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Title:
METHOD FOR CONTROLLING AN OPERATION OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/156425
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling an operation of a motor vehicle, in particular the control of a coupling process, which motor vehicle has a coupling device (1) with an actuating device (6), which actuating device (6) is designed to move a transmission element (2), in particular a coupling element, of the coupling device (1) between a coupling position (11) and a decoupling position (10), wherein the speed, at which the transmission element (2) is moved into the coupling position (11), is set and/or changed as a function of a state parameter of the coupling device (1).

Inventors:
SCHMIDT-WINKEL NORMAN (DE)
HARTMANN FABIAN (DE)
RUIDER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/053704
Publication Date:
August 24, 2023
Filing Date:
February 15, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16D48/06
Foreign References:
EP3938674A12022-01-19
US20080262685A12008-10-23
US20050092115A12005-05-05
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Claims:
Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Steuerung eines Kopplungsvorgangs, welches Kraftfahrzeug eine Kopplungs- vorrichtung (1) mit einer Betätigungseinrichtung (6) aufweist, welche Betäti- gungseinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, ein Getriebeelement (2), insbeson- dere ein Kopplungselement, der Kopplungsvorrichtung (1) zwischen einer Kopplungsposition (11) und einer Entkopplungsposition (10) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, mit der das Getriebeele- ment (2) in die Kopplungsposition (11) bewegt wird, in Abhängigkeit eines Zu- standsparameters der Kopplungsvorrichtung (1) eingestellt und/oder verändert wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindig- keit in Abhängigkeit einer, insbesondere zu erwartenden, Auflösedauer (14) ein- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auflösedauer (14) basierend auf wenigstens einer Drehzahl eines Getrie- beelements (2, 3) und/oder einer Anzahl an Zähnen einer Verzahnung eines Getriebeelements (2, 3) und/oder auf einem maximalen Verdrehwinkel zwi- schen zwei Zähnen und/oder einer maximalen Zahnüberdeckung bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Geschwindigkeit zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem weiteren Parameter, insbesondere einem Lüftspiel und/oder einer Zustandsi- dentifikation und/oder wenigstens einer Elastizität und/oder wenigstens einer Signalverzögerung, bestimmt wird. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Geschwindigkeit zusätzlich in Abhängigkeit von einem Speed-Fak- tor bestimmt wird. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Geschwindigkeit durch eine Einstellung des durch einen Aktor (7) bereitgestellten Drehmoments und/oder eine Stromregelung und/oder eine Drehzahlregelung durchgeführt wird.

Description:
Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahr- zeugs, insbesondere Steuerung eines Kopplungsvorgangs, welches Kraftfahrzeug eine Kopplungsvorrichtung mit einer Betätigungseinrichtung aufweist, welche Betäti- gungseinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Getriebeelement der Kopplungsvorrich- tung zwischen einer Kopplungsposition und einer Entkopplungsposition zu bewegen.

Verfahren zur Steuerung des Betriebs von Kraftfahrzeugen, insbesondere bezogen auf den Betrieb von Kopplungsvorrichtungen, um Kopplungsvorgänge in Getriebevor- richtungen von Kraftfahrzeugen auszuführen, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei wird eine Betätigungseinrichtung verwendet, die einen Ak- tor aufweist, der eine Bewegung erzeugt, um ein Getriebeelement der Kopplungsvor- richtung, beispielsweise eine Schiebemuffe, eine Klaue oder ein anderes Getriebe- element zwischen einer Kopplungsposition und einer Entkopplungsposition zu bewe- gen. Für das Herstellen der Kopplung, also das Überführen in die Kopplungsposition ist üblicherweise eine Verzahnung in Eingriff zu bringen. Bei der Herstellung des Ein- griffs kann eine sogenannte Zahn-auf-Zahn-Stellung auftreten, die, zumindest zeit- weise, ein Einspuren der Zähne in die korrespondierenden Lücken verhindert.

