DE10110898A1 - Verfahren und Vorrichtung hinsichtlich eines automatisierten Schaltgetriebes - Google Patents

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Inbetriebnahme eines automatisierten Schaltgetriebes vorgesehen, welches mit mindestens einem Aktuator zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gangstufe über eine Übertragungsstrecke versehen ist und eine mit dem Aktuator verbundene Steuerung besitzt und die zum Wählen und Schalten benötigten Getriebeparameter vor dem Einbau des Schaltgetriebes in ein Fahrzeug ermittelt und in der Steuerung zur Ansteuerung des Aktuators gespeichert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines au­ tomatisierten Schaltgetriebes, welches mit mindestens einem Aktuator zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gangstufe über eine Übertragungsstrecke versehen ist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung für die Inbetriebnahme eines solchen automatisierten Schaltgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge sind bereits in vielfacher Hinsicht bekannt geworden. Unter einem solchen Schaltgetriebe wurden bisher in erster Linie Handschaltgetriebe verstanden, die vom Fahrer des Fahrzeugs mit einem sol­ chen Getriebe über einen Schalthebel von Hand geschaltet wurden. Der Gang­ wechselvorgang setzt sich dabei aus dem Wählvorgang zum Erreichen der Schaltgasse der zu schaltenden Gangstufe und dem eigentlichen Einlegen der neuen Gangstufe zusammen.

Neben solchen Handschaltgetrieben sind auch bereits automatisierte Schaltge­ triebe bekannt geworden, bei denen der Vorgang des Wählens der Schaltgasse und das daraufhin folgende Schalten der Gangstufe durch mit dem Getriebe gekoppelte Aktuatoren stattfindet. Bei einem solchen automatisierten Schaltge­ triebe wird der Wähl- und Schaltvorgang dann beispielsweise programmge­ steuert über die Aktuatoren durchgeführt, die mit einer Kraftübertragungsstrek­ ke mit getriebeinternen Schaltelementen wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle und Schaltstangen gekoppelt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines solchen über Aktuatoren angesteuerten automati­ sierten Schaltgetriebes zu schaffen. Auch soll eine Vorrichtung zur Inbetrieb­ nahme eines solchen Getriebes geschaffen werden.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Verfahrensausgestal­ tungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale auf, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Vor­ richtung in den weiteren Ansprüchen beschrieben sind.

Nach der Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines auto­ matisierten Schaltgetriebes vorgesehen, welches mit mindestens einem Aktua­ tor zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gang­ stufe über eine Übertragungsstrecke versehen ist und eine mit dem Aktuator verbundene Steuerung besitzt, wobei nach dem Verfahren die zum Wählen und Schalten benötigten Getriebeparameter vor dem Einbau des Schaltgetriebes in ein Fahrzeug ermittelt und in der Steuerung zur Ansteuerung des Aktuators ge­ speichert werden.

Die Inbetriebnahme des automatisierten Schaltgetriebes vor dem Einbau in ein damit auszustattendes Fahrzeug weist den Vorteil auf, daß die zum späteren Betrieb des automatisierten Schaltgetriebes im Kraftfahrzeug erforderlichen Getriebeparameter damit unter Zuhilfenahme externer Sensoren ermittelt wer­ den können und damit auch Getriebeparameter wie beispielsweise die Syn­ chronschwellen der einzelnen Gangstufen mit hoher Genauigkeit erfaßt werden können, was bei einer Inbetriebnahme des automatisierten Schaltgetriebes in einem bereits im Kraftfahrzeug eingebauten Zustand entweder nur erschwert oder nur ungenau möglich wäre, da der dem Getriebe im eingebauten Zustand nachgeschaltete Triebstrang des Kraftfahrzeugs aufgrund der im Triebstrang vorhandenen Toleranzen eine genaue Erfassung der Getriebeparameter wie beispielsweise der Synchronschwellen erschweren würde.

Vor der Inbetriebnahme wird daher das Schaltgetriebe mit den Aktuatoren in der Form von beispielsweise elektrischen Antrieben für den Wählvorgang und für den Schaltvorgang versehen und die Aktuatoren mit den getriebeinternen Schaltelementen über eine Übertragungsstrecke zur Übertragung der Kräfte oder Momente der Aktuatoren auf die Schaltelemente verbunden und die Ge­ triebesteuerung an einem Prüfstand mit einem externen Prüfstandsrechner ver­ bunden, der die Erfassung der Getriebeparameter durch die Steuerung des automatisierten Schaltgetriebes überwacht.

