DE102019215033A1

DE102019215033A1 - Method for operating a transmission brake

Info

Publication number: DE102019215033A1
Application number: DE102019215033.0A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Moser; Alain Tierry Chamaken Kamde
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebebremse eines Getriebes, wobei im Zuge einer Betätigung der Getriebebremse ein durch die Getriebebremse erzeugtes Bremsmoment (TBr) ermittelt wird. Um einen Betrieb der Getriebebremse so zu realisieren, dass im Zuge der Betätigung der Getriebebremse ein möglichst genaues Abbremsen auf eine Zieldrehzahl stattfindet, wird die Betätigung der Getriebebremse geregelt und hierbei das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment (TBr) als Stellgröße herangezogen. Zudem wird bei der Ermittlung des durch die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments (TBr) ein von einer Temperatur von Schmiermittel des Getriebes abhängiges Bremsmoment berücksichtigt.The invention relates to a method for operating a transmission brake of a transmission, a braking torque (TBr) generated by the transmission brake being determined in the course of actuation of the transmission brake. In order to operate the transmission brake in such a way that braking to a target speed as precisely as possible takes place when the transmission brake is actuated, the actuation of the transmission brake is regulated and the braking torque (TBr) generated by the transmission brake is used as a manipulated variable. In addition, when determining the braking torque (TBr) generated by the transmission brake, a braking torque dependent on a temperature of the lubricant of the transmission is taken into account.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Getriebebremse eines Getriebes, wobei im Zuge einer Betätigung der Getriebebremse ein durch die Getriebebremse erzeugtes Bremsmoment ermittelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, ein Computerprogrammprodukt und einen Datenträger.The invention relates to a method for operating a transmission brake of a transmission, with a braking torque generated by the transmission brake being determined in the course of actuation of the transmission brake. The invention also relates to a control device, a computer program product and a data carrier.

Bei Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen, werden Stellsysteme häufig als pneumatische Systeme ausgeführt. Dabei findet bei einem pneumatischen Stellsystem im Antriebsstrang des jeweiligen Nutzfahrzeuges eine Versorgung unterschiedlicher Komponenten mit einem Arbeitsmedium in Form von Druckluft statt, um im Bereich der jeweiligen Komponente Stellaufgaben ausführen zu können. Häufig handelt es sich bei den zu versorgenden Komponenten dabei unter anderem um eine Anfahrkupplung sowie um ein automatisiertes Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe, wobei Letzteres dabei in Gruppenbauweise ausgeführt sein kann. Ist das automatisierte Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe unsynchronisiert ausgeführt oder liegt bei Ausführung in Gruppenbauweise zumindest eine Getriebegruppe als unsynchronisierte Getriebegruppe vor, so wird üblicherweise eine Getriebebremse vorgesehen, um im Zuge von Gangwechseln im Getriebe bzw. in der jeweiligen Getriebegruppe im Vorfeld vor dem Einlegen eines Zielganges Drehzahlen synchronisieren zu können. Auch die Getriebebremse wird dabei üblicherweise aus dem pneumatischen Stellsystem versorgt, wobei die Betätigung der Getriebebremse dabei möglichst so zu erfolgen hat, dass eine Zieldrehzahl möglichst genau und zur richtigen Zeit eingestellt wird.In commercial vehicles, such as trucks, actuating systems are often designed as pneumatic systems. In the case of a pneumatic actuating system in the drive train of the respective commercial vehicle, various components are supplied with a working medium in the form of compressed air in order to be able to perform actuating tasks in the area of the respective component. Often the components to be supplied are, among other things, a starting clutch and an automated manual transmission or automatic transmission, the latter being able to be designed in a group design. If the automated gearbox or automatic transmission is unsynchronized or if there is at least one gear group as an unsynchronized gear group in the case of group construction, a gear brake is usually provided in order to increase speeds in the course of gear changes in the gearbox or in the respective gear group in advance of engaging a target gear synchronize. The transmission brake is also usually supplied from the pneumatic actuating system, the transmission brake being actuated in such a way that a target speed is set as precisely as possible and at the correct time.

Aus der DE 10 2010 002 764 A1 geht ein Verfahren zur Steuerung einer Getriebebremse hervor, deren Betätigung über einen Stellaktuator vorgenommen wird, der zu diesem Zweck aus einem Druckversorgungssystem eines Getriebes mit Arbeitsmedium versorgt wird. Das Arbeitsmedium steht dabei unter einem Systemdruck, wobei eine Zuführung desselbigen zum Stellaktuator über ein Einlassventil gesteuert wird, während eine Steuerung einer Abführung des Arbeitsmediums aus dem Stellaktuator über ein Auslassventil stattfindet. Eine Zeitdauer bis zum Öffnen des Auslassventils wird dabei über Gradienten einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl berechnet. Im Zuge dessen werden ein Bremsmoment der Getriebebremse und auch ein sogenanntes Widerstandsmoment ermittelt, welches im Zuge eines Hochschaltvorganges als konstant angenommen wird.From the DE 10 2010 002 764 A1 a method for controlling a transmission brake emerges, the actuation of which is carried out via an actuating actuator which, for this purpose, is supplied with working medium from a pressure supply system of a transmission. The working medium is under a system pressure, its supply to the setting actuator being controlled via an inlet valve, while a discharge of the working medium from the setting actuator is controlled via an outlet valve. A period of time until the outlet valve opens is calculated using gradients of an input speed and an output speed. In the course of this, a braking torque of the transmission brake and a so-called resistance torque are determined, which is assumed to be constant in the course of an upshift.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Betrieb einer Getriebebremse so zu realisieren, dass im Zuge der Betätigung der Getriebebremse ein möglichst genaues Abbremsen auf eine Zieldrehzahl stattfindet.Starting from the prior art described above, it is now the object of the present invention to operate a transmission brake in such a way that braking to a target speed as precisely as possible takes place in the course of actuation of the transmission brake.

Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Steuergerät, mittels welchem ein vorgenanntes Verfahren durchführbar ist, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 7 und 8. Außerdem betreffen die Ansprüche 9 und 10 ein Computerprogrammprodukt sowie einen Datenträger.From a procedural point of view, this object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The subsequent dependent claims each reproduce advantageous developments of the invention. A control device by means of which an aforementioned method can be carried out is also the subject matter of claims 7 and 8. Claims 9 and 10 also relate to a computer program product and a data carrier.

Gemäß der Erfindung wird im Zuge einer Betätigung einer Getriebebremse ein durch die Getriebebremse erzeugtes Bremsmoment ermittelt. Die Getriebebremse ist bevorzugt einem Getriebe zugeordnet und dient dort bei Betätigung dem Abbremsen eines Bauteils, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, auf eine Zieldrehzahl, um insbesondere ein Schließen eines unsynchronisierten Schaltelements des Getriebes durch Drehzahlsynchronisation von Bauteilen zu ermöglichen, die über das Schaltelement drehfest miteinander zu verbinden sind. Dabei liegt die Getriebebremse bevorzugt als Lamellenbremse vor. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei ein durch die Getriebebremse erzeugtes Bremsmoment ermittelt, womit gemeint ist, dass ein Bremsmoment zumindest näherungsweise bestimmt wird, das aktuell über die Getriebebremse hervorgerufen wird.According to the invention, in the course of actuation of a transmission brake, a braking torque generated by the transmission brake is determined. The transmission brake is preferably assigned to a transmission and, when actuated, is used to brake a component, in particular a transmission input shaft, to a target speed, in particular to enable an unsynchronized shift element of the transmission to be closed by speed synchronization of components that are to be connected to one another in a rotationally fixed manner via the shift element . The transmission brake is preferably in the form of a multi-disc brake. In the context of the method according to the invention, a braking torque generated by the transmission brake is determined, which means that a braking torque that is currently being generated by the transmission brake is determined at least approximately.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Betätigung der Getriebebremse geregelt und hierbei das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment als Stellgröße herangezogen wird. Des Weiteren wird bei der Ermittlung des durch die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments ein von einer Temperatur von Schmiermittel des Getriebes abhängiges Bremsmoment berücksichtigt. Mit anderen Worten findet also im Rahmen des Verfahrens eine Regelung der Getriebebremse statt, wobei bei dieser Regelung dabei das über die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment als Stellgröße der Regelung verwendet wird. Für die Ermittlung des durch die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments wird außerdem ein Bremsmoment eingerechnet, welches von einer Temperatur von Schmiermittel des Getriebes und damit von dessen Viskosität abhängt.The invention now includes the technical teaching that the actuation of the transmission brake is regulated and that the braking torque generated by the transmission brake is used as a manipulated variable. Furthermore, when determining the braking torque generated by the transmission brake, a braking torque dependent on a temperature of the lubricant of the transmission is taken into account. In other words, the transmission brake is regulated within the scope of the method, with the braking torque generated by the transmission brake being used as the control variable for this regulation. To determine the braking torque generated by the transmission brake, a braking torque is also taken into account, which depends on the temperature of the lubricant in the transmission and thus on its viscosity.

Ein derartiges Verfahren zum Betreiben einer Getriebebremse hat den Vorteil, dass sich durch die Regelung der Getriebebremse und durch Heranziehen des ermittelten, über die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments als Stellgröße eine Einstellung einer jeweiligen Zieldrehzahl auf genaue und zuverlässige Art und Weise verwirklichen lässt. Denn im Rahmen einer Regelung kann die jeweilige Zieldrehzahl durch Annäherung mit hoher Genauigkeit eingestellt werden. Des Weiteren kann durch die zusätzliche Berücksichtigung des aufgrund der Temperatur und damit der Viskosität des Schmiermittels des Getriebes wirksamen Bremsmoments im Rahmen der Regelung berücksichtigt werden, welches Bremsmoment zum Abbremsen auf die jeweilige Zieldrehzahl konkret über die Getriebebremse aufzubringen ist. Denn die Temperatur des Schmiermittels hat Einfluss auf die Viskosität des Schmiermittels und damit auch darauf, welches Bremsmoment bereits schon als Verlustmoment aufgrund des Schmiermittels im Getriebe wirksam ist. Durch Berücksichtigung dieser Verluste kann bei der Regelung der Getriebebremse bestimmt werden, welches Bremsmoment darüber hinaus noch über die Getriebebremse aufzubringen ist.Such a method for operating a transmission brake has the advantage that a respective target speed can be set in a precise and reliable manner by regulating the transmission brake and using the determined braking torque generated by the transmission brake as a manipulated variable. Because in Within the framework of a regulation, the respective target speed can be set with a high degree of accuracy by approximation. Furthermore, due to the additional consideration of the braking torque effective due to the temperature and thus the viscosity of the lubricant of the transmission, it can be taken into account within the framework of the regulation which braking torque is to be applied specifically via the transmission brake for braking to the respective target speed. Because the temperature of the lubricant has an influence on the viscosity of the lubricant and thus also on which braking torque is already effective as a loss torque due to the lubricant in the transmission. By taking these losses into account, when regulating the transmission brake, it is possible to determine which braking torque is additionally to be applied via the transmission brake.