Dazu ist bekannt, dass sich die Zahn-auf-Zahn-Stellung in Abhängigkeit der Drehbe- wegung der Kopplungspartner auflösen lässt. Je nach Fahrzustand bzw. Betriebssi- tuation ist es bekannt, dass derartige Zahn-auf-Zahn-Stellungen die Zeit verlängern, die vergeht, bis die Kopplungsposition erreicht ist bzw. bis die Kopplung der Getrie- beelemente hergestellt ist. Zum einen ist es daher in einigen Fahrzuständen ge- wünscht, die Kopplung so schnell wie möglich auszuführen. Demgegenüber steht eine Komfortanforderung, die die Betätigungsgeschwindigkeit nach oben begrenzt, um negative Auswirkungen auf die Wahrnehmbarkeit des Kopplungsvorgangs sei- tens des Benutzers zu reduzieren. Hierzu wird üblicherweise eine fest vorgegebene Betätigungsgeschwindigkeit eingestellt, die den beiden Anforderungen Rechnung trägt bzw. auf den jeweiligen Fahrzustand abgestimmt ist. Ein weiterer Faktor bei der Steuerung von Kopplungsvorgängen besteht darin, die Bewegung, die von dem Aktor erzeugt wird, geeignet zu steuern. Wie beschrieben, erzeugt der Aktor eine Bewegung, die sich zwischen einer Startposition und einer Endposition erstreckt, wobei in der Startposition das Kopplungselement in der Ent- kopplungsposition und in der Endposition das Kopplungselement in der Kopplungs- position vorliegt. Üblicherweise kann der Aktor die Betätigungsbewegung, zumindest bei Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung, nicht konstant durchfahren, da ansons- ten das an der Verzahnung blockierte Getriebeelement bzw. Kopplungselement durch den Aktor weiter bewegt werden würde, was zu einer Verspannung der Betäti- gungseinrichtung und gegebenenfalls Beschädigung führen könnte.

Eine Möglichkeit besteht darin, den Aktor bei Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung anzuhalten und nach Auflösen der Zahn-auf-Zahn-Stellung wieder anzufahren, um die Endposition zu erreichen. Da das Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung im Be- trieb von Kopplungsvorrichtungen sehr häufig auftritt, führt eine derartige Betriebs- strategie zu einer Vielzahl von Anfahrvorgängen, die sich negativ auf die Lebens- dauer, insbesondere die Zyklen über die Lebensdauer, des Aktors auswirken. Ferner ist eine vergleichsweise genaue Überwachung des Betätigungswegs bzw. der Aktor- bewegung erforderlich, um zu erfassen, ob und wann der Aktor angehalten werden muss bzw. wann der Aktor wieder angefahren werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Verfahren anzugeben.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vor- teilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs, das eine Kopplungsvorrichtung mit einer Betätigungseinrich- tung aufweist. Durch die Betätigungseinrichtung wird ein Getriebeelement, zum Bei- spiel ein Kopplungselement, der Kopplungsvorrichtung zwischen einer Kopplungspo- sition und einer Entkopplungsposition bewegt bzw. zur Herstellung der Kopplung aus der Entkopplungsposition in die Kopplungsposition verbracht. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Geschwindigkeit, mit der das Getriebeelement bzw.

Kopplungselement in die Kopplungsposition bewegt wird, in Abhängigkeit eines Zu- standsparameters der Kopplungsvorrichtung eingestellt und/oder verändert wird.

Die Erfindung schlägt somit vor, dass die Geschwindigkeit mit der das Getriebeele- ment bewegt wird, die auch als Betätigungsgeschwindigkeit bezeichnet werden kann, in Abhängigkeit des Zustandsparameters der Kopplungsvorrichtung gewählt werden kann. Anstelle eine möglichst hohe Geschwindigkeit einzustellen, die anschließend dazu führt, dass das Getriebeelement in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung steht und ab- gewartet werden muss, bis sich diese auflöst, kann der Zustandsparameter der Kopplungsvorrichtung mit einbezogen werden, sodass die Geschwindigkeit genau so gewählt werden kann, dass das Getriebeelement in einer möglichst konstanten Be- wegung in die Kopplungsposition überführt werden kann.

