DE102005037695A1 - Method for controlling the switching operation in an automatic gearbox comprises changing the target value for the switching force depending on the characteristic parameter e.g. differential revolution - Google Patents

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Abstract

Method for controlling the switching operation in an automatic gearbox comprises changing the target value for the switching force depending on the characteristic parameter such as differential revolution, duration of synchronizing or synchronization friction energy in the phase of the synchronization. Preferred Features: The target value for the switching force is reduced or increased during the synchronizing phase. Changing of the target value is successive or continuous.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Schaltbetätigung in einem automatisierten Schaltgetriebe, durch die eine Schiebemuffe im Schaltgetriebe betätigbar ist, um ein Ganglosrad und eine Getriebewelle formschlüssig in Drehrichtung miteinander zu verbinden.The The invention relates to a method for controlling a shift operation in an automated manual transmission through which a sliding sleeve in the Manual transmission operable is to form a gearless and a gear shaft in a positive fit To connect the direction of rotation with each other.

Das formschlüssige Verbinden von Ganglosrad und Getriebewelle oder, in anderen Worten, das Einlegen eines Ganges, der dem Gangrad zugeordnet ist, ist nur dann möglich, wenn das Ganglosrad und die Getriebewelle mit gleicher Drehgeschwindigkeit umlaufen. Um diesen Gleichlauf zu erreichen, wird beim Einlegen des Ganges in einer Phase der Synchronisierung die Drehzahl des Ganglosrads mit der Drehzahl der Getriebewelle synchronisiert. Dabei drückt die Schaltmuffe mit einer Schaltkraft gegen eine Reibkupplung, mittels derer der Gleichlauf zwischen Losrad und Welle erzielt wird.The positive Connecting gearwheel and transmission shaft or, in other words, the engagement of a gear associated with the gear wheel is only then possible when the Ganglosrad and the gear shaft at the same rotational speed circulate. To achieve this synchronization, when inserting of the gear in a phase of synchronization the speed of the Ganglosrads synchronized with the speed of the gear shaft. The presses Shift sleeve with a switching force against a friction clutch, by means of of which the synchronism between idler gear and shaft is achieved.

In der Phase der Synchronisierung legt die Schiebemuffe praktisch keinen Schaltweg zurück. Erst wenn der Gleichlauf zwischen Ganglosrad und Getriebewelle hergestellt ist, wird eine Sperrwirkung eines Synchronringes, der zwischen der Schiebemuffe und dem Ganglosrad angeordnet ist, aufgehoben, so dass nun die Schiebemuffe weiter verschoben werden kann, um die Getriebewelle und das Ganglosrad formschlüssig zu verbinden. Dadurch, dass die Sperrwirkung des Synchronringes schlagartig wegfällt, kann es zu unerwünschten dynamischen Effekten im Schaltgetriebe kommen. Dies ist auf die Federenergie zurückzuführen, die in den einzelnen Elementen der Schaltbetätigung gespeichert ist.In During the synchronization phase, the sliding sleeve practically does not set Switching path back. First when the synchronization between gearless gear and gear shaft made is a blocking effect of a synchronizer ring, between the Sliding sleeve and the Ganglosrad is arranged, repealed, so that Now the sliding sleeve can be moved further to the gear shaft and the Ganglosrad form-fitting connect to. Due to the fact that the locking effect of the synchronizer ring suddenly disappears, it can be undesirable come dynamic effects in the manual transmission. This is due to the spring energy attributed to stored in the individual elements of the shift operation.

Die DE 103 12 396 A1 offenbart eine Schaltstrategie für ein automatisiertes Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug. Wie der dortigen 3 und der dazugehörigen Figurenbeschreibung zu entnehmen ist, wird ein Soll- oder Zielwert für die Schaltkraft für die Phase der Synchronisierung auf einen konstanten Wert gesetzt. Dieser konstante Zielwert führt dazu, dass insbesondere am Ende der Synchronisierung der Ist-Wert der Schaltkraft dem Zielwert entspricht. Somit besteht bei der hier vorgeschlagenen Steuerungsstrategie die Gefahr, dass durch das plötzliche Wegfallen der Sperrwirkung des Synchronringes aufgrund der gespeicherten Energie in der Schaltbetätigung es zu den oben erwähnten unerwünschten dynamischen Effekten kommt.The DE 103 12 396 A1 discloses a shift strategy for an automated manual transmission in a motor vehicle. Like the local 3 and the associated figure description, a setpoint or target value for the switching force for the phase of synchronization is set to a constant value. This constant target value means that, in particular at the end of the synchronization, the actual value of the switching force corresponds to the target value. Thus, with the control strategy proposed here, there is the risk that the abruptly omitting the blocking effect of the synchronizing ring due to the stored energy in the switching operation leads to the abovementioned undesired dynamic effects.

Um die oben beschriebenen dynamischen Effekte nach Wegfall der Sperrwirkung zu reduzieren, kann der Zielwert für die Schaltkraft in der Phase der Synchronisierung auf einen kleineren Wert gesetzt werden. Dies jedoch führt zu längeren Schaltzeiten. Insbesondere bei hohen Motordrehzahlen und bei einer sportlichen Fahrweise werden jedoch hohe Schaltkräfte benötigt, um geringe Schaltzeiten zu erreichen, d. h. um schnelle Gangwechsel durchführen zu können.Around the above-described dynamic effects after elimination of the barrier effect can reduce the target value for the switching power in the phase Synchronization can be set to a smaller value. This however, leads to longer Switching times. Especially at high engine speeds and at a sporty driving style, however, high switching forces are needed to to achieve low switching times, d. H. for quick gear changes perform too can.

