DE19947409A1 - Verfahren zum Synchronisieren - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem automatisierten Getriebe (24), wobei das automatisierte Getriebe (24) wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg (56) zwischen einer Getriebeeingangswelle (22) und einer Getriebeausgangswelle (26) mit einer Synchronisiervorrichtung (64) aufweist, welcher Drehmomentübertragungsweg (56) durch Ansteuerung einer Stellgliedanordnung (40) wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, umfasst zum Durchführen eines Synchronisationsvorgangs bei dem wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg (56) folgende Schritte: DOLLAR A a) Bringen der Stellgliedanordnung (40) in eine Synchronisations-Startstellung, DOLLAR A b) nach Erreichen der Synchronisations-Startstellung Ansteuern der Stellgliedanordnung (40) während eines Synchronisations-Zeitintervalls (t¶SYNC¶), derart, dass eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle (22) sich in vorgegebener Weise auf eine vorgegebene Soll-Enddrehzahl (N¶2¶) verändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem automatisierten Getriebe, wobei das automati­ sierte Getriebe wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle mit einer Synchronisiervorrichtung aufweist, welcher Drehmomentübertragungsweg durch Ansteuerung einer Stellgliedanordnung wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist.

Bei derartigen Verfahren, wie sie beispielsweise aus der DE 197 09 417 A1 bekannt sind, wird zum Durchführen einer Synchronisation des Getriebes, d. h. im Wesentlichen zum Vermeiden eines Stoßes bei Durchführung des Schaltvorgangs, die Getriebeeingangsdrehzahl durch entsprechende Ansteuerung eines Antriebsaggregats auf eine Drehzahl gebracht, welche diese Welle auch nach durchgeführtem Schaltvorgang aufweisen wird. Zu diesem Zweck ist es also erforderlich, entsprechende Ansteuermaßnahmen für das Antriebsaggregat vorzusehen. Obgleich mit einer derartigen Maßnahme eine Synchronisation zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle erhalten werden kann, kann damit noch nicht sichergestellt werden, dass beispielsweise bei der Ankopplung eines Zahnrades an die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle zum Herstellen des Drehmomentübertragungsvermögens einer einzurichten­ den Gangstufe beim oder zum Beschleunigen oder Verzögern dieses Zahnrads ein Stoß auftritt. Um dies zu vermeiden, ist es beispielsweise bekannt, die Stellgliedanordnung zunächst in eine Synchronisations- Startstellung zu bringen, und ausgehend von dieser Synchronisations- Startstellung wird dann die Stellgliedanordnung unter Überwachung ihrer Position hinsichtlich der durch diese abgegebenen Kraft gesteuert. Wird eine bestimmte Grenzposition überschritten, so wird davon ausgegangen, dass durch die Synchronisiervorrichtung die getriebeinterne Synchronisation zwischen beispielsweise einem Zahnrad und einer Getriebewelle erfolgt ist und dann in einem weiteren Vorgang eine drehfeste Kopplung zwischen diesem als Drehmomentübertragungselement dienenden Zahnrad und der entsprechenden Getriebewelle hergestellt werden kann.

Das Problem einer derartigen Vorgehensweise ist, dass aufgrund der während der eigentlichen Synchronisationsphase durchgeführten Steuerung der Stellgliedanordnung letztendlich keine exakte Information über den momentanen Synchronisationsstatus vorgesehen wird. Dies macht sich insbesondere daher nachteilhaft bemerkbar, da die Betätigungsstellung der Stellgliedanordnung, ab welcher eine Synchronisation tatsächlich beginnt, keine konstante Betriebsgröße ist, sondern sich beispielsweise über die Betriebslebensdauer oder/und temperaturabhängig ändern kann. Um hier zu vermeiden, dass durch zu schnelles Synchronisieren Schaltstöße entstehen oder dass durch zu langsames Synchronisieren eine zu lange Totzeit entsteht, muss zwischen Komfort einerseits und Schaltgeschwindigkeit andererseits ein sich in vielen Fahrsituationen nachteilhaft bemerkbar machender Kompromiss eingegangen werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Durch­ führung von Schaltvorgängen in einem automatisierten Getriebe vorzusehen, mit welchem insbesondere ein Synchronisationsvorgang mit erhöhter Geschwindigkeit und erhöhtem Komfort durchgeführt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem automatisierten Getriebe, wobei das automatisierte Getriebe wenigstens einen Drehmoment­ übertragungsweg zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle mit einer Synchronisiervorrichtung aufweist, welcher Drehmomentübertragungsweg durch Ansteuerung einer Stellgliedanordnung wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, wobei das Verfahren zum Durchführen eines Synchronisationsvorgangs bei dem wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg folgende Schritte umfasst:

• a) Bringen der Stellgliedanordnung in eine Synchronisations-Start­ stellung,
• b) nach Erreichen der Synchronisations-Startstellung Ansteuern der Stellgliedanordnung während eines Synchronisations-Zeitintervalls derart, dass eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle sich in vorgegebener Weise auf eine vorgegebene Soll-Enddrehzahl ver­ ändert.

