Verfahren zur Erweiterung der Funktion einer Getriebebremse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erweiterung der Funktion einer Getriebebremse in einem Schaltgetriebe gemalS dem Oberbegriff des Patent-anspruchs 1.
Schaltgetriebe werden seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Kraftfahr-zeugtypen genutzt. Die vorherrschende Bauweise ist dabei die sogenannte Vorgelegebauweise, bei der das Drehmoment einer Eingangswelie des Getrie-bes auf eine VorgelegeweHe und von dort auf eine Ausgangswelle ubertragen wird. Auf den Wellen befmden sich dabei eine der Anzahl der Gange entspre-chende Anzahl von ZahnradzQgen. Jeder Zahnradzug besitzt dabei zumrndest ein Losrad, welches drehbeweglich auf einer Welle gelagert ist und so den gleichzettigen Eingriff der Zahnradzuge unterschiedlicher Ubersetzungen er-moglicht. Bei eingelegtem Gang wird das Losrad des Zahnradzuges des ent-sprechenden Ganges durch erne Koppelvorrichtung drehfest mrt der jeweiligen Welle verbunden, und damit ein Momentenfluss von der Eingangswelie uber die VorgelegeweHe auf die Abtriebswelle ermoglicht.
Um bei geringem Bauvolumen und geringen Bauteilkosten eine Ubertra-gung hoher Drehmomente zu ermoglichen, werden fast ausschlielilich form-schlussige Koppelvorrichtungen bzw. Kupplungen verwendet. Um das Getriebe schnell, stoBfrei, gerausch- und verschleiliarm zu schalten, ist beim Einlegen eines Ganges sicherzustellen, dass die durch die formschlussige Koppelvorrichtung drehfest miteinander zu verbindenden Teile zumindest mit annahernd gleicher Drehgeschwindigkeit drehen. Fur diese Synchronisation konnen klein dimensionirerte Reibkupplungen innerhalb des Getriebes verwendet werden, wobei zumeist je Getriebezug eine eigene Kupplung zur Synchronisation vor-gesehen ist.

Der Aufwand und die Anzahl der Getriebebauteile kann jedoch dadurch verringert werden, dass die Synchronisation durch ein entsprechendes Einstel-len des Verhaltnisses der Antriebsdrehzahl zur Abtriebsdrehzahl des Getriebes erfolgt. Da die Abtriebswelle des Getriebes in der Regel standig mit den ange-triebenen Radern des Fahrzeugs in Antriebsverbindung steht, ist deren Dreh-geschwindigkeit durch die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bedingt. Des-halb erfolgt die Synchronisation ublicherweise durch eine entsprechende An-passung der Drehgeschwindigkeit der Eingangsseite des Getriebes. Fur den Fall einer notwendigen Beschleunigung einer Welle, beispielsweise bei einem Ruckschaftvorgang, geschieht dies mit Hitfe des Antriebsmotors und der Fahr-kupplung des Fahrzeugs. Fur eine notwendige Abbremsung einer Welle ist eine Getriebebremse vorgesehen, die zumeist im antriebsseitigen Teil des Antriebsstrangs innerhalb des Getriebegehauses oder unmittelbar an das Ge-triebe angrenzend angeordnet ist und zum Beispiel auf die Vorgelegewelle wirkt. Der Getriebebremse kommt dabei die Aufgabe zu, bei Hochschaltvor-gangen die Eingangsseite des Getriebes annahemd auf die Synchronisations-drehzahl abzubremsen.
Im folgenden ist, sofern nicht ausdrucklich anders bezeichnet, mit Kupp-lung stets eine Kupplung im Inneren des Getriebes gemeint, die eine Drehmo-mentubertragung zwischen einer Welle und einem Losrad ermoglicht und zumeist, aber nicht notwendiger Weise, eine formschlussige Kupplung ist. Im Gegensatz dazu wird die Kupplung, welche die Drehmomentubertragung zwischen Antriebsmotor und Getriebe bewirkt, und bei manuefl zu schaltenden Fahrzeugen gewohnlich uber ein Kupplungspedal betatigt wird, als Fahrkupp-lung bezeichnet.
Die Getriebebremse kann hydraulisch, pneumatisch oder elektromagne-tisch betatigt werden. Obwohl eine ungeregelte Getriebebremse in einigen Fallen ausreichend sein kann, bietet eine Getriebebremse mit einstellbarer

Bremskraft in der Praxis erhebiiche Vorteiie. Eine solche Getriebebremse lasst sich beispietsweise als pneumattsch durch zwei Zweiwegeventile betatigte Bremse konstruieren, die uber eine feste Ubersetzung mit der Vorgelegewelie verbunden ist
Wenngleich eine Synchronisation mittels einer Getriebebremse einfach fur automatisierte Schaltgetriebe fur Kraftfahrzeuge implementierbar ist, kann das Funktionsprinzip der synchronisierenden Getriebebremse auch auf manu-ell zu schaltende Getriebe sowie auf Getriebe angewendet werden, welche nicht in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
Eine Getriebebremse ist aus der DE 196 52 916 A1 bekannt. Hier wird aus einer ermittelten Abtriebsdrehzahl des Getriebes und der Kenntnis der vorgewahtten Ubersetzung eine Sollanschlussdrehzahl ermittelt und fur den Fall, dass die Sollanschlussdrehzahl niedriger ist, als die erfasste Ist-Drehzahl, ein Sottbremsgradient enmittett und uber Ventile eingestellt. Nachdem die Vorgelegewelie durch die Bremswirkung der Getriebebremse die Sollanschlussdrehzahl erreicht hat, wird der Gang eingelegt und die Bremse geoffnet. Diese Losung ist geeignet, urn die Synchronisation ublicher Schaltvorgange zu re-geln, beschrankt sich jedoch in bezug auf die Regelung auf die minimal not-wendige Grundfunktion und schopft die technischen Moglichkeiten einer derar-tigen Bremse bei weitem nicht aus.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsverfahren bzw. Regelungsverfahren fur eine Getriebebremse vor-zustellen, mit dem ohne nennenswerten zusatzlichen Hardwareaufwand die Funktion dieser Bremse wesentlich erweitert wird. Zur sprachlichen Vereinfa-chung soil im Folgenden der Begriff ,Steuerung, den Begriff „Regelung" mit umfassen. Ob im Einzelnen eine Steuerung oder ein Regelung vorliegt, ergibt

