DE102011006560A1

DE102011006560A1 - Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines automatisierten Getriebes

Info

Publication number: DE102011006560A1
Application number: DE102011006560A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Reiter; Christoph Sellinger; Rudolf Kalthoff; Marco Freimuth; Ulrich Reith; Dr. Buchhold Oliver
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: DE102011006560B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei eine Endposition eines geschalteten Schaltgliedes mithilfe einer Anschlagposition bestimmt wird, wobei als Kriterium zur Fehlererkennung der gemessene Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition mit einem hinterlegten maximalen Weg (s_AnschlMax) zur Anschlagposition verglichen wird, wobei bei einer Fehlererkennung eine Fehlerreaktion ausgelöst wird, und wobei als weiteres Kriterium zur Fehlererkennung eine Wegveränderung (Δs_AnschlMess) zwischen dem gemessenen Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition und einem hinterlegten, getriebespezifischen Weg (s_AnschlAdapt(i)) zur Anschlagposition berücksichtigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Es ist bekannt, dass bei automatisierten Getrieben ein gewünschter Gang durch einen Getriebesteller ein- und ausgelegt wird, der beispielsweise elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Gangzahnrad und der zugeordneten Welle erfolgt durch eine Schiebemuffe als Schaltglied, die axial verschiebbar auf der Welle angebracht ist. Zum Einlegen des Ganges wird die Schiebemuffe durch den Steller mit einer Schaltmechanik axial auf der Welle verschoben, bis die Schiebemuffe und das Gangzahnrad in Eingriff stehen. Der zurückgelegte Weg des Schaltgliedes wird dabei als Endposition bzw. Anschlagposition durch eine Positionssensorik erfasst und an eine Steuerelektronik übermittelt, die den Steller entsprechend ansteuert.
Beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2005 036 895 A1 und DE 10 2006 044 538 A1 sind Verfahren zur Erkennung eines Fehlers beim Schalten eines automatisierten Schaltgetriebes bzw. zum Erfassen einer Beschädigung an einer Gangwähleinheit eines automatisierten Getriebes bekannt. Zum Erkennen eines Bruchs bei der Schaltmechanik wird der beim Einlegen eines Ganges zurückgelegte Weg des Getriebestellers und somit die Endposition bzw. Anschlagposition gemessen und mit hinterlegten Werten verglichen. Wenn der Getriebesteller den hinterlegten bzw. maximalen Weg überschritten hat, wird davon ausgegangen, dass ein Bruch bei der Schaltmechanik vorliegt.
Bei dieser Vorgehensweise ergibt sich jedoch das Problem, dass für sämtliche automatisierten Getriebe eine maximale Weggrenze zu definieren ist, bei deren Überschreitung auf einen Bruch der Schaltmechanik geschlossen werden kann. Aufgrund von Streuungen bei der Serienproduktion kann es vorkommen, dass der maximal erreichbare Weg bei einem Getriebe länger als der Weg eines anderen Getriebes ist, bei dem die Schaltmechanik als gebrochen erkannt wird. Die ausschließliche Betrachtung des Vergleiches von gemessenem Weg zur Anschlagposition und von hinterlegtem, maximalem Weg führt in diesem Fall zu einer fälschlichen Erkennung eines Fehlers.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges vorzuschlagen, mit dem die Fehlererkennung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.
Demnach wird ein Verfahren zur Erkennung von vorzugsweise mechanischen Fehlern während eines Schaltvorganges bei einem automatisierten Getriebe eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei eine Endposition einer betätigten Schaltmechanik mithilfe einer Anschlagposition bestimmt wird, wobei als ein erstes Kriterium zur Fehlererkennung der gemessene Weg zur Anschlagposition bzw. die Anschlagposition mit einem hinterlegten maximalen getriebeunspezifischen Weg zur Anschlagposition verglichen wird, wobei als zweites Kriterium zur Fehlererkennung eine Wegveränderung zwischen dem gemessenen Weg zur Anschlagposition und einem hinterlegten getriebespezifischen Weg zur Anschlagposition bestimmt und entsprechend ausgewertet wird, und wenn die Kriterien zur Fehlererkennung vorliegen, eine entsprechende Fehlerreaktion ausgelöst wird.