Des Weiteren kann bei einer Steuerungsstrategie mit einem über die gesamten Phase der Synchronisierung konstant gehaltenen Zielwert für die Schaltkraft das Problem auftreten, dass aufgrund erhöhter Schleppmomente im Getriebe die eingestellte Schaltkraft nicht ausreicht, über die Reibkupplung den gewünschten Gleichlauf zwischen Ganglosrad und Getriebewelle herzustellen. Dies kann einerseits zu unerwünscht langen Schaltzeiten und andererseits zu einer Überhitzung der Reibkupplung führen.Of Further, in a control strategy with one over the entire phase of synchronization constant held target value for the switching power the problem occur because of increased drag torques in the transmission the set switching force is insufficient, via the friction clutch the desired Synchronization between Ganglosrad and gear shaft produce. This on the one hand can be undesirable long switching times and on the other hand to overheat the friction clutch to lead.

Um auf unterschiedliche Betriebszustände oder Betriebsanforderungen flexibel eingehen zu können, schlägt die DE 199 61 117 A1 eine Getriebesteuerung für ein Schaltgetriebe vor, die mit einer programmgesteuerten Umschalteinrichtung versehen ist. Durch die Umschalteinrichtung wird in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges umgeschaltet zwischen einem Zielwert für die Schaltkraft in einem ersten Wertebereich und einem Zielwert für die Schaltkraft in einem zweiten Wertebereich, der über dem ersten Wertebereich liegt. Somit wird beispielsweise bei einer betont sportlichen Fahrweise der Zielwert für die Schaltkraft mittels der Umschaltvorrichtung hoch angesetzt. Dadurch werden kurze Schaltzeiten ermöglicht, jedoch vergleichsweise hohe dynamische Effekte müssen weiterhin in Kauf genommen werden.In order to respond flexibly to different operating conditions or operating requirements, the DE 199 61 117 A1 a transmission control for a manual transmission, which is provided with a program-controlled switching device. By the switching device is switched in response to operating conditions of the motor vehicle between a target value for the switching force in a first range of values and a target value for the switching force in a second range of values, which is above the first range of values. Thus, for example, in an emphatically sporty driving style, the target value for the shift force by means of the switching device is set high. This allows short switching times, but comparatively high dynamic effects must continue to be accepted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer Schaltbetätigung in einem automatisierten Schaltgetriebe bereitzustellen, durch das der Fahrkomfort und die Betriebssicherheit des Schaltgetriebes erhöht werden.Of the The invention is therefore based on the object, a method for controlling a switching operation to provide in an automated transmission through which the ride comfort and reliability of the gearbox are increased.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen können den Unteransprüchen entnommen werden.The The object underlying the invention is achieved by the method according to claim 1 solved. preferred versions can the dependent claims be removed.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Zielwert für die Schaltkraft in Abhängigkeit wenigstens einer Getriebekenngröße in der Phase der Synchronisierung geändert wird. Somit wird für die Schaltkraft in der Synchronisierung nicht nur ein Wert vorgegeben, der so lange gilt, bis die Sperrwirkung des Synchronringes wegfällt, sondern der Zielwert ist eine veränderliche Größe, der von gewissen Bedingungen abhängt. Diese Bedingung kann z. B. ein Erreichen einer vorher festgelegten Synchronzeit sein, also eines Zeitraums, währenddessen aufgrund der Sperrwirkung des Synchronringes sich die Schiebemuffe trotz anliegender Schaltkraft nicht weiter verschieben lässt. Andere Getriebekenngrößen können die Differenzdrehzahl oder die Synchronisationsreibenergie sein. Die Differenzdrehzahl berechnet sich dabei aus der Differenz der Drehzahl des Ganglosrads und der Drehzahl der Getriebewelle. Die Synchronisationsreibenergie kann aus der Zeitdauer, während derer die Schiebemuffe gegen die Reibkupplung drückt, und der anliegenden Schaltkraft sowie anhand von Kennwerten der Reibkupplung berechnet werden.According to the invention, it is proposed that the target value for the shift force is changed as a function of at least one transmission parameter in the phase of the synchronization. Thus, not only a value is given for the switching force in the synchronization, which applies until the locking effect of the synchronizer ring is eliminated, but the target value is a variable that depends on certain conditions. This condition can z. B. be reached a predetermined synchronous time, ie a period during which due to the blocking effect of the synchronizer ring, the sliding sleeve can not be moved despite applied switching force. Other transmission characteristics may be the differential speed or the synchronizing drive energy. The differential speed is calculated from the difference between the speed of the Ganglosrads and the speed of the gear shaft. The synchronizing drive energy can be calculated from the time duration during which the sliding sleeve presses against the friction clutch and the applied switching force, as well as from characteristic values of the friction clutch.