sich aus dem Kontext Oder ist bei der konkreten Ausgestaltung einer derartigen Steuerung festzulegen.
Die Losung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Haupt-anspruchs, wahrend vorteilhafte Ausgestaltungen und Werterbildungen der Erfmdung den Unteranspruchen entnehmbar sind.
Der Erfindung Hegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Erweite-rung des Funktionsumfanges der Getriebebremse ohne eine nennenswerte Erhohung des Hardwareaufwandes der Kornfort und die Geschwindigkeit der Schaltvorgange, der Schutz vor bzw. die Erkennung von Fehlerzustanden in Sensoren, Kupplung, Fahrkupplung und Motorsteuerung und die Vermeidung unerwunschter Zustande des Getriebes erheblich verbessert werden kann. Zudem ist die Berucksichtigung und die nutzbringende Beeinflussung von bis-her nicht berucksichtigten Nebenbedingungen, wie etwa bei dem Betrieb von Nebenaggregaten moglich.
Demnach geht die Erfindung von einem Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Getriebebremse in einem Schattgetriebe aus, welches zur Synchronisation ausgehend von einer Ist-Drehzahl einer Getriebewelle eine Soll-Drehzahl einer zu synchronisierenden Welle ermittelt und eine Getriebebremse so steuert und/oder regelt, dass sich die ermittelte Soll-Drehzahl an der zu synchronisierenden Welle einstellt. Zur Losung der gesteltten Aufgabe sieht die Erfindung zudem vor, dass die Steuerung der Getriebebremse uber die reine Getriebesynchronisation hinausgehend dazu verwendet wird, urn zusatz-liche antriebsstrangrelevante Funktionen durchzufuhren.
Diese antriebsstrangrefevanten Zusatzfunktionen sind in den Unteranspruchen im einzelnen bezeichnet. Ihnen ist gemeinsam, dass diese ohne oder nur mrt minimalem zusatzlichen Hardwareaufwand auskommen und daher

nahezu kostenneutra! zu implementieren sind, den Funktionsumfang und damit den praktischen Wert der Getriebebremse jedoch betrachtlich erhohen.
In einer ersten Ausgestaltungsform sieht die Erfindung vor, dass Dreh-momerrte, die durch die Traghettsmassen von mit dem Getriebe verbundenen Nebenabtrieben bedingt sind, bei der Steuerung und/oder Regelung des Bremsmomentes berucksichtigt werden, und dass Nebenabtriebe bei geschlos-sener Kupplung durch die Getriebebremse abgebremst werden. Unter Nebenabtrieben werden hier Getriebeausgangsweilen verstanden, die zusatzlich zu den ublichen, auf die mit Antriebsradern des Fahrzeugs wirkenden Fahrgan-gen, den Betrieb von Aggregaten oder Geraten durch den Antriebsmotor des Fahrzeugs emnoglichen. Die Aggregate oder Gerate konnen dabei zum Betrieb bei Stiflstand des Fahrzeugs oder wahrend des Fahrbetriebs vorgesehen sein.
An das Getriebe gekoppeite Nebenabtriebe bzw. die mit den Nebenabtrieben verbundenen Aggregate oder Gerate konnen je nach Art und Betriebs-bedingungen erhebliche rotierende Massen aufweisen, die bei einer Ankupp-lung an die Abtriebsseite des Getriebes bei geoffneter Fahrkupplung nur lang-sam auslaufen und dabei die Drehzahl auf der Abtriebsseite des Getriebes Qber eine langere Zeitdauer auf einem relativ hohen Niveau halten.
Es ist aus Sicherheitserwagungen heraus wunschenswert, durch Steue-rungsverfahren eine Moglichkeit zu schaffen, diese Nebenabtriebe abzubrem-sen und damit die Nachlaufzeit erheblich zu verringera Der Einbau einer eige-nen Bremse fur jeden Nebenabtrieb oder in jedem anzutreibenden Aggregat oder Gerat einzig zu diesem Zweck ist jedoch aufwandig und teuer. Erfin-dungsgemaB kann die ohnehin vortiandene Getriebebremse diese Funktion ohne zusatzliche Bauteilekosten mit ubernehmen, indem bei einem Abstellvor-gang des Nebenabtriebs zunachst nur die Fahrkupplung geofFnet und damit die Verbindung zum Antriebsmotor getrennt wird. Der auslaufende Nebenabtrieb

