DE102018220870A1 - Verfahren und Steuergerät zum Überwachen eines Signales eines Sensors - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Signales eines Sensors beschrieben. Mittels des Sensors wird jeweils eine Stellwegposition wenigstens einer bewegbaren Schaltelementhälfte eines formschlüssigen Schaltelementes (A, F) eines Getriebes (3) während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes (A, F) gegenüber einer weiteren Schaltelementhälfte über deren gesamten Stellweg erfasst. Der gesamte Stellweg der bewegbaren Schallelementhälfte erstreckt sich von einer ersten Endlage, die mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, bis zu einer zweiten Endlage, die mit einem geschlossenem Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert. Beim Ermitteln einer aktuellen Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte über den Sensor, die außerhalb des von den Endlagen definierten Stellwegbereiches liegt und von der ersten Endlage oder von der zweiten Endlage größer als ein Schwellwert beabstandet ist, wird eine Störung des Sensors erkannt. Zusätzlich wird bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes (A, F) in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes (3) ermittelt, ob die bewegbare Schaltelementhälfte in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Signales eines Sensors gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
• Aus der DE 10 2005 002 337 A1 ist ein als 8-Gang-Mehrstufengetriebe ausgeführtes Getriebe mit reibschlüssigen Schaltelementen bekannt. Die Schaltelemente sind als Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen ausgebildet. Bei Vorliegen einer Schaltanforderung für einen Übersetzungswechsel im Getriebe ist wenigstens eines der reibschlüssigen Schaltelemente aus dem Kraftfluss der Getriebevorrichtung abzuschalten und wenigstens ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement in den Kraftfluss der Getriebevorrichtung zuzuschalten, um ein Drehmoment zu übertragen.
• Generell kann bei einer Anforderung zum Öffnen eines reibschlüssigen Schaltelementes unabhängig von dem aktuell über das reibschlüssige Schaltelement geführten Drehmoment davon ausgegangen werden, dass das reibschlüssige Schaltelement tatsächlich in den geöffneten Betriebszustand übergeht. In gleichem Umfang ist auch eine Anforderung zum Schließen eines reibschlüssigen Schaltelementes mit vergleichsweise geringem Steuer- und Regelaufwand umsetzbar.
• Aus diesem Grund ist eine einfache softwaretechnische Auswertung eines Ansteuerstromes eines Druckreglers eines reibschlüssigen Schaltelementes ausreichend. Bei Ermitteln eines entsprechenden Öffnungssteuersignales oder eines entsprechenden Schließsteuersignales zum Überführen des reibschlüssigen Schaltelementes in seinen geöffneten oder in seinen geschlossenen Betriebszustand ist über eine solche Auswertung auf einfache Art und Weise verifizierbar, ob ein Schalt- bzw. Gangwechsel erfolgreich war.
• Nachteilhafterweise verursachen reibschlüssige Schaltelemente in geöffnetem Betriebszustand jedoch Schleppmomente, welche einen Gesamtwirkungsgrad eines Automatgetriebes in unerwünschtem Umfang beeinträchtigen.
• Aus diesem Grund werden Getriebevorrichtungen, wie beispielsweise aus der DE 10 2008 000 429 A1 bekannt, in zunehmendem Umfang neben reibschlüssigen Schaltelementen auch mit formschlüssigen Schaltelementen ausgeführt. Derartige formschlüssige Schaltelemente weisen üblicherweise zwei Schaltelementhälften auf. Die Schaltelementhälften sind durch axiales Verstellen von zumindest einer bewegbaren Schaltelementhälfte gegenüber der anderen dann axial nicht verschiebbar ausgeführten Schaltelementhälfte im Bereich von Klauenelementen oder dergleichen miteinander formschlüssig in Eingriff bringbar. Dann ist das formschlüssige Schaltelement geschlossen und überträgt ein anliegendes Drehmoment. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass beide Schaltelementhälften zueinander axial bewegbar ausgeführt sind.
• Soll das formschlüssige Schaltelement aus dem Kraftfluss abgeschaltet werden, wird der Formschluss zwischen den Schaltelementhälften wiederum durch axiales Verschieben der bewegbaren Schaltelementhälfte gegenüber der axial nicht verschiebbaren Schaltelementhälfte aufgehoben. Der Grund für den Einsatz formschlüssiger Schaltelemente ist, dass im Gegensatz zu reibschlüssigen Schaltelementen im Bereich von geöffneten formschlüssigen Schaltelementen im Wesentlichen keine Schleppmomente auftreten, die den Gesamtwirkungsgrad eines Getriebes beeinträchtigen. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass formschlüssige Schaltelemente im Vergleich zu reibschlüssigen Schaltelementen nur nahe ihres Synchronpunktes aus einem geöffneten Betriebszustand, in welchem kein Drehmoment über die formschlüssigen Schaltelemente führbar ist, in ihren geschlossenen Betriebszustand überführbar sind.
• Zusätzlich sind in den Kraftfluss einer Getriebevorrichtung zugeschaltete formschlüssige Schaltelemente mit geringen Schaltkräften aus dem Kraftfluss abschaltbar bzw. in ihren geöffneten Betriebszustand überführbar, wenn das anliegende Drehmoment einen entsprechend niedrigen Wert aufweist. Während Schaltvorgängen oder sogenannten Gangauslegevorgängen ist im Bereich eines Getriebes ein Kraftfluss zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle zu unterbrechen. Dabei ist ein formschlüssiges Schaltelement gegebenenfalls aus seinem geschlossenen Betriebszustand in seinen geöffneten Betriebszustand zu überführen.
• Aufgrund eines zu schnellen oder fehlerhaften Aufbaus des im Bereich des formschlüssigen Schaltelementes anliegenden Drehmomentes oder eines fehlerhaften Abbaus des anliegenden Drehmomentes ist das formschlüssige Schaltelement unter Umständen nicht in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass mechanische, hydraulische oder elektrische Fehlfunktionen das Öffnen eines formschlüssigen Schaltelementes verhindern. Deshalb gehen formschlüssige Schaltelemente im Gegensatz zu reibschlüssigen Schaltelementen bei Vorliegen eines entsprechenden Öffnungssteuersignales nicht zwangsläufig in einen geöffneten Betriebszustand über.
• Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass ein geöffnetes formschlüssiges Schaltelement nicht innerhalb gewünscht kurzer Betriebszeiten in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der angestrebte Formschluss zwischen den Schaltelementhälften beispielsweise aufgrund einer sogenannten Zahn-auf-Zahnstellung nicht herstellbar ist. Bei einer solchen Zahn-auf-Zahnstellung liegen Klauenelemente der Schaltelementhälften im Bereich ihrer Stirnseiten aneinander an und die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften ist gleich null. Eine solche Zahn-auf-Zahnstellung löst sich erst dann auf, wenn ein am formschlüssigen Schaltelement anliegendes Drehmoment größer ist als das Haftreibungsmoment zwischen den Stirnflächen der Klauenelemente der Schaltelementhälften.
• Des Weiteren kann das Herstellen eines vollständigen Formschlusses bzw. das vollständige Schließen eines formschlüssigen Schaltelementes auch durch ein sogenanntes Flankenklemmen zwischen den Flanken der Klauenelemente verhindert werden. Bei einem solchen Flankenklemmen weisen die beiden Schaltelemente eine bestimmte axiale Überdeckung im Bereich ihrer Klauenelemente auf. Jedoch ist die Haftreibung zwischen den aneinander anliegenden Flanken der Klauenelemente der Schaltelementhälften derart hoch, dass die in Schließrichtung an den Schaltelementen angreifende Schließkraft nicht ausreichend ist, um die Haftreibung zu überwinden und das formschlüssige Schaltelement vollständig zu schließen.
• Um den jeweils vorliegenden Betriebszustand eines formschlüssigen Schaltelementes überwachen zu können, werden Sensoren verbaut. Diese Sensoren weisen beispielsweise einen Permanentmagneten und eine Messeinrichtung zum Sensieren des Magnetfeldes des Permanentmagneten auf. Zusätzlich umfassen die Sensoren eine das Magnetfeld des Permanentmagneten in Abhängigkeit der Betriebszustände der Schaltelementhälften beeinflussende ferromagnetische Geberkontur. Dabei sind verschiedene Magnetfeld sensierende Elemente bekannt, wie auf einem Halleffekt basierende Elemente oder Magnetwiderstandselemente. Magnetfeldsensoren weisen generell Magnetfeld sensierende Elemente oder andere elektronische Komponenten auf, wobei einige Magnetfeldsensoren Permanentmagneten in einer sogenannten back-biased Anordnung umfassen.
• Derartige Magnetfeldsensoren stellen elektrische Signale zur Verfügung, die den Zustand eines sensierten Magnetfeldes wiedergeben. Bei einigen Ausführungen wirken Magnetfeldsensoren mit ferromagnetischen Objekten zusammen. Über die Magnetfeldsensoren werden Magnetfeldschwankungen ermittelt, die von einem Objekt verursacht werden, das durch das Magnetfeld eines Magneten eines Magnetfeldsensors bewegt wird. Dabei variiert das über den magnetischen Feldsensor überwachte magnetische Feld bekannterweise auch in Abhängigkeit einer Form oder eines Profils des bewegten ferromagnetischen Objektes. Die Positionsbestimmung der Schaltelementhälften wird direkt aus den Rohsignalen der Sensoren mit Hilfe von applizierbaren Schwellen berechnet.