Die Getriebesteuerung wird daher bereits vor dem Einbau in das Fahrzeug mit Hilfe eines Testprogramms in Betrieb genommen. Alle zur Ansteuerung und Betätigung des Getriebes erforderlichen Komponenten, wie beispielsweise die Steuerung, die Verkabelung, die Getriebeaktorik usw. werden vor der Inbetrieb­ nahme bereits am Getriebe angebracht. Über das Testprogramm wird die Ge­ triebesteuerung angewiesen, sämtliche zum Betrieb des Getriebes erforderli­ chen Getriebeparameter zu erfassen und für den späteren Betrieb des automa­ tisierten Schaltgetriebes im Kraftfahrzeug zu speichern.

Die Getriebeparameter umfassen dabei beispielsweise die Geometriedaten der getriebeinternen Schaltelemente, die Position der im Getriebe vorhandenen Anschläge usw..

Nach einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens umfassen die Getriebepa­ rameter die Endpositionen der Schaltelemente in Schaltrichtung für jede Gang­ stufe, die Position der einzelnen Schaltgassen der Gangstufen in Wählrichtung für jede Schaltgasse, die Synchronposition in Schaltrichtung für jede Gangstufe, also die Position der Schaltelemente zu Beginn des Synchronisiervorgangs, die Neutralposition und die Position der Schaltelemente bei den eingelegten Gang­ stufen für jede einzelne Gangstufe.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Getriebeparameter auch die Breite der Neutralgasse in Schaltrichtung und die Länge der Neutral­ gasse in Wählrichtung sowie die Breite der Schaltgassen in Wählrichtung für jede Schaltgasse.

Damit ist es möglich, die Getriebeparameter unterschiedlicher Getriebe zu er­ fassen und auch Serienstreuungen der Geometriedaten der einzelnen Schalt­ getriebe einer Getriebeserie für den späteren Betrieb des automatisierten Schaltgetriebes zu erfassen, so daß gleichbleibend komfortable Gangwechsel­ vorgänge mit möglichst kurzen Zugkraftunterbrechungen zu realisieren sind.

Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Getrie­ beparameter mindestens einen Nullpunkt im Schaltgetriebe zum Abgleich einer Inkrementalposition des Aktuators umfassen. Dieser Nullpunkt oder auch Refe­ renzpunkt kann beispielsweise ein im Getriebe vorgesehener Anschlag sein, der von einem Schaltelement, also beispielsweise einem Schaltfinger einer zentralen Schaltwelle oder einer Schaltstange über den oder die Aktuatoren angefahren wird und nach dem Erreichen des Anschlags die Winkelinkrement­ messung des Aktuators abgeglichen wird.

Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, sind die Synchronpositionen oder Synchronschwellen der einzelnen Gangstufen für den Schaltvorgang beim au­ tomatisierten Schaltgetriebe von besonderem Interesse. Dies gilt deshalb, da beim automatisierten Schaltgetriebe beim Schaltvorgang eine Zugkraftunterbre­ chung stattfindet, die aus Komfortgründen möglichst kurz sein soll. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn mit einem Schaltelement die Synchronposition jeder Gangstufe möglichst schnell angefahren wird und nach dem Abschluß der Synchronisierung der Schaltvorgang dadurch, daß die neue Zielgangstufe durch eine schnelle Weiterbewegung des Schaltelements möglichst schnell in den Leistungsfluß gebracht wird, abgeschlossen wird. Vor dem Erreichen des Synchronposition muß aber das Schaltelement in der Form beispielsweise des Schaltfingers einer zentralen Schaltweile, die auf eine Schaltstange wirkt, die über eine Schaltgabel auf eine Schaltmuffe wirkt, abgebremst werden, damit es nicht zu einem schlagartigen Formschluß zwischen der Innenverzahnung der Schiebemuffe und dem Losrad des neuen Zielgangs kommt.