dreht nun die betroffenen Getriebeteile und kann uber die Getriebebremse abgebremst werden. Naturlich ist es auch werterhin wahlweise moglich, die Kupplung zum Einkuppeln des Nebenabtriebs in den Momentenfluss zu offnen und den Nebenabtrieb ungebremst auslaufen zu lassen.
Eine weitere Anwendung dieses Verfahrens zur Abbremsung von Ne-benabtrieben ergibt sich daraus, dass Nebenabtriebe mit geringer Drehzahl oder im Stillstand nur dann ohne eine aufwandige eigene Reibkupplung durch formschlussige Kupplungen in den Momentenfluss des Getriebes eingekuppelt werden konnen, wenn die zu synchronisierende Welle zumindest annahernd die Synchrondrehzahl aufweist in diesem Fall also nahezu stillsteht. Sofern bereits ein Nebenabtrieb vom Getriebe angetrieben wird und auch weiterhin betrieben werden soil, musste nach dem Offnen der Fahrkupplung und damit nach Abkopplung des Fahrzeugantriebs so lange mit dem Einkuppeln des zweiten Nebenabtriebs gewartet werden, bis der erste Nebenantrieb zumindest nahezu ausgelaufen ist und damit auch die zu synchronisierende Welle fast steht. Dies kann je nach Drehzahl und rotierender Masse des Nebenantriebs eine betrachtliche Zeit dauern. Diese Zeit kann durch das erfindungsgemafce Verfahren erheblich verkurzt werden, indem die Getriebebremse bei geschlos-sener Kupplung zwischen dem Getriebe und dem bereits eingekuppelten Nebenantrieb und bei geoffneter Fahrkupplung dazu verwendet wird, neben der zu synchronisierenden Welle auch den Nebenabtrieb abzubrernsen.
Weiter ist es denkbar, dass das Fahrzeug bei eingekuppeltem Nebenantrieb fahrbar sein soil. Ist im Getriebe eine gemeinsame Vorgelegewelle vor-handen, auf welcher einerseits die Losrader angeordnet sind, welche Teile der Zahnradzuge der Fahrgange bilden, und weiter ein oder mehrere Losrader vorgesehen sind, welche mit Zahnradem auf gesonderten Abtriebswellen fur die Nebenantriebe kammen, so muss zum Wechsel in einen hoheren Fahrgang die Vorgelegewelle wie sonst auch bis auf annahernd die Synchrondrehzahl

abgebremst warden. Da in diesem Fall aber durch den sich aufgrund seiner tragen Rotationsmasse weiter drehenden Nebenabtrieb die Drehzahl der Vor-gelegewelle vorubergehend auf annahernd dem bisherigen Niveau gehalten wird, kann die Synchronisation ohne eine besondere Berucksichtigung des Nebenabtriebs eine lange Zeit in Anspruch nehmen.
ErfindungsgemaB wird daher bei eingekuppeltem Nebenabtrieb das durch die Getriebebremse aufgebrachte Bremsmoment gegenuber dem Bremsmoment eines reinen Fahrbetriebs ohne etngekuppelten Nebenabtrieb erhoht, urn den Nebenabtrieb in kurzer Zeit so abzubremsen, dass sich an der VortegeweHe die neue Synchrondrehzahl einstetlt Dabei konnen teste Brems-momentzuschiage fur bestimmte Nebenabtriebe verwendet werden, der Bremsmomentzuschlag in Abhangigkeit von der Art des Nebenantriebs und seiner Drehgeschwindigkeit aus einer Tabelle ausgelesen werden, in Abhangigkeit von der Reaktion der Drehzahl der Vortegeweile geregelt werden oder es konnen beliebige andere Steuerungs- oder Regelungsverfahren zur Anwen-dung kommen, die das Bremsmoment der Getriebebremse bei angekuppeltem Nebenabtrieb gezielt erhohen.
In einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgema&en Verfahrens wird die zur Synchronisation des Getriebes verwendete Getriebebremse in einem besonderen Modus zum Sichern eines Fahrzeuges gegen unbeabsichtigtes Wegrollen verwendet.
Es sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um ein unbeabsichtigtes Rolien eines stehenden Fahrzeuges ohne Zutun des Fahrers zu verhindern. Sie arbeiten zumeist mit einer automatischen Ansteuerung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse. Wahrend Systeme, welche auf die Feststellbremse wirken, zumeist nur fur diesen Zweck verwendete Aktuatoren benotigen, die das Fahrzeug verteuern und das Fahrzeuggewicht erhohen,

sind die benotigten Aktuatoren bei Systernen, welche auf die Betriebsbremse wirken bei modemen Fahrzeugen durchweg ohnehin vorhanden.
GrundsatzJich ist es jedoch nicht erstrebenswert, die Komplexitat eines hoch sicherheitsrelevanten Systems wie der Bremssteuerung durch zusatzliche Funktionen zu erhohen. Diese Nachteile werden durch eine Verwendung der Getriebebremse zur Sicherung des Fahrzeugs gegen Wegrollen vemnieden. Da die Getriebebremse lediglich das Losrollen eines stehenden Fahrzeugs verhin-dern soil, kann eine retativ kteine Bremse genutzt werden, so dass die Getriebebremse diese Funktion in vielen Fallen ohne eine vergro&erte Dimensionie-rung und rnsbesondere ohne dass etwa weitere Bremskolbenabschnitte oder gesonderte, nur fur diesen Zweck vorgesehene Vorrichtungen erforderlich sind, mit Qbemehmen kann. Dres gift urn so mehr, als durch die Getriebeubersetzung und auch vorgelagerte Ubersetzungen z.B. eines Achsgetriebes oder eines Verteilergetriebes das zum Halten des Fahrzeugs notwendige Moment stark herabgesetzt werden kann.
Selbst wenn das von der Getriebebremse aufbringbare Bremsmoment ohne eine verstarkte Dimensionierung derselben nicht ausreichen sollte, das Fahrzeug an einer starken Steigung zu halten, kann die erfindungsgen)a&e Wegrollsperre dennoch in der uberwiegenden Anzahl der Betriebsfalle eines Fahrzeuges nutzbringend eingesetzt werden. Wahrend es sehr unwahrschein-lich ist, dass ein Fahrer an einer starken Steigung anhalt, ohne mit einem Wegrollen des Fahrzeugs zu rechnen und dem durch manuelle Betatigung einer Bremse entgegenzuwirken, fuhren kaum merkliche Gefalle oder auch nur Fahr-bahnunebenheiten 2LB. vor Ampeln hauRg zum unbeabsichtigten Rollen des Fahrzeugs. Auch die notwendige Sicherung eines Busses an Haltestellen be-notigt keine groBen Bremskrafle, sodass die Getriebebremse diese Aufgabe leicht ubernehmen kann.