• Dabei weisen die Werte des Sensorsignales eine nicht vernachlässigbare Streuung auf, die eine punktgenaue Ermittlung einer aktuellen Klauenposition nicht ermöglicht. Aus diesem Grund wird für die sensorseitige Bestimmung einer aktuellen Klauenposition jeweils ein Wertebereich des Sensorsignales verwendet, der für die betreffende Klauenposition durch das jeweils erhaltene maximale Sensorsignal und das erhaltene minimale Sensorsignal begrenzt ist. Zusätzlich variieren die Werte des Signales eines solchen Sensors auch in Abhängigkeit einer Lageveränderung des gesamten formschlüssigen Schaltelementes eines Getriebes gegenüber dem Sensor. Eine solche Lageveränderung resultiert aus einem sogenannten Getriebespiel, das in Abhängigkeit des jeweils über das Getriebe zu übertragenden Drehmoments sowie in Abhängigkeit von Fertigungstoleranzen des Getriebes und des formschlüssigen Schaltelements variiert.
• Somit fließen nachteilhafterweise alle Toleranzen des Sensors und des Sensiersystems sowie die produktionsbedingten Streuungen in die Positionsbestimmung ein. Dies führt dazu, dass die Positionsbestimmung der Schaltelementhälften nicht die für einen Betrieb eines Getriebes erforderliche Genauigkeit aufweist.
• Zusätzlich sind Sensierungssysteme, die mit Hall-Sensoren ausgeführt sind, durch eine hohe Empfindlichkeit gegen ferromagnetische Späne gekennzeichnet. Derartige ferromagnetische Späne können sich im Betrieb eines Getriebes von Bauteilen des Getriebes, wie Zahnrädern oder dergleichen, lösen und über das im Getriebe zirkulierende Öl im Inneren des Getriebes wandern. Da jeweils ein Sensor, der einem formschlüssigen Schaltelement zur Bestimmung des Stellweges zugeordnet ist, mit dem Öl des Ölsystems eines Getriebes beaufschlagt wird, besteht die Möglichkeit, dass ein solcher ferromagnetischer Span das zur Sensierung vorgesehene magnetische Feld verfälscht. Dadurch liefert ein solcher Sensor verfälschte Signale, auf deren Basis die Endlagen einer bewegbaren Schaltelementhälfte eines formschlüssigen Schaltelementes nicht erkannt werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass Schaltstellungen einer bewegbaren Schaltelementhälfte, die zwischen den beiden Endlagen liegen, fälschlicherweise als Endlage sensiert werden.
• Derart fehlerhafte Ermittlungen der Endlagen können die Funktionsweise eines Getriebes dauerhaft beeinträchtigende Schädigungen verursachen. Zusätzlich können auch Überwachungsroutinen bei Erkennen eines fehlerhaften Betriebes des Getriebes Fehlereinträge auslösen, die beispielsweise ein unerwünschtes Liegenbleiben eines Fahrzeuges zur Folge haben.
• Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen eines Signales eines Sensors zu schaffen, mittels welchem im Bereich des Sensors vorliegende und dessen Funktionsweise beeinträchtigende Verschmutzungen erkennbar sind. Zusätzlich sollen ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
• Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Ein Steuergerät sowie ein Computerprogrammprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
• Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Signales eines Sensors vorgeschlagen, mittels welchem jeweils eine Stellwegposition wenigstens einer bewegbaren Schaltelementhälfte eines formschlüssigen Schaltelementes eines Getriebes erfassbar ist. Dabei wird die Stellwegposition der Schaltelementhälfte während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes gegenüber einer weiteren Schaltelementhälfte über deren gesamten Stellweg erfasst. Die Schaltelementhälften sind formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar. Der gesamte Stellweg der bewegbaren Schaltelementhälfte erstreckt sich von einer ersten Endlage, die mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, bis zu einer zweiten Endlage, die mit dem geschlossenen Zustand des Schaltelementes korrespondiert.
• Unter dem Begriff formschlüssiges Schaltelement werden vorliegend beispielsweise Klauenschaltelemente subsumiert, die jeweils ein Drehmoment über eine formschlüssige Verbindung übertragen. Des Weiteren werden nachfolgend unter dem Begriff reibschlüssiges Schaltelement vorliegend als Kupplung oder Bremsen ausgeführte Schaltelemente subsumiert, die jeweils ein Drehmoment über eine reibschlüssige Verbindung übertragen. Dabei variiert jeweils das über ein solches reibschlüssiges Schaltelement übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit der jeweils am reibschlüssigen Schaltelement anliegenden Schließkraft und ist bevorzugt stufenlos einstellbar. Die Schließkraft korrespondiert beispielsweise mit einem am Schaltelement anliegenden Hydraulikdruck. Im Unterschied hierzu ist das jeweils über ein formschlüssiges Schaltelement übertragbare Drehmoment nicht stufenlos einstellbar.
• Des Weiteren werden vorliegend unter dem Begriff Referenzwerte eines Sensors Werte eines Sensorsignales verstanden, die mit einem aktuellen Betriebszustand eines formschlüssigen Schaltelementes korrespondieren. Im Besonderen handelt es sich dabei um die Sensorwerte, die in den Endlagen einer bewegbaren Schaltelementhälfte, deren axiale Stellbewegung über den Sensor überwacht wird, sensorseitig ermittelt werden. Die beiden Endlagen einer bewegbaren Schaltelementhälfte korrespondieren wiederum mit einem vollständig geschlossenen und mit einem vollständig geöffneten Betriebszustand eines formschlüssigen Schaltelementes.
• Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass beim Ermitteln einer aktuellen Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte über den Sensor, die außerhalb des von den Endlagen definierten Stellwegbereiches liegt und von der ersten Endlage oder von der zweiten Endlage größer als ein Schwellwert beabstandet ist, eine Störung des Sensors erkannt wird. Zusätzlich wird bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes ermittelt, ob die bewegbare Schaltelementhälfte in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.
• Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise sind Störungen des Sensors, insbesondere durch ferromagnetische Späne oder dergleichen auf einfache Art und Weise erkennbar. Auf Basis dieser Kenntnis ist beispielsweise zum Schutz des Getriebes eine Art Notprogramm durchführbar. Damit ist die Fahrzeugverfügbarkeit erhöhbar und auch die Möglichkeit gegeben, dass durch die weitere Betätigung des formschlüssigen Schaltelementes die die Störung verursachende Verschmutzung aus dem Bereich des Sensors entfernt wird.
• Das Entfernen der die Störung auslösenden Verschmutzung wird auf einfache Art und Weise dadurch möglich, dass während der Betätigung des formschlüssigen Schaltelementes das im Bereich des Sensors vorhandene Öl durch die Stellbewegung der Schaltelementhälfte verwirbelt und aus dem Bereich des Sensors geführt wird. Dabei entsteht ein Spülvorgang mittels dem beispielsweise ein im Bereich des Sensors angeordneter ferromagnetischer Span ausgespült wird. Des Weiteren ist die Wahrscheinlichkeit hoch genug, dass der ausgespülte Span anschließend im Bereich von bewegten Bauteilen eines Getriebes zerstört bzw. zertrümmert wird. In diesem Fall sind weitere Beeinträchtigungen des Sensiersystems durch einen solchen ferromagnetischen Span ohne weitere Maßnahme vermieden.
• Solange eine Störung des Sensors erkannt wird, werden über die erfindungsgemäße Vorgehensweise zusätzliche drehzahlbasierte Überwachungsfunktionen aktiviert. Über diese Überwachungsfunktionen sind die Endlagen der Schaltelementhälfte beispielsweise auf Basis der Ansteuerung des Schaltelementes und in Abhängigkeit von Sequenzen berechenbar. Des Weiteren werden die Schaltelementhälften während eines jeden Ein- und Auslegevorgangs über diese Überwachungsfunktionen vorzugsweise zusätzlich verdreht und entlastet, um den jeweils angeforderten Betriebszustandswechsel zwischen einem geöffneten Betriebszustand und einem geschlossenem Betriebszustand sicher zu ermöglichen.
• Damit wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass jeweils die gewünschten Endlagen der bewegbaren Schaltelementhälfte mechanisch erreicht werden.
• Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen oder Schließen und bei erkannter Störung des Sensors ein jeweils am Schaltelement anliegendes Drehmoment sowie eine angelegte Betätigungskraft variiert. Dabei werden das Drehmoment und die Betätigungskraft derart variiert, dass die Schaltelementhälften des Schaltelementes während der Durchführung des jeweils angeforderten Betriebszustandswechsels entlastet und im erforderlichen Umfang gegeneinander verdreht werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Schaltelement mit hoher Wahrscheinlichkeit in seinen vollständig geöffneten oder in seinen vollständig geschlossenen Betriebszustand überführt wird.
