DE19914394A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltmechanismus bei einem automatisierten Schaltgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltmechanismus eines automatisierten Schaltgetriebes während eines Schaltvorgangs des Schaltgetriebes. Hierbei wird der Schaltmechanismus mittels eines steuerbaren Aktuators betätigt. Der Schaltmechanismus weist ein Betriebselement, im allgemeinen eine Schaltmuffe, auf, das abhängig von der Betätigung des Aktuators einen Weg zurücklegt. Eine diesen Weg repräsentierende Weggröße wird erfaßt. Erfindungsgemäß wird eine Sollgröße für den Weg gebildet und die Steuerung des Aktuators während wenigstens einer ersten Phase des Schaltvorgangs derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße den Wert der Sollgröße einnimmt. Weiterhin wird wenigstens eine Reaktionsgröße erfaßt, die die Reaktion des Schaltgetriebes und/oder des Schaltmechanismus und/oder des Aktuators in Reaktion auf eine Betätigung des Aktuators repräsentiert. Die Sollgröße während eines aktuellen Schaltvorgangs geschieht wenigstens abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs. Durch die erfindungsgemäße Adaption der Ansteuerung des Aktuators gelangt man zu Getriebeschaltungen, die optimal an die vorliegenden Schaltbedingungen angepaßt sind.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vor­ richtung mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.

Bei Fahrzeugen mit einem automatisierten Schaltgetriebe er­ folgt ein automatisierter Gangwechsel im allgemeinen durch die Ansteuerung der Antriebsstrangkomponenten Motor, Kupp­ lung und Getriebe. Hierbei sollen diese Komponenten derart angesteuert werden, daß der Gangwechsel möglichst schnell dabei aber auch komfortabel erfolgt. Ein zentraler Punkt da­ bei ist die Synchronisation des Schaltgetriebes. Bei den bisher bekannten automatisierten Schaltgetrieben ist die Synchronisation meist ein zeitgesteuerter Ablauf. Daraus er­ geben sich Probleme bei verschiedenen Umweltbedingungen wie verschiedene Getriebedrehzahlen, verschiedene Gangübersetzun­ gen (Gangsprünge bzw. Mehrfachschaltungen, das heißt das Überspringen einer oder mehrerer Getriebegangstufen), aktu­ elle Fahrdynamik, Temperatur, Ölviskosität usw. Die Synchro­ nisation der Getriebedrehzahlen kann durch einen zeitgesteu­ erten Vorgang nicht genau erfolgen, so daß sich unter ver­ schiedenen Gegebenheiten immer andere Drehzahlverhältnisse einstellen. Dies kann zu einem erhöhten Getriebeverschleiß und zu einer unangenehmen Geräuschbildung beim eigentlichen Einlegen des neuen Getriebegangs führen, da die Getriebe­ drehzahlen nicht übereinstimmen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Ver­ besserung des Gangwechsels bei einem automatisierten Schalt­ getriebe.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vor­ richtung zur Steuerung eines Schaltmechanismus eines automa­ tisierten Schaltgetriebes während eines Schaltvorgangs des Schaltgetriebes. Hierbei wird der Schaltmechanismus mittels eines steuerbaren Aktuators betätigt. Der Schaltmechanismus weist ein Betriebselement, im allgemeinen eine Schaltmuffe, auf, das abhängig von der Betätigung des Aktuators einen Weg zurücklegt. Eine diesen Weg repräsentierende Weggröße wird erfaßt. Erfindungsgemäß wird eine Sollgröße für den Weg ge­ bildet und die Steuerung des Aktuators während wenigstens einer ersten Phase des Schaltvorgangs derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße den Wert der Sollgröße einnimmt. Wei­ terhin wird wenigstens eine Reaktionsgröße erfaßt wird, die die Reaktion des Schaltgetriebes und/oder des Schaltmecha­ nismus und/oder des Aktuators in Reaktion auf eine Betäti­ gung des Aktuators repräsentiert. Die Sollgröße während ei­ nes aktuellen Schaltvorgangs geschieht wenigstens abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs.

