DE102021122488A1 - Verfahren zur Prüfung einer in einem Fahrzeuggetriebe verbauten Gangschaltkupplung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer in einem Fahrzeuggetriebe verbauten Gangschaltkupplung (S1 bis S6) mit einer Schiebemuffe (24). Das Verfahren weist eine Prüfroutine auf, mittels der eine Zustandsbestimmung der Schiebemuffe (24), insbesondere eine Koppellänge (IK) und/oder eine Position des Koppelpunkts (K), mit Hilfe eines Wegsensors (37) erfolgt, der den Schaltweg (Δs) des Betätigungssystems (32) erfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer in einem Fahrzeuggetriebe verbauten Gangschaltkupplung mit einer Schiebemuffe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • In einem solchen Doppelkupplungsgetriebe ist mit geringem getriebetechnischen Aufwand eine Parksperrenfunktion realisierbar, bei der gleichzeitig zwei Gänge (nämlich ein Vorwahlgang und ein Sperrgang) eines gemeinsamen Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes mittels Gangschaltkupplungen schaltbar sind. Aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse verblocken sich die Radebenen der geschalteten Gänge. Durch die Verblockung der beiden, im gleichen Teilgetriebe befindlichen Radebenen wird eine Drehbewegung der Getriebe-Abtriebswelle gesperrt. Eine solche gattungsgemäße Parksperrenfunktion ist aus der DE 199 50 696 A1 bekannt.
  • Die Schiebemuffe der Gangschaltkupplung ist mittels eines Betätigungssystems betätigbar, das heißt einer Schaltschiene und einer Schaltgabel, die auf der Schaltschiene sitzt und in Eingriff mit der Schiebemuffe ist. Im Schaltvorgang wird die Schiebemuffe über einen Schaltweg achsparallel zur Welle verstellt. Der Schaltweg des Betätigungssystems wird von einem Wegsensor überwacht, um ein einwandfreies Einlegen/Auslegen der Parksperrenfunktion zu gewährleisten. Bei der vom Wegsensor vorgenommenen Wegmessung wird nicht unmittelbar der tatsächliche Schiebmuffen-Schaltweg erfasst, sondern vielmehr der Schaltweg des Betätigungssystems.
  • Das Betätigungssystem ist toleranz- und spielbehaftet mit der Schiebemuffe verbunden, sodass sich getriebeindividuell unterschiedlich große Axialspiele zwischen dem Betätigungssystem und der Schiebemuffe ergeben können. Im Stand der Technik müssen fertigungstechnisch aufwendig die Bauteiltoleranzen sowie die Sensortoleranzen möglichst klein ausgelegt sein, um eine sichere Zustandsbestimmung der Schiebemuffe zu ermöglichen, das heißt eine ausreichend große Koppellänge bei Zahn-Überdeckung im geschalteten Zustand und/oder einen Koppelpunkt, bei dessen Überschreiten je nach Schaltrichtung ein Formschluss zwischen den Koppelpartnern hergestellt wird oder gelöst wird.
