DE102018222026A1 - Error detection procedure when shifting a transmission - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Verstellen eines Schaltelements für einen Schaltvorgang in einem Getriebe, umfassend die Schritte: Verstellen des Schaltelements zum Ausführen des Schaltvorgangs, Ermitteln eines Ist-Schaltwegverlaufs (13, 16) während des Verstellens des Schaltelements, Vergleichen des ermittelten Ist-Schaltwegverlaufs (13, 16) mit einem Soll-Schaltwegverlauf (12, 15) und Erkennen eines Fehlers beim Verstellen des Schaltelements, wenn eine Abweichung zwischen dem Soll-Schaltwegverlauf (12, 15) und dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf (13, 16) vorliegt.The present invention relates to a method for fault detection when adjusting a shift element for a shifting process in a transmission, comprising the steps: adjusting the shifting element to carry out the shifting process, determining an actual shifting path (13, 16) during the shifting of the shifting element, comparing the determined actual switching path (13, 16) with a target switching path (12, 15) and recognizing an error when adjusting the switching element if there is a discrepancy between the target switching path (12, 15) and the determined actual switching path (13 , 16) is present.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Verstellen eines Schaltelements in einem Getriebe gemäß der im Patentanspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method for detecting faults when adjusting a switching element in a transmission in accordance with the type defined in more detail in
Es ist bekannt, dass bei automatisierten Getrieben ein gewünschter Gang durch einen Getriebesteller ein- und ausgelegt wird, der beispielsweise elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt wird. Eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Gangzahnrad und einer zugeordneten Welle erfolgt mittels einer Schaltkupplung als Schaltglied, die axial verschiebbar auf der Welle angebracht ist. Zum Einlegen des Ganges wird die Schaltkupplung durch den Getriebesteller mittels einer Schaltmechanik axial auf der Welle verschoben, bis die Schaltkupplung und das Gangzahnrad in Eingriff stehen. Der zurückgelegte Weg des Schaltgliedes wird dabei als Endposition bzw. Anschlagposition mittels eines Wegsensors erfasst und an eine Steuerelektronik übermittelt, die den Getriebesteller entsprechend ansteuert.It is known that in the case of automated transmissions, a desired gear is engaged and disengaged by a transmission actuator which is actuated, for example, electromechanically, hydraulically or pneumatically. A positive connection between a gear wheel and an associated shaft is made by means of a clutch as a switching element, which is axially displaceably mounted on the shaft. To engage the gear, the clutch clutch is shifted axially on the shaft by the gear actuator using a shift mechanism until the clutch and the gear wheel mesh. The distance traveled by the switching element is detected as the end position or stop position by means of a displacement sensor and transmitted to control electronics which control the transmission actuator accordingly.
Die
Bei dieser Vorgehensweise ergibt sich jedoch das Problem, dass sich die Anschlagpositionen der Schaltmechanik im Getriebe aufgrund von Verschleiß und Temperatureinflüssen verändern können. Eine verschleiß- und temperaturbedingte Änderung einer Anschlagposition kann trotz Berücksichtigung einer entsprechenden Kompensation noch mehrere Millimeter betragen, womit eine Ermittlung der Funktionsfähigkeit der Schaltmechanik zum Schalten von Getriebegängen anhand der Auswertung von Anschlagpositionen nicht in allen Situationen gegeben ist.With this procedure, however, the problem arises that the stop positions of the switching mechanism in the transmission can change due to wear and temperature influences. A wear and temperature-related change in a stop position can still amount to several millimeters despite taking into account appropriate compensation, which means that the functionality of the gearshift mechanism for shifting transmission gears based on the evaluation of stop positions is not available in all situations.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Schalten eines Getriebes eines Fahrzeuges vorzuschlagen, mit dem die Fehlererkennung verbessert ist. Zudem sollen ein entsprechendes Steuergerät und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The present invention is based on the object of proposing a method for fault detection when shifting a transmission of a vehicle, with which the fault detection is improved. In addition, a corresponding control device and a computer program product for carrying out the method are to be specified.
Diese Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Steuergerät sowie ein Computerprogrammprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen. Dabei sollen Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät und dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt gelten, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann.This object is solved by the claims. From a procedural point of view, this object is achieved by the features of
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Verstellen eines Schaltelements in einem Getriebe zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfassend die folgenden Schritte:
- - Verstellen des Schaltelements zum Ausführen eines Schaltvorgangs,
- - Ermitteln eines Ist-Schaltwegverlaufs während des Verstellens des Schaltelements,
- - Vergleichen des ermittelten Ist-Schaltwegverlaufs mit einem Soll-Schaltwegverlauf und
- - Erkennen eines Fehlers beim Verstellen des Schaltelements, wenn eine Abweichung zwischen dem Soll-Schaltwegverlauf und dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf vorliegt.
