DE102019219956B4 - Method for shift control of an automated manual transmission - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes, mit folgenden Schritten:- Verstellen eines formschlüssig ausgebildeten Schaltelements des automatisieren Schaltgetriebes zum Ausführen eines Schaltvorgangs,- Erfassen eines Schaltwegverlaufs (1, 2) während des Verstellens des Schaltelements,- Auswerten, ob der erfasste Schaltwegverlauf (1, 2) einen Bereich aufweist, der kennzeichnend ist für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung des Schaltelements,- falls der erfasste Schaltwegverlauf (1, 2) einen Bereich aufweist, der für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnend ist, Analysieren des Schaltwegverlaufs (1, 2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung,- Ansteuern von zumindest einem Aktuator zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung in Abhängigkeit des im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysierten Schaltwegverlaufs (1, 2),- Feststellen, ob der Schaltwegverlauf (1, 2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung einen schwingungsförmigen Verlauf aufweist,-Auswerten des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs (2) bezüglich einer Frequenz und Amplitude, wenn der Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung einen schwingungsförmigen Verlauf aufweist, und- Feststellen eines Blockumlaufs als Zahn-auf-Zahn-Stellung, wenn der schwingungsförmige Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung eine Frequenz und/oder Amplitude aufweist, welche einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet, oder- Feststellen eines Ratschens als Zahn-auf-Zahn-Stellung, wenn der schwingungsförmige Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung eine Frequenz und Amplitude aufweist, welche einen vorbestimmten Schwellwert überschreiten.Method for shift control of an automated manual transmission, with the following steps: - adjusting a positively designed shifting element of the automated manual transmission to carry out a shifting process, - detecting a shifting path profile (1, 2) during the adjustment of the shifting element, - evaluating whether the detected shifting path profile (1, 2) has an area that is characteristic of a tooth-on-tooth position of the shifting element, - if the recorded shifting path profile (1, 2) has an area that is characteristic of a tooth-on-tooth position, analyzing the Shifting path progression (1, 2) in the area of the tooth-on-tooth position, - activation of at least one actuator to resolve the tooth-on-tooth position as a function of the shifting path progression analyzed in the area of the tooth-on-tooth position (1st , 2),- determining whether the course of the shifting path (1, 2) has an oscillating course in the area of the tooth-on-tooth position,-evaluating the oscillating course of the shifting path (2) with regard to a frequency and amplitude if the course of the shifting path (2) has an oscillating profile in the area of the tooth-on-tooth position, and- determining a block rotation as a tooth-on-tooth position if the oscillating course of the shifting path (2) in the area of the tooth-on-tooth position has a frequency and/or or having an amplitude which does not exceed a predetermined threshold value, or determining a ratchet as a tooth-on-tooth position if the vibratory shifting path (2) in the area of the tooth-on-tooth position has a frequency and amplitude which a exceed a predetermined threshold.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist sowie ein entsprechendes Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf dem Steuergerät.The invention relates to a method for shift control of an automated manual transmission. Furthermore, the invention relates to a control unit which is designed to carry out the method and a corresponding computer program for running the method on the control unit.

Bei der Ausführung einer Schaltung in einem automatisierten Schaltgetriebe unter Beteiligung eines formschlüssigen Schaltelements kann es zu einer sogenannten Zahn-auf-Zahn-Stellung an dem formschlüssigen Schaltelement kommen, die ein Schließen des formschlüssigen Schaltelements verhindert. Derartige Zahn-auf-Zahn-Stellungen müssen zur Ausführung einer Schaltung aufgelöst werden.When shifting gears in an automated manual transmission involving a positive-locking shifting element, a so-called tooth-on-tooth position can occur on the positive-locking shifting element, which prevents the positive-locking shifting element from closing. Such tooth-on-tooth positions must be resolved in order to execute a shift.

Ein Verfahren zum Auflösen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung an einem formschlüssigen Schaltelement eines Getriebes ist aus der DE 10 2006 046 605 A1 bekannt.A method for resolving a tooth-on-tooth position on a positive shifting element of a transmission is from DE 10 2006 046 605 A1 known.

Die DE 10 2005 054 767 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten, unsynchronisierten Zahnräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs.The DE 10 2005 054 767 A1 discloses a method for controlling an automated, unsynchronized gear change transmission of a motor vehicle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Auflösung einer an einem formschlüssig ausgebildeten Schaltelement auftretenden Zahn-auf-Zahn-Stellung zu schaffen. Zudem sollen ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf dem Steuergerät angegeben werden.The present invention is based on the object of creating a novel method for resolving a tooth-on-tooth position occurring on a shifting element designed with a positive fit. In addition, a control unit, which is designed to carry out the method, and a computer program for executing the method on the control unit are to be specified.

Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Steuergerät, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, ist zudem Gegenstand von Patentanspruch 4. Hinsichtlich eines Computerprogramms wird auf den Patentanspruch 5 verwiesen. 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 Computerprogramm und jeweils umgekehrt gelten, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann.From a procedural point of view, this problem is solved by the features of patent claim 1. A control device designed to carry out the method according to the invention is also the subject of patent claim 4. With regard to a computer program, reference is made to patent claim 5. Advantageous developments are the subject matter of the subclaims and the following description and drawings. Features that are described in connection with the method should also apply in connection with the control unit according to the invention and the computer program according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention can always be referred to reciprocally.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • - Verstellen eines formschlüssig ausgebildeten Schaltelements des automatisieren Schaltgetriebes zum Ausführen eines Schaltvorgangs,
  • - Erfassen eines Schaltwegverlaufs während des Verstellens des Schaltelements,
  • - Auswerten, ob der erfasste Schaltwegverlauf einen Bereich aufweist, der kennzeichnend ist für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung des Schaltelements,
  • - falls der erfasste Schaltwegverlauf einen Bereich aufweist, der für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnend ist, Analysieren des Schaltwegverlaufs im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung, und
  • - Ansteuern von zumindest einem Aktuator zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung in Abhängigkeit des im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysierten Schaltwegverlaufs.
According to the present invention, a method for shift control of an automated manual transmission is provided. The procedure includes the following steps:
  • - Adjusting a positively designed shifting element of the automated manual transmission to carry out a shifting process,
  • - Detecting a switching path course during the adjustment of the switching element,
  • - Evaluate whether the recorded shifting path has a range that is characteristic of a tooth-on-tooth position of the shifting element,
  • - If the recorded shifting path has a range that is characteristic of a tooth-on-tooth position, analyzing the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position, and
  • - Activation of at least one actuator to resolve the tooth-on-tooth position as a function of the shifting path profile analyzed in the area of the tooth-on-tooth position.

Ein automatisiertes Schaltgetriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges Getriebe, bei dem mehrere Übersetzungsstufen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente automatisiert schaltbar sind. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik der Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Kraftfahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Schaltelemente kann das Getriebe in eine Neutralposition gebracht werden, in welcher die Antriebseinheit vom Abtrieb getrennt ist. Bei dem formschlüssigen Schaltelement kann es sich beispielsweise um ein Klauenschaltelement handeln. Das formschlüssige Schaltelement bzw. das Klauenschaltelement kann unsynchronisiert oder synchronisiert ausgebildet sein. Das formschlüssige Schaltelement kann insbesondere als Schaltkupplung ausgestaltet sein.An automated manual transmission refers here in particular to a multi-gear transmission in which several transmission stages, ie fixed transmission ratios between two shafts of the transmission, can be shifted automatically by shifting elements. Transmissions of this type are primarily used in motor vehicles in order to adapt the speed and torque output characteristics of the drive unit to the driving resistance of the motor vehicle in a suitable manner. By appropriately controlling the shifting elements, the transmission can be brought into a neutral position, in which the drive unit is separated from the output. The form-fit shifting element can be a claw shifting element, for example. The form-fit shifting element or the claw shifting element can be unsynchronized or synchronized. The form-fitting shifting element can be designed in particular as a shifting clutch.

Unter einem Schaltvorgang ist bevorzugt ein Vorgang zu verstehen, bei welchem das formschlüssige 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.A shifting process is preferably to be understood as a process in which the positive-locking shifting element is brought into operative connection with another shifting element, in particular a gear wheel. As part of the shifting process, the transmission changes from a first shifting state to a second shifting state. A shifting process can therefore be understood as 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 adjustment device, which can be designed as a switching actuator. The switching act tuator can be designed as a hydraulically or pneumatically actuated actuating cylinder or as an electric actuator, by means of which a shifting mechanism of the transmission is actuated to adjust the shifting element during a shifting process.

Ein Erfassen des Schaltwegverlaufs kann beispielsweise erfolgen durch Erfassen der Position des Schaltelements mittels einer Wegsensorik während des Verstellens des Schaltelements. Die Wegsensorik kann 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 shifting path can be detected, for example, by detecting the position of the shifting element using a path sensor system while the shifting element is being adjusted. The displacement sensor system can be designed 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.

Eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kann dadurch erkannt werden, dass der erfasste Schaltweg des Schaltelements zum Einlegen einer Übersetzungsstufe des Getriebes nicht die Endstellung erreicht, sondern in einer Zwischenstellung verharrt. Dieses Verharren in der Zwischenstellung bildet in dem erfassten Schaltwegverlauf einen Bereich aus, welcher kennzeichnend für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung ist.A tooth-on-tooth position can be recognized by the fact that the detected shifting path of the shifting element for engaging a gear ratio of the transmission does not reach the end position but remains in an intermediate position. This persistence in the intermediate position forms an area in the recorded shifting path which is characteristic of a tooth-on-tooth position.