  • Aus der DE 10 2017 202 081 A1 ist ein Verfahren zur Echtzeit-Überwachung einer elektromagnetisch betätigbaren Klauenkupplung bekannt. Aus der DE 10 2015 122 085 A1 ist eine Einrichtung zum Verhindern eines unbeabsichtigten Anfahrens einer Parksperrenfunktion bei einem Getriebe bekannt. Aus der DE 199 08 036 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung der rotatorischen und der translatorischen Bewegung einer Welle bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Prüfung einer in einem Fahrzeuggetriebe verbauten Gangschaltkupplung mit einer Schiebemuffe bereitzustellen, mittels der eine im Vergleich zum Stand der Technik einfache Zustandsbestimmung der Schiebemuffe gewährleistet wird.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Prüfung einer Gangschaltkupplung mit Schiebemuffe aus, die auf einem Schiebemuffenträger axial verschiebbar angeordnet ist und deren Betätigungssystem über einen Schaltweg zwischen einer Schaltstellung und einer Neutralstellung axial verschiebbar ist. Der Schiebemuffenträger ist drehfest auf einer Welle angeordnet. In der Neutralstellung ist die Schiebemuffe mit ihrer Schiebemuffen-Innenverzahnung ausschließlich mit einer Außenverzahnung des Schiebemuffenträgers in Zahneingriff. In der Schaltstellung ist die Schiebemuffe mit ihrer Schiebemuffen-Innenverzahnung zusätzlich mit der Außenverzahnung eines Kupplungskörpers eines auf der Welle gelagerten Loszahnrads in Zahneingriff, das heißt über eine Koppellänge in Zahn-Überdeckung mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers. Die Schiebemuffe ist mittels eines Betätigungssystems axial verstellbar, das in Axialrichtung spielbehaftet an der Schiebemuffe angebunden ist. Für einen Auslegevorgang von der Schaltstellung in die Neutralstellung wird eine Auslegekraft generiert, mittels der das Betätigungssystem über den Schaltweg bis in die Neutralstellung verstellt wird. Im Auslegevorgang wird das Betätigungssystem zunächst über einen Leerweg unter Aufbrauch des Axialspiels bis in axiale Anlage mit der Schiebemuffe verstellt. Im weiteren Verlauf des Auslegevorgangs wird die Schiebemuffe bewegungsgekoppelt mit dem Betätigungssystem über die Koppellänge verstellt, und zwar bis Überschreiten eines Koppelpunkts, an dem der Formschluss zwischen der Schiebemuffe und dem Kupplungskörper des Loszahnrads gelöst ist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Verfahren eine Prüfroutine auf, mittels der eine Zustandsbestimmung der Schiebemuffe der zu prüfenden Gangschaltkupplung, das heißt zum Beispiel die Position des Koppelpunkts, mit Hilfe eines Wegsensors ermittelt wird, der den Schaltweg des Betätigungssystems erfasst.
  • Die Prüfroutine kann bevorzugt wie folgt umgesetzt werden: So kann zum Start der Prüfroutine das Betätigungssystem in einem ersten Prozessschritt die Schiebemuffe von der Neutralstellung in die Schaltstellung verstellen. In einem zweiten Prozessschritt wird zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Gangschaltkupplung ein Verspannmoment angelegt, wodurch einander zugewandten Zahnflanken der Schiebemuffen-Innenverzahnung und der Kupplungskörper-Außenverzahnung zueinander in Druckanlage gebracht sind. In einem dritten Prozessschritt wird ein Prüf-Auslegevorgang durchgeführt. Im Prüf-Auslegevorgang wird das Betätigungssystem mit einer Prüf-Auslegekraft beaufschlagt, um die Schiebemuffe von der Schaltstellung in die Neutralstellung zu schalten. Ein Prüfmodul überwacht während des Prüf-Auslegevorgangs den zeitlichen Verlauf eines Getriebeparameters, dessen Größe sich bei Überschreiten des Koppelpunkts aufgrund der Freigabe des Formschlusses zwischen der Schiebemuffe und dem Loszahnrad-Kupplungskörpers signifikant ändert. Das Prüfmodul erfasst den Zeitpunkt der signifikanten Getriebeparameter-Änderung. Zudem bestimmt das Prüfmodul die zu diesem Zeitpunkt erfasste Position des Betätigungssystems als Koppelpunkt.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Prüfroutine erfolgt somit eine Zustandsbestimmung der Schiebemuffe, die vom Wegsensor nur indirekt erfasst wird. Eine solche Zustandsbestimmung umfasst unter anderem die Koppellänge sowie die Positionierung des Koppelpunkts.
  • In einer bevorzugten technischen Umsetzung kann der Getriebeparameter eine Verfahrgeschwindigkeit des Betätigungssystems sein, die vom Wegsensor erfassbar ist. Im Prüf-Auslegevorgang ist die Verfahrgeschwindigkeit des Betätigungssystems bis Erreichen des Koppelpunkts reduziert, und zwar aufgrund des Verspannmoments, das zu einer Haftreibung/Gleitreibung zwischen den einander zugewandten Zahnflanken der beiden Kupplungspartner führt. Im weiteren Verlauf des Prüf-Auslegevorgangs erhöht sich mit Überschreiten des Koppelpunkts die Verfahrgeschwindigkeit signifikant.
