DE102010018404A1

DE102010018404A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102010018404A1
Application number: DE201010018404
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Stockmeier Moritz; Dipl.-Ing. Philipp (FH) Neuwirth
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-10-27

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Getriebevorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit zumindest einer Schalteinheit (10), die zumindest ein bewegbares Schaltelement (11) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Kopplungselemente (12, 13, 14) drehfest miteinander zu verbinden, und mit einer Auswerteeinheit (15'), die dazu vorgesehen ist, einen blockierten Zustand des Schaltelements (11) zu erkennen. Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit (15) zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements (11) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei nacheinander folgende Schaltpulse (16, 17) für das Schaltelement (11) auszulösen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 197 09 419 A1 ist bereits eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit zumindest einer Schalteinheit, die zumindest ein bewegbares Schaltelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Kopplungselemente drehfest miteinander zu verbinden, und mit einer Auswerteeinheit, die dazu vorgesehen ist, einen blockierten Zustand des Schaltelements zu erkennen, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Komfort der Getriebevorrichtung zu erhöhen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Getriebevorrichtung, insbesondere einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit zumindest einer Schalteinheit, die zumindest ein bewegbares Schaltelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Kopplungselemente drehfest miteinander zu verbinden, und mit einer Auswerteeinheit, die dazu vorgesehen ist, einen blockierten Zustand des Schaltelements zu erkennen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei nacheinander folgende Schaltpulse für das Schaltelement auszulösen. Durch ein Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements durch zumindest zwei nacheinander folgende Schaltpulse kann eine drehfeste Verbindung der zumindest zwei Kopplungselemente vereinfacht werden. Dadurch kann eine Dauer zur Herstellung der drehfesten Verbindung reduziert werden, wodurch ein Komfort der Getriebevorrichtung erhöht werden kann. Durch ein Herstellen einer drehfesten Verbindung von zumindest zwei Kopplungselementen kann beispielsweise ein Getriebegang eingelegt und damit eine Übersetzung eingestellt werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit und die Auswerteeinheit sind vorzugsweise einstückig ausgeführt, d. h. die Steuer- und Regeleinheit ist vorteilhafterweise dazu vorgesehen, den blockierten Zustand mittels der Auswerteeinheit zu erkennen. Unter einem „blockierten Zustand des Schaltelements” soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem das Schaltelement durch Kräfte eines Kraftschlusses und/oder eines Formschlusses in einer Bewegung zumindest behindert wird. In einem blockierten Zustand des Schaltelements wird die drehfeste Verbindung der zumindest zwei Kopplungselemente erschwert oder verhindert. Insbesondere kann das Schaltelement in dem blockierten Zustand verklemmt sein. Unter einem „Schaltpuls” soll insbesondere ein kurzzeitiger Impuls in einem einzigen Schaltvorgang verstanden werden. Unter einem „Schaltvorgang” soll insbesondere der Vorgang verstanden werden, in dem eine drehfeste Verbindung der entsprechenden Kopplungselemente hergestellt bzw. ein Getriebegang eingelegt wird. Vorzugsweise beginnt der Schaltvorgang beim erstmaligen ansteuern des Schaltelements und endet beim vollständigen Herstellen der drehfesten Verbindung und damit beim Einlegen des entsprechenden Getriebegangs. Vorzugsweise wird der Schaltvorgang durch den Schaltpuls kurzzeitig unterbrochen und daraufhin wieder fortgeführt. Vorteilhaferweise wird durch das Auslösen der zumindest zwei Schaltpulse für das Schaltelement ein Abbruch und ein Neustart des Schaltvorgangs verhindert.