Bei der vorliegenden Erfindung liegt durch die ständige Übewachung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle permanent Information darüber vor, wie stark - induziert durch die Ansteuerung der Stellgliedanordnung - der Kraftaufwand in der Synchronisiervorrichtung zur Durchführung des Synchronisiervorgangs ist. Je größer die durch die Stellgliedanordnung erzeugte Kraft ist, desto stärker wird die Drehzahl der Getriebeeingangs­ welle sich ändern, so dass die Überwachung der Drehzahl der Getriebeein­ gangswelle indirekt die Überwachung der durch die Stellgliedanordnung erzeugten Kraft ermöglicht. Auf diese Art und Weise kann permanent während des Synchronisiervorgangs dessen Status erkannt werden und somit sowohl das Auftreten einer Komforteinbuße als auch das Auftreten einer ungewünschten Totzeit vermieden werden.

Um nach Beendigung der Synchronisationsphase in einen drehmomentüber­ tragenen Zustand übergehen zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt c) umfasst, um nach Ablauf des Synchronisations-Zeitintervalls den Drehmomentübertragungsweg in einen zur Drehmomentübertragung bereiten Zustand zu bringen.

Um beispielsweise aus einer neutralen Stellung des Getriebes oder einer zuvor eingelegten Gangstufe möglichst schnell zum eigentlichen Eintritt in die Synchronisationsphase zu gelangen, wird vorgeschlagen, dass im Schritt a) die Stellgliedanordnung mit einem Betätigungsstellungs-Regelvorgang in die Synchronisations-Startstellung gebracht wird.

Zum Erhalt einer definierten stoßfrei und gleichwohl schnell ablaufenden Synchronisationsphase wird vorgeschlagen, dass im Schritt b) ein zeitlicher Verlauf für eine Soll-Drehzahl der Getriebeeingangswelle vorgegeben wird, und dass die Stellgliedanordnung in einem Getriebeeingangswellendrehzahl- Regelvorgang derart angesteuert wird, dass während des Synchronisations- Zeitintervalls eine Ist-Drehzahl der Getriebeeingangswelle im Wesentlichen dem vorgegebenen zeitlichen Verlauf der Soll-Drehzahl der Getriebeein­ gangswelle folgt.

Auch die Maßnahme, dass eine für das Ende des Synchronisations- Zeitintervalls vorgegebene Soll-Drehzahl der Getriebeeingangswelle der Soll- Enddrehzahl entspricht, trägt dazu bei, die bei Ablauf eines Schaltvorgangs auftretenden Totzeiten möglichst gering zu halten beziehungsweise zu eliminieren.

Weiter kann bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise der Komfort beziehungsweise der zeitliche Ablauf eines Schaltvorgangs dadurch optimiert werden, dass der zeitliche Verlauf der Soll-Drehzahl der Getrie­ beeingangswelle betriebszustandsabhängig vorgegeben wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Schritt b) aus einer Mehrzahl von Soll-Drehzahl-Zeit-Funktionen betriebszustandsabhängig eine zum Vorgeben des zeitlichen Verlaufs der Soll-Drehzahl der Getriebeeingangswelle ausgewählt wird.

Dieser Betriebszustand, gemäß welchem letztendlich entschieden wird, in welcher Art und Weise die Synchronisationsphase abzulaufen hat, kann durch wenigstens einen der folgenden Parameter bestimmt werden:

• - Drehzahl der Getriebeausgangswelle,
• - Fahrgeschwindigkeit,
• - Fahrmodus: sportlich-ökonomisch,
• - Übersetzungsverhältnis des zu aktivierenden Drehmomentüber­ tragungsweges,
• - Art des Gangstufenwechsels: Aufwärtsschalten - Abwärtsschalten;
• - Temperatur.

Auch wenn eine Funktion, gemäß welcher die Getriebeeingangswellen­ drehzahl sich in der Synchronisationsphase ändern soll, einmal grundsätzlich ausgewählt ist, kann es noch vorteilhaft oder erforderlich sein, diese an die durch den momentanen Betriebszustand vorgegebenen Randbedingungen noch anzupassen. Diese Anpassung kann beispielsweise in Abhängigkeit oder beruhend auf wenigstens einem der folgenden Parameter erfolgen:

• - Synchronisationszeitintervall,
• - vor Beginn des Synchronisationszeitintervalls vorliegende Ist-Drehzahl der Getriebeeingangswelle,
• - Fahrgeschwindigkeit,
• - Drehzahl der Getriebeausgangswelle,
• - Übersetzungsverhältnis des zu aktivierenden Drehmomentüber­ tragungswegs.

