WO2005065982A1 - Gear shifting method for use in the case of a sensor failure of an automated shift-dog transmission - Google Patents

Gear shifting method for use in the case of a sensor failure of an automated shift-dog transmission Download PDF

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WO2005065982A1
WO2005065982A1 PCT/EP2004/014079 EP2004014079W WO2005065982A1 WO 2005065982 A1 WO2005065982 A1 WO 2005065982A1 EP 2004014079 W EP2004014079 W EP 2004014079W WO 2005065982 A1 WO2005065982 A1 WO 2005065982A1
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gear
clutch
input shaft
drive
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PCT/EP2004/014079
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Manfred Guggolz
Werner Hillenbrand
Markus Veit
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Daimlerchrysler Ag
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    • F16H59/44Inputs being a function of speed dependent on machine speed of the machine, e.g. the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a drive train and, according to claim 4, to a control method for such a drive.
  • Such a drive train or such a control method is already known from WO 02/060715 AI, which describes a method for operating a drive train of a motor vehicle, in which a decision is made with each gear change depending on measured operating variables of the motor vehicle whether a clutch during the Gear change is opened or remains closed.
  • WO 02/060715 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle, in which a decision is made with each gear change depending on measured operating variables of the motor vehicle whether a clutch during the Gear change is opened or remains closed.
  • the synchronization of a speed of a transmission input shaft to a target speed in the target gear also takes place by influencing the drive motor.
  • the gear change takes place depending on a signal from a speed sensor for the transmission input shaft.
  • a drive motor speed sensor is also provided in this drive train.
  • EP 0 695 665 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle with an automated transmission in the form of an automatic transmission.
  • the gearbox can be connected to a drive motor by means of an automated clutch. Each time the gearbox is changed, the clutch is opened and closed again when the gear change is complete. This leads to heavy wear on the clutch, especially if the drive train is used in a commercial vehicle with a large vehicle mass and high mileage.
  • EP 0 676 566 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle with an automated transmission.
  • the gearbox can be connected to a drive motor by means of a foot-operated or an automated clutch.
  • gear changes of the transmission are carried out from an original gear into a target gear with the clutch closed.
  • the synchronization of a speed of a transmission input shaft to a target speed in the target gear takes place by influencing the drive motor.
  • an upshift is requested, for example by the vehicle driver, it is determined on the basis of currently recorded vehicle operating conditions whether the requested upshift can be carried out. Only feasible gear changes are triggered, requests for impracticable gear changes are modified or deleted. This means that a large number of gear changes, which would be possible with the clutch disengaged, are not carried out.
  • Non-generic JP 01-129892 and JP 01-136349 relate to the evaluation of an abnormal value of a transmission input shaft sensor of a planetary automatic transmission with a hydrodynamic torque converter.
  • EP 0 241 216 B1 relates to a method for controlling an automatic mechanical transmission in which one program ignores an identified, faulty input signal and processes the rest Input signals is modified according to defined logic rules.
  • DE 42 37 983 C2 relates to a method for automatically controlling a friction clutch.
  • An emergency operating mode is provided for the failure of the engine sensor.
  • the object of the invention is to provide a reliable or fail-safe drive train.
  • the drive train has a shift dog gear.
  • a shift dog gear is not subject to frictional wear due to the absence of synchronizer rings, so that the shift elements designed as shift dogs are long-lasting for engaging and disengaging the gears.
  • the engagement of the two shift claw halves in contrast to completely unsynchronized shift claw transmissions, takes place almost jerk-free and thus is also non-destructive, since the drive motor control and possibly an additional central synchronization when changing gears align the speeds of the transmission shafts with one another.
  • the drive motor carries out the speed adjustment.
  • the drive shaft speed of the drive motor is reduced when shifting up and the drive shaft speed of the drive motor is increased when shifting down.
  • the drive motor has actuators which are controlled by a control device.
  • the control device can an injection quantity of a fuel, an ignition timing or specify the use of so-called engine brakes, for example in the form of an exhaust flap or a constant throttle.
  • the actuators of the shift dog gear and the clutch can also be controlled by the control device mentioned or by a further control device.
  • the control devices are in signal connection.
  • control device of the shift dog gear can make a selection as to whether the clutch is opened or remains closed when changing gear.
  • gear changes are made from an original gear to a target gear of the shift dog gear with a closed clutch, after disengaging the original gear, i.e. when there is no longer a connection between an input and an output shaft of the shift dog gear, the speed of the transmission input shaft is adjusted to a target speed in the target gear so-called synchronous speed, by influencing the drive motor.
  • shift elements of the target gear which are connected on the one hand to the transmission input shaft and on the other hand to the transmission output shaft and thus to driven vehicle wheels, have the same speed.
  • a torque is requested from the control device of the drive motor, by means of which the speed of the drive motor and thus also the speed of the transmission input shaft is increased.
  • Delay means for example a transmission brake, can be controlled.
  • a speed sensor is provided according to the invention, which determines a value representing the transmission input shaft speed.
  • this is a speed sensor that directly decreases the speed from the transmission input shaft.
  • This speed sensor is also referred to as a transmission input shaft speed sensor.
  • the speed sensor for determining the transmission input shaft speed can remove the latter from a coupling half of the clutch, which is directly connected to the transmission input shaft in a rotationally fixed manner or with the interposition of a torsion damper.
  • the speed sensor can advantageously also be arranged on the countershaft, since then there is a fixed speed ratio between the countershaft and the transmission input shaft.
  • the transmission input shaft speed can be determined by knowing the constants in the power flow in each case via a speed sensor that decreases the countershaft speed.
  • the speed sensor can also be arranged on a main shaft, the gear of which meshes with a gear of the main shaft.
  • the control unit that controls the gear change when the clutch is closed provides a replacement signal according to the invention used or generated.
  • This replacement signal comes from another speed sensor located on the drive motor side of the clutch. This takes into account the fact that when the clutch is closed, the drive motor speed is at least approximately the same as the transmission input shaft speed.
  • a possible clutch slip can be compensated for by a compensation factor.
  • This compensation factor can be parameter-dependent. For example, the compensation factor can be dependent on the engine torque that the engine control unit supplies and / or the compensation factor is dependent on the contact pressure or the disengagement path that is stored in the control unit of the automated clutch.
  • the further speed sensor for the substitute signal can in particular be the speed sensor of the drive motor, which preferably decreases the drive motor speed from an incremental wheel on the flywheel of the crankshaft.
  • the TDC sensor it is also possible to take the TDC sensor as a further speed sensor, whose signal transmitter rotates at half the crankshaft speed and, by doubling this sensor signal over time
  • the TDC sensor is not a speed sensor in the actual sense, but the sensor that determines top dead center directly or indirectly on the camshaft for the control of the drive motor ignition. Due to the halved speed and the smaller number of increments or signal generators, the TDC sensor delivers an imprecise value than the speed sensor of the drive motor. However, this inaccurate value is acceptable in the event of a fault in the failure of the actual transmission-side speed sensor, since the failure is displayed or stored in the fault memory and the gearbox-side speed sensor is changed during the next routine workshop visit.
  • the transmission-side speed sensor takes over its function in the event of a fault in the drive-motor-side speed sensor. For example, in the event of a fault in the crankshaft speed sensor while driving with the clutch closed or during a gear change with the clutch closed
  • Transmission input shaft speed sensor take over the function of the crankshaft speed sensor.
  • the control of the drive motor which is basically an ⁇ -n control depending on the input variables, receives the load request signal, i.e. ⁇ and crankshaft speed, i.e. n works as an input variable instead of
  • controls or a control of the drive train can be provided, in each of which one speed sensor provides a replacement signal and / or comparison signal for the other speed sensor for error evaluation. That is, - if the transmission-side speed sensor fails, the drive-side speed sensor supplies the replacement signal for the transmission-side speed sensor and if the drive-side speed sensor fails, the transmission-side speed sensor supplies the replacement signal for the drive-side speed sensor.
  • the faultiness of a signal of the transmission-side speed sensor and / or of the drive-side speed sensor can be compared in a particularly advantageous manner two speed sensor signals take place with each other.
  • both an error in the crankshaft speed sensor for controlling the drive motor and an error in the transmission input shaft speed sensor for controlling the switching processes can be determined.
  • Which of the two speed sensors or which signal of the two speed sensors is defective can be determined, for example, by comparing the signals with the signal from the aforementioned TDC sensor. To determine the crankshaft speed by means of the TDC signal, the latter must be observed over time by the control device, for example the drive motor or the shift dog gear.
  • Gear changes or shift processes can be requested by a vehicle driver using a suitable actuating device in a manual mode, for example with a shift lever, or in an automatic mode by the control device of the shift dog gear.
  • Gear changes or gear changes with an open clutch can also be carried out. With the clutch open, no torque can be transmitted from the transmission input shaft to the transmission output shaft. It is not necessary that the clutch actuation path has been completely covered.
  • gear changes are performed with the clutch disengaged with the exception of the transmission-side and / or drive-side speed sensor in a period of time after the drive train has been started up for the first time and / or after the drive motor has started and / or after a malfunction has been detected.
  • upshifts are carried out in particular with the clutch open.
  • Initial commissioning is understood to mean the commissioning of the drive train after the manufacture of the motor vehicle or the commissioning after the replacement of an element, for example the drive motor, of the drive train.
  • the time period can be fixed or can be ended after some conditions have been met.
  • a condition for ending the specified time period can be, for example, that all vehicle parameters relevant for the selection are determined.
  • the switching operations can also be carried out with the clutch open.
  • the control device of the drive motor may have recognized a defect and then only guarantee emergency operation of the drive motor.
  • an engine brake can be so stiff that the operation of the engine brake is no longer possible or only to a very limited extent.
  • the control device carries out a test as a function of test rules, whether a requested gear change can be carried out with the clutch closed.
  • the selection of whether the clutch is opened or remains closed when changing gear depends on the result of the test.
  • all possible gear changes with the clutch closed are also carried out in this way. This enables the largest possible number of gear changes to be carried out with the clutch closed, which leads to particularly low wear on the clutch.
  • the test can be carried out as a function of vehicle parameters and / or operating parameters of the motor vehicle.
  • Vehicle parameters of the motor vehicle describe the general condition of the motor vehicle, for example:
  • Operating variables describe the state of the motor vehicle at a specific point in time, for example when a gear change is requested.
  • Company sizes are for example:
  • a position of a power request element for example an accelerator pedal
  • a state of the engine brakes for example active or inactive
  • the vehicle parameters and the operating variables can in some cases be recorded directly by means of further sensors, measured in special operating situations or determined from measured variables using suitable calculation methods.
  • the behavior of the motor vehicle for example the course of the vehicle speed or the rotational speed of the drive motor, can thus be predetermined during a gear change, in particular for the period in which the drive motor is not connected to the vehicle wheels. Taking these variables into account, it can be checked precisely whether a gear change can be carried out with the clutch engaged. The risk that the test will give an incorrect result is therefore low.
  • the selection and / or the check are carried out at least in partial operating areas depending on the target gear of the shift dog gear.
  • the speed of the drive motor and thus the speed of the transmission input shaft are decelerated in the direction of the synchronous speed by means of the braking torque which the drive motor applies.
  • the braking torque is built up by injecting little or no fuel.
  • it can Braking torque can be increased by the use of engine brakes.
  • the synchronous speed results from the speed of the motor vehicle and the target gear, taking into account further gear ratios, for example a rear axle, in the drive train. This changes the synchronous speed as the vehicle speed changes. In order to achieve the synchronous speed, the gradient of the speed of the drive motor must therefore be significantly larger than the gradient of the synchronous speed.
  • the selection and / or the testing will be carried out at least in partial operating areas depending on quantities that describe the environment of the motor vehicle. These sizes are for example:
  • the vehicle parameters can be changed.
  • the vehicle parameters can be determined in selected operating areas of the motor vehicle and compared with stored parameters.
  • new parameter values can be calculated and saved, i.e. a so-called adaptation can be carried out.
  • the newly saved parameter values are then taken into account in the selection and testing.
  • Parameters that can change very quickly such as the vehicle weight, can be adapted.
  • parameters can be adapted that cannot be precisely defined before or during initial commissioning, such as the course parameters of the speed of the drive motor.
  • the course parameters for example the maximum gradients of the speed, differ from drive motor to drive motor and can also change over a longer period of time.
  • unfavorable values must therefore be assumed as starting values for the adaptation, for example only small possible gradients of the speed of the drive motor. The test can incorrectly do so The result is that a requested gear change cannot be carried out with the clutch closed, although this would be possible with the actual vehicle parameters.
  • the adaptation brings the stored values closer and closer to the actual values so that more and more gear changes can be carried out with the clutch closed.
  • the shift dog gear has a central synchronizing device which can be controlled by the control device and by means of which a transmission input shaft can be braked.
  • the central synchronization device is assigned to several gears.
  • the control device selects whether the central synchronizing device is activated and thus the transmission input shaft is braked or whether activation is omitted.
  • the synchronization device can be designed, for example, as a transmission brake known per se, which acts directly on the transmission input shaft or on a countershaft.
  • the clutch remains closed at the start of downshifts and the control device controls an actuator for disengaging the Source gear.
  • the control device determines a time since the control of the actuator and monitors whether the original gear is disengaged. If this is the case, the gear change is carried out with the clutch closed. If the determined time since actuation of the actuator exceeds a threshold without the original gear having been disengaged, the control device opens the clutch and the gear change is carried out with the clutch open.
  • no or only a very low torque may be transmitted from associated shift elements, for example a sliding sleeve.
  • This can be achieved, on the one hand, by opening the clutch or, when the clutch is closed, by deliberately changing the output torque of the drive motor. If the motor vehicle is in train operation, the torque must be reduced; A torque increase is necessary in overrun mode. If the vehicle speed changes at the time of the desired design, the drive motor must set the stated state on the shift element of the original gear against the forced speed change of the transmission output and input shaft. This is only possible if the dynamics of the drive motor are greater than the dynamics of the motor vehicle. For example, a strong vehicle deceleration with a downshift requested at the same time is particularly critical in this regard.
  • the motor vehicle can be designed as a commercial vehicle in a particularly advantageous manner.
  • the shift dog gear can advantageously have a primary gear, for example a split group, and a secondary gear, for example a range group.
  • Sub-claim 5 is particularly advantageous in combination with claim 4.
  • 3a, 3b each show a diagram for the temporal representation of operating variables of the Motor vehicle with an upshift of the shift dog gear and
  • Fig. 4 is a flowchart of a downshift in a second embodiment.
  • a drive train 10 of a motor vehicle has a drive motor 14 which is controlled by a control device 16.
  • the control device 16 is in signal connection with actuators (not shown), for example for an exhaust flap (not shown) of the drive motor 14.
  • the control device 16 can thus send manipulated variables to the actuators of the drive motor 14.
  • the control device 16 is in signal connection with only partially shown sensors. These sensors include, among other things, a crankshaft speed sensor 100 of a crankshaft 13, a temperature sensor 101, by means of which the oil / water temperature of the drive motor 14 can be detected, and an TDC sensor 102, by means of which the top dead center of the respective piston for the ignition point can be determined.
  • the crankshaft speed sensor 100 is a Hall sensor or alternatively a magnetoresistive sensor which senses the speed of the crankshaft 13 very precisely on an increment wheel 103. The speed at this crankshaft speed sensor 100 is detected in the program by the variable S 2 .
  • the OT sensor 102 is a Hall sensor or alternatively a magnetoresistive sensor which senses the position of a camshaft 105 rather imprecisely on an increment wheel 104. The difference in the accuracy of the measurement is due to the fact that the crankshaft 13 or its incremental wheel 103 rotates at twice the speed in a four-stroke engine, like the camshaft 105 or its incremental wheel 104. If the control device determines the position of the If camshaft 105 is determined over time, control cam 16 results in a camshaft speed or, by doubling this camshaft speed, the speed of crankshaft 13.
  • crankshaft 13 is connected in a rotationally fixed manner to a primary half 106 of a friction clutch 12, which also forms the flywheel mass of the drive motor 14, via a crankshaft flange (not shown).
  • This primary half 106 can be frictionally coupled to a secondary half 107 of the friction clutch 12.
  • the friction clutch 12 is arranged axially between the crankshaft 13 and a transmission input shaft 11 of an automated synchronizer-free shift dog gear 19.
  • the clutch 12 and the shift dog gear 19 are controlled by a control device 49.
  • the control device 49 is in signal connection with an actuator 110 of the clutch 12, a transmission input shaft speed sensor 108, with which the speed of the transmission input shaft 11 can be detected, and sensors (not shown) of the clutch 12 and the shift dog gearbox 19. This allows the control device 49 to open or close the clutch 12 and change gear in the shift dog gear 19.
  • Transmission input shaft speed sensor 108 the continuously determined value for the transmission input shaft speed is stored in the control unit 49 under the variable Si, which is constantly updated.
  • Operating variables such as the temperature of the clutch 12 and the transmission oil of the shift dog gear 19 can be detected by means of further sensors, not shown in any more detail.