Mit anderen Worten kann der Zustandsparameter der Kopplungsvorrichtung derart berücksichtigt werden, dass die Bewegung, die von dem Aktor erzeugt wird, mög- lichst durchgängig ausgeführt werden kann. Dies erlaubt, dass der Aktor nicht ange- halten und wieder angefahren werden muss, sondern seine Bewegung zwischen der Startposition und der Endposition durchlaufen kann. Hierbei wird die Geschwindigkeit insbesondere so gewählt, dass der Aktor eine konstante Betätigungsbewegung aus- führen kann, ohne zwischen der Startposition und der Endposition anzuhalten. Vor- teilhafterweise ist es somit möglich, dass trotz einer vergleichsweise langsameren Geschwindigkeit die Kopplung letztlich gleich schnell hergestellt werden kann, da der Zustandsparameter der Kopplungsvorrichtung derart berücksichtigt wird, dass das Getriebeelement zwar langsamer bewegt wird, als dies maximal möglich wäre, bei- spielsweise verglichen mit einer Sportschaltung, eine zu erwartende Zahn-auf-Zahn- Stellung jedoch nicht abgewartet werden muss, sondern die für das Auflösen der Zahn-auf-Zahn-Stellung benötigte Zeit in die Festlegung der Geschwindigkeit mit ein- bezogen wird.

Das Getriebeelement wird somit mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, bei der die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst ist und somit ein Anhalten in der Zahn-auf- Zahn-Stellung nicht erforderlich wird. Unnötig hohe Betätigungsgeschwindigkeiten bzw. Geschwindigkeiten des Getriebeelements, die ohnehin nicht zu einer schnelle- ren Schaltung beitragen würden, können somit vermieden werden. Dadurch entfallen eine Vielzahl an Blockpositionen bzw. Anfahrvorgängen seitens des Aktors, sodass sich die Zyklen über die Lebensdauer des Aktors deutlich reduzieren lassen. Da die Anzahl der Anfahrvorgänge einen entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer des Aktors besitzt, kann die Lebensdauer des Aktors dadurch signifikant gesteigert wer- den.

Normalerweise kann die von dem Aktor erzeugte Betätigungsbewegung auch für die Erfassung der Position des Getriebeelements verwendet werden, da, insbesondere bei einer konstanten Betätigungsbewegung, die aktuelle Position des Aktors zwi- schen der Startposition und Endposition auch ein Maß für die aktuelle Position des Getriebeelements zwischen der Entkopplungsposition und der Kopplungsposition darstellt.

