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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schalteinrichtung für eine Getriebeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
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Verfahren für den Betrieb von Schalteinrichtungen für Getriebeeinrichtung von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere können durch Schalteinrichtungen verschiedene Getriebeelemente der Getriebeeinrichtung miteinander gekoppelt werden, wobei beispielsweise Zahnräder mit einer Welle oder Wellen miteinander gekoppelt werden können, insbesondere um verschiedene Zustände der Getriebeeinrichtung zu realisieren, zum Beispiel verschiedene Gangstufen zu schalten.
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Hierzu ist weiter aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Schalteinrichtung ein Schaltelement aufweist, beispielsweise eine Schaltgabel, mittels der ein Kopplungselement in eine für die gewünschte Schaltstellung vorgesehene Position verbracht werden kann. Für das Kopplungselement, zum Beispiel eine Schiebemuffe, können verschiedene Soll-Positionen durch das Schaltelement eingenommen werden, um das Kopplungselement in dazu korrespondierende Ist-Positionen zu stellen, die für verschiedene Schaltzustände vorgegeben werden. Hierbei kann zum Beispiel ein entkoppelter Zustand und ein gekoppelter Zustand vorgesehen sein, in dem die Schalteinrichtung eine Kopplung herstellen bzw. die Kopplung zwischen den wenigstens zwei Getriebeelementen der Getriebeeinrichtung aufhebt. Um die gewünschten Zustände herzustellen, muss sonach das Schaltelement in die dafür vorgesehene Soll-Position bewegt werden. Durch die Kopplung des Schaltelements mit dem Kopplungselement, wird auch das Kopplungselement in die gewünschte Ist-Position bewegt, sodass der gewünschte Zustand realisiert wird.
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Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, dass über den Betrieb der Schalteinrichtung bzw. der Getriebeeinrichtung hinweg, Verschleiß an verschiedenen Stellen bzw. Bauteilen auftreten kann. Hierdurch ist es möglich, dass sich die benötigten Verfahrwege verändern können, da zum Beispiel eine Reibfläche des Schaltelements aufgrund von Verschleiß abgetragen wird, sodass sich die bisher definierte Ist-Position des mittels des Schaltelements gestellten Kopplungselements verändert, obwohl die vorgegebene Soll-Position des Schaltelement eingenommen wird. Mit anderen Worten wird das Schaltelement, zum Beispiel eine Schaltgabel, dazu verwendet, ein Kopplungselement, beispielsweise eine Schiebemuffe, in die gewünschte Position zu stellen. Dabei liegt das Kopplungselement oder ein zwischen dem Kopplungselement und dem Schaltelement vorgesehenes Zwischenelement an Flächen des Schaltelements an. Durch den verschleißbedingten Abtrag der Flächen des Schaltelements verändert sich auch die entsprechende eingestellte Ist-Position des Kopplungselements, die bei einem Verbringen des Schaltelements in die Soll-position erreicht wird. Dies kann dazu führen, dass die gewünschten Positionen und somit die angestrebten Zustände der Getriebeeinrichtung nicht mehr definiert eingehalten werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Schalteinrichtung für eine Getriebeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schalteinrichtung für eine Getriebeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wenigstens ein zur Bewegung eines Kopplungselements ausgebildetes Schaltelement der Schalteinrichtung in wenigstens eine Soll-Position bewegt und in der Soll-Position eine Ist-Position des Kopplungselements und/oder eine Ist-Position eines zwischen Kopplungselement und Schaltelement angeordneten Zwischenelements erfasst wird, wobei ein einen Verschleißzustand der Schalteinrichtung beschreibender Verschleißparameter basierend auf der Ist-Position ermittelt wird.