  • the control device 49 is in signal connection with the control device 16, as a result of which an exchange of data, for example of operating variables of the drive motor 14 or the shift dog gear 19, as well as a request for speed changes of the drive motor 14, which are then implemented by the control device 16.
  • the control device 16 can forward the speed of the crankshaft 13 to the control device 49. This speed of the crankshaft 13 is detected by means of the speed sensor 103.
  • the crankshaft speed is specified in an emergency operation program by the transmission input shaft speed sensor 108.
  • the control device 49 is also connected to an operating unit 51, by means of which a vehicle driver can request gear changes of the shift dog gear 19. Alternatively, gear changes from an origin gear into a target gear can also be triggered in a fully automated manner by the control device 49.
  • the determination of the target gear depends, among other things, on the speed of the motor vehicle and the degree of actuation of an accelerator pedal by the vehicle driver.
  • the shift dog gear 19 is designed as a so-called two-group gear.
  • a primary transmission in the form of a split group 17 is arranged in a rotationally fixed manner with the transmission input shaft 11.
  • a main transmission 18 is arranged downstream of the split group 17.
  • the transmission input shaft 11, a central main shaft 400 and the second main shaft 29 are thus arranged axially in succession in the shift dog gear 19.
  • the central main shaft 400 is supported at its one front axial end in the transmission input shaft 11 and at its rear axial end in the second main shaft 29.
  • the transmission input shaft 11 can be connected to one via two different gear pairs 20a, 21a arranged parallel to the transmission input shaft 11
  • the front gear stage 20a comprises a fixed gear 20b, which is arranged non-rotatably and coaxially at the front end of the countershaft 22, and an idler gear 20c, which is arranged rotatably and coaxially with the transmission input shaft 11 in the plane of the fixed gear 20b with the latter in toothed engagement.
  • the rear gear stage 21a comprises a fixed gear 21b, which is arranged in a rotationally fixed and coaxial manner on the countershaft 22 behind the fixed gear 20b, and a fixed gear 21c, which is arranged in a gear-locked engagement with the latter in the plane of the fixed gear 21b in the plane of the fixed gear 21b ,
  • the two gear pairs 20a, 21a have a different ratio.
  • the translation of the respective gear pair 20a, 21a is selected by pushing a sliding sleeve 41 axially forward from a neutral position, by a rotationally fixed connection between the transmission input shaft 11 and the idler gear 20c of the front gear pair 20a or by axially sliding the sliding sleeve 41 out of the neutral position is pushed behind to establish a rotationally fixed connection between the transmission input shaft 11 and the central main shaft 400 or the idler gear 21c.
  • Fixed wheels 23, 24, 25 for the 3rd, 2nd and 1st gear of the main transmission 18 are also arranged on the countershaft 22 in a rotationally fixed manner.
  • the fixed gears 23, 24, 25 each mesh with associated idler gears 26, 27, 28, which are rotatably arranged on the second main shaft 29 arranged coaxially to the transmission input shaft 11.
  • the idler gear 26 can by means of a sliding sleeve 30, the idler gears 27 and 28 by means of a Sliding sleeve 31 are connected to the second main shaft 29 in a rotationally fixed and positive manner.
  • a synchronization device in the form of a gear brake 52 is arranged on the countershaft 22 and can be controlled by the control device 49.
  • the speed of the countershaft 22 and thus also the speed of the transmission input shaft 11 can be selectively reduced by means of the gear brake 52.
  • the sliding sleeve 41 of the split group 17 and the sliding sleeves 30, 31, 39 of the main transmission 18 can each be actuated with shift rods 42, 43, 44, 45.
  • a positive connection between the associated switching elements with switching claws and the second main shaft 29 can thus be established or interrupted.
  • the shift rods 42, 43, 44, 45 can be actuated with an actuator in the form of an xy actuator 48a, 48b, which is controlled by the control device 49. If no gear is engaged in the shift dog gear 19, that is to say no idler gear is positively connected to the second main shaft 29, the shift dog gear 19 is in a so-called neutral position.
  • the converted torque and the speed of the drive motor 14 are transmitted by means of a flanged drive shaft 32 to an axle drive 33 which, with balanced torque, the speed via a differential in the same or different proportions via two output shafts 34, 35 to drive wheels 36, 37 transmits.
  • the original gear When changing gear from an original gear to a target gear, the original gear must be designed first. Since the shift dog gear 19 is designed as a transmission without synchronizer rings, at least in downshifts, around the To be able to engage the target gear, the countershaft 22 and thus also the input shaft 11 are adjusted approximately to the synchronous speed of the target gear by means of the drive motor 14 with the clutch 12 closed. The synchronous speed is reached when the idler gear of the target gear and the second main shaft 29 have at least approximately the same speed. In upshifts with the clutch 12 open, the countershaft 22 can be braked by means of the gear brake 52 and the input shaft 11 can thus be synchronized.
  • the original gear can be disengaged either with the clutch closed or open. Frequent opening and closing of the clutch 12 leads to heavy wear and thus to high costs for replacing the clutch and failure of the motor vehicle during the exchange. It is therefore the goal to carry out the highest possible number of gear changes with the clutch closed.
  • control device 49 sets a variable S active to the Si after a shift request according to block 60 in the subsequent block 200, so that from this point in time the constantly updated transmission input shaft speed is determined by means of the
  • Transmission input shaft speed sensor 108 is detected.
  • branch 61 it is checked whether the drive train 10 has not been started up for the first time and whether a period of time has elapsed after the drive motor 14 started. If the test is positive, a check is made in block 62 as to whether, under the constantly updated variable S active , an incorrect, implausible or none at all Value is stored. If this check of the signal from the transmission shaft speed sensor 108 is positive, there is an error, so that from next block 201 the signal for the variable S act i v is taken from the crankshaft speed sensor 100, S 2 being stored under the variable S act iv.
  • the block 201 is skipped and it is checked in the branch 202 whether a malfunction or an on a further component of the drive train 10 Another sensor has detected a faulty signal.
  • information from other control devices for example control device 16, or from other program parts of a control program of control device 49, which monitor functions of components, is evaluated. If the test is negative - there is therefore no fault - it is checked in branch 63 whether the shift can be carried out with the clutch 12 closed.
  • the course of the rotational speed of the transmission input shaft 11 during the requested shift is calculated in advance on the basis of the known vehicle parameters, the operating variables of the motor vehicle and the environmental variables by means of motion equations known per se.
  • the previously calculated course is then compared with the stored maximum gradients of the rotational speed of the drive motor 14 and it is determined whether it is possible, on the one hand, to disengage the original gear and, on the other hand, to synchronize the rotational speed of the transmission input shaft 11 to the synchronous rotational speed of the target gear. If the test is positive, the shift or gear change is carried out with the clutch 12 closed in block 64.
  • test in branch 202 is positive or negative in branch 61 or 63, i.e. there is an initial start-up or a time threshold after the start of the drive motor 14 has not yet expired, or it has occurred for a component of the drive train 10 or a sensor If a malfunction is found or if the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed, the clutch 12 is opened in block 66 by activation by the control device 49. It is then checked in branch 67 whether an upshift should be carried out. If this is the case, it is checked in branch 68 on the basis of the prognoses calculated in branch 63 whether the transmission brake 52 is activated, the countershaft 22 and thus also the transmission input shaft 11 are to be actively braked.
  • the shift is carried out in block 69 in a manner known per se with activation of the transmission brake 52.
  • the original gear is designed, the synchronization is carried out with the support of the gear brake 52 and the target gear is then engaged.
  • the test in branch 67 or 68 is negative, that is to say a downshift or an upshift is to be carried out without activating the transmission brake 52, block 70 the shift is carried out in a manner known per se without activating the transmission brake 52.
  • the method can also be carried out without branches 61 and / or 202.
  • 3a and 3b show the time profile of operating variables of the motor vehicle when the shift dog gear 19 is shifted up from an origin gear into a target gear. The feasibility of upshifts with the clutch closed is explained in more detail by means of these curves.
  • the time is plotted on the abscissa 80a, 80b, and a speed or a clutch status is plotted on the ordinate 81a, 81b.
  • phase of origin is still engaged in a phase A1 in FIG. 3a.
  • the drive motor 14 outputs a constant torque and the motor vehicle accelerates, so that the speed of the drive motor 14 represented by line 82a increases.
  • the vehicle driver requests an upshift using the control unit 51.
  • phase bl the drive motor 14 reduces the output torque (not shown) so that the original gear can be disengaged. This causes the speed of the drive motor to fluctuate 14 in phase bl.
  • the original gear is disengaged, so that the shift dog gear 19 is in a neutral position.
  • phase cl the speed of the drive motor 14 drops due to the engine braking effect.
  • the synchronous speed of the target gear is proportional to the speed of the motor vehicle.
  • Lines 85a and 86a show the course of the synchronous speed in two different cases. In the first case, represented by line 85a, the synchronous speed drops only slowly. This can be due, for example, to the fact that the road is slightly sloping.
  • the speed of the drive motor 14 reaches the synchronous speed, which is shown by the fact that the lines 82a and 85a meet. This enables the target gear to be engaged and the torque requested by the driver to be set.
  • the circuit is thus completed and the motor vehicle accelerates again, the speed of the drive motor 14 increases again in phase d1.
  • the clutch 12 remains closed during the entire switching process, as can be seen in the state 1 on the basis of line 88a.
  • the second case is shown using line 86a.
  • the synchronous speed drops very sharply. This can be due, for example, to the fact that the roadway rises and / or the vehicle is heavily loaded and / or the roadway surface is very soft.
  • the synchronous speed drops faster than the speed of the drive motor 14.
  • the speed of the drive motor 14 cannot reach the synchronous speed, and the target gear cannot be engaged. This means that the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed.
  • these profiles of the rotational speeds are calculated in advance and it is checked whether the rotational speed of the drive motor 14 reaches the synchronous rotational speed or not. If this is not the case, the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a downshift according to a second embodiment.
  • the output torque of the drive motor 14 is changed in block 91 as in a shift with a closed clutch 12, so that the original gear would have to be able to be selected.
  • the xy actuator 48a, 48b is activated to disengage the original gear. It is then checked in block 93 whether the original gear has been disengaged. Is this the If so, it is queried in the branch 94 whether the signal coming from the transmission input shaft speed sensor 108, which is stored under the variable Si in an updated manner, is correct or plausible or is present at all.
  • variable S act iv assumes the value of the variable Si in a constantly updated manner, the value of which is formed by means of the signal from the transmission input shaft speed sensor 108.
  • variable S act i v assumes the value of the variable S 2 in a constantly updated manner, the value of which is formed by means of the signal from the crankshaft speed sensor 100.
  • the circuit is performed ak tiv with the clutch in dependence on the variables in the block S 302nd
  • the process in block 95 is ended. If the test in block 93 is negative, that is to say the original gear has not been disassembled, it is checked in block 96 whether the time since actuation of the xy actuator 48a, 48b has exceeded a threshold. If this is not the case, block 93 is repeated. If the threshold is exceeded in block 96, the clutch is opened in block 97, the shift is performed with the clutch open in block 98 and the clutch is closed again in block 99. The circuit is thus also completed in block 95.
  • the time threshold mentioned in block 96 can be determined from vehicle parameters of the motor vehicle, for example the vehicle weight, and / or from operating variables of the motor vehicle, for example the rotational speed of the drive motor 14, and / or from variables which affect the environment of the vehicle Describe motor vehicle, for example, the inclination of the roadway, depending.
  • the method shown in FIG. 4 is carried out when the gear change is to be carried out with the clutch closed.
  • the previously described occurrence of an error in the signal of the transmission input shaft speed sensor 108 can be determined, for example, by comparing the signal of the crankshaft speed sensor 100 with the signal of the transmission input shaft speed sensor 108 when the clutch 12 is closed. If the two signals deviate from one another by a tolerance value, then there is an error either on the crankshaft speed sensor 100 or on the transmission input shaft speed sensor 108. A comparison of the respective signal, for example with the signal of the TDC sensor over time, makes it possible to determine whether the transmission input shaft speed sensor 108 or the crank shaft speed sensor 100 is delivering a faulty signal.
  • the occurrence of an error can also be determined without comparison with another sensor.
  • the threshold mentioned can be dependent on vehicle parameters of the motor vehicle and / or on operating variables of the motor vehicle and / or on variables which describe the environment of the motor vehicle.
  • a common control device can be provided instead of the two control devices 16, 49 for the drive motor and the switching operations. Instead of a common control device, which replaces the latter two control devices, a higher-level one can also be used Control device can be provided, which coordinates the control devices of the drive motor and the shift dog gear.
  • Such a control unit can be designed as a drivetrain manager, which converts the driver's performance requirement into an optimization based on drive motor torque - drive motor speed, gear ratio, ie gear ratio in the transmission.
  • Fig. 1 an alternative embodiment of the invention is additionally shown.
  • a hatched gearbox input shaft speed sensor 108b is provided, which does not decrease the speed of the gearbox input shaft 11 directly on the gearbox input shaft 11.
  • the speed of the middle main shaft 400 is sensed by the transmission input shaft speed sensor 108b. This speed is transmitted to the control unit 49 via a data transmission line (not shown).
  • the control unit 49 knows the current positions of the xy actuator 48a, 48b, so that the current positions of the sliding sleeves 41, 30, 31, 39 are also known to the control unit 49.
  • the control device 49 determines the speed sensed at the transmission input shaft speed sensor 108b and the known gear ratios of the two gear pairs 20a, 21a the transmission input shaft speed.
  • each gear change is carried out with the clutch engaged from the point at which an incorrect, implausible or no value is supplied by the transmission input shaft speed sensor 108 or 108b.
  • this suppression of gear changes with open clutch 12 is ended or reset.
  • this suppression of gear changes with the clutch 12 disengaged can be reset when the drive motor 14 has been switched off and then started again.
  • this suppression of gear changes with the clutch 12 disengaged can only be reset manually via a bidirectional diagnostic and / or application device.
  • a specialist from the workshop connects this diagnostic and / or application device to a diagnostic connector of the control device 49 and is shown in the display of the diagnostic device that the diagnostic device
  • Transmission input shaft speed sensor 108 or 108b delivered value is incorrect.
  • the fault can then be repaired, for example, by cleaning a plug contact or changing the transmission input shaft speed sensor 108 or 108b.
  • the fault memory is then opened by means of the bidirectional diagnostic and / or Application device emptied so that the suppression of gear changes with clutch 12 disengaged is ended or reset.
  • a shifting method can also be used in the invention in which the switching claw halves are engaged at a speed difference.
  • Such a shifting method can be carried out particularly well with a certain shifting claw geometry and is described, for example, in DE 197 17 042 C2. The content of the latter patent is hereby to be considered as included in this application.
  • a transmission brake for braking the countershaft instead of a transmission brake for braking the countershaft, other devices or control methods are also conceivable.
  • measures on the drive motor side such as a constant throttle or an exhaust gas throttle, can be used in a drive train according to the invention.

Abstract

The invention relates to a gear shifting method for use in an automated manual transmission having a dog clutch. According to the inventive gear shifting method, the gears are shifted with closed main clutch in order to reduce wear and allow for rapid gear shifts. When a signal of a speed sensor of the transmission input shaft required for this shifting process supplies a defective signal, a speed sensor for the crankshaft speed alternatively takes over this function while the main clutch remains closed.

Description

SCHALTVERFAHREN BEI EINEM SENSORAUSFALL FÜR EIN AUTOMATISIERTES SCHALTKLAUENGETR IEBESWITCHING METHOD IN THE EVENT OF A SENSOR FAILURE FOR AN AUTOMATED SWITCHING CLAW GEAR
Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 einen An- triebsstra g und gemäß Patentanspruch 4 ein Steuerungs- verfahren für einen solchen.According to claim 1, the invention relates to a drive train and, according to claim 4, to a control method for such a drive.
Ein solcher Antriebsstrang bzw. ein solches Steuerungsverfahren ist bereits aus der WO 02/060715 AI bekannt, die ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs beschreibt, bei welchem bei jedem Gangwechsel in Abhängigkeit von gemessenen Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs entschieden wird, ob eine Kupplung während des Gangwechsels geöffnet wird oder geschlossen bleibt. Bei einem Gangwechsel mit geschlossener Kupplung erfolgt die Synchronisation einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle auf eine Zieldrehzahl im Zielgang ebenfalls mittels einer Beeinflussung des Antriebsmotors. Der Gangwechsel erfolgt in Abhängigkeit von einem Signal eines Drehzahlsensors für die Getriebeeingangswelle. In diesem Antriebsstrang ist ferner ein Antriebsmotordrehzahlsensor vorgesehen.Such a drive train or such a control method is already known from WO 02/060715 AI, which describes a method for operating a drive train of a motor vehicle, in which a decision is made with each gear change depending on measured operating variables of the motor vehicle whether a clutch during the Gear change is opened or remains closed. When changing gear with a closed clutch, the synchronization of a speed of a transmission input shaft to a target speed in the target gear also takes place by influencing the drive motor. The gear change takes place depending on a signal from a speed sensor for the transmission input shaft. A drive motor speed sensor is also provided in this drive train.