• Unterbleibt aufgrund der erkannten Störung des Sensors eine sensorseitige Ermittlung und eine anschließende Adaption der Endlagen des bewegbaren Schaltelementes, wird auf einfache Art und Weise vermieden, dass ein aktuell vorliegendes Adaptionsergebnis verfälscht wird. Dadurch wird erreicht, dass bei einer späteren einwandfreien Funktionsweise des Sensors die verfälschte Adaption nicht wieder in die richtige Richtung zurückgeführt werden muss.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein am Schaltelement anliegendes Drehmoment, eine Betätigungskraft des Schaltelementes und eine Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften während der Bestimmung von Referenzwerten des Sensors variiert. Dabei werden die Betriebsparameter derart variiert, dass das formschlüssige Schaltelement bei Vorliegen einer entsprechenden Anforderung in seinen geöffneten oder in seinen geschlossenen Betriebszustand überführt wird.
• Mit anderen Worten ist mittels dieser Variante gewährleistet, dass das formschlüssige Schaltelement während der Bestimmung der Referenzwerte des Sensors jeweils in einem derartigen Umfang betätigt wird, dass das formschlüssige Schaltelement mit der erforderlichen Wahrscheinlichkeit in den angeforderten Betriebszustand überführt wird, für den der jeweils damit korrespondierende Referenzwert des Sensors bestimmt werden soll.
• Damit steht für die Bestimmung der sogenannten Klauenendlagen, die jeweils einem vollständig geöffneten Betriebszustand und einem vollständig geschlossenen Betriebszustand eines formschlüssigen Schaltelementes entsprechen, eine Einlernroutine zur Verfügung. Über diese Einlernroutine sind mit den Klauenendlagen korrespondierende Sensorwerte für jedes Getriebe exemplarspezifisch, d. h. für jedes formschlüssige Schaltelement eines Getriebes individuell und mit der gewünschten Genauigkeit ermittelbar. Die ermittelten Sensorwerte werden beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt bzw. gespeichert.
• Dies bietet vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Bestimmung der Klauenposition bzw. der Stellung der Schaltelementhälften zueinander im späteren Betrieb eines mit dem formschlüssigen Schaltelement ausgeführten Getriebes mit allgemeingültigen Parametern bzw. Referenzwerten eines Sensors auf Basis der ermittelten Endlagen durchführen zu können. Die Einlernroutine ist auch nach einem Tausch eines Steuergerätes, eines Getriebes oder Sensors durchführbar.
• Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Schaltelement während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, mit einer in Öffnungsrichtung des Schaltelementes wirkenden Betätigungskraft beaufschlagt, die größer als ein Schwellwert ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schwellwert nahezu der maximal möglichen und in Öffnungsrichtung des formschlüssigen Schaltelementes wirkenden Betätigungskraft entspricht. Dann geht das formschlüssige Schaltelement mit hoher Wahrscheinlichkeit anforderungsgemäß in seinen geöffneten Betriebszustand über.
• Ein am Schaltelement anliegendes Drehmoment wird bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt. Damit ist wiederum auf einfache Art und Weise gewährleistbar, dass das formschlüssige Schaltelement gemäß der Anforderung in seinen geöffneten Betriebszustand überführt wird und der damit korrespondierende Referenzwert des Sensors mit hoher Genauigkeit bestimmt wird.
• Eine Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften des formschlüssigen Schaltelementes wird bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, jeweils auf Werte innerhalb eines Drehzahlbereiches eingestellt. Dabei ist der Drehzahlbereich um den Nullpunkt der Differenzdrehzahl bzw. die Synchrondrehzahl des formschlüssigen Schaltelementes herum angeordnet. Innerhalb des Drehzahlbereiches sind die Schaltelementhälften formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar. Mittels dieser Vorgehensweise wird wiederum mit hoher Wahrscheinlichkeit gewährleistet, dass das formschlüssige Schaltelement anforderungsgemäß in seinen geschlossenen Betriebszustand überführt wird und der damit korrespondierende Referenzwert des Sensors mit hoher Genauigkeit bestimmbar ist.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein am Schaltelement anliegendes Drehmoment während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, und vor einem Formschluss zwischen den Schaltelementhälften jeweils auf Werte größer als ein Schwellwert eingestellt. Dabei entspricht der Schwellwert des Drehmomentes vorteilhafterweise einem Drehmomentwert, oberhalb dem eine Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften des Schaltelementes unterbleibt. Der Schwellwert entspricht einer Grenze des am Schaltelement anliegenden Drehmomentwertes, oberhalb der eine gegebenenfalls zwischen dem sich noch nicht in Überdeckung befindenden Schaltelementhälften vorliegende Haftreibung überwunden wird. Damit ist das Herstellen des angeforderten Formschlusses in gewünschtem Umfang durchführbar.
• Eine am Schaltelement anliegende Betätigungskraft wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, und vor einem Formschluss zwischen den Schaltelementhälften jeweils auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt. Dabei stellt der Schwellwert vorteilhafterweise eine Grenze der Betätigungskraft dar, unterhalb der eine Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften unterbleibt und das formschlüssige Schaltelement in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist. Mittels dieser Vorgehensweise wird wiederum gewährleistet, dass sich zwischen den noch nicht in Überdeckung befindenden Schaltelementhälften keine Haftreibung aufbaut, die eine Zahn-auf-Zahnstellung begünstigt oder bewirkt und das Schließen des formschlüssigen Schaltelementes verhindert.
• Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass ein am Schaltelement anliegendes Drehmoment während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, und bei Vorliegen eines Formschlusses zwischen den Schaltelementhälften jeweils auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt wird. Dabei stellt der Schwellwert vorteilhafterweise eine Grenze des Drehmomentes dar, unterhalb der ein Flankenklemmen zwischen den Schaltelementhälften unterbleibt und das formschlüssige Schaltelement in gewünschtem Umfang in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist.
• Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass eine am Schaltelement anliegende Betätigungskraft während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, und bei Vorliegen eines Formschlusses zwischen den Schaltelementhälften jeweils auf Werte größer als ein Schwellwert eingestellt wird. Vorteilhafterweise wird der Schwellwert derart definiert, dass bei einer Betätigung des Schaltelementes mit einer Betätigungskraft oberhalb des Schwellwertes ein Flankenklemmen zwischen den Schaltelementhälften unterbleibt und das Schaltelement in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist. Dadurch wird wiederum erreicht, dass der Referenzwert des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, mit der gewünscht hohen Genauigkeit bestimmbar ist.
• Die Referenzwerte des Sensors werden bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mehrmals nacheinander bestimmt. Dabei ist es vorgesehen, dass die ermittelten Referenzwerte einander gegenübergestellt werden. Die Referenzwerte werden bei Ermittlung einer Abweichung zwischen den Referenzwerten innerhalb eines Toleranzbandes dauerhaft abgespeichert.
• Mit dieser Vorgehensweise wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass das formschlüssige Schaltelement während der Bestimmung der Referenzwerte des Sensors nicht in den vollständig geöffneten oder nicht in den vollständig geschlossenen Betriebszustand überführt wird und eine fehlerhafte Ermittlung der Referenzwerte erfolgt.
• Bei einer mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Betriebsparameter des Schaltelementes einem Verschiebeweg einer Schaltelementhälfte des Schaltelementes, die gegenüber der anderen Schaltelementhälfte des formschlüssigen Schaltelementes translatorisch verschiebbar ausgeführt ist.
• Das am formschlüssigen Schaltelement anliegende Drehmoment wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durch entsprechendes Betätigen von reibschlüssigen Schaltelementen eines Getriebes variiert, wenn das formschlüssige Schaltelement ein Schaltelement des Getriebes ist.
• Alternativ hierzu oder kumulativ dazu besteht auch die Möglichkeit, das am formschlüssigen Schaltelement anliegende Drehmoment durch entsprechendes Einstellen eines an der Getriebeeingangswelle anliegenden Drehmomentes zu variieren, wenn das Getriebe eine Getriebeeingangswelle aufweist. Dies kann beispielsweise auf einfache Art und Weise durch Variieren eines Antriebsmomentes einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges realisiert werden, die mit der Getriebeeingangswelle in Wirkverbindung steht.
• Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst beispielsweise Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln kann es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel handeln. Die hardwareseitigen Mittel des Steuergeräts bzw. der Steuerungseinrichtung sind beispielsweise Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Fahrzeugantriebsstranges Daten auszutauschen. Weitere hardwareseitige Mittel sind beispielsweise ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Softwareseitige Mittel können unter anderem Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
• Das Steuergerät ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zumindest einer Empfangsschnittstelle ausführbar, die ausgebildet ist, Signale von Signalgebern zu empfangen. Die Signalgeber können beispielsweise als Sensoren ausgebildet sein, die Messgrößen erfassen und an das Steuergerät übermitteln. Ein Signalgeber kann auch als Signalfühler bezeichnet werden. So kann die Empfangsschnittstelle von einem Signalgeber ein Signal empfangen, über welches signalisiert wird, dass das Signal des Sensors zu überwachen ist. Das Signal kann beispielsweise durch eine Bedienperson erzeugt werden, indem diese ein Bedienelement betätigt, über welches eine solche Ermittlung angefordert werden kann. Des Weiteren kann das Signal auch von einer Fahrstrategie erzeugt werden, die im Bereich des Steuergerätes oder im Bereich eines weiteren Steuergerätes des Fahrzeugantriebsstranges aktiviert ist und durchgeführt wird.
• Das Steuergerät kann zudem eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, um die empfangenen Eingangssignale bzw. die Informationen der empfangenen Eingangssignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten.
• Auch kann das Steuergerät mit einer Sendeschnittstelle ausgeführt sein, die ausgebildet ist, Steuersignale an Stellglieder auszugeben. Unter einem Stellglied sind Aktoren zu verstehen, die die Befehle des Steuergeräts umsetzen. Die Aktoren können beispielsweise als elektromagnetische Ventile ausgebildet sein.
• Wird während der Betätigung des formschlüssigen Schaltelementes eines Getriebes durch das Steuergerät zum Überwachen eines Signales eines Sensors erkannt oder anhand von empfangenen Eingangssignalen ermittelt, dass mittels des Sensors eine Stellwegposition wenigstens einer bewegbaren Schaltelementhälfte des formschlüssigen Schaltelementes zu erfassen ist, dann bestimmt das Steuergerät anhand von erfassten Eingangssignalen eine entsprechende Anforderung und löst eine entsprechende Ermittlung aus. Dabei erfolgt die Erfassung des Stellweges der Schaltelementhälfte während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes gegenüber einer weiteren Schaltelementhälfte über deren gesamten Stellweg. Die Schaltelementhälften sind formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar. Der gesamte Stellweg der bewegbaren Schaltelementhälfte erstreckt sich von einer ersten Endlage, die mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, bis zu einer zweiten Endlage, die mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert.
• Dabei ist das Steuergerät derart ausgeführt, dass beim Ermitteln einer aktuellen Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte über den Sensor, die außerhalb des von den Endlagen definierten Stellwegbereiches liegt und von einer ersten Endlage oder von einer zweiten Endlage größer als ein Schwellwert beabstandet ist, eine Störung des Sensors erkannt wird. Zusätzlich ist das Steuergerät derart ausgeführt, dass bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes ermittelt wird, ob die bewegbare Schaltelementhälfte in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.
• Dadurch wird wiederum auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass falsche Ermittlungen der Endlagen der Schaltelementhälfte Schädigungen des Getriebes verursachen, Fehlereinträge vorgenommen werden und ein mit dem Getriebe ausgeführtes Fahrzeug liegen bleibt.
• Des Weiteren wird dadurch ermöglicht, dass eine die Störung verursachende Verschmutzung während einer weiteren Betätigung des formschlüssigen Schaltelementes ausgespült und gegebenenfalls während eines Betriebes des Getriebes zertrümmert wird. Somit ist einerseits die aktuelle Störung des Sensors auflösbar und es sind weiteren Störungen durch einen beispielsweise ferromagnetischen Span auf einfache Art und Weise ausgeschlossen.
• Die zuvor genannten Signale sind nur als beispielhaft anzusehen und sollen die Erfindung nicht beschränken. Die erfassten Eingangssignale und die ausgegebenen Steuersignale können über einen Fahrzeugbus beispielsweise über einen CAN-BUS übertragen werden. Die Steuerungseinrichtung bzw. das Steuergerät kann beispielsweise als zentrales elektronisches Steuergerät des Fahrzeugantriebsstranges oder als elektronisches Getriebesteuergerät ausgebildet sein.
• Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor einer Steuerungseinrichtung läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
• Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
• Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine, mit einem Getriebe und mit einem Abtrieb;
• 2 eine tabellarische Schaltlogik des in 1 gezeigten Getriebes;
• 3a bis 3e jeweils verschiedene Betriebszustände eines stark schematisiert dargestellten formschlüssigen Schaltelementes zwischen einem vollständig geöffneten Zustand und einem vollständig geschlossenen Zustand;
• 4a bis 4f jeweils 3a entsprechende Darstellungen verschiedener Betriebszustände eines formschlüssigen Schaltelementes, dessen Klauenelemente mit unterschiedlicher Länge ausgebildet sind; und
• 5 einen schematisiert dargestellten Verlauf einer Schaltwegposition einer Schaltelementhälfte eines formschlüssigen Schaltelementes gemäß 3a oder 4a über der Zeit t.
• 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges 1 mit einer Antriebsmaschine 2, mit einem Getriebe 3 und mit einem Abtrieb 4. Die Antriebsmaschine 2 ist vorliegend als Brennkraftmaschine ausgebildet. Das Getriebe 3 ist ein Automatgetriebe, in dem mehrere Übersetzungsstufen „1“ bis „9“ für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzungsstufe „R“ für Rückwärtsfahrt darstellbar sind. Der Abtrieb 4 umfasst in Abhängigkeit der jeweiligen Konfiguration des Fahrzeugantriebsstranges 1 eine, zwei oder auch mehrere antreibbare Fahrzeugachsen, die über das Getriebe 3 mit dem Drehmoment der Antriebsmaschine 2 beaufschlagbar sind. Während eines Übersetzungswechsels im Getriebe 3, d. h. während Hoch- oder Rückschaltungen im Getriebe 3, werden hydraulisch betätigbare Schaltelemente A bis F betätigt. Dabei sollen die Übersetzungswechsel im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfrei bei gleichzeitig hohem Fahrkomfort und mit einer gewünschten Performance durchgeführt werden. Unter dem Begriff Performance wird jeweils ein Übersetzungswechsel im Getriebe 3 verstanden, der innerhalb einer definierten Betriebszeit umgesetzt wird.
• Um die jeweils angeforderte Schaltung im gewünschten Umfang durchführen zu können, werden die Schaltelemente A bis F jeweils mit in einem Getriebesteuergerät hinterlegten Schaltabläufen und einem jeweils damit korrespondierenden Schaltdruck beaufschlagt.
• Das Getriebe 3 umfasst eine Getriebeeingangswelle 5 und eine Getriebeausgangswelle 6. Die Getriebeausgangswelle 6 ist mit dem Abtrieb 4 verbunden. Zwischen der Getriebeeingangswelle 5 und der Antriebsmaschine 2 ist vorliegend ein Torsionsdämpfer 7 und als Anfahrelement ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 8 mit zugeordneter Wandlerüberbrückungskupplung 9 angeordnet.
• Darüber hinaus umfasst das Getriebe 3 vier Planetenradsätze P1 bis P4. Der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2, die vorzugsweise als Minusplanetensätze ausgebildet sind, bilden einen schaltbaren Vorschaltradsatz. Der dritte Planetenradsatz P3 und der vierte Planetenradsatz P4 stellen einen sogenannten Hauptradsatz dar. Die Schaltelemente C, D und F des Getriebes 3 sind als Bremsen ausgeführt, während die Schaltelemente A, B und E sogenannte Schaltkupplungen darstellen.
• Mit den Schaltelementen A bis F ist gemäß der in 2 näher dargestellten Schaltlogik ein selektives Schalten der Übersetzungsstufen „1“ bis „R“ realisierbar. Zum Herstellen eines Kraftflusses im Getriebe sind im Wesentlichen jeweils gleichzeitig drei der Schaltelemente A bis F in einen geschlossenen Betriebszustand zu führen bzw. zu halten.
• Die Schaltelemente A und F sind vorliegend als formschlüssige Schaltelemente ohne zusätzliche Synchronisierung ausgebildet. Dadurch sind bei dem Getriebe 3 im Vergleich zu Getrieben, die nur mit reibschlüssigen Schaltelementen ausgebildet sind, durch geöffnete reibschlüssige Schaltelemente verursachte Schleppmomente reduziert.
