EP1740851A1 - Vorrichtung zum betätigen eines schaltmittels - Google Patents

Vorrichtung zum betätigen eines schaltmittels

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Publication number
EP1740851A1
EP1740851A1 EP05731000A EP05731000A EP1740851A1 EP 1740851 A1 EP1740851 A1 EP 1740851A1 EP 05731000 A EP05731000 A EP 05731000A EP 05731000 A EP05731000 A EP 05731000A EP 1740851 A1 EP1740851 A1 EP 1740851A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching means
control unit
control pressure
parameter
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05731000A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Guggolz
Werner Hillenbrand
Mario Kaller
Markus Veit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1740851A1 publication Critical patent/EP1740851A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/2807—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted using electric control signals for shift actuators, e.g. electro-hydraulic control therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6807—Status of gear-change operation, e.g. clutch fully engaged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/683—Sensing pressure in control systems or in fluid controlled devices, e.g. by pressure sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
    • F16H2061/1288—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is an actuator

Definitions

  • the invention relates to a device for actuating a switching means according to the preamble of claim 1 and a method for actuating a switching means according to the preamble of claim 11.
  • the invention has for its object to provide a device by means of which a function of a switching means can be checked with little design effort.
  • the switching means is usually connected to a piston movable in a master cylinder and can be provided for selecting an alley of a shiftable transmission or for shifting a gear. Hydraulic or pneumatic pressure is applied to the master cylinder. It is also known to equip devices of the generic type with a pressure sensor which is provided to check that the switching means is functioning correctly. A pressure drop caused, for example, by a failure of a pressure-generating pump can then be sensed and corresponding emergency measures can be taken without damaging the motor vehicle transmission and / or the device.
  • the invention is based on a device for actuating a switching means of a motor vehicle by means of a control pressure, which is provided to deflect the switching means from a rest position.
  • a control unit be provided to record a parameter for a reaction of the switching means to a change in the control pressure, at least in one operating state. It can thereby be achieved that a malfunction of the device is revealed by the parameter.
  • the parameter can be given by a signal from existing sensors. As a result, separate sensors for detecting a malfunction of the device can advantageously be dispensed with.
  • the parameter can be recorded by a sensor unit integrated in the control unit or by a sensor unit that is independent of the control unit.
  • control unit be provided to record a parameter for an adjustment speed of the switching means at least in one operating state.
  • control unit be provided to at least one parameter for a reset to detect speed of the switching means.
  • control unit be provided to at least one parameter for a reset to detect speed of the switching means.
  • a parameter that can be determined with a particularly low design effort is a reset time.
  • other parameters that seem sensible to a person skilled in the art are also conceivable for the response of the switching means to the change in the control pressure and in particular for a time course of the deflection following the change.
  • control unit is intended to determine the control pressure from the detected parameter, it can be achieved that a faulty control pressure, which can be caused, for example, by a malfunction of a pressure generating unit and / or a valve, can be recognized directly.
  • control pressure is derived from a pressure reservoir from which further control pressures for actuating further units can be derived, a pressure drop in the control pressure can advantageously indicate a possible malfunction of the further units and appropriate countermeasures can be taken.
  • control unit in connection with various types of switching units and / or parameters can be achieved if the device includes a memory unit for storing an assignment table for assigning the parameter to the control pressure u.
  • control unit is intended to compare the control pressure determined from the characteristic variable with an extreme control pressure, a drop below a minimum pressure or exceeding a maximum pressure can advantageously be recognized.
  • the switching means is provided for switching an automated motor vehicle transmission, increased operational safety can be achieved and damage to the motor vehicle transmission due to a malfunction can be avoided.
  • the setting of an incorrect aisle position can be avoided if the switching means is provided for switching a aisle position of the automated motor vehicle transmission.
  • the switching means is provided for switching a aisle position of the automated motor vehicle transmission.
  • the use of the device according to the invention is conceivable in connection with any switching means which appears to be useful to the person skilled in the art.