In der EP 0 695 665 AI ist ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem automatisierten Getriebe in Form eines Automatikgetriebes beschrieben. Das Getriebe kann mittels einer automatisierten Kupplung mit einem Antriebsmotor verbunden werden. Bei jedem Gangwechsel des Getriebes wird die Kupplung geöffnet und nach Abschluss des Gangwechsels wieder geschlossen. Dies führt zu einem starken Verschleiß an der Kupplung, insbesondere, wenn der Antriebsstrang in einem Nutzfahrzeug mit großer Fahrzeugmasse und hohen Laufleistungen eingesetzt wird.EP 0 695 665 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle with an automated transmission in the form of an automatic transmission. The gearbox can be connected to a drive motor by means of an automated clutch. Each time the gearbox is changed, the clutch is opened and closed again when the gear change is complete. This leads to heavy wear on the clutch, especially if the drive train is used in a commercial vehicle with a large vehicle mass and high mileage.
In der EP 0 676 566 AI ist ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem automatisierten Getriebe beschrieben. Das Getriebe kann mittels einer fußkraftbetätigten oder einer automatisierten Kupplung mit einem Antriebsmotor verbunden werden. Bei dem beschriebenen Verfahren werden Gangwechsel des Getriebes von einem Ursprungs- in einen Zielgang bei geschlossener Kupplung durchgeführt. Die Synchronisation einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle auf eine Zieldrehzahl im Zielgang erfolgt mittels einer Beeinflussung des Antriebsmotors. Bei Anforderung einer Hochschaltung, beispielsweise durch den Fahrzeugführer, wird auf Basis von aktuell erfassten Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt, ob die angeforderte Hochschaltung durchführbar ist. Lediglich durchführbare Gangwechsel werden ausgelöst, Anforderungen für nicht durchführbare Gangwechsel werden abgewandelt oder gelöscht. Damit werden eine Vielzahl von Gangwechseln, welche mit geöffneter Kupplung durchführbar wären, nicht ausgeführt .EP 0 676 566 AI describes a method for operating a drive train of a motor vehicle with an automated transmission. The gearbox can be connected to a drive motor by means of a foot-operated or an automated clutch. In the described method, gear changes of the transmission are carried out from an original gear into a target gear with the clutch closed. The synchronization of a speed of a transmission input shaft to a target speed in the target gear takes place by influencing the drive motor. When an upshift is requested, for example by the vehicle driver, it is determined on the basis of currently recorded vehicle operating conditions whether the requested upshift can be carried out. Only feasible gear changes are triggered, requests for impracticable gear changes are modified or deleted. This means that a large number of gear changes, which would be possible with the clutch disengaged, are not carried out.
Die gattungsfremden JP 01-129892 und die JP 01-136349 betreffen die Bewertung eines abnormalen Wertes eines Getriebeeingangswellensensors eines Planetenautomatik- getriebes mit hydrodynamischen Drehmomentwandler.Non-generic JP 01-129892 and JP 01-136349 relate to the evaluation of an abnormal value of a transmission input shaft sensor of a planetary automatic transmission with a hydrodynamic torque converter.
Die EP 0 241 216 Bl betrifft ein Verfahren zum Steuern eines automatischen mechanischen Getriebes, bei welchem ein Programm durch Ignorieren eines identifizierten, fehlerhaften Eingangssignals und Verarbeiten der restlichen Eingangs-Signale entsprechend festgelegter logischer Regeln modifiziert wird.EP 0 241 216 B1 relates to a method for controlling an automatic mechanical transmission in which one program ignores an identified, faulty input signal and processes the rest Input signals is modified according to defined logic rules.
Die DE 42 37 983 C2 betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung einer Reibungskupplung. Es ist eine Not- Betriebsart für den Ausfall des Motorsensors vorgesehen.DE 42 37 983 C2 relates to a method for automatically controlling a friction clutch. An emergency operating mode is provided for the failure of the engine sensor.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen zuverlässigen bzw. ausfallsicheren Antriebsstrang zu schaffen.The object of the invention is to provide a reliable or fail-safe drive train.
Gemäß einem Vorteil weist der Antriebsstrang ein Schalt - klauengetriebe auf. Ein solches Schaltklauengetriebe ist infolge des Verzichts auf Synchronringe keinem Reibungsverschleiß unterworfen, so dass die als Schaltklauen ausgeführten Schaltelemente zum Einlegen und Auslegen der Gänge langlebig sind.According to one advantage, the drive train has a shift dog gear. Such a shift dog gear is not subject to frictional wear due to the absence of synchronizer rings, so that the shift elements designed as shift dogs are long-lasting for engaging and disengaging the gears.
Erfindungsgemäß erfolgt das Einrücken der beiden Schalt - klauenhälften im Gegensatz zu vollkommen unsynchronisierten Schaltklauengetrieben nahezu ruckfrei und damit auch zerstörungssicher, da die Antriebsmotorsteuerung und eventuell eine zusätzliche zentrale Synchronisierung beim Gangwechsel die Drehzahlen der Getriebewellen aneinander angleicht .According to the invention, the engagement of the two shift claw halves, in contrast to completely unsynchronized shift claw transmissions, takes place almost jerk-free and thus is also non-destructive, since the drive motor control and possibly an additional central synchronization when changing gears align the speeds of the transmission shafts with one another.
Diese Zentralsynchronisierung kann in besonders vorteilhafter Weise derart ausgeführt sein, dass der Antriebsmotor die Drehzahlangleichung ausführt. D.h. beim Hochschalten wird die Antriebswellendrehzahl des Antriebsmotors abgesenkt und beim Rückschalten wird die Antriebswellendrehzahl des Antriebs-motors angehoben. Dazu verfügt der Antriebsmotor über Stellglieder, welche von einer Steuerungseinrichtung angesteuert werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung eine Einspritzmenge eines Kraftstoffs, einen Zündzeitpunkt oder den Einsatz von sogenannten Motorbremsen, beispielsweise in Form einer Auspuffklappe oder einer Konstantdrossel, vorgeben. Die Stellglieder des Schalt -klauengetriebes und der Kupplung können auch von der genannten Steuerungseinrichtung oder von einer weiteren Steuerungseinrichtung angesteuert werden. Die Steuerungseinrichtungen stehen dabei in Signalverbindung.This central synchronization can be carried out in a particularly advantageous manner in such a way that the drive motor carries out the speed adjustment. This means that the drive shaft speed of the drive motor is reduced when shifting up and the drive shaft speed of the drive motor is increased when shifting down. For this purpose, the drive motor has actuators which are controlled by a control device. For example, the control device can an injection quantity of a fuel, an ignition timing or specify the use of so-called engine brakes, for example in the form of an exhaust flap or a constant throttle. The actuators of the shift dog gear and the clutch can also be controlled by the control device mentioned or by a further control device. The control devices are in signal connection.
Die Steuerungseinrichtung des Schaltklauengetriebes kann in Abhängigkeit von Auswahlregeln und von Fahrzeugparametern und/oder Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs eine Auswahl vornehmen, ob bei einem Gangwechsel die Kupplung geöffnet wird oder geschlossen bleibt.Depending on the selection rules and vehicle parameters and / or operating parameters of the motor vehicle, the control device of the shift dog gear can make a selection as to whether the clutch is opened or remains closed when changing gear.
Wenn Gangwechsel von einem Ursprungsgang in einen Zielgang des Schaltklauengetriebes mit geschlossener Kupplung durchgeführt werden, erfolgt nach dem Auslegen des Ursprungsgangs, wenn also keine Verbindung mehr zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangswelle des Schaltklauengetriebes besteht, eine Drehzahlangleichung der Getriebeeingangswelle auf eine Zieldrehzahl im Zielgang, der sogenannten Synchrondrehzahl, mittels einer Beeinflussung des Antriebsmotors. Bei Synchrondrehzahl haben Schaltelemente des Zielgangs, welche zum einen mit der Getriebeeingangswelle und zum anderen mit der Getriebeausgangswelle und damit mit angetriebenen Fahrzeugrädern verbunden sind, die selbe Drehzahl. Bei Rückschaltungen wird dazu von der Steuerungseinrichtung des Antriebsmotors eine Drehmoment angefordert, mittels welchem die Drehzahl des Antriebsmotors und damit auch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle erhöht wird. Bei Hochschaltungen wird ein sehr geringes oder ein negatives, ein sogenanntes Schubmoment, angefordert, um die Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu verringern. Um dies zu unterstützen, können auch die genannten Motorbremsen oder weitere, nicht zur Antriebsmotor gehörende Verzögerungsmittel, beispielsweise eine Getriebebremse, angesteuert werden.If gear changes are made from an original gear to a target gear of the shift dog gear with a closed clutch, after disengaging the original gear, i.e. when there is no longer a connection between an input and an output shaft of the shift dog gear, the speed of the transmission input shaft is adjusted to a target speed in the target gear so-called synchronous speed, by influencing the drive motor. At synchronous speed, shift elements of the target gear, which are connected on the one hand to the transmission input shaft and on the other hand to the transmission output shaft and thus to driven vehicle wheels, have the same speed. For downshifts, a torque is requested from the control device of the drive motor, by means of which the speed of the drive motor and thus also the speed of the transmission input shaft is increased. With upshifts, a very low or a negative, a so-called thrust torque, is requested in order to reduce the speed of the transmission input shaft. To support this, the motor brakes mentioned or other ones that do not belong to the drive motor can also be used Delay means, for example a transmission brake, can be controlled.
Für die Drehzahlangleichung ist demzufolge die Kenntnis der Getriebeeingangswellendrehzahl notwendig. Dazu ist erfindungsgemäß ein Drehzahlsensor vorgesehen, der einen die Getriebeeingangswellendrehzahl repräsentierenden Wert ermittelt. Dies ist in besonders vorteilhafter Weise ein Drehzahlsensor, der die Drehzahl unmittelbar von der Getriebeeingangswelle abnimmt. Dieser Drehzahlsensor wird auch als Getriebeeingangswellendrehzahlsensor bezeichnet. Ebenso kann der Drehzahlsensor zur Ermittlung der Getriebeeingangswellendrehzahl letztere von einer Kupplungshälfte der Kupplung abnehmen, die unmittelbar mit der Getriebeeingangs-welle drehfest oder unter Zwischenfügung eines Torsions-dämpfers gekoppelt ist. Bei einem Vorgelegegetriebe mit einer oder mehreren Konstanten kann der Drehzahlsensor in vorteil -hafter Weise auch auf der Vorgelegewelle angeordnet sein, da dann ein festes Drehzahlverhältnis zwischen der Vorgelege-welle und der Getriebeeingangswelle vorhanden ist. Bei einem Vorgelegegetriebe mit mehreren - insbesondere zwei - Konstanten kann die Getriebeeingangswellendrehzahl in Kenntnis der jeweils im Kraftfluss befindlichen Konstanten über einen die Vorgelegewellendrehzahl abnehmenden Drehzahl - sensor ermittelt werden. Der Drehzahlsensor kann dabei je nach geometrischen bzw. thermischen Einbauverhältnissen auch auf einer Hauptwelle angeordnet sein, deren Zahnrad mit einem Zahnrad der Hauptwelle kämmt.Knowledge of the transmission input shaft speed is therefore necessary for the speed adjustment. For this purpose, a speed sensor is provided according to the invention, which determines a value representing the transmission input shaft speed. In a particularly advantageous manner, this is a speed sensor that directly decreases the speed from the transmission input shaft. This speed sensor is also referred to as a transmission input shaft speed sensor. Likewise, the speed sensor for determining the transmission input shaft speed can remove the latter from a coupling half of the clutch, which is directly connected to the transmission input shaft in a rotationally fixed manner or with the interposition of a torsion damper. In the case of a countershaft transmission with one or more constants, the speed sensor can advantageously also be arranged on the countershaft, since then there is a fixed speed ratio between the countershaft and the transmission input shaft. In the case of a countershaft transmission with several — in particular two — constants, the transmission input shaft speed can be determined by knowing the constants in the power flow in each case via a speed sensor that decreases the countershaft speed. Depending on the geometric or thermal installation conditions, the speed sensor can also be arranged on a main shaft, the gear of which meshes with a gear of the main shaft.
Im Fehlerfall, d.h. wenn dieser getriebeseitige Drehzahlsensor ausfällt oder ein unsinniges Signal liefert wird vom Steuergerät, dass die Gangwechsel bei geschlossener Kupplung steuert, erfindungsgemäß ein Ersatzsignal herangezogen bzw. generiert. Dieses Ersatzsignal stammt von einem weiteren Drehzahlsensor, der antriebsmotorseitig von der Kupplung liegt. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei geschlossener Kupplung die Antriebsmotordrehzahl zumindest näherungsweise gleich der Getriebeeingangswellen-drehzahl ist. Ein eventueller Kupplungsschlupf kann dabei durch einen Ausgleichsfaktor kompensiert werden. Dieser Ausgleichsfaktor kann parameterabhängig sein. So kann der Ausgleichsfaktor beispielsweise abhängig von dem Motormoment sein, dass das Motorsteuergerät liefert und/oder der Ausgleichsfaktor ist abhängig von der Anpressung oder dem Ausrückweg, der im Steuergerät der automatisierten Kupplung abgelegt ist .In the event of a fault, ie if this transmission-side speed sensor fails or provides a nonsensical signal, the control unit that controls the gear change when the clutch is closed provides a replacement signal according to the invention used or generated. This replacement signal comes from another speed sensor located on the drive motor side of the clutch. This takes into account the fact that when the clutch is closed, the drive motor speed is at least approximately the same as the transmission input shaft speed. A possible clutch slip can be compensated for by a compensation factor. This compensation factor can be parameter-dependent. For example, the compensation factor can be dependent on the engine torque that the engine control unit supplies and / or the compensation factor is dependent on the contact pressure or the disengagement path that is stored in the control unit of the automated clutch.
Der weitere Drehzahlsensor für das Ersatzsignal kann insbesondere der Drehzahlsensor des Antriebsmotors sein, der die Antriebsmotordrehzahl vorzugsweise von einem Inkrementrad auf dem Schwungrad der Kurbelwelle abnimmt. Jedoch ist es auch möglich, als weiteren Drehzahlsensor den OT-Sensor zu nehmen, dessen Signalgeber mit halber Kurbelwellendrehzahl dreht und über eine Verdoppelung dieses Sensorsignals über die Zeit dieThe further speed sensor for the substitute signal can in particular be the speed sensor of the drive motor, which preferably decreases the drive motor speed from an incremental wheel on the flywheel of the crankshaft. However, it is also possible to take the TDC sensor as a further speed sensor, whose signal transmitter rotates at half the crankshaft speed and, by doubling this sensor signal over time
Getriebeeingangswellendrehzahl zu bestimmen. Der OT-Sensor ist dabei kein Drehzahlsensor im eigentlichen Sinne, sondern der Sensor, der für die Steuerung der Antriebsmotorzündung den Oberen Totpunkt unmittelbar oder mittelbar an der Nockenwelle bestimmt. Der OT-Sensor liefert aufgrund der halbierten Drehzahl und der geringeren Anzahl von Inkrementen bzw. Signalgebern zwar einen ungenaueren Wert, als der Drehzahlsensor des Antriebsmotors. Dieser ungenaue Wert ist jedoch für den Fehlerfall des Ausfalls des eigentlichen getriebeseitigen Drehzahlsensors akzeptabel, da der Ausfall angezeigt oder im Fehlerspeicher abgelegt werden kann und beim nächsten routinemäßigen Werkstattbesuch der getriebeseitige Drehzahlsensor gewechselt wird.To determine transmission input shaft speed. The TDC sensor is not a speed sensor in the actual sense, but the sensor that determines top dead center directly or indirectly on the camshaft for the control of the drive motor ignition. Due to the halved speed and the smaller number of increments or signal generators, the TDC sensor delivers an imprecise value than the speed sensor of the drive motor. However, this inaccurate value is acceptable in the event of a fault in the failure of the actual transmission-side speed sensor, since the failure is displayed or stored in the fault memory and the gearbox-side speed sensor is changed during the next routine workshop visit.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, dass der getriebeseitige Drehzahlsensor beim Fehlerfall des antriebsmotorseitigen Drehzahlsensors dessen Funktion übernimmt. So kann beispielsweise beim Fehlerfall des Kurbelwellendrehzahlsensors während der Fahrt mit geschlossener Kupplung bzw. während eines Schaltvorganges mit geschlossener Kupplung derIn a further embodiment of the invention, it is also possible for the transmission-side speed sensor to take over its function in the event of a fault in the drive-motor-side speed sensor. For example, in the event of a fault in the crankshaft speed sensor while driving with the clutch closed or during a gear change with the clutch closed
Getriebeeinganswellendrehzahl -sensor die Funktion des Kurbelwellendrehzahlsensors übernehmen. Somit erhält die Steuerung des Antriebsmotors, welche grundsätzlich als α-n- Steuerung in Abhängigkeit der Eingangsgrößen Lastanforderungssignal, d.h. α und Kurbelwellendrehzahl, d.h. n arbeitet, als Eingangsgröße anstelle derTransmission input shaft speed sensor take over the function of the crankshaft speed sensor. Thus, the control of the drive motor, which is basically an α-n control depending on the input variables, receives the load request signal, i.e. α and crankshaft speed, i.e. n works as an input variable instead of
Kurbelwellendrehzahl die Getriebeeingangswellendrehzahl. Ein solches Notlauf-programm für den Antriebsmotor steuert den Antriebsmotor in vorteilhafter Weise relativ genau.Crankshaft Speed The gearbox input shaft speed. Such an emergency running program for the drive motor advantageously controls the drive motor relatively precisely.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können Steuerungen bzw. eine Steuerung des Antriebsstranges vorgesehen sein, bei denen jeweils ein Drehzahlsensor für den anderen Drehzahlsensor ein Ersatzsignal und/oder Vergleichssignal zur Fehlerauswertung bereitstellt. D.h., - wenn der getriebeseitige Drehzahlsensor ausfällt, liefert der antriebsseitige Drehzahlsensor das Ersatzsignal für den getriebeseitigen Drehzahlsensor und wenn der antriebseitige Drehzahlsensor ausfällt, liefert der getriebeseitige Drehzahlsensor das Ersatzsignal für den antriebsseitigen Drehzahlsensor.In a particularly advantageous embodiment of the invention, controls or a control of the drive train can be provided, in each of which one speed sensor provides a replacement signal and / or comparison signal for the other speed sensor for error evaluation. That is, - if the transmission-side speed sensor fails, the drive-side speed sensor supplies the replacement signal for the transmission-side speed sensor and if the drive-side speed sensor fails, the transmission-side speed sensor supplies the replacement signal for the drive-side speed sensor.