Unter „kurzzeitig” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine minimale Einwirkung auf das Schaltelement verstanden werden, die insbesondere zu gering ist um eine dauerhafte Bewegung des Schaltelements zu verursachen. Unter einer „dauerhaften Bewegung” soll insbesondere eine Verschiebung des Schaltelements verstanden werden, die eine Endposition des Schaltelements einstellt, wobei sich die Endposition von einer Ausgangsposition des Schaltelements vor dem Verschieben unterscheidet. Vorteilhafterweise beträgt eine Dauer eines kurzzeitigen, einzigen Schaltpulses ca. 120–250 Millisekunden, besonders vorteilhaft ca. 100–200 Millisekunden und ganz besonders vorteilhaft ca. 80–150 Millisekunden. Vorzugsweise beträgt eine Dauer des Schaltvorgangs, in dem der blockierte Zustand mit Auslösung der zumindest zwei kurzzeitigen Schaltpulsen gelöst wird ca. 30–60% einer Dauer eines Schaltvorgangs, in dem der blockierte Zustand mit Abbruch und Neustart gelöst wird. Der Schaltpuls bewirkt vorzugsweise einen Bewegungsimpuls des Schaltelements. Unter einem „Bewegungsimpuls” soll insbesondere ein kurzzeitiges Einwirken verstanden werden, dass zu keiner dauerhaften Bewegung des Schaltelements führt. Vorzugsweise stellt sich nach dem Bewegungsimpuls die Ausgangsposition des Schaltelements ein. Die Steuer- und Regeleinheit bewirkt durch das Auslösen der zumindest zwei nacheinander folgenden Schaltpulse für das Schaltelement vorteilhafterweise mindestens zwei nacheinander folgende Bewegungsimpulse des Schaltelements. Die mindestens zwei nacheinander folgenden Bewegungsimpulse bewirken vorzugsweise ein Rütteln bzw. ein Schütteln des Schaltelements. Unter einem „Rütteln bzw. einem Schütteln” soll insbesondere nacheinander folgendes Belasten und Entlasten verstanden werden. Vorzugsweise löst das Rütteln bzw. das Schütteln des Schaltelements den blockierten Zustand des Schaltelements. Vorteilhafterweise ist eine Phase des Schaltvorgangs, in dem die Steuer- und Regeleinheit die zumindest zwei Schaltpulse auslöst, und damit eine Phase des Schaltvorgangs, in dem das Schaltelement gerüttelt bzw. geschüttelt wird, wesentlich kürzer als eine Phase des Schaltvorgangs, in dem der Schaltvorgang neu gestartet wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Schaltpulse für das Schaltelement erst bei einer Differenzdrehzahl der Kopplungselemente von zumindest nahezu Null auszulösen. Dadurch kann eine sichere Synchronisierung der zumindest zwei Kopplungselemente realisiert werden. Vorzugsweise löst die Steuer- und/oder Regeleinheit die zumindest zwei Schaltpulse erst nach erfolgreicher Synchronisierung der zumindest zwei Kopplungselemente aus. Unter „nahezu Null” soll in diesem Zusammenhang insbesondere kleiner als 7–8%, vorteilhaft kleiner als 5–6% und besonders vorteilhaft kleiner als 3–4% einer ursprünglichen Differenzdrehzahl verstanden werden. Unter „zumindest nahezu Null” soll in diesem Zusammenhang insbesondere zwischen Null und nahezu Null verstanden werden. Unter einer „ursprünglichen Differenzdrehzahl” soll insbesondere eine Differenzdrehzahl vor einer Anpassung der Drehzahlen der Kopplungselemente verstanden werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, die zumindest zwei Schaltpulse bei Überschreitung eines, den blockierten Zustand beschreibenden Grenzwerts auszulösen. Dadurch kann der blockierte Zustand des Schaltelements besonders einfach erkannt werden. Unter einem „den blockierten Zustand beschreibenden Grenzwert” soll insbesondere ein Grenzwert verstanden werden, durch den der blockierte Zustand des Schaltelements beschreibbar bzw. ableitbar ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, durch die zumindest zwei Schaltpulse zumindest zwei nacheinander folgende Druckimpulse für das Schaltelement auszulösen. Dadurch kann ein vorteilhaftes Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements erreicht werden. Unter einem „Druckimpuls” soll insbesondere ein kurzzeitiger Kraftimpuls in eine Schaltrichtung verstanden werden. Vorzugsweise wirkt der Kraftimpuls in die Schaltrichtung auf das Schaltelement. Unter „kurzzeitig” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kraftwirkungsdauer verstanden werden, die zu gering ist, um das Schaltelement von einer Ausgangsposition um einen Weg bis zu einer Endposition zu bewegen. Vorzugsweise stellt sich nach dem Kraftimpuls im Wesentlichen die Ausgangsposition ein. Unter einer „Ausgangsposition” soll insbesondere die Position des Schaltelements verstanden werden, die das Schaltelement vor einer Beaufschlagung des Druckimpulses auf das Schaltelement aufweist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung zumindest einen Betätigungsaktuator aufweist, der dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der zumindest zwei Schaltpulse mit den zumindest zwei nacheinander folgenden Druckimpulsen auf das Schaltelement einzuwirken. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Getriebevorrichtung bereitgestellt werden.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements den Betätigungsaktuator mit zumindest zwei elektrischen Impulsen anzusteuern. Dadurch können die zumindest zwei Druckimpulse besonders einfach realisiert werden. Vorzugsweise baut der Betätigungsaktuator durch das Ansteuern mit einem elektrischen Impuls ein Betätigungsdruck auf.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest einen Schaltpulsparametersatz aufweist, der dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Schaltpulse zu definieren. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements realisiert werden. Unter „definieren” soll insbesondere ein Charakterisieren bzw. Einstellen verstanden werden. Vorzugsweise kann mittels des Schaltpulsparametersatzes eine Anzahl der Schaltpulse, eine Dauer der Schaltpulse, ein Niveau der Schaltpulse usw. definiert werden.
