DE102021208341A1

DE102021208341A1 - Method for detecting the status of a switching device

Info

Publication number: DE102021208341A1
Application number: DE102021208341.2A
Authority: DE
Inventors: Mario Steinborn; Martin Rist
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2023-02-02
Also published as: CN115701504A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zustandserkennung einer Schalteinrichtung (1) eines Getriebes (100), wobei die Schalteinrichtung (1) ein verstellbares Schaltelement (2) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen zwei Komponenten des Getriebes (100) und einen Aktuator (3) zum Verstellen des Schaltelementes (2) aufweist. Das Verfahren umfasst das Ansteuern (S4) des Aktuators (3) zum Verstellen des Schaltelements (2) während über das Schaltelement (2) ein Drehmoment zwischen den zwei Komponenten des Getriebes (100) übertragen wird. Ferner umfasst das Verfahren das Ermitteln (S5) einer Zustandsänderung der Schalteinrichtung (1) und das Erkennen (S6.1, S6.2; S6.3; S6.4) einer Anomalie in der Schalteinrichtung (1) auf Basis der ermittelten Zustandsänderung.The present invention relates to a method for detecting the status of a shifting device (1) of a transmission (100), the shifting device (1) having an adjustable shifting element (2) for transmitting a torque between two components of the transmission (100) and an actuator (3 ) for adjusting the switching element (2). The method includes activating (S4) the actuator (3) to adjust the shifting element (2) while a torque is being transmitted between the two components of the transmission (100) via the shifting element (2). The method also includes determining (S5) a change in state of the switching device (1) and recognizing (S6.1, S6.2; S6.3; S6.4) an anomaly in the switching device (1) on the basis of the determined change in state.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zustandserkennung einer Schalteinrichtung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Steuereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens und ein Getriebe mit solch einer Steuereinrichtung.The present invention relates to a method for detecting the status of a switching device. Furthermore, the invention relates to a control device for carrying out the method and a transmission with such a control device.

Stand der TechnikState of the art

Getriebe für Nutzfahrzeuge stellen verschiedene Gänge bereit, zwischen denen mittels einer Schalteinrichtung umgeschaltet werden kann. Die Schalteinrichtung kann ein formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise eine Schaltmuffe, aufweisen, das eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Festrad und einem Losrad einer Getriebestufe herstellen kann. Die Schalteinrichtung kann ferner einen Aktuator und eine mit diesem mechanisch wirkverbundene Schaltgabel aufweisen, über welche das Schaltelement verstellt werden kann. Beispielsweise bei Getrieben für Nutzkraftwagen treten hohe Belastungen auf, die zu einem signifikanten Verschleiß oder sogar einer Beschädigung von Komponenten der Schalteinrichtung führen können. Der Verschleiß kann durch Fertigungsprobleme, Applikationsfehler, seltene Toleranzlagen oder sonstige Parameter hervorgerufen werden. Die DE 10 2018 222 026 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlererkennung beim Verstellen des Schaltelements, indem ein Ist-Schaltwegverlauf mit einem Soll-Schaltwegverlauf verglichen wird.Transmissions for commercial vehicles provide different gears, between which it is possible to switch using a switching device. The shifting device can have a positive-locking shifting element, for example a shift sleeve, which can create a positive-locking connection between a fixed wheel and a loose wheel of a gear stage. The shifting device can also have an actuator and a shifting fork that is mechanically operatively connected thereto and via which the shifting element can be adjusted. For example, in the case of transmissions for commercial vehicles, high loads occur which can lead to significant wear or even damage to components of the switching device. The wear can be caused by manufacturing problems, application errors, rare tolerance positions or other parameters. The DE 10 2018 222 026 A1 relates to a method for detecting errors when adjusting the shifting element by comparing an actual shifting path with a target shifting path.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zustandserkennung einer Schalteinrichtung eines Getriebes. Bei dem Getriebe kann es sich um ein Getriebe für ein Nutzfahrzeug, beispielsweise einen Lastkraftwagen, handeln. Bei dem Getriebe kann es sich um ein Automatikgetriebe für ein Nutzfahrzeug, beispielsweise in Vorgelegebauweise, handeln, das als Gruppengetriebe ausgebildet sein kann. Das Getriebe kann ein Hauptgetriebe mit mehreren Gängen, beispielsweise drei Gängen, für die Vorwärtsfahrt und beispielsweise einem Gang für die Rückwärtsfahrt aufweisen. Darüber hinaus kann das Getriebe eine Vorschaltgruppe mit beispielsweise zwei Übersetzungsstufen aufweisen, welche als Splitgruppe ausgelegt sein kann. Die Vorschaltgruppe kann in Vorgelegebauweise ausgebildet sein. Ferner kann das Getriebe eine Bereichsgruppe aufweisen, die in Planetenbauweise ausgebildet sein kann. Die Bereichsgruppe kann beispielsweise zwei Fahrstufen, wie eine Langsam- und eine Schnellfahrstufe, bereitstellen.The present invention relates to a method for detecting the state of a shifting device of a transmission. The transmission can be a transmission for a commercial vehicle, for example a truck. The transmission can be an automatic transmission for a commercial vehicle, for example with a countershaft design, which can be designed as a group transmission. The transmission can have a main transmission with several gears, for example three gears, for forward travel and, for example, one gear for reverse travel. In addition, the transmission can have an upstream group with, for example, two transmission stages, which can be designed as a splitter group. The front-mounted group can be designed in countershaft construction. Furthermore, the transmission can have a range group, which can be designed in a planetary design. For example, the range group may provide two speed levels, such as a slow and a high speed level.

Die Schalteinrichtung des Getriebes kann ein verstellbares Schaltelement aufweisen, mit dem ein Drehmoment zwischen zwei Komponenten des Getriebes übertragen werden kann. Bei dem Schaltelement kann es sich um ein formschlüssiges Schaltelement handeln. Das Schaltelement kann als Schaltmuffe ausgebildet sein, die beispielsweise eine Innenverzahnung aufweisen kann, über welche zwei außenverzahnte Räder drehfest miteinander verbunden werden können. Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Schaltelement mindestens zwei Schaltstellungen auf. In einer ersten Schaltstellung verbindet es ein Festrad drehfest mit einem ersten Losrad, um ein erstes Übersetzungsverhältnis zu schalten. In einer zweiten Schaltstellung verbindet das Schaltelement das Festrad drehfest mit einem zweiten Losrad, um ein zweites Übersetzungsverhältnis zu schalten. Das Schaltelement kann ferner eine dritte Schaltstellung aufweisen, beispielsweise eine Neutralstellung.The shifting device of the transmission can have an adjustable shifting element with which a torque can be transmitted between two components of the transmission. The switching element can be a form-fitting switching element. The switching element can be designed as a shift sleeve, which can have internal teeth, for example, via which two externally toothed wheels can be connected to one another in a rotationally fixed manner. Within the scope of one embodiment, the switching element has at least two switching positions. In a first switching position, it connects a fixed wheel in a rotationally fixed manner to a first idler wheel in order to switch a first transmission ratio. In a second switching position, the switching element connects the fixed wheel in a rotationally fixed manner to a second idler wheel in order to switch a second transmission ratio. The switching element can also have a third switching position, for example a neutral position.