Die Fehlerhaftigkeit eines Signals des getriebeseitigen Drehzahlsensors und/oder des antriebsseitigen Drehzahlsensor kann in besonders vorteilhafter Weise über den Vergleich der beiden Drehzahlsensorsignale miteinander erfolgen. Somit kann sowohl ein Fehler des Kurbelwellendrehzahlsensors zur Steuerung des Antriebsmotors als auch ein Fehler des Getriebeeingangswellendrehzahlsensors zur Steuerung der Schaltvorgänge ermittelt werden. Welcher der beiden Drehzahlsensoren bzw. welches Signal der beiden Drehzahl - sensoren dabei fehlerhaft ist, kann beispielsweise über einen Vergleich der Signale mit dem Signal des zuvor genannten OT-Sensors erfolgen. Zur Bestimmung der Kurbelwellendrehzahl mittels des OT-Signals muss letzteres von der Steuerungseinrichtung beispielsweise des Antriebsmotors oder des Schaltklauengetriebes über die Zeit betrachtet werden.The faultiness of a signal of the transmission-side speed sensor and / or of the drive-side speed sensor can be compared in a particularly advantageous manner two speed sensor signals take place with each other. In this way, both an error in the crankshaft speed sensor for controlling the drive motor and an error in the transmission input shaft speed sensor for controlling the switching processes can be determined. Which of the two speed sensors or which signal of the two speed sensors is defective can be determined, for example, by comparing the signals with the signal from the aforementioned TDC sensor. To determine the crankshaft speed by means of the TDC signal, the latter must be observed over time by the control device, for example the drive motor or the shift dog gear.
Gangwechsel bzw. Schaltvorgänge können sowohl von einem Fahrzeugführer mittels einer geeigneten Betätigungseinrichtung in einem manuellen Modus beispielsweise mit einem Schalthebel, oder in einem Automatikmodus von der Steuerungseinrichtung des Schaltklauengetriebes angefordert werden.Gear changes or shift processes can be requested by a vehicle driver using a suitable actuating device in a manual mode, for example with a shift lever, or in an automatic mode by the control device of the shift dog gear.
Es können auch Gangwechsel bzw. Schaltvorgänge mit offener Kupplung durchgeführt werden. Bei offener Kupplung kann kein Drehmoment von der Getriebeeingangs- auf die Getriebe- ausgangswelle übertragen werden. Dazu ist es nicht notwendig, dass ein Betätigungsweg der Kupplung komplett durchfahren wurde .Gear changes or gear changes with an open clutch can also be carried out. With the clutch open, no torque can be transmitted from the transmission input shaft to the transmission output shaft. It is not necessary that the clutch actuation path has been completely covered.
Damit kann jeder Gangwechsel bzw. Schaltvorgang mit einem bezüglich der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs geeigneten Kupplungszustand durchgeführt werden. Damit ist ein zuverlässiger Betrieb des Antriebsstrangs, bei welchem angeforderte Gangwechsel des Schaltklauengetriebes sicher ausgeführt werden, gewährleistet. Gleichzeitig wird ein geringer Verschleiß an der Kupplung und damit ein kostengünstiger Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Außerdem sind bei geöffneter Kupplung so Gangwechsel möglich, bei denen die Drehzahl des Antriebsmotors im Zielgang kleiner als die sogenannte Standgasdrehzahl ist, also die Drehzahl, die sich ohne Eingriff des Fahrzeugführers im Stand im Leerlauf einstellt. Dies kann beispielsweise vor dem Einfahren in eine starke Steigung oder ein starkes Gefälle von Vorteil sein.This means that every gear change or shift operation can be carried out with a clutch state that is suitable with regard to the operating conditions of the motor vehicle. This ensures reliable operation of the drive train, in which requested gear changes of the shift dog gear are carried out safely. At the same time, low wear on the clutch and thus cost-effective operation of the motor vehicle is made possible. In addition, when the clutch is open, gear changes are possible in which the speed of the drive motor in the target gear is lower than the so-called idle speed, i.e. the speed that occurs when the driver is idling without intervention from the driver. This can be advantageous, for example, before entering a steep uphill or downhill gradient.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in einer Zeitspanne nach einer Erstinbetriebnahme des Antriebsstrangs und/oder nach einem Start des Antriebsmotors und/oder bei einer erkannten Fehlfunktion einer Komponente des Antriebsstrangs mit Ausnahme des getriebeseitigen und/oder antriebsseitigen Drehzahlsensors Gangwechsel mit geöffneter Kupplung durchgeführt . Nach einer Erstinbetriebnahme des Antriebsstrangs und/oder einem Start des Antriebsmotors werden insbesondere Hochschaltungen mit geöffneter Kupplung durchgeführt .In a particularly advantageous embodiment of the invention, gear changes are performed with the clutch disengaged with the exception of the transmission-side and / or drive-side speed sensor in a period of time after the drive train has been started up for the first time and / or after the drive motor has started and / or after a malfunction has been detected. After an initial start-up of the drive train and / or a start of the drive engine, upshifts are carried out in particular with the clutch open.
Unter einer Erstinbetriebnahme wird dabei die Inbetriebnahme des Antriebsstrangs nach der Herstellung des Kraftfahrzeugs oder die Inbetriebnahme nach einem Tausch eines Elements, beispielsweise des Antriebsmotors, des Antriebsstrangs verstanden. Die Zeitspanne kann dabei fest vorgegeben werden oder nach Erfüllen einiger Bedingungen beendet werden.Initial commissioning is understood to mean the commissioning of the drive train after the manufacture of the motor vehicle or the commissioning after the replacement of an element, for example the drive motor, of the drive train. The time period can be fixed or can be ended after some conditions have been met.
Bei einer Erstinbetriebnahme oder nach einem Start des Antriebsmotors sind nicht alle Fahrzeugparameter, welche bei der genannten Auswahl und der genannten Prüfung berücksichtigt werden, bekannt. Beispielsweise können bei einer Erstinbetriebnahme die Verlaufsparameter der Drehzahl des Antriebsmotors unbekannt sein. Diese können dann gemessen und in einer Steuerungseinrichtung abgespeichert werden. Nach einem Motorstart kann sich beispielsweise das Fahrzeuggewicht durch eine geänderte Zuladung sehr stark geändert haben. Dies ist insbesondere bei Nutzfahrzeugen der Fall, bei welchen die Zuladung ein Leergewicht des Fahrzeugs weit übertreffen kann.When starting up for the first time or after starting the drive engine, not all vehicle parameters which are taken into account in the selection and the test mentioned are known. For example, the course parameters of the speed of the drive motor may be unknown during initial commissioning. These can then be measured and stored in a control device become. After starting the engine, for example, the vehicle weight may have changed significantly due to a changed payload. This is particularly the case with commercial vehicles in which the payload can far exceed an empty weight of the vehicle.
Eine Bedingung zum Beenden der genannten Zeitspanne kann beispielsweise sein, dass alle für die Auswahl relevanten Fahrzeugparameter bestimmt sind.A condition for ending the specified time period can be, for example, that all vehicle parameters relevant for the selection are determined.
Solange die Fahrzeugparameter nicht bestimmt sind, kann keine gesicherte Auswahl durchgeführt werden. Damit wird in dieser Phase durch Gangwechsel mit offener Kupplung ein gesicherter Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.As long as the vehicle parameters are not determined, no reliable selection can be made. This ensures safe operation of the motor vehicle in this phase by changing gear with the clutch open.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können bei einer erkannten Fehlfunktion einer Komponente des Antriebsstrangs mit Ausnahme des Ausfalls des getriebeseitigen und/oder des antriebsseitigen Drehzahlsensors die Schaltvorgänge ebenfalls mit offener Kupplung durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung des Antriebsmotors einen Defekt erkannt haben und daraufhin nur noch einen Notlaufbetrieb des Antriebsmotors gewährleisten. Weiterhin kann beispielsweise eine Motorbremse so schwergängig sein, dass der Betrieb der Motorbremse nicht mehr oder nur sehr eingeschränkt möglich ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, when a malfunction of a component of the drive train is detected, with the exception of the failure of the transmission-side and / or the drive-side speed sensor, the switching operations can also be carried out with the clutch open. For example, the control device of the drive motor may have recognized a defect and then only guarantee emergency operation of the drive motor. Furthermore, for example, an engine brake can be so stiff that the operation of the engine brake is no longer possible or only to a very limited extent.
Das Verhalten der fehlerhaften Komponente bei einem Gangwechsel ist damit nicht mehr vorhersagbar. Somit kann keine gesicherte Prüfung und Auswahl durchgeführt werden. Damit wird bei erkannter Fehlfunktion einer Komponente durch Gangwechsel mit offener Kupplung ein gesicherter Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.The behavior of the faulty component when changing gears is therefore no longer predictable. This means that no reliable check and selection can be carried out. When a component malfunctions is detected, safe operation of the motor vehicle is ensured by changing gear with the clutch open.
In Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von Prüfregeln eine Prüfung vor, ob ein angeforderter Gangwechsel bei geschlossener Kupplung durchführbar ist. Die Auswahl, ob die Kupplung bei dem Gangwechsel geöffnet wird oder geschlossen bleibt, ist vom Ergebnis der Prüfung abhängig. Insbesondere werden alle mit geschlossener Kupplung möglichen Gangwechsel auch so ausgeführt. Damit wird eine möglichst große Zahl von Gangwechseln mit geschlossener Kupplung durchgeführt, was zu einem besonders geringen Verschleiß an der Kupplung führt.In one embodiment of the invention, the control device carries out a test as a function of test rules, whether a requested gear change can be carried out with the clutch closed. The selection of whether the clutch is opened or remains closed when changing gear depends on the result of the test. In particular, all possible gear changes with the clutch closed are also carried out in this way. This enables the largest possible number of gear changes to be carried out with the clutch closed, which leads to particularly low wear on the clutch.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Prüfung in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und / oder Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs durchführbar. Fahrzeugparameter des Kraftfahrzeugs beschreiben den allgemeinen Zustand des Kraftfahrzeugs, beispielsweise:In an embodiment of the invention, the test can be carried out as a function of vehicle parameters and / or operating parameters of the motor vehicle. Vehicle parameters of the motor vehicle describe the general condition of the motor vehicle, for example:
- ein Fahrzeuggewicht,- a vehicle weight,
- ein Luftwiderstandsbeiwert und eine Stirnfläche,- a drag coefficient and a face,
- Rollwiderstandskoeffizienten der Fahrzeugreifen,- rolling resistance coefficients of vehicle tires,
- Verlaufsparameter der Drehzahl des Antriebsmotors beim Synchronisieren während eines Gangwechsels, beispielsweise ein maximaler positiver und negativer Gradient oder- Course parameters of the speed of the drive motor when synchronizing during a gear change, for example a maximum positive and negative gradient or
- ein Allgemeinzustand der Motorbremsen, beispielsweise leicht- oder schwergängig.- a general condition of the engine brakes, for example smooth or stiff.
Betriebsgrößen beschreiben den Zustand des Kraftfahrzeugs zu einem bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise wenn ein Gangwechsel angefordert wird. Betriebsgrößen sind beispielsweise :Operating variables describe the state of the motor vehicle at a specific point in time, for example when a gear change is requested. Company sizes are for example:
- die Drehzahl des Antriebsmotors,- the speed of the drive motor,
- das Drehmoment des Antriebsmotors,- the torque of the drive motor,
- eine Stellung eines Leistungsanforderungselements, beispielsweise eines Fahrpedals,a position of a power request element, for example an accelerator pedal,
- ein Zustand der Motorbremsen, beispielsweise aktiv oder inaktiv,a state of the engine brakes, for example active or inactive,
- der Ursprungsgang . Die Fahrzeugparameter und die Betriebsgrößen können teilweise direkt mittels weiterer Sensoren erfasst, in besonderen Betriebssituationen gemessen oder mittels geeigneter Berechnungsverfahren aus gemessenen Größen ermittelt werden.- the origin gear. The vehicle parameters and the operating variables can in some cases be recorded directly by means of further sensors, measured in special operating situations or determined from measured variables using suitable calculation methods.
Damit kann das Verhalten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Drehzahl des Antriebsmotors, während eines Gangwechsels, insbesondere für die Zeitspanne, in der die Antriebsmotor nicht mit den Fahrzeugrädern verbunden ist, vorausbestimmt werden. Unter Berücksichtigung dieser Größen kann die Prüfung, ob ein Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchführbar ist, genau erfolgen. Die Gefahr, dass die Prüfung ein falsches Ergebnis liefert, ist damit gering.The behavior of the motor vehicle, for example the course of the vehicle speed or the rotational speed of the drive motor, can thus be predetermined during a gear change, in particular for the period in which the drive motor is not connected to the vehicle wheels. Taking these variables into account, it can be checked precisely whether a gear change can be carried out with the clutch engaged. The risk that the test will give an incorrect result is therefore low.
Bei der Auswahl, ob ein Gangwechsel mit offener oder geschlossener Kupplung durchgeführt wird, kann damit gewährleistet werden, dass die angeforderten Gangwechsel durchführbar sind.When selecting whether a gear change is carried out with the clutch open or closed, this can ensure that the requested gear changes can be carried out.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Auswahl und / oder die Prüfung zumindest in Teilbetriebsbereichen in Abhängigkeit vom Zielgang des Schaltklauengetriebes durchgeführt .In an embodiment of the invention, the selection and / or the check are carried out at least in partial operating areas depending on the target gear of the shift dog gear.
Damit wird die Gefahr, dass die Prüfung, ob ein Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchführbar ist, falsche Ergebnisse liefert, besonders gering.This minimizes the risk that the test of whether a gear change can be carried out with the clutch closed will give incorrect results.
