DE102012222389A1

DE102012222389A1 - Verfahren zur Erkennung einer abgenutzten Synchronisiereinheit

Info

Publication number: DE102012222389A1
Application number: DE102012222389A
Authority: DE
Inventors: Björn Stehle; Patrick Stangier
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-07-04
Also published as: CN103185134B; CN103185134A

Abstract

Verfahren zur Erkennung einer abgenutzten und/oder defekten Synchronisiereinheit in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Schiebemuffe und einem Schaltrad wobei die Synchronisiereinheit zwischen Schiebemuffe und Schaltrad angeordnet ist, sowie einem Getriebeaktor zur axialen Bewegung der Schiebemuffe relativ zu dem Schaltrad.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Einsatzbereich der Erfindung sind automatisierte Getriebesysteme, insbesondere automatisierte Schaltgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe.
In der WO 2006/053512 A1 wird ein Verfahren zum Feststellen einer Beschädigung in der Schaltaktorik eines automatisierten Getriebes offenbart. Dazu wird unter anderem die Ist-Zeitdauer, die für die Synchronisierung eines Ganges tatsächlich benötigt wird ermittelt und mit einer Sollzeitdauer verglichen.
Es besteht jedoch keine Möglichkeit zur Detektion einer abgenutzten oder defekten Synchronisiereinheit in einem automatisierten Getriebesystem.
Bei einer abgenutzten oder defekten Synchronisiereinheit kann davon ausgegangen werden, dass die Synchronisation zwischen Synchronring und Schaltrad nicht hinreichend stattfindet also kein ausreichender Synchronlauf zwischen Synchronring und Schaltrad eintritt. Bei permanenter Aufprägung einer Kraft auf die Synchronisiereinheit, kann es passieren, dass die Sperrwirkung nicht ausreicht, und die Schiebemuffe folglich vor Synchronlauf freigegeben wird. Da noch kein Synchronlauf erreicht wurde trifft die Schiebemuffe mit Differenzdrehzahl auf das Losrad – also das Schaltrad – und die Schiebemuffe kann von der Einlegeverzahnung des Losrades abgewiesen werden. Dies verursacht ein kratzendes Geräusch und kann Teile der Getriebemechanik beschädigen.
Beim wiederholten Versuch einen Gang mit abgenutzter oder defekter Synchronisierung einzulegen, kann die Getriebemechanik beschädigt werden. Dies kann im schlimmsten Fall zu einer Stilllegung des Fahrzeugs führen (walk home).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignetes Verfahren mittels einer Steuerungsroutine eine abgenutzte oder defekte Synchronisiereinheit zu erkennen und ein Einlegen eines Ganges mit abgenutzter oder defekter Synchronisiereinheit rechtzeitig zu unterbinden sodass keine weiteren Schäden auftreten und gegebenenfalls Maßnahmen einzuleiten um die restliche Getriebemechanik des betroffenen Getriebes vor weiterer Schädigung zu schützen.
Im Rahmen dieser Schrift werden die Begriffe Schiebemuffe und Schaltmuffe synonym verwendet. Im Rahmen dieser Schrift werden die Begriffe Schaltrad, Gangrad und Losrad ebenfalls synonym verwendet. Im Rahmen dieser Schrift werden auch die Begriffe Gangeinlegevorgang oder Gangschaltvorgang oder Schaltvorgang synonym verwendet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Erkennung einer abgenutzten und/oder defekten Synchronisiereinheit in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Schiebemuffe und einem Schaltrad vorgesehen, wobei die Synchronisiereinheit zwischen Schiebemuffe und Schaltrad angeordnet ist, sowie einem Getriebeaktor zur axialen Bewegung der Schiebemuffe relativ zu dem Schaltrad. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Schiebemuffe während eines Gangschaltvorgangs mittels des Getriebeaktors von einer vorgegebenen Synchronstart-Position in Richtung Schaltrad bewegt wird und während der axialen Bewegung der Schiebemuffe eine Differenzdrehzahl ermittelt wird, wobei die Differenzdrehzahl die Differenz aus einer Ziel-Drehzahl und einer Ist-Drehzahl ist, wobei die Ziel-Drehzahl die Drehzahl ist, die sich aus der Multiplikation einer Getriebeausgangswellendrehzahl des Getriebes mit dem Übersetzungsverhältnis des zu synchronisierenden Gangs ist und wobei die Ist-Drehzahl die aktuelle, gemessene Getriebeeingangswellendrehzahl ist, wobei die axiale Bewegung der Schiebemuffe beendet wird sobald ein vorgegebenes Synchronende-Kriterium erfüllt ist, sodass durch das Beenden der axialen Bewegung der Schiebemuffe die Getriebemechanik geschützt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Synchronende-Kriterium erfüllt ist, sobald eine vorgegebene Synchronende-Position erreicht ist und an dieser Position der Betrag der Differenzdrehzahl größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gangschaltvorgang abgebrochen wird, sobald das Synchronende-Kriterium erfüllt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass ein Fehlerspeicheeintrag generiert wird, sobald der Gangschaltvorgang