Bei Bedarf kann selbstverstandlich auch die Getriebebremse verstarkt ausgelegt sein, urn die Funktion der Wegrollsperre noch besser erfullen zu konnen. Diese Verstarkung der Auslegung kann dabei auch anderen der hier beschriebenen Funktionen zu gute kommen.
In einer besonderen Wefterfuhrung dieser Funktion zur Sicherung eines Fahrzeugs gegen unbeabsichtigtes Wegrollen kann eine Rausschaukel-Funktion fur das Fahrzeug realisiert werden. Hat sich ein Fahrzeug in einer Bodenvertiefung festgefahren, so kann es haufig aus eigener Kraft befreit werden, indem systematisch abwechselnd ein Stuck vor- und zuruckgefahren wird, sowie das Fahrzeug dabei jeweils die bisher gewonnene Lageenergie mit nutzt, urn zusammen mit der vom Motor auf die Rader ubertragenen Antriebsenergie auf der jeweils anderen Seite der Mulde ein wenig hoher zum stehen zu kommen, bis das Rad schliefilich uber den Rand der Mulde hinausgelangt. Hierfur ist es wichtig, moglichst wenig der bisher erreichten Hohe des Rades durch zuruckrollen in die Mulde zu verlieren, wahrend der Fahrer zwischen Vorwarts-gang und Ruckwartsgang wechselt. Andererseits soil die Bremse vollstandig gelost sein, wenn der Fahrer bei eingelegten Vorwarts- oder Ruckwartsgang die nachste Schaukelbewegung einleitet. Eine Wegrollsicherung, welche uber die Feststell- oder Bethebsbremse wirkt, kann diese Funktion allenfalts mit einem erheblichen Regelungsaufwand zufriedensteilend losen, wahrend eine Getriebebremse mit minimalem Aufwand so gesteuert werden kann, dass ein Zuruckrollen genau dann verhindert wird, wenn der jeweils als nachstes einzu-legende Gang noch nicht eingekuppelt ist, wahrend die Bremse bei eingekup-peltem Gang sofort vollstandig gelost wird.
Eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgemaUen Verfahrens sieht vor, dass ein durch die Fahrkupplung in das Getriebe eingebrachtes Drehmoment durch eine Ansteuerung der Getriebebremse ganz oder teilweise kompensiert wird. Dies kann insbesondere sinnvoll sein, um betspielsweise bei Anfahrvor-

gangen zunachst das am Getriebe anliegende Moment so weit zu steigem, dass ein Zuruckrollen des Fahrzeugs bei einem Anfahrvorgang am Hang aus-geschlossen wird. Auch wenn das durch die Fahrkupplung eingestellte Ist-Drehmoment das Soll-Drehmoment uberschrettet, kann dies durch ein entspre-chendes Bremsmoment der Getriebebremse kompensiert werden. Dabei kann fur den Fall, dass das durch die Fahrkupplung ubertragene Moment verringert werden soil, die Getriebebremse das an der Abtriebswelle des Getriebes anliegende Moment so lange reduzieren, bis die Fahrkupplung entsprechend positi-oniert wurde. Dies ermoglicht eine langsamere und damit genauere Positionie-rung der Kupplung bei gleichzeitig schneller Realisierung des an der Abtriebs-seite des Getriebes gewunschten Drehmomentes. Eine weitere nutzbringende Anwendungen eines derartigen Verfahrens wird nachstehend eriautert.
Bei Einkuppelvorgangen kann es insbesondere bei einer angestrebten schnellen Positionierung der Fahrkupplung zu sogenannten Uberschwingern kommen. Diese konnen beispielsweise durch eine geringfugige Fortsetzung der Bewegung der Kupplungsteile bedingt sein, nachdem die Sollposition er-reicht wurde. Je grolier die Betatigungsgeschwindigkeit der Fahrkupplung ist, desto eher neigt diese zum Oberschwingen. Weiterhin konnen beispielsweise durch den schnellen Lastwechsel und eine dadurch bedingte elastische Ver-formung von Teiten des Antriebsstranges unerwQnschte Momentspitzen an der Getriebeeingangswelle hervorgerufen werden, die hier ebenfalls unter dem Begriff des Oberschwingens subsummiert werden. Da es sich hierbei um sehr kurzfristige Prozesse handelt, ist eine Regelung durch beispielsweise eine Steuerung der Motordrehzahl zu trage und daher nicht sinnvoll.
Durch eine vierte Ausgestaltung der Erfindung wird eine Uberschwin-gung und die damit einhergehende kurzfristige Erhohung eines an der Getriebeeingangswelle anliegenden Drehmomentes durch eine entsprechende An-steuerung der Getriebebremse ganz oder teilweise kompensiert. Dabei kann