Durch die erfindungsgemäße Adaption der Ansteuerung des Ak­ tuators gelangt man zu Getriebeumschaltungen, die optimal an die vorliegenden Schaltbedingungen angepaßt sind.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß während einer ersten Schaltphase zunächst erkannt wird, wann die Synchronisation im Getriebe begonnen wird. Es wird also festgestellt, wann die Synchronringe anliegen, so daß über diese eine Synchro­ nisation erfolgen kann. Erfindungsgemäß wird die Stellung der Schaltmuffe beim Synchronisationsbeginn gelernt bzw. ad­ aptiert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß das Schaltgetriebe eine Eingangswelle aufweist und als Reaktionsgröße eine die Drehzahl der Eingangswelle re­ präsentierende Eingangsdrehzahlgröße erfaßt wird. Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, daß die Sollgröße für den aktuellen Schaltvorgang abhängig von dem zeitlichen Verlauf der erfaßten Eingangsdrehzahlgröße während wenig­ stens eines vorhergehenden Schaltvorgangs gebildet wird. Da­ bei wird vorteilhafterweise die den zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Eingangswelle repräsentierende Größe mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Die Sollgröße für den aktuellen Schaltvorgang wird dann abhängig von der bei der Schwellwerterreichung vorliegenden Weggröße gebildet wird. Dieser Ausführungsform der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Anliegen der Synchronringe sich durch ei­ nen typischen Verlauf des Gradienten der Getriebeeingangs­ drehzahl äußert. Die Stellung der Schaltmuffe bei Anliegen der Synchronringe, also der Beginn der eigentlichen Synchro­ nisation kann auf diese Weise adaptiert werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird zunächst als Reakti­ onsgröße eine den Weg des obenerwähnten Betriebselements, im allgemeinen der Schaltmuffe, repräsentierende Weggröße er­ faßt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Sollgröße für den aktuellen Schaltvorgang abhängig von dem zeitlichen Verlauf der erfaßten Weggröße während wenigstens eines vor­ hergehenden Schaltvorgangs gebildet wird. Dieser Ausfüh­ rungsform der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Anliegen der Synchronringe sich durch einen typischen Verlauf des Gradienten der Schaltmuffenweges äußert. Die Stellung der Schaltmuffe bei Anliegen der Synchronringe, al­ so der Beginn der eigentlichen Synchronisation kann auf die­ se Weise ohne Kenntnis der Getriebeeingangsdrehzahl adap­ tiert werden.

Es kann auch vorgesehen sein, daß der Aktuator elektrisch steuerbar ist und als Reaktionsgröße eine den Steuerstrom repräsentierende Stromgröße erfaßt wird. Hierbei ist insbe­ sondere vorgesehen, daß eine den Steuerstrom repräsentieren­ de Stromgröße gemessen wird und die Sollgröße für den aktu­ ellen Schaltvorgang abhängig von der gemessenen Stromgröße während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs ge­ bildet wird. Hierbei kann eine den zeitlichen Verlauf des Wegs repräsentierende Größe erfaßt werden, woraufhin die Sollgröße abhängig von einem Vergleich der gemessenen Strom­ größe mit einem von dem zeitlichen Verlauf abhängig gebilde­ ten Schwellwert während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs gebildet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß, wie schon erwähnt, der Schaltmechanis­ mus ein Betriebselement, im allgemeinen eine Schaltmuffe, aufweist, das abhängig von der Betätigung des Aktuators ei­ nen Weg zurücklegt. Auch hierbei wird eine den Weg repräsen­ tierende Weggröße erfaßt. Die Steuerung des Aktuators ge­ schieht während wenigstens einer zweiten Schaltphase, dem eigentlichen Synchronisieren des Getriebes, abhängig von ei­ ner Zeitspanne. Diese Zeitspanne wird dabei abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße gebildet. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Zeitspanne für den aktuellen Schaltvor- - gang abhängig von dem zeitlichen Verlauf der erfaßten Weg­ größe während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs gebildet wird.

Die im letzten Absatz beschrieben Variante bezieht sich ins­ besondere auf die eigentliche Synchronisation, also dem An­ gleichen der Getriebeeingangsdrehzahl auf die Synchrondreh­ zahl des einzulegenden Getriebegangs und ist insbesondere für einen Notfallbetrieb bei Ausfall des Getriebeeingangs­ drehzahlsensors geeignet. In diesem Fall muß von einer im allgemeinen üblichen Synchronisation über einen Drehzahlreg­ ler zu einer Zeitsteuerung übergegangen werden. Diese Zeitsteuerung wird dann erfindungsgemäß adaptiert.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein die Getriebeeingangsdrehzahl reprä­ sentierender Getriebeeingangsdrehzahlwert erfaßt wird, und dann, wenn die erfaßte Weggröße den Wert der Sollgröße ein­ genommen hat, in einer zweiten Phase die Steuerung des Ak­ tuators derart geschieht, daß der erfaßte Getriebeeingangs­ drehzahlwert auf einen vorgebbaren Wert eingestellt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird also nach Erreichen des Syn­ chronpunktes von einer Lage- bzw. Wegregelung auf eine Dreh­ zahlregelung (Regelung auf die Synchrondrehzahl des Ziel­ gangs) umgeschaltet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß dann, wenn der erfaßte Getriebeeingangsdrehzahlwert den vorgebbaren Wert, im allgemeinen die Synchrondrehzahl, eingenommen hat, in einer dritten Phase die Steuerung des Aktuators derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße den Wert einer vorgebbaren zweiten Sollgröße einnimmt. Bei die­ ser Ausgestaltung wird also nach Erreichen der Synchrondreh­ zahl zum Einlegen des Zielgangs von einer Drehzahlregelung (Regelung auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs) auf eine Lage- bzw. Wegregelung umgeschaltet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Zeichnung

Die Fig. 1 zeigt symbolisch die Betätigung eines automati­ sierten Schaltgetriebes. Die Fig. 2 stellt die verschiede­ nen Funktionsblöcke des erfindungsgemäß arbeitenden Steuer­ geräts dar. Die Fig. 3 und 4 zeigen, jeweils mit den Tei­ len a und b, zwei unterschiedliche Varianten zur Steuerung des Schaltablaufs. Die Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen unter­ schiedliche Möglichkeiten der Adaption auf, während die Fig. 9, 10 und 11 zeitliche Verläufe offenbaren.