  • Die Koppellänge zwischen der Schiebemuffe und dem Loszahnrad-Kupplungskörper kann mit Hilfe der Prüfroutine wie folgt ermittelt werden: So kann der Prüf-Auslegevorgang mit einer reduzierten Prüf-Auslegekraft starten, die kleiner bemessen ist als die durch das Verspannmoment erzeugte Gegenkraft. Mittels der reduzierten Prüf-Auslegekraft wird das Betätigungssystem unter Aufbrauch des Axialspiels bis in eine Anschlagposition verstellt, in der das Betätigungssystem in axialer Druckanlage mit der Schiebemuffe ist. Da die reduzierte Prüf-Auslegekraft ist kleiner bemessen ist als die durch das Verspannmoment erzeugte Gegenkraft, kommt das Betätigungssystem mit Erreichen der Anschlagposition in den Stillstand, das heißt die vom Wegsensor erfasste Verfahrgeschwindigkeit ist bei null. Das Prüfmodul bestimmt die bei Vorliegen der Verfahrgeschwindigkeit von null eingenommene Betätigungssystem-Position als Anschlagposition.
  • Der vom Wegsensor erfasste Leerweg des Betätigungssystems von der Schaltstellung zur Anschlagposition entspricht dem Axialspiel zwischen dem Betätigungssystems und der Schiebemuffe. Mit Erreichen der Anschlagposition erhöht das Prüfmodul die Prüf-Auslegekraft bis auf einen Wert, der größer ist als die aufgrund des Verspannmoments aufgebaute Gegenkraft. Dadurch wird der Prüf-Auslegevorgang fortgesetzt, bis das Betätigungssystem die Neutralstellung erreicht.
  • Vom Wegsensor wird ein Auslegeweg des Betätigungssystems von der Schaltstellung bis zum Koppelpunkt erfasst. Das Prüfmodul weist eine Auswerteeinheit auf, in der die Koppellänge aus einer Subtraktion des Leerwegs von dem Auslegeweg ermittelt wird.
  • Anstelle der Verfahrgeschwindigkeit kann als Getriebeparameter beispielhaft auch die Drehzahl der Welle verwendet werden, die von einem Drehzahlsensor erfasst wird und zur Auswertung an das Prüfmodul geleitet wird. Bei einem Betätigungssystem mit kraftgeregelten Aktoren (zum Beispiel hydraulisch oder elektrisch) kann der Getriebeparameter auch ein hydraulischer Druck oder ein Iststrom sein, der mittels eines Drucksensors bzw. eines Strommessgerätes erfassbar ist.
  • Das Prüfmodul kann mit Hilfe des Wegsensors den Betätigungssystem-Schaltweg zwischen der Schaltstellung und der Neutralstellung ermitteln. Zudem kann das Prüfmodul eine Auswerteeinheit aufweisen, in der der Betätigungssystem-Schaltweg mit dem Auslegeweg der Schiebemuffe verglichen wird. Die Auswerteeinheit bestimmt eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der Gangschaltkupplung, sofern der Betätigungssystem-Schaltweg größer ist als der Schiebemuffen-Auslegeweg.
  • Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Es zeigen:
      • 1 Eine Getriebestruktur eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;
      • 2 und 3 jeweils Ansichten, anhand derer grob schematisch ein Einlegen sowie ein Auslegen eines Gangs veranschaulicht ist;
      • 4 und 5 jeweils Ansichten, anhand derer ein Prüf-Auslegevorgang veranschaulicht ist.
  • In der 1 ist eine Getriebestruktur eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gezeigt, der sich im Wesentlichen aus einer Brennkraftmaschine 1 und einem Doppelkupplungsgetriebe zusammensetzt. Das Doppelkupplungsgetriebe weist eine erste Antriebswelle 7 und eine zweite Antriebswelle 9 auf. Diese sind koaxial angeordnet und über zwei, zum Beispiel hydraulisch betätigbare lastschaltbare Trennkupplungen K1, K2 alternierend mit einer Kraftabgabewelle 10 der Brennkraftmaschine 1 momentenübertragend verbindbar. Die erste Antriebswelle 7 ist in der 1 als eine Vollwelle realisiert, die koaxial innerhalb der als Hohlwelle realisierten zweiten Antriebswelle 9 geführt ist. Achsparallel zu den beiden Antriebswellen 7, 9 ist eine Abtriebswelle 13 vorgesehen. Diese treibt über eine Zahnradstufe 15 mit Stirnzahnrädern auf eine Eingangswelle 19 eines Achsdifferenzials 21 ab. Vom Achsdifferenzial 21 führen beidseitig Flanschwellen 23 zu nicht gezeigten Fahrzeugrädern.