in Bezug auf denselben Gang eine vorgegebene Anzahl an Malen abgebrochen wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Gangschaltvorgang in Bezug auf denjenigen Gang gesperrt wird, sobald der Gangschaltvorgang in Bezug auf denselben Gang eine vorgegebene Anzahl an Malen abgebrochen wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren beendet wird und der Gangschaltvorgang fortgesetzt wird, wenn der Betrag der Differenzdrehzahl vor oder an der Synchronende-Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorgegebene Synchronstart-Position derart gewählt ist, dass kein Drehmoment von der Getriebeausgangswelle auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren nur ausgeführt wird, wenn gültige ermittelte Drehzahlinformationen insbesondere gültige ermittelte Getriebeeingangswellendrehzahlinformationen und/oder gültige ermittelte Getriebeausgangswellendrehzahlinformationen vorliegen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gültigkeit der ermittelten Drehzahlinformationen mittels einer diagnostizierbaren Sensorik und/oder Plausibilitätsprüfung der gemessenen Werte die zur Ermittlung der Drehzahlinformationen herangezogen werden ermittelt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schiebemuffe an die vorgegebene Synchronende-Position bewegt wird und das Verfahren beendet wird, wenn ermittelt wird, dass eine der Drehzahlinformationen ungültig ist.
Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens in seinen Ausführungsformen kann eine abgenutzte oder defekte Synchronisiereinheit erkannt und ein Gangschaltvorgang der das Einlegen eines Ganges mittels der abgenutzten oder defekten Synchronisiereinheit zum Ziel hat, rechtzeitig beendet werden, sodass keine weiteren Schäden auftreten können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figur sowie deren Beschreibung.
Es zeigt im Einzelnen:
1 schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs. Zur Erkennung einer defekten Synchronisiereinheit muss zunächst die Differenzdrehzahl bezogen auf die Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt werden. Die Differenzdrehzahl sei als Ziel-Drehzahl minus Ist-Drehzahl definiert. Ziel-Drehzahl ist hierbei die Drehzahl, die sich aus der Multiplikation der Ausgangswellendrehzahl mit der Übersetzung des zu synchronisierenden Gangs ergibt. Die Ist-Drehzahl entspricht der gemessenen Eingangswellendrehzahl. Durch diagnostizierbare Sensorik und/oder Plausibilitätsprüfung der gemessenen Werte (Maximalwerte, Gradientenplausibilität o. ä.) kann die Gültigkeit der ermittelten Drehzahlinformationen bestimmt werden.
Bei gültigen Drehzahlinformationen kann das Ende der Synchronphase über die Differenzdrehzahl detektiert werden. Ist der Betrag der Differenzdrehzahl ausreichend klein wird „Synchronende“ erkannt, der Schaltvorgang kann fortgesetzt werden (die Synchronisiereinheit entsperrt). Bei einer defekten Synchronisiereinheit kann davon ausgegangen werden, dass die Differenzdrehzahl nicht oder nur in geringem Maße kleiner wird. Bei permanenter Aufprägung einer Kraft auf die Synchronisiereinheit, kann es passieren, dass die Sperrwirkung nicht ausreicht, und die Schiebemuffe folglich vor Synchronlauf freigegeben wird. Da noch kein Synchronlauf erreicht wurde trifft die Schiebemuffe mit Differenzdrehzahl auf das Losrad und die Schiebemuffe kann von der Einlegeverzahnung des Losrades abgewiesen werden. Dies verursacht ein kratzendes Geräusch und kann weitere Teile der Getriebemechanik beschädigen. Durch Überwachung der Position der Schiebemuffe, bzw. des die Schiebemuffe betätigenden Aktors, kann bestimmt werden, ab wann die maximal mögliche Synchronposition – in Bezug auf die Nähe zwischen Schaltmuffe und Schaltrad – physikalisch überwunden ist. Wenn bei dieser Position die Differenzdrehzahl noch nicht den Bedingungen zur Erkennung von „Synchronende“ genügt, wird der Einlegevorgang abgebrochen, um die Getriebemechanik zu schützen. Bei wiederholtem Scheitern, einen bestimmten Gang einzulegen, wird dieser gesperrt und gegebenenfalls ein Fehlerspeichereintrag generiert.
Sofern die Drehzahlinformationen ungültig sind, fungiert die zuvor erwähnte maximal mögliche Synchronposition als Rückfall-Strategie zur Erkennung von „Synchronende“. In diesem Fall ist die Schutzfunktion nicht aktiv.
Die Anwendbarkeit der Verfahren besteht für alle Aktorsteuerungen zur Betätigung von Sperrsynchronisierungen zum Beispiel für Doppelkupplungsgetriebe, schaltbare Elektro-Achsen und Ähnliches.
Es wurde eine Strategie entwickelt, mit der abgenutzte und/oder defekte Synchronisiereinheiten in einem automatisierten Getriebesystem detektiert und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können, um die Mechanik des betroffenen Getriebes vor weiterer Beschädigung zu schützen.
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