Besonders bevorzugt ist der Schaltpulsparametersatz parametrierbar. Dadurch kann ein anpassbares Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements bereitgestellt werden. Unter „parametrierbar” soll insbesondere veränderbar bzw. einstellbar verstanden werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des Schaltpulsparametersatzes in Abhängigkeit von zumindest einer Getriebekenngröße selbstständig zu verändern. Dadurch kann ein, an eine Betriebsdauer bzw. an eine Betriebsart der Getriebevorrichtung selbstständig anpassbares Lösen des blockierten Zustands bereitgestellt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Getriebevorrichtung und
2 ein Zeit-Strom-Diagramm einer Steuer- und Regeleinheit und ein Zeit-Weg-Diagramm eines Schaltelements in einem Schaltvorgang, in dem ein blockierter Zustand des Schaltelements auftritt.
Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Getriebevorrichtung. Die Getriebevorrichtung ist als eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, wie beispielsweise eine Doppelkupplungsgetriebevorrichtung oder eine Klauenkupplungsgetriebevorrichtung, ausgebildet. Die Getriebevorrichtung weist eine Schalteinheit 10 auf. Die Schalteinheit 10 verbindet wahlweise ein erstes Kopplungselement 12 oder ein zweites Kopplungselement 13 drehfest mit einem dritten Kopplungselement 14. Das erste Kopplungselement 12 und das zweite Kopplungselement 13 sind jeweils als ein Losrad ausgebildet. Das dritte Kopplungselement 14 ist als eine Getriebewelle ausgebildet. Die Getriebewelle ist beispielsweise als eine Antriebswelle, eine Vorgelegewelle oder als eine Abtriebswelle ausgebildet.
Das erste Kopplungselement 12 und das zweite Kopplungselement 13 sind drehbar auf dem dritten Kopplungselement 14 gelagert. Durch das wahlweise Verbinden des ersten Kopplungselements 12 mit dem dritten Kopplungselement 14 oder des zweiten Kopplungselements 13 mit dem dritten Kopplungselement 14 kann die Schalteinheit 10 zwei Getriebegänge schalten. Grundsätzlich kann die Getriebevorrichtung mehrere, analog zu der Schalteinheit 10 ausgebildete Schalteinheiten aufweisen, durch die mehrere Getriebegänge schaltbar sind.
Zur Anpassung einer Drehzahl der Kopplungselemente 12, 13 mit einer Drehzahl des Kopplungselements 14 weist die Schalteinheit 10 eine Synchronisierung auf. Die Synchronisierung ist als eine mechanische Synchronisierung ausgebildet. Zur Anpassung stellt die Synchronisierung eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem dritten Kopplungselement 14 und dem entsprechenden Kopplungselement 12, 13 her. Sobald eine Differenzdrehzahl des Kopplungselements 14 und dem entsprechenden Kopplungselement 12, 13 Null ist, stellt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem entsprechenden Kopplungselement 12, 13 und dem dritten Kopplungselement 14 ein. Die Synchronisierung weist dazu einen Synchronkörper mit zwei Synchronringen auf. Die Synchronringe weisen jeweils eine Verzahnung auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Synchronisierung als eine Borg-Warner-Synchronisierung ausgebildet. Die Synchronisierung kann eine Einfach-, Zweifach- oder Mehrfachkonus-Synchronisation aufweisen. Grundsätzlich kann die Synchronisierung auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Synchronisierung ausgebildet sein.
Zur wahlweisen drehfesten Verbindung des ersten Kopplungselements 12 oder des zweiten Kopplungselements 13 mit dem dritten Kopplungselement 14 weist die Schalteinheit 10 ein bewegbares Schaltelement 11 auf. Das Schaltelement 11 ist relativ zu dem dritten Kopplungselement 14 axial bewegbar angeordnet. Das Schaltelement 11 ist dabei zur Betätigung der Synchronisierung vorgesehen. Das Schaltelement 11 ist als eine Schaltmuffe ausgebildet. Das Schaltelement 11 stellt die Getriebegänge und damit zwei verschiedene Übersetzungen ein.