  • Mittels der ersten und zweiten Antriebswellen 7, 9 kann jeweils ein erstes Teilgetriebe I und ein zweites Teilgetriebe II des Doppelkupplungsgetriebes aktiviert werden. Das erste Teilgetriebe I ist in der Figur unter Zwischenlage des zweiten Teilgetriebes II axial von der Doppelkupplung K1, K2 beabstandet. Auf den beiden Antriebswellen 7, 9 sowie auf der Abtriebswelle 13 sind Fest- und Loszahnräder in Radebenen angeordnet. Diese sind unter Bildung von sechs Vorwärtsgangstufen G1 bis G6 und einer Rückwärtsgangstufe R zu Zahnradsätzen zusammengefasst. In der Figur sind die Loszahnräder sämtlicher Gangstufen abtriebsseitig auf der Abtriebswelle 13 positioniert. Die Loszahnräder sind mit Hilfe von Gangschaltkupplungen S1 bis S4 schaltbar, die ebenfalls auf der Abtriebswelle 13 positioniert sind.
  • Jede der Gangschaltkupplungen S1 bis S4 ist als eine Synchronkupplung mit einer Schiebemuffe 24 realisiert, die mittels einer angedeuteten Schaltgabel 25 über einen Stellweg Δs axial beidseitig verstellbar ist. Die Schaltgabel 25 ist zusammen mit einer Schaltschiene 30 Bestandteil eines Betätigungssystems 32 zur Schaltbetätigung der jeweiligen Schiebemuffe 24. Die Schaltschiene 30 wirkt mit einer nicht gezeigten federvorgespannten Rastierung zusammen, mittels der die Schaltschiene 30 bzw. die Schaltgabel 25 in den in der 2a, 2d, 3a, 3d gezeigten Endlagen positionierbar sind.
  • Die Schiebemuffe 24 sitzt mit ihrer Innenverzahnung 20 auf einer korrespondierenden Außenverzahnung 22 eines auf der Abtriebswelle 13 drehfest angeordneten Schiebemuffenträgers 27. In der 2a ist die Schiebemuffe 24 der zu prüfenden Gangschaltkupplung in einer Neutralstellung N positioniert. Ausgehend von der Neutralstellung N ist das Betätigungssystems 32 in eine Schaltstellung S (2d) verschiebbar, um einen Gang zu schalten. In der Schaltstellung S ist die Schiebemuffen-Innenverzahnung 20 einerseits mit dem Schiebemuffenträger 27 und andererseits mit der Außenverzahnung 28 eines Loszahnrad-Kupplungskörpers 29 in Zahneingriff.
  • In den 2a bis 2d sind ist jeweils auf der rechten Seite die Axialposition der Schiebemuffen-Innenverzahnung 20 zur Kupplungskörper-Außenverzahnung 28 während des Einlegevorgangs gezeigt. In gleicher Weise sind auch in den 3a bis 3d jeweils die Axialposition der Schiebemuffen-Innenverzahnung 20 zur Kupplungskörper-Außenverzahnung 28 während des Auslegevorgangs gezeigt.
  • Nachfolgend wird anhand der 2a bis 2d ein Einlegevorgang zum Einlegen einer Gangstufe beschrieben, bei dem die Schiebemuffe 24 mit Hilfe des Betätigungssystems 32 um einen Schaltweg Δs von der Neutralstellung N (2a) in die Schaltstellung S (2d) geschaltet wird. Hierzu wird das Betätigungssystem 32 mit einer Einlegekraft FE beaufschlagt, mittels der das Betätigungssystem 32 zunächst über einen Leerweg IL unter Aufbrauch eines Axialspiels bis in axiale Anlage mit der Schiebemuffe 24 verstellt wird (2b). Im weiteren Verlauf des Einlegevorgangs überschreitet die Schiebemuffe 24 einen Koppelpunkt K (2c), an dem ein Formschluss zwischen der Schiebemuffe 24 und dem Loszahnrad-Kupplungskörper 29 hergestellt wird. Zum Ende des Einlegevorgangs sind die Schiebemuffe 24 und der Loszahnrad-Kupplungskörper 29 über eine Koppellänge IK zueinander in Zahnüberdeckung (2d).