Aus diesem Grund ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß zur Ermittlung der Synchronposition eine Eingangswelle oder Antriebswelle des Getriebes mit einem externen Antrieb in Drehung versetzt wird und die Drehzahländerung der Eingangswelle überwacht wird und das Erreichen der Synchronposition bei einer Drehzahländerung festgestellt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Die Synchronposition ist damit dann erreicht, wenn die festgestellte Drehzahländerung der Eingangswelle des Getriebes grö­ ßer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, da es bei der Synchronisierung zu einer Drehzahlangleichung zwischen den Synchronringen und der Schiebe­ muffe kommt und demgemäß die Eingangswelle bei einem Hochschaltvorgang des Getriebes abgebremst wird, was zu einer signifikanten Veränderung der Drehzahländerung der Getriebeeingangswelle führt. Auf diese Weise kann die Synchronposition für jede einzelne Gangstufe des automatisierten Schaltgetrie­ bes erfaßt werden, indem beispielsweise eine Auswertung der Position des Aktuators für den Schaltvorgang des Getriebes durchgeführt wird und zu die­ sem Zweck beispielsweise die beim Erreichen der Synchronposition festge­ stellte Position in der Getriebesteuerung für jede einzelne Gangstufe abgespei­ chert wird.

Alternativ hierzu ist es nach der Erfindung auch möglich, daß zur Ermittlung der Synchronpositionen der einzelnen Gangstufen die Eingangswelle des Getriebes mit einem Eingangsmoment beaufschlagt wird und das von der Abtriebswelle des Getriebes übertragene Abtriebsmoment festgestellt wird und das Erreichen der Synchronposition bei jeder einzelnen Gangstufe bei einer Abtriebsmomen­ tenänderung festgestellt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellen­ wert. Damit kann über einen externen Antrieb die Eingangswelle des Getriebes mit einem Eingangsmoment beaufschlagt werden und das von der Getriebeab­ triebswelle übertragene Drehmoment über einen externen Sensor gemessen werden, wobei bei einer Veränderung des von der Getriebeabtriebswelle über­ tragenen Abtriebsmoments, die größer ist als ein bestimmter Schwellenwert, das Erreichen der Synchronposition festgestellt wird und der zur jeweiligen Synchronposition gehörende Winkelinkrementswert in der Steuerung des auto­ matisierten Schaltgetriebes abgespeichert wird.

Nach der Erfindung ist es dabei vorgesehen, daß sowohl die Änderung der Drehzahl der Eingangswelle als auch die Änderung des Abtriebsmoments der Abtriebswelle mittels externer Sensoren festgestellt wird, wobei die Steuerung des automatisierten Schaltgetriebes vom Prüfstandsrechner angewiesen wird, die beim Erreichen der Synchronposition jeder einzelnen Gangstufe festge­ stellte Position zu speichern. Die Positionen können mittels eines analogen Positionssensors oder mittels eines Winkelinkrementsensors, wie Inkremental­ wegsensor, ermittelt werden.

Vorstehend wurde bereits erläutert, daß die Erfassung der Getriebeparameter auch die Erfassung von Anschlägen im Getriebe umfaßt. Die Position der An­ schläge ist deshalb von Bedeutung, da die Getriebesteuerung die Aktuatoren beim Betrieb des automatisierten Schaltgetriebes im Fahrzeug beim Erreichen eines Anschlags beispielsweise nicht mehr mit einem die volle Verfahrge­ schwindigkeit der Schaltelemente ermöglichenden Stromwert beaufschlagen darf, da dies zu Beschädigungen der Bauelemente im Getriebe führen könnte. Der Ansteuerstrom für die Aktuatoren ist daher schon vor dem Erreichen des Anschlags zu verringern, so daß die Position der Anschläge bekannt sein muß. Die Position eines für die spätere Ansteuerung der Aktuatoren zu erlernenden Anschlags kann dabei beispielsweise durch ein langsames Verfahren der ge­ triebeinternen Schaltelemente in Richtung zum Anschlag hin ermittelt werden, wobei nach dem Erreichen des Anschlags der Laststrom beispielsweise des die Schaltbewegung herbeiführenden Aktuators ansteigt, so daß dadurch die Posi­ tion eines Anschlags erfaßt werden kann. Die so gespeicherte Position des An­ schlags kann beim Betrieb des Getriebes dann so verwendet werden, daß der Ansteuerstrom des entsprechenden Aktuators bereits vor dem Erreichen der Position reduziert wird. Durch das spätere Anfahren eines Anschlags wird die Übertragungsstrecke oder auch Kraftübertragungsstrecke aufgrund des vom Aktuator erzeugten Antriebsmoments vorgespannt.