Beispielsweise kann der Zielwert für die Schaltkraft während der Synchronisierung reduziert werden. Um eine möglichst kurze Schaltzeit bei gleichzeitig möglichst geringen dynamischen Effekten zu erreichen, kann der Zielwert für die Schaltkraft zunächst auf einen hohen Wert festgelegt werden, der über eine gewisse Zeitspanne in der Phase der Synchronisierung konstant ist. Unterschreitet nun, wenn diese Getriebekenngröße beim erfindungsgemäßen Verfahren zu Grunde gelegt wird, die Differenz der Drehzahlen von Ganglosrad und Getriebewelle einen bestimmten Wert, kann ein verminderter Zielwert vorgegeben werden, so dass die in der Schaltbetäti gung gespeicherte Federenergie reduziert wird und bei Wegfall der Sperrwirkung damit die zu erwartenden dynamischen Effekte verringert werden.For example can be the target value for the switching power during the synchronization will be reduced. To get the shortest possible switching time at the same time preferably To achieve low dynamic effects, the target value for the shift force may initially be on set a high value over a period of time in the phase of synchronization is constant. Falls now, if this transmission characteristic in the inventive method is based on the difference of the speeds of Ganglosrad and gear shaft a certain value, can be a decreased target value be specified so that the stored in the Schaltbetäti supply spring energy is reduced and with the elimination of the blocking effect so that the expected dynamic effects are reduced.

Der Zielwert für die Schaltkraft kann während der Synchronisierung auch erhöht werden. So kann beispielsweise der anfänglich eingestellte Zielwert für die Schaltkraft nicht ausreichend sein, um die Drehzahl des Ganglosrads mit der Drehzahl der Getriebewelle zu synchronisieren. Die Ursache hierfür könnten erhöhte Schleppmomente im Schaltgetriebe sein, die größer sind als das Moment, das bei gegebener Schaltkraft durch die Reibkupplung aufgebaut werden kann. Somit kann beispielsweise nach einer gewissen Zeit der Zielwert für die Schaltkraft erhöht werden. Diese Erhöhung führt dazu, dass nun die Reibkupplung aufgrund der erhöhten Schaltkraft ein größeres Moment entwickelt, so dass der gewünschte Gleichlauf von Ganglosrad und Getriebewelle erreicht wird. Durch die Erhöhung der Schaltkraft kann nicht nur die Schaltzeit reduziert werden, sondern auch die Gefahr minimiert werden, dass die Reibkupplung zuviel Wärme produziert und überhitzt.Of the Target value for the switching force can during the Sync also increased become. For example, the initially set target value for the Shifting force will not be sufficient to the speed of the Ganglosrads to synchronize with the speed of the gear shaft. The cause therefor could increased Be dragging moments in the manual transmission, which are greater than the moment that be constructed by the friction clutch at a given switching force can. Thus, for example, after a certain time, the target value for the Switching force can be increased. This increase leads to, that now the friction clutch due to the increased shift force a larger moment designed so that the desired Synchronization of Ganglosrad and gear shaft is achieved. By the increase the switching power can not only reduce the switching time, but also the risk of being minimized is that the friction clutch too much heat produces and overheats.

Vorzugsweise kann nach erfolgter Erhöhung des Zielwertes in Abhängigkeit wenigstens einer Getriebekenngröße, wie Differenzdrehzahl, der Zielwert reduziert werden. Somit können einerseits kurze Schaltzeiten realisiert werden, andererseits aber auch die dynamischen Effekte bei bzw. durch Wegfall der Sperrbedingung vermieden werden.Preferably can after the increase of the Target value depending on at least one transmission parameter, such as Differential speed, the target value can be reduced. Thus, on the one hand short switching times are realized, but on the other hand, the avoid dynamic effects at or by elimination of the blocking condition become.

Die Veränderung des Zielwertes für die Schaltkraft kann vorzugsweise sukzessive, d. h. schrittweise, oder stetig ohne Sprünge erfolgen. Durch das schrittweise Verändern des Zielwertes werden größere Sprünge der Schaltkraft vermieden, wodurch unerwünschte dynamische Effekte minimiert werden können.The change of the target value for the switching force may preferably successively, d. H. stepwise or steadily without jumps respectively. By gradually changing the target value bigger jumps the Switching force avoided, thereby minimizing unwanted dynamic effects can be.

Vorzugsweise erfolgt die erfindungsgemäße Veränderung des Zielwertes für die Schaltkraft innerhalb der Phase der Synchronisierung nach einem Zeitabschnitt, in dem der Zielwert über einen längeren Zeitraum konstant gehalten worden ist. Beispielsweise kann der Zeitraum, in dem der Zielwert konstant gehalten wird, über 50 %, vorzugsweise über 80 % der gesamten Zeitdauer der Phase der Synchronisierung betragen. Somit folgt die Veränderung des Zielwertes vorzugsweise am Ende der Phase der Synchronisierung. So kann die Bedingung, bei der der Zielwert beispielsweise reduziert wird, so eingestellt werden, dass der Wegfall der Sperrwirkung, d. h. das Ende der Phase der Synchronisierung unmittelbar bevorsteht. Dies kann beispielsweise über die Differenzdrehzahl erfolgen, für die dann ein vergleichsweise kleiner Wert gewählt wird. Erst wenn die Differenz der Drehzahlen von Ganglosrad und Getriebewelle diesen (geringen) Wert unterschreitet, wird der Zielwert für die Schaltkraft reduziert. Dadurch ist während der nahezu gesamten Phase der Synchronisierung eine hohe Schaltkraft gegeben, die zu kurzen Schaltzeiten führt. Erst am Ende der Phase der Synchronisierung wird diese Schaltkraft abgebaut, um eine unerwünschte Dynamik zu vermeiden.Preferably the change according to the invention takes place of the target value for the switching force within the phase of synchronization after a period of time, in which the target value over a longer one Period has been kept constant. For example, the period of time in which the target value is kept constant, over 50%, preferably over 80% the total duration of the phase of synchronization. Thus the change follows of the target value preferably at the end of the phase of synchronization. For example, the condition in which the target value is reduced, for example is adjusted so that the elimination of the barrier effect, d. H. the end of the synchronization phase is imminent. This can be over, for example the differential speed, for which then a comparatively chosen small value becomes. Only when the difference in the speeds of Ganglosrad and Gear shaft falls below this (low) value, the target value for the Switching power reduced. This is during almost the entire phase the synchronization given a high switching power, too short Switching times leads. Only at the end of the phase of synchronization, this switching power degraded to an undesirable To avoid dynamics.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Schaltbetätigung eine Schaltwelle, durch deren Drehung die Schiebemuffe verschoben werden kann, wobei in der Phase der Synchronisierung ein Zielwert eines Drehmomentes eines die Schaltwelle drehenden Motors geändert wird. Somit wird nicht die Schaltkraft direkt, sondern eine andere mechanische Größe in ihrem Zielwert verändert, aus der sich aufgrund der vorgegebenen Geometrie der Schaltbetätigung die Schaltkraft, d. h. die Kraft, die auf die Schaltmuffe wirkt, abgeleitet werden kann.In a preferred embodiment the switching operation a shift shaft, moved by the rotation of the sliding sleeve can be, with a target value in the synchronization phase a torque of a switching shaft rotating motor is changed. Thus, not the switching force is directly, but another mechanical Size in her Target value changed, from the due to the given geometry of the switching operation the Switching force, d. H. the force that acts on the sliding sleeve derived can be.