Hat nämlich das Schmiermittel eine niedrige Temperatur, so erzeugt das Schmiermittel aufgrund der dann hohen Viskosität hohe Verluste und damit bereits ein hohes Bremsmoment, so dass eine Nichtberücksichtigung dieses Bremsmoments bei Regelung der Getriebebremse zunächst ein Abbremsen unter die Zieldrehzahl zur Folge haben kann. Dementsprechend müsste anschließend zusätzlich erst wieder eine Beschleunigung auf die Zieldrehzahl herbeigeführt werden, beispielsweise durch gezieltes Schließen eines Anfahrelements. Ist die Temperatur des Schmiermittels hingegen hoch, so wird durch die dann niedrige Viskosität des Schmiermittels ein vergleichsweise niedriges Bremsmoment hervorgerufen. Bleibt dies unberücksichtigt, so wird bei Regelung der Getriebebremse ggf. zunächst nicht die Zieldrehzahl erreicht, da die Drehzahl zunächst über der Zieldrehzahl liegt. Ein Schalten im Getriebe vor Erreichen der Zieldrehzahl kann dabei zur Folge haben, dass das Schalten in den Zielgang misslingt und/oder eine Beschädigung bzw. hoher Verschleiß an dem jeweiligen Schaltelement auftritt. Ggf. muss dabei die Schaltung abgebrochen werden. Insgesamt lässt sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Regelung eine genauere Betätigung der Getriebebremse verwirklichen.If the lubricant has a low temperature, the lubricant then generates high losses due to the high viscosity and thus a high braking torque, so that failure to take this braking torque into account when regulating the transmission brake can initially result in braking below the target speed. Accordingly, an acceleration to the target speed would then have to be brought about again, for example by targeted closing of a starting element. If, on the other hand, the temperature of the lubricant is high, the then low viscosity of the lubricant causes a comparatively low braking torque. If this is not taken into account, the target speed may initially not be reached when the transmission brake is controlled, since the speed is initially above the target speed. Shifting in the transmission before the target speed is reached can result in the shifting into the target gear failing and / or damage or high wear occurring on the respective shift element. If necessary, the circuit must be canceled. Overall, within the scope of the method according to the invention, the regulation enables the transmission brake to be actuated more precisely.

Im Unterschied dazu findet bei dem Verfahren der DE 10 2010 002 764 A1 lediglich eine Steuerung der Getriebebremse statt. Ferner wird zwar ein Widerstandsmoment eingerechnet, welches aus den auf die eingangsseitigen Getriebewellen und Zahnräder wirksamen Lager-, Verzahnungs- und Strömungswiderständen resultiert. Hier wird allerdings keine Temperatur des Schmiermittels des Getriebes berücksichtigt. Vielmehr wird das Widerstandsmoment als konstant angenommen.In contrast to this, the DE 10 2010 002 764 A1 only a control of the transmission brake takes place. Furthermore, a moment of resistance is included which results from the bearing, toothing and flow resistances acting on the input-side gear shafts and gears. However, the temperature of the lubricant in the gearbox is not taken into account here. Rather, the section modulus is assumed to be constant.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird für die Regelung ein linear quadratischer Regler verwendet. Durch Verwendung eines linear quadratischen Reglers, häufig auch Ricatti-Regler genannt, kann eine Regelung der Getriebebremse auf besonders vorteilhafte Weise erfolgen. Durch Einbeziehung des von einer Temperatur des Schmiermittels abhängigen Bremsmoments sind dabei im Wesentlichen alle Zustände des Systems bekannt.According to one embodiment of the invention, a linear quadratic controller is used for the regulation. By using a linear quadratic controller, often also called a Ricatti controller, the transmission brake can be regulated in a particularly advantageous manner. By including the braking torque, which is dependent on a temperature of the lubricant, essentially all the states of the system are known.

Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung wird ein Beobachter verwendet, über welchen das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment abgeschätzt wird. In vorteilhafter Weise kann hierdurch die Ermittlung des durch die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments mit hoher Genauigkeit erfolgen, ohne dieses hierfür messen oder aufwendig berechnen zu müssen.According to one possible embodiment of the invention, an observer is used by means of which the braking torque generated by the transmission brake is estimated. In this way, the braking torque generated by the transmission brake can advantageously be determined with a high degree of accuracy, without having to measure it or calculate it in a complex manner.