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Mit anderen Worten stellt die Schalteinrichtung ein Schaltelement bereit, das beispielsweise als Schaltgabel ausgebildet sein kann. Das Schaltelement ist dazu ausgebildet, ein Kopplungselement zu bewegen, um dadurch einen Schaltzustand der Getriebeeinrichtung einzustellen. Das Kopplungselement kann beispielsweise eine Schiebemuffe sein. Das Schaltelement kann direkt und unmittelbar mit dem Kopplungselement gekoppelt sein oder das Schaltelement kann mittels eines zwischen Schaltelement und Kopplungselement vorgesehenen Zwischenelements, zum Beispiel eine relativ zu der Schiebemuffe bewegbar angeordnetes Schiebeelement, mit dem Kopplungselement gekoppelt sein. Das Schiebeelement kann zum Beispiel mittels eines Federelements eine Verschiebekraft auf das Kopplungselement, insbesondere die Schiebemuffe, übertragen. Somit kann das Schiebeelement relativ zu der Schiebemuffe bewegt werden, bis die Vorspannung des Federelements ausreicht, um die Schiebemuffe zu bewegen bzw. kann eine Relativbewegung auftreten, wenn die Schiebemuffe in einer Blockierstellung festgehalten wird, zum Beispiel in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung.
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Das Verfahren schlägt somit vor, dass ein Verschleißparameter ermittelt werden kann, der den Verschleißzustand der Schalteinrichtung betrifft. Der Verschleißparameter kann zum Beispiel einen Verschleißzustand des Schaltelements und/oder des Kopplungselements und/oder des beschriebenen Zwischenelements betreffen. Hierzu kann das Schaltelement in eine Soll-Position bewegt und die Ist-Position des Kopplungselements und/oder die Ist-Position des Zwischenelements erfasst werden. In Ausgestaltungen, in denen das Kopplungselement direkt mit dem Schaltelement gekoppelt ist, kann nur die Ist-Position des Kopplungselements erfasst werden und das Zwischenelement entsprechend entfallen.
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Der Verschleißparameter basiert somit auf der Ist-Position des Kopplungselements bzw. des Zwischenelements in Bezug auf eine eingestellte Soll-Position des Schaltelements. Der Verschleißparameter beschreibt zum Beispiel, ob das Kopplungselement in die gewünschte Position gestellt wurde, sodass auch der gewünschte Schaltzustand realisiert wird. Weicht die Ist-Position des Kopplungselements von der gewünschten Position des Kopplungselements ab, kann dies durch den Verschleißparameter angegeben werden. Zu Beispiel kann das Schaltelement zur Kontaktierung des Kopplungselements oder des Zwischenelements Schaltpatten aufweisen, die auch als „Pads“ bezeichnet werden können, die bei einer Bewegung des Kopplungselements in Anlage mit dem Kopplungselement oder dem Zwischenelement stehen.
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Das Schaltelement kann in axialer Richtung auf einer oder auf beiden Seiten Schaltplatten aufweisen. Da das Kopplungselement und/oder das Zwischenelement beispielsweise relativ zu dem Schaltelement drehbar ist, wird aufgrund des Verschleißes ein Abtrag an den Schaltpatten auftreten, sodass sich die Positionierung des Kopplungselements durch das Schaltelement verschleißbedingt ändert.
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Folglich kann das Schaltelement in die gewünschte Soll-Position bewegt werden, die für einen bestimmten Schaltzustand vorgesehen ist. Dabei wird erfasst, ob auch das Kopplungselement und/oder das Zwischenelement in der richtigen Position steht oder ob die Ist-Position des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements von der gewünschten Position abweicht. Der ermittelte Verschleißparameter gibt somit an, ob der Verschleißzustand der Schalteinrichtung eine definierte Positionierung des Kopplungselements zulässt oder ob eine Korrektur erforderlich ist. Bei der Schalteinrichtung kann es sich insbesondere um eine Klauenkupplung handeln, die mittels einer Schiebemuffe eine Verbindung zwischen zwei Getriebeelementen, insbesondere Wellen oder Zahnrädern, herstellt. Wie bereits beschrieben, kann die Schalteinrichtung auch dazu ausgebildet sein, eine Welle mit einem Rad oder ein Rad mit einem anderen Rad, Beispielweise für einen Windungsgang, zu koppeln.