  • Fig. 1 shows an automation device of a motor vehicle transmission in a schematic representation
  • Fig. 2 shows a time course of a control pressure and an axial deflection of a shift shaft from a rest position during a test process.
  • FIG. 1 shows an automation device for the automated actuation of a switching means 10 of a motor vehicle transmission 13 designed as a selector shaft.
  • the switchable motor vehicle transmission 13 can be operated in a known manner by means of a Moving one of three shift rails 15 - 17 can be operated.
  • the switching means 10 has a switching finger 18 which can be brought into engagement with a recess in one of the three switching rails 15-17 by axially displacing the switching means 10.
  • a rotation of the switching means 10 translates through the shift finger 18 into a displacement of the shift rail 15-17 with which the shift finger 18 is engaged.
  • the corresponding shift notes 15-17 shifts a toothing in the motor vehicle transmission 13 and thereby sets a ratio on the motor vehicle transmission 13 which is dependent on the selection of the shift rail 15-17 and a direction of rotation.
  • a gas cylinder 19 comprises a piston 20, which is connected to the switching means 10, in such a way that the switching means 10 designed as a switching shaft is rotatably but axially fixedly mounted on a connecting piece 21 connected to the piston 20, and that the piston 20 is axially displaced leads in the alley cylinder 19 to an axial displacement of the same amount of an alley position s of the switching means 10.
  • the gas cylinder 19 has connection points for two pressure lines 31, 32, via which a volume Vi or a volume V 2 above or below the piston 20 of the gas cylinder 19 can be acted upon by a hydraulic control pressure p.
  • a control unit 11 actuates valves through which the control pressure p can be applied to the volumes Vi, V 2 .
  • the piston 20 of the gas cylinder 19 also interacts with a gas spring 22, which is designed as a compression spring.
  • the gate spring 22 stabilizes a rest position of the switching means 10, in which the switching finger 18 is in engagement with the second shift rail 16, by means of which a first or a second gear of the motor vehicle transmission 13 can be engaged by turning the switching means 10.
  • the piston 20 moves in a first direction up to a stop on an end face of the gas cylinder 19
  • the shifting means 10 connected to the piston 20 also shifts axially, to the extent that the shift finger 18 engages with a first shift rail 15, which is assigned to a third and a fourth gear of the motor vehicle transmission 13.
  • the force exerted by the control pressure p on the piston 20 acts against a restoring force of the gate spring 22.
  • the gate spring 22 is compressed by a first driver element 23 connected to the piston 20 and by a second driver element 24 connected to a housing of the motor vehicle transmission 13.
  • the piston 20 moves analogously in a second axial direction up to a stop on a second end face of the valve Gas cylinder 19.
  • the shifting means 10 connected to the piston 20 also shifts axially, to the extent that the shift finger 18 engages with a third shift rail 17, which is assigned to a reverse gear of the motor vehicle transmission 13.
  • the force exerted by the control pressure p on the piston 20 acts against a restoring force of the gas spring 22.
  • the gas spring 22 is compressed by a third driving element 25 connected to the piston 20 and by a fourth driving element 26 connected to a housing of the motor vehicle transmission 13, whereby the first entrainment element 23 and the second entrainment element 24 detach from the gate spring 22.
  • control unit 11 is provided to actuate a gear cylinder 27, one with the switching means Includes 10 rotatably connected pistons. By opening and / or closing further valves, the control unit 11 causes a displacement of the piston in the gear cylinder 27, which is translated into a rotation of the switching means 10.
  • the rotation of the switching means 10 is, as described above, translated by the shift finger 18 into a displacement of those switching tickets 15-17 with which the shift finger 18 is engaged.
  • the control unit 11 is also connected via a sensor line 28 to a gas sensor 29, which detects an axial gas position s of the piston 20 or the switching means 10 and forwards it to the control unit 11. Furthermore, the control unit 11 has an interface 30, by means of which it communicates with other units of the motor vehicle comprising the automation device and via which it can receive control signals.
  • control unit 11 receives a control signal via the interface 30, which is provided to start a pressure measurement program, a programmable arithmetic unit of the control unit 11 starts a pressure measurement program implemented in the arithmetic unit.