Falls der erfasste Schaltwegverlauf einen eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnenden Bereich aufweist, dann ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysiert wird. Das Analysieren kann ein Beobachten des Schaltwegverlaufs im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung umfassen. In Abhängigkeit des im Bereich der aufgetretenen Zahn-auf-Zahn-Stellung analysierten Schaltwegverlaufs wird zumindest ein zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung geeigneter Aktuator angesteuert.If the detected course of the shifting path has an area that characterizes a tooth-on-tooth position, then according to the present invention it is provided that the course of the shifting path is analyzed in the area of the tooth-on-tooth position. The analysis can include observing the course of the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position. Depending on the course of the shifting path analyzed in the region of the tooth-on-tooth position that has occurred, at least one actuator suitable for resolving the tooth-on-tooth position is controlled.

Dadurch, dass der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysiert wird, kann die Art der Zahn-auf-Zahn-Stellung festgestellt werden und hiervon abhängig ein geeigneter Aktuator zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung angesteuert werden.By analyzing the course of the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position, the type of tooth-on-tooth position can be determined and a suitable actuator for resolving the tooth-on-tooth position can be controlled depending on this.

So kann durch das Analysieren des Schaltwegverlaufs im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung in einem weiteren Verfahrensschritt festgestellt werden, ob der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung einen schwingungsförmigen Verlauf aufweist.By analyzing the course of the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position, it can be determined in a further method step whether the course of the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position has an oscillating course.

Weist der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung keinen schwingungsförmigen Verlauf auf, dann wird als Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Blockumlauf festgestellt. Blockumlauf liegt vor, wenn Schaltklauen des formschlüssigen Schaltelements aufeinander stehen und mit gleicher Drehzahl umlaufen. Das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe ist dann aufgrund der aufeinander stehenden Schaltklauen des formschlüssigen Schaltelements nicht möglich.If the course of the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position does not exhibit an oscillating course, then a block rotation is determined as the tooth-on-tooth position. Block rotation occurs when the shifting claws of the positive-locking shifting element are on top of each other and rotate at the same speed. It is then not possible to insert the new gear ratio due to the shifting claws of the positive-locking shifting element standing one on top of the other.

Weist der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung hingegen einen schwingungsförmigen Verlauf auf, dann ist in einem weiteren Verfahrensschritt vorgesehen, dass der schwingungsförmige Schaltwegverlauf bezüglich seiner Frequenz und Amplitude ausgewertet wird. Bei dieser Auswertung kann der schwingungsförmige Schaltwegverlauf bezüglich seiner Frequenz und Amplitude mit vorbestimmten Schwellwerten für die Frequenz und Amplitude verglichen werden.If, on the other hand, the course of the shifting path in the region of the tooth-on-tooth position has an oscillating course, then in a further method step it is provided that the oscillating course of the shifting path is evaluated with regard to its frequency and amplitude. In this evaluation, the frequency and amplitude of the oscillatory switching path can be compared with predetermined threshold values for the frequency and amplitude.

Wird bei dem Vergleich festgestellt, dass die Frequenz des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs den vorbestimmten Frequenz-Schwellwert nicht überschreitet, dann wird als Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Blockumlauf festgestellt. Auch dann, wenn die Amplitude des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs den vorbestimmten Amplituden-Schwellwert nicht überschreitet, wird als Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Blockumlauf festgestellt.If the comparison establishes that the frequency of the oscillating course of the shifting path does not exceed the predetermined frequency threshold value, then a block rotation is established as the tooth-on-tooth position. Even if the amplitude of the oscillating course of the shifting path does not exceed the predetermined amplitude threshold value, a block revolution is determined as the tooth-on-tooth position.

Wird bei dem Vergleich hingegen festgestellt, dass die Frequenz des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs den vorbestimmten Frequenz-Schwellwert und die Amplitude des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs den vorbestimmten Amplituden-Schwellwert überschreitet, dann wird als Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Ratschen festgestellt. Ratschen liegt vor, wenn Schaltklauen des formschlüssigen Schaltelements mit unterschiedlichen Drehzahlen übereinander rutschen. Hierbei kann es beim Schaltvorgang zu einer signifikanten Geräuschentwicklung kommen. Das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe ist dann aufgrund der übereinander rutschenden Schaltklauen des formschlüssigen Schaltelements nicht möglich.If, on the other hand, the comparison establishes that the frequency of the oscillatory shifting path exceeds the predetermined frequency threshold and the amplitude of the oscillatory shifting path exceeds the predetermined amplitude threshold, then ratcheting is determined as the tooth-on-tooth position. Ratcheting occurs when the shifting claws of the positive-locking shifting element slide over one another at different speeds. This can lead to significant noise development during the switching process. It is then not possible to engage the new gear ratio because the shifting claws of the positive-locking shifting element are sliding over one another.