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Anstelle der beschriebenen Soll-Position bzw. Ist-Position kann auch ein Soll-Verfahrweg bzw. ein Ist-Verfahrweg betrachtet werden. Die Positionen bzw. die Verfahrwege können beispielsweise ausgehend von definierten Referenzpositionen, die absolut oder relativ definiert werden können, betrachtet werden. Die entsprechenden Positionen können dabei zum Beispiel bei einer Inbetriebnahme angelernt werden. Die Bewegung des Schaltelements kann letztlich beliebig erfolgen, insbesondere durch eine elektromechanische Aktuierung. Vorteilhafterweise kann der Verschleißparameter somit berücksichtigt werden, sodass über den Betrieb bzw. die Lebensdauer der Schalteinrichtung hinweg eine definierte Positionierung des Schaltelements und somit des Kopplungselements sichergestellt werden kann. Dadurch können die einzelnen Schaltzustände der Getriebeeinrichtung unabhängig von auftretendem Verschleiß aufrechterhalten werden.
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Als Soll-Position des Schaltelements kann eine Soll-Position eingestellt werden, die einer Zahn-auf-Zahn-Stellung und/oder eine Startstellung und/oder eine Endstellung des wenigstens einen Kopplungselements, insbesondere einer Schiebemuffe oder einer Klaue, oder einer das wenigstens eine Kopplungselement aufweisenden Kopplungseinrichtung entspricht. Mit anderen Worten kann in dieser Ausgestaltung für die Bestimmung oder Ermittlung des Verschleißparameters eine Soll-Position des Schaltelements derart eingestellt werden, dass das Kopplungselement bzw. die Kopplungseinrichtung, die das Kopplungselement aufweist, in einer Startstellung und/oder einer Endstellung und/oder einer Zahn-auf-Zahn-Stellung vorliegt bzw. vorliegen sollte. Hierzu wird das Schaltelement in die Soll-Position bewegt und es wird überprüft, ob die gewünschte Stellung des Kopplungselements bzw. der Kopplungseinrichtung auch eingestellt wird. Es ist ebenso möglich, das Schaltelement entsprechend zu verfahren, um zu überprüfen, bei welcher aktuellen Position des Schaltelements der gewünschte Zustand bzw. die gewünschte Stellung des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements erreicht wird. Hierzu kann insbesondere eine Zahn-auf-Zahn-Stellung erkannt werden, zum Beispiel, wenn die Kopplungseinrichtung ein Zwischenelement aufweist, das das Schaltelement an das Kopplungselement koppelt.
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Wird beispielsweise seitens des Schaltelements eine Verfahrbewegung von einer Start- in eine Endstellung eingeleitet, wobei sich eine stationäre, blockierte Zwischenposition des Kopplungselements einstellt, ohne, dass die Startstellung oder die Endstellung erreicht wurde, kann diese Stellung als Zahn-auf-Zahn-Stellung identifiziert werden. Entsprechend kann der Verschleißparameter ermittelt werden, sodass eine neue Soll-Position für das Schaltelement angelernt bzw. eingestellt werden kann. Dadurch wird erreicht, dass das Schaltelement in die tatsächlich erforderliche Position verbracht wird, um das Kopplungselement bzw. die Kopplungseinrichtung in den gewünschten Zustand zu überführen. Ebenso ist es möglich, die Endstellung oder die Startstellung einzunehmen, insbesondere die dafür erforderlichen Referenzpositionen anzufahren, und zu überprüfen, ob das Kopplungselement bzw. die Kopplungseinrichtung tatsächlich, wie gewünscht, gestellt wird.
