 während eines Hochschaltens von einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ein höheres Übersetzungsverhältnis allgemein durch Bezugszeichen 100 angegeben. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102, wobei das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Überwachen verschiedener Fahrzeugparameter umfasst, die eine erste Getriebebetriebsbedingung angeben.
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Die verschiedenen Parameter der ersten Getriebebetriebsbedingung umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, die Maschinendrehzahl und das Maschinendrehmoment, die von Sensoren 40 von der Maschine 12 erfasst werden, sowie die Getriebesumpftemperatur, die von dem Sensor 40 in dem Sumpf 34 erfasst wird. In einem Beispiel können die Parameter der ersten Getriebebetriebsbedingung auch das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis umfassen, sowie ob das Getriebe 14 in dem Verlauf des Schaltens von Übersetzungsverhältnissen ist. Die erste Getriebebetriebsbedingung kann auch das Überwachen umfassen, ob der TUTD-Modus des Getriebes 14 aktiviert ist, und kann auch den Umgebungsluftdruck umfassen. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt 104 fort.
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In Schritt 104 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Ermitteln, ob die erste Getriebebetriebsbedingung eine Schwellenbetriebsbedingung überschritten hat. Die Schwellenbetriebsbedingung stellt die Betriebsbedingungen dar, bei denen das Getriebe 14 dabei ist, in ein höheres Übersetzungsverhältnis hochzuschalten. Die Schwellenbetriebsbedingung ist geringer als eine Übersetzungsverhältnisbetriebsgrenze. Die Übersetzungsverhältnisbetriebsgrenze ist als die Betriebsbedingungen des Getriebes 14 definiert, die, wenn sie überschritten werden, verlangen, dass der Controller 28 das Getriebe 14 in ein höheres Übersetzungsverhältnis hochschaltet. In einem Beispiel umfasst die Schwellenbetriebsbedingung einen vorbestimmten Wert der Maschinendrehzahl, des Maschinendrehmoments und der Getriebesumpftemperatur. Wenn die Maschinendrehzahl, das Maschinendrehmoment und die Getriebesumpftemperatur in der ersten Getriebebetriebsbedingung die jeweiligen vorbestimmten Werte in der Schwellenbetriebsbedingung überschritten haben, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 106 fort. Wenn jedoch die Maschinendrehzahl, das Maschinendrehmoment und die Getriebesumpftemperatur die jeweiligen vorbestimmten Werte nicht überschritten haben, dann kehrt das Verfahren 100 zu Schritt 102 zurück, und das Steuermodul 28 fährt fort, die Getriebebetriebsbedingungen zu überwachen.
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In einem Beispiel umfassen die Schwellenbetriebsbedingungen eine Anforderung, dass das Getriebe 14 nicht in dem Verlauf des Schaltens von Übersetzungsverhältnissen ist. Wenn die Steuerlogik des Steuermoduls 28 bestimmt, dass die ersten Getriebebetriebsbedingungen angeben, dass sich das Getriebe 14 in dem Verlauf des Schaltens in ein anderes Übersetzungsverhältnis befindet, sind die Schwellenbetriebsbedingungen nicht überschritten worden, und der Prozess 100 kehrt zu Schritt 102 zurück. Zusätzlich kann die Schwellenbetriebsbedingung auch eine Anforderung umfassen, dass der TUTD-Modus des Getriebes 14 aktiviert wird. Wenn die Steuerlogik des Steuermoduls 28 bestimmt, dass der TUTD-Modus des Getriebes 14 nicht aktiviert worden ist, dann ist die Schwellenbedingung nicht überschritten worden, und das Verfahren 100 kehrt zu Schritt 102 zurück. Wenn der TUTD-Modus des Getriebes 14 aktiviert ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 106 fort. Die Schwellenbetriebsbedingung kann auch eine Anforderung umfassen, dass der Umgebungsluftdruck über einem vorbestimmten Druck liegt. Wenn der Umgebungsluftdruck unter dem vorbestimmten Wert liegt, dann ist der Schwellenwert nicht überschritten worden, und das Verfahren 100 kehrt zu Schritt 102 zurück. Dies schützt vor Bedingungen niedriger Maschinenleistung. Wenn der Umgebungsluftdruck über dem vorbestimmten Wert liegt, dann ist der Schwellenwert überschritten, und das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 106 fort.