Die Schalteinrichtung weist ferner einen Aktuator auf, über welchen das Schaltelement, beispielsweise zum Umschalten zwischen den Übersetzungsstufen, verstellt werden kann. Bei dem Aktuator kann es sich um einen hydraulisch angetriebenen Aktuator handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Aktuator um einen pneumatisch angetriebenen Aktuator handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Aktuator um einen elektrisch angetriebenen Aktuator handeln. Der Aktuator kann ein Linearaktuator sein. Der Aktuator kann mittels einer Schaltmechanik mit dem Schaltelement mechanisch wirkverbunden sein. Die Schaltmechanik kann eine mit dem Aktuator mechanisch verbundene Schaltstange aufweisen, über welche eine Verstellbewegung des Aktuators an eine Schaltgabel und von dieser an das Schaltelement übertragen werden kann.The shifting device also has an actuator, via which the shifting element can be adjusted, for example to switch between the gear ratio stages. The actuator can be a hydraulically driven actuator. Alternatively or additionally, the actuator can be a pneumatically driven actuator. Alternatively or additionally, the actuator can be an electrically driven actuator. The actuator can be a linear actuator. The actuator can be mechanically operatively connected to the switching element by means of a switching mechanism. The shifting mechanism can have a shifting rod which is mechanically connected to the actuator and via which an adjustment movement of the actuator can be transmitted to a shifting fork and from there to the shifting element.

Das Verfahren umfasst das Ansteuern des Aktuators zum Verstellen des Schaltelements während über das Schaltelement ein Drehmoment zwischen den zwei Komponenten des Getriebes übertragen wird. Ein Ansteuern des Aktuators kann beispielsweise das Ausgeben eines Verstellbefehls an den Aktuator durch eine Steuereinrichtung des Getriebes umfassen, über welchen das Schaltelement im lastfreien Zustand verstellt werden kann. Beispielsweise kann der Verstellbefehl einem Befehl entsprechen, mit dem das Schaltelement über den Aktuator in eine andere Schaltstellung zum Schalten einer anderen Getriebeübersetzung verstellt werden kann. Das Ansteuern des Aktuators der Schalteinrichtung erfolgt jedoch in einem Lastzustand, bei dem das Schaltelement ein Drehmoment zwischen zwei Komponenten überträgt und damit beispielsweise eine bestimmte Getriebeübersetzung des Getriebes schaltet. In diesem Lastzustand können die zwischen dem Schaltelement und mindestens einer der beiden Komponenten auftretenden Kräfte, beispielsweise Reibkräfte, solch ein Ausmaß aufweisen, dass eine Verstellung des Schaltelements mittels des Aktuators durch diese Kräfte unterbunden wird. Das Ansteuern des Aktuators kann jedoch dennoch zu einer sonstigen Zustandsänderung der Schalteinrichtung führen. Das Ansteuern des Aktuators kann derart erfolgen, dass lediglich geringe Schaltkräfte auf die Schalteinrichtung aufgebracht werden, um eine Belastung und damit Abnutzung zu minimieren.The method includes controlling the actuator to adjust the shifting element while a torque is being transmitted between the two components of the transmission via the shifting element. Controlling the actuator can include, for example, the outputting of an adjustment command to the actuator by a control device of the transmission, via which the shifting element can be adjusted in the no-load state. For example, the adjustment command can correspond to a command with which the shift element can be shifted via the actuator into a different shift position for shifting a different gear ratio. However, the actuation of the actuator of the switching device takes place in a load state in which the switching element transmits a torque between two components and thus, for example, switches a specific gear ratio of the transmission. In this load condition between the switching element and at least forces occurring in one of the two components, for example frictional forces, have such an extent that an adjustment of the switching element by means of the actuator is prevented by these forces. However, driving the actuator can still lead to another change in the state of the switching device. The actuator can be controlled in such a way that only small shifting forces are applied to the shifting device in order to minimize loading and thus wear.

In einem weiteren Schritt umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Zustandsänderung der Schalteinrichtung. Bei der Zustandsänderung kann es sich um eine Änderung der Lage, der Position, der Orientierung, der Temperatur, der Form und/oder einer sonstigen Größe von mindestens einer Komponente oder einem Abschnitt einer Komponente der Schalteinrichtung handeln. Die Zustandsänderung kann kausal mit der Ansteuerung des Aktuators sein. Die Zustandsänderung kann ermittelt werden, indem eine Größe zum Zeitpunkt vor mit der Größe zum Zeitpunkt während oder nach der Ansteuerung des Aktuators verglichen wird. Ferner umfasst das Verfahren das Erkennen einer Anomalie in der Schalteinrichtung auf Basis der ermittelten Zustandsänderung. Hierfür kann die ermittelte Zustandsänderung beispielsweise mit einem oder mehreren vorbestimmten Grenzwerten, beispielsweise einer Soll-Zustandsänderung, verglichen werden. Eine Anomalie kann dann erkannt werden, wenn die ermittelte Zustandsänderung einen vorbestimmten Wert um ein bestimmtes Maß über- oder unterschreitet. Im Rahmen einer Ausführungsform wird die Zustandsänderung mehrfach und/oder über eine bestimmte Zeitspanne ermittelt und lediglich dann eine Anomalie erkannt, wenn der Mittelwert die für die Anomalie geforderte Bedingung(en) erfüllt.In a further step, the method includes determining a change in the state of the switching device. The change in state can be a change in location, position, orientation, temperature, shape and/or another variable of at least one component or a section of a component of the switching device. The change in status can be causal to the activation of the actuator. The change in state can be determined by comparing a variable at the point in time before with the variable at the point in time during or after the actuation of the actuator. The method also includes detecting an anomaly in the switching device on the basis of the determined change in status. For this purpose, the determined status change can be compared, for example, with one or more predetermined limit values, for example a desired status change. An anomaly can be detected when the ascertained change in status exceeds or falls below a predetermined value by a specific amount. Within the scope of one embodiment, the change in state is determined several times and/or over a certain period of time and an anomaly is only recognized if the mean value fulfills the condition(s) required for the anomaly.

Mit der vorliegenden Erfindung kann auf einfache und kosteneffiziente Weise der Zustand einer Schalteinrichtung eines Getriebes erkannt und überwacht werden. Die Überwachung kann dabei während des normalen Getriebebetriebs erfolgen, sodass beispielsweise kein Fahrzeugstillstand erforderlich ist. Fener sind für die Überwachung keine zusätzlichen Komponenten erforderlich, was das Verfahren kostengünstig macht und eine einfache Nachrüstbarkeit in bestehende Systeme erlaubt.With the present invention, the state of a shifting device of a transmission can be detected and monitored in a simple and cost-efficient manner. The monitoring can take place during normal transmission operation, so that the vehicle does not have to be stationary, for example. Furthermore, no additional components are required for monitoring, which makes the method cost-effective and allows easy retrofitting into existing systems.