das Uberschwingen durch Sensoren erfasst werden. Haufig wird es jedoch moglich sein, die fur die Insassen des Fahrzeugs spurbaren Folgen der Uber-schwingung durch einfache Steuerungsvorgaben fur die Getriebekupplung zumindest weitgehend zu verringern. Es kann beispieisweise vorgesehen sein, dass ab einer bestimmten Positioniergeschwindigkeit der Fahrkupplung zu einem festgelegten Zeitpunkt nach beginnender oder vollstandiger Kraftuber-tragung durch die Fahrkupplung durch die Getriebebremse ein kurzer Brems-impuis vorbestimmter Starke erzeugt wird. Selbstverstandlich sind umfangrei-chere Steuerungs- und Regelungsverfahren denkbar, die z.B. verschiedene Einkuppelfalle unterscheiden und ggf. unter Einbeziehung weiterer Parameter den Zeitpunkt, die Zeitdauer und die Starke des Bremsimpulses der Getriebebremse bestimmen. Dies kann durch Auslesen von in Tabellen abgelegten Werten oder auch durch Berechnungen in einem diesbezuglichen Steuerungs-computer erfolgen.
Insbesondere bei Kiauengetrieben, aber auch bei anderen Getriebebau-arten, konnen Situationen vorkommen, bei denen jeweils zwei Kiauen oder allgemein zwei Getriebebauteile so zueinander stehen, dass ein Einkuppeln.mit der ubiichen Momentubertragungsfahigkeit nicht moglich ist, da jeweils erha-bene Teile sich gegenuberstehen und ein formschlussiges Einkuppein verhin-dert wird. Das Getriebe ist dann nicht schaitbar.
Solche Zahn-auf-Zahn-Stellungen des Getriebes konnen in einer funften Ausgestaltung des erfindungsgemaBen Verfahrens durch das Aufbringen eines stetigen oder pulsierenden Bremsmomentes durch die Getriebebremse aufge-lost werden. Im Gegensatz zu Verfahren zur Auftosung solcher Stellungen, die zunachst die an einander anliegenden Kupplungsteile wieder trennen und in einem neuen Kupplungsvorgang auf eine zufallig gunstigere relative Position der Kupplungselemente angewiesen sind, kann die Zahn-auf-Zahn-Stellung durch dieses Verfahren schnetl und zuverlassig beseitigt werden, ohne die

Kupplungselemente zunachst trennen zu mussen. Die Auflosung dieser Zahn-auf-Zahn-Stellungen kann daher besonders schnell und sicher sowie fur den Fahrzeuginsassen unmerkbar realisiert werden. Selbstverstandlich ist es auch moglich, den Druck der an einander anliegenden Kupplungselemente zunachst zu verringern oder die Kupplung zunachst wieder zu trennen, um beispielswei-se den VerschleiB der Kupplungsteile zu minimieren. Auch in diesem Fall kann durch die Aufbringung eines Bremsmomentes durch die Getriebebremse zuver-lassig eine geringe Differenzdrehzahl eingestelrt werden, sodass bei einem erneuten Einkuppeln eine Wiederholung der Zahn-auf-Zahn-Stellung nahezu ausgeschtossen ist.
Eine sechste Ausgestaltung des erfindungsgemafien Verfahrens sieht vor, das Kupplungswegsignal der Fahrkupplung durch gezielte Steuerung der Getriebebremse auf Plausibilitat zu uberprufen und/oder zu kalibrieren. Dies kann bedeutsam sein, um beispielsweise bei Sensoren, welche durch wech-selnde Magnetfelder beeinflussbar sind, die Sensorwerte auch dann uberprufen bzw. kalibrieren zu konnen, wenn die Sensorwerte zwar fehlerhaft sind, aber dennoch Werte innerhalb des zulassigen Bereiches liefern.
Hierfur wird das Getriebe in Neutralstellung geschaltet und uber die Getriebebremse ein definiertes Bremsmoment eingebracht. Wenn anschliefiend die Fahrkupplung so positioniert wird, dass das vom Antriebsmotor uber die Kupplung in das Getriebe eingebrachte Moment nicht ausreicht, um die Getriebeeingangsdrehzahl gegen die Getriebebremse zu erhohen, und anschliefiend die Fahrkupplung so verstellt wird, dass das von der Kupplung ubertragene Moment gerade ausreicht, um die Getriebeeingangsdrehzahl zu erhohen, so ist damit ein definierter Kupplungsweg eingestellt bzw. ermittelbar, der unabhan-gig von z.B. baubedingten Abweichungen oder KupplungsverschleifJ zur Kalib-rierung des Kupplungswegesignals bzw. zu dessen Uberprufung verwendet werden kann.

1st das Bremsmoment der Getriebebremse bekannt, so entspricht in der-jenigen Kupplungsstellung, in der die Getriebeerngangswelie gerade gegen die Bremswirkung von der Kupplung gedreht wird, das von der Kupplung ubertra-gene Moment dem Bremsmoment der Getriebebremse.
Fur die Bestimmung desjenigen Kupplungsweges, bei dem das uber die Fahrkupplung eingeleitete Moment gerade dem Bremsmoment entspricht, kann in einer Abwandlung des Verfahrens auch ausgehend von einem Getriebe in Neutralstellung, einem eingesteltten defmierten Bremsmoment der Getriebebremse und einer geschlossenen Fahrkupplung die Kupplung so weit geoffnet werden, dass das vom Antriebsmotor uber die Kupplung an das Getriebe uber-tragene Moment gerade nicht mehr ausreicht, urn die Getriebeeingangswelle gegen das Bremsmoment der Getriebebremse zu drehen. Werden beide be-schriebene Verfahren ausgefuhrt, so lasst sich aus der Differenz der ermittelten Werte bzw. Kupplungswege auf die Hysterese der Kupplung schlieden.
Sofern an die Genauigkeit der Kalibrierung besondere Anforderungen gestellt werden, konnen daruber hinaus auch Drehmomentverluste, die sich innerhalb des Getriebes ergeben, bei der Auswertung berucksichtigt werden.
Durch eine einfache Vertauschung von einer unabhangigen Eingangs-grotie und einer zu kalibrierenden oder auf Plausibilitat zu uberwachenden GroBe kann in einer siebten Ausgestaltung des erfindungsgemaBen Verfahrens die Getriebebremse durch gezielte Steuerung des durch die Fahrkupplung an die Getriebeeingangswelle zu ubertragenen Drehmomentes kalibriert werden, und/oder der Zusammenhang zwischen einem Betatigungssignal der Getriebebremse und dem sich einstellenden Bremsmoment auf Plausibilitat uberpruft bzw. kalibriert werden.