- - adjusting the switching element to carry out a switching process,
- Determining an actual switching path during the adjustment of the switching element,
- - Comparing the determined actual shift path with a target shift path and
- - Detection of an error when adjusting the switching element if there is a discrepancy between the target shift path curve and the determined actual shift path curve.
Ein Getriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem mehrere Übersetzungsstufen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente bevorzugt automatisiert schaltbar sind. Derartige Getriebe finden vor allem in Fahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltelemente kann das Getriebe in eine Neutralposition gebracht werden, in welcher der Verbrennungsmotor vom Abtrieb getrennt ist. Bei dem Schaltelement kann es sich um ein formschlüssiges Schaltelement handeln. Das Schaltelement kann insbesondere als Zahnrad bzw. Schaltkupplung ausgestaltet sein.A transmission here denotes in particular a multi-speed transmission in which a plurality of gear ratios, that is to say fixed gear ratios between two shafts of the transmission, can preferably be switched automatically by switching elements. Such transmissions are used primarily in vehicles in order to suitably adapt the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistances of the vehicle. By appropriately controlling the shifting elements, the transmission can be brought into a neutral position, in which the internal combustion engine is separated from the output. The switching element can be a positive-locking switching element. The switching element can in particular be designed as a gear wheel or clutch.
Unter dem Schaltvorgang ist bevorzugt ein Vorgang zu verstehen, bei welchem das Schaltelement mit einem anderen Schaltelement, insbesondere einem Zahnrad, in Wirkverbindung gebracht wird. Im Rahmen des Schaltvorgangs wird in dem Getriebe von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand gewechselt. Unter einem Schaltvorgang kann demzufolge ein Schalten aus einem Gang in einen anderen Gang, ein Schalten aus einem Gang in eine Neutralposition sowie ein Schalten aus einer Neutralposition in einen Gang verstanden werden.The switching process is preferably to be understood as a process in which the Switching element with another switching element, in particular a gear, is brought into operative connection. As part of the switching process, the transmission changes from a first switching state to a second switching state. A shift operation can therefore be understood to mean shifting from one gear to another gear, shifting from one gear to a neutral position and shifting from a neutral position to a gear.
Das Verstellen des Schaltelements kann mittels einer Verstelleinrichtung erfolgen, welche als Schaltaktuator ausgebildet sein kann. Der Schaltaktuator kann als hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer Stellzylinder oder als elektrischer Aktuator ausgebildet sein, mittels welchem eine Schaltmechanik des Getriebes zum Verstellen des Schaltelements während eines Schaltvorgangs betätigt wird.The switching element can be adjusted by means of an adjusting device, which can be designed as a switching actuator. The shift actuator can be designed as a hydraulically or pneumatically actuated actuating cylinder or as an electrical actuator, by means of which a shift mechanism of the transmission for adjusting the shift element is actuated during a shift process.
Ein Ermitteln des Schaltwegverlaufs kann beispielsweise erfolgen durch Erfassen der Position des Schaltelements mittels einer Wegsensorik während des Verstellens des Schaltelements. Die Wegsensorik kann beispielsweise als Wegsensor ausgebildet sein, welcher an der Schaltmechanik des Getriebes, wie beispielsweise dem Schaltaktuator, einer Schaltschiene oder einer Schaltgabel angeordnet sein kann.The course of the switching path can be determined, for example, by detecting the position of the switching element by means of a displacement sensor system during the adjustment of the switching element. The displacement sensor system can be designed, for example, as a displacement sensor, which can be arranged on the shift mechanism of the transmission, such as the shift actuator, a shift rail or a shift fork.
Das Erkennen eines Fehlers beim Verstellen des Schaltelements kann mittels einer Auswerteeinheit, beispielsweise eine Recheneinheit eines Steuergerätes, durch einen Vergleich des Soll-Schaltwegverlaufs mit dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf erfolgen.An error when adjusting the switching element can be identified by means of an evaluation unit, for example a computing unit of a control unit, by comparing the target switching path profile with the determined actual switching path profile.
Dadurch, dass das vorgeschlagene Verfahren zur Fehlererkennung nicht nur die Anschlagpositionen sondern den Schaltwegverlauf des Schaltelements während des Verstellens des Schaltelements berücksichtigt, kann ein Fehler beim Verstellen des Schaltelements, wie beispielsweise eine gebrochene Schaltmechanik, mit größerer Sicherheit erkannt werden.Because the proposed method for error detection takes into account not only the stop positions but also the switching path of the switching element during the adjustment of the switching element, an error when adjusting the switching element, such as a broken switching mechanism, can be detected with greater certainty.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Ist-Schaltwegverlauf bereits mit Beginn der Ansteuerung der Verstelleinrichtung zum Betätigen des Schaltelements und bis zum Erreichen der Zielposition des Schaltelements ermittelt wird. Mit anderen Worten wird der gesamte Schaltwegverlauf des Schaltelements bei dem Verfahren zur Fehlererkennung betrachtet.Within the scope of the method according to the invention, it can be provided that the actual switching path curve is determined as soon as the actuation of the adjusting device for actuating the switching element begins and until the target position of the switching element is reached. In other words, the entire switching path course of the switching element is considered in the method for error detection.