Auch das Synchronisations-Zeitintervall, welches letztendlich dasjenige Intervall ist, in dem die Synchronisation, beruhend auf der entsprechenden Ansteuerung der Stellgliedanordnung vonstatten geht, ist eine wesentliche Einflussgröße dafür, ob dem Komfort oder einem schnellen Schaltvorgang Präferenz gegeben werden soll. Daher ist es auch bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren vorteilhaft, wenn dieses Synchronisations-Zeitintervall veränderbar ist.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Synchronisationszeitintervall gemäß wenigstens einem der folgenden Parameter ausgewählt wird:

• - Art eines Gangstufenwechsels: Aufwärtsschalten - Abwärtsschalten,
• - Fahrmodus: sportlich-ökonomisch.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Synchronisations-Startstellung eine Betätigungsstellung der Stellglied­ anordnung ist, welche einen Versatz zu einer Betätigungsstellung aufweist, bei welcher eine Synchronisation tatsächlich beginnt. Durch diese Maß­ nahme wird Folgendes erreicht: Es wird verhindert, dass durch eine möglicherweise vorhandene Regelungenauigkeit bei Durchführung des Schrittes a) durch schlagartige Einwirkung auf die Synchronisationsvor­ richtung ein Stoß erzeugt wird. Gleichwohl wird durch das Vorgeben einer gewissen Änderungsgeschwindigkeit der Getriebeeingangswellendrehzahl auch in einem Zustand, in welchem letztendlich die Stellgliedanordnung noch keine Gegenkraft spürt, verhindert, dass eine zu starke Beschleunigung derselben erzeugt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise bei einem System durchgeführt werden, das derart aufgebaut ist, dass der wenigstens eine Drehmomentübertragungsweg eine unter Mitwirkung der Synchronisations­ vorrichtung wahlweise an die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeaus­ gangswelle ankoppelbare Drehmomentübertragungskomponente, vorzugs­ weise Zahnrad, umfasst.

Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Synchronisationsvorrichtung wenigstens ein mit der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangs­ welle drehfest verbundenes, durch die Stellgliedanordnung bewegbares Ankoppelelement sowie wenigstens ein bei Bewegung des Ankoppel­ elements in Synchronisiereingriff mit dem Drehmomentübertragungselement bringbares Synchronisierelement umfasst, wobei bei hergestellter Syn­ chronisation das Ankoppelelement in drehfester Verbindung mit dem Drehmomentübertragungselement steht.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Stellgliedanordnung dazu ausgebildet ist, eine Betätigungskraft durch Erregung eines elektromotori­ schen Antriebs oder/und durch Aufbau eines Fluiddrucks zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine blockartige Darstellung eines Antriebssystems, bei welchem die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum Einsatz kommen kann;

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Antriebssystems; und

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung von in einer Ansteuervorrichtung ausgeführten Prozeduren während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 ein Antriebssystem beschrieben, bei welchem eine nachfolgend detailliert beschriebene erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Durchführung von Gangschaltvorgängen zum Einsatz kommen kann. Das in Fig. 1 dargestellte Antriebssystem 10 umfasst ein Antriebsaggregat 12, beispielsweise eine Brennkraftmaschine 12, das über eine Antriebswelle 14 in Verbindung mit einer Eingangsseite 16 einer Reibungskupplung 18 steht. Eine Ausgangsseite 20 der Reibungskupplung 18 steht in Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle 22 eines allgemein mit 24 bezeichneten automatisierten Getriebes. Eine Getriebeausgangswelle 26 treibt über ein Differenzial 28 angetriebene Räder 30, 32 an.

Es ist eine Ansteuereinrichtung 34 vorgesehen, die mit verschiedenen Stelleinheiten in Datenaustausch steht. So steht die Ansteuereinrichtung 34 in Verbindung mit einer Leistungsstellanordnung 36 des Antriebsaggregats 12, um durch die Zuleitung entsprechender Ansteuerbefehle zu dieser die Leistungsabgabe beziehungsweise die Drehzahl des Antriebsaggregats 12 einzustellen. Es sei darauf verwiesen, dass die Leistungsstellanordnung 36 jegliche Art beziehungsweise jeglichen Abschnitt eines Antriebsaggretats umfasst, in welchem Einfluss auf die Leistung genommen werden kann, wie z. B. das Einspritzsystem, das Drosselsystem, das Zündsystem, die Nockenansteuerung oder dergleichen. Selbstverständlich gibt die Leistungs­ stellanordnung Information zur Ansteuereinrichtung 34 ab, welche den momentanen Leistungsstellzustand des Antriebsaggregats 12 bezeichnen kann.