Der maximal mögliche Weg der Stellvorrichtung bzw. des Getriebestellers wird durch den Endanschlag bzw. durch die Endposition der Schiebemuffe am Gangzahnrad begrenzt. Bei einer mechanischen Unterbrechung zwischen dem Steller und der Schiebemuffe bzw. dem Schaltglied beispielsweise bei einem mechanischen Fehler, wird es also möglich sein, mit dem Steller einen größeren Wegbereich zu durchfahren. Dieser Effekt wird bei der Fehlererkennung ausgenutzt. Durch die erfindungsgemäße Erweiterung der Erkennung eines mechanischen Fehlers, werden die Erkennungsmöglichkeiten deutlich verbessert. Dazu wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich eine relative Verschiebung der Anschlagposition berücksichtigt. Wenn sich der hinterlegte Weg zum Endanschlag um einen definierten Betrag verändert bzw. verschoben wird, wird auf einen mechanischen Fehler geschlossen. Die gleichzeitige Betrachtung des getriebeunspezifischen Maximalweges und der getriebespezifischen Wegveränderung bietet ein ausreichendes Maß an Sicherheit gegen fälschliche Fehlererkennung.
Wenn bei dem vorgeschlagenen Verfahren beide Kriterien zur Fehlererkennung erfüllt sind, kann im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen werden, dass der hinterlegte getriebespezifische Weg zur Anschlagposition bzw. Endposition des Schaltgliedes bzw. der Schiebemuffe bei intaktem Getriebe kontinuierlich eingelernt wird und zum Beispiel in einem nicht flüchtigen Speicher der Steuerelektronik abgelegt wird. Dazu kann der hinterlegte Weg zur Anschlagposition zumindest in Abhängigkeit der Wegveränderung der Anschlagposition und/oder in Abhängigkeit der Getriebetemperatur adaptiert werden. Zur Kompensation des Temperatureinflusses werden für unterschiedliche Temperaturbereiche unterschiedliche Wege zur Anschlagposition eingelernt.
Mit besonderem Vorteil kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass im Rahmen der Adaption die gemessene Wegveränderung der Anschlagposition in Abhängigkeit eines geeigneten Dämpfungsfaktors berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird quasi in Abhängigkeit einer gewählten Kennlinie die Adaption realisiert. Somit kann mit dem Dämpfungsfaktor bestimmt werden, wie schnell sich der hinterlegte bzw. gespeicherte Weg zur Anschlagposition an den gemessenen Weg zur Anschlagposition annähern soll. Beispielsweise könnte vorgesehen sein, dass kleinere Änderungen stärker als größere Änderungen berücksichtigt werden. Somit kann eine fehlerhafte Adaption verhindert werden, indem unplausible Messwerte wenig oder überhaupt nicht berücksichtigt werden. Es sind auch andere Adaptionsmöglichkeiten denkbar.
Die vorgeschlagene Adaption kann auch unabhängig von den ebenfalls vorgeschlagenen Fehlererkennungskriterien eingesetzt werden, so dass die Adaption auch separat beansprucht wird.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter beschrieben. Die einzige Figur der Erfindung zeigt ein lediglich beispielhaft angedeutetes Ablaufdiagramm, indem auch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte enthalten sind.
Das Ablaufdiagramm beginnt mit dem Start der Schaltung bei einem automatisierten Getriebe eines Fahrzeuges. Hierbei ist bei eingeschalteter Zündung ein bereits gespeicherter bzw. hinterlegter, getriebespezifischer Weg s_AnschlAdapt(i) zur Anschlagposition bekannt, der zum Beispiel in einem nicht flüchtigen Speicher abgespeichert ist. Unter dem Weg s zur Anschlagposition wird der zurückgelegte Weg der Schiebemuffe bzw. des Schaltgliedes der Schaltmechanik aus einer Ausgangsposition bzw. Neutralposition bis zu einem Endanschlag verstanden.
