DE19908831A1

DE19908831A1 - Method and device for gear detection in a motor vehicle

Info

Publication number: DE19908831A1
Application number: DE1999108831
Authority: DE
Inventors: Andreas Martin; Heiko Bade; Christian Heinemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-07
Also published as: WO2000052363A1

Abstract

The invention relates to a method and a device for gear recognition in a motor vehicle. According to the invention reference ratios are determined from engine rpm and driving speed for the different gears and stored in a memory (2). While the vehicle is driving a processor (1) determines the current ratio of engine rpm and driving speed and compares same with the stored reference ratios. The processor (1) then indicates, in the form of a gear signal (GS), the gear corresponding to the reference ratio matching the current ratio. The processor (1) is also able to evaluate a clutch signal (K) and a reverse drive signal (R) in conjunction with gear recognition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for gear detection in a motor vehicle according to Preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.

Zur Erkennung der Gangstellung eines mehrstufigen, manuell schaltbaren Schaltgetriebes können am Schaltgetriebe Sensoren angeordnet sein, mit denen die unterschiedlichen Positionen von Schaltstangen feststellbar sind. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 42 08 888 A1 bekannt, bei der die Schaltstangenpositionen zur Bestimmung des jeweils eingelegten Ganges verwendet werden.To detect the gear position of a multi-stage, manually shiftable manual transmission can be arranged on the manual transmission sensors with which the different Positions of shift rods can be determined. Such a device is from DE 42 08 888 A1 known in which the shift rod positions to determine each inserted gear can be used.

Aus der DE 43 33 822 A1 ist ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem das Verhältnis von Motordrehzahl zur mittleren Raddrehzahl gebildet wird. Die dadurch gewonnene Größe wird dann mit wenigstens zwei Schwellwerten verglichen, die beim Hochschalten oder Herunterschalten des verwendeten automatischen Schaftgetriebes erreicht werden. Dadurch lassen sich auftretende Schaltvorgänge feststellen, so daß anhand der aufgetretenen Schaltvorgänge auf die jeweils aktuell wirksame Schaltstufe geschlossen werden kann.DE 43 33 822 A1 describes a method for gear detection in a motor vehicle is known in which the ratio of engine speed to average wheel speed is formed. The variable obtained in this way is then compared with at least two threshold values, the when shifting up or down the automatic shaft gear used can be achieved. This allows switching operations to be determined, so that based on the switching operations that have occurred are closed to the currently effective switching stage can be.

Aus der DE 196 30 937 A1 ist ein Verfahren zur Gangerkennung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl des Getriebes erfaßt und daraus ein Drehzahlverhältnis gebildet wird. Anhand des Drehzahlverhältnisses kann in Verbindung mit den bekannten Übersetzungsverhältnissen des Getriebes der jeweils eingelegte Gang erkannt werden. Um die Ausgangsdrehzahl des Getriebes zu erfassen, muß ein entsprechender Drehzahlsensor eingesetzt werden, was einen entsprechenden zusätzlichen Montageaufwand und zusätzliche Materialkosten erfordert.DE 196 30 937 A1 describes a method for gear recognition in a transmission Motor vehicle known in which the input speed and the output speed of the Gearbox detected and a speed ratio is formed from it. Based on the Speed ratio can be combined with the known gear ratios of the gearbox, the gear engaged can be recognized. To the output speed of the To detect the transmission, a corresponding speed sensor must be used, which a corresponding additional assembly effort and additional material costs required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welches mit möglichst einfachen Mitteln realisierbar ist. The invention has for its object a method for gear detection in a To create a motor vehicle that can be realized with the simplest possible means.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zur Gangerkennung werden die ohnehin in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Signale, die die Motordrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit repräsentieren, verwendet, so daß hierfür keine zusätzlichen Sensoren erforderlich sind. Zunächst werden zu den unterschiedlichen Gängen gehörende Referenzverhältnisse aus Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit gebildet und in einem Speicher zugeordnet zu den jeweiligen Gängen abgelegt. Im Fahrbetrieb kann dann das aktuelle Verhältnis von Motordrehzahl zu Fahrgeschwindigkeit mit den im Speicher abgelegten Referenzverhältnissen verglichen und der zu dem Übereinstimmenden Referenzverhältnis gehörende Gang angezeigt werden. Die Ganganzeige kann dabei in Form eines elektrischen Gangsignals erfolgen, welches beispielsweise zur Erstellung von Meßprotokollen bei Meßfahrten ausgewertet werden kann. Das Gangsignal kann in der einfachsten Form aber auch zur Ansteuerung einer optischen Ganganzeige verwendet werden.The solution to this problem is obtained by the features specified in claim 1. For Gear detection will be the signals that are present in a motor vehicle anyway Represent engine speed and driving speed, so that none additional sensors are required. First, the different gears belonging reference relationships formed from engine speed and driving speed and in stored in a memory assigned to the respective gears. Then when driving the current ratio of engine speed to driving speed with those in the memory stored reference ratios compared to that to the match Reference ratio belonging gear can be displayed. The gear indicator can be in Form an electrical gear signal, which is used, for example, to create Measurement logs can be evaluated during test drives. The gear signal can be in the simplest form but also used to control an optical gear indicator become.