  • the course of the pressure measurement program differs depending on whether a gear of the motor vehicle transmission 13 is engaged or not.
  • the control unit 11 opens the first valve at a first point in time ti (FIG. 2) and aerates the first volume Vi with the control pressure p.
  • the control pressure p increases to its saturation value within a filling time of about 300 ms due to the finite flow cross section of the valve.
  • the force exerted by the control pressure p on the piston 20 exceeds a biasing force of the gate spring 22, whereupon the switching means 10 is deflected from its rest position.
  • the piston 20 and the switching means 10 shift in the first axial direction until the piston 20 comes to a stop at a time t 3 on the end face of the gas cylinder 19.
  • the control unit 11 has then deflected the switching means 10 for test purposes. If the filling time has elapsed, the control unit 11 opens an outlet valve at a time t and vents the volume Vi. A time measuring unit 14 of the control unit 11 begins to measure a time running from the time t. Up to a time ts, the control pressure p is greater than the spring force generated by the gate spring 22 in the stop configuration, which resets the piston 20 and the switching means 10 to its rest position in the time interval following the time ts.
  • the alley position s sensed by the gas sensor 29 falls below a threshold value stored in a storage unit 12 of the control unit 11 and the time measurement unit 14 stops the time measurement.
  • the control unit 11 stores the value measured by the time measuring unit 14 as a parameter T in the storage unit 12.
  • the control unit 11 starts an analog pressure measurement program, in which, in contrast to the method described above, the piston 20 does not come to a stop on the end face of the gas cylinder 19, but the shift finger 18 moves within a clearance of the recess Shift rail 15 - 17 moves, with which the shift finger 18 is currently engaged. Accordingly, the alley position s only changes by a few millimeters.
  • the control unit 11 applies a threshold value s 0 adapted to the gear.
  • the value determined by the time measuring unit 14 is multiplied by the control unit 11 by a correction factor which takes into account the different filling volumes of the individual gears.
  • the control unit 11 uses the corrected value as a parameter T.
  • the characteristic variable T characterizes the response of the switching means 10 to the change in the control pressure p in the volume Vi and at the time t 4 . Since the time required for the switching means 10 to reach the threshold value s 0 is determined by an adjustment speed of the switching means 10, the value determined by the time measuring unit 14 is at the same time a parameter T for the adjustment speed or for a reset speed of the switching means 10 The parameter T designates more precisely a reset time.
  • An allocation table is stored in the storage unit 12 of the control unit 11, from which the computing unit of the control unit 11 can read out a stored value depending on the detected characteristic variable T, which represents the control pressure p, which usually leads to the measurement of the detected characteristic variable T. As a result, the control unit 11 assigns the detected parameter T to the control pressure p.
  • the control unit 11 makes the determined control pressure p available for the CAN bus of the motor vehicle via the interface 30.
  • control unit 11 after the determination of the control pressure p compares the control unit the control pressure p with a program stored in the storage unit 12 Extremal Kunststoffdruck p m i n, which is a minimum value. If the determined control pressure p is less than the extreme control pressure p ra i n , the control unit 11 makes corresponding error information available via the CAN bus, which leads to the activation of an emergency mode of the motor vehicle.
  • the time measuring unit 14 instead of the time interval between the times t and t ⁇ , determines a different time interval which appears to be useful to the person skilled in the art.
  • the control unit 11 is provided to deflect the switching means 10 a little by a small change in pressure in one of the volumes V 1 ⁇ V 2 , without the piston 20 or the switching finger 18 coming to a stop. From the reaction determined via the gas sensor 29 -lü ⁇
  • control unit 11 can draw conclusions about the rigidity of the system and thus about the control pressure p by means of an allocation table stored in the storage unit 12.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels (10) eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steuerdrucks (p), der dazu vorgesehen ist, das Schaltmittel (10) aus einer Ruhelage auszulenken. Es wird vorgeschlagen, dass eine Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngrösse (T) für eine Reaktion des Schaltmittels (10) auf eine Änderung des Steuerdrucks (p) zu erfassen.