Der vorbestimmte Frequenz-Schwellwert kann beispielhaft bei 30 Hz festgelegt sein, während der vorbestimmte Amplituden-Schwellwert beispielhaft bei 1 Millimeter festgelegt sein kann.The predetermined frequency threshold may be set at 30 Hz, for example, while the predetermined amplitude threshold may be set at 1 millimeter, for example.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine als Blockumlauf erkannte Zahn-auf-Zahn-Stellung durch ein Verändern eines über das formschlüssige Schaltelement übertragenen Drehmoments aufgelöst wird. Bei der Ermittlung der hierfür zur Verfügung stehenden Aktuatoren können sowohl mit einer antriebsseitigen Schaltelementhälfte in Wirkverbindung stehende Aktuatoren als auch mit einer abtriebsseitigen Schaltelementhälfte in Wirkverbindung stehende Aktuatoren berücksichtigt werden. Als Aktuator zur Auflösung eines Blockumlaufs kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor, welcher über eine Trennkupplung mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist, eine elektrische Maschine, eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs, eine Getriebebremse, welche beispielsweise an einer Vorgelegewelle des Schaltgetriebes angeordnet ist, oder ein auf eine Getriebewelle wirkender Retarder, welcher als Primär- oder als Sekundärretarder ausgebildet sein kann, ausgewählt und angesteuert werden.In a development of the method according to the invention, it is provided that a tooth-on-tooth position recognized as a block rotation is resolved by changing a torque transmitted via the positive-locking shifting element. When determining the actuators available for this purpose, both actuators that are operatively connected to a drive-side shifting element half and actuators that are operatively connected to an output-side shifting element half can be taken into account. An internal combustion engine, for example, which is connected to a transmission input shaft via a separating clutch, can be used as an actuator for dissolving a block rotation bar, an electric machine, a service brake of the motor vehicle, a transmission brake, which is arranged, for example, on a countershaft of the manual transmission, or a retarder acting on a transmission shaft, which can be designed as a primary or secondary retarder, can be selected and controlled.

Ein Erhöhen eines über das formschlüssige Schaltelement übertragenen Drehmoments wäre hingegen bei einer als Ratschen erkannten Zahn-auf-Zahn-Stellung mit Nachteilen verbunden, da ein erhöhtes Drehmoment das Ratschen der Schaltklauen verstärken würde. Hierbei könnten die Schaltklauen beschädigt werden. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass eine als Ratschen erkannte Zahn-auf-Zahn-Stellung durch eine geänderte Ansteuerung der Schaltaktuatorik zum Verstellen des Schaltelements aufgelöst wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine als Ratschen erkannte Zahn-auf-Zahn-Stellung durch ein Verstellen des Schaltelements in seine Neutralposition aufgelöst wird. Ausgehend von der Neutralposition erfolgt eine neue Drehzahlsynchronisierung, bevor erneut versucht wird, die neue Übersetzungsstufe des Schaltgetriebes einzulegen. Alternativ hierzu kann eine während des Ratschens mittels des Schaltaktuator auf das Schaltelement aufgebrachte Schaltkraft erhöht oder reduziert werden. Durch ein Erhöhen der auf das Schaltelement aufgebrachten Schaltkraft kann eine Synchronisierungswirkung an den Schaltklauen des Schaltelements bewirkt werden, die zum Einlegen der neuen Übersetzungsstufe des Schaltgetriebes führen kann. Durch ein Reduzieren der auf das Schaltelement aufgebrachten Schaltkraft können Hardwareschäden an den Schaltklauen des Schaltelements vermieden werden.In contrast, an increase in a torque transmitted via the positive-locking shifting element would be associated with disadvantages in the case of a tooth-on-tooth position recognized as ratcheting, since an increased torque would increase the ratcheting of the shifting claws. This could damage the shift claws. In a development of the method according to the invention, it is therefore provided that a tooth-on-tooth position recognized as ratcheting is resolved by a modified activation of the shift actuator system for adjusting the shift element. For example, it can be provided that a tooth-on-tooth position recognized as ratcheting is released by moving the switching element into its neutral position. Starting from the neutral position, the speed is synchronized again before another attempt is made to engage the new gear ratio of the manual transmission. As an alternative to this, a shifting force applied to the shifting element by means of the shifting actuator during the ratcheting can be increased or reduced. By increasing the shifting force applied to the shifting element, a synchronizing effect can be brought about at the shifting claws of the shifting element, which can lead to the engagement of the new gear ratio of the manual transmission. By reducing the shifting force applied to the shifting element, hardware damage to the shifting claws of the shifting element can be avoided.