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In Schritt 106 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Berechnen des ersten Druckniveaus eines herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24, der sich in der ersten eingerückten Stellung befinden soll. Der herankommende Drehmomentübertragungsmechanismus 24 ist der Drehmomentübertragungsmechanismus, der in dem nächsthöheren Übersetzungsverhältnis eingerückt ist. Zum Beispiel unter Bezugnahme auf 2, wenn das Getriebe 14 im ersten Übersetzungsverhältnis ist, dann ist der herankommende Drehmomentübertragungsmechanismus 24 C4.
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Der Druck P der Einrückkammer 84 wird durch das Steuermodul 28 berechnet, wobei ein Basisdruck der Einrückkammer 84 mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird. Zu dem Produkt aus dem Basisdruck und dem Gewichtungsfaktor wird ein Druckoffsetwert hinzuaddiert. Der Basisdruck der Einrückkammer 84 ist ein erlernter Wert, der während entweder eines Herunterschaltens mit geschlossener Drosselklappe (CT) oder eines Hochschaltens mit angehobenem Fuß (LFU), d.h. mit zurückgenommenem Gas, des Getriebes 14 berechnet wird. Ein Herunterschalten mit geschlossener Drosselklappe (CT) tritt im Allgemeinen während Roll- oder Bremsbedingungen auf, wobei die Drosselklappe der Maschine im Wesentlichen geschlossen ist. Ein Hochschalten mit angehobenem Fuß (LFU) tritt im Allgemeinen auf, falls das Getriebe 14 in ein höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, wenn das Gaspedal gelöst wird. Falls zum Beispiel ein Gaspedal gelöst wird, wenn in einem dritten Übersetzungsverhältnis gefahren wird, wird ein Schalten in einen vierten Gang durchgeführt. Wenn das Gaspedal wieder niedergedrückt wird, wird ein Zurückschalten in das dritte Übersetzungsverhältnis durchgeführt. Weil der Basisdruckwert unter Verwendung eines Herunterschaltens mit geschlossener Drosselklappe oder eines Hochschaltens mit angehobenem Fuß berechnet wird, passt sich die Steuerlogik des Steuermoduls 28 an Getriebeschwankungen an, die während der Betriebslebensdauer des Getriebes 14 auftreten können.
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Der Gewichtungsfaktor ist ein Kalibrierungswert, der verwendet wird, um den Basisdruck aufgrund von Differenzen der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 zu skalieren. Der Gewichtungsfaktor ist ein Wert, der verwendet wird, um den Basisdruckwert zu multiplizieren. Der Druckoffset ist ein Kalibrierungswert, der verwendet wird, um den Basisdruck aufgrund der Differenzen der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 zu verschieben. Die Differenz der Druckfluidströmung ist die Differenz des Drucks in dem Fluidkommunikationskanal 90 infolge beliebiger Gründe, wie etwa zum Beispiel Herstellungsschwankungen, die zwischen unterschiedlichen Fahrzeugen auftreten, oder Änderungen des Drucks, die während der Betriebslebensdauer des Getriebes 14 auftreten.
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Das erste Druckniveau kann zwischen jedem der Drehmomentübertragungsmechanismen 24 variieren. Zum Beispiel kann jeder der Drehmomentübertragungsmechanismen C1 - C5 ein spezifisches erstes Druckniveau aufweisen. Unter Bezugnahme auf 2 umfassen die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C5 kein erstes Druckniveau, da das Getriebe 14 nicht hochgeschaltet wird, sodass die herankommende Kupplung entweder der Drehmomentübertragungsmechanismus C1 oder der Drehmomentübertragungsmechanismus C5 wäre.