Zur Rückbewegung vom Anschlag weg muß daher diese Vorspannkraft über eine entsprechende Umkehrbewegung des Aktuators zunächst abgebaut wer­ den, bevor die eigentliche Rückbewegung des Schaltelements vom Anschlag weg beginnt. Dies führt zu einer Verlängerung des Zeitbedarfs für die Rückbe­ wegung vom Anschlag weg.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, daß die Getriebeparameter im Getriebe vorhandene Posi­ tionen von Anschlägen umfassen, die in der Steuerung gespeichert und bei de­ ren Anfahren durch ein Schaltelement die Übertragungsstrecke in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Schaltelements mit einer der Verfahrrich­ tung entgegengesetzt wirkenden Kraft beaufschlagt wird.

Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß zur Unterstützung der Rückbewe­ gung nach dem Erreichen des Anschlags in Abhängigkeit von der Verfahrge­ schwindigkeit des Schaltelements die die Übertragungsstrecke beaufschlagen­ de Vorspannkraft durch eine dieser Vorspannkraft und damit der zum Anfahren des Anschlags entsprechenden Verfahrrichtung entgegengesetzt wirkenden Kraft beaufschlagt wird.

Nach der Erfindung ist es daher vorgesehen, daß diese die Rückwärtsbewe­ gung vom Anschlag weg unterstützende Kraft kleiner ist als die zur Überwin­ dung der in der Übertragungsstrecke zum Einleiten einer Bewegung vorhande­ nen Reibungskraft. Zu diesem Zweck kann die zur Einleitung einer Bewegung durch einen Aktuator erforderliche Kraft ermittelt werden, bei der die vom Ak­ tuator herbeigeführte Bewegung des Schaltelements gerade beginnt, so daß dann die die Rückwärtsbewegung vom Anschlag weg unterstützende entge­ gengesetzt wirkende Kraft als kleiner festgelegt wird als die zur Überwindung der Reibung ermittelte Kraft.

Nach einer Weiterbildung ist es daher möglich, daß in Abhängigkeit vom Selbsthemmungsverhalten der Aktuatoren die entgegengesetzt wirkende Kraft auch unabhängig von der Verfahrgeschwindigkeit festgelegt wird, so daß ein selbsthemmender Aktuator in der Form beispielsweise eines mit einem Schneckengetriebe ausgestatteten Elektromotors nach dem Erreichen des An­ schlags durch die Steuerung mit einem der Verfahrrichtung zum Anschlag hin entgegengesetzt wirkenden Strom beaufschlagt wird, der zu einer vom Aktuator abgegebenen Kraft entgegengesetzt der Verfahrrichtung zum Anschlag hin führt, die kleiner ist als die Losbrechkraft, mit der eine Drehbewegung des Ak­ tuators eingeleitet werden würde.

Nach der Erfindung ist auch eine Vorrichtung für die Inbetriebnahme eines au­ tomatisierten Schaltgetriebes vorgesehen, welches mit mindestens einem Ak­ tuator zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gangstufe versehen ist und eine mit dem Aktuator verbundene Steuerung be­ sitzt, wobei diese Vorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die mit der Steuerung des Getriebes funktionell gekoppelt ist und die Ermittlung und die Speicherung der zum Schalten und Wählen der einzelnen Gangstufen benötig­ ten Getriebeparameter einleitet und überwacht. Bei dieser Vorrichtung kann es sich beispielsweise um einen mit einem Prüfstandsrechner versehenen Prüf­ stand handeln, bei dem das automatisierte Schaltgetriebe mit der Getriebe­ steuerung und dem oder den Aktuatoren und einer Kraftübertragungsstrecke zwischen den Aktuatoren und den getriebeinternen Schaltelementen angeord­ net wird und der Prüfstandsrechner die Getriebesteuerung anweist, ein Test­ programm ablaufen zu lassen, das alle für den späteren Betrieb des Getriebes erforderlichen Getriebeparameter ermittelt und der Prüfstandsrechner den Ab­ lauf des Testprogramms überwacht und die Steuerung nach dem Ermitteln der einzelnen Getriebeparameter anweist, diese Getriebeparameter für den späte­ ren Betrieb des Getriebes im Kraftfahrzeug zu speichern, so daß das mit sämt­ lichen Betriebsparametern versehene Getriebe in das Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.

Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, daß die Vorrichtung einen mit der Ein­ gangswelle des Getriebes koppelbaren Antrieb aufweist, mit dem die Ein­ gangswelle in Drehung versetzt werden kann. Damit können die Synchronposi­ tionen der einzelnen Gangstufen bereits vor dem Einbau des Getriebes in das Kraftfahrzeug erfaßt werden, wodurch die vorstehend beschriebenen Nachteile der Einflußnahme des der Getriebeabtriebswelle nachgeschalteten Triebstrangs des Fahrzeugs auf die Ermittlung der Synchronpositionen oder auch Synchron­ schwellen beseitigt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung einen Sensor zur Ermittlung der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes auf, wobei die Steu­ ervorrichtung bei einer Drehzahländerung der Eingangswelle, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, das Erreichen der Synchronposition der je­ weiligen Gangstufe feststellt.