Bei der Verwendung von entkoppelnden Federelementen zwischen der Betätigung und dem Getriebeelement bzw. an einer beliebigen Stelle geht die eindeutige Positi- onserfassung des Getriebeelements der Betätigungsstrecke verloren, da das Fe- derelement bei einer auftretenden Zahn-auf-Zahn-Stellung einfedern kann und somit der Zusammenhang zwischen der Position des Aktors zwischen Startposition und Endposition und der Position des Getriebeelements zwischen Entkopplungsposition und Kopplungsposition nicht mehr eindeutig definiert ist . Die vorliegende Anordnung weist hier einen weiteren Vorteil auf, da die von dem Aktor erzeugte Betätigungsbe- wegungsdetektion auch für die Erfassung der Position des Getriebeelements verwen- det werden kann, da, insbesondere bei einer konstanten Betätigungsbewegung, die aktuelle Position des Aktors zwischen der Startposition und Endposition auch ein Maß für die aktuelle Position des Getriebeelements zwischen der Entkopplungsposi- tion und der Kopplungsposition darstellt. Dies wird durch eine vordefinierte Begren- zung des Entkoppelwegs erreicht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit in Abhängigkeit einer, insbesondere zu erwartenden, Auflösedauer eingestellt wird, welche Auflösedauer einen Zeitraum definiert, bis eine Zahn-auf- Zahn-Stellung aufgelöst ist. Nach dieser Ausgestaltung kann der zuvor beschriebene Zustandsparameter der Kopplungsvorrichtung eine Auflösedauer betreffen. Die Auf- lösedauer gibt an, wie viel Zeit benötigt wird, bis eine zu erwartende Zahn-auf-Zahn- Stellung aufgelöst ist. Hierbei kann der Zustandsparameters insbesondere auch be- rücksichtigen, wie die Verzahnungen, die miteinander in Eingriff zu bringen sind, ge- geneinander verdreht werden müssen, um eine Zahn-auf-Zahn-Stellung sicher aufzu- lösen. Durch die Festlegung bzw. Einstellung oder Veränderung der Geschwindigkeit mit der der Aktor die Bewegung des Getriebeelements erzeugt, kann das Getriebe- element genau so schnell bewegt werden, dass die Zahn-auf-Zahn-Stellung sicher aufgelöst ist, bis das Getriebeelement mit seiner Verzahnung an die Verzahnung des korrespondierenden Getriebeelements bewegt wurde. Hierbei können geringfügige Überdeckungen der Verzahnungen, die ein Anhalten des Aktors nicht erforderlich machen, ebenfalls toleriert werden.

Die beschriebene Auflösedauer kann nach einer weiteren Ausgestaltung als Maxi- malzeit festgelegt werden, nach deren Ablauf eine Zahn-auf-Zahn-Stellung unabhän- gig von der aktuellen Stellung der Getriebeelemente aufgelöst ist. Dadurch ist es möglich, eine Maximalzeit festzulegen, die maximal für das Auflösen der Zahn-auf- Zahn-Stellung erforderlich ist. Die Maximalzeit bildet beispielsweise den schlechtes- ten Fall ab, in dem die Verzahnungen bei der Kopplung aufeinandertreffen können. In diesem „worste case“-Szenario können beispielsweise die Zähne der Verzahnun- gen genau im Bereich ihrer der Drehrichtung gegenüberliegenden Zahnflanken kon- taktiert werden, sodass ein komplettes Überstreichen der gesamten Zahnbreite in Umfangsrichtung erforderlich ist, um die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufzulösen. Die Ge- schwindigkeit kann daher so weit verändert werden, dass selbst bei Auftreten der maximalen Auflösedauer bzw. der Maximalzeit kein Blockzustand des Aktors auftritt, sondern die Betätigungsbewegung konstant durchlaufen werden kann. Mit anderen Worten wird die Zahn-auf-Zahn-Stellung selbst dann aufgelöst bevor die Verspan- nungen in der Betätigungseinrichtung ein Anhalten des Aktors erforderlich machen würde.

Wie beschrieben, kann die Geschwindigkeit in Abhängigkeit des Zustands der Kopp- lungsvorrichtung bzw. eines Zustandsparameters der Kopplungsvorrichtung eingestellt und/oder verändert werden. Hierbei kann die Geschwindigkeit unterhalb einer maximal möglichen Geschwindigkeit eingestellt oder eine maximal mögliche Geschwindigkeit reduziert werden. Als maximal mögliche Geschwindigkeit wird ins- besondere eine Maximalgeschwindigkeit verstanden, bei der der Aktor, beispiels- weise bei maximaler Ansteuerung, insbesondere maximaler Bestromung, das Getrie- beelement so schnell wie möglich zwischen der Entkopplungsposition und der Kopp- lungsposition bewegt.