Ferner kommuniziert die Ansteuereinrichtung 34 mit einer Stellgliedanord­ nung 38 der Reibungskupplung 18, welche also hier beispielsweise als automatisierte Kupplung ausgebildet ist. Zur Erzeugung entsprechender Ansteuerbefehle kann die Reibungskupplung 18 in einen Bereich zwischen einer vollkommen ausgerückten und einer vollkommen eingerückten Stellung eingestellt werden, um hier zwischen der Eingangsseite 16 und der Ausgangsseite 20 mehr oder weniger starken Schlupf zuzulassen. Auch die Stellgliedanordnung 38 kann dazu ausgebildet sein, der Ansteuereinrichtung 34 dem Stellzustand, d. h. auch dem Einrückzustand der Reibungskupplung 18 entsprechende Informationen zuzuleiten.

Ferner steht die Ansteuereinrichtung 34 in Verbindung mit einer Stellglied­ anordnung 40 des Getriebes 24. Das Getriebe 24, welches entweder als Automatikgetriebe oder als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet sein kann, kann durch Erzeugung entsprechender Stellbefehle S zum Umschalten zwischen verschiedenen, jeweilige Drehmomentübertragungswege zwischen der Getriebeeingangswelle 22 und der Getriebeausgangswelle 26 bildenden Gangstufen, beispielsweise in Form von Zahnradzügen zwischen diesen beiden Wellen, angesteuert werden. Dem Getriebe 24 kann ferner ein Schalthebel 42 zugeordnet sein, dessen Betätigung durch eine Sensorik 44 erfasst wird und in Form eines Informationssignals I in die Ansteuer­ einrichtung 34 eingegeben wird. Beruhend auf diesem Informationssignal I und gegebenenfalls beruhend auf weiteren Informationssignalen, erzeugt durch einen Drehzahlsensor 46, welcher die Drehzahl der Antriebswelle 14 erfasst, einen Drehzahlsensor 48, welcher die Drehzahl der Getriebeein­ gangswelle 22 erfasst, und einen Drehzahlsensor 50, welcher die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 26 erfasst, wird dann die Leistungsstellanord­ nung 36, die Stellgliedanordnung 38 der Reibungskupplung 18 und die Stellgliedanordnung 40 des Getriebes 24 zum Durchführen von Schaltvor­ gängen angesteuert.

Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich noch weitere Informa­ tionssignale I in die Ansteuereinrichtung 34 eingegeben werden können, beispielsweise von Drehzahlsensoren 52, 54, welche die Drehzahlen der angetriebenen Räder 30, 32 erfassen, von Temperatursensoren, welche die Umgebungstemperatur oder die Temperatur eines Kühlmediums des Antriebsaggregats erfassen, von einem Gaspedalstellungssensor, einem Bremsbetätigungssensor und dergleichen. Beruhend auf all diesen Eingaben wird dann durch die Ansteuervorrichtung 34 das gesamte Antriebssystem 10 betrieben.

Mit Bezug auf die Fig. 2 wird eine mögliche Ausgestaltungsvariante des Getriebes 24 detaillierter beschrieben. Im Getriebe 24 sind, wie bereits vorangehend beschrieben, mehrere Drehmomentübertragungswege beispielsweise in Form von Zahnradzügen 56 vorgesehen, von welchen in Fig. 2 einer erkennbar ist. Die Zahnradzüge 56 umfassen beispielsweise an der Getriebeausgangswelle 26 festgelegt jeweils ein Zahnrad 58 sowie ein weiteres Zahnrad 60, das durch eine allgemein mit 62 bezeichnete Kopplungseinrichtung wahlweise drehfest mit der Getriebeeingangswelle 22 gekoppelt werden kann. Die im Stand der Technik an sich bekannte Ausgestaltung einer derartigen Kopplungseinrichtung 62, welcher auch eine Synchronisiervorrichtung 64 zugeordnet ist, wird im Folgenden nur kurz beschrieben.