  • Umgekehrt ist in den 3a bis 3d ein Auslegevorgang veranschaulicht. Im Auslegevorgang wird das Betätigungssystem 32 mit einer Auslegekraft FA beaufschlagt. Im Auslegevorgang wird das Betätigungssystem 32 zunächst über einen Leerweg IL unter Aufbrauch des Axialspiels bis in axiale Anlage mit der Schiebemuffe 24 verstellt (3b). Im weiteren Verlauf des Auslegevorgangs wird die Schiebemuffe 24 über die Koppellänge IK verstellt, und zwar bis Überschreiten des Koppelpunktes K (3c), an dem der Formschluss zwischen der Schiebemuffe 24 und dem Loszahnrad-Kupplungskörper 29 gelöst wird.
  • In den 1, 2 und 3 wird der Schaltweg Δs des Betätigungssystems 32 von einem Wegsensor 37 überwacht, um einen einwandfreien Einlege- oder Auslegevorgang zu gewährleisten. Der Wegsensor 37 erfasst den tatsächlichen Schiebemuffen-Weg nicht unmittelbar, sondern vielmehr lediglich den Schaltweg Δs des Betätigungssystems 32. Um eine Einlege-Sicherheit sowie eine Auslege-Sicherheit zu gewährleisten, erfolgt mit Hilfe eines Prüfmoduls 34 eine Funktionsprüfung der in der Parksperrenfunktion integrierten Gangschaltkupplungen. Die Funktionsprüfung kann beispielhaft im Rahmen einer Bandendeprüfung im fahrzeugbauenden Werk oder im getriebebauenden Werk durchgeführt werden. Alternativ dazu kann die Funktionsprüfung auch nach einer Getriebe-Reparatur in einer Werkstatt durchgeführt werden.
  • In der 1 ist das Prüfmodul 34 in Signalverbindung mit dem Schalt-Steuergerät 31, einem Motor-Steuergerät 33 der Brennkraftmaschine 1 und einem Kupplungs-Steuergerät 35 der Doppelkupplung K1, K2. Das Prüfmodul 34 führt eine Prüfroutine aus, die nachfolgend anhand der 4a bis 4d sowie der 5 beschrieben wird. Zunächst in dem zu prüfenden Momentenpfad ein Gang eingelegt wird bzw. die zu prüfende Gangschaltkupplung wird vollständig geschlossen. Dabei wird mit Hilfe des Wegsensors 37 der Schaltweg Δs des Betätigungssystems 32 zwischen der Neutralstellung N und der Schaltstellung S erfasst und an das Prüfmodul 34 geleitet.
  • Anschließend wird zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der zu prüfenden Gangschaltkupplung ein Verspannmoment Mv angelegt, bei dem die Zahnflanken der Schiebemuffen-Innenverzahnung 20 mit den Au-ßenverzahnungen 22, 28 des Schiebemuffenträgers 27 und des Kupplungskörpers 28 gegeneinander in Druckanlage kommen.
  • In einem weiteren Prozessschritt wird ein Prüf-Auslegevorgang (4a bis 4d in Verbindung mit der 5) durchgeführt. Während des Prüf-Auslegevorgangs wird vom Wegsensor 37 eine Verfahrgeschwindigkeit v des Betätigungssystems 32 erfasst und an das Prüfmodul 34 geleitet.