Vorzugsweise wird als Motor ein Elektromotor verwendet, der als Drehantrieb der Schaltwelle in einfacher Weise eingesetzt werden kann. Es können aber auch andere Aktuatoren, vorzugsweise hydraulische Aktuatoren verwendet werdenPreferably is used as a motor, an electric motor, the rotary drive of the Shift shaft can be used in a simple manner. But it can Other actuators, preferably hydraulic actuators used become

Anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based of the figures, the invention is explained in detail. It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung eine Schaltbetätigung und eine Schaltvorrichtung eines Schaltgetriebes; 1 a schematic representation of a shift operation and a switching device of a gearbox;

2 diverse zeitliche Verläufe während eines Schaltvorganges im Schaltgetriebe; und 2 various time courses during a shift in the manual transmission; and

3 diverse zeitliche Verläufe gemäß 2, wobei ein Zielwert für die Schaltkraft reduziert wird. 3 various temporal courses according to 2 wherein a target value for the shift force is reduced.

1 zeigt in schematischer Weise das Zusammenspiel einer Schaltbetätigung 1 und einer Schaltvorrichtung 2 in einem hier nicht weiter dargestellten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Die Schaltbetätigung 1 umfasst eine Schaltwelle 3, die um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Des Weiteren umfasst die Schaltbetätigung 1 eine Schaltstange 5, die sich entlang eines Doppelpfeiles 6 in die Richtungen 6a, 6b verschieben lässt. 1 shows in a schematic way the interaction of a switching operation 1 and a switching device 2 in a manual transmission, not shown here, of a motor vehicle. The switching operation 1 includes a switching shaft 3 around a rotation axis 4 is rotatably mounted. Furthermore, the switching operation includes 1 a shift rod 5 moving along a double arrow 6 in the directions 6a . 6b can be moved.

Mit der Schaltwelle 3 drehfest verbunden ist ein Schaltfinger 7. Dieser Schaltfinger 7 greift mit einem der Schaltwelle 3 abgewandten Ende 8 in eine Aussparung 9 der Schaltstange 5. Wird die Schaltwelle 3 um ihre Drehachse 4 um einen bestimmten Drehwinkel gedreht, so wird diese Drehbewegung über den Schaltfinger 7 in eine translatorische Bewegung der Schaltstange 5 übertragen.With the switching shaft 3 rotatably connected is a shift finger 7 , This shift finger 7 engages with one of the selector shaft 3 opposite end 8th in a recess 9 the shift rod 5 , Will the shift shaft 3 around its axis of rotation 4 rotated by a certain angle of rotation, so this rotation is on the shift finger 7 in a translational movement of the shift rod 5 transfer.

Die Schaltvorrichtung 2, so wie sie in der EP 0 875 689 B1 offenbart ist, umfasst eine Schiebemuffe 10, die auf einer Getriebewelle 11 axial verschiebbar angeordnet ist. Ein schiebemuffeseitiges Ende 12 der Schaltstange 5 greift in eine Ausnehmung 13 der Schiebemuffe 10, so dass durch eine translatorische Bewegung der Schaltstange 5 in Richtung 6a, 6b sich die Schiebemuffe 10 in gleicher Richtung bzw. in axialer Richtung der Getriebewelle 11 verschieben lässt. Über eine Innenverzahnung 14 und einen Muffenträger 15 mit einer Außenverzahnung 16, die mit der Innenverzahnung 14 in Eingriff steht, ist die Schiebemuffe 10 drehfest mit der Getriebewelle 11 verbunden.The switching device 2 as they are in the EP 0 875 689 B1 discloses comprises a sliding sleeve 10 on a transmission shaft 11 is arranged axially displaceable. A sliding muffler end 12 the shift rod 5 engages in a recess 13 the sliding sleeve 10 , so that by a translational movement of the shift rod 5 in the direction 6a . 6b the sliding sleeve 10 in the same direction or in the axial direction of the transmission shaft 11 can be moved. About an internal toothing 14 and a sleeve carrier 15 with an external toothing 16 that with the internal toothing 14 engaged, is the sliding sleeve 10 non-rotatable with the gear shaft 11 connected.