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 des Steuergeräts handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen. Das Steuergerät ist hierzu auch mit notwendigen Sensoren sowie soweit notwendig auch mit anderen Steuergeräten verbunden, um die entscheidungsrelevanten Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. Das Steuergerät kann beispielsweise als Getriebesteuergerät ausgebildet sein. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Steuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und ggf. um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention also relates to a control device which is designed to carry out the method according to the invention. The control unit includes means that are used to carry out the method according to the invention. These means are hardware-side means and software-side means. The hardware means of the control device are data interfaces in order to exchange data with the assemblies involved in carrying out the method according to the invention. For this purpose, the control unit is also connected to the necessary sensors and, if necessary, also to other control units in order to record the data relevant to the decision or to forward control commands. The control unit can be designed as a transmission control unit, for example. The hardware means of the control unit are also a processor for data processing and possibly a memory for data storage. The software-side means are program modules for carrying out the method according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist ausgebildet, ein Steuergerät zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät ausgeführt wird. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogramm abrufbar gespeichert ist.A computer program according to the invention is designed to cause a control unit to execute the method according to the invention or a preferred development when the computer program is executed on the control unit. In this context, the subject matter of the invention also includes a computer-readable medium on which a computer program described above is stored in a retrievable manner.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Es zeigen

  • 1 einen schematischen Aufbau eines automatisierten Gruppengetriebes;
  • 2 einen Schaltwegverlauf beim Betätigen eines formschlüssigen Schaltelements des Getriebes und
  • 3 einen zweiten Schaltwegverlauf beim Betätigen eines formschlüssigen Schaltelements des Getriebes.
The invention is explained in more detail below with reference to figures, from which further preferred embodiments and features of the invention can be inferred. Show it
  • 1 a schematic structure of an automated group transmission;
  • 2 a shifting path when actuating a positive shifting element of the transmission and
  • 3 a second course of the shifting path when a positive-locking shifting element of the transmission is actuated.

Das in 1 dargestellte Gruppengetriebe ist als automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Nutzfahrzeug sein. Das Gruppengetriebe umfasst ein dreistufiges Hauptgetriebe HG, eine dem Hauptgetriebe HG antriebstechnisch vorgeschaltete Vorschaltgruppe bzw. Splitgruppe VG sowie eine dem Hauptgetriebe HG nachgeschaltete Bereichsgruppe BG. Das Hauptgetriebe HG des Gruppengetriebes ist hier als Direktganggetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist eine Hauptwelle W2 und zwei Vorgelegewellen W3a und W3b auf, wobei die erste Vorgelegewelle W3a mit einer steuerbaren Getriebebremse Br versehen ist.This in 1 Group transmission shown is designed as an automated manual transmission of a motor vehicle. The motor vehicle can be a commercial vehicle, for example. The group transmission comprises a three-stage main transmission HG, an upstream group or splitter group VG that is drive-wise upstream of the main transmission HG, and a range group BG that is downstream of the main transmission HG. The main transmission HG of the group transmission is designed here as a direct gear transmission with countershaft construction and has a main shaft W2 and two countershafts W3a and W3b, the first countershaft W3a being provided with a controllable transmission brake Br.

Das Hauptgetriebe HG ist mit drei Übersetzungsstufen G1, G2, G3 für eine Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für eine Rückwärtsfahrt dreistufig ausgebildet. Losräder der Übersetzungsstufen G1, G2 und R sind jeweils drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert und über zugeordnete Schaltkupplungen schaltbar. Die zugeordneten Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen W3a und W3b angeordnet.The main transmission HG is designed in three stages with three transmission stages G1, G2, G3 for forward travel and one transmission stage R for reverse travel. Loose gears of the gear ratios G1, G2 and R are each rotatably mounted on the main shaft W2 and can be shifted via assigned clutches. The assigned fixed gears are arranged in a torque-proof manner on the countershafts W3a and W3b.

Die Schaltkupplungen der Übersetzungsstufen G3 und G2 sowie die Schaltkupplungen der Übersetzungsstufen G1 und R sind jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket S2/3 bzw. S1/R zusammengefasst. Das Hauptgetriebe HG ist unsynchronisiert schaltbar ausgebildet.The shifting clutches of the transmission stages G3 and G2 and the shifting clutches of the transmission stages G1 and R are each combined in a common shifting package S2/3 or S1/R. The main transmission HG is designed to be switched in an unsynchronized manner.

Die Vorschaltgruppe VG des Gruppengetriebes ist zweistufig ausgebildet und ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei die beiden Übersetzungsstufen K1, K2 der Vorschaltgruppe VG zwei schaltbare Eingangskonstanten des Hauptgetriebes HG bilden. Durch eine geringere Übersetzungsdifferenz der beiden Übersetzungsstufen K1, K2 ist die Vorschaltgruppe VG als Splitgruppe ausgelegt. Das Losrad der ersten Übersetzungsstufe K1 ist drehbar auf der Eingangswelle W1 gelagert, die über eine steuerbare Trennkupplung TK mit einem beispielsweise als Verbrennungs- oder Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor AM in Verbindung steht.The front-mounted group VG of the range-change transmission has two stages and is also designed in countershaft construction, with the two gear ratios K1, K2 of the front-mounted group VG forming two shiftable input constants of the main transmission HG. Due to a lower translation difference between the two translation stages K1, K2, the upstream group VG is designed as a splitter group. The idler wheel of the first transmission stage K1 is rotatably mounted on the input shaft W1, which is connected via a controllable separating clutch TK to a drive motor AM designed, for example, as a combustion engine or electric motor.

Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe K2 ist drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert. Die Festräder beider Übersetzungsstufen K1, K2 der Vorschaltgruppe VG sind jeweils drehfest mit den Vorgelegewellen W3a und W3b des Hauptgetriebes HG verbunden. Die synchronisiert ausgebildeten Schaltkupplungen der Vorschaltgruppe VG sind in einem gemeinsamen Schaltpaket SV zusammengefasst.The idler wheel of the second transmission stage K2 is rotatably mounted on the main shaft W2. The fixed gears of both transmission stages K1, K2 of the front-mounted group VG are each connected in a torque-proof manner to the countershafts W3a and W3b of the main transmission HG. The synchronized shifting clutches of the upstream group VG are combined in a common shifting package SV.

Die dem Hauptgetriebe HG nachgeordnete Bereichsgruppe BG des Gruppengetriebes ist ebenfalls zweistufig ausgebildet, jedoch in Planetenbauweise mit einem einfachen Planetenradsatz. Das Sonnenrad PS ist drehfest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle W2 des Hauptgetriebes HG verbunden. Der Planetenträger PT ist drehfest mit der Ausgangswelle W4 des Gruppengetriebes gekoppelt. Das Hohlrad PH steht mit einem Schaltpaket SB mit zwei synchronisierten Schaltkupplungen in Verbindung, durch welche die Bereichsgruppe BG wechselweise durch die Verbindung des Hohlrads PH mit einem feststehenden Gehäuseteil in eine Langsamfahrstufe L und durch die Verbindung des Hohlrads PH mit dem Planetenträger PT in eine Schnellfahrstufe S schaltbar ist. Die Bereichsgruppe BG ist synchronisiert schaltbar ausgebildet.The range group BG of the group transmission, which is arranged downstream of the main transmission HG, is also designed in two stages, but in a planetary design with a simple planetary gear set. The sun gear PS is non-rotatably connected to the main shaft W2 of the main transmission HG, which is extended on the output side. The planetary carrier PT is coupled in a torque-proof manner to the output shaft W4 of the group transmission. The ring gear PH is connected to a shifting package SB with two synchronized shifting clutches, through which the range group BG is alternately shifted to a slow gear L by connecting the ring gear PH to a fixed housing part and to a high-speed gear S by connecting the ring gear PH to the planet carrier PT is switchable. The range group BG is designed so that it can be switched in a synchronized manner.

Eine Ansteuerung der in dem Gruppengetriebe vorhandenen Schaltkupplungen zum Einstellen einer gewünschten Übersetzungsstufe (K1, K2, G3, G2, G1, R, L, S) wird dabei über ein Steuergerät gesteuert bzw. geregelt. Das Steuergerät kann vorzugsweise als Getriebesteuergerät ausgebildet sein. Die Schaltkupplungen werden über eine hier nicht dargestellte Schaltmechanik verstellt, wobei die Schaltmechanik mittels eines Schaltaktuators betätigt wird.Activation of the clutches present in the range-change transmission for setting a desired gear ratio (K1, K2, G3, G2, G1, R, L, S) is controlled or regulated via a control unit. The control unit can preferably be designed as a transmission control unit. The shifting clutches are adjusted via a shifting mechanism, not shown here, with the shifting mechanism being actuated by means of a shift actuator.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Schaltsteuerung kann bei einem Verstellen einer Schaltkupplung des Gruppengetriebes, insbesondere einer unsynchronisiert ausgebildeten Schaltkupplung des Hauptgetriebes HG zur Anwendung kommen.The method according to the invention for shift control can be used when adjusting a shifting clutch of the group transmission, in particular a shifting clutch of the main transmission HG that is designed to be unsynchronized.

Hierbei wird während des Verstellens einer Schaltkupplung des Gruppengetriebes ein Schaltwegverlauf erfasst. Der erfasste Schaltwegverlauf wird dahingehend ausgewertet, ob dieser einen Bereich aufweist, der kennzeichnend ist für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung der Schaltkupplung. Wird im Rahmen des Verfahrens festgestellt, dass der erfasste Schaltwegverlauf einen Bereich aufweist, der für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnend ist, dann wird der Schaltwegverlauf im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysiert und in Abhängigkeit des analysierten Schaltwegverlaufs ein Ansteuern von zumindest einem Aktuator zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung ausgeführt.Here, a shift path profile is recorded during the adjustment of a shift clutch of the group transmission. The recorded shifting path profile is evaluated to determine whether it has a range that is characteristic of a tooth-on-tooth position of the shifting clutch. If it is determined during the process that the recorded shifting path has an area that is characteristic of a tooth-on-tooth position, then the shifting path in the area of the tooth-on-tooth position is analyzed and depending on the analyzed shifting path Activation of at least one actuator for dissolving the tooth-on-tooth position.