Ausführungsbeispiele

Im folgenden soll die Erfindung anhand verschiedener Ausfüh­ rungsbeispiele dargestellt werden.

In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 101 ein Steuergerät dargestellt, dem verschiedene Eingangssignale zugeführt wer­ den. Diese Eingangssignale werden anhand der Fig. 2 näher dargestellt. Mittels des Steuergeräts 101 wird ein Gleich­ strommotor 102 angesteuert, der über einer Motorachse mit Schnecke 103 ein Schneckenrad 104 und mittels eines Schnecken­ getriebes 105 und der Zahnräder 1 und 2 das Zahnrad 106 der Schaltwalze betätigt. Auf der Schaltwalze sind beispiel­ haft unterschiedliche Kurvenbahnen für den Rückwärtsgang R, die Neutralstellung N sowie für die Schaltstufen 1, 2, 3 und 4 dargestellt. Daneben ist eine weitere Kurvenbahn für den fünften Getriebegang zu sehen. Zum einlegen verschiedener Getriebegangstufen werden durch die Drehung der Schaltwalze 107 über die Schaltgabeln bzw. deren Führung 108 Schaltmuf­ fen 109 betätigt. Mit dem Bezugszeichen S ist die Bewegungs­ richtung einer Muffe beispielhaft dargestellt.

Für die Erfindung ist es ohne Belang, ob die Schaltmuffe 109 mittels einer Schaltgabel und einer Schaltwalze und einem Elektromotor betätigt wird, oder ob dies in irgend einer an­ deren Weise, beispielsweise über eine hydraulisch und/oder pneumatische Verstellung geschieht. Auch die Wegerfassung der Schaltmuffe direkt oder indirekt ist für die Erfindung ohne Belang. Um eine gute und auch schnelle Synchronisation zu erreichen wird der Schaltvorgang in drei verschiedene Be­ reiche bzw. Phasen aufgeteilt:

• 1. Detektion des Synchronisationsbeginns. Zur Erfassung des Endes der ersten Phase muß möglichst genau erfaßt werden, wann die Synchronringe anliegen, so daß über diese eine Synchronisation erfolgen kann.
• 2. Synchronisation. Hier muß das Problem optimal gelöst wer­ den, wie während des Synchronverlaufs die Schaltmuffe be­ tätigt wird, damit eine Kraft auf diese ausgeübt wird, welche die verschiedenen Drehzahlen angleicht.
• 3. Ende der Synchronisation bzw. Beginn der Einlegen des neuen Getriebegangs. Hier muß möglichst genau erfaßt wer­ den, ab wann der eigentliche Gang eingelegt werden kann, das heißt, wann die verschiedenen Drehzahlen nahezu gleich sind.

Zur Steuerung die Getriebeumschaltungen wird anhand der Fig. 2 das Steuergerät 101 näher beschrieben. Dem Steuergerät wird der Schaltbefehl B von der Einheit 201 zugeführt. Die­ ser Schaltbefehl B kann entweder manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgelöst werden, es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Schaltbefehl B automatisch, beispielsweise ab­ hängig von der Motorlast bzw. der Fahrpedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelöst wird. Der Schaltbefehl B soll dabei die Informationen (Startgang, Zielgang) über den auszulösenden Schaltvorgang beinhalten.

Der Drehzahlsensor 202 liefert an das Steuergerät 101 den Istwert Ne,ist für die Getriebeeingangsdrehzahl, während der Drehzahlsensor 203 den Istwert Nab der Getriebeausgangsdreh­ zahl bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt. Der Wegsensor 1091 erfaßt den Weg der Schaltmuffe 109 und führt diesen Weg als Weggröße Sist dem Steuergerät 101 zu.

Optional kann vorgesehen sein, daß der Strom des Gleich­ strommotors 102 durch eine Stromerfassung 1022 als Wert Ig gemessen wird und dem Steuergerät 101 zugeführt wird. Aus­ gangsseitig des Steuergeräts 101 wird der Elektromotor 102 durch den Steuerstrom I, der Kupplungssteller 204 durch das Signal K und das Motorsteuergerät 205 durch das Signal M an­ gesteuert.