Um Fehlinterpretationen bezüglich der Ganganzeige zu vermeiden, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß im entkuppelten Zustand die Ganganzeige unterdrückt wird.In order to avoid misinterpretations regarding the gear display, further training is provided the invention that the gear indicator is suppressed in the uncoupled state.

Um festzustellen, daß der Rückwärtsgang eingelegt ist, kann ein ohnehin vorhandenes Rückwärtsfahrsignal ausgewertet werden. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise als Rückwärtsfahrsignal die an wenigstens einer Rückfahrleuchte anliegende Betriebsspannung verwendet. Liegt an der Rückfahrleuchte die Betriebsspannung an, so zeigt dies auf einfache Weise an, daß der Rückwärtsgang eingelegt ist.To determine that the reverse gear is engaged, an existing one Reverse drive signal can be evaluated. For this purpose it is preferably used as Reverse drive signal the operating voltage applied to at least one reversing lamp used. If the operating voltage is present at the reversing light, this shows simply Indicates that reverse gear is engaged.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.The invention is also based on the object of a device for carrying out the to create method according to the invention.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale. In einem mit einem Prozessor in Verbindung stehenden Speicher können die Referenzverhältnisse aus Motordrehzahl zu Fahrgeschwindigkeit mit den jeweils zugehörigen Gängen abgelegt sein. Bei dem Vergleich zwischen dem jeweils aktuellen Verhältnis zwischen Motordrehzahl zu Fahrgeschwindigkeit mit den im Speicher abgelegten Referenzverhältnissen kann für die Übereinstimmung ein bestimmter Toleranzbereich vorgegeben sein, falls dies aus meßtechnischen Gründen erforderlich sein sollte. Die im Speicher abgelegten Referenzverhältnisse können jeweils in einem Initialisierungsvorgang dort abgelegt werden, wobei für den Initialisierungsvorgang beispielsweise ein tragbarer Computer über eine Schnittstelle an den Prozessor anschließbar sein kann. The solution to this problem is obtained by the features specified in claim 6. In a memory connected to a processor can Reference ratios from engine speed to driving speed with the respective associated Corridors. When comparing the current ratio between engine speed to driving speed with those stored in memory Reference ratios can match a certain tolerance range be specified if this should be necessary for metrological reasons. The in Memory stored reference ratios can each be in an initialization process are stored there, for example a portable one for the initialization process Computer can be connected to the processor via an interface.

Der Prozessor mit Speicher sowie Signalanpassungseinrichtungen, an denen ein Motordrehzahlsignal und ein Geschwindigkeitssignal angelegt werden können, und Ein- Ausgabeeinheiten können zusammen ein Gangerkennungsgerät bilden, das sich problemlos an das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs anschließen läßt. Als Ausgabeeinheit kann ein Digital- Analogwandler dienen, der ausgangsseitig das Gangsignal, welches den jeweils eingelegten Gang repräsentiert, in Form einer in Stufen veränderbaren Spannung abgeben kann. Dabei kann die erreichte Spannungsstufe den jeweils eingelegten Gang repräsentieren.The processor with memory as well as signal adjustment devices, on which a Engine speed signal and a speed signal can be applied and input Output units can together form a gait detection device that is easy to use can be connected to the electrical system of a motor vehicle. A digital Analog converters are used on the output side to provide the gear signal which corresponds to the currently inserted Represents gear, in the form of a voltage that can be changed in stages. Here the voltage level reached can represent the gear currently engaged.