Die Getriebewelle 11 trägt des Weiteren ein Ganglosrad 17 und ein dazu axial beabstandetes Ganglosrad 18. In der in der 1 dargestellten Position der Schiebemuffe 10 sitzen in Drehrichtung das Ganglosrad 17 und das Ganglosrad 18 lose auf der Getriebewelle 11. Das Ganglosrad 17 ist drehfest mit einem Kupplungskörper 19 verbunden, der eine Außenverzahnung 20 aufweist. Ebenfalls drehfest mit dem Ganglosrad 17 verbunden ist ein Reibring 21. Der Reibring 21 wirkt über eine konische Reibfläche 22 mit einem Synchronring 23 mit einer Außenverzahnung 24 zusammen. Der Synchronring 23 kann in der dargestellten Position der Schiebemuffe 10 zumindest beschränkt gegenüber Letztgenannter verdreht werden. In analoger Weise zum Ganglosrad 17 ist dem Ganglosrad 18 ebenfalls ein Kupplungskörper 25 mit einer Außenverzahnung 26, ein Reibring 27 und ein Synchronring 28 mit Außenverzahnung 29 zugeordnet, wobei Reibring 27 und Synchronring 28 über eine konische Reibfläche 30 zusammenwirken.The transmission shaft 11 also carries a gearless bike 17 and a gearwheel axially spaced therefrom 18 , In the in the 1 shown position of the sliding sleeve 10 sit in the direction of rotation of the Ganglosrad 17 and the gear wheel 18 loose on the gear shaft 11 , The gear wheel 17 is non-rotatable with a coupling body 19 connected, which has an external toothing 20 having. Also rotatably with the Ganglosrad 17 connected is a friction ring 21 , The friction ring 21 acts via a conical friction surface 22 with a synchronizer ring 23 with an external toothing 24 together. The synchronizer ring 23 can in the illustrated position of the sliding sleeve 10 be twisted at least limited to the latter. In a similar way to the Ganglosrad 17 is the Ganglosrad 18 also a coupling body 25 with an external toothing 26 , a friction ring 27 and a synchronizer ring 28 with external teeth 29 assigned, with friction ring 27 and synchronizer ring 28 via a conical friction surface 30 interact.

Durch Verschieben der Schiebemuffe 10 in Richtung 6a lässt sich eine drehfeste formschlüssige Verbindung zwischen dem Ganglosrad 17 und der Getriebewelle 11 herstellen. Die Außenverzahnung 20 des Kupplungskörpers 19 und die Außenverzahnung 16 des Muffenträgers 15 stehen dann mit der Innenverzahnung 14 der Schiebemuffe 10 in Eingriff. Der Drehmomentfluss erfolgt somit von der Getriebewelle 11 auf den Muffenträger 15, vom Muffenträger 15 auf die Schiebemuffe 10 und von dort aus über den Kupplungskörper 19 auf das Ganglosrad 17. Ist die formschlüssige Verbindung zwischen Getriebewelle 11 und Ganglosrad 17 hergestellt, kann entsprechend das Schaltgetriebe über das Ganglosrad 17 Drehmoment übertragen. Ein Gang des Schaltgetriebes, das dem Ganglosrad 17 zugeordnet ist, lässt sich demzufolge durch das oben beschriebene Verschieben der Schaltstange 5 – verursacht durch ein Drehen der Schaltwelle 3 – einlegen.By moving the sliding sleeve 10 in the direction 6a can be a non-rotatable positive connection between the Ganglosrad 17 and the gear shaft 11 produce. The external toothing 20 of the coupling body 19 and the external teeth 16 of the sleeve carrier 15 then stand with the internal teeth 14 the sliding sleeve 10 engaged. The torque flow thus takes place from the transmission shaft 11 on the sleeve carrier 15 , from the sleeve carrier 15 on the sliding sleeve 10 and from there via the coupling body 19 on the Ganglosrad 17 , Is the positive connection between transmission shaft 11 and gearless wheel 17 made, according to the manual transmission via the Ganglosrad 17 Transmit torque. A gear of the gearbox, the gearless wheel 17 is assigned, can therefore by the above described shifting the shift rod 5 - caused by turning the stem 3 - insert.

Dem Ganglosrad 18 auf der Getriebewelle 11 ist ein anderer Gang des Schaltgetriebes zugeordnet. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe 10 in Richtung 6b kann eine formschlüssige Verbindung zwischen der Getriebewelle 11 und dem Ganglosrad 18 hergestellt werden. Wie schon am Beispiel des Ganglosrads 17 beschrieben, ist die Schiebemuffe 10 so weit in Richtung 6b zu verschieben, dass deren Innenverzahnung 14 sowohl mit der Außenverzahnung 16 des Muffenträgers 15 als auch mit der Außenverzahnung 26 des Kupplungskörpers 25 in Eingriff steht.The Ganglosrad 18 on the gear shaft 11 is assigned to another gear of the manual transmission. By axial displacement of the sliding sleeve 10 in the direction 6b can be a positive connection between the transmission shaft 11 and the gear wheel 18 getting produced. As with the example of the Ganglosrads 17 described is the sliding sleeve 10 so far in the direction 6b to shift that its internal teeth 14 both with the external teeth 16 of the sleeve carrier 15 as well as with the external teeth 26 of the coupling body 25 engaged.