Die Kopplungseinrichtung 62 umfasst ein mit der Getriebeeingangswelle 22 drehfest verbundenes Element 66, mit welchem ein Kopplungselement 68 beispielsweise durch Verzahnungseingriff drehfest, jedoch axial verschiebbar gekoppelt ist. Einem Innenverzahnungsbereich des Kopplungselements 68 zugeordnet ist mit dem Zahnrad 60 ein entsprechender Außenverzahnungs­ abschnitt 70 drehfest gekoppelt. Axial zwischen dem mit der Getriebeein­ gangswelle 22 fest verbundenen Element 60 und dem Zahnrad 60 beziehungsweise seinem Verzahnungsabschnitt 70 liegt ein Synchronisier­ ring 72, welcher grundsätzlich frei drehbar ist und in seinem Außen­ umfangsbereich eine der Verzahnung des Verzahnungsabschnitts 70 entsprechende Verzahnung aufweist. Wird durch die nur schematisch angedeutete Stellgliedanordnung 40, welche einen entsprechenden Schaltbefehl S erhält, eine der Kopplungseinrichtung 22 zugeordnete Schaltstange 74 verschoben, so wird dabei beispielsweise das Kopplungs­ element 68 in Richtung auf das Zahnrad 60 zu verschoben und presst dabei den Synchronisierung 72 gegen das Zahnrad 60 beziehungsweise den Verzahnungsabschnitt 70. Dabei wird das zuvor bezüglich der Antriebswelle 22 frei drehbare Zahnrad 60 in seiner Drehzahl beschleunigt oder verzögert, bis diese Drehzahl letztendlich der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 22 entspricht. Ist dies der Fall, wird das Kopplungselement 68 weiter axial auf das Zahnrad 60 zu verschoben, bis eine Innenverzahnung sowohl mit der am Element 66 vorgesehenen Verzahnung als auch der am Verzahnungs­ abschnitt 70 des Zahnrads 60 vorgesehenen Verzahnung kämmt und somit das Zahnrad 60 an die Getriebeeingangswelle 22 drehfest angekoppelt ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass diese Ausgestaltung einer Kopplungsein­ richtung 62 mit Synchronisiervorrichtung 64 nur schematisch beschrieben wurde, und in vielfältiger Art und Weise sowohl als Synchronisiereinrichtung mit Innensynchronisation oder als Synchronisiereinrichtung mit Außensyn­ chronisation ausgebildet sein kann. Ferner ist es selbstverständlich möglich, dass das Kopplungselement 68 zur Zusammenwirkung mit zwei Syn­ chronisiereinrichtungen ausgebildet ist, um je nach Verschieberichtung der Schaltstange 74 einen von zwei nebeneinander positionierten Zahnradzügen 56 zu aktivieren beziehungsweise einen anderen zu deaktivieren. Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Stellgliedanordnung 40 in beliebiger Art und Weise ausgebildet sein kann; sie kann die Verschiebekraft zum Verschieben der Schaltstange beziehungsweise des Kopplungselements 68 entweder durch Erregung eines elektromotorischen Antriebs, durch Zufuhr eines Fluiddrucks, beispielsweise in einen Nehmerzylinder, oder durch magnetische Wechselwirkung oder in sonstiger Weise erzeugen. Sie kann ein oder mehrere Stellglieder aufweisen und in das Getriebe 24 integriert oder an dieses angesetzt sein.

Für die vorliegende Erfindung ist von Bedeutung, dass die Stellgliedanord­ nung in verschiedene Betätigungsstellungen bringbar ist, wobei jede dieser Betätigungsstellungen dann einer entsprechenden Betätigungsstellung der Schaltstange beziehungsweise der Kopplungseinrichtung 62 und der Synchronisiervorrichtung 64 entspricht.

Bei der vorangehend im Prinzip beschriebenen Durchführung eines Schaltvorgangs treten verschiedene Phasen auf. In einer ersten Phase, in welcher beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Zahnradzug 56 nicht aktiviert war und entweder vorher ein anderer Zahnradzug aktiviert war oder kein Zahnradzug aktiviert war, wird die Stellgliedanordnung 40 beziehungs­ weise das Kopplungselement 62 in eine Synchronisier-Startstellung gebracht. Dies kann beispielsweise in einem Regelverfahren durchgeführt werden, in welchem die momentane Betätigungsstellung erfasst wird und bei Annäherung an die Synchronisations-Startstellung die Stellgeschwindig­ keit allmählich verringert wird. Die Synchronisations-Startstellung kann dabei eine Stellung sein, in welcher tatsächlich ein direkter Kontakt des Synchronisierrings 72 mit dem Zahnrad 60 noch nicht hergestellt ist beziehungsweise zu einer derartigen die tatsächliche Synchronisation beginnenden Stellung noch ein bestimmter Versatz vorhanden ist. Diese Synchronisier-Startstellung kann beispielsweise zuvor eingelernt werden oder aus einem zuvor durchgeführten Gangschaltvorgang gelernt werden. Alternativ ist es möglich, als Synchronisier-Startstellung eine Betätigungs­ stellung zu verwenden, bei welcher die Beobachtung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 22 zu erkennen gibt, dass nunmehr durch das in Wechselwirkungtreten oder Aktivwerden der Synchronisiervorrichtung 64 eine Ankopplung des Zahnrads 60 an die Getriebeeingangswelle 22 und somit eine stärkere Beschleunigung oder Verzögerung dieser Welle 22 auftritt.