  • Der Prüf-Auslegevorgang wird mit einer stark reduzierten Prüf-Auslegekraft FA1 gestartet, mittels der das Betätigungssystem 32 unter Aufbrauch des Axialspiels bis in eine Anschlagposition A (4b) verstellt wird. Die reduzierte Prüf-Auslegekraft FA1 ist kleiner bemessen als die aufgrund des Verspannmoments Mv aufgebaute Gegenkraft FG (4b), die sich aus der Haftreibungskraft sowie der Axialkraft zwischen den verspannten Zahnflanken ergibt. Von daher steht die Schiebemuffe 24 bei Erreichen der Anschlagposition A still, das heißt deren Verfahrgeschwindigkeit v liegt bei null. Bei Vorliegen der Verfahrgeschwindigkeit v von null bestimmt das Prüfmodul 34 die vom Betätigungssystem 32 eingenommene Position als Anschlagposition A. Zudem erfasst der Wegsensor 37 den vom Betätigungssystem 32 von der Schaltstellung S bis zur Anschlagposition A zurückgelegten Leerweg IL. Die Neutralstellung N sowie die Schaltstellung S sind in einem vorgeschalteten separaten Anlernprozess bereits im Prüfmodul 34 hinterlegt worden.
  • Im weiteren Verlauf des Prüf-Auslegevorgangs wird die reduzierte Prüf-Auslegekraft FA1 kontinuierlich bis auf einen Wert FA2 erhöht. Dieser ist größer bemessen als die aufgrund des Verspannmoments Mv aufgebaute Gegenkraft FG. Dadurch wird der der Prüf-Auslegevorgang fortgesetzt, bis das Betätigungssystem 32 die Neutralstellung N erreicht.
  • Wie aus der 5 hervorgeht, erhöht sich bei Überschreiten des Koppelpunkts K die Verfahrgeschwindigkeit v signifikant, und zwar aufgrund der Freigabe des Formschlusses zwischen der Schiebemuffe 24 und dem Loszahnrad-Kupplungskörper 29. Das Prüfmodul 34 bestimmt die zum Zeitpunkt der signifikanten Verfahrgeschwindigkeit-Änderung vom Wegsensor 37 erfasste Position des Betätigungssystems 32 als Koppelpunkt K. Vom Wegsensor 37 wird außerdem ein Auslegeweg wA des Betätigungssystems 32 von der Schaltstellung S bis zum Koppelpunkt K erfasst.
  • Gemäß der 1 weist das Prüfmodul 34 einen Berechnungs-Baustein 36 auf, in der die Koppellänge IK aus einer Subtraktion des Leerwegs IL von dem Auslegeweg wA ermittelt wird. In einer nachgeschalteten Auswerteeinheit 38 wird der Betätigungssystem-Schaltweg Δs mit dem Auslegeweg wA verglichen. Die Auswerteeinheit 38 bestimmt eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Gangschaltkupplung, sofern die berechnete Koppellänge IK größer als ein Minimalwert Imin ist.
  • Der Minimalwert Imin kann auf der Grundlage eines theoretisch maximal möglichen Leerwegs ermittelt werden, der anhand einer Toleranzrechnung berechnet wird. Zudem kann der Minimalwert Imin unter Berücksichtigung weiterer Einflüsse bestimmt werden, etwa thermische Effekte und/oder ein thermischer Leerweg aufgrund unterschiedlicher Materialpaarungen und/oder Bauteilsteifigkeiten bzw. -elastizitäten, maximale Lagerspiele oder dergleichen.