Description

Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betätigen eines Schaltmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer mit geringem konstruktivem Aufwand eine Überprüfung einer Funktion eines Schaltmittels ermöglicht werden kann.
Es ist allgemein üblich, in automatisierten Kraftfahrzeuggetrieben bzw. in Automatisierungseinheiten für Kraftfahrzeuggetriebe eine Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels mittels eines Steuerdrucks zu verwenden. Das Schaltmittel ist üblicherweise mit einem in einem Geberzylinder beweglichen Kolben verbunden und kann zum Wählen einer Gasse eines schaltbaren Getriebes oder zum Schalten eines Gangs vorgesehen sein. Der Geberzylinder wird mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druck beaufschlagt. Ferner ist bekannt, gattungsgemäße Vorrichtungen mit einem Drucksensor auszustatten, der dazu vorgesehen ist, eine fehlerfreie Funktion des Schaltmittels zu überprüfen. Ein beispielsweise durch einen Ausfall einer den Druck erzeugenden Pumpe bedingter Druckabfall kann dann sensiert werden und entsprechende Notmaßnahmen können getroffen werden, ohne dass es zu einer Beschädigung des Kraftfahrzeuggetriebes und/oder der Vorrichtung kommen kann.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steuerdrucks, der dazu vorgesehen ist, das Schaltmittel aus einer Ruhelage auszulenken.
Es wird vorgeschlagen, dass eine Kontrolleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngröße für eine Reaktion des Schaltmittels auf eine Änderung des Steuerdrucks zu erfassen. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Fehlfunktion der Vorrichtung durch die Kenngröße offenbar wird. Die Kenngröße kann durch ein Signal vorhandener Sensoren gegeben sein. Dadurch kann auf separate Sensoren zur Detektion einer Fehlfunktion der Vorrichtung vorteilhaft verzichtet werden.
Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang auch „ausgelegt" und „ausgestattet" verstanden werden. Die Kenngröße kann von einer in die Kontrolleinheit integrierten oder von einer von der Kontrolleinheit unabhängigen Sensoreinheit er- fasst werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kontrolleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngröße für eine Verstellgeschwindigkeit des Schaltmittels zu erfassen. Dadurch können aus der Kenngröße vorteilhaft Rückschlüsse auf die Verstellgeschwindigkeit gezogen werden, an der eine Fehlfunktion der Vorrichtung besonders unmittelbar ablesbar ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Kontrolleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße für eine Rückstellge- schwindigkeit des Schaltmittels zu erfassen. Dadurch können besonders zuverlässige Informationen über ein reibungsloses Funktionieren der Vorrichtung, insbesondere von Druckerzeugungsaggregaten und Druckventilen der Vorrichtung, erreicht werden.
Eine mit besonders geringem konstruktivem Aufwand erfassbare Kenngröße ist eine Rückstellzeit. Prinzipiell sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kenngrößen für die Reaktion des Schaltmittels auf die Änderung des Steuerdrucks und insbesondere für einen zeitlichen Verlauf der Auslenkung im Anschluss an die Änderung denkbar.
Ist die Kontrolleinheit dazu vorgesehen, aus der erfassten Kenngröße den Steuerdruck zu bestimmen, kann erreicht werden, dass ein fehlerhafter Steuerdruck, der beispielsweise durch eine Fehlfunktion eines Druckerzeugungsaggregats und/oder eines Ventils verursacht sein kann, unmittelbar erkannt werden kann. Insbesondere dann, wenn der Steuerdruck von einem Druckreservoir abgeleitet ist, von dem auch weitere Steuerdrücke zum Betätigen weiterer Einheiten ableitbar sind, kann beispielsweise ein Druckabfall des Steuerdrucks vorteilhaft auf eine mögliche Fehlfunktion der weiteren Einheiten hindeuten und entsprechende Gegenmaßnahmen können getroffen werden.
Dabei kann ein besonders flexibler Einsatz der Kontrolleinheit in Verbindung mit verschiedenartigen Schalteinheiten und/oder Kenngrößen erreichbar sein, wenn die Vorrichtung eine Speichereinheit zum Speichern einer Zuordnungstabelle zur Zuordnung der Kenngröße zum Steuerdruck u fasst.