• Bekannterweise sind formschlüssige Schaltelemente im Allgemeinen nur innerhalb eines sehr schmalen Differenzdrehzahlbandes zwischen den miteinander formschlüssig in Wirkverbindung zu bringenden Schaltelementhälften um die Synchrondrehzahl herum aus einem geöffneten Betriebszustand in einen geschlossenen Betriebszustand überführbar. Ist die Synchronisierung eines zuzuschaltenden formschlüssigen Schaltelementes nicht mittels zusätzlicher konstruktiver Ausführungen durchführbar, wird die Synchronisierung durch eine entsprechende Betätigung der weiteren an der Schaltung beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente und/oder eines sogenannten Motoreingriffes realisiert. Während eines solchen Motoreingriffes wird beispielsweise das von der Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellte Antriebsmoment sowohl im Schub- als auch im Zugbetrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1 in dem für die Synchronisierung erforderlichen Umfang variiert. Dies gilt auch für die Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente während der Durchführung von angeforderten Zug- oder Schubschaltungen.
• 3a bis 3e zeigen jeweils zwei Schaltelementhälften 10, 11 des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F in verschiedenen Betriebszuständen. Dabei ist in 3a der vollständig geöffnete Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F dargestellt, in dem kein Formschluss zwischen den beiden Schaltelementhälften 10 und 11 vorliegt und in dem die Schaltelementhälften 10 und 11 in axialer Richtung x zueinander beabstandet sind.
• Die Schaltelementhälften 10 und 11 umfassen jeweils Klauenelemente 10A und 11A. Die Klauenelemente 10A und 11A sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles durch axiales Verstellen der Schaltelementhälfte 10 und/oder der Schaltelementhälfte 11 in Bezug auf die Schaltelementhälfte 11 bzw. die Schaltelementhälfte 10 formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar, um ein am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegendes Drehmoment in gewünschtem Umfang übertragen zu können.
• Bei Vorliegen einer entsprechenden Anforderung zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes A oder F wird an der jeweils verschiebbar ausgeführten Schaltelementhälfte 10 oder 11 eine entsprechende Betätigungskraft in Schließrichtung angelegt. Dies führt dazu, dass der axiale Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 10B und 11B der Klauenelemente 10A und 11A zunehmend reduziert wird.
• Ist die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 zu groß, sind die Klauenelemente 10A und 11A nicht formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar. In einem solchen Fall tritt ein sogenanntes Ratschen auf, während dem die Klauenelemente 10A und 11A in dem in 3b gezeigten Umfang im Bereich ihrer zugewandten Stirnflächen 10B und 11B in Umfangsrichtung der Schaltelementhälften 10 und 11 aneinander abgleiten. Ein solches Ratschen ist jedoch unerwünscht, da dieses mit zunehmender Betriebsdauer irreversible Schädigungen im Bereich der Klauenelemente 10A und 11A verursacht.
• Aus diesem Grund wird die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 durch entsprechende Betätigung der jeweils am Betriebszustandswechsel im Getriebe 3 beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente B bis E auf Werte innerhalb eines Differenzdrehzahlfensters eingestellt, das um die Synchrondrehzahl des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F herum angeordnet ist. Innerhalb dieses Differenzdrehzahlfensters sind die Klauenelemente 10A und 11A der Schaltelementhälften 10 und 11 in gewünschtem Umfang formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar.
• Es ist jedoch zu beachten, dass der herzustellende Formschluss durch eine sogenannte Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 verhindert werden kann. Dabei ist die Zahn-auf-Zahnstellung wie in 3c dargestellt dadurch charakterisiert, dass die Klauenelemente 10A und 11A im Bereich ihrer Stirnflächen 10B und 11B aneinander anliegen und die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 gleich null ist. Während einer solchen Zahn-auf-Zahnstellung des formschlüssigen Schaltelementes A oder F ist die Haftreibung zwischen den Stirnflächen 10B und 11B der Klauenelemente 10A und 11A so groß, dass das am formschlüssigen Schaltelement A oder F anliegende Drehmoment über das formschlüssige Schaltelement A bzw. F übertragen wird, ohne dass sich dabei die Zahn-auf-Zahnstellung auflöst.
• Zum Auflösen der Zahn-auf-Zahnstellung ist es vorteilhaft, wenn die in Schließrichtung am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegende Betätigungskraft reduziert wird und/oder das am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegende Drehmoment erhöht wird. Dabei wird die Haftreibung im Bereich zwischen den Stirnflächen 10B und 11B der Klauenelemente 10A und 11A durch das Reduzieren der Schließkraft abgesenkt. Gleichzeitig führt das Anheben des am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegenden Drehmomentes dazu, dass die Haftreibung zwischen den Stirnflächen 10B und 11B überwunden wird und die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 in einem für die Herstellung des Formschlusses zwischen den Klauenelementen 10A und 11A ermöglichenden Umfang ansteigt.
• In 3d ist ein Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F gezeigt, in dem zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 ein Formschluss mit einer sogenannten Teilüberdeckung der Klauenelemente 10A und 11A vorliegt. Ein solcher Betriebszustand liegt sowohl während eines Öffnungsvorganges als auch während eines Schließvorganges des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F vor.
• Aus dem am Schaltelement A bzw. F angreifenden Drehmoment und den Reibkoeffizienten der Flanken 10C und 11C resultiert eine Haftreibungskraft, die zwischen den Flanken 10C, 11C wirkt. Ist die jeweils in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F an den Schaltelementhälften 10 und 11 angreifende Betätigungskraft im Verhältnis zur Haftreibungskraft zwischen Flanken 10C und 11C der Klauenelemente 10A und 11A zu niedrig, tritt sogenanntes Flankenklemmen auf. Während eines solchen Flankenklemmens ist die axiale Relativstellbewegung zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 in Schließ- oder in Öffnungsrichtung gleich null, womit der angeforderte Betriebszustandswechsel des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F unterbleibt. Um ein solches Flankenklemmen zu vermeiden oder aufzulösen, kann beispielsweise die am Schaltelement A bzw. F anliegende Betätigungskraft angehoben und/oder das am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F jeweils anliegende Drehmoment im dafür erforderlichen Umfang reduziert werden.
• Der vollständig geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F ist in 3e dargestellt, in dem die volle Überdeckung zwischen den Klauenelementen 10A und 11A in axialer Richtung x vorliegt.
• 4a bis 4f zeigen jeweils eine 3a entsprechende Darstellung des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F. Bei dem Schaltelement A bzw. F weisen die Klauenelemente 10A und 11A der Schaltelementhälften 10 und 11, die in Umfangsrichtung der Schaltelementhälften 10 und 11 jeweils nebeneinander angeordnet sind, in axialer Richtung x jeweils eine unterschiedliche Länge auf. Dabei sind nachfolgend die längeren Klauenelemente unter den Bezugszeichen 10A1 bzw. 11A1 und die kürzeren Klauenelemente unter den Bezugszeichen 10A2 bzw. 11A2 näher gekennzeichnet.
• Diese Ausführung der formschlüssigen Schaltelemente A und F bietet den Vorteil, dass der Formschluss zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 bei höheren Differenzdrehzahlen zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 herstellbar ist als bei der in 3a bis 3e dargestellten Ausführung der formschlüssigen Schaltelemente A und F. Im Unterschied dazu weist die Ausführung des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F gemäß 4a bis 4f im Vergleich zu der Ausführung des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F gemäß 3a bis 3e eine geringere Robustheit gegenüber Ratschen auf.
• Das Schaltelement A bzw. F kann aufgrund der unterschiedlich lang ausgeführten Klauenelemente 10A1, 10A2 sowie 11A1 und 11A2 neben den zu 3a bis 3e beschriebenen Betriebszuständen des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F weitere Betriebszustände aufweisen, auf die in der nachfolgenden Beschreibung zu 4a bis 4f näher eingegangen wird.
• Zunächst ist in 4a wiederum der vollständig geöffnete Betriebszustand des Schaltelementes A bzw. F dargestellt. 4b zeigt wiederum den Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F während eines Ratschbetriebes. Während des Ratschbetriebes gleiten die Schaltelementhälften 10 und 11 im Bereich der Stirnflächen 10B 1 und 11B1 der längeren Klauenelemente 10A1 und 11A1 in Umfangsrichtung aneinander ab. Damit ist der Formschluss zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 nicht herstellbar. Dieser Ratschbetrieb ist wiederum in dem zu 3b beschriebenen Umfang durch Reduzieren der Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 vermeidbar bzw. beendbar.