In Weiterbildung der Erfindung wird das ermittelte, durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment als Stellgröße für die Regelung eines Stellaktuators der Getriebebremse herangezogen. Bevorzugt wird dem Stellaktuator dabei für die Betätigung der Getriebebremse ein Arbeitsmedium aus einem Druckversorgungssystem eines Getriebes zugeführt. Dies erfolgt dabei insbesondere so, dass anhand des abgeschätzten, durch die Getriebebremse erzeugten Bremsmoments ein Massenstrom des Arbeitsmediums geregelt wird, welches dem Stellaktuator im Zuge der Betätigung der Getriebebremse zugeführt wird. Denn hat man zu jedem Zeitpunkt Kenntnis über das erzeugte Bremsmoment und weiß man, wie dieses mit dem Massenstrom zusammenhängt, so kann hieraus ein Regelgesetz abgeleitet werden, welches das benötigte Bremsmoment stellt, um die gewünschte Zieldrehzahl zu erreichen.In a further development of the invention, the determined braking torque generated by the transmission brake is used as a manipulated variable for regulating an actuating actuator of the transmission brake. A working medium from a pressure supply system of a transmission is preferably supplied to the actuating actuator for actuating the transmission brake. This is done in particular in such a way that, on the basis of the estimated braking torque generated by the transmission brake, a mass flow of the working medium is regulated, which is fed to the setting actuator in the course of actuation of the transmission brake. If you have knowledge of the braking torque generated at any point in time and you know how this relates to the mass flow, a control law can be derived from this, which sets the braking torque required to achieve the desired target speed.

Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich insbesondere um Druckluft, so dass auch der Stellaktuator der Getriebebremse als pneumatischer Stellaktuator vorliegt. Weiter bevorzugt umfasst dieser Stellaktuator dabei einen Stellkolben, welcher in einem Zylinder translatorisch verschiebbar geführt ist und gemeinsam mit dem Zylinder einen Druckraum begrenzt, in welchen das Arbeitsmedium bei Zuführung zum Stellaktuator geleitet wird. Dabei führt der Stellkolben bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes mit dem Arbeitsmedium eine Stellbewegung aus, wobei diese besonders bevorzugt entgegen einem Federelement stattfindet, über das der Stellkolben in die entgegengesetzte Richtung vorgespannt ist. Bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes und der hiermit einhergehenden Stellbewegung des Stellkolbens findet dabei dann eine Betätigung der zugehörigen Getriebebremse statt. Prinzipiell wäre es im Rahmen Erfindung aber auch denkbar, dass es sich bei dem Arbeitsmedium um Hydraulikflüssigkeit, insbesondere in Form von Öl, handelt, so dass der Stellaktuator der Getriebebremse als hydraulischer Stellaktuator vorliegt.The working medium is, in particular, compressed air, so that the actuating actuator of the transmission brake is also present as a pneumatic actuating actuator. More preferably, this setting actuator comprises a setting piston which is guided in a cylinder so as to be translationally displaceable and, together with the cylinder, delimits a pressure space into which the working medium is conducted when it is fed to the setting actuator. In this case, when the pressure chamber is pressurized with the working medium, the actuating piston executes an actuating movement, this particularly preferably taking place against a spring element by means of which the actuating piston is pretensioned in the opposite direction. When pressure is applied to the pressure chamber and the associated actuating movement of the actuating piston, the associated transmission brake is then actuated. In principle, however, it would also be conceivable within the scope of the invention that the working medium is hydraulic fluid, in particular in the form of oil, so that the actuating actuator of the transmission brake is present as a hydraulic actuating actuator.

Bei dem Druckversorgungssystem des Getriebes handelt es sich insbesondere um einen im Getriebe ausgestalteten Druckraum, welcher im einfachsten Fall durch Leitungsvolumina gebildet sein kann und aus welchem unterschiedliche Komponenten des Getriebes zur Darstellung von Stellaufgaben mit dem Arbeitsmedium versorgt werden können. So werden aus dem Druckversorgungssystem insbesondere neben der Getriebebremse auch ein oder mehrere Stellaktuatoren des Getriebes versorgt, über welche Schaltvorgänge im Getriebe automatisiert ausgeführt werden können. Besonders bevorzugt ist das Getriebe dabei als automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt und setzt sich aus mehreren Getriebegruppen zusammen, wobei jeder der Getriebegruppen zumindest je ein Stellaktuator zugeordnet ist. Das Druckversorgungssystem kann ferner bevorzugt über mindestens ein Hauptabschaltventil mit einem Druckspeicher eines pneumatischen Stellsystems des jeweiligen Kraftfahrzeuges verbunden werden, um das Druckversorgungssystem des Getriebes mit dem Arbeitsmedium zu versorgen. Besonders bevorzugt sind dabei zwei Hauptabschaltventile parallel zueinander angeordnet, die jeweils eine Verbindung zwischen dem Druckversorgungssystem des Getriebes und dem Druckspeicher des pneumatischen Stellsystems des Kraftfahrzeuges herstellen können.The pressure supply system of the transmission is in particular an im Gear designed pressure chamber, which in the simplest case can be formed by line volumes and from which different components of the gear can be supplied with the working medium to represent actuating tasks. In addition to the transmission brake, the pressure supply system also supplies one or more actuating actuators of the transmission, which can be used to automatically perform shifting operations in the transmission. The transmission is particularly preferably designed as an automated manual transmission and is composed of several transmission groups, each of the transmission groups being assigned at least one setting actuator. The pressure supply system can furthermore preferably be connected to a pressure accumulator of a pneumatic actuating system of the respective motor vehicle via at least one main shut-off valve in order to supply the pressure supply system of the transmission with the working medium. Two main shut-off valves are particularly preferably arranged parallel to one another, each of which can establish a connection between the pressure supply system of the transmission and the pressure accumulator of the pneumatic actuating system of the motor vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das temperaturabhängige Bremsmoment anhand einer temperaturabhängigen Dämpfung des Schmiermittels bestimmt. In vorteilhafter Weise kann hierdurch auf einfache Art und Weise auf das temperaturabhängige Bremsmoment geschlossen werden. Bevorzugt wird das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment in der Folge nach der Gleichung $T_{B r} (t) = \frac{ω_{i n} (t) \cdot J}{exp (- \frac{D}{J} \cdot t)}$