Die 2 zeigt einen Schaltwegverlauf 1 bei einem Wechsel einer Übersetzungsstufe des Hauptgetriebes HG des in 1 dargestellten Gruppengetriebes. In dem Hauptgetriebe HG ist zu Beginn des Verfahrens eine Übersetzungsstufe eingelegt. Zu einem Zeitpunkt t1 wird die Übersetzungsstufe durch Ansteuerung eines Schaltaktuators ausgelegt. Zum Zeitpunkt t2 befindet sich die Schaltkupplung und somit das Hauptgetriebe HG in einer Neutralposition. Ausgehend von der Neutralposition wird die Schaltkupplung zum Zeitpunkt t3 zum Einlegen der neuen Übersetzungsstufe des Hauptgetriebes HG angesteuert. Zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 weist der Schaltwegverlauf 1 einen für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnenden Bereich auf. In diesem Bereich verharrt der Schaltweg der Schalkupplung in einer Zwischenstellung, ohne dass die neue Übersetzungsstufe in dem Getriebe eingelegt wird. Die Endstellung der Schaltkupplung kann aufgrund der vorliegenden Zahn-auf-Zahn-Stellung nicht erreicht werden.The 2 shows a shift path profile 1 when changing a gear ratio of the main transmission HG in FIG 1 illustrated group transmission. At the beginning of the process, a transmission stage is engaged in the main transmission HG. At a point in time t1, the transmission stage is disengaged by controlling a shift actuator. At time t2, the clutch and thus the main transmission HG is in a neutral position. Starting from the neutral position, the clutch is actuated at time t3 to engage the new gear ratio of the main transmission HG. Between the points in time t4 and t5, the course of the shifting path 1 has an area that is characteristic of a tooth-on-tooth position. In this area, the shifting path of the shift clutch remains in an intermediate position without the new gear ratio being engaged in the transmission. The end position of the clutch cannot be reached due to the existing tooth-on-tooth position.

Es ist vorgesehen, dass der Schaltwegverlauf 1 zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 auf das Vorliegen einer Schwingung analysiert wird. Da der gemäß 2 gezeigte Schaltwegverlauf 1 in dem Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung keinen schwingungsförmigen Verlauf aufweist, wird das Vorliegen eines Blockumlaufs festgestellt. Das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe ist dann aufgrund der aufeinander stehenden Schaltklauen der Schaltkupplung nicht möglich. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung durch ein Verändern des über die Schaltkupplung übertragenen Drehmoments aufgelöst. Die Schaltkupplung erreicht anschließend ihre Endstellung und die neue Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes ist eingelegt.Provision is made for the shifting path profile 1 to be analyzed between the times t4 and t5 for the presence of an oscillation. Since the according 2 If the shifting path curve 1 shown in the area of the tooth-on-tooth position does not have an oscillating curve, the presence of a block circulation is determined. It is then not possible to engage the new gear ratio because the shifting claws of the shifting clutch are on top of each other. In a further method step, the tooth-on-tooth position is resolved by changing the torque transmitted via the clutch. The clutch then reaches its end position and the new gear ratio of the group transmission is engaged.

Im Unterschied zu dem gemäß 2 dargestellten Schaltwegverlauf 1 weist der gemäß 3 dargestellte Schaltwegverlauf 2 im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung, also zwischen den Zeitpunkten t4 und t5, einen schwingungsförmigen Verlauf auf. Dieser schwingungsförmige Verlauf wird bezüglich seiner Frequenz und Amplitude ausgewertet und mit vorbestimmten Schwellwerten für die Frequenz und Amplitude verglichen. Vorliegend werden die vorbestimmten Schwellenwerte überschritten. Folglich wird als Zahn-auf-Zahn-Stellung ein Ratschen erkannt, durch welches das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe verhindert wird. Zur Auflösung der als Ratschen erkannten Zahn-auf-Zahn-Stellung wird eine auf die Schaltkupplung aufgebrachte Schaltkraft erhöht. Dadurch synchronisieren sich die Schaltklauen der Schaltkupplung und die Schaltkupplung kann durch Einspuren der Schaltklauen in ihre Endstellung verfahren werden, in welcher die neue Übersetzungsstufe des Gruppengetriebes eingelegt ist.In contrast to that according to 2 Shift path curve 1 shown has according to 3 Shifting path curve 2 shown in the area of the tooth-on-tooth position, ie between times t4 and t5, has an oscillating curve. This oscillating course is evaluated with regard to its frequency and amplitude and compared with predetermined threshold values for the frequency and amplitude. In the present case, the predetermined threshold values are exceeded. As a result, a ratchet is recognized as a tooth-on-tooth position, which prevents the new gear ratio from being engaged. To resolve the tooth-on-tooth position recognized as ratcheting, a shifting force applied to the clutch is increased. As a result, the shifting claws of the shifting clutch are synchronized and the shifting clutch can be moved into its end position by engaging the shifting claws, in which the new gear ratio of the range-change transmission is engaged.