Bei dem nächsten Verfahrenschritt in dem Ablaufdiagramm wird die Getriebemechanik betätigt, um die Schiebemuffe bzw. den neuen Gang einzulegen, bis die Endposition erreicht wird. Wenn der Anschlag nicht erreicht wird, wird der Vorgang wiederholt. Nach dem Erreichen der Endposition wird der zurückgelegte Weg s_AnschlMess bis zur Endposition, also die tatsächliche Anschlagposition, gemessen.
Wenn der gemessene Weg s_AnschlMess zur Anschlagposition größer als ein maximaler getriebeunspezifischer Weg s_AnschlMax ist, wird das erste Kriterium zur Fehlererkennung erfüllt. In einem nächsten Verfahrenschritt wird das zweite Kriterium zur Fehlererkennung überprüft, indem die Wegveränderung der Anschlagposition Δs_AnschlMess bestimmt wird. Dazu wird der hinterlegte getriebespezifische Weg s_AnschlAdapt(i) zur Anschlagposition von dem tatsächlich gemessenen Weg s_AnschlMess zur Anschlagposition subtrahiert. Wenn dieser Wert der Wegveränderung einen hinterlegten maximalen, z. B. getriebeunspezifischen Wert Δs_AnschlMax überschreitet, wird auch das zweite Kriterium der Fehlererkennung erfüllt, so dass davon ausgegangen wird, dass ein mechanischer Fehler vorliegt. Als direkte Folge daraus wird als Fehlerreaktion zum Beispiel keine weitere Schaltung zugelassen und danach das Verfahren beendet.
Wenn das erste Kriterium oder das zweite Kriterium zur Fehlererkennung nicht vorliegen, wird die Adaption des Weges bzw. der Anschlagposition durchgeführt. Zur Adaption wird die im Rahmen des zweiten Kriteriums der Fehlererkennung ermittelte Wegveränderung Δs_AnschlMess der Anschlagposition verwendet, so dass diese Wegveränderung Δs_AnschlMess zunächst bestimmt werden muss, wenn die Adaption bereits nach dem nichterfüllten ersten Kriterium der Fehlererkennung durchgeführt wird.
Im Rahmen der auch separat beanspruchten Adaption wird ein neu adaptierter Weg s_AnschlAdapt(i + 1) zur Anschlagposition aus der Summe von altem bzw. vorherigem, hinterlegtem, getriebespezifischem Weg s_AnschlAdapt(i) zur Anschlagposition und von gemessenem Weg s_AnschlMess zur Anschlagposition ermittelt. Vorzugsweise wird zur entsprechenden Wichtung bei der Adaption ein Dämpfungsfaktor f berücksichtigt. Der Dämpfungsfaktor f wird in Abhängigkeit der gemessenen Wegveränderung Δs_AnschlMess der Anschlagposition bestimmt.
Bei dem in der Figur dargestellten Ablaufdiagramm wird beispielhaft ein Kennlinienverlauf des Dämpfungsfaktors f über der gemessenen Wegveränderung Δs_AnschlMess der Anschlagposition beispielhaft dargestellt. Bei diesem Verlauf beträgt der Dämpfungsfaktor f bei kleinen gemessenen Änderungen der Anschlagposition Δs_AnschlMess etwa 0,3. Es sind aber auch andere Verläufe je nach Einsatzgebiet verwendbar.
Wenn der neu adaptierte Weg bzw. Anschlagwert s_AnschlAdapt(i + 1) nach folgender Gleichung ermittelt wird: s_AnschlAdapt(i + 1) = s_AnschlAdapt(i)·(f – 1) + s_AnschlMess·f ergibt sich durch den Dämpfungsfaktor f eine Adaption, die bei der Bestimmung der adaptierten Anschlagposition s_AnschlAdapt(i + 1) etwa 30% des gemessenen Weges der Anschlagpositon s_AnschlMess und etwa 70% des alten bzw. hinterlegten Weges zur Anschlagposition s_AnschlAdapt(i) berücksichtigt.
Wenn die Adaption auch in Abhängigkeit der Getriebetemperatur c_Getriebe durchgeführt wird, ergibt sich für die Adaption folgender Algorithmus: s_AnschlAdapt(c_Getriebe, i + 1) = s_AnschlAdapt(c_Getriebe, i)·(f – 1) + s_AnschlMess·f.
Zum Ende der Adaption wird der im Speicher abgelegte Wert s_AnschlAdapt(i) durch den neu ermittelten Wert s_AnschlAdapt(i + 1) ersetzt und danach kann das Verfahren wieder von Neuem beginnen. Durch mehrfache Ausführung der Adaption bei Verwendung des Dämpfungsfaktors f kann in vorteilhafter Weise der gemessene Weg s_AnschlMess an den hinterlegten Wert s_AnschlAdapt(i) angepasst werden.
Bezugszeichen