Im Steuergerät 101 werden die beschriebenen Eingangssignale der zentralen Einheit 1011 zugeführt. Darüber hinaus wird der Ansteuerstrom I zur Einheit 1011 geleitet. Ausgangssei­ tig liegen an der Einheit 1011 die Synchrondrehzahl Ns für den Drehzahlregler NR 1012, der Sollweg Ssoll für den Lage­ regler 1013 sowie das Koordinatorsignal Ko für den Schalter 1014 an. Dem Drehzahlregler 1012 wird der Istwert Ne,ist der Getriebeeingangsdrehzahl und dem Lageregler LR 1013 der Ist­ wert Sist für die Schaltmuffenstellung zugeführt. Abhängig von der Regelabweichung liefern die Regler 1012 und 1013 ausgangsseitig Werte für den Steuerstrom I. Optional kann die zentrale Einheit 1011 direkt einen Steuerwert Isoll an den Elektromotor 102 (Schalterstellung a) zuleiten. Die Funktion des Steuergeräts 101 wird anhand der folgenden Ab­ laufdiagramme erläutert.

Die Fig. 3 zeigt mit den Teilen a und b eine erste Variante der Schaltablaufsteuerung. Nach dem Startschritt 301 wird im Block 1011 (Fig. 2) der Schaltbefehl B eingelesen. Im Schritt 303 wird der Schaltbefehl B daraufhin ausgewertet, ob eine Schaltung beabsichtigt ist oder nicht. Wird keine Schaltung beabsichtigt, so wird direkt zu dem Endschritt 316 übergegangen und der in der Fig. 3 gezeigte Ablauf erneut gestartet. Liegt allerdings ein Schaltbefehl vor, so werden im Schritt 304 zunächst an den Kupplungssteller 204 (Fig. 2) das Signal K und an das Motorsteuergerät 205 (Fig. 2) das Signal M gesendet. Durch die Signale M und K wird zu diesem Zeitpunkt die Kupplung geöffnet, während das Motor­ steuergerät 205 einen Sollwert für das Motormoment, im all­ gemeinen zur Reduktion des Motormoments, zugeleitet bekommt. Da dieser Teil der Schaltablaufsteuerung nicht Gegenstand der Erfindung ist, soll hier nicht weiter darauf eingegangen werden.

Im Schritt 305a wird ein Sollwert Ssoll als Funktion F1 des Schaltbefehls B und weiterer Größen aus einem Adaptionsspei­ cher 1 ausgelesen. Wie erwähnt enthält der Schaltbefehl ins­ besondere Informationen über den Start- und Zielgang.

Im Schritt 305b wird die aktuelle Weggröße Sist (vom Wegsen­ sor 1091) eingelesen. Dann wird durch das Steuergerät 101 über den Lageregler LR 1013 der Elektromotor 102 so lange bestromt (Schritt 306b), bis im Vergleichsschritt 306a fest­ gestellt wird, daß die Muffenstellung Sist mit dem im Schritt 305a ausgelesenen Sollwert Ssoll±Δ1 übereinstimmt. Der Wert Δ1 ist dabei ein zu applizierender Wert.

Stimmen diese Werte überein, so wird im Schritt 307 das Ko­ ordinationssignal Ko von dem Block 1011 zu dem Schalter 1014 gesendet, woraufhin die Schalterstellung derart geändert wird, daß nunmehr der Steuerstrom I von dem Drehzahlregler 1012 ausgeht. Hiermit ist die erste Phase des Schaltvor­ gangs, während der die Synchronisationsstellung der Schalt­ muffe (Anliegen der Synchronringe) angefahren wird, beendet. Mit dem Schritt 308 wird die zweite Schaltphase begonnen, während der die Synchronisierung des Getriebes stattfindet. Hierzu wird im Schritt 308 die Synchrondrehzahl Nsyn als Funktion F von der Getriebeabtriebsdrehzahl und gegebenen­ falls weiterer Größen berechnet.

Im Schritt 310 wird der aktuelle Wert Ne, ist der Getriebe­ eingangsdrehzahl vom Sensor 202 eingelesen, um diesen im Schritt 311 mit dem in Schritt 308 berechneten Synchronwert Nsyn±Δ2 verglichen. Der Wert Δ2 ist dabei ein zu applizie­ render Wert. Wird im Schritt 311 festgestellt, daß die Syn­ chrondrehzahl noch nicht erreicht ist, so wird durch den Drehzahlregler 1012 der Elektromotor 102 weiterhin bestromt. Ist die Synchrondrehzahl erreicht, so wird im Schritt 312 das Koordinationssignal Ko derart gewählt, daß von dem Dreh­ zahlregler 1012 auf den Lageregler 1013 zurückgeschaltet wird. Damit ist die zweite Schaltphase, die eigentliche Syn­ chronisation, beendet.