Beispielsweise wird bei einer Hochschaltung die Drehzahl des Antriebsmotors und damit die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mittels des Bremsmoments, welches die Antriebsmotor aufbringt, in Richtung Synchrondrehzahl verzögert. Das Bremsmoment wird aufgebaut, indem nur wenig oder kein Kraftstoff eingespritzt wird. Zusätzlich kann das Bremsmoment durch den Einsatz von Motorbremsen verstärkt werden. Die Synchrondrehzahl ergibt sich aus der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und dem Zielgang unter Berücksichtigung von weiteren Übersetzung, beispielsweise einer Hinterachse, im Antriebsstrang. Damit ändert sich die Synchrondrehzahl bei sich ändernder Fahrzeuggeschwindigkeit. Um die Synchrondrehzahl zu erreichen, muss daher der Gradient der Drehzahl des Antriebsmotors deutlich größer sein, als der Gradient der Synchrondrehzahl. Die Gefahr, dass dies nicht der Fall ist, ist vor allem bei einem hohen Fahrzeuggewicht und damit bei einer starken Verzögerung des Kraftfahrzeugs bei ausgelegtem Gang, d.h. ohne Antriebsmoment, gegeben. Bei einer Prüfung, ob der Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchführbar ist, in Abhängigkeit von den genannten Fahrzeugparametern und / oder Betriebsgrößen, kann eine aus der Fahrzeugmasse bestimmte Verzögerung des Kraftfahrzeugs mit einem maximalen negativen Gradienten der Drehzahl des Antriebsmotors verglichen werden. Somit ist eine genaue Vorausberechnung, ob die vom Zielgang abhängige Synchrondrehzahl erreicht werden und damit die Schaltung mit geschlossener Kupplung durchgeführt werden kann, möglich.For example, in the case of an upshift, the speed of the drive motor and thus the speed of the transmission input shaft are decelerated in the direction of the synchronous speed by means of the braking torque which the drive motor applies. The braking torque is built up by injecting little or no fuel. In addition, it can Braking torque can be increased by the use of engine brakes. The synchronous speed results from the speed of the motor vehicle and the target gear, taking into account further gear ratios, for example a rear axle, in the drive train. This changes the synchronous speed as the vehicle speed changes. In order to achieve the synchronous speed, the gradient of the speed of the drive motor must therefore be significantly larger than the gradient of the synchronous speed. The danger that this is not the case arises, in particular, when the vehicle weight is high and the motor vehicle decelerates sharply when the gear is disengaged, ie without drive torque. When checking whether the gear change can be carried out with the clutch engaged, depending on the vehicle parameters and / or operating variables mentioned, a deceleration of the motor vehicle determined from the vehicle mass can be compared with a maximum negative gradient of the rotational speed of the drive motor. This makes it possible to precisely predict whether the synchronous speed, which is dependent on the target gear, will be reached and whether the gearshift can be carried out with the clutch engaged.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Auswahl und / oder die Prüfung zumindest in Teilbetriebsbereichen in Abhängigkeit von Größen, welche die Umwelt des Kraftfahrzeugs beschreiben, durchgeführt werden. Diese Größen sind beispielsweise:In an embodiment of the invention, the selection and / or the testing will be carried out at least in partial operating areas depending on quantities that describe the environment of the motor vehicle. These sizes are for example:
- Neigung der Fahrbahn,- slope of the road,
- Beschaffenheit der Fahrbahn, beispielsweise befestigte Straße, Schotter oder Matsch,- condition of the road, for example paved road, gravel or mud,
- Umgebungstemperatur,- ambient temperature,
- geodätische Höhe oder- geodetic height or
- Umgebungsdruck. Diese Größen können teilweise direkt mittels weiterer Sensoren erfasst, in besonderen Betriebssituationen gemessen oder mittels geeigneter Berechnungsverfahren ermittelt werden. Einige Größen, wie beispielsweise Neigung der Fahrbahn, können auch von einem an sich bekannten Navigationssystem mit digitaler Straßenkarte zur Verfügung gestellt werden.- ambient pressure. Some of these variables can be recorded directly using additional sensors, measured in special operating situations or determined using suitable calculation methods. Some sizes, such as the inclination of the roadway, can also be made available by a navigation system known per se with a digital road map.
Damit kann die Vorausberechnung des Verhaltens des Kraftfahrzeugs bei einem Gangwechsel und somit auch die genannte Prüfung besonders genau vorgenommen werden.In this way, the prediction of the behavior of the motor vehicle when changing gears and thus also the aforementioned test can be carried out particularly precisely.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Fahrzeugparameter veränderbar. Die Fahrzeugparameter können in ausgewählten Betriebsbereichen des Kraftfahrzeugs bestimmt und mit gespeicherten Parametern verglichen werden. Bei Abweichungen können neue Parameterwerte berechnet und gespeichert werden, also eine sogenannte Adaption durchgeführt werden. Die neu gespeicherten Parameterwerte werden dann bei der Auswahl und der Prüfung berücksichtigt.In an embodiment of the invention, the vehicle parameters can be changed. The vehicle parameters can be determined in selected operating areas of the motor vehicle and compared with stored parameters. In the event of deviations, new parameter values can be calculated and saved, i.e. a so-called adaptation can be carried out. The newly saved parameter values are then taken into account in the selection and testing.
Es können Parameter adaptiert werden, welche sich sehr schnell ändern können, wie beispielsweise das Fahrzeuggewicht .Parameters that can change very quickly, such as the vehicle weight, can be adapted.
Weiterhin können Parameter adaptiert werden, welche sich vor oder bei einer Erstinbetriebnahme nicht exakt festlegen lassen, wie beispielsweise Verlaufsparameter der Drehzahl des Antriebsmotors. Die Verlaufsparameter, beispielsweise die maximalen Gradienten der Drehzahl, sind von Antriebsmotor zu Antriebsmotor verschieden und können sich auch noch über einen längeren Zeitraum hin ändern. Daher müssen aus Sicherheitsgründen als Startwerte für die Adaption ungünstige Werte angenommen werden, beispielsweise nur kleine mögliche Gradienten der Drehzahl des Antriebsmotors. Damit kann die Prüfung fälschlicherweise das Ergebnis liefern, dass ein angeforderter Gangwechsel nicht mit geschlossener Kupplung durchführbar ist, obwohl dies mit den tatsächlichen Fahrzeugparametern möglich wäre. Durch die Adaption nähern sich die gespeicherten Werte immer mehr den tatsächlichen Werten an, so dass immer mehr Schaltungen mit geschlossener Kupplung durchgeführt werden können.Furthermore, parameters can be adapted that cannot be precisely defined before or during initial commissioning, such as the course parameters of the speed of the drive motor. The course parameters, for example the maximum gradients of the speed, differ from drive motor to drive motor and can also change over a longer period of time. For safety reasons, unfavorable values must therefore be assumed as starting values for the adaptation, for example only small possible gradients of the speed of the drive motor. The test can incorrectly do so The result is that a requested gear change cannot be carried out with the clutch closed, although this would be possible with the actual vehicle parameters. The adaptation brings the stored values closer and closer to the actual values so that more and more gear changes can be carried out with the clutch closed.
Damit wird ein besonders verschleißarmer Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht.This enables particularly low-wear operation of the motor vehicle.
In Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Schaltklauengetriebe über eine von der Steuerungseinrichtung ansteuerbare zentrale Synchronisiereinrichtung, mittels welcher eine Getriebeeingangswelle abgebremst werden kann. Die zentrale Synchronisationseinrichtung ist dabei im Gegensatz zu üblichen Synchronringen mehreren Gängen zugeordnet. Die Steuerungseinrichtung wählt dabei bei Hochschaltungen mit geöffneter Kupplung aus, ob die zentrale Synchronisiereinrichtung angesteuert und damit die Getriebeeingangswelle abgebremst wird oder ob eine Ansteuerung unterbleibt. Die zentraleIn an embodiment of the invention, the shift dog gear has a central synchronizing device which can be controlled by the control device and by means of which a transmission input shaft can be braked. In contrast to conventional synchronizer rings, the central synchronization device is assigned to several gears. In the case of upshifts with the clutch disengaged, the control device selects whether the central synchronizing device is activated and thus the transmission input shaft is braked or whether activation is omitted. The central one
Synchronisiereinrichtung kann beispielsweise als eine an sich bekannte Getriebebremse ausgeführt sein, welche direkt auf die Getriebeeingangswelle oder auf eine Vorgelegewelle wirkt .The synchronization device can be designed, for example, as a transmission brake known per se, which acts directly on the transmission input shaft or on a countershaft.
Damit wird gewährleistet, dass die Getriebeeingangswelle bei Hochschaltungen mit geöffneter Kupplung auch bei sich stark ändernder Fahrzeuggeschwindigkeit die Synchrondrehzahl des Zielgangs sicher und schnell erreicht. Damit werden schnelle Hochschaltungen ermöglicht und ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.This ensures that the transmission input shaft reaches the synchronous speed of the target gear safely and quickly during upshifts with the clutch open, even when the vehicle speed changes significantly. This enables fast upshifts and ensures safe operation of the motor vehicle.
In Ausgestaltung der Erfindung bleibt beim Beginn von Rückschaltungen die Kupplung geschlossen und die Steuerungseinrichtung steuert ein Stellglied zum Auslegen des Ursprungsgangs an. Anschließend ermittelt die Steuerungseinrichtung eine Zeit seit Ansteuerung des Stellglieds und überwacht, ob der Ursprungsgang ausgelegt wird. Ist dies der Fall, so wird der Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchgeführt. Falls die ermittelte Zeit seit Ansteuerung des Stellglieds eine Schwelle überschreitet, ohne dass der Ursprungsgang ausgelegt wurde, öffnet die Steuerungseinrichtung die Kupplung und der Gangwechsel wird mit geöffneter Kupplung durchgeführt.In an embodiment of the invention, the clutch remains closed at the start of downshifts and the control device controls an actuator for disengaging the Source gear. The control device then determines a time since the control of the actuator and monitors whether the original gear is disengaged. If this is the case, the gear change is carried out with the clutch closed. If the determined time since actuation of the actuator exceeds a threshold without the original gear having been disengaged, the control device opens the clutch and the gear change is carried out with the clutch open.
Um einen Gang auslegen zu können, darf von zugehörigen Schaltelementen, beispielsweise einer Schiebemuffe, kein oder nur ein sehr geringes Drehmoment übertragen werden. Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, dass die Kupplung geöffnet wird oder, bei geschlossener Kupplung, das abgegebene Drehmoment des Antriebsmotors gezielt geändert wird. Befindet sich das Kraftfahrzeug im Zugbetrieb, so muss das Drehmoment reduziert werden; im Schubbetrieb ist eine Drehmomenterhöhung notwendig. Ändert sich zum Zeitpunkt des gewünschten Auslegens die Fahrzeuggeschwindigkeit, so muss die Antriebsmotor gegen die aufgezwungene Drehzahländerung der Getriebeausgangs- und Eingangswelle den genannten Zustand am Schaltelement des Ursprungsgangs einstellen. Dies ist nur möglich, wenn die Dynamik des Antriebsmotors größer ist als die Dynamik des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise ist eine starke Fahrzeugverzögerung bei gleichzeitig angeforderter Rückschaltung diesbezüglich besonders kritisch.In order to be able to design a gear, no or only a very low torque may be transmitted from associated shift elements, for example a sliding sleeve. This can be achieved, on the one hand, by opening the clutch or, when the clutch is closed, by deliberately changing the output torque of the drive motor. If the motor vehicle is in train operation, the torque must be reduced; A torque increase is necessary in overrun mode. If the vehicle speed changes at the time of the desired design, the drive motor must set the stated state on the shift element of the original gear against the forced speed change of the transmission output and input shaft. This is only possible if the dynamics of the drive motor are greater than the dynamics of the motor vehicle. For example, a strong vehicle deceleration with a downshift requested at the same time is particularly critical in this regard.
Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren können auch in kritischen Situationen angeforderte Schaltungen sicher durchgeführt werden. Außerdem ist für einen möglichst großen Anteil von Gangwechseln mit geschlossener Kupplung keine genaue Kenntnis der Fahrzeugparameter, der Betriebsgrößen oder der Umweltgrößen notwendig. Somit kann ein verschleißarmer und sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden, wenn die genannten Größen nicht ermittelbar oder noch nicht ermittelt wurden.With the method described above, even in critical situations, requested circuits can be carried out safely. In addition, it is not necessary to have precise knowledge of the vehicle parameters, the operating parameters or the environmental parameters for the largest possible proportion of gear changes with the clutch engaged. Thus, low-wear and safe operation of the motor vehicle can can be guaranteed if the quantities mentioned cannot be determined or have not yet been determined.
Das Kraftfahrzeug kann in besonders vorteilhafter Weise als Nutzfahrzeug ausgeführt sein. Das Schaltklauengetriebe kann in vorteilhafter Weise über ein Vorschaltgetriebe, beispielsweise eine Splitgruppe, und ein Nachschaltgetriebe, beispielsweise eine Rangegruppe, verfügen.The motor vehicle can be designed as a commercial vehicle in a particularly advantageous manner. The shift dog gear can advantageously have a primary gear, for example a split group, and a secondary gear, for example a range group.
In besonders vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass im Falle, dass einmal die Fehlerhaftigkeit des Signals des Getriebeeinganswellendrehzahlsensors festgestellt ist, ab dann nur noch mit geschlossener Kupplung geschaltet wird. Somit wird sichergestellt, dass Gangwechsel in Kenntnis der Getriebeeinganswellendrehzahl erfolgen. Es wird erst dann das Steuergerät der Kupplung zurückgesetzt, wenn der Getriebe-einganswellendrehzahlsensor wieder funktionsfähig ist .In a particularly advantageous manner, it can be provided that in the event that the faulty signal of the transmission input shaft speed sensor is determined, shifting will then only take place with the clutch closed. This ensures that gear changes are made with knowledge of the transmission input shaft speed. The clutch control unit is only reset when the gearbox input shaft speed sensor is operational again.
Unteranspruch 5 ist besonders vorteilhaft in Kombination mit Patentanspruch 4.Sub-claim 5 is particularly advantageous in combination with claim 4.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . In der Zeichnung zeigen:Further advantages of the invention emerge from the description and the drawing. Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. The drawing shows:
Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltklauengetriebe in einer schematischen Darstellung,1 shows a drive train of a motor vehicle with an automated shift dog gear in a schematic representation,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Gangwechsels,2 is a flow chart of a gear change,
Fig. 3a, 3b jeweils ein Diagramm zur zeitlichen Darstellung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einer Hochschaltung des Schaltklauengetriebes und3a, 3b each show a diagram for the temporal representation of operating variables of the Motor vehicle with an upshift of the shift dog gear and
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer Rückschaltung in einer zweiten Ausführungsform.Fig. 4 is a flowchart of a downshift in a second embodiment.
Gemäß Fig. 1 weist ein Antriebsstrang 10 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs einen Antriebsmotor 14 auf, welcher von einer Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 16 steht mit nicht dargestellten Stellgliedern, beispielsweise für eine nicht dargestellte Auspuffklappe des Antriebsmotors 14, in Signalverbindung. Damit kann die Steuerungseinrichtung 16 Stellgrößen an die Stellglieder des Antriebsmotors 14 senden. Außerdem steht die Steuerungseinrichtung 16 in Signal erbindung mit nur teilweise dargestellten Sensoren. Zu diesen Sensoren gehören unter anderem ein Kurbelwellendrehzahlsensor 100 einer Kurbelwelle 13, ein Temperatursensor 101, mittels welchem die 01- /Wassertemperatur des Antriebsmotors 14 erfassbar ist und ein OT-Sensor 102, mittels welchem der Obere Totpunkt des jeweiligen Kolbens für den Zündzeitpunkt ermittelbar ist.1, a drive train 10 of a motor vehicle (not shown) has a drive motor 14 which is controlled by a control device 16. The control device 16 is in signal connection with actuators (not shown), for example for an exhaust flap (not shown) of the drive motor 14. The control device 16 can thus send manipulated variables to the actuators of the drive motor 14. In addition, the control device 16 is in signal connection with only partially shown sensors. These sensors include, among other things, a crankshaft speed sensor 100 of a crankshaft 13, a temperature sensor 101, by means of which the oil / water temperature of the drive motor 14 can be detected, and an TDC sensor 102, by means of which the top dead center of the respective piston for the ignition point can be determined.
Der Kurbelwellendrehzahlsensor 100 ist ein Hall-Sensor oder alternativ ein magnetoresistiver Sensor, der an einem Inkrementrad 103 sehr genau die Drehzahl der Kurbelwelle 13 sensiert. Die Drehzahl an diesem Kurbelwellendrehzahlsensor 100 wird programmtechnisch durch die Variable S2 erfasst. Der OT-Sensor 102 ist ein Hall-Sensor oder alternativ ein magnetoresistiver Sensor, der an einem Inkrementrad 104 eher ungenau die Stellung einer Nockenwelle 105 sensiert. Der Unterschied in der Genauigkeit der Messung liegt darin begründet, dass die Kurbelwelle 13 bzw. deren Inkrementrad 103 bei einem Viertaktmotor mit der doppelten Drehzahl rotiert, wie die Nockenwelle 105 bzw. deren Inkrementrad 104. Wird von der Steuerungseinrichtung die Stellung der Nockenwelle 105 über die Zeit ermittelt, so ergibt sich im Steuergerät 16 eine Nockenwellendrehzahl bzw. über eine Verdopplung dieser Nockenwellendrehzahl die Drehzahl der Kurbelwelle 13.The crankshaft speed sensor 100 is a Hall sensor or alternatively a magnetoresistive sensor which senses the speed of the crankshaft 13 very precisely on an increment wheel 103. The speed at this crankshaft speed sensor 100 is detected in the program by the variable S 2 . The OT sensor 102 is a Hall sensor or alternatively a magnetoresistive sensor which senses the position of a camshaft 105 rather imprecisely on an increment wheel 104. The difference in the accuracy of the measurement is due to the fact that the crankshaft 13 or its incremental wheel 103 rotates at twice the speed in a four-stroke engine, like the camshaft 105 or its incremental wheel 104. If the control device determines the position of the If camshaft 105 is determined over time, control cam 16 results in a camshaft speed or, by doubling this camshaft speed, the speed of crankshaft 13.