Ist die Kontrolleinheit dazu vorgesehen, den aus der Kenngröße bestimmten Steuerdruck mit einem Extremalsteuerdruck zu vergleichen, kann ein Unterschreiten eines Minimaldrucks bzw. ein Überschreiten eines Maximaldrucks vorteilhaft erkennbar sein.
Ist das Schaltmittel zum Schalten eines automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen, kann eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht werden und eine Beschädigung des Kraftfahrzeuggetriebes durch eine Fehlfunktion kann vermieden werden.
Dabei kann das Einstellen einer fehlerhaften Gassenposition vermieden werden, wenn das Schaltmittel zum Schalten einer Gassenposition des automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen ist. Prinzipiell ist jedoch der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit jedem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Schaltmittel denkbar.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Ansprüche, die Figuren und die Beschreibung enthalten mehrere Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese auch einzeln betrachten und zu zweckmäßigen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Automatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes in einer schematischen Darstellung und
Fig. 2 einen zeitlichen Verlauf eines Steuerdrucks und einer axialen Auslenkung einer Schaltwelle aus einer Ruhelage während eines Testvorgangs.
Figur 1 zeigt eine Automatisierungsvorrichtung zum automatisierten Betätigen eines als Schaltwelle ausgebildeten Schaltmittels 10 eines Kraftfahrzeuggetriebes 13. Das schaltbare Kraftfahrzeuggetriebe 13 kann in bekannter Weise durch ein Verschieben jeweils einer von drei Schaltschienen 15 - 17 betätigt werden. Dazu weist das Schaltmittel 10 einen Schaltfinger 18 auf, der durch axiales Verschieben des Schaltmittels 10 mit einer Ausnehmung in einer der drei Schaltschienen 15 - 17 in Eingriff gebracht werden kann. Eine Rotation des Schaltmittels 10 überträgt sich durch den Schaltfinger 18 in eine Verschiebung der Schaltschiene 15 - 17, mit der der Schaltfinger 18 im Eingriff ist. Die entsprechende Schaltscheine 15 - 17 verschiebt im Kraftfahrzeuggetriebe 13 eine Verzahnung und stellt dadurch eine von der Wahl der Schaltschiene 15 - 17 und einer Richtung der Rotation abhängige Ü- bersetzung am Kraftfahrzeuggetriebe 13 ein.
Ein Gassenzylinder 19 umfasst einen Kolben 20, der mit dem Schaltmittel 10 verbunden ist, und zwar so, dass das als Schaltwelle ausgebildete Schaltmittel 10 drehbar aber axial fest an einem mit dem Kolben 20 verbundenen Verbindungsstück 21 gelagert ist und dass eine axiale Verschiebung des Kolbens 20 im Gassenzylinder 19 zu einer betragsgleichen axialen Verschiebung einer Gassenposition s des Schaltmittels 10 führt. Der Gassenzylinder 19 weist Anschlussstellen für zwei Druckleitungen 31, 32 auf, über die ein Volumen Vi bzw. ein Volumen V2 oberhalb bzw. unterhalb des Kolbens 20 des Gassenzylinders 19 mit einem hydraulischen Steuerdruck p beaufschlagt werden kann. Eine Kontrolleinheit 11 betätigt Ventile, durch welche die Volumina Vi, V2 mit dem Steuerdruck p beaufschlagbar sind. Der Kolben 20 des Gassenzylinders 19 steht zudem in Wechselwirkung mit einer Gassenfeder 22, die als Druckfeder ausgebildet ist. Die Gassenfeder 22 stabilisiert eine Ruhelage des Schaltmittels 10, in der der Schaltfinger 18 im Eingriff mit der zweiten Schaltschiene 16 steht, durch die durch ein Drehen des Schaltmittels 10 ein erster bzw. ein zweiter Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 einschaltbar ist. Veranlasst die Kontrolleinheit 11, dass durch ein Öffnen eines ersten Ventils das Volumen Vx mit dem Steuerdruck p beaufschlagt wird, während das Volumen V2 belüftet ist, verschiebt sich der Kolben 20 in einer ersten Richtung bis zu einem Anschlag an einer Stirnseite des Gassenzylinders 19. Das mit dem Kolben 20 verbundene Schaltmittel 10 verschiebt sich gleichfalls axial, und zwar so weit, dass der Schaltfinger 18 mit einer ersten Schaltschiene 15 in Eingriff kommt, die einem dritten und einem vierten Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 zugeordnet ist. Dabei wirkt die vom Steuerdruck p auf den Kolben 20 ausgeübte Kraft gegen eine Rückstellkraft der Gassenfeder 22. Die Gassenfeder 22 wird durch ein erstes, mit dem Kolben 20 verbundenes Mitnahmeelement 23 und durch ein zweites, mit einem Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 13 verbundenes Mitnahmeelement 24 komprimiert.