bestimmt, wobei T_Br das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment, ω_in die Winkelgeschwindigkeit des abzubremsenden Bauteils, J das Trägheitsmoment der mit der Getriebebremse gekoppelten Komponenten, insbesondere eines Getriebeeingangs, t die Betätigungszeit und D die temperaturabhängige Dämpfung des Schmiermittels des Getriebes ist. Dadurch ist eine zumindest näherungsweise Ermittlung des Bremsmoments möglich.According to one embodiment of the invention, the temperature-dependent braking torque is determined on the basis of a temperature-dependent damping of the lubricant. In an advantageous manner, the temperature-dependent braking torque can hereby be deduced in a simple manner. The braking torque generated by the transmission brake is preferred in the sequence according to the equation

T_{B. r} (t) = \frac{ω_{i n} (t) \cdot J}{exp (- \frac{D.}{J} \cdot t)}

determined, where T _Br the braking torque generated by the transmission brake, ω _in the angular speed of the component to be braked, J the moment of inertia of the components coupled to the transmission brake, in particular a transmission input, t the actuation time and D the temperature-dependent damping of the lubricant of the transmission. An at least approximate determination of the braking torque is thereby possible.

Alternativ dazu könnte eine Ermittlung des zu erzeugenden Bremsmoments auch nach der Gleichung ${\dot{T}}_{B r} = \frac{ω_{i n} (t) \cdot D}{t - \frac{J}{D} \cdot (1 - exp (- D \cdot \frac{t}{J}))}$

erfolgen, wenn das Bremsmoment mit einem Gradienten Ṫ_Br rampenförmig gestaltet werden soll.Alternatively, the braking torque to be generated could also be determined according to the equation

{\dot{T}}_{B. r} = \frac{ω_{i n} (t) \cdot D.}{t - \frac{J}{D.} \cdot (1 - exp (- D. \cdot \frac{t}{J}))}

take place if the braking torque is to be designed in a ramp-shaped manner _{with a gradient Ṫ Br.}

Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Steuergerät, bei welchem es sich insbesondere um ein Getriebesteuergerät eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges handelt. Dabei kann dieses Steuergerät eine Getriebebremse des Getriebes betreiben, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, im Zuge einer Betätigung der Getriebebremse ein durch die Getriebebremse erzeugtes Bremsmoment zu ermitteln und dabei ein von einer Temperatur von Schmiermittel des Getriebes abhängiges Bremsmoment einzubeziehen. Ferner ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die Betätigung der Getriebebremse zu regeln und hierbei das ermittelte, durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment als Stellgröße heranzuziehen. Zur Regelung einer Betätigung der Getriebebremse steht das Steuergerät bevorzugt mit einem Stellaktuator der Getriebebremse in Verbindung und kommuniziert besonders bevorzugt mit einem Einlassventil und einem Auslassventil des Stellaktuators, um diese entsprechend anzusteuern. Außerdem wird das Steuergerät insbesondere mit Informationen über eine aktuelle Temperatur des Schmiermittels des Getriebes versorgt. Ferner kann das Steuergerät insbesondere auch auf mindestens ein Hauptabschaltventil zugreifen, über welches das Druckversorgungssystem des Getriebes mit einem Druckspeicher eines Stellsystems des jeweiligen Kraftfahrzeuges verbunden werden kann.The invention also relates to a control device which is, in particular, a transmission control device of a transmission of a motor vehicle. This control device can operate a transmission brake of the transmission, the control device being set up to determine a braking torque generated by the transmission brake when the transmission brake is actuated and to include a braking torque that is dependent on a temperature of the lubricant of the transmission. Furthermore, the control device is designed to regulate the actuation of the transmission brake and to use the determined braking torque generated by the transmission brake as a manipulated variable. To regulate actuation of the transmission brake, the control device is preferably connected to an actuating actuator of the transmission brake and particularly preferably communicates with an inlet valve and an outlet valve of the actuating actuator in order to control them accordingly. In addition, the control device is supplied in particular with information about a current temperature of the lubricant of the transmission. Furthermore, the control device can in particular also access at least one main shut-off valve via which the pressure supply system of the transmission can be connected to a pressure accumulator of an actuating system of the respective motor vehicle.