In einer Ausführungsform umfasst das Ansteuern des Aktuators ein beidseitiges Ansteuern zum Verschieben des Schaltelements in entgegengesetzte Richtungen. So kann der Ansteuerbefehl an den Aktuator ausgebildet sein, um das Schaltelement in eine erste und in eine zweite entgegengesetzte Richtung zu verstellen. Die beiden entgegengesetzten Richtungen können auf einer Geraden liegen, beispielsweise dann, wenn es sich um einen Linearaktuator handelt. Durch das beidseitige Ansteuern des Schaltelements kann die Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden, da eine Zustandsveränderung in beide Verstellrichtungen ermittelt werden kann. So kann beispielsweise auch eine Anomalie erkannt werden, die lediglich bei einer der Verstellrichtungen auftritt. In einer alternativen Ausführungsform kann das Ansteuern des Aktuators lediglich ein einseitiges Ansteuern zum Verschieben des Schaltelements lediglich in eine einzige Richtung umfassen.In one embodiment, the actuation of the actuator includes actuation on both sides to displace the switching element in opposite directions. The control command to the actuator can thus be designed to move the switching element in a first and in a second opposite direction. The two opposite directions can lie on a straight line, for example when it is a linear actuator. The accuracy of the method can be increased by driving the switching element on both sides, since a change in state can be determined in both adjustment directions. For example, an anomaly can also be detected that only occurs in one of the adjustment directions. In an alternative embodiment, the actuation of the actuator can only comprise a one-sided actuation for displacing the switching element in only one direction.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ermitteln, ob das Schaltelement einen ausreichenden Lastzustand aufweist. Im Rahmen dessen kann beispielsweise ermittelt werden, ob die zwischen den zwei Komponenten des Getriebes über das Schaltelement übertragene Last eine Höhe aufweist, bei welcher eine Bewegung des Schaltelements beim Ansteuern des Aktuators ausgeschlossen ist. Beispielsweise kann ein zwischen den zwei Komponenten und dem Schaltelement wirkendes Drehmoment gemessen oder berechnet werden. Über das Drehmoment kann beispielsweise eine zwischen den Komponenten wirkende Kraft, beispielsweise Reibkraft, ermittelt werden. Im Rahmen einer Ausführungsform kann das Ansteuern des Aktuators lediglich dann erfolgen, wenn die auf das Schaltelement wirkende Last ein Verstellen des Schaltelements beim Ansteuern des Aktuators unterbindet. Im Rahmen einer Ausführungsform kann der Ansteuerungsbefehl des Aktuators an die auf das Schaltelement wirkende Last angepasst werden, um so ein Verstellen des Schaltelements zu verhindern. Bei geringem Lastzustand des Schaltelements kann so beispielsweise lediglich eine geringe Schaltkraft appliziert werden.In one embodiment, the method includes determining whether the switching element has a sufficient load state. Within the framework of this, it can be determined, for example, whether the load transmitted between the two components of the transmission via the shifting element is of a magnitude at which movement of the shifting element when the actuator is actuated is precluded. For example, a torque acting between the two components and the shifting element can be measured or calculated. For example, a force acting between the components, for example frictional force, can be determined via the torque. Within the scope of one specific embodiment, the actuator can only be actuated when the load acting on the switching element prevents the switching element from being displaced when the actuator is actuated. Within the scope of one embodiment, the activation command of the actuator can be adapted to the load acting on the switching element in order to prevent the switching element from being displaced. In the case of a low load state of the shifting element, for example, only a small shifting force can be applied.

Im Rahmen einer Ausführungsform kann das Erkennen einer Anomalie das Vergleichen der Zustandsänderung mit einer Soll-Zustandsänderung umfassen. Bei der Soll-Zustandsänderung kann es sich um eine Zustandsänderung der Schalteinrichtung handeln, die beispielsweise bei entsprechender Ansteuerung des Aktuators im Neuzustand ermittelt wurde. Die Soll-Zustandsänderung kann durch den Hersteller ermittelt worden sein. Die Soll-Zustandsänderung kann auf einem nicht-flüchtigen Speicher in einer Steuereinrichtung der Schalteinrichtung hinterlegt sein. Der Hersteller kann die Soll-Zustandsänderung auf dem nicht-flüchtigen Speicher während des Herstellungsprozesses hinterlegen, sodass dieser beim Ausliefern der Schalteinrichtung bereits gespeichert ist. Für jede Schaltposition der Schalteinrichtung kann eine eigene Soll-Zustandsänderung hinterlegt sein. Das Erkennen einer Anomalie kann im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform ferner das Erkennen eines Verschleißes der Schalteinrichtung umfassen, wenn die Zustandsänderung um einen bestimmten Schwellenwert von der Soll-Zustandsänderung abweicht. Beispielsweise kann ein Verschleiß erkannt werden, wenn die Zustandsänderung 5%, 10%, 20% oder 30% von der Soll-Zustandsänderung abweicht, beispielsweise höher als diese ist. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann auf einfache und genaue Weise ein Verschleiß der Schalteinrichtung erkannt werden. Das ist vorteilhaft, da Verschleiß zu Schaltproblemen führen und im schlimmsten Fall das Fahrzeug stilllegen kann. Ebenso können kritische Fahrzustände entstehen.Within the scope of one embodiment, the detection of an anomaly can include comparing the change in status with a target change in status. The desired state change can be a state change of the switching device, which was determined, for example, when the actuator was actuated accordingly when it was new. The target state change may have been determined by the manufacturer. The desired state change can be stored in a non-volatile memory in a control device of the switching device. The manufacturer can store the target state change in the non-volatile memory during the manufacturing process, so that it is already stored when the switching device is delivered. A separate target status change can be stored for each switching position of the switching device. In the context of the present embodiment, the detection of an anomaly can also include the detection of wear and tear on the switching device if the change in status deviates from the target value by a specific threshold value. change of state differs. For example, wear and tear can be detected when the state change deviates from the desired state change by 5%, 10%, 20% or 30%, for example is higher than this. Within the scope of this embodiment, wear and tear on the switching device can be detected in a simple and precise manner. This is advantageous because wear and tear can lead to shifting problems and, in the worst case, can shut down the vehicle. Critical driving conditions can also arise.

Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Ermitteln einer Zustandsänderung das Ermitteln eines Verstellwegs von mindestens einer Komponente der Schalteinrichtung, beispielsweise einer Schaltgabel der Schalteinrichtung. So kann die Zustandsänderung auf besonders einfache Weise erkannt werden, da Sensorik zur Ermittlung einer Position/eines Weges ohnehin häufig in der Schalteinrichtung vorgesehen ist. Fener kann im Rahmen dieser Ausführungsform einfach ein Verschleiß der Schalteinrichtung erkannt werden. Ist das Schaltelement aufgrund des oben beschriebenen Lastzustands blockiert, führt ein Ermitteln des Verstellwegs beim Ansteuern des Aktuators zum Messen der vorhandenen Spiele und Durchbiegungen in der Schalteinrichtung. Letztere können anschließend mit den entsprechenden Werten im Neuzustand verglichen werden, um so auf einfache Weise einen Verschleißzustand abzuleiten. Ferner kann so beispielsweise auch der Grad des Verschleißes in Abhängigkeit von der Erhöhung des Verstellwegs im Vergleich zum Neuzustand bestimmt werden.Within the scope of one specific embodiment, determining a change in state includes determining an adjustment path of at least one component of the shifting device, for example a shifting fork of the shifting device. In this way, the change in status can be detected in a particularly simple manner, since sensors for determining a position/path are often provided in the switching device anyway. Furthermore, within the scope of this embodiment, wear and tear on the switching device can be easily recognized. If the switching element is blocked due to the load condition described above, determining the adjustment path when the actuator is activated leads to measuring the existing games and deflections in the switching device. The latter can then be compared with the corresponding values when new, in order to easily derive a wear status. Furthermore, for example, the degree of wear can also be determined as a function of the increase in the adjustment path compared to when it was new.

Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Erkennen einer Anomalie das Erkennen eines Bruchs der Schalteinrichtung, wenn der ermittelte Verstellweg einen Grenzwert überschreitet. Beispielsweise kann so ein Bruch einer Schaltgabel effektiv erkannt werden. Der Grenzwert kann vorbestimmt sein und gemäß den obigen Ausführungen auf dem nicht-flüchtigen Speicher werksseitig hinterlegt sein. Der Grenzwert kann größer als der Soll-Verstellweg sein, der oben im Zusammenhang mit dem Erkennen eines Verschleißes beschrieben wurde. Bei einem Bruch kann beispielsweise ein Überweg erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Bruch dann erkannt werden, wenn der ermittelte Verstellweg nicht mit einer erkannten Gangposition des Getriebes zusammenpasst. Die Gangposition kann beispielsweise aus einer oder mehreren Drehzahlmessungen innerhalb des Getriebes abgeleitet werden. Das Erkennen eines Bruchs ist offensichtlich vorteilhaft, da durch diesen kritische Fahrzustände entstehen können.Within the scope of one specific embodiment, the detection of an anomaly includes the detection of a break in the switching device if the adjustment travel determined exceeds a limit value. For example, a break in a shift fork can be effectively detected in this way. The limit value can be predetermined and stored in the non-volatile memory at the factory in accordance with the above. The limit value can be greater than the target adjustment path, which was described above in connection with the detection of wear. In the event of a break, for example, an overtravel can be detected. As an alternative or in addition, a breakage can be detected if the adjustment path determined does not match a detected gear position of the transmission. For example, the gear position may be derived from one or more speed measurements within the transmission. Recognizing a break is obviously advantageous since it can result in critical driving conditions.

Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Erkennen einer Anomalie das Erkennen einer Anomalie in einer Sensoreinrichtung der Schalteinrichtung, wenn der ermittelte Verstellweg nicht mit dem Signal zum Ansteuern des Aktuators korrespondiert. Ist beispielsweise die Sensorkennlinie, welche den Verstellweg in Abhängigkeit des Ansteuerns wiedergibt, nicht kontinuierlich, kann daraus eine Anomalie in der Sensoreinrichtung abgeleitet werden. Solch eine Veränderung der Sensorkennlinie kann bewirken, dass das Getriebe nicht mehr ordnungsgemäß betrieben werden kann. Die Sensorkennlinie kann sich beispielsweise durch Eisenabrieb verändern. Die kann zu Schaltproblemen führen und im schlimmsten Fall das Fahrzeug stilllegen. Ebenso können kritische Fahrzustände entstehen.Within the scope of one embodiment, the detection of an anomaly includes the detection of an anomaly in a sensor device of the switching device if the adjustment path determined does not correspond to the signal for controlling the actuator. If, for example, the sensor characteristic, which reflects the adjustment path as a function of the activation, is not continuous, an anomaly in the sensor device can be derived from this. Such a change in the sensor characteristic can mean that the transmission can no longer be operated properly. The sensor characteristic can change, for example, due to iron abrasion. This can lead to shifting problems and, in the worst case, shut down the vehicle. Critical driving conditions can also arise.

Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Vergleichen einer oder mehrerer Prozessgröße(n) beim Ermitteln der Zustandsänderung mit einer oder mehreren Randbedingung(en). Die Randbedingung(en) kann/können vorbestimmt sein und gemäß den obigen Ausführungen auf dem nicht-flüchtigen Speicher werksseitig hinterlegt sein. Bei der/den Randbedingung(en) kann es sich um eine Randbedingung(en) handeln, bei welcher die oben beschriebene Soll-Zustandsänderung, beispielsweise der Soll-Verstellweg, ermittelt wurde. Im Rahmen einer Ausführungsform wird das Ansteuern des Aktuators lediglich dann ausgeführt, wenn die Prozessgröße(n) die Randbedingung(en) erfüllt. Bei der Prozessgröße und der Randbedingung kann es sich um eine Temperatur, beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Temperatur einer Komponente der Schalteinrichtung, oder einen Temperaturbereich handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um eine Schaltkraft handeln, die über den Aktuator auf das Schaltelement aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um einen Fahrzustand handeln, beispielsweise um eine Fahrt in der Ebene. Im Rahmen des Verfahrens kann mindestens eine Randbedingung ferner vorgeben, dass die jeweilige Randbedingung für eine bestimmte Zeitdauer vorliegen muss. Beispielsweise ist die Randbedingung lediglich dann erfüllt, wenn das Fahrzeug für eine bestimmte Zeit in der Ebene fährt. Zur Ermittlung der aktuellen und zukünftigen Fahrzustände kann das Verfahren sich Provision sowie einem oder mehreren Fahrerassistenzsystem(en) bedienen.Within the scope of one embodiment, the method includes comparing one or more process variable(s) when determining the change in state with one or more boundary condition(s). The boundary condition(s) can be predetermined and stored in the non-volatile memory at the factory in accordance with the above statements. The boundary condition(s) can be a boundary condition(s) in which the setpoint change in state described above, for example the setpoint adjustment path, was determined. Within the scope of one embodiment, the actuator is only activated when the process variable(s) fulfills the boundary condition(s). The process variable and the boundary condition can be a temperature, for example an ambient temperature and/or a temperature of a component of the switching device, or a temperature range. Alternatively or additionally, it can be a shifting force that is applied to the shifting element via the actuator. Alternatively or additionally, it can be a driving condition, for example driving on level ground. Within the framework of the method, at least one boundary condition can also specify that the respective boundary condition must be present for a specific period of time. For example, the boundary condition is only met if the vehicle drives on the level for a specific time. To determine the current and future driving states, the method can use provisions and one or more driver assistance system(s).

Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erkennen eines Verdachts, dass die Schalteinrichtung eine Anomalie aufweist. Lediglich wenn solch ein Verdacht erkannt wird, wird im Rahmen einer Ausführungsform der Aktuator gemäß den obigen Ausführungen angesteuert. Alternativ oder zusätzlich kann der Aktuator auch in regelmäßigen Abständen zur Ausführung des Verfahrens zur Zustandserkennung der Schalteinrichtung angesteuert werden. Ein Verdacht einer Anomalie können Schaltfehler (z.B. Einschaltfehler, bei denen der Gang nicht eingelegt werden kann) oder unplausible Wege (z.B. Überwege) während der Schaltungen sein. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um ein erkanntes Wandern des Schaltelements und/oder einen zeitlichen Wegverlauf beim Schalten handeln, der nicht den Erwartungen entspricht (zu schnell, Wegumkehr, Signalsprünge, kein sichtbarer Einschalt- und/oder Synchronvorgang). Alternativ oder zusätzlich können auch unplausible Drehzahlen und/oder weitere Parameter einen Verdacht einer Anomalie der Schalteinrichtung begründen. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann sichergestellt werden, dass ein übermäßiger Verschleiß des Getriebes durch unnötiges Überwachen der Schalteinrichtung verhindert wird. Gleichzeitig kann jedoch eine hohe Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da eine Anomalie bei entsprechenden Indizien schnell erkannt werden kann.Within the scope of one embodiment, the method includes recognizing a suspicion that the switching device has an anomaly. Only if such a suspicion is detected is the actuator controlled according to the above statements within the scope of one embodiment. Alternatively or additionally, the actuator can also be controlled at regular intervals to carry out the method for detecting the state of the switching device. A suspicion of an anomaly can be shifting errors (e.g. switch-on errors where the gear cannot be engaged) or implausible paths (e.g. overtravels) during shifts be. Alternatively or additionally, it can be a detected wandering of the switching element and/or a time course during switching that does not correspond to expectations (too fast, reversal of course, signal jumps, no visible switch-on and/or synchronous process). Alternatively or additionally, implausible speeds and/or other parameters can also justify a suspicion of an anomaly in the shifting device. Within the scope of this embodiment, it can be ensured that excessive wear on the transmission is prevented by unnecessary monitoring of the shifting device. At the same time, however, a high level of operational reliability can be provided, since an anomaly can be recognized quickly if there are appropriate indications.

Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung mit einer Schnittstelle zum Ansteuern eines Aktuators zum Verstellen eines Schaltelements einer Schalteinrichtung. Die Steuereinrichtung weist ferner eine Schnittstelle zum Ermitteln einer Zustandsänderung der Schalteinrichtung auf. Bei den Schnittstellen kann es sich um separate Schnittstellen handeln. Ebenso können die beiden Schnittstellen aber auch in einer einzigen Schnittstelle zusammengeführt sein. Jede Schnittstelle kann als Eingabe- und/oder Ausgabeschnittstelle ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung, beispielsweise ein in der Steuereinrichtung vorgesehener Mikroprozessor, ist ferner eingerichtet, also spezifisch hergerichtet, beispielsweise programmiert, um das Verfahren nach einer der vorgehenden Ausführungsformen auszuführen. Die Steuereinrichtung kann durch eine einzige oder durch mehrere Sub-Einrichtungen, beispielsweise auch in Form eines verteilten Systems, verkörpert sein. Die ermittelten Zustandsänderungen, die Soll-Zustandsänderungen, die ermittelten Prozessgrö-ßen und/oder die Randparameter können in einer Cloud hinterlegt sein. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Getriebe mit solch einer Steuereinrichtung. Bei dem Getriebe kann es sich um ein Getriebe für ein Nutzfahrzeug handeln. Hinsichtlich des Verständnisses und der Vorteile der einzelnen Merkmale wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwiesen.Furthermore, the present invention relates to a control device with an interface for controlling an actuator for adjusting a switching element of a switching device. The control device also has an interface for determining a change in the state of the switching device. The interfaces can be separate interfaces. Likewise, the two interfaces can also be combined in a single interface. Each interface can be in the form of an input and/or output interface. The control device, for example a microprocessor provided in the control device, is also set up, ie specifically prepared, for example programmed, to carry out the method according to one of the preceding embodiments. The control device can be embodied by a single sub-device or by a plurality of sub-devices, for example also in the form of a distributed system. The determined status changes, the target status changes, the determined process variables and/or the boundary parameters can be stored in a cloud. Furthermore, the present invention relates to a transmission with such a control device. The transmission can be a transmission for a commercial vehicle. With regard to the understanding and the advantages of the individual features, reference is made to the above explanations in connection with the method of the present invention.

Figurenlistecharacter list

1 zeigt schematisch ein Getriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows schematically a transmission according to an embodiment of the present invention.
2 veranschaulicht schematisch eine Schalteinrichtung zum Betätigen eines Schaltelements des Getriebes aus 1. 2 schematically illustrates a shifting device for actuating a shifting element of the transmission 1 .
3 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Betreiben der Schalteinrichtung aus 2. 3 FIG. 1 schematically illustrates a method for operating the switching device 2 .

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

1 zeigt schematisch ein Getriebe 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das als Gruppengetriebe ausgebildet ist. Das in 1 dargestellte Gruppengetriebe 100 umfasst ein dreistufiges Hauptgetriebe HG, eine dem Hauptgetriebe HG antriebstechnisch vorgeschaltete Vorschaltgruppe bzw. Splitgruppe VG sowie eine dem Hauptgetriebe HG nachgeschaltete Bereichsgruppe BG. Das Hauptgetriebe HG des Gruppengetriebes 100 ist als Direktganggetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist eine Hauptwelle W2 und zwei Vorgelegewellen W3a und W3b auf, wobei die erste Vorgelegewelle W3a mit einer steuerbaren Getriebebremse Br versehen ist. Das Hauptgetriebe HG ist mit drei Übersetzungsstufen G1, G2, G3 für eine Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für eine Rückwärtsfahrt ausgebildet. Losräder der Übersetzungsstufen G1, G2 und R sind jeweils drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert und über zugeordnete Schaltkupplungen schaltbar. Die zugeordneten Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen W3a und W3b angeordnet. Die Schaltkupplungen der Übersetzungsstufen G3 und G2 sowie die Schaltkupplungen der Übersetzungsstufen G1 und R sind jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket S2 / 3 bzw. S1 / R zusammengefasst. Das Hauptgetriebe HG ist unsynchronisiert schaltbar ausgebildet. 1 shows schematically a transmission 100 according to an embodiment of the present invention, which is designed as a group transmission. This in 1 Group transmission 100 shown comprises a three-stage main transmission HG, an upstream group or splitter group VG that is drive-wise upstream of the main transmission HG, and a range group BG that is downstream of the main transmission HG. The main transmission HG of group transmission 100 is designed as a direct gear transmission with a countershaft design and has a main shaft W2 and two countershafts W3a and W3b, the first countershaft W3a being provided with a controllable transmission brake Br. The main transmission HG is designed with three transmission stages G1, G2, G3 for forward travel and one transmission stage R for reverse travel. Loose gears of the gear ratios G1, G2 and R are each rotatably mounted on the main shaft W2 and can be shifted via assigned clutches. The assigned fixed wheels are arranged in a torque-proof manner on the countershafts W3a and W3b. The shifting clutches of the transmission stages G3 and G2 and the shifting clutches of the transmission stages G1 and R are each combined in a common shifting package S2/3 or S1/R. The main transmission HG is designed to be switched in an unsynchronized manner.

Die Vorschaltgruppe VG des Gruppengetriebes ist zweistufig ausgebildet und ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei die beiden Übersetzungsstufen K1, K2 der Vorschaltgruppe VG zwei schaltbare Eingangskonstanten des Hauptgetriebes HG bilden. Durch eine geringere Übersetzungsdifferenz der beiden Übersetzungsstufen K1, K2 ist die Vorschaltgruppe VG als Splitgruppe ausgelegt. Das Losrad der ersten Übersetzungsstufe K1 ist drehbar auf der Eingangswelle W1 gelagert, die über eine steuerbare Trennkupplung TK mit einem beispielsweise als Verbrennungs- oder Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor AM in Verbindung steht. Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe K2 ist drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert. Die Festräder beider Übersetzungsstufen K1, K2 der Vorschaltgruppe VG sind jeweils drehfest mit den Vorgelegewellen W3a und W3b des Hauptgetriebes HG verbunden. Die synchronisiert ausgebildeten Schaltkupplungen der Vorschaltgruppe VG sind in einem gemeinsamen Schaltpaket SV zusammengefasst.The front-mounted group VG of the range-change transmission has two stages and is also designed in countershaft construction, with the two transmission stages K1, K2 of the front-mounted group VG forming two switchable input constants of the main transmission HG. Due to a lower translation difference between the two translation stages K1, K2, the upstream group VG is designed as a splitter group. The idler wheel of the first transmission stage K1 is rotatably mounted on the input shaft W1, which is connected via a controllable separating clutch TK to a drive motor AM designed, for example, as a combustion engine or electric motor. The idler wheel of the second transmission stage K2 is rotatably mounted on the main shaft W2. The fixed gears of both transmission stages K1, K2 of the front-mounted group VG are each connected in a torque-proof manner to the countershafts W3a and W3b of the main transmission HG. The synchronized shifting clutches of the upstream group VG are combined in a common shifting package SV.

Die dem Hauptgetriebe HG nachgeordnete Bereichsgruppe BG des Gruppengetriebes ist ebenfalls zweistufig ausgebildet, jedoch in Planetenbauweise mit einem einfachen Planetenradsatz. Das Sonnenrad PS ist drehfest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle W2 des Hauptgetriebes HG verbunden. Der Planetenträger PT ist drehfest mit der Ausgangswelle W4 des Gruppengetriebes gekoppelt. Das Hohlrad PH steht mit einem Schaltpaket SB mit zwei synchronisierten Schaltkupplungen in Verbindung, durch welche die Bereichsgruppe BG wechselweise durch die Verbindung des Hohlrads PH mit einem feststehenden Gehäuseteil in eine Langsamfahrstufe L und durch die Verbindung des Hohlrads PH mit dem Planetenträger PT in eine Schnellfahrstufe S schaltbar ist. Die Bereichsgruppe BG ist synchronisiert schaltbar ausgebildet.The range group BG of the group transmission, which is subordinate to the main transmission HG, is flat if designed in two stages, but in planetary design with a simple planetary gear set. The sun gear PS is non-rotatably connected to the main shaft W2 of the main transmission HG, which is extended on the output side. The planetary carrier PT is coupled in a torque-proof manner to the output shaft W4 of the group transmission. The ring gear PH is connected to a shifting package SB with two synchronized shifting clutches, through which the range group BG is alternately shifted to a low-speed stage L by connecting the ring gear PH to a fixed housing part and to a high-speed stage S through the connection of the ring gear PH to the planet carrier PT is switchable. The range group BG is designed so that it can be switched in a synchronized manner.