Mit dem Schritt 313 beginnt die dritte Schaltphase, in der der neue Gang eingelegt wird. Hierzu wird im Schritt 313 ein Sollwert Ssoll für die Schaltmuffenstellung aus einem Spei­ cher ausgelesen. Dies geschieht im allgemeinen abhängig vom Zielgang und gegebenenfalls weiterer Größen. Im Schritt 314 wird die aktuelle Schaltmuffenstellung Sist mit dem ausgele­ senen Sollwert Ssoll±Δ3 verglichen. Der Wert Δ3 ist dabei ein zu applizierender Wert. Durch den Lageregler 1013 wird der Elektromotor 102 solange bestromt, bis die im Schritt 314 dargestellte Bedingung erfüllt ist. Danach wird durch das Absenden der Signale M und K die Kupplung geschlossen sowie die Motormomentsteuerung durch das Steuergerät 101 be­ endet. Nach dem Endschritt 316 wird der in der Fig. 3 ge­ zeigte Ablauf erneut gestartet.

In der Fig. 4 mit ihren Teilen a und b wird eine alternati­ ve Schaltablaufsteuerung vorgestellt. Die Schritte 401 bis einschließlich 407, also die erste Schaltphase, entspricht dabei dem schon beschriebenen Ablauf anhand der Blöcke 301 bis 307 der Fig. 3.

Die zweite Schaltablaufphase, die eigentliche Synchronisie­ rung des Getriebes, beginnt mit dem Schritt 408, in dem aus einem Speicher ein Sollwert Isoll für den Motorstrom ausge­ lesen wird. Im Schritt 409 wird eine Sollzeit Tsoll als Funktion F2 des aktuellen Schaltvorgangs B und anderer Größe wie beispielsweise der Getriebetemperatur aus dem Adaptions­ speicher 2 ausgelesen. Der im Schritt 408 ausgelesene Strom­ wert Isoll wird über die Stellung a des Schalters 1014 di­ rekt dem Motor 102 zugeführt.

Im Schritt 411 wird ein Timer gestartet woraufhin im Schritt 412 abgefragt wird, ob der Timer abgelaufen ist. Solange der Timer nicht abgelaufen ist, wird der Sollstromwert Isoll dem Elektromotor 102 zugeführt. Ist der Timer abgelaufen, so wird im Schritt 413 durch das Koordinationssginal Ko der Schalter 1014 von seiner Stellung a auf den Lageregler 1013 umgeschaltet.

Mit dem Schritt 414 beginnt die dritte Phase, das Einlegen des neuen Gangs, wobei die Blöcke 414, 415, 416 und 417 den anhand der Fig. 3 beschriebenen Blöcken 313, 314, 315 und 316 entsprechen.

Der anhand der Fig. 4 gezeigte Schaltablauf benötigt im Ge­ gensatz zu dem Schaltablauf der Fig. 3 keinen Getriebeein­ gangsdrehzahlsensor. Der anhand der Fig. 4 gezeigte Verlauf ist deshalb insbesondere als Notfallvariante bei Ausfall des Getriebeeingangsdrehzahlsensors gedacht.

Die Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen nun, wie die Werte im be­ schriebenen Adaptionsspeicher 1 (Blöcke 305a und 405a in der Fig. 3 und 4) und im Adaptionsspeicher 2 (Schritt 409 in Fig. 4) aktualisiert werden. Die Abläufe der Fig. 5, 6, 7 und 8 laufen dazu parallel zu dem eigentlichen Schaltab­ lauf (Fig. 3 und 4) und adaptieren fortlaufend die Spei­ cherinhalte der Adaptionsspeicher 1 und 2.

Die Fig. 5 zeigt eine erste Variante, bei der ein Getriebe­ eingangsdrehzahlsensor vorhanden sein muß. Nach dem Start­ schritt 501 wird im Schritt 502 ein Schwellwert SW als Funk­ tion F4 des aktuellen Gangwechsels B sowie weiterer Größen, insbesondere getriebespezifischer Größen, ausgelesen bzw. gebildet. Im Schritt 503 wird der aktuelle Wert der Getrie­ beeingangsdrehzahl Ne,ist eingelesen und die zeitliche Ab­ leitung Ve,ist von Ne,ist gebildet. Im Vergleichsschritt 504 wird der Drehzahlgradient Ve,ist der Getriebeeingangsdreh­ zahl mit dem in Schritt 502 gebildeten Schwellwert SW ver­ glichen. Dieser Vergleich findet solange statt, bis der Be­ trag des Drehzahlgradienten den Schwellwert SW erreicht. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 505 der zu diesem Zeit­ punkt eingestellte Weg Sist der Schaltmuffe eingelesen und im Schritt 506 als neuer Wert Ssoll als Funktion F5 dieses im Schritt 505 eingelesenen Wertes sowie abhängig von der Getriebetemperatur und weiterer Größen im Adaptionsspeicher 1 gespeichert. Nach dem Endschritt 507 wird der in der Fig. 5 gezeigte Ablauf erneut gestartet.