Besonders bevorzugt ist das Steuergerät im Weiteren zudem so ausgebildet, um eine oder auch mehrere der im Vorfeld beschriebenen Varianten eines Verfahrens zur Regelung eine Getriebebremse zu realisieren.In addition, the control device is particularly preferably designed to implement one or more of the variants of a method for regulating a transmission brake described in advance.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor, beispielsweise einem Prozessor eines vorgenannten Steuergeräts 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 method according to the invention can also be embodied as a computer program product which, when it runs on a processor, for example a processor of the aforementioned control unit, instructs the processor in software to carry out the assigned method steps according to the invention. In this context, the subject matter of the invention also includes a computer-readable medium on which a computer program product described above is stored in a retrievable manner.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. The invention is not restricted to the specified combination of the features of the independent claims or of the claims which are dependent on them. In addition, there are possibilities of combining individual features with one another, also insofar as they emerge from the claims, the following description of a preferred embodiment of the invention or directly from the drawings.

Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The reference of the claims to the drawings through the use of reference signs is not intended to limit the scope of protection of the claims.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines pneumatischen Stellsystems eines Kraftfahrzeuges; und
2 eine schematische Darstellung einer Regelung einer Getriebebremse des Stellsystems aus 1.

An advantageous embodiment of the invention, which is explained below, is shown in the drawings. It shows:

1 a schematic view of a pneumatic actuating system of a motor vehicle; and
2 a schematic representation of a control of a transmission brake of the actuating system 1 .

1 zeigt eine schematische Ansicht eines pneumatischen Stellsystems 1 eines Kraftfahrzeuges, bei welchem es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug handelt, beispielsweise in Form eines Lastkraftwagens. Dieses pneumatische Stellsystem 1 umfasst dabei einen Druckspeicher 2, in welchem ein Arbeitsmedium in Form von Druckluft mit einem bestimmten Speicherdruck, bevorzugt ca. 10 bar, gespeichert ist. Von dem Druckspeicher 2 geht eine Leitung 3 ab, über welche ein pneumatisches Druckversorgungssystem 4 eines Getriebes 5 angebunden ist, wobei neben dem Druckversorgungssystem 4 dabei noch weitere zu versorgenden Komponenten an die Leitung 3 angeschlossen sein können, wie beispielsweise eine Anfahrkupplung. Zwischen dem Druckspeicher 2 und dem pneumatischen Druckversorgungssystem 4 sind in der Leitung 3 außerdem zwei Hauptabschaltventile 6 und 7 vorgesehen, die als 2/2- Wegeventile mit diskreten Schaltstellungen ausgeführt sind. Durch Öffnen eines oder auch beider Hauptabschaltventile 6 und 7 wird dabei das Druckversorgungssystem 4 des Getriebes 5 mit dem Druckspeicher 2 verbunden und hierbei aus diesem mit der unter dem Speicherdruck stehenden Druckluft versorgt. Eine Steuerung der Hauptabschaltventile 6 und 7 erfolgt dabei über ein Steuergerät 8, bei welchem es sich insbesondere um ein Getriebesteuergerät des Getriebes 5 handelt. 1 shows a schematic view of a pneumatic actuating system 1 of a motor vehicle, which is in particular a utility vehicle, for example in the form of a truck. This pneumatic control system 1 includes a pressure accumulator 2 , in which a working medium in the form of compressed air with a certain storage pressure, preferably approx. 10 bar, is stored. From the accumulator 2 goes a line 3 from which a pneumatic pressure supply system 4th a transmission 5 is connected, in addition to the pressure supply system 4th there are still other components to be supplied to the line 3 can be connected, such as a starting clutch. Between the accumulator 2 and the pneumatic pressure supply system 4th are on the line 3 also two main shut-off valves 6th and 7th provided, which are designed as 2/2-way valves with discrete switching positions. By opening one or both of the main shut-off valves 6th and 7th becomes the pressure supply system 4th of the transmission 5 with the accumulator 2 connected and thereby supplied from this with the compressed air under the accumulator pressure. A control of the main shut-off valves 6th and 7th takes place via a control unit 8th , which is in particular a transmission control unit of the transmission 5 acts.

Über das pneumatische Druckversorgungssystem 4 können seitens des Getriebes 5 unterschiedliche Komponenten des Getriebes 5 mit dem Arbeitsmedium versorgt werden, um im Bereich der jeweiligen Komponenten bestimmte Stellaufgaben realisieren zu können. Dabei ist an dem pneumatischen Druckversorgungssystem 4 in 1 neben weiteren Komponenten 9, bei welchen es sich um unterschiedliche Getriebegruppen des Getriebes 5, wie eine Splitgruppe, eine Hauptgruppe und/oder eine Bereichsgruppe handeln kann, auch ein Stellaktuator 10 einer Getriebebremse 11 angebunden.Via the pneumatic pressure supply system 4th can on the part of the transmission 5 different components of the transmission 5 be supplied with the working medium in order to be able to implement certain actuating tasks in the area of the respective components. It is on the pneumatic pressure supply system 4th in 1 besides other components 9 , which are different transmission groups of the transmission 5 how a split group, a main group and / or a range group can act, also a positioning actuator 10 a transmission brake 11 tied up.