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Hierbei kann der Verschleißparameter beispielsweise basierend auf einer Differenz aus der Soll-Position und der Ist-Position ermittelt werden. Der Verschleißparameter kann insbesondere basierend auf einer Abweichung der Ist-Position des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements von einer gewünschten Axialposition ermittelt werden. Findet beispielsweise ein Abtrag an einer Anlagefläche, insbesondere einer Schaltpatte, am Schaltelement statt, wird dadurch die Ist-Position des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements verändert. Obwohl somit das Schaltelement stets in die gleiche Soll-Position verbracht wird, wird aufgrund der verändernden Dicke der Schaltpatte eine Veränderung in der Ist-Position des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements auftreten. Die Abweichung der Ist-Position ergibt sich somit aus der beschriebenen Differenz aus der Ist-Position und gewünschter Position des Kopplungselements bzw. Zwischenelements oder auch aus der aktuellen Soll-Position und der tatsächlich erforderlichen Soll-Position des Schaltelements. Die Soll-Positionen für das Schaltelement können somit angepasst werden, sodass die sich aus dem Verschleiß ergebende Differenz berücksichtigt wird. Insbesondere kann das Schaltelement somit weiterbewegt werden, sodass eine sichere Anlage der Schaltpatte an dem Kopplungselement bzw. dem Zwischenelement ergibt und das Kopplungselement durch das Schaltelement in den gewünschten Zustand überführt wird. Wie bereits beschrieben, kann anstelle der Betrachtung der Soll-Position und der Ist-Position eine entsprechende Betrachtung eines Soll-Verfahrwegs bzw. eines Ist-Verfahrwegs treten. Letztlich wird somit die Wegdifferenz berücksichtigt, die sich aufgrund des Verschleißes der Anlageflächen der einzelnen Elemente der Schalteinrichtung ergibt.
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Der Verschleißparameter kann hierbei insbesondere einen Materialabtrag des wenigstens einen Schaltelements oder des wenigstens einen Kopplungselements oder des wenigstens einen Zwischenelements betreffen. Der Verschleißparameter, zum Beispiel die verschleißbedingte Wegdifferenz, kann beispielsweise ermittelt werden und in einer Steuerungseinrichtung hinterlegt werden. Die Soll-Position für das Schaltelement kann folglich korrigiert werden, beispielsweise um den ermittelten Abtrag. Hierbei kann eine kontinuierliche Überprüfung oder eine Überprüfung in festgelegten Zeitabständen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann bei jedem Aufstarten der Schalteinrichtung eine entsprechende Überprüfung durchgeführt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ist-Position des Kopplungselements basierend auf einem Verfahrweg des Schaltelements und/oder des Kopplungselements und/oder eines zwischen dem Schaltelement und dem Kopplungselement angeordneten Zwischenelements erfasst wird. Mit anderen Worten können Verfahrwege, zum Beispiel von einer festgelegten Startposition in die festgelegte Soll-Position, herangezogen werden, um die Ist-Position des Kopplungselements festzulegen. Zum Beispiel wird die Schalteinrichtung derart angesteuert, dass das Schaltelement in eine Soll-Position bewegt wird, die zum Beispiel das Kopplungselement in seine Endstellung, insbesondere aus der Startstellung, bewegen soll. Hierbei kann der Verfahrweg der einzelnen Komponenten betrachtet werden. Tritt beispielsweise eine Zahn-auf-Zahn-Stellung auf, an der das Kopplungselement nicht zusammen mit dem Schaltelement und dem Zwischenelement weiterbewegt werden kann, kann aufgrund der abweichenden Verfahrwege eine Positionsbestimmung vorgenommen werden. Hierdurch können die Zustände und die Ist-Positionen der einzelnen Bauteile identifiziert werden.
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Zum Beispiel kann bestimmt werden, bei welchem Verfahrweg die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgetreten ist, da sich ab dieser Stellung die Verfahrwege des Kopplungselements und des Schaltelements unterscheiden. Daraus kann festgelegt werden, wie weit das Schaltelement, beispielsweise die Schaltgabel, verfahren werden musste, um tatsächlich die Zahn-auf-Zahn-Stellung zu erreichen. Somit kann eine Verbindung bzw. ein Zusammenhang hergestellt werden zwischen der Soll-Position des Schaltelements und der tatsächlich dadurch eingestellten Ist-Position des Kopplungselements. Daraus ergibt sich ein entsprechender Verschleißparameter, wie zuvor beschrieben. Folglich lässt sich die Soll-Position des Schaltelements korrigieren, dass sichergestellt bleibt, dass mit dem Schaltelement in der Soll-Position die dazu korrespondierende Ist-Position des Kopplungselements erreicht wird.