Claims (8)

Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes, mit folgenden Schritten: - Verstellen eines formschlüssig ausgebildeten Schaltelements des automatisieren Schaltgetriebes zum Ausführen eines Schaltvorgangs, - Erfassen eines Schaltwegverlaufs (1, 2) während des Verstellens des Schaltelements, - Auswerten, ob der erfasste Schaltwegverlauf (1, 2) einen Bereich aufweist, der kennzeichnend ist für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung des Schaltelements, - falls der erfasste Schaltwegverlauf (1, 2) einen Bereich aufweist, der für eine Zahn-auf-Zahn-Stellung kennzeichnend ist, Analysieren des Schaltwegverlaufs (1, 2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung, - Ansteuern von zumindest einem Aktuator zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung in Abhängigkeit des im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung analysierten Schaltwegverlaufs (1, 2), - Feststellen, ob der Schaltwegverlauf (1, 2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung einen schwingungsförmigen Verlauf aufweist, -Auswerten des schwingungsförmigen Schaltwegverlaufs (2) bezüglich einer Frequenz und Amplitude, wenn der Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung einen schwingungsförmigen Verlauf aufweist, und - Feststellen eines Blockumlaufs als Zahn-auf-Zahn-Stellung, wenn der schwingungsförmige Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung eine Frequenz und/oder Amplitude aufweist, welche einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet, oder - Feststellen eines Ratschens als Zahn-auf-Zahn-Stellung, wenn der schwingungsförmige Schaltwegverlauf (2) im Bereich der Zahn-auf-Zahn-Stellung eine Frequenz und Amplitude aufweist, welche einen vorbestimmten Schwellwert überschreiten.Method for shift control of an automated manual transmission, with the following steps: - Adjusting a positively designed shifting element of the automated manual transmission to carry out a shifting process, - detecting a switching path (1, 2) during the adjustment of the switching element, - Evaluate whether the recorded shifting path (1, 2) has a range that is characteristic of a tooth-on-tooth position of the shifting element, - if the detected shifting path (1, 2) has an area that is characteristic of a tooth-on-tooth position, analyzing the shifting path (1, 2) in the area of the tooth-on-tooth position, - Controlling at least one actuator for resolving the tooth-on-tooth position as a function of the shifting path profile (1, 2) analyzed in the area of the tooth-on-tooth position, - Determining whether the course of the shifting path (1, 2) has an oscillating course in the area of the tooth-on-tooth position, - evaluating the oscillating course of the shifting path (2) with regard to a frequency and amplitude if the course of the shifting path (2) has a oscillating course in the region of the tooth-on-tooth position, and - Determining a block rotation as a tooth-on-tooth position if the oscillating shifting path (2) in the area of the tooth-on-tooth position has a frequency and/or amplitude which does not exceed a predetermined threshold value, or - Determination of a ratchet as a tooth-on-tooth position when the oscillating shifting path (2) in the area of the tooth-on-tooth position has a frequency and amplitude which exceed a predetermined threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch - Auflösen der als Blockumlauf erkannten Zahn-auf-Zahn-Stellung durch Verändern eines über das Schaltelement übertragenen Drehmoments.procedure after claim 1 , characterized by - resolving the tooth-on-tooth position recognized as a block rotation by changing a torque transmitted via the switching element. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch - Auflösen der als Ratschen erkannten Zahn-auf-Zahn-Stellung durch Verändern der Ansteuerung einer Verstelleinrichtung zum Verstellen des Schaltelements.procedure after claim 1 , characterized by - resolving the tooth-on-tooth position recognized as ratcheting by changing the actuation of an adjustment device for adjusting the switching element. Steuergerät, das zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Control unit designed to carry out a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das ausgebildet ist, ein Steuergerät zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät ausgeführt wird.Computer program designed to cause a control unit to execute a method according to one of the preceding method claims when the computer program is executed on the control unit. Automatisiertes Schaltgetriebe, welches ein Steuergerät gemäß Anspruch 4 aufweist und gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 betreibbar ist.Automated manual transmission, which a control unit according to claim 4 comprises and according to a method according to any one of Claims 1 until 3 is operable. Automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisierte Schaltgetriebe als Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.Automated manual transmission claim 6 , characterized in that the automated manual transmission is designed as a group transmission of a motor vehicle. Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe nach Anspruch 6 oder 7.Motor vehicle with an automated manual transmission claim 6 or 7 .
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