Die Vorrichtung kann auch einen Sensor zur Ermittlung des von der Abtriebs­ welle des Getriebes übertragenen Abtriebsmoments aufweisen, wobei die Steuervorrichtung bei einer Änderung des Abtriebsmoments, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, das Erreichen der Synchronposition der je­ weiligen Gangstufe feststellen kann.

Diese Synchronpositionen der einzelnen Gangstufen werden in der Getriebe­ steuerung zur Ansteuerung des oder der Aktuatoren gespeichert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ist es möglich, die zum Betrieb des Getriebes erforderlichen Getriebeparameter bereits vor dem Einbau des Getriebes in das Kraftfahrzeug zu ermitteln, so daß auch solche Getriebeparameter, wie beispielsweise die Synchronpositionen der einzelnen Gangstufen ohne Einfluß des Triebstrangs des Fahrzeugs ermittelt werden können und sich auch der Zeitbedarf für einen Prüfstandslauf des Fahrzeugs nach dessen Montage deutlich verringert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Synchronpositionen; und

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Beaufschlagung der Übertra­ gungsstrecke mit einer entgegen der Verfahrrichtung gerichteten Kraft.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zum Wählen und Schal­ ten benötigten Getriebeparameter des automatisierten Schaltgetriebes vor dem Einbau des Schaltgetriebes in ein Fahrzeug ermittelt und in der Steuerung zur Ansteuerung des oder der Aktuatoren gespeichert.

Zu diesem Zweck wird ein zur späteren Anordnung in einem Fahrzeug vorge­ sehenes automatisiertes Schaltgetriebe mit der Getriebeaktorik in Form der Aktuatoren und der Kraftübertragungsstrecke zwischen den Aktuatoren und den getriebeinternen Betätigungselementen und der Getriebesteuerung an einem Prüfstand angeordnet und nach einer Ausführungsform die Steuerung des Ge­ triebes mit einem Prüfstandsrechner verbunden. Die Getriebesteuerung wird daher bereits vor dem Einbau in das Fahrzeug mit Hilfe eines Testprogramms in Betrieb genommen, welches in den Prüfstandsrechner abgelegt ist. Der Prüf­ standsrechner gibt mit einzelnen Testschritten des Testprogramms Anweisun­ gen an die Steuerung aus, die Getriebegeometriedaten zu ermitteln und zu speichern.

Zu diesem Zweck steuert die Getriebesteuerung einen am Getriebe angeord­ neten mit einem nachgeschalteten Schneckengetriebe versehenen Elektromo­ tor für den Wählvorgang und einen Elektromotor für den Schaltvorgang an.

Mit diesen beiden Aktuatoren kann eine im Getriebe vorhandene zentrale Schaltwelle betätigt und ein daran angeordneter Schaltfinger zum Wählen der einzelnen Schaltgassen und zum Schalten der einzelnen Gangstufen ange­ steuert werden.

Die zum Wählen und Schalten benötigten Getriebeparameter können die End­ position in Schaltrichtung für jede Gangstufe, die Position der Schaltgassen in Wählrichtung für jede Schaltgasse, die Synchronposition in Schaltrichtung für jede Gangstufe, die Neutralposition, die Position der eingelegten Gangstufe für jede Gangstufe, die Breite der Neutralgasse in Schaltrichtung und die Länge der Neutralgasse in Wählrichtung sowie die Breite der Schaltgassen in Wähl­ richtung für jede Schaltgasse umfassen.

Die einzelnen Positions-, Längen- und Breitenwerte können dabei durch eine Messung der Winkelinkremente der eine Drehbewegung durchführenden Ak­ tuatoren erfaßt und in der Steuerung gespeichert werden.

Bei einem automatisierten Schaltgetriebe findet ein Gangwechselvorgang mit Zugkraftunterbrechung statt. Es bedeutet dies, daß die vom Motor über das Getriebe auf den Triebstrang des Fahrzeugs übertragene Zugkraft während des Gangwechselvorgangs unterbrochen ist. Zur Vermeidung von den Fahrkomfort beim Gangwechselvorgang negativ beeinflussenden langen Zugkraftunterbre­ chungsphasen ist es von Vorteil, den Gangwechselvorgang in kurzer Zeit abzu­ schließen, wobei aber vor dem Einlegen des neuen Zielgangs die Synchronisie­ rung abgewartet werden muß.