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Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der beschriebene Verfahrweg zwischen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung und einer Startstellung und/oder einer Endstellung erfasst wird. Als Startstellung bzw. Endstellung werden die Stellungen verstanden, in die das Kopplungselement über seinen kompletten Bewegungsbereich maximal durch die Schalteinrichtung gestellt werden kann. Zum Beispiel können die Startstellung und die Endstellung aufgrund von Anschlägen in Axialrichtung festgelegt sein. Hierbei kann das Schaltelement beispielsweise maximal in eine erste Richtung und eine der ersten Richtung gegenüberliegende zweite Richtung bewegt werden, bis jeweils der Anschlag erreicht ist. Dadurch lassen sich die Startstellung und die Endstellung ebenfalls ermitteln, da diese, in Abhängigkeit von der Dicke bzw. Stärke der Schaltpatte und somit in Abhängigkeit von dem aktuellen Grad des Verschleißes veränderlich sind. Hierbei ist die Ist-Position des Kopplungselements für die Startstellung und die Endstellung stets die gleiche, jedoch die Position des Schaltelements veränderlich. Diese kann, nach Ermittlung des Verschleißparameter entsprechend korrigiert werden.
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Die Startstellung und/oder die Endstellung können insbesondere mittels einer Blockfahrt, insbesondere gegen ein Gangrad oder ein Federelement, erfasst werden. Zum Beispiel kann die Erfassung der Startstellung und/oder der Endstellung im Wege einer Initialisierung der Schalteinrichtung, beispielsweise bei einem Aufstarten, erfasst werden. Hierbei kann insbesondere zwischen dem Schaltelement, zum Beispiel der Schaltgabel, und dem Kopplungselement, beispielsweise der Schiebemuffe, ein Zwischenelement vorgesehen sein, das über die Schaltpatten mit dem Schaltelement gekoppelt ist und somit von dem Schaltelement in Axialrichtung bewegbar ist.
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Das Zwischenelement koppelt das Schaltelement an das Kopplungselement, wobei das Zwischenelement, insbesondere unter Überwindung einer Federspannung, gegen das Kopplungselement verschiebbar ist. Wird beispielsweise das Kopplungselement in eine Zahn-auf-Zahn-Stellung bewegt, lässt das Zwischenelement eine Relativbewegung zwischen Schaltelement und Kopplungselement zu, wobei sich das Zwischenelement zusammen mit dem Schaltelement relativ zu dem Kopplungselement verschiebt. Hierbei wird das Federelement zwischen Zwischenelement und Kopplungselement gespannt. Wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst, kann das Zwischenelement zusammen mit dem Kopplungselement unter Abbau der aufgebauten Federspannung den Relativabstand zwischen Kopplungselement und Schaltelement in Axialrichtung abbauen. Das Zwischenelement kann somit auch als „sliding sleeve“ bezeichnet bzw. erachtet werden.
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Wie beschrieben kann das Verfahren insbesondere vorsehen, dass der Verschleißparameter dazu verwendet wird, das Schaltelement korrekt zu positionieren. Die Soll-Position kann somit basierend auf dem Verschleißparameter geändert werden, um sicherzustellen, dass das Kopplungselement stets auch unter Verschleißeinwirkung korrekt positioniert wird. Das Verfahren erlaubt somit ein Nachstellen der Positionierung über die Lebensdauer der Schalteinrichtung hinweg, sodass definierte Schaltzustände beibehalten werden. Optional wird das Nachstellen der Positionierung in engen, physikalisch sinnvollen Grenzen gehalten, um eine Fehladaption aufgrund eines fehlerhaft bestimmten Verschleißparameters zu verhindern.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Schaltvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine Erfassungseinrichtung und eine Schalteinrichtung aufweist, wobei die Schaltvorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Hierbei kann die Erfassungseinrichtung insbesondere zur Erfassung der Ist-Positionen des Kopplungselements und/oder des Zwischenelements verwendet werden. Anschließend kann, wie beschrieben, eine Korrektur der Soll-Position für das Schaltelement vorgenommen werden, sodass die Schaltvorrichtung stets die gewünschten Schaltzustände liefern kann. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine solche Schaltvorrichtung umfasst. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Verfahren beschrieben wurden, sind vollständig auf die Schaltvorrichtung und das Kraftfahrzeug übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Schalteinrichtung in einer ersten Schaltstellung;
- 2 die Getriebeeinrichtung von 1 in einer zweiten Schaltstellung;
- 3 die Getriebeeinrichtung von 1 ,2 in einer dritten Schaltstellung;
- 4 die Getriebeeinrichtung von 1 - 3 in einer vierten Schaltstellung;
- 5 die Getriebeeinrichtung von 1 - 4 in einer fünften Schaltstellung; und
- 6 die Getriebeeinrichtung von 1 - 5 in einer sechsten Schaltstellung.