Veranlasst die Kontrolleinheit 11, dass durch ein Öffnen eines zweiten Ventils das Volumen V2 mit dem Steuerdruck p beaufschlagt wird, während das Volumen Vi belüftet ist, verschiebt sich der Kolben 20 analog in einer zweiten axialen Richtung bis zu einem Anschlag an einer zweiten Stirnseite des Gassenzylinders 19. Das mit dem Kolben 20 verbundene Schaltmittel 10 verschiebt sich gleichfalls axial, und zwar so weit, dass der Schaltfinger 18 mit einer dritten Schaltschiene 17 in Eingriff kommt, die einem Rückwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 zugeordnet ist. Dabei wirkt die vom Steuerdruck p auf den Kolben 20 ausgeübte Kraft gegen eine Rückstellkraft der Gassenfeder 22. Die Gassenfeder 22 wird durch ein drittes, mit dem Kolben 20 verbundenes Mitnahmeelement 25 und durch ein viertes mit einem Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 13 verbundenes Mitnahmeelement 26 komprimiert, wobei sich das erste Mitnahmeelement 23 und das zweite Mitnahmeelement 24 von der Gassenfeder 22 lösen.
Analog dazu ist die Kontrolleinheit 11 dazu vorgesehen, einen Gangzylinder 27 zu betätigen, der einen mit dem Schaltmittel 10 drehfest verbundenen Kolben umfasst. Durch ein Öffnen und/oder Schließen weiterer Ventile veranlasst die Kontrolleinheit 11 eine Verschiebung des Kolbens im Gangzylinder 27, die in eine Rotation des Schaltmittels 10 übersetzt 'wird. Die Rotation des Schaltmittels 10 wird wie oben beschrieben durch den Schaltfinger 18 in eine Verschiebung derjenigen Schaltscheine 15 - 17 übersetzt, mit der der Schaltfinger 18 im Eingriff ist.
Die Kontrolleinheit 11 ist zudem über eine Sensorleitung 28 mit einem Gassensensor 29 verbunden, der eine axiale Gassenposition s des Kolbens 20 bzw. des Schaltmittels 10 erfasst und an die Kontrolleinheit 11 weitergibt. Ferner weist die Kontrolleinheit 11 eine Schnittstelle 30 auf, mittels derer sie mit anderen Einheiten des die Automatisierungsvorrichtung umfassenden Kraftfahrzeugs kommuniziert und über welche sie Steuersignale empfangen kann.
Empfängt die Kontrolleinheit 11 über die Schnittstelle 30 ein Steuersignal, das dazu vorgesehen ist, ein Druckmessprogramm zu starten, startet eine programmierbare Recheneinheit der Kontrolleinheit 11 ein in die Recheneinheit implementiertes Druckmessprogramm.
Der Ablauf des Druckmessprogramms ist unterschiedlich, je nachdem, ob ein Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 eingelegt ist oder nicht.