WO 2006/053512 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erkennung einer abgenutzten und/oder defekten Synchronisiereinheit in einem automatisierten Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Schiebemuffe und einem Schaltrad wobei die Synchronisiereinheit zwischen Schiebemuffe und Schaltrad angeordnet ist, sowie einem Getriebeaktor zur axialen Bewegung der Schiebemuffe relativ zu dem Schaltrad, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe während eines Gangschaltvorgangs mittels des Getriebeaktors von einer vorgegebenen Synchronstart-Position in Richtung Schaltrad bewegt wird und während der axialen Bewegung der Schiebemuffe eine Differenzdrehzahl ermittelt wird, wobei die Differenzdrehzahl die Differenz aus einer Ziel-Drehzahl und einer Ist-Drehzahl ist, wobei die Ziel-Drehzahl die Drehzahl ist, die sich aus der Multiplikation einer Getriebeausgangswellendrehzahl des Getriebes mit dem Übersetzungsverhältnis des zu synchronisierenden Gangs ist und wobei die Ist-Drehzahl die aktuelle, gemessene Getriebeeingangswellendrehzahl ist, wobei die axiale Bewegung der Schiebemuffe beendet wird sobald ein vorgegebenes Synchronende-Kriterium erfüllt ist, sodass durch das Beenden der axialen Bewegung der Schiebemuffe die Getriebemechanik geschützt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronende-Kriterium erfüllt ist, sobald eine vorgegebene Synchronende-Position erreicht ist und an dieser Position der Betrag der Differenzdrehzahl größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Gangschaltvorgang abgebrochen wird, sobald das Synchronende-Kriterium erfüllt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehlerspeicheeintrag generiert wird, sobald der Gangschaltvorgang in Bezug auf denselben Gang eine vorgegebene Anzahl an Malen abgebrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Gangschaltvorgang in Bezug auf denjenigen Gang gesperrt wird, sobald der Gangschaltvorgang in Bezug auf denselben Gang eine vorgegebene Anzahl an Malen abgebrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren beendet wird und ein Gangschaltvorgang fortgesetzt wird, wenn der Betrag der Differenzdrehzahl vor oder an der Synchronende-Position kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Synchronstart-Position derart gewählt ist, dass kein Drehmoment von der Getriebeausgangswelle auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nur ausgeführt wird, wenn gültige ermittelte Drehzahlinformationen insbesondere gültige ermittelte Getriebeeingangswellendrehzahlinformationen und/oder gültige ermittelte Getriebeausgangswellendrehzahlinformationen vorliegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gültigkeit der ermittelten Drehzahlinformationen mittels einer diagnostizierbaren Sensorik und/oder Plausibilitätsprüfung der gemessenen Werte die zur Ermittlung der Drehzahlinformationen herangezogen werden ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffe an die vorgegebene Synchronende-Position bewegt wird und das Verfahren beendet wird, wenn ermittelt wird, dass eine der Drehzahlinformationen ungültig ist.