Eine Ansteuerung der in dem Gruppengetriebe vorhandenen Schaltelemente 2 zum Einstellen einer gewünschten Übersetzungsstufe (K1, K2, G3, G2, G1, R, L, S) wird jeweils über eine eigene Schalteinrichtung 1 gesteuert bzw. geregelt, die schematisch in 2 gezeigt ist. Wie oben ausgeführt sind die Schaltelemente 2 jeweils als Doppelschaltelemente, beispielsweise Doppelkupplungen, ausgebildet sein. Die Schalteinrichtung 1 weist einen Aktuator 3, eine Schaltmechanik 4 und ein Schaltelement 2 auf, wobei letzteres auch in 1 gezeigt ist. Die Schaltelemente 2 sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils als formschlüssige Schaltelemente 2 ausgebildet, über welche jeweils eine formschlüssige Verbindung zwischen zwei Komponenten des Getriebes 100 geschaltet werden kann. Über einen Aktuator 3 kann das Schaltelement 2 über eine Schaltmechanik 4 linear verstellt werden. Die Schaltmechanik 4 weist jeweils eine Schaltgabel auf, die beispielsweise in eine Ausnehmung einer Schaltmuffe 2 eingreift und über eine nicht gezeigte Schaltstange mit dem Aktuator 3 mechanisch wirkverbunden ist.Activation of the shifting elements 2 present in the group transmission for setting a desired gear ratio (K1, K2, G3, G2, G1, R, L, S) is controlled or regulated via a separate shifting device 1, which is shown schematically in 2 is shown. As explained above, the shifting elements 2 are each designed as double shifting elements, for example double clutches. The switching device 1 has an actuator 3, a switching mechanism 4 and a switching element 2, the latter also being used in 1 is shown. In the present embodiment, the shifting elements 2 are each designed as positive-locking shifting elements 2, via which a positive-locking connection between two components of the transmission 100 can be shifted. The switching element 2 can be adjusted linearly via a switching mechanism 4 via an actuator 3 . The shifting mechanism 4 has a shifting fork which, for example, engages in a recess in a shifting sleeve 2 and is mechanically operatively connected to the actuator 3 via a shifting rod (not shown).

Ferner umfasst die Schalteinrichtung 1 eine Sensoreinrichtung 6, die als Positions- oder Wegsensor ausgebildet ist. Mittels der Sensoreinrichtung 6 kann ein Verstellweg von zumindest einer Komponente der Schalteinrichtung 1 ermittelt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Verstellweg der Schaltgabel ermittelt, wobei hier auch anderen Ausführungen möglich sind. Ferner umfasst die Schalteinrichtung 1 eine Steuereinrichtung 5, die als Getriebesteuergerät ausgebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 5 weist eine erste Schnittstelle zum Ansteuern des Aktuators 3 und eine zweite Schnittstelle zum Einlesen der Messungen der Sensoreinrichtung 6 auf. Die Steuereinrichtung 5 weist ferner einen nicht-flüchtigen Speicher auf (nicht gezeigt), auf dem eine Soll-Zustandsänderung gespeichert ist. Bei der Soll-Zustandsänderung handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform um einen Soll-Verstellweg. Ferner sind auf dem nicht-flüchtigen Speicher Randbedingungen gespeichert, bei denen der Soll-Verstellweg ermittelt wurde. Zu den Randbedingungen gehören in der vorliegenden Ausführungsform ein Temperaturbereich, eine aufgebrachte Schaltkraft sowie ein Fahrzustand (beispielsweise Fahrt in der Ebene), bei denen der Soll-Verstellweg ermittelt wurde.Furthermore, the switching device 1 includes a sensor device 6, which is designed as a position or displacement sensor. An adjustment path of at least one component of the switching device 1 can be determined by means of the sensor device 6 . In the present embodiment, the adjustment path of the shift fork is determined, although other versions are also possible here. Furthermore, the switching device 1 includes a control device 5, which can be designed as a transmission control unit. The control device 5 has a first interface for controlling the actuator 3 and a second interface for reading in the measurements from the sensor device 6 . The control device 5 also has a non-volatile memory (not shown) on which a desired state change is stored. In the present embodiment, the target state change is a target adjustment path. Furthermore, boundary conditions are stored in the non-volatile memory, for which the target adjustment path was determined. In the present embodiment, the boundary conditions include a temperature range, an applied shifting force and a driving condition (for example driving on level ground) in which the setpoint adjustment path was determined.

Die Steuereinrichtung 5 ist eingerichtet, um das im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 beschriebene Verfahren zur Zustandserkennung der Schalteinrichtung 1 auszuführen. In einem ersten Schritt S1 erkennt die Steuereinrichtung 5 einen Verdacht, dass die Schalteinrichtung 1 eine Anomalie aufweist. Hierfür werden der Steuereinrichtung 5 von der Sensoreinrichtung 6 Informationen des Getriebes 100 zugeführt. Bei den Informationen handelt es sich beispielsweise um unplausible Verstellwege der Schalteinrichtung 1 während der Schaltung, erkanntes Wandern des Schaltelements 2 und/oder einem zeitlichen Weglauf beim Schalten, der nicht den Erwartungen entspricht. Ferner kann es sich bei den Informationen auch um Informationen handeln, die der Steuereinrichtung von weiteren (nicht gezeigten) Sensoren und/oder Steuereinrichtungen zugeführt werden, beispielsweise um Schaltfehler und/oder unplausible Drehzahlen.The control device 5 is set up to in the following with reference to 3 carry out the method described for detecting the status of the switching device 1 . In a first step S1, the control device 5 recognizes a suspicion that the switching device 1 has an anomaly. For this purpose, the control device 5 is supplied with information from the transmission 100 by the sensor device 6 . The information relates, for example, to implausible adjustment paths of the shifting device 1 during shifting, detected wandering of the shifting element 2 and/or a time lag when shifting that does not correspond to expectations. Furthermore, the information can also be information that is fed to the control device from other sensors (not shown) and/or control devices, for example shifting errors and/or implausible speeds.

Wird in Schritt S1 erkannt, dass ein Verdacht einer Anomalie vorliegt, ist die Steuereinrichtung 5 eingerichtet, um in Schritt S2 zu ermitteln, ob sich das Schaltelement 2 in einem geschlossenen Zustand befindet und ein Drehmoment von einer Komponente auf eine andere Komponente des Getriebes 100 übertragt. Ist dies der Fall, wird in Schritt S2 ferner ermittelt, ob ein geeigneter Lastzustand vorliegt. Letzteres ist dann der Fall, wenn das über das Schaltelement 2 übertragene Drehmoment eine Höhe aufweist, bei welcher eine Relativbewegung zwischen dem Schaltelement 2 und den Komponenten des Getriebes 100 bei Ansteuerung des Aktuators 3 ausgeschlossen ist. Liegt kein geeigneter Lastzustand vor, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S1.If it is recognized in step S1 that there is a suspicion of an anomaly, the control device 5 is set up to determine in step S2 whether the switching element 2 is in a closed state and is transmitting a torque from one component to another component of the transmission 100 . If this is the case, it is also determined in step S2 whether a suitable load condition is present. The latter is the case when the torque transmitted via the shifting element 2 has a level at which a relative movement between the shifting element 2 and the components of the transmission 100 when the actuator 3 is activated is excluded. If there is no suitable load condition, the method returns to step S1.