Ist kein Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 eingelegt, öffnet die Kontrolleinheit 11 in einem ersten Zeitpunkt ti (Figur 2) das erste Ventil und belüftet das erste Volumen Vi mit dem Steuerdruck p. Dabei steigt der Steuerdruck p durch den endlichen Durchflussquerschnitt des Ventils innerhalb einer Füllzeit von etwa 300 ms auf seinen Sättigungswert an. In einem zweiten Zeitpunkt t2 überschreitet die vom Steuerdruck p auf den Kolben 20 ausgeübte Kraft eine Vorspannkraft der Gassenfeder 22, woraufhin das Schaltmittel 10 aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Der Kolben 20 und das Schaltmittel 10 verschieben sich in der ersten axialen Richtung, bis der Kolben 20 in einem Zeitpunkt t3 an der Stirnseite des Gassenzylinders 19 zum Anschlag kommt. Die Kontrolleinheit 11 hat dann das Schaltmittel 10 zu Testzwecken ausgelenkt. Ist die Füllzeit verstrichen, öffnet die Kontrolleinheit 11 in einem Zeitpunkt t ein Auslassventil und entlüftet das Volumen Vi. Eine Zeitmesseinheit 14 der Kontrolleinheit 11 beginnt eine vom Zeitpunkt t an laufende Zeit zu messen. Dabei ist bis zu einem Zeitpunkt ts der Steuerdruck p größer als die von der Gassenfeder 22 in der Anschlagkonfiguration erzeugte Federkraft, die im auf den Zeitpunkt ts folgenden Zeitintervall den Kolben 20 und das Schaltmittel 10 in seine Ruhelage zurückstellt .
In einem Zeitpunkt te unterschreitet die vom Gassensensor 29 sensierte Gassenposition s einen in einer Speichereinheit 12 der Kontrolleinheit 11 gespeicherten Schwellenwert so und die Zeitmesseinheit 14 stoppt die Zeitmessung. Die Kontrolleinheit 11 speichert den von der Zeitmesseinheit 14 gemessenen Wert als Kenngröße T in der Speichereinheit 12.
Ist kein Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 eingelegt, startet die Kontrolleinheit 11 ein analoges Druckmessprogramm, bei dem im Unterschied zum oben beschriebenen Verfahren nicht der Kolben 20 zum Anschlag an die Stirnseite des Gassenzylinders 19 kommt, sondern der Schaltfinger 18 sich innerhalb eines Spiels der Ausnehmung in derjenigen Schaltschiene 15 - 17 bewegt, mit der der Schaltfinger 18 gerade im Eingriff ist. Dabei ändert sich dementsprechend die Gassenposition s nur um wenige Millimeter. Abhängig vom eingelegten Gang des Kraftfahrzeuggetriebes 13 appliziert die Kontrolleinheit 11 einen an den Gang angepassten Schwellenwert s0. Der von der Zeitmesseinheit 14 ermittelte Wert wird von der Kontrolleinheit 11 mit einem Korrekturfaktor multipliziert, der den unterschiedlichen Füllvolumina der einzelnen Gänge Rechnung trägt. Die Kontrolleinheit 11 nutzt den korrigierten Wert als Kenngröße T. Die Kenngröße T charakterisiert die Reaktion des Schaltmittels 10 auf die Änderung des Steuerdrucks p im Volumen Vi und im Zeitpunkt t4. Da die Zeit, die das Schaltmittel 10 benötigt, um den Schwellenwert s0 zu erreichen, von einer Verstellgeschwindigkeit des Schaltmittels 10 bestimmt ist, ist der von der Zeitmesseinheit 14 ermittelte Wert gleichzeitig eine Kenngröße T für die Verstellgeschwindigkeit bzw. für eine Rückstellgeschwindigkeit des Schaltmittels 10. Die Kenngröße T bezeichnet genauer eine Rückstellzeit.
In der Speichereinheit 12 der Kontrolleinheit 11 ist eine Zuordnungstabelle gespeichert, aus der die Recheneinheit der Kontrolleinheit 11 abhängig von der erfassten Kenngröße T einen gespeicherten Wert auslesen kann, der den Steuerdruck p darstellt, der üblicherweise zur Messung der erfassten Kenngröße T führt. Dadurch ordnet die Kontrolleinheit 11 die er- fasste Kenngröße T dem Steuerdruck p zu. Den ermittelten Steuerdruck p macht die Kontrolleinheit 11 über die Schnittstelle 30 für den CAN-Bus des Kraftfahrzeugs verfügbar.