  • Zudem weist das Prüfmodul 34 eine Auswerteeinheit 40 auf, in der der Schaltweg Δs des Betätigungssystems 32 mit dem Auslegeweg wA verglichen wird. Die Auswerteeinheit 40 bestimmt eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Gangschaltkupplung, sofern der Schaltweg Δs größer ist als der Auslegeweg wA.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Brennkraftmaschine
    7
    erste Antriebswelle
    9
    zweite Antriebswelle
    10
    Kraftabgabewelle
    13
    Abtriebswelle
    15
    Stirnradstufe
    19
    Eingangswelle
    20
    Schiebemuffen-Innenverzahnung
    21
    Achsdifferenzial
    22
    Außenverzahnung des Schiebemuffenträgers
    23
    Flanschwellen
    24
    Schiebemuffe
    25
    Schaltgabel
    26
    Stellantrieb
    27
    Schiebemuffenträger
    28
    Außenverzahnung des Kupplungskörpers
    29
    Loszahnrad-Kupplungskörper
    30
    Schaltschiene
    31
    Schalt-Steuergerät
    32
    Betätigungssystem
    33
    Motor-Steuergerät
    34
    Prüfmodul
    35
    Kupplungs-Steuergerät
    37
    Sensoren
    38
    Auswerteeinheit
    40
    Auswerteeinheit
    wA
    Auslegeweg
    IL
    Leerweg
    IK
    Koppellänge
    K1, K2
    Trennkupplungen
    S1 bis S4
    Gangschaltkupplungen
    Δs
    Schaltweg
    FA
    Auslegekraft
    FE
    Einlegekraft
    FG
    Gegenkraft
    K
    Koppelpunkt
    A
    Anschlagposition
    Mv
    Verspannmoment
    t
    Zeitpunkt der signifikanten Änderung der Verfahrgeschwindigkeit
    v
    Verfahrgeschwindigkeit
    FG
    Gegenkraft
    Imin
    Minimalwert
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19950696 A1 [0002]
    • DE 102017202081 A1 [0005]
    • DE 102015122085 A1 [0005]
    • DE 19908036 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Prüfung einer in einem Fahrzeuggetriebe verbauten Gangschaltkupplung (S1 bis S6) mit einer Schiebemuffe (24), deren Betätigungssystem (32) über einen Schaltweg (Δs) zwischen einer Schaltstellung (S) und einer Neutralstellung (N) axial verschiebbar ist, wobei die Schiebemuffe (24) in der Neutralstellung (N) mit ihrer Schiebemuffen-Innenverzahnung (20) mit einer Außenverzahnung (22) eines Schiebemuffenträgers (27) in Zahneingriff ist, und in der Schaltstellung (S) zusätzlich mit der Außenverzahnung (28) eines Kupplungsträgers (29) eines auf einer Welle (13) gelagerten Loszahnrads über eine Koppellänge (IK) in Zahn-Überdeckung ist, wobei das Betätigungssystem (32) in Axialrichtung spielbehaftet an der Schiebemuffe (24) angebunden ist, wobei für einen Auslegevorgang von der Schaltstellung (S) in die Neutralstellung (N) das Betätigungssystem (32) mit einer Auslegekraft (FA) beaufschlagt wird, mittels der das Betätigungssystem (32) über einen Schaltweg (Δs) bis in die Neutralstellung (N) verstellt wird, wobei im Auslegevorgang das Betätigungssystem (32) zunächst über einen Leerweg (IL) unter Aufbrauch eines Axialspiels bis in axiale Anlage mit der Schiebemuffe (24) verstellt wird und im weiteren Verlauf des Auslegevorgangs die Schiebemuffe (24) über die Koppellänge (IK) verstellt wird, und zwar bis Überschreiten eines Koppelpunkts (K), an dem der Formschluss zwischen der Schiebemuffe (24) und dem Loszahnrad-Kupplungsträger (29) gelöst ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Prüfroutine aufweist, mittels der eine Zustandsbestimmung der Schiebemuffe (24), insbesondere die Koppellänge (IK) und/oder die Position des Koppelpunkts (K), mit Hilfe eines Wegsensors (37) erfolgt, der den Schaltweg (Δs) des Betätigungssystems (32) erfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prüfroutine in einem ersten Prozessschritt die Schiebemuffe (24) von der Neutralstellung (N) in die Schaltstellung (S) verstellt wird, in einem zweiten Prozessschritt zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Gangschaltkupplung (S1) ein Verspannmoment (Mv) angelegt wird, und in einem dritten Prozessschritt ein Prüf-Auslegevorgang durchgeführt wird, bei dem das Betätigungssystem (32) mit einer Prüf-Auslegekraft (FA1, FA2) beaufschlagt wird, um die Schiebemuffe (24) von der Schaltstellung (S) in die Neutralstellung (N) zu