Das Schaltelement 11 weist zwei Schaltstellungen und eine Neutralstellung auf. In der ersten Schaltstellung verbindet das Schaltelement 11 formschlüssig das erste Kopplungselement 12 mit dem dritten Kopplungselement 14. In der ersten Schaltstellung des Schaltelements 11 ist der erste Getriebegang eingelegt. In der zweiten Schaltstellung verbindet das Schaltelement 11 formschlüssig das zweite Kopplungselement 13 mit dem dritten Kopplungselement 14. In der zweiten Schaltstellung des Schaltelements 11 ist der zweite Getriebegang eingelegt. In der Neutralstellung ist das erste Kopplungselement 12 und das zweite Kopplungselement 13 von dem dritten Kopplungselement 14 wirkungsmäßig entkoppelt. In der Neutralstellung findet keine gewollte Übertragung eines Drehmoments von dem dritten Kopplungselement 14 auf das erste Kopplungselement 12 und das zweite Kopplungselement 13 statt. Zur formschlüssigen Verbindung des ersten Kopplungselements 12 mit dem dritten Kopplungselements 14 weist die Schalteinheit 10 einen ersten Kupplungskörper mit einer Verzahnung auf. Zur formschlüssigen Verbindung des zweiten Kopplungselements 13 mit dem dritten Kopplungselement 14 weist die Schalteinheit 10 einen zweiten Kupplungskörper mit einer Verzahnung auf.
Zur axialen Bewegung des Schaltelements 11 weist die Getriebevorrichtung eine Betätigungseinheit 20 auf. Das Schaltelement 11 ist mittels der Betätigungseinheit 20 zur Einstellung der ersten Schaltstellung in eine Schaltrichtung 21 und zur Einstellung der zweiten Schaltstellung in eine Schaltrichtung 22 axial bewegbar. Die Betätigungseinheit 20 weist dazu einen Betätigungsaktuator 19 auf. Zur Anbindung des Betätigungsaktuators 19 mit dem Schaltelement 11 weist die Betätigungseinheit 20 eine Schaltgabel 23 auf. Der Betätigungsaktuator 19 ist axial über die Schaltgabel 23 formschlüssig mit dem Schaltelement 11 verbunden. Der Betätigungsaktuator 19 bewegt axial das Schaltelement 11 in die entsprechende Schaltrichtung 21, 22. Der Betätigungsaktuator 19 schaltet durch das Bewegen des Schaltelements 11 in die entsprechende Schaltrichtung 21, 22 die Getriebegänge.
Zur Ansteuerung der Betätigungseinheit 20, und damit des Betätigungsaktuators 19, weist die Getriebevorrichtung eine Sensoreinheit 24 auf. Die Sensoreinheit 24 erfasst eine von dem Betätigungsaktuator 19 zur axialen Bewegung des Schaltelements 11 aufgebrachte Kraft. Weiter erfasst die Sensoreinheit 24 einen von dem Betätigungsaktuator 19, ausgehend von der Neutralstellung, zurückgelegten Weg. Die erfasste Kraft und der erfasste Weg wird an eine Auswerteeinheit 15' weitergeleitet.
Es kann vorkommen, dass die formschlüssige Verbindung zwischen dem entsprechenden Kopplungselement 12, 13 und dem dritten Kopplungselement 14 trotz erfolgreicher Synchronisierung nur mit einer hohen Aufbringung der Kraft auf das Schaltelement 11 oder gar nicht hergestellt werden kann. Ein solcher blockierter Zustand des Schaltelements 11 kann beispielsweise durch vorgeschädigte Verzahnungen des Schaltelements 11 des entsprechenden Synchronrings oder des entsprechenden Kupplungskörpers oder durch eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der jeweiligen Verzahnungen hervorgerufen werden. Außerdem kann der blockierte Zustand durch ungünstige mechanische Toleranzen, zum Beispiel bei hohen bzw. niedrigen Temperaturen, hervorgerufen werden.