Beim Einlegen des dem Ganglosrad 17 zugeordneten Ganges bzw. beim Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen Getriebewelle 11 und Ganglosrad 17 lässt sich der Schaltvorgang, d. h. das axiale Verschieben der Schiebemuffe 10 in Richtung 6a, in verschiedene Phasen unterteilen. In einer Phase der Vorsynchronisierung wird die Schiebemuffe 10 so weit in Richtung 6a verschoben, bis die Schiebemuffe 10 an einer axialen Auflagefläche 31 des Synchronringes 23 anliegt. Die Phase der Vorsynchronisierung dient dazu, eine spielfreie Verbindung sowohl in axialer Rich tung als auch in Drehrichtung zwischen Schiebemuffe 10 und Synchronring 23 herzustellen.When inserting the gear wheel 17 associated gear or when establishing the positive connection between the transmission shaft 11 and gearless wheel 17 can the switching operation, ie the axial displacement of the sliding sleeve 10 in the direction 6a , divide into different phases. In a phase of pre-synchronization, the sliding sleeve becomes 10 so far in the direction 6a moved until the sliding sleeve 10 on an axial bearing surface 31 of the synchronizer ring 23 is applied. The phase of Vorsynchronisierung serves a play-free connection both in the axial direction Rich and in the direction of rotation between the sliding sleeve 10 and synchronizer ring 23 manufacture.

Solange eine Differenz zwischen der Drehzahl der Schiebemuffe 10 und des Synchronringes 23 einerseits und der Drehzahl des Ganglosrads 17 und des Kupplungskörpers 19 andererseits vorliegt, lässt sich die Schiebemuffe 10 nicht weiter in Richtung 6a verschieben. Durch eine Schaltkraft, mit der die Schiebemuffe 10 gegen den Synchronring 23 in axialer Richtung der Getriebewelle 11 drückt, wird über die Reibfläche 22 Drehmoment zwischen Synchronring 23 und Reibring 21 unter Schlupf übertragen. Diese Phase des Schaltvorganges stellt die Phase der Synchronisierung dar. In dieser Phase gleichen sich die Drehzahlen des Ganglosrads 17 und der Getriebewelle 11 an. Sobald ein Gleichlauf zwischen Ganglosrad 17 und Getriebewelle 11 erreicht ist, verliert der Synchronring 23 seine Sperrwirkung, so dass sich nun die Schiebemuffe 10 mit ihrer Innenverzahnung 14 weiter in Richtung 6a axial verschie- ben lässt, bis sie in einer axialen Endposition mit dem Kupplungskörper 19 und dessen Außenverzahnung 20 formschlüssig in Eingriff steht. Dieses axiale Verschieben der Schiebemuffe 10 am Ende des Schaltvorganges definiert eine Phase des Ineinandergreifens der Innenverzahnung 14 der Schiebemuffe 10 mit der Außenverzahnung 20 des Kupplungskörpers 19.As long as a difference between the speed of the sliding sleeve 10 and the synchronizer ring 23 on the one hand and the speed of the Ganglosrads 17 and the coupling body 19 on the other hand, can be the sliding sleeve 10 not further in the direction 6a move. By a switching force with which the sliding sleeve 10 against the synchronizer ring 23 in the axial direction of the gear shaft 11 presses, over the friction surface 22 Torque between synchronizer ring 23 and friction ring 21 transferred under slippage. This phase of the switching process represents the phase of the synchronization. In this phase are equal to the speeds of the Ganglosrads 17 and the gear shaft 11 at. Once a synchronization between Ganglosrad 17 and gear shaft 11 is reached, loses the synchronizer ring 23 its blocking effect, so that now the sliding sleeve 10 with its internal teeth 14 continue in the direction 6a Move axially until it in an axial end position with the coupling body 19 and its external teeth 20 positively engages. This axial displacement of the sliding sleeve 10 at the end of the shift defines a phase of meshing of the internal teeth 14 the sliding sleeve 10 with the external teeth 20 of the coupling body 19 ,

2 und 3 zeigen diverse zeitliche Verläufe eines oben beschriebenen Schaltvorganges, wobei die Schaltwelle 3 über einen in der 1 nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. 2a gibt den Verlauf der Drehzahl nE des Elektromotors über der Zeit t während des Schaltvorganges wieder. 2b zeigt den zeitlichen Verlauf eines Drehmomentes ME, das der Elektromotor abgibt. 2c zeigt den zeitlichen Verlauf eines Motorwinkels αE und des Weges X10, den die Schiebemuffe 10 beim Schaltvorgang in Richtung 6a bzw. Richtung 6b (vgl. 1) zurücklegt. 2d schließlich zeigt die Kraft F, mit der die Schaltbetätigung 1 gegen die Schiebemuffe 10 drückt. 2 and 3 show various temporal courses of a switching process described above, wherein the shift shaft 3 about one in the 1 Electric motor, not shown, is driven. 2a gives the course of the speed n E of the electric motor over the time t during the switching process again. 2 B shows the time course of a torque M E , which emits the electric motor. 2c shows the time course of a motor angle α E and the path X 10 , the sliding sleeve 10 when switching in the direction 6a or direction 6b (see. 1 ) covers. 2d Finally, shows the force F, with the switching operation 1 against the sliding sleeve 10 suppressed.