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Die 1-6 zeigen eine Getriebeeinrichtung 1 mit einer Schalteinrichtung 2 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Schalteinrichtung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, eine Welle 3 mit einem Rad 4 zu koppeln, wobei die Welle 3 und das Rad 4 für beliebige Getriebeelemente stehen können, beispielsweise zwei Wellen, zwei Räder oder wie gezeigt, eine beliebige Kombination aus Welle 3 und Rad 4.
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Die Schalteinrichtung 2 weist ein Schaltelement 5, ein Zwischenelement 6 und ein Kopplungselement 7 auf. Das Zwischenelement 6 und das Kopplungselement 7 bilden zusammen eine Kopplungseinrichtung 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schalteinrichtung 2 als Klauenkupplung ausgebildet, wobei das Kopplungselement 7 eine Innenverzahnung aufweist, die eine Außenverzahnung an der Welle 3, insbesondere an einem Gangrad auf der Welle 3, mit einer Außenverzahnung an dem Rad 4 miteinander koppeln kann.
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1 zeigt eine erste Schaltstellung, die auch als Startstellung bezeichnet werden kann. Die Startstellung kann hierbei als Referenzpunkt verwendet werden, indem das Schaltelement 5, das über einen nicht gezeigten Aktor in Axialrichtung bewegt werden kann, maximal bzw. „auf Block“ bewegt werden kann, bis das Zwischenelement 6 an dem Gangrad auf der Welle 3 anliegt. In der 1 ist ferner eine Skala 9 abgebildet, wobei ein Pfeil 10 die Position des Zwischenelements 6 und ein Pfeil 11 die Position des Kopplungselements 7, beispielsweise der Schiebemuffe, darstellt. Der Pfeil 10 kann ebenso die Position des Schaltelements 5 darstellen, da diese ungeachtet des Spiel zwischen Schaltelement 5 und Zwischenelement 6, im Block der Position des Zwischenelements 6 entspricht. Die Einteilung bzw. Aufteilung der Skala 9 ist letztlich beliebig. Rein beispielhaft liegt die in 1 gezeigte Schaltstellung bei - 1,5 mm in Axialrichtung von einem beliebig wählbaren Nullpunkt der Skala 9 beabstandet. Wie beschrieben, kann im Rahmen einer Referenzfahrt, die in 1 dargestellte Startstellung eingenommen werden. Ersichtlich liegt hierbei eine erste Schaltpatte 12, zum Beispiel ein definierter Reib- oder Gleitbelag des Schaltelements 5, in Axialrichtung an einer korrespondierenden Gleitfläche des Zwischenelements 6 an. Die Anordnung der Schaltpatte 12 kann ebenfalls am Zwischenelement 6 erfolgen. Grundsätzlich kann die Schalteinrichtung 2 auch ohne Zwischenelement 6 ausgeführt sein. Dann findet eine direkte Kopplung des Schaltelements 5 an das Kopplungselement 7 statt. Die nachfolgende Beschreibung ist entsprechend übertragbar.