Nach dem Ermitteln des Steuerdrucks p vergleicht die Kontrolleinheit 11 den Steuerdruck p mit einem in der Speichereinheit 12 gespeicherten Extremalsteuerdruck pmin, der einen Minimalwert darstellt. Ist der ermittelte Steuerdruck p kleiner als der Extremalsteuerdruck prain, macht die Kontrolleinheit 11 eine entsprechende Fehlerinformation über den CAN- Bus verfügbar, die zum Einschalten eines Notmodus des Kraftfahrzeugs führt.
Es sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen die Zeitmesseinheit 14 anstelle des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten t und tζ ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Zeitintervall bestimmt. Ferner ist es denkbar, dass die Kontrolleinheit 11 dazu vorgesehen ist, das Schaltmittel 10 durch eine kleine Druckänderung in einem der Volumina VlΛ V2 um ein weniges auszulenken, und zwar ohne dass der Kolben 20 oder der Schaltfinger 18 zum Anschlag kommt. Aus der über den Gassensensor 29 ermittelten Reaktion -lü¬
der Gasse kann die Kontrolleinheit 11 mittels einer in der Speichereinheit 12 gespeicherten Zuordnungstabelle Rückschlüsse auf die Steifigkeit des Systems und damit auf den Steuerdruck p ziehen.
• ll -
DaimlerChrysler AG
Bezugszeichen
10 Schaltmittel 29 Gassensensor
11 Kontrolleinheit 30 Schnittstelle
12 Speichereinheit 31 Druckleitung
13 Kraftfahrzeuggetriebe 32 Druckleitung
14 Zeitmesseinheit P Steuerdruck
15 Schaltschiene T Kenngröße
16 Schaltschiene Pmin Extremalsteuerdruck
17 Schaltschiene So Schwellenwert
18 Schaltfinger S Gassenposition
19 Gassenzylinder ti Zeitpunkt
20 Kolben t2 Zeitpunkt
21 Verbindungsstück t3 Zeitpunkt
22 Gassenfeder t4 Zeitpunkt
23 Mitnahmeelement t5 Zeitpunkt
24 Mitnahmeelement t6 Zeitpunkt
25 Mitnahmeelement Vi Volumen
26 Mitnahmeelement v2 Volumen
27 Gangzylinder
28 Sensorleitung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Betätigen eines Schaltmittels (10) eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steuerdrucks (p) , der dazu vorgesehen ist, das Schaltmittel (10) aus einer Ruhelage auszulenken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngröße (T) für eine Reaktion des Schaltmittels (10) auf eine Änderung des Steuerdrucks (p) zu erfassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngröße (T) für eine Verstellgeschwindigkeit des Schaltmittels (10) zu erfassen.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße (T) für eine Rückstellgeschwindigkeit des Schaltmittels (10) zu erfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße (T) durch eine Rückstellzeit gegeben ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, aus der erfassten Kenngröße (T) den Steuerdruck (p) zu bestimmen .
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit (12) zum Speichern einer Zuordnungs¬ tabelle zur Zuordnung der Kenngröße (T) zum Steuerdruck (P) •
7. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, den aus der Kenngröße (T) bestimmten Steuerdruck (p) mit einem Extremalsteuerdruck (pmιn) zu vergleichen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (10) zum Schalten eines automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes (13) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (10) zum Schalten einer Gassenposition (s) des automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes (13) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (11) dazu vorgesehen ist, das Schaltmittel (10) zu Testzwecken auszulenken.
11. Verfahren zum Betätigen eines Schaltmittels (10) eines Kraftfahrzeugs mittels eines Steuerdrucks (p) , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Betriebszustand eine Kenngröße (T) für eine Reaktion des Schaltmittels (10) auf eine Veränderung des Steuerdrucks (p) erfasst wird.
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