schalten, und dass ein Prüfmodul (34) während des Prüf-Auslegevorgangs den zeitlichen Verlauf eines Getriebeparameters überwacht, dessen Größe sich bei Überschreiten des Koppelpunkts (K) aufgrund der Freigabe des Formschlusses zwischen der Schiebemuffe (24) und dem Loszahnrad-Kupplungskörpers (29) signifikant ändert, und dass das Prüfmodul (34) die zum Zeitpunkt (t) der Getriebeparameter-Änderung vom Wegsensor (37) erfasste Position des Betätigungssystems als Koppelpunkt (K) bestimmt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeparameter eine Verfahrgeschwindigkeit (v) des Betätigungssystems (32) ist, die vom Wegsensor (37) erfasst wird, und dass im Prüf-Auslegevorgang die Verfahrgeschwindigkeit (v) des Betätigungssystems (32) bis Erreichen des Koppelpunkts (K) reduziert ist, und zwar aufgrund des einwirkenden Verspannmoments (Mv), und dass im weiteren Prüf-Auslegevorgang nach Überschreiten des Koppelpunkts (K) sich die Verfahrgeschwindigkeit (v) signifikant erhöht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppellänge (IK) zwischen der Schiebemuffe (24) und dem Kupplungskörper (29) mittels der Prüfroutine ermittelbar ist, und dass zur Ermittlung der Koppellänge (IK) das Prüfmodul (34) den Prüf-Auslegevorgang mit einer reduzierten Prüf-Auslegekraft (FA1) startet, die kleiner als die aufgrund des Verspannmoments (Mv) aufgebaute Gegenkraft (FG) ist, und dass mittels der reduzierten Prüf-Auslegekraft (FA1) das Betätigungssystem (32) unter Aufbrauch des Axialspiels bis in eine Anschlagposition (A) verstellt wird, in der das Betätigungssystem (32) in axialer Druckanlage mit der Schiebemuffe (24) ist und das Betätigungssystem (32) stillsteht, das heißt die Verfahrgeschwindigkeit (v) bei null ist, und dass das Prüfmodul (34) die bei Vorliegen der Verfahrgeschwindigkeit (v) von null eingenommene Position des Betätigungssystems (32) als Anschlagposition (A) bestimmt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom Wegsensor (37) ein Leerweg (IL) des Betätigungssystems (32) von der Schaltstellung (S) zur Anschlagposition (A) erfasst wird, der dem Axialspiel zwischen dem Betätigungssystem (32) und der Schiebemuffe (24) entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vom Wegsensor (37) ein Auslegeweg (wA) des Betätigungssystems (32) von der Schaltstellung (S) zum Koppelpunkt (K) erfasst wird, und dass das Prüfmodul (34) einen Berechungs-Baustein (36) aufweist, in dem die Koppellänge (IK) aus einer Subtraktion des Leerwegs (IL) von dem Auslegeweg (WA) ermittelt wird, und dass eine Auswerteeinheit (38) des Prüfmoduls (34) eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Gangschaltkupplung bestimmt, sofern die Koppellänge (IK) größer als ein Minimalwert (Imin) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Erreichen der Anschlagposition (A) das Prüfmodul (34) die Prüf-Auslegekraft (FA1) bis auf einen Wert (FA2) erhöht, der größer als die aufgrund des Verspannmoments (Mv) aufgebaute Gegenkraft (FG) ist, wodurch der Prüf-Auslegevorgang fortgesetzt wird, bis das Betätigungssystem (32) die Neutralstellung (N) erreicht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Wegsensors (37) der Schaltweg (Δs) des Betätigungssystems (32) zwischen der Schaltstellung (S) und der Neutralstellung (N) erfasst wird, und dass das Prüfmodul (34) eine Auswerteeinheit (40) aufweist, in der der Schaltweg (Δs) des Betätigungssystems (32) mit dem Auslegeweg (wA) verglichen wird, und dass die Auswerteeinheit (40) eine einwandfreie Funktionsfähigkeit der zu prüfenden Gangschaltkupplung bestimmt, sofern der Schaltweg (Δs) größer als der Auslegeweg (wA) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeparameter die Drehzahl der Welle ist, die von einem Drehzahlsensor des Prüfmoduls erfasst wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betätigungssystem (32) mit kraftgeregelten Aktoren (pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch) der Getriebeparameter ein hydraulischer/pneumatischer Druck oder ein Iststrom ist, der mittels eines Drucksensors bzw. eines Strommessgeräts erfassbar ist.
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