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Das erste Druckniveau der Drehmomentübertragungsmechanismen C2 - C4 wird jeweils auf der Basis des Basisdruckwerts, des Gewichtungsfaktors und des Druckoffsets für den spezifischen Drehmomentübertragungsmechanismus berechnet. Zum Beispiel wird der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 auf der Basis des Basisdruckwerts berechnet, der während des Hochschaltens mit angehobenem Fuß zwischen dem dritten und vierten Übersetzungsverhältnis (LFU 34) berechnet wird. Das Hochschalten mit angehobenem Fuß zwischen dem dritten und vierten Gang (LFU 34) tritt auf, wenn das Getriebe von dem dritten Übersetzungsverhältnis in das vierte Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, wenn das Gaspedal gelöst ist. Der Basisdruckwert auf der Basis von LFU 34 wird mit einem Gewichtungsfaktor auf der Basis der Differenz der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C2 multipliziert. Zu dem Produkt aus dem Basisdruckwert und dem Gewichtungsfaktor wird der Druckoffset des Drehmomentübertragungsmechanismus C2 addiert, um das erste Druckniveau des Drehmomentübertragungsmechanismus C2 zu berechnen. Der Druckoffset basiert auf den Differenzen der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C2.
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Der Drehmomentübertragungsmechanismus C3 umfasst einen Basisdruckwert, der während eines Herunterschaltens mit geschlossener Drosselklappe von dem vierten Übersetzungsverhältnis in das dritte Übersetzungsverhältnis (CT 43) berechnet wird. Der Basisdruckwert auf der Basis von CT 43 wird mit einem Gewichtungsfaktor auf der Basis der Differenz der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C3 multipliziert. Zu dem Produkt aus dem Basisdruckwert und dem Gewichtungsfaktor wird der Druckoffset des Drehmomentübertragungsmechanismus C3 hinzuaddiert, um das erste Druckniveau des Drehmomentübertragungsmechanismus C3 zu berechnen. Der Druckoffset beruht auf den Differenzen der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C3.
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Der Drehmomentübertragungsmechanismus C4 umfasst einen Basisdruckwert, der während eines Herunterschaltens mit geschlossener Drosselklappe von dem dritten Übersetzungsverhältnis in das zweite Übersetzungsverhältnis (CT 32) berechnet wird. Der Basisdruckwert auf der Basis von CT 32 wird mit einem Gewichtungsfaktor auf der Basis der Differenz der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C4 berechnet. Zu dem Produkt aus dem Basisdruckwert und dem Gewichtungsfaktor wird der Druckoffset des Drehmomentübertragungsmechanismus C4 hinzuaddiert, um das erste Druckniveau des Drehmomentübertragungsmechanismus C4 zu berechnen. Der Druckoffset basiert auf den Differenzen der Druckfluidströmung in dem Fluidkommunikationskanal 90 des Drehmomentübertragungsmechanismus C4. Sobald die Einrückkammer 84 des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt ist, kann dann das Verfahren 100 zu Schritt 108 fortfahren.
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In Schritt 108 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Inkrementieren eines Zeitglieds. Das Zeitglied wird als Sicherung in dem Fall verwendet, dass das Getriebe 14 ein Hochschalten innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nicht abschließt. Das Zeitglied ist ein digitaler Zähler, der mit einer festen Frequenz inkrementiert und einen Interrupt in einem Prozessor des Steuermoduls 28 erzeugt, wenn das Zeitglied einen vorbestimmten Wert erreicht. Ein ausführlicheres Verfahren zum Ermitteln, ob die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, wird nachstehend besprochen. Verfahren 100 kann dann zu Schritt 110 fortschreiten.