Das Getriebe kann beispielsweise ein synchronisiertes Getriebe mit synchronisiert ausgebildeten Schaltelementen oder ein unsynchronisiertes Getriebe mit unsynchronisiert ausgebildeten Schaltelementen oder ein teilsynchronisiertes Getriebe mit sowohl synchronisiert als auch unsynchronisiert ausgebildeten Schaltelementen sein. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Schaltelements ergibt sich ein entsprechender Schaltwegverlauf, bei der Verstellung des Schaltelements. Daher ist weiter vorgesehen, dass für jedes der in dem Getriebe vorhandenen Schaltelemente oder für jede der in dem Getriebe vorhandene Art von Schaltelementen je ein Soll-Schaltwegverlauf hinterlegt ist, der bei der Betätigung des jeweiligen Schaltelements mit dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf verglichen wird. Der Soll-Schaltwegverlauf für die in dem Getriebe vorhandenen Schaltelemente ist vorzugsweise in einem Speicher des Steuergeräts abgelegt.The gearbox can be, for example, a synchronized gearbox with synchronized switching elements or an unsynchronized gearbox with unsynchronized switching elements or a partially synchronized gearbox with both synchronized and unsynchronized switching elements. Depending on the design of the switching element, there is a corresponding switching path curve when the switching element is adjusted. It is therefore further provided that for each of the shift elements present in the transmission or for each of the type of shift elements present in the transmission, a target shift path curve is stored, which is compared with the determined actual shift path curve when the respective shift element is actuated. The set shift path course for the shift elements present in the transmission is preferably stored in a memory of the control unit.
So ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Soll-Schaltwegverlauf für das Einlegen eines Getriebegangs bei einem synchronisiert ausgebildeten Schaltelement des Getriebes während des Angleichens der Drehzahlen der zu synchronisierenden Getriebeelemente einen Bereich mit einem zumindest annähernd konstanten Verlauf aufweist, der bei der Fehlererkennung berücksichtigt wird. Beim Schalten eines synchronisierten Schaltelements wird während des Verstellens des Schaltelements ein sogenannter Synchronpunkt erreicht, an welchem Synchronelemente des synchronisierten Schaltelements miteinander in Kontakt kommen. Die Synchronelemente können beispielsweise als konusförmige Reibelemente ausgebildet sein. Mit Erreichen des Synchronpunktes erfolgt ein Angleichen der Drehzahlen der zu synchronisierenden Getriebeelemente, was dazu führt, dass kurzzeitig keine Änderung des Schaltwegs erfolgt, dieser also für eine kurze Zeitdauer zumindest nahezu konstant bleibt. Weist der während des Verstellens des Schaltelements erfasste Schaltwegverlauf einen solchen zumindest annähernd konstanten Verlauf nicht auf, dann wird ein Fehler beim Verstellen des Schaltelements erkannt. So bildet sich beispielsweise bei einem Bruch einer Schaltschiene, einer Schaltgabel oder eines Schaltfingers zum Betätigen des Schaltelements beim vermeintlichen Einlegen eines Ganges kein Synchronpunkt aus und es wird ein Fehler erkannt.Thus, in one embodiment of the invention it is provided that the target shift path for the engagement of a gear in a synchronized shift element of the transmission during the adjustment of the speeds of the gear elements to be synchronized has an area with an at least approximately constant course, which takes into account in the error detection becomes. When switching a synchronized switching element, a so-called synchronization point is reached during the adjustment of the switching element, at which synchronizing elements of the synchronized switching element come into contact with one another. The synchronizing elements can be designed, for example, as conical friction elements. When the synchronization point is reached, the speeds of the gear elements to be synchronized are adjusted, which means that there is no change in the shifting path for a short time, so that it remains at least almost constant for a short period of time. If the switching path curve recorded during the adjustment of the switching element does not have such an at least approximately constant curve, then an error is detected when the switching element is adjusted. For example, if a shift rail, a shift fork or a shift finger breaks to operate the shift element when a gear is supposed to be engaged, no synchronization point is formed and an error is detected.