Sofern in Schritt S2 ein geeigneter Lastzustand erkannt wurde, vergleicht die Steuereinrichtung 5 in Schritt S3 die Prozessgrößen mit den auf dem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherten Randbedingungen. Beispielsweise wird in Schritt S3 ermittelt, ob die aktuelle Temperatur innerhalb des auf dem Speicher hinterlegten Temperaturbereichs liegt. Ferner wird ermittelt, ob sich das Fahrzeug/Getriebe 100 in einem Fahrzustand befindet, der im Wesentlichen konstant ist und dem Fahrzustand entspricht, der in den Randbedingungen hinterlegt ist. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn es sich um eine Fahrt in der Ebene handelt. In diesem Zusammenhang stellt die Steuereinrichtung 5 ferner sicher, dass der Fahrzustand für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten bleibt, beispielsweise mittels Provision und/oder Fahrerassistenzfunktionen. Führt der Vergleich in Schritt S3 zu dem Ergebnis, dass die Prozessgrö-ßen mit den auf dem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten Randbedingungen übereinstimmen, springt das Verfahren zu dem im Folgenden beschriebenen Schritt S4. Andernfalls kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S1.If a suitable load state was identified in step S2, in step S3 the control device 5 compares the process variables with the boundary conditions stored in the non-volatile memory. For example, in step S3 it is determined whether the current temperature is within the temperature range stored in the memory. Furthermore, it is determined whether the vehicle/transmission 100 is in a driving state that is essentially constant and corresponds to the driving state that is stored in the boundary conditions. The latter is the case, for example, when driving on level ground. In this context, the control device 5 also ensures that the driving state is maintained for a specific time, for example by means of Provi sion and/or driver assistance functions. If the comparison in step S3 leads to the result that the process variables match the boundary conditions stored in the non-volatile memory, the method jumps to step S4 described below. Otherwise, the process returns to step S1.

In Schritt S4 wird der Aktuator 3 über die Steuereinrichtung 5 mit einem Verstellsignal zum Verstellen des Aktuators 2 angesteuert. Dabei handelt es sich in Schritt S4 um ein beidseitiges Ansteuern des Aktuators 3 zum Verschieben des Schaltelements 2 in entgegengesetzte Richtungen. Das Verstellsignal entspricht dabei jenem, mit dem der Aktuator 3 beim Ermitteln des auf dem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten Soll-Verstellwegs angesteuert wurde. Das Verstellsignal ist so ausgewählt, dass die in der Schalteinrichtung 1 auftretenden Schaltkräfte zur Schonung der Bauteile möglichst gering sind. Aufgrund des in Schritt S2 ermittelten Lastzustands zwischen dem Schaltelement 2 und den Komponenten des Getriebes 100 resultiert das Ansteuern des Aktuators 3 in Schritt S4 in keiner Bewegung des Schaltelements 2.In step S4, the actuator 3 is controlled via the control device 5 with an adjustment signal for adjusting the actuator 2. In step S4, the actuator 3 is activated on both sides in order to move the switching element 2 in opposite directions. The adjustment signal corresponds to that with which the actuator 3 was controlled when determining the setpoint adjustment path stored in the non-volatile memory. The adjustment signal is selected in such a way that the switching forces occurring in the switching device 1 are as low as possible in order to protect the components. Due to the load state between the shifting element 2 and the components of the transmission 100 determined in step S2, the actuation of the actuator 3 in step S4 does not result in any movement of the shifting element 2.

In Schritt S5 wird über die Sensoreinrichtung 6 der Verstellweg der Schaltmechanik, vorliegend der Schaltgabel ermittelt. In anderen Worten wird in Schritt S5 ermittelt, wie sich die Schaltgabel in der Schaltmechanik 4 aufgrund des zum Verstellen angesteuerten Aktuators 3 bei stationärem Schaltelement 2 verstellt. Da sich das Schaltelement 2 aufgrund des Lastzustands nicht bewegt, können so mittels der Sensoreinrichtung 6 in der Schalteinrichtung 1 vorhandene Spiele und Durchbiegungen gemessen werden.In step S5, the adjustment path of the shift mechanism, in this case the shift fork, is determined via the sensor device 6. In other words, it is determined in step S5 how the shift fork in the shifting mechanism 4 is shifted due to the actuator 3 controlled for shifting when the shifting element 2 is stationary. Since the shifting element 2 does not move due to the load condition, play and deflection present in the shifting device 1 can be measured by means of the sensor device 6 .

Der in Schritt S5 ermittelte Verstellweg wird in einem Schritt S.6.1 mit dem auf dem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten Soll-Verstellweg verglichen. Solch ein Vergleich in Schritt S6.1 ist aufgrund der in Schritt S3 festgestellten Übereinstimmung der Prozessgrößen mit den auf dem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten Randbedingungen zuverlässig möglich. Anschließend wird in Schritt S6.2 ermittelt, ob der Verstellweg um einen bestimmten Schwellenwert höher als der Soll-Verstellweg ist. Ist dies der Fall, kann die Steuereinrichtung 5 in Schritt S6.2 erkennen, dass ein Verschleiß der Schalteinrichtung 1 vorliegt. Bei Erkennung eines Verschleißes kann die Steuereinrichtung 5 eine Warnung ausgeben.The adjustment path determined in step S5 is compared in step S.6.1 with the setpoint adjustment path stored in the non-volatile memory. Such a comparison in step S6.1 is reliably possible due to the agreement of the process variables established in step S3 with the boundary conditions stored in the non-volatile memory. Then, in step S6.2, it is determined whether the adjustment path is higher by a specific threshold value than the setpoint adjustment path. If this is the case, the control device 5 can detect in step S6.2 that there is wear on the shifting device 1 . When wear is detected, the control device 5 can issue a warning.

Ferner kann die Steuereinrichtung 5 in Schritt S6.3 erkennen, dass ein Bruch in der Schalteinrichtung 1 vorliegt. Ein Bruch wird dann erkannt, wenn der in Schritt S5 ermittelte Verstellweg einen Grenzwert überschreitet und es sich beispielsweise um einen unzulässigen Überweg handelt. Ferner wird ein Bruch dann erkannt, wenn der Verstellweg nicht zu der erkannten Gangposition passt. Bei Erkennung eines Bruches kann die Steuereinrichtung 5 ein weiteres Betreiben des Getriebes 100 untersagen.Furthermore, the control device 5 can recognize in step S6.3 that there is a break in the switching device 1 . A break is recognized when the adjustment path determined in step S5 exceeds a limit value and it is an impermissible overtravel, for example. Furthermore, a break is detected when the adjustment path does not match the detected gear position. If a breakage is detected, the control device 5 can prohibit further operation of the transmission 100 .

Ferner wird in Schritt S6.4 erkannt, dass eine Anomalie in der Sensoreinrichtung 6 vorliegt, wenn der Verstellweg nicht mit dem Signal zum Ansteuern des Aktuators 3 korrespondiert, beispielsweise linear korreliert. Hierfür kann das Signal zum Ansteuern des Aktuators 3 mit dem Messsignal der Sensoreinrichtung 6 verglichen werden. Eine Anomalie in der Sensoreinrichtung 6 liegt beispielsweise dann vor, wenn eine Wegumkehr mit der Sensoreinrichtung 6 erkannt wird, obwohl solch eine nicht angesteuert wurde. Bei Erkennung einer Anomalie in der Sensoreinrichtung 6 kann die Steuereinrichtung 5 eine Warnung ausgeben.Furthermore, it is recognized in step S6.4 that there is an anomaly in the sensor device 6 if the adjustment path does not correspond to the signal for controlling the actuator 3, for example correlates linearly. For this purpose, the signal for controlling the actuator 3 can be compared with the measurement signal from the sensor device 6 . An anomaly in the sensor device 6 is present, for example, if a path reversal is detected with the sensor device 6 although such a path was not activated. If an anomaly is detected in the sensor device 6, the control device 5 can issue a warning.