• Des Weiteren zeigen 4c und 4d jeweils eine Zahn-auf-Zahnstellung, die das Herstellen des Formschlusses zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 verhindern. Dabei liegt in dem in 4c dargestellten Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Stirnflächen 10B 1 und 11B1 der längeren Klauenelemente 10A1 und 11A1 vor. Im Unterschied hierzu liegt die Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 bei dem in 4d dargestellten Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A oder F zwischen den Stirnflächen 11B1 der längeren Klauenelemente 11A1 der Schaltelementhälfte 11 und den Stirnflächen 10B2 der kürzeren Klauenelemente 10A2 der Schaltelementhälfte 10 vor.
• Unabhängig davon ist die jeweilige Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 in der zu 3c beschriebenen Art und Weise auflösbar bzw. vermeidbar.
• 4e zeigt einen Zwischenbetriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F zwischen dem vollständig geöffneten Betriebszustand und dem vollständig geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F. Während dieses Zwischenbetriebszustandes kann wiederum das vorstehend näher beschriebene Flankenklemmen zwischen den Klauenelementen 10A1, 10A2 und den Klauenelementen 11A1, 11A2 auftreten. Das Flankenklemmen ist wiederum in dem zu 3d beschriebenen Umfang vermeidbar bzw. auflösbar, um das formschlüssige Schaltelement A bzw. F im angeforderten Umfang öffnen bzw. schließen zu können.
• Der vollständig geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F ist in 4f dargestellt.
• Nachfolgend wird eine vorteilhafte Variante einer Einlernroutine beschrieben. Mittels der Einlernroutine sind mit den in 3a und 3e bzw. in 4a und 4f gezeigten Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 korrespondierende Referenzwerte von den formschlüssigen Schaltelementen A und F zugeordneten Sensoren ermittelbar. Dabei wird die Einlernroutine zunächst ausgehend von einem vollständig geöffneten Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F in Richtung des vollständig geschlossenen Betriebszustandes des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F durchgeführt. Während dieses Betriebszustandswechsels des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F werden jeweils die mit dem geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F korrespondierenden Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 bestimmt. Daran anschließend wird die Einlernroutine für den Betriebszustandswechsel des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F ausgehend vom vollständig geschlossenen Betriebszustand in Richtung des vollständig geöffneten Betriebszustandes durchgeführt. Während dieses Betriebszustandswechsels des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F werden die Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 bestimmt, die mit dem vollständig geöffneten Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F korrespondieren.
• Bei der Ausführung der formschlüssigen Schaltelemente A und F, bei der lediglich eine der beiden Schaltelementhälften 10 oder 11 in axialer Richtung verstellbar gegenüber der anderen Schaltelementhälfte 11 oder 10 verschiebbar ausgeführt ist, wird lediglich die axiale Stellbewegung der bewegbaren Schaltelementhälfte 10 oder 11 mittels des jeweils zugeordneten Sensors überwacht. Sind dagegen beide Schaltelementhälften 10 und 11 in axialer Richtung zueinander bewegbar ausgeführt, werden über den jeweils zugeordneten Sensor die Stellbewegungen der Schaltelementhälften 10 und 11 überwacht. Die Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 können über die Einlernroutine unabhängig davon ermittelt werden, welche Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 zuerst bestimmt werden.
• Während der Ermittlung der Referenzwerte des Sensors, die im vollständig geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A oder F mit den Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 korrespondieren, wird die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 zum Einlegezeitpunkt auf Werte innerhalb des dafür erforderlichen Differenzdrehzahlbereiches geführt. Dann weist die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 Werte nahe der Synchrondrehzahl des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F auf. Diese Maßnahme gewährleistet einerseits, dass das formschlüssige Schaltelement A bzw. F sicher eingelegt werden kann, und andererseits, dass ein Ratschbetrieb und somit eine Schädigung des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F vermieden wird.
• Bei dem vorliegend betrachteten Getriebe 3 wird die Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 der formschlüssigen Schaltelemente A und F durch entsprechende Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente B bis E realisiert.
• Da während des angeforderten Einlegevorgangs des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F die Möglichkeit einer Zahn-auf-Zahnstellung und/oder eines Flankenklemmens besteht, wird das formschlüssige Schaltelement A bzw. F in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise betätigt. Dabei werden sogenannte Gegenmaßnahmen gegen potentielle Zahn-auf-Zahnstellungen und gegen ein potentielles Flankenklemmen ergriffen. Dies ist erforderlich, da die Stellbewegung der Schaltelementhälfte 10 oder 11 oder beider Schaltelementhälften 10 und 11 in Schließrichtung sowohl während einer Zahn-auf-Zahnstellung als auch während eines Flankenklemmens gleich null ist. Dann besteht die Möglichkeit, dass die jeweils aktuelle Position der Schaltelementhälfte 10 und/oder 11 seitens des Sensors fehlerhaft als die Position angesehen wird, die mit dem vollständig geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F korrespondiert.
• Aus diesem Grund wird das am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F während des Schließvorganges anliegende Drehmoment vor dem Einspuren der Schaltelementhälften 10 und 11, d. h. bevor eine Überdeckung zwischen den Klauenelementen 10A und 11A bzw. 10A1 und 11A1 vorliegt, angehoben und zusätzlich wird die axiale Schließkraft reduziert, um eine potentielle Zahn-auf-Zahnstellung aufzulösen bzw. zu vermeiden.
• Daran anschließend wird das am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegende Drehmoment abgesenkt und die in Schließrichtung am Schaltelement A bzw. F anliegende axiale Ansteuerkraft erhöht, wenn davon ausgegangen wird, dass sich die Schaltelementhälften 10 und 11 teilweise miteinander in Überdeckung befinden. Diese Vorgehensweise bewirkt, dass ein potentielles Flankenklemmen zwischen den Schaltelementhälften 10 und 11 aufgelöst oder vermieden wird.
• Die vorbeschriebenen Maßnahmen gewährleisten, dass die Schaltelementhälften 10 und 11 des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F die mit dem vollständig geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F korrespondierenden Endlagen erreichen und die wiederum damit korrespondierenden Referenzwerte des Sensors ermittelt werden.
• Zur Bestimmung der mit dem vollständig geöffneten Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A oder F korrespondierenden Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 wird die Einlernroutine ausgehend von einem vollständig geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F im nachfolgend näher beschriebenen Umfang durchgeführt.
• Hierfür wird das vollständig geschlossene formschlüssige Schaltelement A bzw. F zunächst mit der maximal möglichen Betätigungskraft in Öffnungsrichtung betätigt bzw. angesteuert. Gleichzeitig wird das am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegende Drehmoment soweit wie möglich reduziert. Das Absenken des am formschlüssigen Schaltelement A bzw. F anliegenden Drehmomentes kann beispielsweise durch Öffnen aller Schaltelemente B bis E und A oder F erfolgen. In einem solchen Betriebszustand des Getriebes 3 ist der Kraftfluss im Getriebe 3 zwischen der Getriebeeingangswelle 5 und der Getriebeausgangswelle 6 unterbrochen und somit das am formschlüssigen Schaltelement A oder F anliegende Drehmoment minimal.
• Mittels dieser Vorgehensweise wird mit hoher Wahrscheinlichkeit gewährleistet, dass das formschlüssige Schaltelement A bzw. F in seinen vollständig geöffneten Betriebszustand überführt wird und der Sensor die Endlagen der Schaltelemente 10 und 11 fehlerfrei ermittelt.
• Die jeweils ermittelten Referenzwerte, die mit den geöffneten und mit den geschlossenen Betriebszuständen des formschlüssigen Schaltelementes A oder F korrespondieren, werden in einem dafür vorgesehenen Speicher zwischengespeichert.