Der Schaltvorgang, wie oben bereits dargelegt, lässt sich in verschiedene Phasen unterteilen, die in den 2 und 3 durch die römischen Ziffern I, II, III gekennzeichnet sind. Die Phase I entspricht dabei der Phase der Vorsynchronisierung, die Phase II der Phase der Synchronisierung und die Phase III der Phase des Ineinandergreifens von Schaltmuffe 10 und entsprechendem Kupplungskörper 19 bzw. 25.The switching process, as already explained above, can be divided into different phases, which in the 2 and 3 are marked by the Roman numerals I, II, III. Phase I corresponds to the phase of the pre-synchronization, the phase II of the phase of the synchronization and the phase III of the phase of engagement of the shift sleeve 10 and corresponding coupling body 19 respectively. 25 ,

Wie der 2c zu entnehmen ist, ist der von der Schiebemuffe 10 zurückgelegte Weg X10 in der Phase der Synchronisierung II konstant, d. h. in dieser Phase II bleibt die axiale Position der Schiebemuffe 10 praktisch unverändert. In dieser Phase II erhöht sich entsprechend eines Zielwertes FZ die Schaltkraft, wobei eine gemessene Schaltkraft Fist von dem Zielwert FZ in der Phase der Synchronisierung II nur leicht abweicht. Die Schaltkraft Fist wird dabei durch das Drehmoment ME des Elektromotors an der Schaltwelle 3 (vgl. 1, 2b) bereitgestellt. Aufgrund der Elastizität von Schaltwelle 3, Schaltfinger 7 und der Schaltstange 5 ergibt sich ein geringer Unterschied 32 zwischen dem ( auf den Weg X10 normierten) Motorwinkel αE und dem Weg X10. Die Schaltbetätigung 1 ist gespannt und speichert eine entsprechende Federenergie. Fällt nun am Ende der Phase der Synchronisierung II die Sperrwirkung des Synchronringes 23 bzw. 28 weg, so führt diese in der Schaltbetätigung 1 gespeicherte Federenergie zu unerwünschten Schwingungen der Schaltkraft Fist in der Phase III.Again 2c it can be seen, that of the sliding sleeve 10 traveled path X 10 in the phase of synchronization II constant, ie in this phase II remains the axial position of the sliding sleeve 10 practically unchanged. In this phase II increases in accordance with a target value F Z, the switching force, with a measured switching force F ist only slightly deviates from the target value F Z in the phase of synchronization II. The switching force F is thereby by the torque M E of the electric motor to the shift shaft 3 (see. 1 . 2 B ) provided. Due to the elasticity of selector shaft 3 , Shift finger 7 and the shift rod 5 there is a small difference 32 between the (normalized on the path X 10 ) motor angle α E and the path X 10th The switching operation 1 is excited and stores a corresponding spring energy. Now falls at the end of the phase of synchronization II, the blocking effect of the synchronizer ring 23 respectively. 28 away, so this leads in the shift operation 1 stored spring energy to unwanted vibrations of the switching force F is in phase III.

3 zeigt nun die Verläufe gemäß der 2, wenn beim Steuern der Schaltbetätigung 1 das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird und, wie in der 3d zu erkennen ist, wird vor Ende der Phase II der Zielwert FZ für die Schaltkraft in mehreren Schritten sukzessive reduziert wird. Dieser Reduktion erfolgt zu einem Zeitpunkt 33, in dem eine vorab festgelegte Bedingung erfüllt ist. Beispielsweise könnte sich die Bedingung auf die Differenz zwischen der Drehzahl des Ganglosrads und der Drehzahl der Getriebewelle 11 beziehen. So kann das Verfahren vorsehen, dass der Zielwert FZ für die Schaltkraft reduziert wird, wenn die Differenzdrehzahl einen vorbestimmten Wert unterschreitet. 3 now shows the courses according to the 2 when controlling the shift operation 1 the inventive method is used and, as in the 3d can be seen, the target value F Z for the switching force is successively reduced in several steps before the end of phase II. This reduction occurs at a time 33 in which a predetermined condition is met. For example, the condition could be based on the difference between the speed of the gear wheel and the speed of the gear shaft 11 Respectively. Thus, the method may provide that the target value F Z for the shift force is reduced when the differential speed falls below a predetermined value.

Um die Schaltkraft F zu reduzieren, wird die Schaltbetätigung 1 entlastet, indem der an der Schaltwelle 1 anliegende Elektromotor leicht zurückgedreht wird (vgl. 3a nach dem Zeitpunkt 33). Dadurch sinkt das Drehmoment des Elektromotors (vgl. 3b) und auch die in der Schaltbetätigung 1 gespeicherte Federenergie, die (näherungsweise) proportional zum Unterschied 32 ist (vgl. 3c). Aufgrund der nun geringeren Federenergie weisen die Schwingungen der gemessenen Schaltkraft Fist in der Phase III kleinere Amplituden auf. Die unerwünschten dynamischen Effekte können somit deutlich reduziert werden.To reduce the shifting force F, the shifting operation becomes 1 Relieved by the on the shift shaft 1 fitting electric motor is easily turned back (see. 3a after the time 33 ). This reduces the torque of the electric motor (see. 3b ) and also in the shift operation 1 stored spring energy, which is (approximately) proportional to the difference 32 is (cf. 3c ). Due to the now lower spring energy, the vibrations of the measured switching force F is in phase III smaller amplitudes. The unwanted dynamic effects can thus be significantly reduced.