Die Schritte S6.1/S6.2, S6.3 und S6.4 können gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge hintereinander ausgeführt werden. Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann damit zuverlässig, einfach und mit hoher Genauigkeit eine Anomalie in der Schalteinrichtung 1 erkannt werden.Steps S6.1/S6.2, S6.3 and S6.4 can be carried out simultaneously or one after the other in any order. With the method according to the present invention, an anomaly in the switching device 1 can thus be detected reliably, easily and with high accuracy.

BezugszeichenlisteReference List

11: Schalteinrichtungswitching device
22: Schaltelementswitching element
33: Aktuatoractuator
44: Schaltmechanikswitching mechanism
55: Steuereinrichtungcontrol device
66: Sensoreinrichtungsensor device
100100: Getriebetransmission
AMAT THE: Antriebsmotordrive motor
TKTC: Trennkupplungdisconnect clutch
VG, HG, BGVG, HG, BG: Vorschaltgruppe, Hauptgetriebe, BereichsgruppeAuxiliary group, main transmission, range group
SVSV: Schaltpaket (VG)switching package (VG)
K1, K2K1, K2: (erste), (zweite) Übersetzungsstufe (VG)(first), (second) gear ratio (VG)
G1, G2, G3G1, G2, G3: (erste), (zweite), (dritte) Übersetzungsstufe (HG)(first), (second), (third) translation stage (HG)
RR: Rückwärts-Übersetzungsstufe (HG)Reverse translation stage (HG)
S1/R, S2/3S1/R, S2/3: Schaltpaket (HG)switching package (HG)
SBSB: Schaltpaket (BG)switching package (BG)
LL: Langsamfahrstufe (BG)Low speed level (BG)
SS: Schnellfahrstufe (BG)High speed level (BG)
PS, PT, PHPS, PT, PH: Sonnenrad, Planetenträger, Hohlrad (BG)Sun gear, planet carrier, ring gear (BG)
W1w1: Eingangswelleinput shaft
W2W2: Hauptwellemain shaft
W3a, W3bW3a, W3b: Vorgelegewellecountershaft
W4W4: Ausgangswelleoutput shaft
S1S1: Erkennen Verdacht einer AnomalieDetect suspicion of an anomaly
S2S2: Ermitteln LastzustandDetermine load condition
S3S3: Vergleichen Prozessgröße mit RandbedingungCompare process variable with boundary condition
S4S4: Ansteuern Aktuatorcontrol actuator
S5S5: Ermitteln ZustandsänderungDetermine state change
S6.1, S6.2S6.1, S6.2: Erkennen VerschleißDetect wear and tear
S6.3S6.3: Erkennen Bruchdetect breakage
S6.4S6.4: Erkennen SensoranomalieDetect sensor anomaly

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018222026 A1 [0002]DE 102018222026 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Zustandserkennung einer Schalteinrichtung (1) eines Getriebes (100), wobei die Schalteinrichtung (1) ein verstellbares Schaltelement (2) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen zwei Komponenten des Getriebes (100) und einen Aktuator (3) zum Verstellen des Schaltelementes (2) aufweist, umfassend die Schritte: Ansteuern (S4) des Aktuators (3) zum Verstellen des Schaltelements (2) während über das Schaltelement (2) ein Drehmoment zwischen den zwei Komponenten des Getriebes (100) übertragen wird, Ermitteln (S5) einer Zustandsänderung der Schalteinrichtung (1), und Erkennen (S6.1, S6.2; S6.3; S6.4) einer Anomalie in der Schalteinrichtung (1) auf Basis der ermittelten Zustandsänderung.Method for detecting the status of a shifting device (1) of a transmission (100), the shifting device (1) having an adjustable shifting element (2) for transmitting a torque between two components of the transmission (100) and an actuator (3) for adjusting the shifting element (2 ) comprising the steps of: activating (S4) the actuator (3) to adjust the shifting element (2) while a torque is being transmitted between the two components of the transmission (100) via the shifting element (2), determining (S5) a change in state the switching device (1), and detecting (S6.1, S6.2; S6.3; S6.4) an anomaly in the switching device (1) on the basis of the determined state change.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Aktuators (3) ein beidseitiges Ansteuern (S4) zum Verschieben des Schaltelements (2) in entgegengesetzte Richtungen umfasst.procedure after claim 1 , characterized in that the actuation of the actuator (3) comprises actuation (S4) on both sides for displacing the switching element (2) in opposite directions.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner ein Ermitteln (S2) umfasst, ob das Schaltelement (2) einen Lastzustand aufweist, bei welchem eine Bewegung des Schaltelements (2) beim Ansteuern des Aktuators (3) ausgeschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises determining (S2) whether the switching element (2) has a load state in which movement of the switching element (2) when the actuator (3) is activated is excluded.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen einer Anomalie das Vergleichen (S6.1) der ermittelten Zustandsänderung mit einer Soll-Zustandsänderung und das Erkennen (S6.2) eines Verschlei-ßes der Schalteinrichtung (1) umfasst, wenn die ermittelte Zustandsänderung um einen bestimmten Schwellenwert von der Soll-Zustandsänderung abweicht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of an anomaly comprises the comparison (S6.1) of the determined change in state with a target change in state and the detection (S6.2) of wear and tear of the switching device (1) if the determined state change deviates from the target state change by a specific threshold value.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Zustandsänderung das Ermitteln (S5) eines Verstellwegs umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that determining the change in state includes determining (S5) an adjustment path.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen einer Anomalie das Erkennen (S6.3) eines Bruches der Schalteinrichtung (1) umfasst, wenn der ermittelte Verstellweg zumindest eines erfüllt aus einer Überschreitung eines bestimmten Grenzwerts und einer mangelnden Kompatibilität mit einer erkannten Gangposition des Getriebes (100).procedure after claim 5 , characterized in that the detection of an anomaly includes the detection (S6.3) of a break in the shifting device (1) if the adjustment path determined fulfills at least one of a certain limit value being exceeded and a lack of compatibility with a recognized gear position of the transmission (100th ).

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen einer Anomalie das Erkennen (S6.4) einer Anomalie in einer Sensoreinrichtung (6) der Schalteinrichtung (1) umfasst, wenn der ermittelte Verstellweg nicht mit dem Signal zum Ansteuern des Aktuators (3) korrespondiert.Procedure according to one of Claims 5 until 6 , characterized in that the detection of an anomaly includes the detection (S6.4) of an anomaly in a sensor device (6) of the switching device (1) if the adjustment path determined does not correspond to the signal for controlling the actuator (3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner ein Vergleichen (S3) einer Prozessgröße beim Ermitteln der Zustandsänderung mit einer Randbedingung umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises a comparison (S3) of a process variable when determining the state change with a boundary condition.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner das Erkennen (S1) eines Verdachts umfasst, dass die Schalteinrichtung (1) eine Anomalie aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises recognizing (S1) a suspicion that the switching device (1) has an anomaly.

Steuereinrichtung (5) mit einer Schnittstelle zum Ansteuern eines Aktuators (3) zum Verstellen eines Schaltelements (2) einer Schalteinrichtung (1) und einer Schnittstelle zum Ermitteln einer Zustandsänderung der Schalteinrichtung (1), wobei die Steuereinrichtung (5) eingerichtet ist, um das Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche auszuführen.Control device (5) with an interface for controlling an actuator (3) for adjusting a switching element (2) of a switching device (1) and an interface for determining a change in the state of the switching device (1), wherein the control device (5) is set up to Carrying out a method according to any one of the preceding claims.

Getriebe (100) mit einer Steuereinrichtung (5) nach Anspruch 10.Transmission (100) with a control device (5). claim 10 .