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Soll-Schaltwegverlauf für das Einlegen eines Getriebegangs bei einem unsynchronisiert ausgebildeten Schaltelement des Getriebes beim Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung einen Bereich mit einem zumindest annähernd konstanten Verlauf aufweist, der bei der Fehlererkennung berücksichtigt wird. Wird ein unsynchronisiertes Schaltelement zur Ausführung einer Rückschaltung betätigt, dann erfolgt die Synchronisierung bekanntermaßen mittels einer Motor- und Kupplungssteuerung. So werden die Schaltelemente des Getriebes durch teilschließen der Kupplung und durch kurzzeitiges Erhöhen der Motordrehzahl auf eine Anschlussdrehzahl des zu schaltenden Ganges gebracht. Wird ein unsynchronisiertes Schaltelement zur Ausführung einer Hochschaltung betätigt, dann wird zur Synchronisierung bekanntermaßen eine Getriebebremse angesteuert, um die Schaltelemente des Getriebes auf eine Anschlussdrehzahl des zu schaltenden Ganges zu bringen. Beim Einlegen des Getriebegangs kann es an dem unsynchronisiert ausgebildeten Schaltelement zu einer sogenannten Zahn-auf-Zahn-Stellung kommen. Wird eine solche Zahn-auf-Zahn-Stellung bei dem ermittelten Ist-Schaltverlauf erkannt, dann kann von einer funktionsfähigen Schaltmechanik ausgegangen werden.According to a further embodiment, it is provided that the target gearshift path profile for engaging a gear in an unsynchronized gearshift element of the gearbox has a region with an at least approximately constant profile when a tooth-on-tooth position occurs, which is taken into account in the fault detection . Becomes a If the unsynchronized switching element is actuated to perform a downshift, then the synchronization is known to take place by means of a motor and clutch control. The shifting elements of the transmission are brought to a connection speed of the gear to be shifted by partially closing the clutch and briefly increasing the engine speed. If an unsynchronized shifting element is actuated to carry out an upshift, a transmission brake is known to be controlled for synchronization in order to bring the shifting elements of the transmission to a connection speed of the gear to be shifted. When the gear is engaged, a so-called tooth-on-tooth position can occur on the unsynchronized switching element. If such a tooth-on-tooth position is recognized in the determined actual shift pattern, then a functional shift mechanism can be assumed.
Da das Einlegen eines Getriebegangs nach dem Synchronisiervorgang jedoch auch erfolgen kann, ohne dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung erfolgt, kann nicht automatisch davon ausgegangen werden, dass beim Ausbleiben einer Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Fehler der Schaltmechanik vorliegt. Vielmehr ist hierbei vorgesehen, dass diese Methode der Fehlererkennung mit einer weiteren hier beschriebenen Methode kombiniert wird und ein Fehler der Schaltmechanik lediglich dann als erkannt gilt, wenn mittels beider Methoden ein Fehler erkannt wurde.However, since a gear can be engaged after the synchronization process without a tooth-on-tooth position, it cannot be automatically assumed that there is an error in the switching mechanism if there is no tooth-on-tooth position. Rather, it is provided here that this method of error detection is combined with a further method described here and an error in the switching mechanism is only considered to be recognized if an error was identified using both methods.
In bestimmten Betriebssituationen des Fahrzeugs ist eine Verstellung des Getriebes in eine Neutralposition vorgesehen. Zur Realisierung der Neutralposition wird eine zwischen einem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung geöffnet, wodurch der Antriebsmotor von dem Getriebe getrennt wird. Anschließend wird zumindest an einem Schaltelement des Getriebes durch Auslegen des aktuellen Getriebegangs die Neutralposition eingestellt. Durch Einstellen der Neutralposition in dem Getriebe bleibt der Antriebsstrang auch dann getrennt, wenn nach der Neutralschaltung die zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung wieder geschlossen wird. Eine solche Betriebssituation kann beispielsweise ein Fahrzeugstillstand oder eine Rollphase des Fahrzeugs sein. Wird ein Fahrzeugstillstand erkannt, dann wird das Getriebe nach Neutral geschaltet und daran anschließend die Kupplung wieder geschlossen, wodurch das Ausrücklager der Kupplung während des Fahrzeugstillstands geschont werden kann. Auch während einer Rollphase des Fahrzeugs, während der der Antriebsmotor von den Antriebsrädern getrennt ist, wird das Getriebe nach Neutral geschaltet und die Kupplung zur Schonung des Ausrücklagers geschlossen.In certain operating situations of the vehicle, an adjustment of the transmission to a neutral position is provided. To implement the neutral position, a clutch arranged between a drive motor and the transmission is opened, whereby the drive motor is separated from the transmission. The neutral position is then set at least on one shift element of the transmission by disengaging the current transmission gear. By setting the neutral position in the transmission, the drive train remains disconnected even if the clutch arranged between the drive motor and the transmission is closed again after the neutral shift. Such an operating situation can be, for example, a vehicle standstill or a rolling phase of the vehicle. If a vehicle standstill is detected, the transmission is switched to neutral and then the clutch is closed again, so that the clutch release bearing can be protected during the vehicle standstill. Even during a rolling phase of the vehicle, during which the drive motor is separated from the drive wheels, the transmission is switched to neutral and the clutch is closed to protect the release bearing.