Zur Verkürzung der Zugkraftunterbrechungsphase ist es daher von Vorteil, den Zeitbedarf für das Verfahren des Schaltfingers vom Auslegen des auszulegen­ den Gangs zum Beginn der Synchronisierung zu verkürzen und nach Abschluß der Synchronisierung des Zeitbedarf für das Einlegen der neuen Gangstufe ebenfalls zu verkürzen. Diese Verkürzung kann durch eine hohe Verfahrge­ schwindigkeit des Schaltfingers bzw. der Schaltstangen vom Auslegen bis zum Beginn der Synchronisierung und nach Abschluß der Synchronisierung bis zum Einlegen der neuen Gangstufe erreicht werden. Es muß aber darauf geachtet werden, nicht mit einer hohen Verfahrgeschwindigkeit bis zum Beginn der Syn­ chronisierung zu arbeiten, da andernfalls das Getriebe beschädigt werden wür­ de. Zudem würde beispielsweise bei einem Hochschaltvorgang vom zweiten in den dritten Gang die Rotationsenergie der schnell drehenden Getriebeein­ gangswelle an den Triebstrang weitergeleitet werden, was zu einer Komfortein­ buße führen würde. Zur Verringerung der Verfahrgeschwindigkeit des Schaltfin­ gers ist es daher von Bedeutung, den Beginn der Synchronisierung bei jeder Gangstufe genau zu ermitteln, um die Verfahrgeschwindigkeit kurz vor der Syn­ chronposition zu verringern.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt nun einen exemplarischen Hochschaltvorgang vom zweiten in den dritten Gang, was durch den 2. Gang und den 3. Gang der unte­ ren Hälfte der Fig. 1 dargestellt wurde.

Das automatisierte Schaltgetriebe befindet sich daher im zweiten Gang und die Steuerung des Getriebes stellt beispielsweise aufgrund einer im zweiten Gang erreichten Zieldrehzahl des Motors des mit dem Getriebe ausgestatteten Fahr­ zeugs fest, daß ein Gangwechselvorgang in den dritten Gang stattfinden soll. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 1 mit A bezeichnet. Der Zeitpunkt B nach Fig. 1 stellt den Beginn des Auslegens des zweiten Gangs dar, dem ein Zeitraum der Zug­ kraftunterbrechung vor dem Einlegen des dritten Gangs folgt, was durch C in Fig. 1 bezeichnet ist.

Zwischen dem Auslegen der zweiten Gangstufe und dem Einlegen der dritten Gangstufe findet der Synchronisierungsvorgang statt.

Der in der oberen Hälfte der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete Lini­ enzug stellt den Verlauf der Motordrehzahl dar.

Der mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Linienzug stellt die gemessene Drehzahl der Getriebeeingangswelle dar, während der mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnete gestrichelte Linienzug die aus der Abtriebswellendrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis des neuen Zielgangs ermittelte neue Zieldrehzahl der Getriebeeingangswelle darstellt.

Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, läuft nach dem Auslegen des zweiten Gangs die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 1 noch für eine kurze Zeitdauer zur Motordrehzahl 4 weitgehend parallel, muß aber während des Synchronisie­ rungsvorgangs an die neue Zieldrehzahl 5 angepaßt werden. Während des Synchronisiervorgangs findet also eine Drehzahländerung der Getriebeein­ gangswelle statt. Die Synchronposition der über den Schaltfinger und die Schaltstange betätigte Schiebemuffe ist daher dann erreicht, wenn sich die Drehzahländerung der Getriebeeingangswelle signifikant ändert, also ein Sprung im Gradienten der Drehzahländerung vorliegt, wobei dieser Punkt in Fig. 1 mit I bezeichnet ist. Dies macht die Bedeutung der Kenntnis der Syn­ chronpositionen der einzelnen Gangstufen deutlich.