Zur Erkennung des blockierten Zustands des Schaltelements 11 während eines Schaltvorgangs, d. h. während eines Einlegens des ersten Getriebegangs oder während eines Einlegens des zweiten Getriebegangs, weist die Getriebevorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 15 auf, mit der die Auswerteeinheit 15' einstückig ausgeführt ist. Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 15 einen blockierten Zustand des Schaltelements 11, löst die Steuer- und Regeleinheit 15 zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements 11 zwei nacheinander folgende Schaltpulse 16, 17 für das Schaltelement 11 während des Schaltvorgangs aus. Die zwei nacheinander folgenden Schaltpulse 16, 17 sind als kurzzeitige, elektrische Impulse ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel dauert ein Schaltpuls 100 ms.
Durch das Auslösen der zwei Schaltpulse 16, 17 löst die Steuer- und Regeleinheit 15 zwei nacheinander folgende Druckimpulse für das Schaltelement 11 aus. Die Druckimpulse sind als eine, in die entsprechende Schaltrichtung 21, 22 wirkende Kraft ausgebildet. Die Steuer- und Regeleinheit 15 wirkt in Abhängigkeit der zwei Schaltpulse 16, 17, durch das Ansteuern der Proportionaldruckventile 25, 26, über den Betätigungsaktuator 19 mit den zwei nacheinander folgenden Druckimpulsen auf das Schaltelement 11 ein. Beim Einlegen des ersten Getriebegangs wirkt der Betätigungsaktuator 19 durch die Druckimpulse auf das Schaltelement 11 mit einer, in Schaltrichtung 21 wirkenden Kraft ein. Beim Einlegen des zweiten Getriebegangs wirkt der Betätigungsaktuator 19 durch die Druckimpulse auf das Schaltelement 11 mit einer, in Schaltrichtung 22 wirkenden Kraft ein.
Zur Auslösung der zwei Schaltpulse 16, 17 für das Schaltelement 11 nach einer erfolgreichen Synchronisation, also erst bei einer Differenzdrehzahl zwischen dem ersten Kopplungselement 12 und dem dritten Kopplungselement 14 bzw. zwischen dem zweiten Kopplungselement 13 und dem dritten Kopplungselement 14 von nahezu Null, kommuniziert die Steuer- und Regeleinheit 15 mit einer nicht näher dargestellten Sensorik. Die Sensorik erfasst eine Drehzahl des ersten Kopplungselements 12, des zweiten Kopplungselements 13 und des dritten Kopplungselements 14. Diese Drehzahlen leitet die Sensorik der Steuer- und Regeleinheit 15 weiter, woraus die Steuer- und Regeleinheit 15 die entsprechende Differenzdrehzahl bestimmt. Die Steuer- und Regeleinheit 15 löst während eines Schaltvorgangs die zwei Schaltpulse 16, 17 frühestens nach der Synchronisation aus. Bei einer mechanischen Synchronisierung kann grundsätzlich auf eine Messung bzw. Kontrolle der Differenzdrehzahl auch verzichtet werden.
Zur Erkennung des blockierten Zustands des Schaltelements 11 ist in der Steuer- und Regeleinheit 15 ein, den blockierten Zustand beschreibender Grenzwert 18 hinterlegt. Der Grenzwert 18 ist kombiniert ausgeführt. Der Grenzwert 18 ist als ein Schwellenwert der zur Bewegung des Schaltelements 11 aufgebrachten Kraft in Kombination mit einem Wert eines von dem Schaltelement 11 zurückgelegten Wegs ausgebildet. Der Wert des von dem Schaltelement 11 zurückgelegten Wegs ist als ein minimaler zurückgelegter Weg bei Vorliegen einer aufgebrachten Kraft, die dem Schwellenwert entspricht, ausgebildet. Erfasst die Sensoreinheit 24 eine aufgebrachte Kraft, die den Schwellenwert der aufgebrachten Kraft überschreitet, und erfasst die Sensoreinheit 24 gleichzeitig einen Weg des Schaltelements 11 der unterhalb dem minimalen zurückgelegten Wegs liegt, erkennt die Steuer- und Regeleinheit 15 den blockierten Zustand des Schaltelements 11 und löst die zwei nacheinander folgenden Schaltpulse 16, 17 aus. Zusätzlich kann in der Steuer- und Regeleinheit 15 eine parametrierende Zeit hinterlegt sein. Die Steuer- und Regeleinheit 15 erkennt dann den blockierten Zustand des Schaltelements 11 erst bei einer, die parametrierende Zeit andauernden Überschreitung des Grenzwerts 18. Der, den blockierten Zustand beschreibende Grenzwert 18 kann auch auf eine andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet sein.