Dabei wird in analoger Abwandlung zum vorstehend beschriebenen Ver-fahren in Neutralstellung des Getriebes durch Fahrkupplung und Antriebsmotor ein definiertes Moment in die Eingangswelle des Getriebes eingebracht und der Signalwert bzw. diejenige zugehorige Bremsstellung ermittelt, bei weicher das an der Getriebebremse erzeugte Bremsmoment gerade so groB ist, wie das in die Getriebeeingangswelle eingeleitete Moment. Auch hier kann analog zum vorstehend erlauterten Verfahren die Getriebebremse langsam so weit gelost werden, bis gerade eine Drehbewegung des Getriebes einsetzt, oder die Getriebebremse zunehmend starker betatigt werden, bis das Bremsmoment gerade ausreicht, urn eine Drehbewegung der Eingangswelle des Getriebes zu unterbinden. Durch Anwendung beider Verfahrensablaufe kann ein Hysterese-verhalten ermittelt und durch Berucksichtigung interner Drehmomentverluste des Getriebes die Genauigkeit des Verfahrens gesteigert werden.
Selbstverstandlich kann an Stelle der Verringerung oder Erhohung des Bremsmomentes der Getriebebremse alternativ auch das Bremsmoment der Getriebebremse konstant gehalten werden und die Fahrkupplung zunehmend geoffnet oder geschlossen werden, bis gerade ein beginnendes Durchmtschen der Fahrkupplung bzw. ein Ende des Durchrutschens der Fahrkupplung detek-tiert wird, sofern diese Kupplungsstellungen mit Hilfe bekannter Kupplungscha-rakteristik einem bestimmten an das Getriebe ubertragenen Drehmoment zu-geordnet werden konnen.
Eine achte Ausgestaltung des erfindungsgemafcen Verfahrens sieht vor, dass ein von einer Motorsteuerung ausgegebenes Motordrehmomentsignal mit Hilfe eines definierten, durch die Getriebebremse aufgebrachten Bremsmomentes auf Plausibilitat uberpruft und/oder kalibriert werden kann. Bei Neutralstellung des Getriebes und geschlossener Fahrkupplung muss das Motordrehmomentsignal dem durch die Getriebebremse aufgebrachten Bremsmoment ent-sprechen. Stimmen diese Werte nicht uberein, so ist von einem Fehler auszu-

gehen. Bei Bedarf konnen zusatzliche Momente, die etwa durch Reibung im Getriebe entstehen, berucksichtigt werden.
Eine ahnliche Vorgehensweise kann in einer neunten Ausgestaltung an-gewendet werden, urn durch gezielte Ansteuerung der Getriebebremse zu uberprufen, ob sich das Getriebe in der Neutralstellung befindet. Wenn bei geoffneter Fahrkupplung durch die Getriebebremse ein Bremsmoment angelegt wird, so wird sich die Drehzahl der gebremsten Welle bei eingelegtem Gang vergleichsweise langsam und proportional zur Anderung der Fahrzeugge-schwindigkeit andern, wahrend die Drehzahlanderung in der Neutralstellung des Getriebes sehr viel schneUer ablaufen wird, da lediglich einige Getriebetei-le und nicht das gesamte Fahrzeug gebremst werden, zum anderen wird die Geschwindigkeitsanderung der gebremsten Getriebewellen nicht proportional zu der Anderung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfolgen. Beide Krite-rien konnen einzeln oder in Kombination ausgewertet werden, urn festzustellen, ob ein Fahrgang eingelegt ist oder nicht.
Es ist bereits bekannt, fur die Ansteuerung einer Getriebebremse die Soll-Drehzahl einer Welle sowie deren Ist-Drehzahl zu bestimmen und den Bremsgradienten in Abhangigkeit von der DHTerenz zwischen beiden Drehzah-len zu steuern. Eine zehnte Ausgestaltung des erfindungsgemalien Verfahrens sieht als Verbesserung hierzu vor, dass fur die Einstellung eines Drehzahlgra-dienten neben der Differenzdrehzahl zwischen der Soil- und der Ist-Drehzahl einer gebremsten Welle auch zumindest ein durch die Bauart oder die Be-thebsbedingungen der Getriebebremse bedingter Grenzwert, insbesondere ein maximal zulassiger Drehzahlgradient und/oder ein Temperaturgrenzwert be-rucksichtigt werden. Hierdurch konnen Bauteile vor Uberlastung geschutzt und beispielsweise das Bremsmoment in Abhangigkeit vom Verschleifizustand der Getriebebremse, oder der ermittelten oder geschatzten Temperatur der Brems-belage begrenzt werden.

Weiter kann die zu bremsende Tragheitsmasse Oder die abzubauende Rotationsenergie ermittelt oder abgeschatzt werden und das Bremsmoment in Abhangigkeit von der abzubremsenden Tragheitsmasse und/oder der abzubauenden Rotationsenergie gesteuert oder geregelt werden. Diese elfte Aus-gestaltung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn sich die tragen Mas-sen der abzubremsenden rotierenden Teile beispielsweise durch unterschiedli-che Massen und Durchmesser eingekuppelter Zahnrader oder durch einge-kuppelte Zusatzabtriebe stark unterscheiden, da in diesem Fall erst durch eine Berucksichtigung dieser unterschiedlichen Massen bzw. in Verbindung mit der Drehzahl der unterschiedlichen abzubauenden Rotationsenergie ein definierter Drehzahlverlauf einstellen lasst. Insbesondere ist es zweckmafiig, bei grofceren rotierenden Massen bzw. dadurch bedingten hoheren abzubauenden Energie-betragen die Bremskraft zu verstarken, urn die Schaltzeiten weitgehend unab-hangig von den genannten Parametern zu machen.
Ebenso ist es sinnvoll, das Bremsmoment der Getriebebremse in Abhangigkeit von zumindest einem Parameter zu steuern oder zu regeln, der als Vorgabewert fur eine gewunschte Schaltgeschwindigkeit oder einen bestimnv ten Schaltkomfort interpretiert wird. Wahrend es bei automatisierten Schaltge-trieben allgemein ublich ist, zwei oder mehr unterschiedliche Schaltkennfelder zur Auswahl zu stellen, die beispielsweise fur eine sportliche Fahrweise mit optimalen Beschleunigungswerten oder fur eine okonomische Fahrweise bei minimiertem Kraftstoffverbrauch optimiert sind, wird der eigentliche Gangwech-selvorgang bisher nicht auf die Bedurfnisse oder Erfordernisse unterschiedli-cher Fahrweisen oder Fahrbedingungen optimiert.
Durch das erfindungsgemafie Verfahren ist es nach einer zwolften Aus-gestaltung moglich, die Geschwindigkeit und den Komfort des Gangwechsels gezielt zu beeinflussen, indem die durch die Bremse eingebrachten Verzoge-rungswerte variiert werden. So konnen die Bremsmomente bei einer sportli-