Falls jedoch die Neutralposition des Getriebes erkannt wurde, obwohl in dem Getriebe noch ein Gang eingelegt ist, dann wird bei einem Schließen der zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordneten Kupplung wieder ein Kraftschluss im Antriebsstrang hergestellt. Dies führt bei einem Fahrzeugstillstand zu einem ungewollten Anfahren des Fahrzeugs, was aus Sicherheitsaspekten zu vermeiden ist. Auch wäre eine Rollphase des Fahrzeugs nicht möglich, da der Antriebsstrang bei eingelegtem Gang nach dem Schließen der Kupplung in einer Schubphase anstatt der gewünschten Rollphase betrieben wird. Als Schubphase wird eine Betriebssituation des Fahrzeugs verstanden, in welcher der Antriebsmotor des Fahrzeugs bei geschlossenem Kraftschluss im Antriebsstrang durch das Fahrzeug geschleppt wird. Als Rollphase wird eine Betriebssituation des Fahrzeugs verstanden, in welcher der Verbrennungsmotor möglichst verbrauchsreduziert und emissionsarm im Leerlauf betrieben werden kann, während das Fahrzeug mit offenem Antriebsstrang rollt.If, however, the neutral position of the transmission has been recognized, even though a gear is still engaged in the transmission, then when the clutch arranged between the drive motor and the transmission is closed, a frictional connection is restored in the drive train. When the vehicle is at a standstill, this leads to an unwanted start-up of the vehicle, which should be avoided for safety reasons. A rolling phase of the vehicle would also not be possible, since the drive train is operated in a push phase instead of the desired rolling phase when the gear is engaged after the clutch is closed. An overrun phase is understood to mean an operating situation of the vehicle in which the drive motor of the vehicle is dragged through the vehicle when the powertrain is closed in the drive train. The rolling phase is understood to mean an operating situation of the vehicle in which the internal combustion engine can be operated with as little consumption as possible and with low emissions while idling, while the vehicle is rolling with the drive train open.
Eine Neutralposition des Getriebes kann beispielhaft dann fälschlicherweise erkannt werden, wenn die Neutralposition mittel einem Wegsensor ermittelt wird, welche an einem Schaltaktuator zum Betätigen eines Schaltelements angeordnet ist. Weist die Schaltmechanik einen Fehler in Form eines Bruchs auf, dann wird mittels des Wegsensors die Neutralposition des Schaltelements ermittelt obwohl das Schaltelement nicht in die Neutralposition verstellt wurde und folglich in dem Getriebe noch ein Gang eingelegt ist. Eine Erkennung, dass ein eingelegter Getriebegang bei der Betätigung des Schaltelements tatsächlich ausgelegt wurde, ist daher zwingend erforderlich.A neutral position of the transmission can be incorrectly recognized, for example, if the neutral position is determined by means of a displacement sensor which is arranged on a shift actuator for actuating a shift element. If the shift mechanism has an error in the form of a break, the neutral position of the shift element is determined by means of the displacement sensor although the shift element has not been shifted into the neutral position and consequently a gear is still engaged in the transmission. It is therefore imperative to recognize that an engaged gear has actually been disengaged when the shift element is actuated.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass der Soll-Schaltwegverlauf für das Auslegen eines Getriebegangs bei einem als Klauenschaltelement ausgebildeten Schaltelement des Getriebes einen Bereich aufweist, der bedingt ist durch eine Ausgestaltung eines Verzahnungsprofils einer Klauenverzahnung des Schaltelements. Je nach Ausgestaltung des Verzahnungsprofils, beispielsweise der Ausgestaltung einer Hinterhakung oder Hinterrollung der Klauenverzahnung, ergibt sich beim Gangauslegen ein leichtes Hängenbleiben der Klauenverzahnungen aneinander. Das Hängenbleiben der Klauenverzahnungen und damit die Verzögerung beim Auslegen des Getriebegangs sind zudem abhängig von einer an dem Schaltelement noch wirkenden Drehmomentlast beim Auslegen des Getriebegangs. Je größer die am Schaltelement noch wirkende Drehmomentlast ist, desto stärker bleiben die Klauenverzahnungen des Schaltelements aneinander hängen. Dieses Hängenbleiben kann bei der Ermittlung des Schaltwegverlaufs als entsprechende Verzögerung des Schaltwegverlaufs erkannt und für die Überwachung der Schaltmechanik herangezogen werden. Weist der ermittelte Ist-Schaltwegverlauf beim Auslegen des Getriebegangs eine durch das Verzahnungsprofil bedingte Verzögerung auf, dann kann davon ausgegangen werden, dass die Funktionsfähigkeit der Schaltmechanik gegeben ist und der Gang ausgelegt wurde.According to a further refinement, it is therefore provided that the target shifting path for the design of a transmission gear in the case of a shift element of the transmission designed as a claw shift element has a range which is caused by the configuration of a tooth profile of a claw toothing of the shift element. Depending on the design of the toothing profile, for example the design of a hook or rolling of the claw toothing, there is a slight sticking of the claw toothing to one another when the gear is disengaged. The jamming of the claw gears and thus the delay when disengaging the gear are also dependent on a torque load still acting on the shift element when disengaging the gear. The greater the torque load still acting on the switching element, the more the claw teeth of the switching element remain attached to one another. This sticking can be recognized as a corresponding delay in the switching path curve when determining the switching path curve and can be used for monitoring the switching mechanism. If the ascertained actual gearshift path curve shows a delay due to the toothing profile when the gear is disengaged, it can be assumed that the gear mechanism is functional and the gear has been disengaged.