Zur Definition der zwei Schaltpulse 16, 17 weist die Steuer- und Regeleinheit 15 einen Schaltpulsparametersatz auf. Durch den Schaltpulsparametersatz sind die Eigenschaften der zwei Schaltpulse 16, 17 hinterlegt. Der Schaltpulsparametersatz ist durch befugte Personen parametrierbar bzw. veränderbar. Durch den Schaltpulsparametersatz ist unter anderem die Anzahl der Schaltpulse beim Erkennen des blockierten Zustands parametrierbar und damit einstellbar.
Zur selbstständigen Veränderung des Schaltpulsparametersatzes in Anhängigkeit einer Getriebekenngröße kommuniziert die Steuer- und Regeleinheit 15 mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten Sensorik. Die Sensorik erfasst die Getriebekenngröße. Die Getriebekenngröße verändert sich beim Betrieb der Getriebevorrichtung. Die Steuer- und Regeleinheit 15 passt den Schaltpulsparametersatz an die Getriebekenngröße an. Die Getriebekenngröße ist als eine Getriebeöltemperatur ausgebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinheit 20 als eine hydraulische Betätigungseinheit ausgebildet. Der Betätigungsaktuator 19 ist als ein hydraulischer Betätigungsaktuator ausgebildet. Die Betätigungseinheit 20 weist die zwei Proportionaldruckventile 25, 26 auf. Mit dem Proportionaldruckventil 25 ist der Betätigungsaktuator 19 in die Schaltrichtung 21 und mit dem Proportionaldruckventil 26 in die andere Schaltrichtung 22 betätigbar. Durch die Betätigung des Betätigungsaktuators 19 in die Schaltrichtung 21 bewegt der Betätigungsaktuator 19 das Schaltelement 11 in die Schaltrichtung 21. Durch die Betätigung des Betätigungsaktuators 19 in die Schaltrichtung 22 bewegt der Betätigungsaktuator 19 das Schaltelement 11 in die Schaltrichtung 22. Die Proportionaldruckventile 25, 26 sind durch die Steuer- und Regeleinheit 15 ansteuerbar und dadurch betätigbar. Die Steuer- und Regeleinheit 15 betätigt die Proportionaldruckventile 25, 26 durch ein Anlegen eines elektrischen Stroms. Die Steuer- und Regeleinheit 15 steuert zum Auslösen der zwei Schaltpulse 16, 17 den Betätigungsaktuator 19 über das entsprechende Proportionaldruckventil 25, 26 mit zwei elektrischen Impulsen an. Die Sensoreinheit 24 erfasst die zur axialen Bewegung des Schaltelements 11 aufgebrachte Kraft mittelbar durch eine Messung des elektrischen Stroms der Proportionaldruckventile 25, 26, der zur Bewegung des Schaltelements 11 angelegt wird, in Kombination mit einer, in der Steuer- und Regeleinheit 15 hinterlegten Proportionaldruckventilkennlinie. Die Proportionaidruckventilkennlinie stellt eine Abhängigkeit des angelegten elektrischen Stroms und eines hydraulischen Drucks dar.
Die Getriebevorrichtung ist als eine vollautomatische Getriebevorrichtung ausgebildet. Bei einer vollautomatischen Getriebevorrichtung erfolgt die Wahl eines Getriebegangs automatisch von der Steuer- und Regeleinheit 15. Dazu sind in der Steuer- und Regeleinheit 15 Parameter hinterlegt, die definierten Betriebszuständen definierte Getriebegänge zuordnen. Die Getriebegänge werden somit in Abhängigkeit von Betriebsdaten geschaltet. Alternativ kann die Getriebevorrichtung als eine halbautomatische Getriebevorrichtung ausgebildet werden. Die Getriebegänge werden bei einer halbautomatischen Getriebevorrichtung durch ein nicht näher dargestelltes Getriebegangwahlelement von einem Fahrer gewählt. Das Getriebegangwahlelement kann als ein Hebel oder ein Tipp-Schalter oder ein anderes Getriebegangwahlelement ausgebildet sein. In beiden Fällen wird der entsprechende Getriebegang selbstständig durch die Steuer- und Regeleinheit 15 eingelegt, indem die Steuer- und Regeleinheit 15 das Schaltelement 11 durch den Betätigungsaktuator 19 betätigt. Die Steuer- und Regeleinheit 15 bildet eine Getriebesteuereinheit aus.