chen Fahrweise gegenuber einem Normalbetrieb vergroRert und damit kurzere Schaltzeiten realisiert werden. Umgekehrt kann zur Erzielung einer besonders komfortablen, ruckarmen und verschleifcarmen Schaltcharakteristik das uber die Getriebebremse eingebrachte Bremsmoment gegenuber einem Normalbetrieb verringert werden.
Hierbei ist es unerheblich, wie der Parameter ermittelt wird, der als Vor-gabewert fur einen bestimmten Schaltkomfort oder eine gewunschte Schaltge-schwindigkeit verwendet wird. Der Parameter kann beispielsweise vom Fahrer explizit eingegeben werden, er kann automatisch mit einer herkommlichen manuellen Umschaltung der Schaltcharakteristik umgeschaltet werden, er kann aus Fahrparametem ermittett oder im Rahmen einer Personalisierung z.B. aus einem im Fahrzeugschlussel befindlichen Speicher ausgelesen werden. Im einfachsten Fall handelt es sich urn die Umschaltung zwischen zwei diskreten Werten. Denkbar ist jedoch auch eine grofcere Anzahl von diskreten Werten oder auch ein Kontinuum, z.B. in Form eines Schiebereglers. Auch die Beruck-sichtigung mehrerer Parameter wie beispielsweise der Schalthaufigkeit, von Beschleunigungswerten oder Motorwerten ist vom Umfang dieser Erfindung abgedeckt, solange diese Werte als Zwischenschritt zur Ermittlung eines Parameters angesehen werden konnen oder jedenfalls im Ergebnis auf eine Ein-flussgro&e auf die Starke der Getriebebremswirkung zur Erzielung unterschied-licher Schaltcharakteristika hinauslaufen.
In einer dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ermittlung^ des einzustellenden Getriebebremsmoments durch Einbeziehung der bekann-ten Tragheitsmomente der aktuell zu bremsenden Massen und/oder dem vor-handenen Drehzahlgradienten an der Getriebebremse sowie optional des na-turlichen Drehzahlgradienten der zu bremsenden Massen und/oder der Ternpe-ratur des Getriebes. Hierdurch ist eine wesentlich exaktere Einstellung des Bremsmomentes in bezug auf Komfort, Schaltgeschwindigkeit, Verschleifc und

Gerauschentwicklung mogiich, sowie insbesondere die zumindest annahernd gleiche oder gezielt unterschiedliche Schaltcharakteristik beim Schalten ver-schiedener Gange realisierbar. Auch konnen die Schaltvorgange bei Bedarf besonders verschlei&arm gestaltet werden.
Sofem vorstehend ausgefuhrt wird, dass die Fahrkupplung bei Betati-gung einer Getriebebremse geoffnet tst, ist es nach einer vierzehnten Ausges-taltung der Erfindung stets auch mogiich, dass die Fahrkupplung zumindest unter Motorbetriebsbedingungen geschlossen wird bzw. bleibt oder mit Schlupf geschlossen wird bzw. bleibt, bei denen der Motor selbst ein Bremsmoment zur Verfugung stellt, und bei denen bei geoffneter Fahrkupplung eine Aktivierung der Getriebebremse erfolgen wurde.
Auf diese Weise kann die Getriebebremse entlastet und zusatzlich der Antriebsmotor im sogenannten Schubbetrieb unter Abschaltung der Brennstoff-zufuhr betrieben werden. In diesen Fallen erfolgt fur die Steuerung des Getrie-bebremsmomentes sinnvoller Weise eine Ermittlung und entsprechende Be-rucksichtigung des uber die Fahrkupplung in das Getriebe eingebrachten Mo-torbremsmomentes.

(Neue) PatentansprOche
1. Verfahren zur Steuerung und Reglung einer Getriebebrernse in einem Scbaftgetriebe, welches zur Synchronisation ausgehend von etner Ist-Drehzahf einer Getriebewelle eine Soli-Drehzahl einer zu synchronisierenden Welle er-mittett und eine Getriebebrernse derart steuert und/oder regelt, dass sich die ermittelte Sofl-Drehzahl an der zu synchronisierenden Welle einstelit, und die Steuerung und Regtung der Getriebebrernse Qber die reine Getriebesynchroni-sation hinausgehend dazu verwendet wird, urn zusatzliche antriebsstrangrete-vante Funktionen durchzufahren, dadurch gekennzeicbnet, dass durch die Tr&gheitsmassen von mit dem Getriebe verbundenen Nebenaggrega-ten bedingte Momente bei der Steuerung und/oder Regelung des Bremsmo-mentes berGcksichtigt werden, und dass Nebenabtriebe bei geschlossener Kupplung zwtschen einem Getriebelosrad und einer Getriebewelle durch die Getriebebrernse abgebremst warden.
2. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeicbnet, dass die zur Synchronisation des Getriebes verwendete Getriebebrernse in einem besonderen Modus zum Sichem eines Fahrzeuges gegen unbeabsich-tigtes Wegrollen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion zur Sichem eihes Fahrzeugs gegen unbeabsichtigtes Wegrollen zur Reaiisierung einer Rausschaukel-Funktion fDr das Fahrzeug verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprti-che, dadurch gekennzeicbnet, dass ein durch eine Fahrfcuppiung zwischen dem Getriebe und einem Fahrzeugantriebsmotor in das Getriebe