Mit dem in der Fig. 5 gezeigten Adaptionsvorgang wird fort­ laufend der Beginn des Synchronisationsvorgangs an die aktu­ ellen Gegebenheiten adaptiert. Dies basiert darauf, daß bei Anliegen der Synchronringe der Istgradient der Getriebeein­ gangsdrehzahl typischerweise ansteigt. Dies ist anhand der Fig. 11 dargestellt.

In der Fig. 6 ist eine zweite Adaptionsvariante darge­ stellt, für die ein Getriebeeingangsdrehzahlsensor nicht er­ forderlich ist. Nach dem Startschritt 601 wird der aktuelle Wert Sist der Schaltmuffenstellung und der aktuelle Wert des Ansteuerstroms I eingelesen. Aus dem Wert Sist wird die zeitliche Abbildung Sist' gebildet. Im Schritt 603 wird aus einem Speicher ein Sollwert Ssoll' als Funktion F6 des An­ steuerstroms I und des eingelesenen Wertes Sist' für die Schaltmuffenverstellgeschwindigkeit ausgelesen. Im Schritt 604 wird der Wert Sist' mit dem Sollwert Ssoll' während der ersten Schaltphase verglichen. Sobald die im Schritt 604 ge­ nannte Bedingung erfüllt ist, wird die zu diesem Zeitpunkt eingestellte Schaltmuffenstellung Sist eingelesen und abhän­ gig von dem eingelesen Wert, sowie abhängig von weiteren Größen wie der Getriebetemperatur die Sollgröße Ssoll im Ad­ aptionsspeicher 1 aktualisiert. Nach dem Endschritt 606 wird der in der Fig. 6 gezeigte Ablauf erneut gestartet.

Die in der Fig. 6 gezeigte Adaption beruht darauf, daß auf­ grund der bekannten Motorcharakteristik auf die Kraft, die auf die Schaltmuffe wirkt, geschlossen werden kann. Auf die­ se Weise erhält man eine gute Adaption der Schaltmuffenstel­ lung auch ohne Einsatz eines Getriebeingangsdrehzahlsensors. Anhand der Fig. 7 wird eine dritte Variante der Adaption vorgestellt, die ebenfalls keinen Getriebeingangsdrehzahl­ senosor erfordert, jedoch eine Messung des Iststromwertes an dem Elektromotor 102 voraussetzt. Nach dem Startschritt 701 wird im Schritt 702 der gemessene Stromwert Ig (Sensor 1022 in der Fig. 2) sowie die Schaltmuffenstellung Sist eingele­ sen. Aus dem Wert Sist wird die zeitliche Abbildung Sist' gebildet. Im Schritt 703 wird ein Stromsollwert Isoll als Funktion F6 von der Schaltmuffenverstellgeschwindigkeit Sist' sowie weiterer Größen gebildet. Im Schritt 704 wird der gemessene Stromwert Ig mit dem in Schritt 703 gebildeten Sollwert verglichen. Sobald die im Schritt 704 dargestellte Bedingung erfüllt ist, wird im Schritt 705 der dann vorlie­ gende Schaltmuffenweg Sist eingelesen und abhängig davon, sowie abhängig von weitern Größen wie beispielsweise abhän­ gig von der Getriebetemperatur, mittels einer Funktion F5 der Sollwert Ssoll im Adaptionsspeicher 1 aktualisiert. Ein Eintrag bzw. eine Aktualisierung eines neuen Adaptionswertes findet nur dann statt, wenn dieser als gültig bzw. plausibel erkannt wird. Diese Erkennung kann beispielsweise durch Ver­ gleich mit entsprechenden Maximalwerten für die Adaptions­ werte stattfinden.

Nach dem Startschritt 706 wird der in der Fig. 7 gezeigte Ablauf erneut gestartet.

Anhand der Fig. 8 wird die Aktualisierung des Adaptions­ speichers 2 (siehe Fig. 4a, Block 409) beschrieben. Nach dem Startschritt 801 wird im Schritt 802 der aktuelle Wert Sist der Schaltmuffenstellung und der Ansteuerstrom I bzw., falls vorhanden, der tatsächlich gemessene Strom Ig des Elektromotors 102 eingelesen. Aus der Schaltmuffenstellung Sist wird die zeitliche Abbildung Sist' gebildet. Im Schritt 803 wird aus dem Ansteuerstrom I oder, falls vorhanden, aus dem gemessenen Stromwert Ig der Sollwert Ssoll' aus einem Speicher ausgelesen.

Während der anhand der Fig. 4 gezeigten zweiten Schaltpha­ se, also der eigentlichen Synchronisation, wird im Schritt 804 die tatsächliche Verstellgeschwindigkeit Sist' der Schaltmuffe 109 mit dem im Schritt 803 gebildeten Sollwert verglichen. Erreicht die Verstellgeschwindigkeit den Soll­ wert, so wird im Schritt 805 der Wert ΔT als Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Timer gestartet wurde (Block 411 in Fig. 4b) und dem Zeitpunkt, zu dem die im Block 804 gezeigte Bedingung erfüllt ist. Im Block 806 wird diese Zeit ΔT als neue Sollzeit Tsoll im Adaptionsspeicher 2 abgelegt. Die neue Sollzeit Tsoll ist dabei im allgemeinen kürzer als die ersetzte alte Sollzeit.