Eine Zuführung der Druckluft aus dem Druckversorgungssystem 4 zum Stellaktuator 10 der Getriebebremse 11 wird dabei über ein Einlassventil 12 gesteuert, während eine Abführung des Arbeitsmediums aus dem Stellaktuator 10 über ein nachgeschaltetes Auslassventil 13 steuerbar ist. Das Einlassventil 12 und das Auslassventil 13 sind dabei jeweils als 2/2- Wegeventile mit diskreten Schaltstellungen ausgeführt, wobei über das Einlassventil 12 im unbetätigten Zustand eine Zuführung der Druckluft zum Stellaktuator 10 unterbunden wird, während das Einlassventil 12 in der betätigten Stellung ein Strömen der Druckluft aus dem Druckversorgungssystem 4 zum Stellaktuator 10 zulässt. Bei dem Auslassventil 13 wird hingegen in dessen unbetätigten Zustand ein Ausströmen der Druckluft aus dem Stellaktuator 10 ermöglicht, wohingegen bei Betätigung des Auslassventils 13 die Druckluft an einem Verlassen des Stellaktuators 10 gehindert wird. Das Einlassventil 12 und das Auslassventil 13 werden dabei ebenfalls jeweils über das Steuergerät 8 gesteuert.A supply of compressed air from the pressure supply system 4th to the actuator 10 the transmission brake 11 is done via an inlet valve 12th controlled, while a discharge of the working medium from the actuator 10 via a downstream outlet valve 13th is controllable. The inlet valve 12th and the exhaust valve 13th are designed as 2/2-way valves with discrete switching positions, with the inlet valve 12th in the non-actuated state, a supply of compressed air to the actuating actuator 10 is prevented while the inlet valve 12th in the actuated position, a flow of compressed air from the pressure supply system 4th to the actuator 10 allows. At the exhaust valve 13th on the other hand, in its non-actuated state, the compressed air will flow out of the actuating actuator 10 enabled, whereas when the exhaust valve is actuated 13th the compressed air on leaving the setting actuator 10 is prevented. The inlet valve 12th and the exhaust valve 13th are also in each case via the control unit 8th controlled.

Über die Getriebebremse 11 wird im Zuge einer Schaltung im Getriebe 5 und zwar nach Auslegen eines Ist-Ganges und vor Schalten eines Ziel-Ganges eine Drehzahl des Getriebeeingangs auf eine Ziel-Drehzahl abgebremst. Dabei ist es von Bedeutung, die Drehzahl vor Einlegen des Ziel-Ganges möglichst genau an die Ziel-Drehzahl heranzuführen, um ein problemloses Schalten des Ziel-Ganges zu ermöglichen. Eine Betätigung der Getriebebremse 11 wird daher vorliegend entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt, wobei das Prinzip der Regelung schematisch in 2 dargestellt ist und im Folgenden nun näher beschrieben werden soll:About the transmission brake 11 becomes in the course of a shift in the transmission 5 namely after disengaging an actual gear and before switching a target gear, a speed of the transmission input is decelerated to a target speed. It is important to bring the speed as close as possible to the target speed before engaging the target gear in order to enable problem-free shifting of the target gear. An actuation of the transmission brake 11 is therefore regulated in the present case according to a method according to the invention, the principle of regulation being shown schematically in FIG 2 is shown and will now be described in more detail below:

Die Regelung beginnt mit Vorliegen eines Schaltvorganges, wobei eine erforderliche Ziel-Winkelgeschwindigkeit ω_in,soll des Getriebeeingangs ermittelt wird. In der Folge wird über einen Regler 14, bei welchem es sich um einen linear-quadratischen Regler, auch als Ricatti-Regler bezeichnet, handelt, eine Winkelgeschwindigkeit ω_in des Getriebeeingangs als Regelgröße verändert. Über den Regler 14 wird dabei ein Angleichen der Winkelgeschwindigkeit ω_in an die Ziel-Winkelgeschwindigkeit ω_in,soll über einen Massenstrom dm/dt vorgenommen, welcher als Druckluft dem Stellaktuator 10 der Getriebebremse 11 zugeführt wird. Entsprechend dem zugeführten Massenstrom dm/dt wird über die Getriebebremse 11 ein Bremsmoment T_Br hervorgerufen.The regulation begins with the presence of a switching process, whereby a required target angular velocity ω _{in, should} of the transmission input is determined. The result is a regulator 14th , which is a linear-quadratic controller, also referred to as a Ricatti controller, is an angular velocity ω _in of the transmission input changed as a control variable. About the controller 14th an adjustment of the angular velocity is achieved ω _in to the target angular velocity ω _{in, should} via a mass flow dm / dt made, which as compressed air to the actuator 10 the transmission brake 11 is fed. According to the supplied mass flow dm / dt is via the transmission brake 11 a braking torque T _Br evoked.