Werden die Klauenverzahnungen des Klauenschaltelements bei völliger Drehmomentfreiheit ausgespurt, dann kann die Verzögerung beim Auslegen des Getriebegangs sehr gering sein oder die Klauenverzahnungen können ggf. bedingt durch Antriebsstrangschwingungen auch ohne Verzögerung ausgespurt werden. Daher kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass dann, wenn keine Verzögerung beim Auslegen des Getriebegangs erkannt wurde, diese Methode der Fehlererkennung mit einer weiteren hier beschriebenen Methode kombiniert wird und ein Fehler der Schaltmechanik lediglich dann als erkannt gilt, wenn mittels beider Methoden ein Fehler erkannt wurde. If the claw gear teeth of the claw shifting element are disengaged while there is no torque at all, then the delay when designing the transmission gear can be very small or the claw gear teeth can also be disengaged without delay due to drive train vibrations. Therefore, it can preferably be provided that if no delay in the selection of the transmission gear has been detected, this method of error detection is combined with a further method described here, and an error in the gearshift mechanism is only considered to be detected if an error was detected using both methods .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Gradient des Soll-Schaltwegverlaufs mit einem Gradienten des ermittelten Ist-Schaltwegverlaufs verglichen wird und ein Fehler beim Verstellen des Schaltelements erkannt wird, wenn der Gradient des ermittelten Ist-Schaltwegverlaufs von dem Gradienten des Soll-Schaltwegverlauf abweicht. Liegt eine gebrochene Schaltmechanik vor, dann reduziert sich beim Betätigen der Schaltmechanik die träge Masse der Schaltmechanik und unter Umständen auch eine Reibung der Schaltmechanik. Dadurch wird bei gleicher Ansteuerung der Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schaltelements dieselbe mit einer höheren Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung betätigt. Weicht der Gradient des ermittelten Ist-Schaltwegverlaufs von dem Gradienten des Soll-Schaltwegverlaufs um mehr als eine vorgebbare Toleranz ab, dann wird ein Fehler beim Verstellen des Schaltelements erkannt.According to a further refinement, it is provided that a gradient of the target switching path profile is compared with a gradient of the determined actual switching path profile and an error in adjusting the switching element is recognized if the gradient of the determined actual switching path profile deviates from the gradient of the target switching path profile . If the switching mechanism is broken, the inertial mass of the switching mechanism and, under certain circumstances, friction of the switching mechanism are reduced when the switching mechanism is actuated. As a result, with the same activation of the adjusting device for adjusting the switching element, the same is actuated at a higher speed or the acceleration. If the gradient of the determined actual switching path curve deviates from the gradient of the target switching path curve by more than a predeterminable tolerance, then an error is detected when adjusting the switching element.
Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Soll-Schaltwegverlauf zumindest zwei den Schaltwegverlauf kennzeichnende Bereiche aufweist und das Erkennen eines Fehlers beim Verstellen des Schaltelements erst dann erfolgt, wenn eine Abweichung zwischen dem Soll-Schaltwegverlauf und dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf an zumindest zwei der für den Soll-Schaltwegverlauf charakteristischen Bereiche vorliegt. Es können folglich verschiedene Erkennungsmethoden zur Fehlererkennung berücksichtigt werden, wobei ein Fehler erst dann als erkannt gilt, wenn dieser von mehreren der Erkennungsmethoden erkannt wurde.According to one embodiment, it can be provided that the target switching path profile has at least two areas characterizing the switching path profile and the detection of an error when adjusting the switching element occurs only when there is a deviation between the target switching path profile and the determined actual switching path profile on at least two of the there are ranges characteristic for the target shift path. Consequently, different detection methods for error detection can be taken into account, an error only being recognized if it has been recognized by several of the detection methods.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Toleranzbereich um den Soll-Schaltwegverlauf vorgesehen ist und dass das Erkennen eines Fehlers beim Verstellen des Schaltelements erst dann erfolgt, wenn die Abweichung zwischen dem Soll-Schaltwegverlauf und dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf außerhalb des Toleranzbereichs liegt. Als Toleranzbereich soll eine zulässige Abweichung von dem Soll-Schaltwegverlauf verstanden werden, innerhalb dem die Funktionsfähigkeit der Schaltmechanik nicht gefährdet ist. Eine Abweichung von dem Soll-Schaltwegverlauf innerhalb des Toleranzbereichs kann beispielsweise aufgrund eines Temperatureinflusses oder eines Verschleiß der Schaltmechanik entstehen. Liegt der erfasste Ist-Schaltwegverlauf außerhalb des Toleranzbereichs, dann ist eine Funktionsfähigkeit der Schaltmechanik nicht mehr gegeben, was durch einen entsprechenden Fehler erkannt wird.According to a further embodiment, it is provided that a tolerance range is provided around the target switching path profile and that an error when adjusting the switching element is only recognized when the deviation between the target switching path profile and the determined actual switching path profile lies outside the tolerance range. A tolerance range is to be understood as a permissible deviation from the target shift path within which the functionality of the switching mechanism is not endangered. A deviation from the target switching path within the tolerance range can arise, for example, due to a temperature influence or wear of the switching mechanism. If the recorded actual shift path lies outside the tolerance range, the shifting mechanism is no longer functional, which is recognized by a corresponding error.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Antriebsstranges Daten auszutauschen. Das Steuergerät ist hierzu auch mit notwendigen Sensoren sowie soweit notwendig auch mit anderen Steuergeräten, beispielsweise einem Motorsteuergerät verbunden, um die entscheidungsrelevanten Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Getriebesteuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention further relates to a control device which is designed to carry out the method according to the invention. The control device comprises means which are used to carry out the method according to the invention. These resources are hardware resources and software resources. The hardware means are data interfaces for exchanging data with the drive train assemblies involved in carrying out the method according to the invention. For this purpose, the control device is also connected to necessary sensors and, if necessary, also to other control devices, for example an engine control device, in order to record the data relevant to the decision or to forward control commands. The hardware means of the transmission control unit are also a processor for data processing and a memory for data storage. The software-side means are program modules for carrying out the method according to the invention.
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.The solution according to the invention can also be embodied as a computer program product which, when it runs on a processor of a control device, software-wise guides the processor to carry out the associated method steps according to the invention. In this context, the subject of the invention also includes a computer-readable medium on which a computer program product described above is stored and can be called up.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In diesen zeigt:
-
1 einen schematischen Aufbau eines automatisierten Gruppengetriebes; -
2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einem Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
3 einen Schaltwegverlauf beim Betätigen eines synchronisierten Schaltelements des Getriebes und -
4 einen Schaltwegverlauf beim Betätigen eines unsynchronisierten Schaltelements des Getriebes.
-
1 a schematic structure of an automated group transmission; -
2nd a schematic representation of a drive train with a control unit for performing the method according to the invention; -
3rd a shift path when actuating a synchronized switching element of the transmission and -
4th a shift path when actuating an unsynchronized shift element of the transmission.
Das in
Das Hauptgetriebe
Die Schaltkupplungen der Übersetzungsstufen
Die Vorschaltgruppe
Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe
Die dem Hauptgetriebe
Eine Ansteuerung der in dem Gruppengetriebe vorhandenen Schaltkupplungen zum Einstellen einer gewünschten Übersetzungsstufe (