Erreicht die Verstellgeschwindigkeit der Schaltmuffe den Sollwert nicht, so wird von der Abfrage 804 zur Abfrage 807 übergegangen, in der abgefragt wird, ob der im Block 409 (Fig. 4a) gebildete Wert Tsoll abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Startschritt 801 zurückgesprun­ gen. Ist die Sollzeit Tsoll jedoch abgelaufen, so wird im Schritt 808 als neuer Wert Tsoll im Adaptionsspeicher 2 die alte Zeit Tsoll um einen Wert Δ heraufgesetzt. Nach dem End­ schritt 809 wird der in der Fig. 8 gezeigte Ablauf erneut gestartet. Die neue Sollzeit Tsoll ist dabei länger als die ersetzte alte Sollzeit.

Der Hintergrund des in der Fig. 8 gezeigten Ablaufs besteht darin, daß die Zeitdauer des eigentlichen Synchronisations­ vorgangs an die jeweils herrschenden Verhältnisse angepaßt wird. Dabei kann die im Adaptionsspeicher 2 abgelegte Soll­ zeit Tsoll durch den Pfad 804, 805 und 806 verkürzt werden. Es ist aber auch durch den Pfad 804, 807 und 808 möglich, eine im Adaptionsspeicher 2 abgespeicherte zu kurze Synchro­ nisationszeit Tsoll zu verlängern.

Die Fig. 9 zeigt das Ende der zweiten Phase, also das Ende des Synchronisationsvorgangs, anhand eines typischen zeitli­ chen Verlaufs der Getriebeeingangsdrehzahl. Es wird anhand der Fig. 9 der Ablauf zwischen den Blöcken 309, 310 und 311 der Fig. 3b graphisch dargestellt.

Die Fig. 10 zeigt den anhand der Fig. 4 gezeigten zeitge­ steuerten Synchronisationsvorgang. Man erkennt in der ersten Phase, daß die Schaltmuffe auf den Wert Ssyn bzw. Ssoll (Ab­ frage 406a, Fig. 4a) gefahren wird. Während der Synchroni­ sationszeit Tsoll wird der im Block 408 (Fig. 4a) gebildete Ansteuerstrom Isoll zu dem Elektromotor 102 geleitet. Dies kann durch eine Pulsweitenmodulation geschehen oder durch einen festen Stromwert Isoll (gestrichelte Linie in der Fig. 10). Nach Ablauf der Synchronisationszeit Tsoll beginnt die dritte Phase, während der die Schaltmuffe zum Einlegen des neuen Gangs weiter bewegt wird.

Claims (13)

1. Verfahren zur Steuerung eines Schaltmechanismus eines au­ tomatisierten Schaltgetriebes während eines Schaltvorgangs des Schaltgetriebes, wobei der Schaltmechanismus (103-108) mittels eines steuerbaren Aktuators (102) betätigt wird und ein Betriebselement (109) aufweist, das abhängig von der Be­ tätigung des Aktuators (102) einen Weg zurücklegt, wobei