In der 2 sind zwei Diagramme dargestellt. Auf einer x-Achse 27 der beiden Diagramme ist eine Zeit aufgetragen. Auf einer Achse 28 ist ein, auf das Proportionaldruckventil 25 wirkender elektrischer Strom und damit auf das Schaltelement 11 wirkender Druck aufgetragen. Auf einer Achse 29 ist ein, von dem Schaltelement 11 zurückgelegter Weg aufgetragen. Im Folgenden wird ein beispielhafter Schaltvorgang zum Einlegen des ersten Getriebegangs beschrieben. Ein Schaltvorgang zum Einlegen des zweiten Getriebegangs erfolgt analog. Auf eine Beschreibung von diesem Schaltvorgang wird deshalb verzichtet.
In dem beispielhaften Schaltvorgang, in dem die drehfeste Verbindung des ersten Kopplungselements 12 mit dem dritten Kopplungselement 14 hergestellt und damit der erste Getriebegang eingelegt werden soll, steuert die Steuer- und Regeleinheit 15 das Proportionaldruckventil 25 des Betätigungsaktuators 19 in einem Zeitbereich 30 mit einem elektrischen Impuls, in Form eines elektrischen Stromimpulses, an. Dadurch löst die Steuer- und Regeleinheit 15 einen Druckimpuls aus, der durch den Betätigungsaktuator 19 auf das Schaltelement 11 einwirkt. Durch den Druckimpuls löst sich das Schaltelement 11 aus seiner Neutralstellung. Ein Niveau 31 des elektrischen Impulses in dem Zeitbereich 30 ist höher als der Grenzwert 18 und überschreitet somit diesen. Da die nicht dargestellte Sensorik eine Differenzdrehzahl zwischen den Kopplungselementen 12, 14 ungleich Null erfasst, findet keine Auslösung der zwei Schaltpulse 16, 17 durch die Steuer- und Regeleinheit 15 statt.
Die Steuer- und Regeleinheit 15 steuert in einem Zeitbereich 32 das Proportionaldruckventil 25 mit einem elektrischen Strom an und bewegt somit das Schaltelement 11 in die Schaltrichtung 21 bis das Schaltelement 11 an dem entsprechenden Synchronring der Synchronisierung anliegt. In einem Zeitpunkt 33 bzw. ab einem zurückgelegten Weg 34 des Schaltelements 11 beginnt die Anpassung der Drehzahl des dritten Kopplungselements 14 an die Drehzahl des ersten Kopplungselements 12 durch die Synchronisierung der Schalteinheit 10.
In einem Zeitbereich 35 erfolgt die Anpassung der Drehzahl. Dazu erhöht die Steuer- und Regeleinheit 15 den elektrischen Strom des Proportionaldruckventils 25 und damit den hydraulischen Druck bis zu einem bestimmten Wert und lässt diesen bis zu einem Zeitpunkt 36 konstant. In dem Zeitbereich 35 bzw. bei der Anpassung der Drehzahl bleibt der von dem Schaltelement 11 zurückgelegte Weg 34 konstant. In dem Zeitpunkt 36 ist die Anpassung, also die Synchronisierung der Drehzahlen erfolgreich abgeschlossen. Die Differenzdrehzahl zwischen dem ersten Kopplungselement 12 und dem dritten Kopplungselement 14 ist Null.
In einem Zeitbereich 37 erhöht die Steuer- und Regeleinheit 15 den elektrischen Strom des Proportionaldruckventils 25, und damit den hydraulischen Druck kontinuierlich, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Kopplungselement 12 und dem dritten Kopplungselement 14 herzustellen und den ersten Getriebegang einzulegen. In einem Zeitpunkt 38 erfasst die Sensoreinheit 24 eine von dem Betätigungsaktuator 19 zur Bewegung des Schaltelements 11 aufgebrachte Kraft, die den Schwellenwert der aufgebrachten Kraft überschreitet und einen zurückgelegten Weg des Schaltelements 11, der unterhalb des minimalen zurückgelegten Wegs bei dieser aufgebrachten Kraft liegt. Dadurch erkennt die Steuer- und Regeleinheit 15 den blockierten Zustand des Schaltelements 11 in dem Zeitpunkt 38.
Zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements 11 löst die Steuer- und Regeleinheit 15 in einem Zeitbereich 39 die zwei nacheinander folgenden Schaltpulse 16, 17 aus. Dazu steuert die Steuer- und Regeleinheit 15 das Proportionaldruckventil 25, und damit den Betätigungsaktuator 19, mit zwei nacheinander folgenden elektrischen Impulsen in Form von zwei elektrischen Stromimpulsen an, um so den blockierten Zustand des Schaltelements 11 zu lösen. Durch die Ansteuerung des Proportionaldruckventils 25 mit den zwei elektrischen Impulsen wirkt die Steuer- und Regeleinheit 15 zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements 11 durch den Betätigungsaktuator 19 axial auf das Schaltelement 11 mit zwei nacheinander folgenden hydraulischen Druckimpulsen ein. Die zwei Druckimpulse wirken pulsartig auf das Schaltelement 11 ein. Durch das pulsartige Einwirken auf das Schaltelement 11 in dem Zeitbereich 39 rüttelt bzw. schüttelt der Betätigungsaktuator 19 an dem Schaltelement 11. Beim pulsartigen Einwirken legt das Schaltelement 11 keinen Weg zurück. Durch die Auslösung der zwei Schaltpulse 16, 17 für das Schaltelement 11, und damit durch das pulsartige Einwirken auf das Schaltelement 11, richtet die Steuer- und Regeleinheit 15 mittels des Betätigungsaktuators 19 den entsprechenden Synchronring bzw. den entsprechenden Kupplungskörper neu aus und löst somit den blockierten Zustand des Schaltelements 11.
Ein Niveau 40 der beiden Schaltpulse 16, 17 ist dabei größer als das Niveau 31 und als der Grenzwert 18. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Niveau 40 ca. doppelt so hoch wie der Grenzwert 18. Eine Dauer des Zeitbereichs 39 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ca. 400 ms.
In einem Zeitpunkt 41 ist der blockierte Zustand durch die zwei Schaltpulse 16, 17 gelöst und die Steuer- und Regeleinheit 15 bewegt axial das Schaltelement 11 in einem Zeitbereich 42, bis die drehfeste Verbindung des ersten Kopplungselements 12 mit dem dritten Kopplungselement 14 hergestellt ist. In einem Zeitbereich 43 erfolgt ein Einlegen des Schaltelements 11 in den entsprechenden Kupplungskörper. In einem Zeitpunkt 44 ist der erste Getriebegang eingelegt und der Schaltvorgang abgeschlossen.
Durch ein Auftreten eines blockierten Zustands des Schaltelements 11 unterbricht die Steuer- und Regeleinheit 15 kurzzeitig den Schaltvorgang und verzögert diesen um den Zeitbereich 39. Nach dem Zeitbereich 39, und damit nach dem Lösen des blockierten Zustands, führt die Steuer- und Regeleinheit 15 den Schaltvorgang fort.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19709419 A1 [0002]

Claims

Getriebevorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit zumindest einer Schalteinheit (10), die zumindest ein bewegbares Schaltelement (11) aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Kopplungselemente (12, 13, 14) drehfest miteinander zu verbinden, und mit einer Auswerteeinheit (15'), die dazu vorgesehen ist, einen blockierten Zustand des Schaltelements (11) zu erkennen, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (15) zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements (11), die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei nacheinander folgende Schaltpulse (16, 17) für das Schaltelement (11) auszulösen.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Schaltpulse (16, 17) für das Schaltelement (11) erst bei einer Differenzdrehzahl der Kopplungselemente (12, 13, 14) von zumindest nahezu Null auszulösen.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Schaltpulse (16, 17) bei Überschreitung eines, den blockierten Zustand beschreibenden Grenzwerts (18) auszulösen.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) dazu vorgesehen ist, durch die zumindest zwei Schaltpulse (16, 17) zumindest zwei nacheinander folgende Druckimpulse für das Schaltelement (11) auszulösen.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest einen Betätigungsaktuator (19), der dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der zumindest zwei Schaltpulse (16, 17) mit den zumindest zwei nacheinander folgenden Druckimpulsen auf das Schaltelement (11) einzuwirken.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) dazu vorgesehen ist, zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements (11) den Betätigungsaktuator (19) mit zumindest zwei elektrischen Impulsen anzusteuern.
Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) zumindest einen Schaltpulsparametersatz aufweist, der dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Schaltpulse (16, 17) zu definieren.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltpulsparametersatz parametrierbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (15) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des Schaltpulsparametersatzes in Abhängigkeit von zumindest einer Getriebekenngröße selbstständig zu verändern.
Verfahren für eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, mit zumindest einer Schalteinheit (10), die zumindest ein bewegbares Schaltelement (11) aufweist, das zumindest zwei Kopplungselemente (12, 13, 14) drehfest miteinander verbindet, wobei ein blockierter Zustand des Schaltelements (11) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen des blockierten Zustands des Schaltelements (11) zumindest zwei nacheinander folgende Schaltpulse (16, 17) für das Schaltelement (11) ausgelöst werden.