Zur Ermittlung der Synchronpositionen wird nun nach der Erfindung mit einem am Prüfstand vorgesehenen Antrieb die Getriebeeingangswelle in Drehung ver­ setzt und die Getriebeabtriebswelle gebremst. Die Synchronpositionen der ein­ zelnen Gangstufen lassen sich daher durch eine Überwachung der Dreh­ zahländerung der Eingangswelle feststellen, wenn die einzelnen Gangstufen mittels des Testprogramms durchgeschaltet werden. Eine Drehzahländerung, die nun größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, in Fig. 1 der Punkt I, wird von der Steuerung des Getriebes als Synchronposition festgestellt und beispielsweise in der Form von Winkelinkrementen des Aktuators für den Schaltvorgang abgespeichert.

Die Synchronpositionen der einzelnen Gangstufen lassen sich auch dadurch ermitteln, daß die Eingangswelle des Getriebes mit einem Eingangsmoment beaufschlagt wird und das Abtriebsmoment der Getriebeabtriebeswelle über­ wacht wird, wobei die Synchronpositionen der einzelnen Gangstufen dann er­ reicht sind, wenn die Veränderung des Abtriebsmoments, welches über die Ab­ triebswelle übertragen wird, größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.

Zur Ermittlung der Drehzahländerung der Getriebeeingangswelle oder der Än­ derung des über die Getriebeabtriebswelle übertragenen Moments sind am Prüfstand externe Sensoren vorgesehen, die es ermöglichen, die Synchronpo­ sitionen oder Synchronschwellen mit hoher Präzision zu ermitteln, was bei ei­ nem im Fahrzeug eingebauten Getriebe nicht möglich ist.

Auch führt dies zu einer Zeitersparnis am Fahrzeugmontageband, da die Syn­ chronschwellen der einzelnen Gangstufen des Getriebes damit in der Steue­ rung des automatisierten Schaltgetriebes schon hinterlegt sind. Der externe Prüfstandsrechner setzt daher zur Ermittlung der Synchronschwellen die Ge­ triebeeingangswelle über den Prüfstandsantrieb in Bewegung. Ausgehend von Neutral werden dann nacheinander die Synchronpositionen aller Gangstufen langsam und mit kleiner Kraft durch die Aktuatoren angefahren. Durch die Syn­ chronringe wird, sobald die Schiebemuffe die Synchronschwelle erreicht, ein Moment auf die Getriebeausgangswelle und damit auf einen Sensor zur Erfas­ sung des Abtriebsmoments der Getriebeabtriebswelle übertragen. Durch die Analyse des vom Sensor abgegebenen Signals kann ein Synchronschwellen­ wert ermittelt werden, der in der Getriebesteuerung abgespeichert wird. Dar­ über hinaus werden am Prüfstand alle Getriebegeometriedaten erfaßt und ebenfalls in der Getriebesteuerung gespeichert.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Annäherung an einen An­ schlag im Getriebe, wobei die obere Hälfte der Fig. 2 eine Darstellung des Ver­ laufs der Winkelinkremente des Aktuators zeigt und die untere Hälfte der Fig. 2 die Steuerspannung zur Ansteuerung des Aktuators zeigt.

Der Aktuator wird zunächst mit einer Spannung 6 beaufschlagt, was zu einer Dre­ hung der Abtriebswelle des Aktuators ausgedrückt in einer Zunahme 7 Positions­ werte oder der Winkelinkremente resultiert. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird der Aktuator mit einer Gegenspannung 17 beaufschlagt, was seine Abtriebs­ welle deutlich abbremst oder in Rückwärtsrichtung beaufschlagt. Die sägezahnar­ tige Spannung 8 führt zu einer Begrenzung der kinetischen Energie des Aktuators und kurz vor dem Erreichen das Anschlags, nachdem die Winkelinkremente 9 einen stationären Zustand einnehmen, wird der Aktuator mit einer Gegenspan­ nung 10 beaufschlagt, was zu einer weiteren Abbremsung der Welle des Aktua­ tors führt und aufgrund der Beibehaltung der Gegenspannung 10 auch nach dem Erreichen das Anschlags mit sich nicht mehr verändernden Inkrementalwerten 9 eine der ursprünglichen Verfahrrichtung zum Erreichen des Anschlags entgegen gerichtete Kraft durch den Aktuator aufgebaut wird, die dazu führt, daß die beim Erreichen des Anschlags in der Kraftübertragungsstrecke zwischen dem Aktuator und dem getriebeinternen Schaltelement aufgebaute elastische Verformung der Kraftübertragungsbauteile verringert wird, so daß die Übertragungsstrecke weni­ ger oder nicht mehr vorgespannt ist. Dies führt dazu, daß der für die Rückbewe­ gung vom erreichten Anschlag weg benötigte Zeitdauer verringert wird. Die Be­ aufschlagung der Übertragungsstrecke in einer Richtung entgegengesetzt der Verfahrrichtung zum Anschlag hin ist insbesondere bei Aktuatoren mit einer Selbsthemmung von Vorteil, also beispielsweise bei einem mit einem Schnecken­ getriebe ausgerüsteten elektromotorischen Aktuator bei einer mit kleiner Sollge­ schwindigkeit ablaufenden Rückbewegung.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An­ melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü­ che unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit­ ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Inbetriebnahme eines automatisierten Schaltgetriebes, wel­ ches mit mindestens einem Aktuator zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gangstufe über eine Übertragungsstrecke versehen ist und eine mit dem Aktuator verbundene Steuerung besitzt, da­ durch gekennzeichnet, daß die zum Wählen und Schalten benötigten Ge­ triebeparameter vor dem Einbau des Schaltgetriebes in ein Fahrzeug ermit­ telt und in der Steuerung zur Ansteuerung des Aktuators gespeichert wer­ den.

2. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeparameter die Geometriedaten der getriebeinternen Schaltelemente des Schaltgetriebes umfassen.

3. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeparameter die Endposition in Schaltrichtung für jede Gang­ stufe, die Position der Schaltgassen in Wählrichtung für jede Schaltgasse, die Synchronposition in Schaltrichtung für jede Gangstufe, die Neutralpositi­ on und die Position der eingelegten Gangstufe für jede Gangstufe umfas­ sen.

4. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Getriebeparameter die Breite der Neutralgasse in Schaltrichtung und die Länge der Neutralgasse in Wählrichtung sowie die Breite der Schaltgassen in Wählrichtung für jede Schaltgasse umfassen.

5. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Getriebeparameter mindestens einen Nullpunkt im Schaltgetriebe zum Abgleich einer Inkrementalposition des Aktuators um­ fassen.

6. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Ermittlung der Synchronpositionen eine Eingangs­ welle des Getriebes in Drehung versetzt und die Drehzahländerung der Ein­ gangswelle überwacht wird und das Erreichen der Synchronposition bei ei­ ner Drehzahländerung festgestellt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.

7. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Ermittlung der Synchronpositionen eine Eingangs­ welle des Getriebes mit einem Eingangsmoment beaufschlagt und das von einer Abtriebswelle des Getriebes übertragene Abtriebsmoment festgestellt wird und das Erreichen der Synchronposition bei einer Abtriebsmomen­ tenänderung festgestellt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Schwel­ lenwert.

8. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung dero Drehzahl der Eingangswelle und des Abtriebsmo­ ments mittels außerhalb der Steuerung vorgesehener Sensoren festgestellt wird.

9. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Getriebeparameter im Getriebe vorhandene Positio­ nen von Anschlägen umfassen, die in der Steuerung gespeichert und bei deren Anfahren durch ein Schaltelement die Übertragungsstrecke in Abhän­ gigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Schaltelements mit einer der Verfahrrichtung entgegengesetzt wirkenden Kraft beaufschlagt wird.

10. Vorrichtung für die Inbetriebnahme eines automatisierten Schaltgetriebes, welches mit mindestens einem Aktuator zum Wählen einer zu schaltenden Gangstufe und zum Schalten der Gangstufe versehen ist und eine mit dem Aktuator verbundene Steuerung besitzt, gekennzeichnet durch eine Steuer­ vorrichtung, die mit der Steuerung des Getriebes funktionell gekoppelt ist und die Ermittlung und die Speicherung der zum Schalten und Wählen der einzelnen Gangstufen benötigten Getriebeparameter einleitet und über­ wacht.

11. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen mit der Eingangswelle des Getriebes koppelbaren Antrieb, mit dem die Ein­ gangswelle in Drehung versetzbar ist.

12. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Ermittlung der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes, wobei die Steuervorrichtung bei einer Drehzahländerung der Eingangswelle, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, das Erreichen der Syn­ chronposition der jeweiligen Gangstufe feststellt.

13. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekenn­ zeichnet durch einen Sensor zur Ermittlung des von der Abtriebswelle des Getriebes übertragenen Abtriebsmoments, wobei die Steuervorrichtung bei einer Änderung des Abtriebsmoments, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, das Erreichen der Synchronposition der jeweiligen Gang­ stufe feststellt.

14. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerung des Getriebes die festgestellten Synchronposi­ tionen der einzelnen Gangstufen zur Ansteuerung des Aktuators speichert.