Für die Regelung wird dieses Bremsmoment T_Br nun über einen Beobachter 15 abgeschätzt, wobei hierbei ein von einer Temperatur von Schmiermittel des Getriebes 5 abhängiges Bremsmoment einbezogen wird. Eine Abschätzung des Bremsmoments T_Br erfolgt dabei insbesondere nach der Gleichung $T_{B r} (t) = \frac{ω_{i n} (t) \cdot J}{exp (- \frac{D}{J} \cdot t)}$

, wobei T_Br das durch die Getriebebremse erzeugte Bremsmoment, ω_in die Winkelgeschwindigkeit des Getriebeeingangs, J das Trägheitsmoment des Getriebeeingangs, t die Betätigungszeit und D die temperaturabhängige Dämpfung des Schmiermittels des Getriebes ist. Die temperaturabhängige Dämpfung D wird dazu entsprechend eingelesen. Das so abgeschätzte Bremsmoment T_Br wird wiederum dem Regler zugeführt. Zudem erfolgt durch Rückführung der Winkelgeschwindigkeit ω_in die Ermittlung eines Regelfehlers. In der Folge kann über den linear-quadratischen Regler schrittweise eine Annäherung der Winkelgeschwindigkeit ω_in an die Ziel-Winkelgeschwindigkeit ω_in,soll vorgenommen werden.This braking torque is used for control purposes T _Br now about an observer 15th estimated, with one of a temperature of lubricant of the gearbox 5 dependent braking torque is included. An estimate of the braking torque T _Br takes place in particular according to the equation

T_{B. r} (t) = \frac{ω_{i n} (t) \cdot J}{exp (- \frac{D.}{J} \cdot t)}

, in which T _Br the braking torque generated by the transmission brake, ω _in is the angular velocity of the gearbox input, J is the moment of inertia of the gearbox input, t is the actuation time and D is the temperature-dependent damping of the lubricant of the gearbox. The temperature-dependent damping D is read in accordingly. The estimated braking torque T _Br is in turn fed to the controller. In addition, the angular velocity is fed back ω _in the determination of a rule error. As a result, the angular velocity can gradually be approximated using the linear-quadratic controller ω _in to the target angular velocity ω _{in, should} be made.

Im Rahmen der Erfindung kann durch die Regelung eine zeitgenaue Betätigung einer Getriebebremse verwirklicht werden.In the context of the invention, actuation of a transmission brake at a precise time can be achieved by the regulation.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: StellsystemPositioning system
22: DruckspeicherPressure accumulator
33: Leitungmanagement
44th: DruckversorgungssystemPressure supply system
55: Getriebetransmission
66th: HauptabschaltventilMain shut-off valve
77th: HauptabschaltventilMain shut-off valve
88th: SteuergerätControl unit
99: KomponentenComponents
1010: StellaktuatorActuator
1111: GetriebebremseTransmission brake
1212th: EinlassventilInlet valve
1313th: Auslassventiloutlet valve
1414th: ReglerRegulator
1515th: Beobachter observer
ωin,sollωin, should: Ziel-WinkelgeschwindigkeitTarget angular velocity
ωinωin: WinkelgeschwindigkeitAngular velocity
dm/dtdm / dt: MassenstromMass flow
TBrTBr: BremsmomentBraking torque

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010002764 A1 [0003, 0010]

Claims

_{Method for operating a transmission brake (11) of a transmission (5), a braking torque (T Br} ) generated by the transmission brake (11) being determined in the course of actuation of the transmission brake (11) , characterized in that the actuation of the transmission brake (11 _{) and the braking torque (T Br} ) generated by the transmission brake (11) is used as a manipulated variable, and that when determining the braking torque (T _Br ) generated by the transmission brake (11), a temperature of the lubricant of the transmission (5 ) dependent braking torque is taken into account.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a linear quadratic controller (14) is used for the regulation.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that an observer (15) is used, via which the braking torque (T _Br ) generated by the transmission brake (11) is estimated.

Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized _{in that the determined braking torque (T Br} ) generated by the transmission brake (11) is used as a manipulated variable for regulating an actuating actuator (10) of the transmission brake (11).

Procedure according to Claim 4 , characterized _{in that a mass flow (dm / dt) of a working medium is regulated based on the determined braking torque (T Br} ) generated by the transmission brake (11), which is fed to the actuating actuator (10) in the course of actuation of the transmission brake (11) becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature-dependent braking torque is determined on the basis of a temperature-dependent damping of the lubricant.

Control unit (8), in particular transmission control unit, via which a transmission brake (11) can be operated, the control unit (8) being set up to apply a braking torque (T _Br ) generated by the transmission brake (11) when the transmission brake (11) is actuated. and to include a braking torque dependent on a temperature of the lubricant of the transmission (5), the control unit (8) also being designed to regulate the actuation of the transmission brake (11) and thereby generate the determined through the transmission brake (11) Braking torque (T _Br ) to be used as a manipulated variable.

Control unit (8) Claim 7 , by which a method according to one or more of the Claims 2 to 6th is feasible.

Computer program product for a control device (8) Claim 7 or 8th , by which a method according to one or more of the Claims 1 to 6th can be carried out, a routine for regulating the actuation of the transmission brake (11) being implemented by means of corresponding control commands stored in software.

Data carrier with a computer program product after Claim 9 .