Wie einleitend beschrieben, führt eine solche Betätigungsbewegung mit maximaler Geschwindigkeit häufig dazu, dass das Getriebeelement mit seiner Verzahnung an der Verzahnung des zu koppelnden Getriebeelements anstößt und mit der weiteren Betätigung abgewartet werden muss, bis die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst wurde. Gegenüber dieser Maximalgeschwindigkeit bietet es sich somit an, die Ge- schwindigkeit zu reduzieren, sodass die Gesamtzeit bis zur Herstellung der Kopplung sich nicht oder nicht signifikant erhöht, die Betätigungsbewegung jedoch konstant durchlaufen werden kann, ohne die von dem Aktor erzeugte Bewegung unterbrechen und wieder aufnehmen zu müssen.

Die zuvor beschriebene Auflösedauer kann basierend auf wenigstens einer Drehzahl eines Getriebeelements und/oder einer Anzahl an Zähnen einer Verzahnung eines Getriebeelements und/oder auf einem maximalen Verdrehwinkel zwischen zwei Zäh- nen und/oder einer maximalen Zahnüberdeckung bestimmt werden. Wie zuvor be- schrieben, sind die Getriebeelemente diejenigen Elemente der Kopplungsvorrichtung bzw. der Getriebevorrichtung, die zur Herstellung des Kopplungszustands miteinan- der gekoppelt werden müssen. Die Getriebeelemente können beispielsweise Klauen- elemente oder Kupplungskörper und Schiebemuffe und dergleichen darstellen. Die Auflösedauer kann somit auf einer Zeitbestimmung basieren, die die Drehzahl der Getriebeelemente relativ zueinander berücksichtigt. Ebenso kann berücksichtigt wer- den, wie viele Zähne die Verzahnungen der Getriebeelemente aufweisen bzw. wel- che Verdrehwinkel nötig sind, um auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellungen aufzulösen. Hierzu kann auch ein maximaler Verdrehwinkel zwischen zwei Zähnen bzw. eine ma- ximale Zahnüberdeckung bestimmt werden. Letztlich ergibt sich der Verdrehwinkel und die Zahnüberdeckung auch aus der Anzahl der Zähne. Hierbei können die Anzahl der Zähne, die maximalen Verdrehwinkel bzw. maximalen Zahnüberdeckun- gen bei der Bestimmung der Auflösedauer auch als Konstanten verwendet werden, da sich diese über den Betrieb nicht verändern.

Ferner kann berücksichtigt werden, dass bei einer höheren Zahnanzahl ein niedrige- rer Verdrehwinkel und damit einhergehend eine niedrigere Auflösedauer nötig ist. Ebenso wirken sich die relativen Drehzahlen der Getriebeelemente auf die maximale Auflösedauer aus. Bei vergleichsweise niedrigeren relativen Drehzahlen kann die Auflösedauer höher liegen als bei vergleichsweise höheren Drehzahlen der Getriebe- elemente. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass gegebenenfalls zu hohe Drehzahlen bzw. zu hohe relative Drehzahlen ein Abweisen der Getriebeelemente und damit eine Erhöhung der Auflösedauer verursachen können.

Neben dem Zustandsparameter der Kopplungsvorrichtung können weitere Parameter berücksichtigt werden. Die Geschwindigkeit kann zusätzlich in Abhängigkeit von we- nigstens einem weiteren Parameter, insbesondere einem Lüftspiel und/oder einer Zu- standsidentifikation und/oder wenigstes einer Elastizität und/oder wenigstens einer Signalverzögerung, bestimmt werden. Als Elastizität wird hierin eine axiale oder rota- torische Elastizität verstanden. Die Elastizität erfordert kein dediziertes Federele- ment, sondern kann materialbedingt und/oder geometriebedingt in wenigstens einem der Getriebeelemente oder weiterer Betätigungselemente in dem Betätigungsweg re- alisiert sein. Wie beschrieben, können ferner Lüftspiele berücksichtigt werden, d.h., welchen Abstand die Getriebeelemente in der Entkopplungsposition grundsätzlich voneinander besitzen. Die Lüftspiele erhöhen letztlich den Weg, der zurückgelegt werden muss, bis die Verzahnungen ineinander in Eingriff gebracht werden können. Ferner können Signalverzögerungen berücksichtigt werden, die verstreichen, bis ausgehend von einem Steuerbefehl zur Herstellung des Kopplungszustands eine Be- wegung des Getriebeelements tatsächlich erzeugt wird. Eine weitere Möglichkeit be- steht darin, einen Zustand der Kopplungsvorrichtung aktiv zu identifizieren, beispiels- weise zu berücksichtigen in welcher Position das Getriebeelement aktuell steht.