• Um eine fehlerhafte Bestimmung dieser Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, dass die Einlernroutine mehrfach hintereinander durchgeführt wird. Die dabei jeweils ermittelten Endlagen der Schaltelementhälften 10 und 11 der formschlüssigen Schaltelemente A und F werden einander gegenübergestellt. Weichen die jeweils ermittelten Referenzwerte der Sensoren nur geringfügig voneinander ab, wird von einer ausreichend genauen Ermittlung der Referenzwerte ausgegangen. Im Anschluss daran werden die Referenzwerte in einem nicht flüchtigen Speicher eines Steuergerätes, vorzugsweise des Getriebesteuergerätes abgelegt.
• Sind die ermittelten Referenzwerte, die mit den geöffneten und den geschlossenen Betriebszuständen des formschlüssigen Schaltelementes A oder F korrespondieren, einmalig bestimmt worden, wird der Betriebsbereich des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F zusätzlich in Temperatur- und Druckklassen eingeteilt. Daran anschließend wird mit jedem Erreichen einer Klauenendlage, die entweder mit dem geöffneten oder mit dem geschlossenen Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A oder F korrespondiert, ein Referenzwert bzw. ein Positionswert der Endlage ermittelt. Dieser neu ermittelte Positionswert der Endlage der bewegbaren Schaltelementhälfte 10 wird mit dem zuvor ermittelten Positionswert der Endlage verglichen, der der Temperatur- und Druckklasse zugeordnet ist, für die der neue Positionswert ermittelt wurde. Ist der aktuell ermittelte Positionswert größer als der zuvor ermittelte Positionswert, wird der Positionswert der aktuellen Temperatur- und Druckklasse um einen definierten Wert erhöht. Ist der aktuell bestimmte Positionswert kleiner als der zuvor ermittelte Positionswert, wird der Positionswert der aktuell betrachteten Temperatur-und Druckklasse um einen Wert abgesenkt.
  Der jeweils adaptierte Wert wird für die aktuelle Temperatur- und Druckklasse hinterlegt und als Referenzwert für weitere Adaptionsschritte verwendet.
• Wenn eine gewisse vordefinierte Anzahl an Adaptionen für eine Temperatur- und Druckklasse durchgeführt wurde, wird der bedatbare Wert bzw. die vordefinierte Schrittweite verringert, um die der jeweils zuvor ermittelte Positionswert vergrößert oder verkleinert wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass die Adaption zu Beginn gröber und schneller durchgeführt wird und mit zunehmender Betriebszeit Abweichungen zwischen zwei Adaptionsschritten in geringerem Umfang berücksichtigt werden. Damit haben fehlerhafte Sensorsignale auf ein bereits ausadaptiertes System einen wesentlich geringeren Einfluss.
• Die in letztbeschriebenem Umfang ermittelten Adaptionswerte werden erst dann als Offset zu den initial eingelernten Endlagen der Schaltelementhälfte 10 addiert oder von diesen subtrahiert, wenn wiederum eine bedatbare Anzahl von Adaptionen für beide Endlagen der Schaltelementhälfte 10 durchgeführt wurde. Damit wird sichergestellt, dass die Adaptionen die physikalischen Endlagen der Schaltelementhälfte 10 so genau wie möglich abbilden, bevor sie zur Endlagenerkennung genutzt werden.
• Alternativ dazu oder kumulativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Adaption der Positionswerte der Endlagen der Schaltelementhälfte 10 in Abhängigkeit von definierten Fahrsituationen durchzuführen. Derartige Fahrsituationen stellen beispielsweise einen Schub- oder Lastmodus des Fahrzeugantriebsstranges1 dar. Des Weiteren ist die Adaption auch während eines Fahrzeugstillstandes oder bei eingelegter Übersetzung für Rückwärtsfahrt „R“ durchführbar.
• Mit zunehmender Sensorreife können die temperaturabhängigen Klassen auch durch eine Kennlinie ersetzt werden, deren Steigung und Stützpunkt über die Adaption adaptiert werden.
• 5 zeigt einen Verlauf eines Signales V des Sensors, der dem formschlüssigen Schaltelement A bzw. F gemäß 3a bzw. gemäß 4a zugeordnet ist. Mittels des Sensors wird jeweils die aktuelle Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte 10 des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F des Getriebes 3 während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes A bzw. F gegenüber der weiteren Schaltelementhälfte 11 über deren gesamten Stellweg erfasst. Dabei erstreckt sich der gesamte Stellweg der Schaltelementhälfte 10 von der in 5 gezeigten ersten Endlage Eausu, die mit einem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes A bzw. F korrespondiert, bis zu einer zweiten Endlage Eeino, die mit dem geschlossenen Zustand des Schaltelementes A bzw. F korrespondiert. Zusätzlich sind den beiden Endlagen Eausu und Eeino jeweils Schwellwerte Eeinu und Eauso zugeordnet, die mit den Endlagen Eeino und Eausu Stellwegbereiche definieren.
• Dabei weisen der Stellwegbereich zwischen der Endlage Eeino und Eeinu und dem Schwellwert sowie der Stellwegbereich zwischen der Endlage Eausu und dem Schwellwert Eauso jeweils eine derartige Breite auf, dass Streuungen des Signales des Sensors während der Ermittlung der Endlagen der Schaltelementhälfte 10 keine fehlerhafte Zuordnung bewirken. Diese Abweichungen des Signales V des Sensors resultieren sowohl aus Sensortoleranzen als auch aus einem sogenannten Getriebespiel. Dabei bewirkt das Getriebespiel, dass das formschlüssige Schaltelement A bzw. F im Betrieb des Getriebes 3 in Abhängigkeit der jeweils am Getriebe 3 anliegenden Last gegenüber dem zugeordneten Sensor als Ganzes in axialer Richtung verstellt wird, was eine punktgenaue Ermittlung der exakten Position für die Endlage verhindert.
• Vorliegend befindet sich das Schaltelement 10 zu einem Zeitpunkt T1 in seiner ersten Endlage. Aus diesem Grund weist das Signal V des Sensors den Wert der ersten Endlage Eausu auf. Zu einem Zeitpunkt T2 ergeht eine Anforderung zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F, weshalb der Verlauf des Signales V des Sensors ab dem Zeitpunkt T2 zunehmend in Richtung der zweiten Endlage Eeino ansteigt. Zu einem Zeitpunkt T3 überschreitet das Signal V des Sensors den Schwellwert Eauso. Zu einem darauf folgenden Zeitpunkt T4 weist das Signal V des Sensors den Wert des Schwellwertes Eeinu auf, weshalb der eingelegte Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F erkannt wird.
• Zu einem Zeitpunkt T5 ergeht wiederum eine Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F, weshalb das Schaltelement 10 in Richtung seiner ersten Endlage Eausu mit Betätigungsdruck beaufschlagt wird. Aus diesem Grund sinkt das Signal V des Sensors ab dem Zeitpunkt T5 wiederum in Richtung des Schwellwertes Eauso ab, wobei das Signal V des Sensors den Schwellwert Eauso zum Zeitpunkt T6 erreicht. Somit wird ab dem Zeitpunkt T6 der ausgelegte Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F erkannt. Mit weiter ablaufender Betriebszeit t sinkt das Signal V des Sensors weiter in Richtung des Endlagenwertes Eausu ab und überschreitet diesen zum Zeitpunkt T7.
• Das bedeutet, dass eine aktuelle Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte 10 über den Sensor ermittelt wird, die außerhalb des von den Endlagen Eausu und Eeino definierten Stellwegbereiches liegt. Zu einem Zeitpunkt T8 ist das Signal V des Sensors von der ersten Endlage bzw. dem damit korrespondierenden Endlagenwert Eausu größer als ein Schwellwert Eausschwell beabstandet. Aus diesem Grund wird eine Störung des Sensors erkannt und bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes A, F in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes 3 ermittelt, ob die bewegbare Schaltelementhälfte 10 in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.
• Bei dem 5 zugrunde liegenden Betriebszustandsverlauf wird das formschlüssige Schaltelement A bzw. F zum Zeitpunkt T8 wieder in Richtung der zweiten Endlage bzw. in Richtung seines geschlossenen Betriebszustandes angesteuert. Dies führt dazu, dass das Signal V des Sensors in Richtung der zweiten Endlage bzw. den damit korrespondierenden Endlagenwert Eeino ansteigt. Zu einem Zeitpunkt T9 überschreitet das Signal V des Sensors den Schwellwert Eeinu und steigt weiter in Richtung des Endlagenwertes Eeino an. Zu einem darauf folgenden Zeitpunkt T10 übersteigt das Signal V des Sensors auch den Endlagenwert Eeino und überschreitet diesen bis zu einem Zeitpunkt T11. Dabei ist die Abweichung des Signales V des Sensors vom Endlagenwert Eeino zum Zeitpunkt T11 größer als ein Schwellwert Eeinschwell. Aus diesem Grund wird eine Störung des Sensors erkannt und es werden wiederum die bereits zum Zeitpunkt T8 genannten Maßnahmen ergriffen. Über die während einer erkannten Störung des Sensors aktivierten zusätzlichen drehzahlbasierten Überwachungsfunktionen werden die Schaltwegpositionen der Schaltelementhälfte 10 nur noch aus der Ansteuerung der Schaltelementhälfte 10 und Sequenzen berechnet. Des Weiteren werden die Schaltelementhälften 10 und 11 über die Überwachungsfunktion bei jedem Ein- und Auslegevorgang des formschlüssigen Schaltelementes A bzw. F zusätzlich verdreht und entlastet. Damit wird sichergestellt, dass jeweils die gewünschten Endlagen mechanisch erreicht werden.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrzeugantriebsstrang

2

Antriebsmaschine

3

Getriebe

4

Abtrieb

5

Getriebeeingangswelle

6

Getriebeausgangswelle

7

Torsionsdämpfer

8

hydrodynamischer Drehmomentwandler

9

Wandlerüberbrückungskupplung

10, 11

Schaltelementhälfte

10A, 10A1, 10A2

Klauenelement

11A, 11A1, 11A2

Klauenelement

10B, 10B1, 10B2

Stirnfläche des Klauenelementes

10C

Flanke des Klauenelementes

11B, 11B1, 11B2

Stirnfläche des Klauenelementes

11C

Flanke des Klauenelementes

„1“ bis „9“

Übersetzung für Vorwärtsfahrt

A bis F

Schaltelement

Eauso

Schwellwert der ersten Endlage

Eausschwell

Schwellwert

Eausu

erste Endlage

Eeino

zweite Endlage

Eeinschwell

Schwellwert

Eeinu

Schwellwert

P1 bis P4

Planetenradsatz

„R“

Übersetzung für Rückwärtsfahrt

t

Zeit

T1 bis T11

diskreter Zeitpunkt

V

Signal des Sensors

• 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 102005002337 A1 [0002]
• DE 102008000429 A1 [0006]

Claims (18)

1. Verfahren zum Überwachen eines Signales eines Sensors, mittels welchem jeweils eine Stellwegposition wenigstens einer bewegbaren Schaltelementhälfte (10) eines formschlüssigen Schaltelementes (A, F) eines Getriebes (3) während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes (A, F) gegenüber einer weiteren Schaltelementhälfte (11) über deren gesamten Stellweg erfassbar ist, wobei die Schaltelementhälften (10, 11) formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar sind und der gesamte Stellweg der bewegbaren Schaltelementhälfte (10) sich von einer ersten Endlage, die mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, bis zu einer zweiten Endlage erstreckt, die mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermitteln einer aktuellen Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte (10) über den Sensor, die außerhalb des von den Endlagen definierten Stellwegbereiches liegt und von der ersten Endlage oder von der zweiten Endlage größer als ein Schwellwert beabstandet ist, eine Störung des Sensors erkannt wird und bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes (A, F) in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes (3) ermittelt wird, ob die bewegbare Schaltelementhälfte (10) in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen oder Schließen und bei erkannter Störung des Sensors ein jeweils am Schaltelement anliegendes Drehmoment sowie eine angelegte Betätigungskraft variiert werden, um die Schaltelementhälften des Schaltelementes während der Durchführung des jeweils angeforderten Betriebszustandswechsels zu entlasten und gegeneinander zu verdrehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine sensorseitige Ermittlung und anschließende Adaption der Endlagen des bewegbaren Schaltelementes bei erkannter Störung des Sensors unterbleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Schaltelement anliegendes Drehmoment, eine Betätigungskraft des Schaltelementes (A, F) und eine Differenzdrehzahl zwischen Schaltelementhälften (10, 11) des formschlüssigen Schaltelementes (A, F) während der Bestimmung von Referenzwerten des Sensors, die mit den Endlagen korrespondieren, so variiert werden, dass das formschlüssige Schaltelement (A, F) in seinen geöffneten oder in seinen geschlossenen Betriebszustand überführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (A, F) während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, mit einer in Öffnungsrichtung des Schaltelementes (A, F) wirkenden Betätigungskraft beaufschlagt wird, die größer als ein Schwellwert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Schaltelement (A, F) anliegendes Drehmoment während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenzdrehzahl zwischen Schaltelementhälften (10, 11) des Schaltelementes (A, F) während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, jeweils auf Werte innerhalb eines Drehzahlbereiches eingestellt wird, der um den Nullpunkt herum angeordnet ist und innerhalb dem die Schaltelementhälften (10, 11) formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Schaltelement (A, F) anliegendes Drehmoment während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, und vor einem Formschluss zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) jeweils auf Werte größer als ein Schwellwert eingestellt wird, oberhalb dem eine Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) unterbleibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Schaltelement (A, F) anliegende Betätigungskraft während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, und vor einem Formschluss zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) jeweils auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt wird, unterhalb dem eine Zahn-auf-Zahnstellung zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) unterbleibt und das Schaltelement (A, F) in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Schaltelement (A, F) anliegendes Drehmoment während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, und bei Vorliegen eines Formschluss zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) jeweils auf Werte kleiner als ein Schwellwert eingestellt wird, unterhalb dem ein Flankenklemmen zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) unterbleibt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Schaltelement (A, F) anliegende Betätigungskraft während der Bestimmung des Referenzwertes des Sensors, der mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, und bei Vorliegen eines Formschlusses zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) jeweils auf Werte größer als ein Schwellwert eingestellt wird, oberhalb dem ein Flankenklemmen zwischen den Schaltelementhälften (10, 11) unterbleibt und das Schaltelement (A, F) in seinen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzwerte des Sensors mehrmals bestimmt und die ermittelten Referenzwerte einander gegenübergestellt werden, wobei die Referenzwerte bei Ermittlung einer Abweichung zwischen den Referenzwerten innerhalb eines Toleranzbandes dauerhaft abgespeichert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter des Schaltelementes (A, F) einen Verschiebeweg einer Schaltelementhälfte (10 oder 11) des Schaltelementes entspricht, die gegenüber der anderen Schaltelementhälfte (11 oder 10) des Schaltelementes (A, F) translatorisch verschiebbar ausgeführt ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das formschlüssige Schaltelement (A, F) ein Schaltelement eines Getriebes (3) ist, das weitere als reibschlüssige Schaltelemente ausgeführte Schaltelemente (B bis E) umfasst, wobei das am formschlüssigen Schaltelement (A, F) anliegende Drehmoment durch entsprechendes Betätigen der reibschlüssigen Schaltelemente (B bis E) variiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) eine Getriebeeingangswelle (5) aufweist, wobei das am formschlüssigen Schaltelement (A, F) anliegende Drehmoment durch entsprechendes Einstellen eines an der Getriebeeingangswelle (5) anliegenden Drehmomentes variiert wird.
16. Steuergerät zum Überwachen eines Signales eines Sensors, mittels welchem jeweils eine Stellwegposition wenigstens einer bewegbaren Schaltelementhälfte (10) eines formschlüssigen Schaltelementes (A, F) eines Getriebes (3) während eines Öffnens oder eines Schließens des Schaltelementes (A, F) gegenüber einer weiteren Schaltelementhälfte (11) über deren gesamten Stellweg erfassbar ist, wobei die Schaltelementhälften (10, 11) formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar sind und der gesamte Stellweg der bewegbaren Schaltelementhälfte (10) sich von einer ersten Endlage, die mit dem geöffneten Betriebszustand des Schaltelementes korrespondiert, und einer zweiten Endlage erstreckt, die mit dem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes (A, F) korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass bei Ermitteln einer aktuellen Stellwegposition der bewegbaren Schaltelementhälfte (10) über den Sensor, die außerhalb des von den Endlagen definierten Stellwegbereiches liegt und von der ersten Endlage oder von der zweiten Endlage größer als ein Schwellwert beabstandet ist, mittels des Steuergerätes eine Störung des Sensors erkannt wird und bei einer sich daran anschließenden Betätigung des Schaltelementes (A, F) in Abhängigkeit von Drehzahlen von Bauteilen des Getriebes (3) durch das Steuergerät ermittelt wird, ob die bewegbare Schaltelementhälfte (10) in der jeweils angeforderten Endlage vorliegt.
17. Steuergerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 steuerungsseitig ausführt.
18. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät gemäß Anspruch 16, ausgeführt wird.

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