eingebrachtes Drehmoment durch eine Ansteuerung der Getriebebremse ganz oder teilweise kompensiert wird*
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnel, dass ern durch ein Oberschwingen beim schneflen Schiieften der Fahrkupplung bedingtes unerwQnscht hohes und durch die Fahrkupplung in das Getriebe eingebrachtes Drehmoment durch ein eingestelltes Bremsrnoment der Getriebebremse zurnindest teilweise kompensiert wird.
6. Verfahren nach einem Oder mehreren der vorhergehenden AnsprO-che, dadurch gekennzeichnet, dass Zahn-auf-Zahn-Stellungen des Getriebes durch das Aufbringen eines stetigen oder putsierenden Bremsmo-rnentes durch die Getriebebremse auf eine Getriebewelie beseitigt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprO-che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungswegsignal der Fahrkupplung durch gezielte Steuerung oder Regelung der Getriebebremse auf Plausibilitat OberprQft und/oder kalibriert wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprQ-che, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebremse durch gezielte Steuerung des durch die Fahrkupplung an die Getriebeeingangswelte ubertragenen Drehmomentes kalibriert wird, und/oder der Zusammenhang zwischen einem Bet&tigungssignal der Getriebebremse und dem sich einstei-lenden Bremsmoment auf Plausibilitat (iberpriift wind.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vortvergehenden AnsprG-che, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer Motorsteuerung ausgegebenes Motordrehmomentsignai mit Hilfe eines definierten, durch die Getriebebremse aufgebrachten Bremsmomentes auf Plausibilitat OberprQft und/oder kalibriert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch gezielte Ansteuerung der Getriebebremse uberprGft wird, ob sich das Getriebe in der Neutralstedung befindet.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprti-che, dadurch gekennzeichnet, dass for die Einsteliung eines Dreh-zahlgradienten neben der Differenzdrehzahl zwischen der Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahi erner gebremsten Getriebeweile auch zumtndest ein durch die Bauart oder die Betriebsbedingungen der Getriebebremse bedingter Grenz-wert, insbesondere ein maximal zufessiger Drehzahlgradient und/oder ein Temperaturgrenzwert berQcksichtigt werden,
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprti-che, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment in Abhan-gigkeit von der abzubremsenden TrSgheitsmasse und/oder der abzubauenden Rotationsenergie gesteuert oder geregelt wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprti-che, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment in Abh&n-gigkeit zumindest eines Parameters gesteuert oder geregelt wird, der ate Vor-gabewert fQr eine gewunschte Schaltgeschwindigkeit oder einen bestimmten Schaltkomfort interpretiert wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprQ-che, dadurch gekennzeichnet, dass das einzustellende Getriebe* bremsmoment durch Einbeziehung der bekannten TrSgheitsmomente der aktu-ell zu bremsenden Massen und/oder dem vorhandenen Drehzahlgradienten an der Getriebebremse erfblgt, und optional dazu der natOriiche Drehzahlgradient der zu bremsenden Massen und/oder die Temperatur des Getriebes berQcksichtigt werden.

15, Verfahren nach einem oder mehreren cler vorhergehenden Anspru-che, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrkupplung zumindest unter solchen Motorbetriebsbedingungen geschiossen wird bzw. bfeibt oder mit Schlupf geschtossen wird bzw. bteibt, bei denen der Motor selbst ein Brems-moment zur VerfQgung stellt (beispielsweise Scbubbetrieb) und bei denen bei gedffneter Fahrkupplung eine Aktivierung der Getriebebremse erfolgen wtirde, wobei das uber die Fahrkupplung in das Getriebe eingebrachte Motorbrems-moment bei der Ermittiung des einzusteltenden Getriebebremsmomentes be-rtlcksichtigtwird.
(Welter auf Blatt 23 der ursprtingHch eingereichten Untertagen.)


Zusammenfassunp
Verfahren zur Erweiterunq cter Funktion etner Getriebebremse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Getriebebremse in einem Schaltgetriebe, welches zur Synchronisation ausge-hend von einer Ist-Drehzahl einer Gethebewelle eine Soll-Drehzahl einer zu synchronisierenden Welle ermittelt und eine Getriebebremse derart steuert und/oder regeit, dass sich die ermittelte Soll-Drehzahl an der zu synchronisierenden Welle einstellt. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und Regelung der Getriebebremse uber die reine Getriebesynchro-nisation hinausgehend dazu verwendet wird, um zusatzliche antriebsstrangre-ievante Funktionen durchzufuhren. Diesen antriebsstrangrelevanten Funktio-nen ist gemeinsam, dass sie ohne Oder nur mit minimalem zusatzlichen Hard-wareaufwand auskommen und daher nahezu kostenneutral zu implementieren sind, den Funktionsumfang und damit den praktischen Wert der Getriebebremse jedoch betrachtlich erhohen. Insbesondere wird der Komfort und die Ge-schwindigkeit der Schaltvorgange, der Schutz vor bzw. die Erkennung von Fehlerzustanden in Sensoren, Kupplung, Fahrkupplung und Motorsteuerung sowie die Vermeidung unerwunschter Zustande des Getriebes erheblich ver-bessert. Zudem ist die Berucksichtigung und die nutzbringende Beeinflussung von bisher nicht berucksichtigten Nebenbedingungen, wie etwa bei dem Be-trieb von Nebenaggregaten moglich.