Die Bestimmung der Geschwindigkeit kann zusätzlich in Abhängigkeit von einem Speed-Faktor bestimmt werden. Der Speed-Faktor gibt grundsätzlich die Strategie der Betätigung an, d.h. insbesondere mit welcher Geschwindigkeit bzw. in welchem Geschwindigkeitsband die Betätigung der Kopplungsvorrichtung durchgeführt wer- den soll. Hierbei kann der Speed-Faktor verschiedene Strategien vorgeben, bei- spielsweise um eine vergleichsweise langsame, aber komfortable Schaltung zu reali- sieren, wie diese beispielsweise in einem Komfort-Modus gewünscht ist. Soll Wert auf eine möglichst schnelle Herstellung der Kopplung gelegt werden, bei der Kom- fortanforderungen in den Hintergrund treten, kann dies ebenfalls durch den Speed- Faktor berücksichtigt werden. Grundsätzlich kann der Speed-Faktor somit eine Un- terscheidung zwischen Komfort und Dynamik realisieren. Der Speed-Faktor kann bei- spielsweise von außen kommandiert werden, indem der Benutzer einen entspre- chenden Modus auswählt. Der Speed-Faktor kann auch durch ein Steuergerät bzw. einen sogenannten „Drive Manager“, also logikbasiert, gewählt werden. Ebenso kann der Speed-Faktor durch das Verhalten des Fahrers, beispielsweise durch Auslösen eines Kickdowns bzw. das vollständige durch treten des Fahrpedals auslösen.

Wie beschrieben, erzeugt der Aktor die Betätigungsbewegung, die das Getriebeele- ment zwischen der Entkopplungsposition und der Kopplungsposition bewegt, insbe- sondere aus der Entkopplungsposition in die Kopplungsposition überführt. Die Ge- schwindigkeit kann nach einer Ausgestaltung des Verfahrens durch eine Einstellung des durch den Aktor bereitgestellten Drehmoments und/oder eine Stromregelung und/oder eine Drehzahlregelung durchgeführt werden. Je nach Ansteuerung des Ak- tors kann somit die maximal mögliche Geschwindigkeit reduziert werden, sodass das Getriebeelement genauso schnell bewegt wird, dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung si- cher aufgelöst ist, bis die Verzahnungen der Getriebeelemente aufeinandertreffen bzw. während der Bewegung des Getriebeelements aufgelöst ist ohne den Aktor an- halten zu müssen. Dies erlaubt ferner die Betätigungsgeschwindigkeit zu reduzieren, den Strom zu begrenzen und so das auf den Aktor wirkende Drehmoment bzw. von dem Aktor bereitzustellende Drehmoment zu reduzieren. Ebenso ist es möglich, die Drehzahl des Aktors entsprechend einzustellen, um die gewünschte Betätigungsge- schwindigkeit zu erhalten.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahr- zeug, umfassend eine Kopplungsvorrichtung mit einer Betätigungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Getriebeelement der Kopplungsvorrichtung zwischen einer Kopplungsposition und einer Entkopplungsposition zu bewegen, wobei die Kopp- lungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit mit der das Getriebeele- ment bewegt wird in Abhängigkeit eines Zustandsparameters der Kopplungsvorrich- tung einzustellen und/oder zu verändern. Der Getriebevorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, dass eine solche Getriebevorrichtung umfasst.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Verfahren be- schrieben wurden, sind vollständig auf die Getriebevorrichtung und das Kraftfahrzeug übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug- nahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellung und zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm eines Kopplungsvorgangs einer Kopplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug; und

Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung mit einer Kopp- lungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Fig. 2 zeigt einen rein beispielhaften schematischen Ablauf eines Kopplungsvor- gangs einer Kopplungsvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs, die beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist. Zum Beispiel kann zur Kopplung ein erstes Getriebeelements 2 mit ei- nem zweiten Getriebeelement 3 gekoppelt werden, beispielsweise zwei Klauen oder eine Schiebemuffe mit einem Kupplungskörper. Das erste Getriebeelement 2 kann im Rahmen dieser Anmeldung auch als „Kopplungselement“ bezeichnet werden. Die Getriebeelemente 2, 3 weisen Verzahnungen 4, 5 auf, die zur Herstellung der Kopp- lung miteinander in Eingriff gebracht werden müssen. Je nach aktueller Orientierung der Verzahnungen 4, 5 zueinander, ist ein Einspuren der Verzahnungen möglich oder die Zähne der Verzahnungen 4, 5 stehen in Axialrichtung aneinander an, so- dass ein Einspuren nicht möglich ist. Ein solcher Zustand wird auch als Zahn-auf- Zahn-Stellung verstanden. Die Kopplungsvorrichtung 1 weist eine Betätigungseinrichtung 6 auf, die einen Aktor 7 aufweist, der über eine nicht näher dargestellte Übersetzung beispielhaft mit dem ersten Getriebeelement 2 gekoppelt ist, um das Getriebeelement 2 zwischen einer Entkopplungsposition und einer Kopplungsposition zu bewegen. In der Entkopp- lungsposition ist das Getriebeelement 2 von dem Getriebeelement 3, insbesondere um ein Lüftspiel, beabstandet. In der Kopplungsposition sind die Verzahnungen 4, 5 in Eingriff und die Getriebeelemente 2, 3 somit miteinander gekoppelt. Die von dem Aktor 7 erzeugte Bewegung (vgl. Pfeil 8) kann somit dazu verwendet werden, das Getriebeelement 2 in Form einer Betätigungsbewegung zu bewegen, um die Kopp- lung herzustellen oder aufzuheben.

Ferner weist die Kopplungsvorrichtung 1 eine Steuerungseinrichtung 9 auf oder ist mit einer Steuerungseinrichtung 9 verbunden, die den Aktor 7 steuern kann. Hierbei ist zum Beispiel steuerbar, wie der Aktor 7 bestromt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungseinrichtung 9 zur Drehzahlregelung und/oder Drehmomentrege- lung des Aktors 7 ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, die Geschwindigkeit, mit der das Getriebeelement 2 bewegt wird durch entsprechende Steuerung des Aktors 7 einzustellen.

Insbesondere kann die Geschwindigkeit basierend auf einem Zustandsparameters der Kopplungsvorrichtung 1 eingestellt bzw. verändert werden. Zum Beispiel ist es möglich, anstelle einer maximal realisierbaren Geschwindigkeit eine demgegenüber reduzierte Geschwindigkeit einzustellen. Hierzu kann insbesondere die Auflösedauer einer zu erwartenden Zahn-auf-Zahn-Stellung als Zustandsparameter einbezogen werden. Die Auflösedauer basiert beispielsweise auf konstanten Parametern der Kopplungsvorrichtung 1 , insbesondere der Zahnanzahl der Getriebeelemente 2, 3 und der sich daraus ergebenden Verdrehwinkel bzw. Zahnüberdeckungen. Ebenso können Variablen einbezogen werden, beispielsweise die aktuelle Drehzahl oder Drehzahldifferenz der Getriebeelemente 2, 3, das Lüftspiel, eine Signalverzögerung und Elastizitäten in dem Betätigungsweg, beispielsweise weitere Getriebeelemente oder Betätigungselemente, zum Beispiel eine Schaltgabel, die das Getriebeelement 2 bewegen oder einer Übersetzungseinrichtung, die die von dem Aktor 7 erzeugte Bewegung auf das Getriebeelement 2 überträgt.