Die Kurbelwelle 13 ist über einen nicht näher dargestellten Kurbelwellenflansch drehfest mit einer Primärhälfte 106 einer Reibungskupplung 12 verbunden, welche auch die Schwungmasse des Antriebsmotors 14 bildet. Diese Primärhälfte 106 ist reibschlüssig koppelbar mit einer Sekundärhälfte 107 der Reibungskupplung 12.The crankshaft 13 is connected in a rotationally fixed manner to a primary half 106 of a friction clutch 12, which also forms the flywheel mass of the drive motor 14, via a crankshaft flange (not shown). This primary half 106 can be frictionally coupled to a secondary half 107 of the friction clutch 12.
Die Reibungskupplung 12 ist axial zwischen der Kurbelwelle 13 und einer Getriebeeingangswelle 11 eines automatisierten synchronringfreien Schaltklauengetriebes 19 angeordnet. Die Kupplung 12 und das Schaltklauengetriebe 19 werden von einer Steuerungseinrichtung 49 angesteuert. Die Steuerungseinrichtung 49 steht in Signalverbindung mit einem Stellglied 110 der Kupplung 12, einem Getriebeeingangswellendrehzahlsensors 108, mit welchem die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 erfassbar ist und nicht dargestellten Sensoren der Kupplung 12 und des Schaltklauengetriebes 19. Damit kann die Steuerungseinrichtung 49 die Kupplung 12 öffnen oder schließen und Gangwechsel im Schaltklauengetriebe 19 durchführen. Ein vomThe friction clutch 12 is arranged axially between the crankshaft 13 and a transmission input shaft 11 of an automated synchronizer-free shift dog gear 19. The clutch 12 and the shift dog gear 19 are controlled by a control device 49. The control device 49 is in signal connection with an actuator 110 of the clutch 12, a transmission input shaft speed sensor 108, with which the speed of the transmission input shaft 11 can be detected, and sensors (not shown) of the clutch 12 and the shift dog gearbox 19. This allows the control device 49 to open or close the clutch 12 and change gear in the shift dog gear 19. One from
Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108 ständig ermittelter Wert für die Getriebeeinganswellendrehzahl wird unter der Variable Si ständig aktualisiert im Steuergerät 49 abgelegt. Mittels weiterer nicht näher dargestellter Sensoren sind Betriebsgrößen wie die Temperatur der Kupplung 12 und des Getriebeöls des Schaltklauengetriebes 19 erfassbar. Außerdem steht die Steuerungseinrichtung 49 in Signal erbindung mit der Steuerungseinrichtung 16, wodurch ein Austausch von Daten, beispielsweise von Betriebsgrößen des Antriebsmotors 14 oder des Schaltklauengetriebes 19, sowie eine Anforderung von Drehzahländerungen des Antriebsmotors 14, welche dann von der Steuerungseinrichtung 16 umgesetzt werden, möglich sind. Insbesondere kann das Steuergerät 16 die Drehzahl der Kurbelwelle 13 an die Steuereinrichtung 49 weitergeben. Diese Drehzahl der Kurbelwelle 13 wird mittels des Drehzahlsensors 103 erfasst. Wenn dessen Signal unplausibel bzw. sogar nicht vorhanden ist, wird die Kurbelwellendrehzahl in einem Notlaufprogramm vom Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108 vorgegeben. Die Steuerungseinrichtung 49 ist außerdem mit einer Bedieneinheit 51 verbunden, mittels welcher ein Fahrzeugführer Gangwechsel des Schaltklauengetriebes 19 anfordern kann. Alternativ dazu können Gangwechsel von einem Ursprungs- in einen Zielgang auch in vollautomatisierter Weise von der Steuerungseinrichtung 49 ausgelöst werden. Die Ermittlung des Zielgangs ist dabei unter anderem von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einem Betätigungsgrad eines Fahrpedals durch den Fahrzeugführer abhängig.Transmission input shaft speed sensor 108, the continuously determined value for the transmission input shaft speed is stored in the control unit 49 under the variable Si, which is constantly updated. Operating variables such as the temperature of the clutch 12 and the transmission oil of the shift dog gear 19 can be detected by means of further sensors, not shown in any more detail. In addition, the control device 49 is in signal connection with the control device 16, as a result of which an exchange of data, for example of operating variables of the drive motor 14 or the shift dog gear 19, as well as a request for speed changes of the drive motor 14, which are then implemented by the control device 16. In particular, the control device 16 can forward the speed of the crankshaft 13 to the control device 49. This speed of the crankshaft 13 is detected by means of the speed sensor 103. If its signal is implausible or even not available, the crankshaft speed is specified in an emergency operation program by the transmission input shaft speed sensor 108. The control device 49 is also connected to an operating unit 51, by means of which a vehicle driver can request gear changes of the shift dog gear 19. Alternatively, gear changes from an origin gear into a target gear can also be triggered in a fully automated manner by the control device 49. The determination of the target gear depends, among other things, on the speed of the motor vehicle and the degree of actuation of an accelerator pedal by the vehicle driver.
Das Schaltklauengetriebe 19 ist als ein sogenanntes Zwei- Gruppengetriebe ausgeführt. Drehfest verbunden mit der Getriebeeingangswelle 11 ist ein Vorschaltgetriebe in Form einer Splitgruppe 17 angeordnet. Der Splitgruppe 17 nachgeordnet ist ein Hauptgetriebe 18. Somit sind bei dem Schaltklauengetriebe 19 axial aufeinander folgend die Getriebeeingangswelle 11, eine mittlere Hauptwelle 400 und die zweite Hauptwelle 29 angeordnet. Dabei ist die mittlere Hauptwelle 400 an ihrem einen vorderen axialen Ende in der Getriebeeingangswelle 11 und an ihrem hinteren axialen Ende in der zweiten Hauptwelle 29 gelagert.The shift dog gear 19 is designed as a so-called two-group gear. A primary transmission in the form of a split group 17 is arranged in a rotationally fixed manner with the transmission input shaft 11. A main transmission 18 is arranged downstream of the split group 17. The transmission input shaft 11, a central main shaft 400 and the second main shaft 29 are thus arranged axially in succession in the shift dog gear 19. The central main shaft 400 is supported at its one front axial end in the transmission input shaft 11 and at its rear axial end in the second main shaft 29.
Mittels der Splitgruppe 17 kann die Getriebeeingangswelle 11 über zwei verschiedene Zahnradpaarungen 20a, 21a mit einer parallel zur Getriebeeingangswelle 11 angeordnetenBy means of the split group 17, the transmission input shaft 11 can be connected to one via two different gear pairs 20a, 21a arranged parallel to the transmission input shaft 11
Vorgelegewelle 22 in Wirkverbindung gebracht werden. Dazu umfasst die vordere Zahnradstufe 20a eine Festrad 20b, welches drehfest und koaxial am vorderen Ende der Vorgelegewelle 22 angeordnet ist und ein Losrad 20c, welches drehbar und koaxial zur Getriebeeinganswelle 11 in der Ebene des Festrades 20b mit letzterem im verzahnten Eingriff angeordnet ist.Layshaft 22 are brought into operative connection. For this purpose, the front gear stage 20a comprises a fixed gear 20b, which is arranged non-rotatably and coaxially at the front end of the countershaft 22, and an idler gear 20c, which is arranged rotatably and coaxially with the transmission input shaft 11 in the plane of the fixed gear 20b with the latter in toothed engagement.
Die hintere Zahnradstufe 21a umfasst hingegen ein Festrad 21b, welches drehfest und koaxial auf der Vorgelegewelle 22 hinter dem Festrad 20b angeordnet ist und ein Festrad 21c, welches drehfest und koaxial zur mittleren Hauptwelle 400 in der Ebene des Festrades 21b mit letzterem im verzahnten Eingriff angeordnet ist.The rear gear stage 21a, on the other hand, comprises a fixed gear 21b, which is arranged in a rotationally fixed and coaxial manner on the countershaft 22 behind the fixed gear 20b, and a fixed gear 21c, which is arranged in a gear-locked engagement with the latter in the plane of the fixed gear 21b in the plane of the fixed gear 21b ,
Die beiden Zahnradpaarungen 20a, 21a weisen eine unterschiedliche Übersetzung auf. Die Übersetzung der jeweiligen Zahnradpaarung 20a, 21a wird ausgewählt, indem eine Schiebemuffe 41 aus einer Neutralstellung axial nach vorne geschoben wird, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 11 und dem Losrad 20c der vorderen Zahnradpaarung 20a oder indem die Schiebemuffe 41 aus der Neutralstellung axial nach hinten geschoben wird, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 11 und der mittleren Hauptwelle 400 bzw. dem Losrad 21c herzustellen.The two gear pairs 20a, 21a have a different ratio. The translation of the respective gear pair 20a, 21a is selected by pushing a sliding sleeve 41 axially forward from a neutral position, by a rotationally fixed connection between the transmission input shaft 11 and the idler gear 20c of the front gear pair 20a or by axially sliding the sliding sleeve 41 out of the neutral position is pushed behind to establish a rotationally fixed connection between the transmission input shaft 11 and the central main shaft 400 or the idler gear 21c.
Auf der Vorgelegewelle 22 sind ferner drehfest Festräder 23, 24, 25 für den 3., 2. und 1. Gang des Hauptgetriebes 18 angeordnet. Die Festräder 23, 24, 25 kämmen jeweils mit zugehörigen Losrädern 26, 27, 28, welche drehbar auf der koaxial zur Getriebeeingangswelle 11 angeordneten zweiten Hauptwelle 29 angeordnet sind. Das Losrad 26 kann mittels einer Schiebemuffe 30, die Losräder 27 und 28 mittels einer Schiebemuffe 31 verdrehfest und formschlüssig mit der zweiten Hauptwelle 29 verbunden werden.Fixed wheels 23, 24, 25 for the 3rd, 2nd and 1st gear of the main transmission 18 are also arranged on the countershaft 22 in a rotationally fixed manner. The fixed gears 23, 24, 25 each mesh with associated idler gears 26, 27, 28, which are rotatably arranged on the second main shaft 29 arranged coaxially to the transmission input shaft 11. The idler gear 26 can by means of a sliding sleeve 30, the idler gears 27 and 28 by means of a Sliding sleeve 31 are connected to the second main shaft 29 in a rotationally fixed and positive manner.
An der Vorgelegewelle 22 ist eine Synchronisiereinrichtung in Form einer Getriebebremse 52 angeordnet, welche von der Steuerungseinrichtung 49 ansteuerbar ist. Mittels der Getriebebremse 52 kann die Drehzahl der Vorgelegewelle 22 und damit auch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 gezielt verringert werden.A synchronization device in the form of a gear brake 52 is arranged on the countershaft 22 and can be controlled by the control device 49. The speed of the countershaft 22 and thus also the speed of the transmission input shaft 11 can be selectively reduced by means of the gear brake 52.
Die Schiebemuffe 41 der Splitgruppe 17 und die Schiebemuffen 30, 31, 39 des Hauptgetriebes 18 sind jeweils mit Schaltstangen 42, 43, 44, 45 betätigbar. Damit kann eine formschlüssige Verbindung zwischen zugehörigen Schaltelementen mit Schaltklauen und der zweiten Hauptwelle 29 hergestellt oder unterbrochen werden. Die Schaltstangen 42, 43, 44, 45 können mit einem Stellglied in Form eines xy- Stellers 48a, 48b, welcher von der Steuerungseinrichtung 49 angesteuert wird, betätigt werden. Wenn kein Gang im Schaltklauengetriebe 19 eingelegt ist, also kein Losrad formschlüssig mit der zweiten Hauptwelle 29 verbunden ist, dann befindet sich das Schaltklauengetriebe 19 in einer sogenannten Neutralstellung.The sliding sleeve 41 of the split group 17 and the sliding sleeves 30, 31, 39 of the main transmission 18 can each be actuated with shift rods 42, 43, 44, 45. A positive connection between the associated switching elements with switching claws and the second main shaft 29 can thus be established or interrupted. The shift rods 42, 43, 44, 45 can be actuated with an actuator in the form of an xy actuator 48a, 48b, which is controlled by the control device 49. If no gear is engaged in the shift dog gear 19, that is to say no idler gear is positively connected to the second main shaft 29, the shift dog gear 19 is in a so-called neutral position.
Von der zweiten Hauptwelle 29 wird das gewandelte Drehmoment und die Drehzahl des Antriebsmotors 14 mittels einer angeflanschten Antriebswelle 32 an ein Achsgetriebe 33 übertragen, welches bei ausgewogenem Drehmoment die Drehzahl über ein Differential in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen über zwei Abtriebswellen 34, 35 an Antriebsräder 36, 37 überträgt.From the second main shaft 29, the converted torque and the speed of the drive motor 14 are transmitted by means of a flanged drive shaft 32 to an axle drive 33 which, with balanced torque, the speed via a differential in the same or different proportions via two output shafts 34, 35 to drive wheels 36, 37 transmits.
Bei einem Gangwechsel von einem Ursprungsgang in einen Ziel- gang muss zuerst der Ursprungsgang ausgelegt werden. Da das Schaltklauengetriebe 19 als ein Getriebe ohne Synchronringe ausgeführt ist, muss zumindest bei Rückschaltungen, um den Zielgang einlegen zu können, die Vorgelegewelle 22 und damit auch die Eingangswelle 11 mittels des Antriebsmotors 14 bei geschlossener Kupplung 12 ungefähr auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs eingestellt werden. Die Synchrondrehzahl ist erreicht, wenn das Losrad des Zielgangs und die zweite Hauptwelle 29 zumindest näherungsweise die selbe Drehzahl aufweisen. Bei Hochschaltungen mit geöffneter Kupplung 12 kann die Vorgelegewelle 22 mittels der Getriebebremse 52 abgebremst und damit die Eingangswelle 11 synchronisiert werden.When changing gear from an original gear to a target gear, the original gear must be designed first. Since the shift dog gear 19 is designed as a transmission without synchronizer rings, at least in downshifts, around the To be able to engage the target gear, the countershaft 22 and thus also the input shaft 11 are adjusted approximately to the synchronous speed of the target gear by means of the drive motor 14 with the clutch 12 closed. The synchronous speed is reached when the idler gear of the target gear and the second main shaft 29 have at least approximately the same speed. In upshifts with the clutch 12 open, the countershaft 22 can be braked by means of the gear brake 52 and the input shaft 11 can thus be synchronized.
Das Auslegen des Ursprungsgangs kann entweder bei geschlossener oder geöffneter Kupplung durchgeführt werden. Ein häufiges Öffnen und Schließen der Kupplung 12 führt dabei zu einem starken Verschleiß und damit zu hohen Kosten für einen Tausch der Kupplung und Ausfall des Kraftfahrzeugs während des Tauschs . Deshalb ist es das Ziel, einen möglichst hohen Anteil der Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchzuführen.The original gear can be disengaged either with the clutch closed or open. Frequent opening and closing of the clutch 12 leads to heavy wear and thus to high costs for replacing the clutch and failure of the motor vehicle during the exchange. It is therefore the goal to carry out the highest possible number of gear changes with the clutch closed.
Dazu wird von der Steuerungseinrichtung 49, wie im Ablaufdiagramm in Fig. 2 dargestellt, nach einer Schaltanforderung gemäß Block 60 im nachfolgenden Block 200 eine Variable Saktiv auf den Si gesetzt, so dass ab diesem Zeitpunkt die ständig aktualisierte Getriebeeingangswellendrehzahl mittels desFor this purpose, the control device 49, as shown in the flowchart in FIG. 2 , sets a variable S active to the Si after a shift request according to block 60 in the subsequent block 200, so that from this point in time the constantly updated transmission input shaft speed is determined by means of the
Getriebeeingangswellendrehzahlsensors 108 erfasst wird. In der nachfolgenden Verzweigung 61 geprüft, ob keine ErstInbetriebnahme des Antriebsstrangs 10 vorliegt und ob eine Zeitspanne nach einem Start des Antriebsmotors 14 abgelaufen ist. Fällt die Prüfung positiv aus, so wird im Block 62 geprüft, ob unter der ständig aktualisierten Variable Saktiv ein fehlerhafter, ein unplausibler oder überhaupt kein Wert abgelegt wird. Fällt diese Überprüfung des Signals des Getriebewellendrehzahlsensors 108 positiv aus, liegt ein Fehler vor, so dass ab dem nächsten Block 201 das Signal für die Variable Saktiv dem Kurbelwellendrehzahlsensor 100 entnommen wird, wobei S2 unter der Variablen Saktiv abgelegt wird.Transmission input shaft speed sensor 108 is detected. In the following branch 61 it is checked whether the drive train 10 has not been started up for the first time and whether a period of time has elapsed after the drive motor 14 started. If the test is positive, a check is made in block 62 as to whether, under the constantly updated variable S active , an incorrect, implausible or none at all Value is stored. If this check of the signal from the transmission shaft speed sensor 108 is positive, there is an error, so that from next block 201 the signal for the variable S act i v is taken from the crankshaft speed sensor 100, S 2 being stored under the variable S act iv.