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Durch die definierte Einnahme der Referenzposition kann somit eine definierte Ist-Position des Zwischenelements 6 und des Kopplungselements 7 eingenommen werden, da sich deren Ist-Positionen durch die Anlage an dem Gangrad der Welle 3 fix ergeben. Hierdurch kann Verschleißparameter bestimmt werden, da, je nach Verschleißzustand der Schaltpatte 12 die Position des Schaltelements 5 angepasst werden muss, um die Referenzposition zu erreichen. Mit anderen Worten kann eine für die Referenzposition, die in 1 dargestellt ist, erforderliche Soll-Position des Schaltelements 5 eingestellt werden. Hierbei kann überprüft werden, ob die gewünschte Position von dem Zwischenelement 6 und dem Kopplungselement 7 tatsächlich eingenommen wird. Besteht eine Differenz zwischen den Positionen, kann der Verschleißparameter entsprechend bestimmt werden. Zum Beispiel kann durch das verschleißbedingte Abtragen der Schaltpatte 12 eine Korrektur der Soll-Position der Schaltgabel 5 erforderlich sein. Diese Korrektur kann basierend auf dem Verschleißparameter vorgenommen werden, sodass die Soll-Position des Schaltelements 5 korrigiert werden kann und sichergestellt werden kann, dass die Referenzposition, die in 1 dargestellt ist, definiert eingenommen werden kann.
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2 zeigt eine weitere Schaltstellung der Getriebeeinrichtung 1 bzw. der Schalteinrichtung 2. Hierzu kann das Schaltelement 5 in Axialrichtung bewegt werden, wobei das Zwischenelement 6 und mit dem Zwischenelement 6 das Kopplungselement 7 von dem Schaltelement 5 mitgenommen wird. Hierbei liegt eine zweite Schaltpatte 13 entsprechend an dem Zwischenelement 6 an. In der gezeigten Darstellung wurde die Schalteinrichtung 2 somit entsprechend Pfeil 10, 11 auf einen Nullpunkt der Skala 9 bewegt. In dem gezeigten Schaltzustand bzw. der gezeigten Schaltstellung ist jedoch keine definierte Bestimmung des Verschleißparameters der Schaltpatte 13 möglich, da die Schaltstellung nicht durch einen definierten Anschlag festgelegt werden kann.
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3 zeigt eine weitere Schaltstellung, bei der die Kopplungseinrichtung 8 durch das Schaltelement 5 weiter in Axialrichtung bewegt wird, beispielsweise 1,5 mm von dem gewählten Nullpunkt beabstandet. Hierbei kann eine sogenannte Zahn-auf-Zahn-Stellung auftreten, in der ein weiteres Bewegen des Kopplungselements 7 in Axialrichtung zunächst nicht möglich ist, da dessen Innenverzahnung an einer Außenverzahnung des Rads 4 in Axialrichtung ansteht. Die Zahn-auf-Zahn-Stellung kann insbesondere mittels einer weiteren Bewegung des Schaltelements 5 in Axialrichtung erfasst werden, da, wie beispielsweise in 4 dargestellt, eine Relativbewegung zwischen dem Zwischenelement 6 und dem Kopplungselement 7 auftritt. Das Auseinanderfallen bzw. Abweichen der Positionen des Zwischenelements 6 und des Kopplungselements 7 kann somit bereits zu diesem Zeitpunkt optional erfasst werden, insbesondere über einen Positionssensor, sodass die Zahn-auf-Zahn-Stellung in Axialrichtung erfasst werden kann. Die Relativbewegung zwischen dem Zwischenelement 6 und dem Kopplungselement 7 kann insbesondere unter Komprimierung eines Federelements 14 durchgeführt werden, sodass eine Federvorspannung von dem Zwischenelement 6 auf das Kopplungselement 7 wirkt.
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Wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst, d.h., dass die Innenverzahnung des Kopplungselements 7 in die Außenverzahnung des Rads 4 eingreifen bzw. bewegt werden kann, wird die Federspannung des Federelements 14 abgebaut und die Axialpositionen von Zwischenelement 6 und Kopplungselement 7 wieder angepasst bzw. der Abstand abgebaut. Mit anderen Worten wird durch Abbau der Federspannung des Federelements 14 das Kopplungselement 7 wieder auf die Axialposition des Zwischenelements 6 und des Schaltelements 5 bewegt. Das Kopplungselement 7 kann somit unter Abbau der Federspannung „zurückschnappen“.