In Fig. 1 ist ein beispielhafter Ablauf eines Kopplungsvorgangs dargestellt, wobei das Getriebeelement 2 beispielhaft zwischen einem Entkopplungszustand 10 und einem Kopplungszustand 11 bewegt werden soll. Hierbei wird zunächst in einem Zeitinter- vall 12 optional eine Signalverzögerung und in einem Zeitintervall 13 das Überwinden des Lüftspiels berücksichtigt. Ferner kann ermittelt werden, wie lange eine Auflöse- dauer 14 beträgt, um eine auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung aufzulösen. Hieran kann sich eine Identifikationsphase 15 anschließen, in der der Zustand der Kopp- lungsvorrichtung identifiziert bzw. verifiziert wird. Dabei kann wiederum berücksichtigt werden, dass sich in einem Zeitintervall 16 eine Signalverzögerung anschließt.

Für die Herstellung der Kopplung kann somit insbesondere die Auflösedauer 14 be- rücksichtigt werden, die zum Auflösen der Zahn-auf-Zahn-Stellung, die bei einem Verbringen des Getriebeelements 2, auf das Getriebeelement 3 zu, auftreten wird. Basierend auf der bestimmten Auflösedauer 14 kann die Steuerungseinrichtung 9 den Aktor 7 derart steuern, dass das Getriebeelement 2, also das Kopplungsele- ment, mit einer gegenüber einer Maximalgeschwindigkeit reduzierten Geschwindig- keit bewegt wird, um die Kopplung herzustellen.

Dies erlaubt insbesondere, dass der Aktor 7 die Bewegung konstant erzeugen kann und nicht bei Auftreten einer Zahn-auf-Zahn-Stellung angehalten und anschließend nach dem Auflösen wieder angefahren werden muss. Unnötig hohe Betätigungsge- schwindigkeiten, die letztlich nur dazu führen, dass die Getriebeelemente 2, 3 länger in der Zahn-auf-Zahn-Stellung stehen, können so vermieden werden. Stattdessen wird die Geschwindigkeit so eingestellt, dass nach Überwinden des Lüftspiels die Zahn-auf-Zahn-Stellung auf jeden Fall aufgelöst ist bzw. während der Betätigungsbe- wegung aufgelöst wird, beispielsweise durch Berücksichtigung einer Maximalzeit, so- dass eine durchgängige Betätigungsbewegung ausgeführt werden kann.

Dies erlaubt ferner, die Betätigungsbewegung auch für die Erfassung des Zustands der Kopplungsvorrichtung 1 heranzuziehen, da beispielsweise die Bewegung, die durch den Aktor 7 erzeugt wird, auch für die Position des Getriebeelements 2 aussa- gekräftig ist.

Die in Bezug auf das Verfahren beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind vollständig auf eine Getriebevorrichtung mit einer Kopplungsrichtung 1 und ein Kraftfahrzeug übertragbar, das die Kopplungsrichtung 1 bzw. die Getriebevorrichtung aufweist. Die hierin beschriebene Getriebevorrichtung mit der Kopplungsvorrichtung 1 ist zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens ausgebildet.

Bezugszeichen 1 Kopplungsvorrichtung 2, 3 Getriebeelement 4, 5 Verzahnung 6 Betätigungseinrichtung 7 Aktor 8 Pfeil 9 Steuerungseinrichtung 10 Entkopplungszustand 11 Kopplungszustand 12, 13 Zeitintervall 14 Auflösedauer 15 Identifikationsphase 16 Zeitintervall