s_AnschlMess

gemessener Weg zur Anschlagposition

s_AnschlMax

getriebeunspezifischer max. Weg z. Anschlagposition

Δs_AnschlMess

gemessene Wegveränderung

s_AnschlAdapt(i)

hinterlegter, getriebespezifischer Weg z. Anschlagposition

Δs_AnschlMax

getriebeunspezifische maximale Wegveränderung der Anschlagposition

s_AnschlAdapt(i + 1)

neuer adaptierter getriebespezifischer Weg zur Anschlagposition

f

Dämpfungsfaktor

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 102005036895 A1 [0003]
DE 102006044538 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, wobei eine Endposition eines geschalteten Schaltgliedes mithilfe einer Anschlagposition bestimmt wird, wobei als Kriterium zur Fehlererkennung der gemessene Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition mit einem hinterlegten maximalen Weg (s_AnschlMax) zur Anschlagposition verglichen wird, und wobei bei einer Fehlererkennung eine Fehlerreaktion ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Kriterium zur Fehlererkennung eine Wegveränderung (Δs_AnschlMess) zwischen dem gemessenen Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition und einem hinterlegten, getriebespezifischen Weg (s_AnschlAdapt(i)) zur Anschlagposition berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fehlerreaktion keine weitere Schaltung des Schaltgetriebes zugelassen wird, wenn der gemessene Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition größer als der hinterlegte, maximale Weg (s_AnschlMax) zur Anschlagposition und die Wegveränderung (Δs_AnschlMess) zwischen dem gemessenen Weg (s_AnschlMess) zur Anschlagposition und dem hinterlegten, getriebespezifischen Weg (s_AnschlAdapt(i)) zur Anschlagposition größer als eine hinterlegte maximale Wegveränderung (Δs_AnschlMax) sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hinterlegte, getriebespezifische Weg (s_AnschlAdapt(i)) zur Anschlagposition zumindest in Abhängigkeit der Wegveränderung (Δs_AnschlMess) zur Anschlagposition und/oder in Abhängigkeit der Getriebetemperatur adaptiert wird, wenn zumindest eines der Kriterien zur Fehlererkennung nicht erfüllt ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer getriebespezifischer Weg (s_AnschlAdapt(i + 1)) zur Anschlagposition nach folgender Gleichung bestimmt wird: s_AnschlAdapt(i + 1) = s_AnschlAdapt(i)·(f – 1) + s_AnschlMess·f mit s_AnschlAdapt(i + 1) = neuer adaptierter getriebespezifischer Weg zur Anschlagposition; s_AnschlAdapt(i) = hinterlegter, getriebespezifischer Weg zur Anschlagposition; s_AnschlMess = gemessener Weg zur Anschlagposition; f = Dämpfungsfaktor.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsfaktor (f) in Abhängigkeit der gemessenen Wegveränderung (Δs_AnschlMess) zur Anschlagposition bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in einem Speicher hinterlegte getriebespezifische Weg (s_AnschlAdapt(i)) zur Anschlagposition jeweils durch einen neu ermittelten getriebespezifischen Weg (s_AnschlAdapt(i + 1)) ersetzt wird.