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In der in 5 dargestellten Schaltstellung kann das Kopplungselements 7 bereits an dem Rad 4 in Anlage stehen, d.h., dass die Endstellung in Axialrichtung für das Kopplungselement 7 durch die Anlage an dem Rad 4 festgelegt ist. Hierbei kann der Verschleißparameter insbesondere für die Schaltpatte 13 unter Verwendung eines einzigen Sensors für das Kopplungselement 7 noch nicht bestimmt werden, da sich das Zwischenelement 6 nicht in einer durch Anschlag definierten Endstellung befindet. Optional könnte die Position des Zwischenelements 6 mit einem zweiten Sensor bestimmt werden, wodurch eine Bestimmung des Verschleißparameters für die Schaltplatte 13 auch in dieser Schaltstellung ermöglicht wäre.
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6 zeigt schließlich eine Ausgestaltung, in der das Zwischenelement 6 in eine Endstellung bewegt wird, wobei, wie zuvor beschrieben, das Kopplungselement 7 bereits in seiner Endstellung steht, da dies in Anlage mit dem Rad 4 steht und nicht weiter in Axialrichtung bewegt werden kann. Somit kann wiederum überprüft werden, ab welcher Position des Schaltelements 5 die Positionen des Kopplungselements 7 und des Zwischenelements 6 voneinander abweichen. Das Zwischenelement 6 kann unter Aufbau der Federspannung 14 gegen das Kopplungselement 7 bewegt werden bis auch das Zwischenelement 6 an dem Rad 4 ansteht.
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Wie bereits beschrieben, kann das Schaltelement 5 somit in seine für die in 6 gezeigte Schaltstellung vorgesehene Soll-Position verbracht werden. Dabei kann überprüft werden, ob das Zwischenelement 6 die gewünschte Ist-Position einnimmt, beispielsweise indem die Ist-Position des Zwischenelements 6 durch einen entsprechenden Sensor erfasst wird. Wird die gewünschte Endstellung nicht eingenommen, kann die Soll-Position des Schaltelements 5 korrigiert werden. Beispielsweise kann die Schaltpatte 13 verschleißbedingt abgetragen sein, sodass eine weitere Verfahrbewegung seitens des Schaltelements 5 erforderlich ist, um die gezeigte Schaltstellung einzunehmen. Die Soll-Position des Schaltelements 5 kann somit basierend auf einem Verschleißparameter eingestellt werden, der den Verschleiß der Schaltpatte 13 betrifft. Insbesondere kann die Soll-Position des Schaltelements 5 basierend auf der Differenz zwischen der Ist-Position des Zwischenelements 6 und der gewünschten Endstellung eingestellt werden.
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Die in den einzelnen Fig. gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig untereinander kombinierbar, aufeinander übertragbar und untereinander austauschbar. Das beschriebene Verfahren kann insbesondere mittels einer Steuerungseinrichtung durchgeführt werden, der ein entsprechender Aktor zugeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, das Schaltelement 5 zu bewegen. Die Positionen der einzelnen Elemente, beispielsweise des Schaltelements 5, des Zwischenelements 6 und des Kopplungselements 7 können mittels geeigneter Sensoren erfasst werden.
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Insbesondere sind Ausgestaltungen möglich, in denen nur einzelnen Elementen Positionssensoren zugeordnet werden, beispielsweise nur dem Zwischenelement 6 oder dem Schaltelement 5 und dem Kopplungselement 7. Die Schaltzustände bzw. Ist-Positionen der einzelnen Elemente können hierbei direkt mittels entsprechender Sensoren oder indirekt, beispielsweise über eine hergestellte Funktionskopplung erfasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeinrichtung
- 2
- Schalteinrichtung
- 3
- Welle
- 4
- Rad
- 5
- Schaltelement
- 6
- Zwischenelement
- 7
- Kopplungselement
- 8
- Kopplungseinrichtung
- 9
- Skala
- 10, 11
- Pfeil
- 12, 13
- Schaltpatte
- 14
- Federelement