In Abweichung von 3 kann der Zielwert nach dem Zeitpunkt 33 auch sukzessive erhöht werden, wenn zum Beispiel die eingestellte Schaltkraft nicht zu dem gewünschten Gleichlauf von Ganglosrad 17 und Getriebewelle 11 führte bzw. der vorbestimmte Wert für die Drehzahldifferenz in einer vorgegebenen Zeit nicht erreicht wurde.In deviation from 3 may be the target value after the time 33 be increased gradually, for example, if the set switching force is not the desired synchronization of Ganglosrad 17 and gear shaft 11 led or the predetermined value for the speed difference was not reached in a given time.

11
Schaltbetätigungshift operation
22
Schaltvorrichtungswitching device
33
Schaltwelleshift shaft
44
Drehachseaxis of rotation
55
Schaltstangeshift rod
66
Doppelpfeildouble arrow
77
Schaltfingershift finger
88th
EndeThe End
99
Aussparungrecess
1010
Schiebemuffesliding sleeve
1111
Getriebewellegear shaft
1212
EndeThe End
1313
Ausnehmungrecess
1414
Innenverzahnunginternal gearing
1515
Muffenträgersleeve carrier
1616
Außenverzahnungexternal teeth
1717
LosradLosrad
1818
LosradLosrad
1919
Kupplungskörperclutch body
2020
Außenverzahnungexternal teeth
2121
Reibringfriction ring
2222
Reibflächefriction surface
2323
Synchronringsynchronizer ring
2424
Außenverzahnungexternal teeth
2525
Kupplungskörperclutch body
2626
Außenverzahnungexternal teeth
2727
Reibringfriction ring
2828
Synchronringsynchronizer ring
2929
Außenverzahnungexternal teeth
3030
Reibflächefriction surface
3131
Auflageflächebearing surface
3232
Unterschieddifference
II
Phase der Vorsynchronisierungphase the presynchronization
IIII
Phase der Synchronisierungphase the synchronization
IIIIII
Phase des Ineinandergreifensphase of the mesh

Claims (8)

Verfahren zum Steuern einer Schaltbetätigung (1) in einem automatisierten Schaltgetriebe, durch die eine Schiebemuffe (10) im Schaltgetriebe betätigbar ist, um ein Ganglosrad (17, 18) und eine Getriebewelle (11) formschlüssig zu verbinden, wobei in einer Phase der Synchronisierung (11) die Schaltbetätigung (1) die Schaltmuffe (10) mit einer Schaltkraft (F) gegen eine Reibkupplung drückt, um mittels der Reibkupplung einen Gleichlauf zwischen Ganglosrad (17, 18) und Getriebewelle (11) zu erzielen, und wobei nach erfolgter Synchronisierung eine formschlüssige Verbindung zwischen Getriebewelle (11) und Ganglosrad (17, 18) herstellbar ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zielwert (FZ) für die Schaltkraft in Abhängigkeit wenigstens einer Getriebekenngröße wie Differenzdrehzahl, Dauer der Synchronisierung oder Synchronisationsreibenergie in der Phase der Synchronisierung (11) geändert wird.Method for controlling a switching operation ( 1 ) in an automated transmission through which a sliding sleeve ( 10 ) in the gearbox is operable to a Ganglosrad ( 17 . 18 ) and a transmission shaft ( 11 ), in a phase of synchronization ( 11 ) the switching operation ( 1 ) the sliding sleeve ( 10 ) with a shift force (F) presses against a friction clutch, by means of the friction clutch a synchronization between Ganglosrad ( 17 . 18 ) and transmission shaft ( 11 ), and wherein after synchronization, a positive connection between transmission shaft ( 11 ) and Ganglosrad ( 17 . 18 ) can be produced, characterized in that a target value (F Z ) for the shift force as a function of at least one transmission parameter such as differential speed, duration of the synchronization or synchronization drive energy in the phase of synchronization ( 11 ) will be changed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert (FZ) für die Schaltkraft während der Phase der Synchronisierung (11) reduziert wird.A method according to claim 1, characterized in that the target value (F Z ) for the switching force during the phase of synchronization ( 11 ) is reduced. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert (FZ) für die Schaltkraft die während der Phase der Synchronisierung (11) erhöht wird.A method according to claim 2, characterized in that the target value (F Z ) for the switching force during the phase of synchronization ( 11 ) is increased. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert (FZ) für die Schaltkraft nach erfolgter Erhöhung in Abhängigkeit wenigstens einer Getriebekenngröße wie Differenzdrehzahl reduziert wird.A method according to claim 3, characterized in that the target value (F Z ) for the shift force is reduced after the increase in dependence on at least one transmission parameter such as differential speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Zielwertes (FZ) sukzessive oder stetig ohne Sprünge erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the change of the target value (F Z ) takes place successively or continuously without jumps. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Zielwertes (FZ) nach einem Zeitabschnitt erfolgt, in dem der Zielwert (FZ) konstant gehalten worden ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the change of the target value (F Z ) takes place after a period of time in which the target value (F Z ) has been kept constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbetätigung (1) eine Schaltwelle (3) umfasst, durch deren Drehung die Schiebemuffe verschoben wird, wobei ein Zielwert eines Drehmoments ME eines die Schaltwelle drehenden Motors in der Phase der Synchronisierung (11) geändert wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the switching operation ( 1 ) a shift shaft ( 3 ), by the rotation of which the sliding sleeve is displaced, wherein a target value of a torque M E of a shaft rotating the motor in the phase of synchronization ( 11 ) will be changed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Elektromotor ist.Method according to claim 7, characterized in that that the engine is an electric motor.
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