Ist die Synchronisier-Startstellung einmal erreicht, so wird gemäß der vorliegenden Erfindung wie mit Bezug auf die Fig. 3 dargestellt vor­ gegangen. In Abhängigkeit von einer momentanen Fahrsituation, beispiels­ weise der Art des durchzuführenden Schaltvorgangs (entweder Aufwärts­ schalten oder Abwärtsschalten) oder dem Fahrmodus des Fahrers, welcher entweder sportlich oder ökonomisch zu fahren wünscht, wird aus einem in der Ansteuervorrichtung 34 vorgesehenen Speicherbereich 80 eine Funktion F aus einer Vielzahl von darin abgespeicherten Funktionen herausgenom­ men. Die Funktion F ist eine Funktion, welche den zeitlichen Verlauf der Drehzahl N der Getriebeeingangswelle in der eigentlichen Synchronisier­ phase vorgibt. Diese einmal aus dem Speicher 80 entnommene Funktion F wird dann noch anhand vorgegebener Randbedingungen angepasst. Diese Randbedingungen sind zum einen die Drehzahl N₁, welche die Getriebeein­ gangswelle 22 am Beginn der eigentlichen Synchronisierphase, also etwa zum Erreichen der Synchronisier-Startstellung hat, die Drehzahl N₂, welche die Getriebeeingangswelle 22 unter Berücksichtigung des Übersetzungs­ verhältnisses des zu aktivierenden Zahnradzugs 56 nach erfolgter Syn­ chronisierung haben wird, und die für die Synchronisation zur Verfügung stehende Zeitdauer t_SYNC. Es wird also eine Anpassung der einmal ausge­ wählten Funktion F vorgenommen, so dass sie, so wie in Fig. 3 im mittleren Block dargestellt, zwischen die die Synchronisationsphase definierenden Zeitpunkte t₁ und t₂ sowie zwischen die am Anfang beziehungsweise am Ende vorliegenden Drehzahlen der Getriebeeingangswellen 22 N₁ und N₂ passt, wobei jeweils zu den Zeitpunkten t₁ und t₂ ein stetig beziehungsweise sprung- und knickfreier Übergang zu den dort vorliegenden Drehzahlverhält­ nissen bevorzugt wird. Es ergibt sich dann eine Kurve N_SOLL(t), was letztendlich der zeitliche Verlauf der Solldrehzahl der Getriebeeingangswelle in der Synchronisationsphase ist.

Ist also zum Zeitpunkt t₁ die Synchronisier-Startstellung erreicht und die Funktion N_SOLL(t) ermittelt, so wird dann durch die Ansteuervorrichtung 34 die Stellgliedanordnung 40 mit derartigen Ansteuersignalen S versorgt, dass während der Synchronisierphase t_SYNC zu jedem Zeitpunkt t die durch den Sensor 48 erfasste Ist-Drehzahl N_IST(t) der Getriebeeingangswelle 22 der diesem Zeitpunkt t zugeordneten und durch die Funktion N_SOLL(t) vor­ gegebenen Drehzahl entspricht. Hier findet also eine Regelschleife statt, bei welcher die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 22 entsprechend dem zeitlichen Verlauf der Soll-Drehzahl derselben eingeregelt wird. Idealerweise durchläuft dann die Ist-Drehzahl N_IST(t) der Getriebeeingangswelle 22 dieselbe Funktion, wie sie in Fig. 3 im mittleren Block dargestellt ist.

Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle während der Synchronisierphase t_SYNC steht jedoch in unmittelbarem Zusammenhang mit der in dieser Synchronisierphase t_SYNC erzeugten Betätigungskraft der Stellgliedanordnung 40. Erzeugt die Stellgliedanordnung 40 eine große Betätigungskraft, d. h. wird der Synchronisierring 72 relativ stark gegen das Zahnrad 60 gepresst, so wird dieses stärker beschleunigt oder verzögert, d. h. seine Drehzahl ändert sich stärker. Durch Überwachung der Getriebeeingangswellen­ drehzahl kann also mittelbar auch die durch die Stellgliedanordnung 40 erzeugte Betätigungskraft beobachtet werden.