• - eine den Weg repräsentierende Weggröße (Sist) erfaßt wird,
• - eine Sollgröße (Ssoll) für den Weg gebildet wird,
• - die Steuerung des Aktuators während wenigstens einer ersten Phase des Schaltvorgangs derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße (Sist) den Wert der Sollgröße (Ssoll) einnimmt,
• - wenigstens eine Reaktionsgröße (Ne,ist, Sist, I, Ig) erfaßt wird, die die Reaktion des Schaltgetriebes und/oder des Schaltmechanismus (103-108) und/oder des Aktuators (102) in Reaktion auf eine Betätigung des Aktuators repräsentiert, und
• - die Sollgröße (Ssoll) während eines aktuellen Schaltvor­ gangs wenigstens abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße (Ne,ist, Sist, I, Ig) während wenigstens eines vorhergehen­ den Schaltvorgangs geschieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe eine Eingangswelle aufweist und als Reak­ tionsgröße eine die Drehzahl der Eingangswelle repräsentie­ rende Eingangsdrehzahlgröße (Ne,ist) erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmechanismus ein Betriebselement (109) aufweist, das abhängig von der Betätigung des Aktuators (102) einen Weg (S) zurücklegt und als Reaktionsgröße eine den Weg re­ präsentierende Weggröße (Sist) erfaßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (102) elektrisch steuerbar ist und als Reakti­ onsgröße eine den Steuerstrom repräsentierende Stromgröße (I, Ig) erfaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollgröße (Ssoll) für den aktuellen Schaltvorgang abhän­ gig von dem zeitlichen Verlauf (Ve,ist) der erfaßten Ein­ gangsdrehzahlgröße (Ne,ist) während wenigstens eines vorher­ gehenden Schaltvorgangs gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollgröße (Ssoll) für den aktuellen Schaltvorgang abhän­ gig von dem zeitlichen Verlauf (Sist') der erfaßten Weggröße (Sist) während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvor­ gangs gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Steuerstrom repräsentierende Stromgröße (Ig) gemes­ sen wird, und die Sollgröße (Ssoll) für den aktuellen Schaltvorgang abhängig von der gemessenen Stromgröße (Ig) während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs ge­ bildet wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß der eine den zeitlichen Verlauf des Wegs repräsentierende Größe (Sist') erfaßt wird und die Sollgröße (Ssoll) abhängig von einem Vergleich der gemessenen Stromgröße (Ig) mit einem von der Größe (Sist') abhängig gebildeten Schwellwert (Isoll) während wenigstens eines vorhergehenden Schaltvorgangs ge­ bildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmechanismus ein Betriebselement (109) aufweist, das abhängig von der Betätigung des Aktuators (102) einen Weg zurücklegt, und eine den Weg repräsentierende Weggröße (Sist) erfaßt wird, und die Steuerung des Aktuators während wenigstens einer zweiten Phase des Schaltvorgangs abhängig von einer Zeitspanne (Tsoll) geschieht, wobei die Zeitspanne (Tsoll) abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße (Sist, I, Ig) gebildet wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Zeitspanne (Tsoll) für den aktuellen Schaltvorgang ab­ hängig von dem zeitlichen Verlauf (Sist') der erfaßten Weg­ größe (Sist) während wenigstens eines vorhergehenden Schalt­ vorgangs gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während wenigstens einem vorhergehenden Schaltvorgang eine den zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Eingangswelle reprä­ sentierende Größe (Ve,ist) gebildet wird, und diese Größe (Ve,ist) mit einem vorgebbaren Schwellwert (SW) verglichen wird, und die Sollgröße (Ssoll) für den aktuellen Schaltvor­ gang abhängig von der bei der Schwellwerterreichung vorlie­ genden Weggröße (Sist) gebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein die Getriebeeingangsdrehzahl repräsentierender Getrie­ beeingangsdrehzahlwert (Ne,ist) erfaßt wird, und
• - dann, wenn die erfaßte Weggröße (Sist) den Wert der Soll­ größe (Ssoll) eingenommen hat, in einer zweiten Phase die Steuerung des Aktuators derart geschieht, daß der erfaßte Getriebeeingangsdrehzahlwert (Ne,ist) auf einen vorgebbaren Wert (Nsyn) eingestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der erfaßte Getriebeeingangsdrehzahlwert (Ne,ist) den vorgebbaren Wert (Nsyn) eingenommen hat, in einer drit­ ten Phase die Steuerung des Aktuators derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße (Sist) den Wert einer vorgebbaren zwei­ ten Sollgröße (Ssoll) einnimmt.

12. Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltmechanismus eines automatisierten Schaltgetriebes während eines Schaltvorgangs des Schaltgetriebes, wobei der Schaltmechanismus (103-108) mittels eines steuerbaren Aktuators (102) betätigt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß Mittel (101) vorgesehen sind, mit­ tels der

• - eine den Weg repräsentierende Weggröße (Sist) erfaßt wird,
• - eine Sollgröße (Ssoll) für den Weg gebildet wird,
• - die Steuerung des Aktuators während wenigstens einer ersten Phase des Schaltvorgangs derart geschieht, daß die erfaßte Weggröße (Sist) den Wert der Sollgröße (Ssoll) einnimmt,
• - wenigstens eine Reaktionsgröße (Ne,ist, Sist, I, Ig) erfaßt wird, die die Reaktion des Schaltgetriebes und/oder des Schaltmechanismus (103-108) und/oder des Aktuators (102) in Reaktion auf eine Betätigung des Aktuators repräsentiert, und
• - die Sollgröße (Ssoll) während eines aktuellen Schaltvor­ gangs wenigstens abhängig von der erfaßten Reaktionsgröße (Ne,ist, Sist, I, Ig) während wenigstens eines vorhergehen­ den Schaltvorgangs geschieht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (101) derart vorgesehen sind, daß

• - ein die Getriebeeingangsdrehzahl repräsentierender Getrie­ beeingangsdrehzahlwert (Ne,ist) erfaßt wird, und
• - dann, wenn die erfaßte Weggröße (Sist) den Wert der Soll­ größe (Ssoll) eingenommen hat, in einer zweiten Phase die Steuerung des Aktuators derart geschieht, daß der erfaßte Getriebeeingangsdrehzahlwert (Ne,ist) auf einen vorgebbaren Wert (Nsyn) eingestellt wird.