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In Schritt 110 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Unterdrucksetzen der Einrückkammer 84 des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 auf das erste Druckniveau, das in Schritt 106 berechnet wurde. Dies wird dem herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 in die erste eingerückte Stellung bewegen, während die Einrückung des weggehenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 noch aufrecht erhalten wird. Unter Bezugnahme auf 3 wird das erste Druckniveau erreicht, indem die Einrückkammer 84 des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt wird. In der ersten eingerückten Stellung ist die durch den Druck P in der Einrückkammer 8 ausgeübte Kraft F ungefähr gleich einer durch das Vorspannelement 82 ausgeübten Kraft. Die Reaktionsscheiben 64, 66 des Kupplungspakets 54 bewegen sich axial, um teilweise miteinander mit einem relativ niedrigen Drehmoment in Eingriff zu gelangen, wobei die Scheiben 64, 66 dazu neigen, gegeneinander zu reiben oder zu schlupfen.
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Das Unterdrucksetzen des der Einrückkammer 84 des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 auf das erste Druckniveau rückt das Kupplungspaket 54 teilweise ein. Das teilweise Einrücken des Kupplungspakets 54 der herankommenden Kupplung, bevor das Getriebe 14 in das nächsthöhere Übersetzungsverhältnis schaltet, verringert allgemein die Hochschaltverzögerung, die in dem Getriebe 14 erfahren wird. Dies ist der Fall, weil die Zeit, um die Einrückkammer 84 auf das zweite Druckniveau unter Druck zu setzen, verringert ist, da die Einrückkammer 84 bereits teilweise mit Fluid gefüllt ist.
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Während der teilweisen Einrückung neigen die Reibscheiben 64, 66 dazu, gegeneinander zu reiben oder zu schlupfen, was gewisse Wärme erzeugen kann. Jedoch ist die Schwellenbetriebsbedingung derart eingestellt, dass die herankommende Kupplung nur eine relativ kurze Zeitperiode vor dem Hochschalten des Getriebes teilweise eingerückt bleibt und die herankommende Kupplung vollständig einrückt. Daher brauchen die Drehmomentübertragungsmechanismen kein Hochenergie-Kupplungsmaterial zu umfassen, um hohe Niveaus an Wärmeerzeugung zu ermöglichen. Das in Schritt 108 besprochene Inkrementierungszeitglied wirkt auch als Sicherung, wobei die Einrückkammer 84 nach einer vorbestimmten Zeitdauer unter Druck gesetzt werden kann, wenn die Einrückkammer 84 nicht auf das zweite Druckniveau unter Druck gesetzt ist (d.h. das Getriebe 14 schließt ein Hochschalten nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer ab). Verfahren 100 kann zu Schritt 112 fortschreiten, wenn das in Schritt 108 besprochene Zeitglied enthalten ist. Wenn jedoch in einer alternativen Ausführungsform kein Zeitglied enthalten ist, kann das Verfahren 100 direkt zu Schritt 116 fortschreiten.
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In Schritt 112 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Ermitteln, ob die Einrückkammer 84 der herankommenden Drehmomentübertragungseinrichtung 24 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt worden ist. Wenn die Einrückkammer 84 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt worden ist, dann schreitet das Verfahren zu Schritt 116 fort. Wenn jedoch die Einrückkammer 84 nicht auf dem ersten Druckniveau ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 114 fort, wobei die Einrückkammer 84 weiterhin unter Druck gesetzt wird. Verfahren 100 bleibt bei den Schritten 112 und 114, bis die Einrückkammer 84 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt ist. Sobald die Einrückkammer 84 auf das erste Druckniveau unter Druck gesetzt ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 116 fort.
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In Schritt 116 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Überwachen der Einrückung des weggehenden Drehmomentübertragungsmechanismus, der zu dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis gehört. Wenn unter Bezugnahme auf 2 zum Beispiel das Getriebe 14 in dem ersten Übersetzungsverhältnis arbeitet, dann überwacht das Steuermodul 28 die Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus C5. Der Drehmomentübertragungsmechanismus C5 ist die weggehende Kupplung, die ausgerückt wird, wenn das Getriebe 14 in das zweite Übersetzungsverhältnis hochschaltet. Das Steuermodul 28 überwacht ständig die Einrückung der weggehenden Kupplung C5, bis die weggehende Kupplung C5 ausrückt. Sobald die weggehende Kupplung C5 ausgerückt ist, schreitet das Verfahren 100 direkt zu Schritt 118 fort. Wenn jedoch die weggehende Kupplung nicht ausgerückt ist, dann kann das Verfahren 100 zu Schritt 120 fortschreiten, bei dem ein optionaler Schritt durchgeführt wird, wenn das in Schritt 108 besprochene Zeitglied enthalten ist.