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlererkennung kann bei einem Verstellen einer Schaltkupplung des Gruppengetriebes zur Anwendung kommen. Hierbei wird während des Verstellens einer Schaltkupplung des Gruppengetriebes ein Ist-Schaltwegverlauf ermittelt und mit einem hinterlegten Soll-Schaltwegverlauf verglichen. Liegt eine Abweichung zwischen dem Soll-Schaltwegverlauf und dem ermittelten Ist-Schaltwegverlauf vor, dann wird ein entsprechender Fehler beim Verstellen des Schaltelements erkannt. Als Fehler kann ein Bruch der Schaltmechanik erkannt werden, beispielsweise ein Bruch einer Schaltgabel, von Gleitsteinen der Schaltgabel, einer Schaltkupplung oder eines Schaltfingers. Da die Schaltkupplungen der Vorschaltgruppe
Aus
Das Fahrzeug umfasst des Weiteren ein Steuersystem
So umfasst das Getriebesteuergerät TCU einen Prozessor
Das Getriebesteuergerät TCU steuert den Betrieb des Getriebes mittels Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten. Eine in dem Getriebesteuergerät TCU in Form eines Computerprogramms abgespeicherte Schaltstrategie bestimmt jeweilige Schaltreaktionen, insbesondere einen Gangwechsel von einem aktuellen Istgang zu einem Sollgang, oder eine temporäre Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang
Das Steuersystem
Vorliegend ist nun vorgesehen, dass das Getriebesteuergerät TCU unter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens während des Verstellens einer Schaltkupplung des Gruppengetriebes über die Empfangsschnittstelle
Die
In der
Bei einem Wechsel einer Übersetzungsstufe des Getriebes von einer Ist-Übersetzungsstufe in eine Ziel-Übersetzungsstufe kann anhand einer Auswertung der im Antriebsstrang auftretenden Drehzahlen überprüft werden, ob die Ist-Übersetzungsstufe ausgelegt und Ziel-Übersetzungsstufe nach Beendigung des Schaltvorgangs tatsächlich eingelegt ist. Wurde die Ziel-Übersetzungsstufe erfolgreich eingelegt, dann ergibt sich bei gleicher Getriebeeingangsdrehzahl eine zur ursprünglich eingelegten Übersetzungsstufe unterschiedliche Getriebeabtriebsdrehzahl. Folglich kann das Ergebnis der Fehlererkennung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer Auswertung der im Antriebsstrang auftretenden Drehzahlen plausibilisiert werden.When changing a gear ratio of the transmission from an actual gear ratio to a target gear ratio, an evaluation of the speeds occurring in the drive train can be used to check whether the actual gear ratio has been designed and whether the target gear ratio has actually been engaged after the gearshift process has ended. If the target gear ratio has been successfully inserted, the gear output speed will be different from the gear ratio originally set for the same gear input speed. Consequently, the result of the error detection according to the method according to the invention can be checked for plausibility by evaluating the speeds occurring in the drive train.
Die
In der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- AntriebsstrangPowertrain
- 22nd
- SteuersystemTax system
- 33rd
- Kupplungcoupling
- 44th
- Verbindungconnection
- 55
- DatenbussystemData bus system
- 66
- Prozessorprocessor
- 77
- SpeichermittelStorage means
- 88th
- EmpfangsschnittstelleReceiving interface
- 99
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 1010th
- SendeschnittstelleTransmission interface
- 1111
- ComputerprogrammproduktComputer program product
- 1212
- Soll-SchaltwegverlaufTarget switching path
- 1313
- Ist-SchaltwegverlaufActual switching path
- 1414
- ToleranzbereichTolerance range
- 1515
- Soll-SchaltwegverlaufTarget switching path
- 1616
- Ist-SchaltwegverlaufActual switching path
- 1717th
- Toleranzbereich Tolerance range
- AMAT THE
- AntriebsmotorDrive motor
- TKTK
- TrennkupplungSeparating clutch
- VGVG
- Vorschaltgruppe, SplitgruppeBallast group, split group
- SVSV
-
Schaltpaket (
VG ), DirektschaltkupplungSwitching package (VG ), Direct shift clutch - K1K1
-
(erste) Übersetzungsstufe (
VG )(first) translation level (VG ) - K2K2
-
(zweite) Übersetzungsstufe (
VG )(second) translation stage (VG ) - HGHG
- HauptgetriebeMain gearbox
- G1G1
-
(erste) Übersetzungsstufe (
HG )(first) translation level (HG ) - G2G2
-
(zweite) Übersetzungsstufe (
HG )(second) translation stage (HG ) - G3G3
-
(dritte) Übersetzungsstufe (
HG )(third) translation level (HG ) - RR
-
Rückwärts-Übersetzungsstufe (
HG )Reverse translation stage (HG ) - S1/R S1 / R
-
Schaltpaket (
HG )Switching package (HG ) - S2/3S2 / 3
-
Schaltpaket (
HG )Switching package (HG ) - BGBG
- BereichsgruppeArea group
- SBSB
-
Schaltpaket (
BG )Switching package (BG ) - LL
-
Langsamfahrstufe (
BG )Slow speed (BG ) - SS
-
Schnellfahrstufe (
BG )High speed (BG ) - PHPH
-
Hohlrad (
BG )Ring gear (BG ) - PSPS
-
Sonnenrad (
BG )Sun gear (BG ) - PTPT
-
Planetenträger (
BG )Planet carrier (BG ) - W1W1
- EingangswelleInput shaft
- W2W2
- HauptwelleMain shaft
- W3aW3a
- VorgelegewelleCountershaft
- W3bW3b
- VorgelegewelleCountershaft
- W4W4
- AusgangswelleOutput shaft
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011006560 A1 [0003]DE 102011006560 A1 [0003]
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Priority Applications (1)
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DE102018222026.3A DE102018222026A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Error detection procedure when shifting a transmission |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018222026A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102021208341A1 (en) | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for detecting the status of a switching device |
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DE102011006560A1 (en) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for error detection during switching automatic transmission of vehicle, involves considering displacement change between measured displacement to stop position and stored transmission-specific displacement to position as criterion |
-
2018
- 2018-12-18 DE DE102018222026.3A patent/DE102018222026A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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