Fällt hingegen die Überprüfung in der Verzweigung 62 negativ aus, so dass die Variable Saktiv einen plausiblen Wert hat, wird der Block 201 übersprungen und es wird in der Verzweigung 202 überprüft, ob an einer weiteren Komponente des Antriebsstrangs 10 eine Fehlfunktion bzw. an einem weiteren Sensor ein fehlerhaftes Signal erkannt wurde. Dazu werden Informationen von anderen Steuerungseinrichtung, beispielsweise der Steuerungseinrichtung 16, oder von anderen Programmteilen eines Steuerprogramms der Steuerungseinrichtung 49, welche Funktionen von Komponenten überwachen, ausgewertet. Fällt die Prüfung negativ aus - es liegt also kein Fehler vor - so wird in der Verzweigung 63 geprüft, ob die Schaltung mit geschlossener Kupplung 12 durchgeführt werden kann. Dazu wird der Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 während der angeforderten Schaltung auf Grund der bekannten Fahrzeugparameter, der Betriebgrößen des Kraftfahrzeugs und der Umweltgrößen mittels an sich bekannten Bewegungsgleichungen vorausberechnet. Anschließend wird der vorausberechnete Verlauf mit den gespeicherten maximalen Gradienten der Drehzahl des Antriebsmotors 14 verglichen und festgestellt, ob zum einen ein Auslegen des Ursprungsgangs und zum anderen eine Synchronisation der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs möglich ist. Fällt die Prüfung positiv aus, so wird in Block 64 die Schaltung bzw. der Gangwechsel bei geschlossener Kupplung 12 durchgeführt. Dazu wird mittels einer Änderung des abgegebenen Drehmoments des Antriebsmotors 14 durch die Steuerungseinrichtung 16 das übertragene Drehmoment an den Schaltelementen des Ursprungs- gangs so weit reduziert, dass der Ursprungsgang ausgelegt werden kann. Anschließend findet die Synchronisation mittels des Antriebsmotors 14 statt . Sobald die unter Saktiv ständig aktualisierte Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 bzw. der Kurbelwelle 14 zumindest in etwas die Synchrondrehzahl des Zielgangs erreicht hat, wird der Zielgang eingelegt. Anschließend wird an des Antriebsmotors 14 wieder das Drehmoment eingestellt, welches der Fahrzeugführer mittels eines nicht dargestellten Fahrpedals vorgibt. Damit ist in Block 65 die Schaltung abgeschlossen.If, on the other hand, the check in the branch 62 turns out to be negative, so that the variable S act iv has a plausible value, the block 201 is skipped and it is checked in the branch 202 whether a malfunction or an on a further component of the drive train 10 Another sensor has detected a faulty signal. For this purpose, information from other control devices, for example control device 16, or from other program parts of a control program of control device 49, which monitor functions of components, is evaluated. If the test is negative - there is therefore no fault - it is checked in branch 63 whether the shift can be carried out with the clutch 12 closed. For this purpose, the course of the rotational speed of the transmission input shaft 11 during the requested shift is calculated in advance on the basis of the known vehicle parameters, the operating variables of the motor vehicle and the environmental variables by means of motion equations known per se. The previously calculated course is then compared with the stored maximum gradients of the rotational speed of the drive motor 14 and it is determined whether it is possible, on the one hand, to disengage the original gear and, on the other hand, to synchronize the rotational speed of the transmission input shaft 11 to the synchronous rotational speed of the target gear. If the test is positive, the shift or gear change is carried out with the clutch 12 closed in block 64. This is done by changing the torque delivered Drive motor 14 by the control device 16 reduces the transmitted torque on the shifting elements of the original gear so far that the original gear can be designed. The synchronization then takes place by means of the drive motor 14. As soon as the speed of the transmission input shaft 11 or the crankshaft 14, which is constantly updated under S act iv, has at least somewhat reached the synchronous speed of the target gear, the target gear is engaged. The torque that the vehicle driver specifies by means of an accelerator pedal, not shown, is then set again on the drive motor 14. This completes the circuit in block 65.
Fällt die Prüfung in der Verzweigung 202 positiv oder in der Verzweigung 61 oder 63 negativ aus, d.h. es liegt also eine Erstinbetriebnahme vor oder eine Zeitschwelle nach Start des Antriebsmotors 14 ist noch nicht abgelaufen, oder wurde bei einer Komponente des Antriebsstrangs 10 bzw. einem Sensor eine Fehlfunktion festgestellt oder ist die Schaltung nicht mit geschlossener Kupplung 12 durchführbar, so wird in Block 66 die Kupplung 12 durch Ansteuerung von der Steuerungseinrichtung 49 geöffnet. Anschließend wird in Verzweigung 67 geprüft, ob eine Hochschaltung ausgeführt werden soll. Ist dies der Fall so wird in Verzweigung 68 anhand von den in der Verzweigung 63 vorausberechneten Verläufen geprüft, ob die Getriebebremse 52 aktiviert, die Vorgelegewelle 22 und damit auch die Getriebeeingangswelle 11 aktiv abgebremst werden sollen. Fällt die Prüfung positiv aus, so wird in Block 69 die Schaltung in an sich bekannter Weise mit Aktivierung der Getriebebremse 52 durchgeführt . Dazu wird der Ursprungsgang ausgelegt, die Synchronisation mit Unterstützung durch die Getriebebremse 52 durchgeführt und anschließend der Zielgang eingelegt. Fällt die Prüfung in Verzweigung 67 oder 68 negativ aus, es soll also eine Rückschaltung oder eine Hochschaltung ohne Aktivierung der Getriebebremse 52 ausgeführt werden, so wird Block 70 die Schaltung in an sich bekannter Weise ohne Aktivierung der Getriebebremse 52 ausgeführt.If the test in branch 202 is positive or negative in branch 61 or 63, i.e. there is an initial start-up or a time threshold after the start of the drive motor 14 has not yet expired, or it has occurred for a component of the drive train 10 or a sensor If a malfunction is found or if the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed, the clutch 12 is opened in block 66 by activation by the control device 49. It is then checked in branch 67 whether an upshift should be carried out. If this is the case, it is checked in branch 68 on the basis of the prognoses calculated in branch 63 whether the transmission brake 52 is activated, the countershaft 22 and thus also the transmission input shaft 11 are to be actively braked. If the test is positive, the shift is carried out in block 69 in a manner known per se with activation of the transmission brake 52. For this purpose, the original gear is designed, the synchronization is carried out with the support of the gear brake 52 and the target gear is then engaged. If the test in branch 67 or 68 is negative, that is to say a downshift or an upshift is to be carried out without activating the transmission brake 52, block 70 the shift is carried out in a manner known per se without activating the transmission brake 52.
Anschließend an die Blöcke 69 oder 70, wenn also der Zielgang eingelegt ist, wird in Block 71 die Kupplung 12 wieder geschlossen und an des Antriebsmotors 14 wieder das vom Fahrzeugführer vorgegebene Drehmoment eingestellt. Damit ist ebenfalls in Block 65 die Schaltung abgeschlossen.Subsequent to blocks 69 or 70, that is, when the target gear is engaged, the clutch 12 is closed again in block 71 and the torque specified by the driver of the drive motor 14 is set again. The circuit is thus also completed in block 65.
Das Verfahren kann auch ohne die Verzweigungen 61 und/oder 202 durchgeführt werden.The method can also be carried out without branches 61 and / or 202.
In den Fig. 3a und 3b ist der zeitliche Verlauf von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einer Hochschaltung des Schaltklauengetriebes 19 von einem Ursprungs- in einen Zielgang dargestellt. Mittels dieser Verläufe wird die Durchführbarkeit von Hochschaltungen bei geschlossener Kupplung näher erläutert .3a and 3b show the time profile of operating variables of the motor vehicle when the shift dog gear 19 is shifted up from an origin gear into a target gear. The feasibility of upshifts with the clutch closed is explained in more detail by means of these curves.
In den Fig. 3a und 3b sind auf Abszissen 80a, 80b die Zeit, auf Ordinaten 81a, 81b eine Drehzahl bzw. ein Kupplungsstatus aufgetragen.3a and 3b, the time is plotted on the abscissa 80a, 80b, and a speed or a clutch status is plotted on the ordinate 81a, 81b.
In einer Phase al in Fig. 3a ist der Ursprungsgang noch eingelegt. Die Antriebsmotor 14 gibt ein konstantes Drehmoment ab und das Kraftfahrzeug beschleunigt, so dass die mittels Linie 82a dargestellte Drehzahl des Antriebsmotors 14 ansteigt. Zum Zeitpunkt 83a fordert der Fahrzeugführer mittels der Bedieneinheit 51 eine Hochschaltung an. In der Phase bl verringert der Antriebsmotor 14 das abgegebene Drehmoment (nicht dargestellt) , damit der Ursprungsgang ausgelegt werden kann. Dies bewirkt eine Schwankung der Drehzahl des Antriebsmotors 14 in der Phase bl . Am Ende der Phase bl, zum Zeitpunkt 84a ist der Ursprungsgang ausgelegt, das Schaltklauengetriebe 19 befindet sich damit in einer Neutralstellung. In der Phase cl sinkt die Drehzahl des Antriebsmotors 14 aufgrund der Motorbremswirkung ab.The phase of origin is still engaged in a phase A1 in FIG. 3a. The drive motor 14 outputs a constant torque and the motor vehicle accelerates, so that the speed of the drive motor 14 represented by line 82a increases. At time 83a, the vehicle driver requests an upshift using the control unit 51. In phase bl, the drive motor 14 reduces the output torque (not shown) so that the original gear can be disengaged. This causes the speed of the drive motor to fluctuate 14 in phase bl. At the end of phase b 1, at time 84 a, the original gear is disengaged, so that the shift dog gear 19 is in a neutral position. In phase cl, the speed of the drive motor 14 drops due to the engine braking effect.
Die Synchrondrehzahl des Zielgangs ist wie beschrieben proportional zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Die Linien 85a und 86a zeigen den Verlauf der Synchrondrehzahl in zwei verschiedenen Fällen. Im ersten mittels Linie 85a dargestellten Fall sinkt die Synchrondrehzahl nur langsam ab. Dies kann beispielsweise darin begründet sein, dass die Fahrbahn leicht abschüssig ist. Zum Zeitpunkt 87a erreicht die Drehzahl des Antriebsmotors 14 die Synchrondrehzahl, was dadurch dargestellt ist, dass sich die Linien 82a und 85a treffen. Damit kann der Zielgang eingelegt und das vom Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment eingestellt werden. Die Schaltung ist damit abgeschlossen und das Kraftfahrzeug beschleunigt wieder, die Drehzahl des Antriebsmotors 14 steigt in der Phase dl wieder an. Die Kupplung 12 bleibt dabei während des gesamten Schaltvorgangs geschlossen, wie anhand von Linie 88a im Zustand 1 zu sehen ist.As described, the synchronous speed of the target gear is proportional to the speed of the motor vehicle. Lines 85a and 86a show the course of the synchronous speed in two different cases. In the first case, represented by line 85a, the synchronous speed drops only slowly. This can be due, for example, to the fact that the road is slightly sloping. At time 87a, the speed of the drive motor 14 reaches the synchronous speed, which is shown by the fact that the lines 82a and 85a meet. This enables the target gear to be engaged and the torque requested by the driver to be set. The circuit is thus completed and the motor vehicle accelerates again, the speed of the drive motor 14 increases again in phase d1. The clutch 12 remains closed during the entire switching process, as can be seen in the state 1 on the basis of line 88a.
Der zweite Fall ist anhand von Linie 86a dargestellt. In diesem zweiten Fall sinkt die Synchrondrehzahl sehr stark ab. Dies kann beispielsweise darin begründet sein, dass die Fahrbahn ansteigt und/oder das Fahrzeug stark beladen ist und/oder der Fahrbahnuntergrund sehr weich ist. Die Synchrondrehzahl fällt schneller ab als die Drehzahl des Antriebsmotors 14. Damit kann die Drehzahl des Antriebsmotors 14 die Synchrondrehzahl nicht erreichen, der Zielgang kann nicht eingelegt werden. Damit kann die Schaltung nicht mit geschlossener Kupplung 12 durchgeführt werden. Bei der Prüfung, ob die Schaltung mit geschlossener Kupplung 12 durchgeführt werden kann - Verzweigung 63 in Fig. 2 -, werden diese Verläufe der Drehzahlen vorausberechnet und geprüft, ob die Drehzahl des Antriebsmotors 14 die Synchrondrehzahl erreicht oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, kann die Schaltung nicht mit geschlossener Kupplung 12 durchgeführt werden.The second case is shown using line 86a. In this second case, the synchronous speed drops very sharply. This can be due, for example, to the fact that the roadway rises and / or the vehicle is heavily loaded and / or the roadway surface is very soft. The synchronous speed drops faster than the speed of the drive motor 14. As a result, the speed of the drive motor 14 cannot reach the synchronous speed, and the target gear cannot be engaged. This means that the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed. When checking whether the shifting can be carried out with the clutch 12 closed - branch 63 in FIG. 2 - these profiles of the rotational speeds are calculated in advance and it is checked whether the rotational speed of the drive motor 14 reaches the synchronous rotational speed or not. If this is not the case, the shift cannot be carried out with the clutch 12 closed.
In Fig. 3b ist noch einmal der zweite Fall dargestellt, mit dem Unterschied, dass bei dem dargestellten Gangwechsel die Kupplung 12 geöffnet wird. In der Phase a2 ist die Kupplung 12 geschlossen, was durch Linie 88b im Zustand 1 dargestellt ist. Mit der Schaltanforderung zum Zeitpunkt 83b wird der Verlauf der Drehzahlen vorausberechnet und festgestellt, dass die Schaltung nur mit geöffneter Kupplung 12 ausgeführt werden kann. Demzufolge wird die Kupplung 12 sofort geöffnet, so dass diese sich im Zustand 0 befindet. In der Phase b2 wird der Ursprungsgang ausgelegt und in der Phase c2 wird die mittels Linie 82b dargestellte Drehzahl des Antriebsmotors 14 mittels der Getriebebremse 52 abgebremst. Damit erreicht zum Zeitpunkt 87b die Drehzahl des Antriebsmotors 14 die Synchrondrehzahl, der Zielgang kann eingelegt und die Kupplung 12 geschlossen werden. Die Schaltung ist damit abgeschlossen und das Kraftfahrzeug beschleunigt in der Phase d2 wieder. Die Schaltung kann damit mit geöffneter Kupplung durchgeführt werden.3b shows the second case again, with the difference that the clutch 12 is opened in the illustrated gear change. In phase a2, clutch 12 is closed, which is shown by line 88b in state 1. With the shift request at time 83b, the course of the speeds is calculated in advance and it is established that the shift can only be carried out with clutch 12 open. As a result, clutch 12 is opened immediately so that it is in state 0. In phase b2, the original gear is disengaged and in phase c2, the speed of the drive motor 14 shown by line 82b is braked by means of the gear brake 52. Thus, at time 87b, the speed of the drive motor 14 reaches the synchronous speed, the target gear can be engaged and the clutch 12 can be closed. The circuit is thus completed and the motor vehicle accelerates again in phase d2. The shift can thus be carried out with the clutch open.
In Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Rückschaltung entsprechend einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Nach einer Rückschaltanforderung gemäß Block 90 wird in Block 91 das abgegebene Drehmoment des Antriebsmotors 14 wie bei einer Schaltung mit geschlossener Kupplung 12 verändert, so dass der Ursprungsgang auslegbar sein müsste. Im folgenden Block 92 wird der xy-Steller 48a, 48b zum Auslegen des Ursprungsgangs angesteuert. Anschließend wird im Block 93 geprüft, ob der Ursprungsgang ausgelegt wurde. Ist dies der Fall so wird in der Verzweigung 94 abgefragt, ob das vom Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108 kommende Signal, welches unter der Variablen Si ständig aktualisiert abgelegt wird, korrekt bzw. plausibel bzw. überhaupt vorhanden ist.4 shows a flow chart of a downshift according to a second embodiment. After a downshift request according to block 90, the output torque of the drive motor 14 is changed in block 91 as in a shift with a closed clutch 12, so that the original gear would have to be able to be selected. In the following block 92, the xy actuator 48a, 48b is activated to disengage the original gear. It is then checked in block 93 whether the original gear has been disengaged. Is this the If so, it is queried in the branch 94 whether the signal coming from the transmission input shaft speed sensor 108, which is stored under the variable Si in an updated manner, is correct or plausible or is present at all.
Ist dies der Fall, so nimmt gemäß Block 300 die Variable Saktiv in ständig akualisierter Weise den Wert der Variablen Si an, deren Wert mittels des Signals des Getriebeeingangswellendrehzahlsensors 108 gebildet wird.If this is the case, then according to block 300, the variable S act iv assumes the value of the variable Si in a constantly updated manner, the value of which is formed by means of the signal from the transmission input shaft speed sensor 108.
Ist dies nicht der Fall - d.h. es liegt ein Fehler vor - so nimmt gemäß Block 301 die Variable Saktiv in ständig akualisierter Weise den Wert der Variablen S2 an, deren Wert mittels des Signals des Kurbelwellendrehzahlsensors 100 gebildet wird.If this is not the case - that is, there is an error - according to block 301, the variable S act i v assumes the value of the variable S 2 in a constantly updated manner, the value of which is formed by means of the signal from the crankshaft speed sensor 100.