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In Schritt 120 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Ermitteln, ob die vorbestimmt Zeitdauer von dem Inkrementierungszeitglied überschritten worden ist. Die vorbestimmte Zeitdauer stellt die Zeitperiode dar, die die herankommende Kupplung teilweise eingerückt bleiben kann, ohne eine Beschädigung an dem Kupplungspaket 54 zu bewirken. Die herankommende Kupplung bleibt nur eine begrenzte Zeitdauer teilweise eingerückt, da keine beträchtliche Wärmemenge erzeugt werden kann, wenn die Scheiben 64, 66 gegeneinander schlupfen.
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Wenn die vorbestimmte Zeitdauer durch das Inkrementierungszeitglied überschritten worden ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 122 fort, wobei die Einrückkammer 84 derart unter Druck gesetzt wird, dass die jeweilige Drehmomentübertragungseinrichtung 24 ausgerückt wird. Dann, nachdem die Einrückkammer 84 unter Druck gesetzt worden ist, schreitet das Verfahren 100 zurück zu Schritt 102 fort, bei dem die erste Betriebsbedingung (englisch: operating transmission) überwacht wird. Wenn jedoch die vorbestimmte Zeitdauer nicht überschritten worden ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 116 zurück fort, wobei das Zeitglied weiterhin inkrementiert wird und die Steuerlogik weiterhin die weggehende Kupplung überwacht. Verfahren 100 bleibt bei den Schritten 116 und 120, bis entweder die weggehende Kupplung ausgerückt wird, oder falls die vorbestimmte Zeit überschritten ist. Sobald die weggehende Kupplung ausgerückt ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 118 fort.
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In Schritt 118 umfasst das Steuermodul 28 eine Steuerlogik zum Unterdrucksetzen der Einrückkammer 84 des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 von dem ersten Druckniveau auf das zweite Druckniveau. Der herankommende Drehmomentübertragungsmechanismus 24 befindet sich in der zweiten eingerückten Stellung, wenn die Einrückkammer 84 auf das zweite Druckniveau unter Druck gesetzt wird. Das Einrücken des herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus 24 in die zweite eingerückte Stellung wird das Getriebe 14 in das nächste Übersetzungsverhältnis hochschalten. Wenn zum Beispiel unter Bezugnahme auf 2 das Getriebe 14 von dem ersten Übersetzungsverhältnis in das zweite Übersetzungsverhältnis hochschaltet, dann wird die Einrückkammer 84 des Drehmomentübertragungsmechanismus C4 auf das zweite Druckniveau unter Druck gesetzt. Sobald das Getriebe 14 in das höhere Verhältnis hochgeschaltet hat, kann dann das Verfahren 100 enden.
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Das teilweise Einrücken der herankommenden Kupplung, bevor das Getriebe 14 in das nächsthöhere Übersetzungsverhältnis schaltet, verringert allgemein die erfahrene Hochschaltverzögerung. Während des teilweisen Einrückens der Kupplung können die Reaktionsscheiben gegeneinander reiben oder schlupfen. Jedoch ist die Schwellenbetriebsbedingung derart festgelegt, dass die herankommende Kupplung nur für eine relativ kurze Zeitperiode teilweise eingerückt bleibt, bevor das Getriebe hochschaltet und die herankommende Kupplung vollständig einrückt. Deshalb brauchen die Drehmomentübertragungsmechanismen 24 kein Hochenergie-Kupplungsmaterial enthalten, um hohe Niveaus an Wärmeerzeugung zu ermöglichen. Das oben besprochene Inkrementierungszeitglied wirkt auch als Sicherung in dem Fall, dass das Getriebe 14 ein Hochschalten innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer nicht abschließt.