Ist zum Zeitpunkt t₂, also am Ende der vorgegebenen Synchronisierphase t_SYNC, die Drehzahl N_IST(t₂) der Getriebeeingangswelle 22 bei N₂, so ist sichergestellt, dass die Getriebeeingangswelle 22 und das Zahnrad 60 sich mit der zuvor beruhend auf der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 26 und dem Übersetzungsverhältnis des Zahnradszugs 56 ermittelten Drehzahl N₂ drehen und somit eine vollständige Synchronisation erzielt ist. Es sei darauf verwiesen, dass die Ermittlung der Drehzahl N₂ selbstverständlich auch unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit, mittelbar oder unmittelbar erfasst durch die Sensoren 52 und 54, erhalten werden kann. Da nunmehr die vollständige Synchronisation erreicht ist, kann die Stellgliedanordnung 40 weiter derart angesteuert werden, dass sie das Zahnrad 60 drehfest an die Getriebeeingangswelle 22 ankoppelt und somit der Zahnradzug 56 zur Drehmomentübertragung bereit ist. Erst dann wird die zuvor ausgerückt gehaltene Reibungskupplung 18 wieder in Richtung Einrücken gesteuert und somit die Zug- beziehungsweise Schubunter­ brechung im Antriebsstrang beendet.

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise liegt durch die Verwendung vorgegebener Funktionen und deren Anpassung an den Betriebszustand und die Überwachung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 22 ständig Information über den momentanen Status des Synchronisiervorgangs vor. Es entsteht keine Totzeit, bedingt dadurch, dass irgendwelche Sicherheits­ zeitpolster geschaffen werden müssen, um Schaltstöße zu vermeiden. Durch die Auswahl verschiedener Funktionen, die beispielsweise ver­ schieden steil oder/und verschieden gekrümmt sein können, und beispiels­ weise auch durch die Auswahl des Zeitintervalls zwischen den beiden Zeitpunkten t₁ und t₂ kann jede beliebige Charakteristik eines Synchronisier­ vorgangs eingestellt werden, d. h. je kürzer dieses Zeitintervall wird, desto sportlicher und weniger komfortabel wird der gesamte Synchronisiervorgang ablaufen, was insbesondere bei Durchführung von Aufwärtsschaltvorgängen im Zugbetrieb vorteilhaft ist. Bei ökonomischer oder komfortbetonter Fahrweise kann ein sanfterer Kurvenverlauf oder/und ein längeres Syn­ chronisationsintervall t_SYNC verwendet werden. Auch andere Betriebs­ parameter, wie z. B. die Umgebungstemperatur, die Fahrgeschwindigkeit, die Drehzahldifferenz zwischen den Wellen 22, 26 oder eine möglicherweise vorliegende Fahrzeugbeschleunigung, können einen Einfluss auf die Auswahl der Funktion beziehungsweise der Randbedingungen haben. Die Tatsache, ob ein Fahrer sportlich oder ökonomisch zu fahren wünscht, kann beispiels­ weise durch Betätigung eines entsprechenden Schalters erfasst werden oder kann auch in einem adaptiven System durch die vom Fahrer vorgenomme­ nen Betätigungsaktionen verschiedener Komponenten des Antriebssystems 10 an sich erfasst werden.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass alle vorangehend angesprochenen Sensoren, welche irgendwelche Drehzahlen erfassen, selbstverständlich auch dazu ausgebildet sein können, irgendwelche mit derartigen Drehzahlen in Zusammenhang stehenden Größen zu erfassen, wobei dann in den Sensoren oder der Ansteuereinrichtung durch entsprechende Berechnungen die Drehzahl selbst beziehungsweise eine diese repräsentierende Größe zur weiteren Verarbeitung ermittelt wird. Der Ausdruck "Drehzahl" umfasst also jegliche die Drehzahl einer bestimmten Komponente wiedergebende Größe.

Claims (15)

1. Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem automati­ sierten Getriebe (24), wobei das automatisierte Getriebe (24) wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg (56) zwischen einer Getriebeeingangswelle (22) und einer Getriebeausgangswelle (26) mit einer Synchronisiervorrichtung (64) aufweist, welcher Drehmoment­ übertragungsweg (56) durch Ansteuerung einer Stellgliedanordnung (40) wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist, wobei das Ver­ fahren zum Durchführen eines Synchronisationsvorgangs bei dem wenigstens einen Drehmomentübertragungsweg (56) folgende Schritte umfasst:

• a) Bringen der Stellgliedanordnung (40) in eine Synchronisations- Startstellung,
• b) nach Erreichen der Synchronisations-Startstellung Ansteuern der Stellgliedanordnung (40) während eines Synchronisations- Zeitintervalls (t_SYNC) derart, dass eine Drehzahl der Getriebeein­ gangswelle (22) sich in vorgegebener Weise auf eine vor­ gegebene Soll-Enddrehzahl (N₂) verändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schritt c), um nach Ablauf des Synchronisations-Zeitintervalls (t_SYNC) den Drehmo­ mentübertragungsweg (56) in einen zur Drehmomentübertragung bereiten Zustand zu bringen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die Stellgliedanordnung (40) mit einem Betätigungs­ stellungs-Regelvorgang in die Synchronisations-Startstellung gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im Schritt b) ein zeitlicher Verlauf (F) für eine Soll- Drehzahl (N_SOLL(t)) der Getriebeeingangswelle (22) vorgegeben wird, und dass die Stellgliedanordnung (40) in einem Getriebeeingangs­ wellendrehzahl-Regelvorgang derart angesteuert wird, dass während des Synchronisations-Zeitintervalls (t_SYNC) eine Ist-Drehzahl (N_IST(t)) der Getriebeeingangswelle (22) im Wesentlichen dem vorgegebenen zeitlichen Verlauf (F) der Soll-Drehzahl (N_SOLL(t)) der Getriebeeingangs­ welle (22) folgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine für das Ende des Synchronisations-Zeitintervalls (t_SYNC) vorgegebene Soll- Drehzahl (N_SOLL(t₂)) der Getriebeeingangswelle (22) der Soll-End­ drehzahl (N₂) entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf (F) der Soll-Drehzahl (N_SOLL(t)) der Getriebeein­ gangswelle (22) betriebszustandsabhängig vorgegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) aus einer Mehrzahl von Soll-Drehzahl-Zeit-Funktionen (F) betriebs­ zustandsabhängig eine zum Vorgeben des zeitlichen Verlaufs (F) der Soll-Drehzahl (N_SOLL(t)) der Getriebeeingangswelle (22) ausgewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand durch wenigstens einen der folgenden Parameter bestimmt wird:

• - Drehzahl der Getriebeausgangswelle (26),
• - Fahrgeschwindigkeit,
• - Fahrmodus: sportlich-ökonomisch,
• - Übersetzungsverhältnis des zu aktivierenden Drehmomentüber­ tragungsweges (56),
• - Art des Gangstufenwechsels: Aufwärtsschalten - Abwärts­ schalten;
• - Temperatur.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, sofern auf Anspruch 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Vorgeben des zeitlichen Verlaufs (F) der Soll-Drehzahl (N_SOLL(t)) der Getriebeein­ gangswelle (22) ausgewählte Funktion (F) ferner in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Parameter angepasst wird:

• - Synchronisationszeitintervall (t_SYNC),
• - vor Beginn des Synchronisationszeitintervalls vorliegende Ist- Drehzahl (N_IST(t₁)) der Getriebeeingangswelle (22),
• - Fahrgeschwindigkeit,
• - Drehzahl der Getriebeausgangswelle (26),
• - Übersetzungsverhältnis des zu aktivierenden Drehmomentüber­ tragungswegs (56).

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Synchronisations-Zeitintervall (t_SYNC) veränderbar ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Synchronisations-Zeitintervall (t_SYNC) gemäß wenigstens einem der folgenden Parameter ausgewählt wird:

• - Art eines Gangstufenwechsels: Aufwärtsschalten-Abwärts­ schalten,
• - Fahrmodus: sportlich-ökonomisch.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Synchronisations-Startstellung eine Betätigungs­ stellung der Stellgliedanordnung (40) ist, welche einen Versatz zu einer Betätigungsstellung aufweist, bei welcher eine Synchronisation tatsächlich beginnt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der wenigstens eine Drehmomentübertragungsweg (56) eine unter Mitwirkung der Synchronisationsvorrichtung (64) wahlweise an die Getriebeeingangswelle (22) oder die Getriebeaus­ gangswelle (26) ankoppelbare Drehmomentübertragungskomponente (60), vorzugsweise Zahnrad (60), umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsvorrichtung (64) wenigstens ein mit der Getriebeein­ gangswelle (22) oder der Getriebeausgangswelle (26) drehfest verbundenes, durch die Stellgliedanordnung (40) bewegbares Ankoppelelement (68) sowie wenigstens ein bei Bewegung des Ankoppelelements (68) in Synchronisiereingriff mit dem Drehmoment­ übertragungselement (60) bringbares Synchronisierelement (72) umfasst, wobei bei hergestellter Synchronisation das Ankoppel­ element (68) in drehfester Verbindung mit dem Drehmomentüber­ tragungselement (60) steht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Stellgliedanordnung (40) dazu ausgebildet ist, eine Betätigungskraft durch Erregung eines elektromotorischen Antriebs oder/und durch Aufbau eines Fluiddrucks zu erzeugen.