Im Anschluss an die im Block 300 bzw. 301 durchgeführte Auswahl des Drehzahlsensors wird im Block 302 die Schaltung mit geschlossener Kupplung in Abhängigkeit von der Variablen Saktiv durchgeführt. Nach durchgeführter Rückschalung ist der Ablauf im Block 95 beendet. Falls die Prüfung in Block 93 negativ ausfällt, der Ursprungsgang also nicht ausgelegt wurde, wird im Block 96 geprüft, ob die Zeit seit Ansteuerung des xy-Stellers 48a, 48b eine Schwelle überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, so wird der Block 93 wiederholt. Ist die Schwelle in Block 96 überschritten, so wird in Block 97 die Kupplung geöffnet, in Block 98 die Schaltung mit geöffneter Kupplung durchgeführt und in Block 99 die Kupplung wieder geschlossen. Damit ist die Schaltung ebenso im Block 95 abgeschlossen.Following the processing performed in block 300 and 301, selection of the speed sensor, the circuit is performed ak tiv with the clutch in dependence on the variables in the block S 302nd After downshifting has been carried out, the process in block 95 is ended. If the test in block 93 is negative, that is to say the original gear has not been disassembled, it is checked in block 96 whether the time since actuation of the xy actuator 48a, 48b has exceeded a threshold. If this is not the case, block 93 is repeated. If the threshold is exceeded in block 96, the clutch is opened in block 97, the shift is performed with the clutch open in block 98 and the clutch is closed again in block 99. The circuit is thus also completed in block 95.
Die genannte Zeitschwelle im Block 96 kann dabei von Fahrzeugparametern des Kraftfahrzeugs, beispielsweise dem Fahrzeuggewicht, und/oder von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Drehzahl des Antriebsmotors 14, und/oder von Größen, welche die Umwelt des Kraftfahrzeugs beschreiben, beispielsweise der Neigung der Fahrbahn, abhängig sein.The time threshold mentioned in block 96 can be determined from vehicle parameters of the motor vehicle, for example the vehicle weight, and / or from operating variables of the motor vehicle, for example the rotational speed of the drive motor 14, and / or from variables which affect the environment of the vehicle Describe motor vehicle, for example, the inclination of the roadway, depending.
Das in Fig. 4 dargestellte Verfahren wird durchgeführt, wenn der Gangwechsel bei geschlossener Kupplung durchgeführt werden soll .The method shown in FIG. 4 is carried out when the gear change is to be carried out with the clutch closed.
Das zuvor beschriebene Auftreten eines Fehlers beim Signal des Getriebeeingangswellendrehzahlsensors 108 kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass bei geschlossener Kupplung 12 das Signal des Kurbelwellendrehzahlsensors 100 mit dem Signal des Getriebeeingangs- wellendrehzahlsensors 108 verglichen wird. Weichen die beiden Signale über einen Toleranzwert voneinander ab, so liegt entweder am Kurbelwellendrehzahlsensor 100 oder am Getriebe-eingangswellendrehzahlsensor 108 ein Fehler vor. Über einen Vergleich des jeweiligen Signals beispielsweise mit dem Signal des OT-Sensors über die Zeit lässt sich ermitteln, ob der Getriebeeinganswellendrehzahlsensor 108 oder der Kurbel -wellendrehzahlsensor 100 ein fehlerhaftes Signal liefert.The previously described occurrence of an error in the signal of the transmission input shaft speed sensor 108 can be determined, for example, by comparing the signal of the crankshaft speed sensor 100 with the signal of the transmission input shaft speed sensor 108 when the clutch 12 is closed. If the two signals deviate from one another by a tolerance value, then there is an error either on the crankshaft speed sensor 100 or on the transmission input shaft speed sensor 108. A comparison of the respective signal, for example with the signal of the TDC sensor over time, makes it possible to determine whether the transmission input shaft speed sensor 108 or the crank shaft speed sensor 100 is delivering a faulty signal.
Das Auftreten eines Fehler ist im Fall des kompletten Ausfalls eines Sensor auch ohne Vergleich mit einem anderen Sensor ermittelbar.In the event of a complete failure of one sensor, the occurrence of an error can also be determined without comparison with another sensor.
Die genannte Schwelle kann von Fahrzeugparametern des Kraftfahrzeugs und/oder von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder von Größen, welche die Umwelt des Kraftfahrzeugs beschreiben, abhängig sein.The threshold mentioned can be dependent on vehicle parameters of the motor vehicle and / or on operating variables of the motor vehicle and / or on variables which describe the environment of the motor vehicle.
Anstelle der beiden Steuerungseinrichtungen 16, 49 für den Antriebsmotor und die Schaltvorgänge kann ein gemeinsames Steuergerät vorgesehen sein. Anstelle eines gemeinsame Steuergerät, welches die beiden letztgenannten Steuereinrichtungen ersetzt, kann aber auch ein übergeordnetes Steuergerät vorgesehen sein, welches die Steuereinrichtungen des Antriebsmotors und des Schaltklauengetriebes koordiniert. Ein solches Steuergerät kann als Antriebsstrangmanager ausgelegt sein, welcher die Leistungsanforderung des Fahrzeugführers in eine Optimierung aus Antriebsmotormoment - Antriebsmotordrehzahl Getriebegang, d.h. Übersetzungsverhältnis im Getriebe umsetzt .Instead of the two control devices 16, 49 for the drive motor and the switching operations, a common control device can be provided. Instead of a common control device, which replaces the latter two control devices, a higher-level one can also be used Control device can be provided, which coordinates the control devices of the drive motor and the shift dog gear. Such a control unit can be designed as a drivetrain manager, which converts the driver's performance requirement into an optimization based on drive motor torque - drive motor speed, gear ratio, ie gear ratio in the transmission.
In Fig. 1 ist zusätzlich eine alternative Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Dabei ist anstelle des Getriebe- eingangswellendrehzahlsensors 108 ein schraffiert dargestellter Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108b vorgesehen, welcher die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 11 nicht unmittelbar an der Getriebeeingangswelle 11 abnimmt. Stattdessen wird die Drehzahl der mittleren Hauptwelle 400 vom Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108b sensiert. Diese Drehzahl wird über eine nicht näher dargestellte Daten-übertragungsleitung an das Steuergerät 49 übertragen. Dem Steuergerät 49 sind die aktuellen Stellungen des xy-Stellers 48a, 48b bekannt, so dass auch die aktuellen Stellungen der Schiebemuffen 41, 30, 31, 39 dem Steuergerät 49 bekannt sind. Stellt die Schiebemuffe 41 eine drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeinganswelle 11 und der mittleren Zwischenwelle 400 her, so ist die am Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108b sensierte Drehzahl gleich der Getriebeeingangswellen-drehzahl . Stellt die Schiebemuffe 41 hingegen eine drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeinganswelle 11 und dem Losrad 20c der Zahnradpaarung 20a her, so ermittelt das Steuergerät 49 anhand der am Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108b sensierten Drehzahl und der bekannten Übersetzungsverhältnisse der beiden Zahnradpaarungen 20a, 21a die Getriebeeingangswellendrehzahl .In Fig. 1, an alternative embodiment of the invention is additionally shown. Instead of the gearbox input shaft speed sensor 108, a hatched gearbox input shaft speed sensor 108b is provided, which does not decrease the speed of the gearbox input shaft 11 directly on the gearbox input shaft 11. Instead, the speed of the middle main shaft 400 is sensed by the transmission input shaft speed sensor 108b. This speed is transmitted to the control unit 49 via a data transmission line (not shown). The control unit 49 knows the current positions of the xy actuator 48a, 48b, so that the current positions of the sliding sleeves 41, 30, 31, 39 are also known to the control unit 49. If the sliding sleeve 41 establishes a rotationally fixed connection between the transmission input shaft 11 and the central intermediate shaft 400, the speed sensed at the transmission input shaft speed sensor 108b is equal to the transmission input shaft speed. If, on the other hand, the sliding sleeve 41 establishes a non-rotatable connection between the transmission input shaft 11 and the idler gear 20c of the gear pair 20a, the control device 49 determines the speed sensed at the transmission input shaft speed sensor 108b and the known gear ratios of the two gear pairs 20a, 21a the transmission input shaft speed.
In einer weiteren Ausgestaltungsalternative des Verfahrens zur Steuerung eines Schaltvorganges werden ab dem Zeitpunkt, ab dem ein fehlerhafter ein unplausibler oder überhaupt kein Wert vom Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108 bzw. 108b geliefert wird, jeder Gangwechsel mit geschlossener Kupplung durchgeführt. Es sind verschiedene Alternativen möglich, wann diese Unterdrückung von Gangwechseln mit offener Kupplung 12 beendet bzw. zurückgesetzt wird. In einer Alternative kann diese Unterdrückung von Gangwechseln mit geöffneter Kupplung 12 dann zurückgesetzt werden, wenn der Antriebsmotor 14 abgestellt und im Anschluss wieder angelassen wurde. In einer weiteren Alternative kann diese Unterdrückung von Gangwechseln mit geöffneter Kupplung 12 ausschließlich manuell über ein bidirektionales Diagnose- und/oder Applikationsgerät zurückgesetzt werden. Dabei schließt ein Fachmann aus der Werkstatt dieses Diagnose- und/oder Applikationsgerät an einen Diagnosestecker des Steuergerätes 49 an und bekommt in der Anzeige des Diagnosegerätes angezeigt, dass der vomIn a further alternative embodiment of the method for controlling a gearshift operation, each gear change is carried out with the clutch engaged from the point at which an incorrect, implausible or no value is supplied by the transmission input shaft speed sensor 108 or 108b. Various alternatives are possible when this suppression of gear changes with open clutch 12 is ended or reset. In an alternative, this suppression of gear changes with the clutch 12 disengaged can be reset when the drive motor 14 has been switched off and then started again. In a further alternative, this suppression of gear changes with the clutch 12 disengaged can only be reset manually via a bidirectional diagnostic and / or application device. A specialist from the workshop connects this diagnostic and / or application device to a diagnostic connector of the control device 49 and is shown in the display of the diagnostic device that the diagnostic device
Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 108 bzw. 108b geliefert Wert fehlerhaft ist. Im Anschluss kann der Fehler beispielsweise mittels Säuberung eines Steckkontaktes oder Wechsel des Getriebeeingangswellen-drehzahlsensor 108 bzw. 108b repariert werden. Im Anschluss wird der Fehlerspeicher mittels des bidirektionalen Diagnose- und/oder Applikationsgerät geleert, so dass die Unterdrückung von Gangwechseln mit geöffneter Kupplung 12 beendet bzw. zurückgesetzt ist.Transmission input shaft speed sensor 108 or 108b delivered value is incorrect. The fault can then be repaired, for example, by cleaning a plug contact or changing the transmission input shaft speed sensor 108 or 108b. The fault memory is then opened by means of the bidirectional diagnostic and / or Application device emptied so that the suppression of gear changes with clutch 12 disengaged is ended or reset.
Anstelle die beiden Schaltklauenhälften des Schaltklauengetriebes bei Drehzahlgleichheit einzurücken, kann bei der Erfindung auch ein Schaltverfahren Anwendung finden, bei welchem die Schaltklauenhälften bei einer Drehzahldifferenz eingerückt werden. Ein solches Schaltverfahren lässt sich besonders gut mit einer bestimmten Schaltklauengeometrie durchführen und ist beispielsweise in der DE 197 17 042 C2 beschrieben. Letztere Patentschrift soll mit deren Inhalt hiermit als in dieser Anmeldung aufgenommen gelten.Instead of indenting the two switching claw halves of the switching claw transmission when the speed is the same, a shifting method can also be used in the invention in which the switching claw halves are engaged at a speed difference. Such a shifting method can be carried out particularly well with a certain shifting claw geometry and is described, for example, in DE 197 17 042 C2. The content of the latter patent is hereby to be considered as included in this application.
Anstelle einer Getriebebremse zum Abbremsen der Vorgelegewelle sind auch andere Vorrichtungen bzw. Steuerungsverfahren denkbar. Insbesondere antriebsmotor- seitige Maßnahmen, wie eine Konstantdrossel oder eine Abgasdrossel können bei einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang Anwendung finden.Instead of a transmission brake for braking the countershaft, other devices or control methods are also conceivable. In particular, measures on the drive motor side, such as a constant throttle or an exhaust gas throttle, can be used in a drive train according to the invention.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen. The described embodiments are only exemplary configurations. A combination of the features described for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the device parts belonging to the invention can be found in the geometries of the device parts shown in the drawings.

Claims

Patentansprüche claims
Antriebsstrang mit einer Antriebswelle (13) die mittels einer automatisierten Kupplung (12) mit einer Getriebeeingangswelle (11) eines automatisierten Schaltklauengetriebes (19) kuppelbar ist, wobei Schaltvorgänge bei geschlossener Kupplung in Abhängigkeit von einem eine Getriebeeingangswellendrehzahl repräsentierenden Wert (Si) ausführbar sind, der von einem getriebeseitigen Sensor (108) ermittelbar ist wobei ferner ein antriebs- seitiger Sensor (100 oder 102) vorgesehen ist, der einen eine Antriebeswellendrehzahl repräsentierenden Wert (S2) ermittelt , dadurch gekennzeichnet, dass im Fehlerfall des Signals des einen Sensors (108 bzw. 100/102) der andere Sensor (100/102 bzw. 108) ein Ersatzsignal bildet.Drivetrain with a drive shaft (13) which can be coupled by means of an automated clutch (12) to a transmission input shaft (11) of an automated shift dog gear (19), shifting operations with the clutch closed depending on a value (Si) representing a transmission input shaft speed, which can be carried out can be determined by a transmission-side sensor (108), a drive-side sensor (100 or 102) is also provided, which determines a value (S 2 ) representing a drive shaft speed, characterized in that in the event of an error in the signal of one sensor (108 or . 100/102) the other sensor (100/102 or 108) forms an equivalent signal.
Antriebsstrang nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fehlerfall des getriebeseitigen Sensors (108) der Wert des antriebsseitigen Sensors (100 oder 102) ein Ersatzsignal für den die Getriebeeingangswellendrehzahl repräsentierenden Wert (S2) bereitstellt, so dass Schaltvorgänge in Abhängigkeit von dem Ersatzsignal des antriebsseitigen Sensors (100 oder 102) durchführbar sind. Drive train according to claim 1, characterized in that in the event of a fault in the transmission-side sensor (108), the value of the drive-side sensor (100 or 102) provides a substitute signal for the value (S 2 ) representing the transmission input shaft speed, so that switching operations as a function of the substitute signal of the drive-side sensor (100 or 102) can be carried out.
3. Antriebsstrang nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Sensor ein Kurbelwellendrehzahlsensor (100) ist und in dessen Fehlerfall der Wert des getriebeseitigen Sensors (108) ein Ersatzsignal für den die Kurbelwellendrehzahl repräsentierenden Wert (S2) bereitstellt, so dass eine Antriebsmotorsteuerung (16) die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Antriebswelle (13) in Abhängigkeit von dem Ersatzsignal des getriebeseitigen Sensors (108) steuert .3. The drive train according to claim 1, characterized in that the drive-side sensor is a crankshaft speed sensor (100) and in the event of a fault the value of the transmission-side sensor (108) provides a replacement signal for the value (S 2 ) representing the crankshaft speed, so that a drive motor control (16) controls the speed and / or the torque of the drive shaft (13) as a function of the replacement signal from the transmission-side sensor (108).
4. Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorganges eines automatisierten Schaltklauengetriebes (19) , in welches ein Antriebsmoment einer Antriebswelle (13) über eine automatisierte Kupplung (12) eingeleitet wird, wobei Schaltvorgänge bei geschlossener Kupplung (12) in Abhängigkeit von einem die Getriebeeingangswellendrehzahl repräsentierenden Wert (Sx) erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlerhaftem Wert (Si) ersatzweise ein weiterer Wert (S2) bereitgestellt wird, der eine Antriebswellendrehzahl repräsentiert .4.Method for controlling a switching process of an automated shift dog gear (19), into which a drive torque of a drive shaft (13) is introduced via an automated clutch (12), switching operations with the clutch closed (12) as a function of a value representing the transmission input shaft speed ( Sx), characterized in that, if the value (Si) is incorrect, a further value (S 2 ) is provided as an alternative, which represents a drive shaft speed.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler des Wertes mittels Vergleich der beiden Werte (Si und S2) festgestellt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that an error of the value is determined by comparing the two values (Si and S 2 ).
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlerhaftem Wert (Si) Schaltvorgänge ausschließlich mit geschlossener Kupplung (12) durchgeführt werden, bis ein im Fehlerspeicher eines Steuergerätes (49 bzw. 16) gesetzter Fehler zurückgesetzt wird. 6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized in that switching operations when the value (Si) is incorrect only be carried out with the clutch (12) closed until an error set in the error memory of a control unit (49 or 16) is reset.
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