Dem Prozessor können über D-Flip-Flops ein impulsförmiges Motordrehzahlsignal und ein impulsförmiges Geschwindigkeitssignal zugeführt werden, aus denen der Prozessor das Verhältnis von Motordrehzahl zu Fahrgeschwindigkeit ableiten kann. Die vorgeschalteten D- Flip-Flops übernehmen dabei die erforderliche Signalanpassung, damit der Prozessor diese Signale in einer für ihn geeigneten Form erhält. Je nach Prozessortyp können hierfür auch andere Anpassungsschaltungen Verwendung finden.The processor can use a D-type flip-flop to generate a pulse-shaped engine speed signal pulse-shaped speed signal are supplied, from which the processor Derive ratio of engine speed to driving speed. The upstream D- Flip-flops take on the necessary signal adaptation so that the processor can do this Receives signals in a form suitable for him. Depending on the processor type, you can also do this other matching circuits are used.

Dem Prozessor wird vorzugsweise auch ein Kupplungssignal und ein die Betriebsspannung einer Rückfahrleuchte betreffendes Signal zugeführt. Anhand des Kupplungssignals kann der Prozessor erkennen, ob der für den regulären Fahrbetrieb erforderliche vollständige Kraftschluß vorliegt. Im entkuppelten Zustand kann der Prozessor dann die Ermittlung der Ganganzeige so lang aussetzen, bis an der Kupplung wieder der vollständige Kraftschluß vorliegt.The processor is also preferably provided with a clutch signal and an operating voltage a signal related to a reversing light. Based on the clutch signal Processor recognize whether the full required for regular driving There is a frictional connection. In the uncoupled state, the processor can then determine the Suspend the gear indicator until the clutch is fully engaged again is present.

Aus der Betriebsspannung der Rückfahrleuchte erkennt der Prozessor auf besonders einfache Weise, ob der Rückwärtsgang eingelegt ist.The processor particularly recognizes the operating voltage of the reversing light simple way whether the reverse gear is engaged.

Die Vorrichtung zur Gangerkennung wird vorzugsweise in Verbindung mit einer Meßeinrichtung verwendet, die zur Protokollierung von Fahrbetriebsvorgängen verwendet wird. Dabei kann anhand der Häufigkeit und der Dauer der eingelegten unterschiedlichen Gänge festgestellt werden, welche Schallstufen einer höheren Belastung und damit einem höheren Verschleiß unterliegen.The device for gear detection is preferably used in conjunction with a Measuring device used, which is used to log driving operations becomes. It can be based on the frequency and duration of the different inserted Gears are determined, which sound levels of a higher load and thus a subject to higher wear.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of a block diagram Embodiment explained in more detail.

Das Blockschaltbild zeigt eine Vorrichtung zur Gangerkennung, die als Gangerkennungsgerät in ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung umfaßt einen Prozessor 1, an den ein erster Speicher 2 und ein zweiter Speicher 3 angeschlossen sind. Über ein D-Flip-Flop 4 erhält der Prozessor 1 ein impulsförmiges Motordrehzahlsignal D, welches die Motordrehzahl repräsentiert. Über ein weiteres D-Flip-Flop 5 erhält der Prozessor 1 ein impulsförmiges Geschwindigkeitssignal G, welches die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs repräsentiert.The block diagram shows a device for gear detection, which can be used as a gear detection device in a motor vehicle. The device comprises a processor 1 , to which a first memory 2 and a second memory 3 are connected. The processor 1 receives a pulse-shaped engine speed signal D, which represents the engine speed, via a D flip-flop 4 . Via a further D flip-flop 5 , the processor 1 receives a pulse-shaped speed signal G, which represents the current driving speed of the motor vehicle.

Der Prozessor 1 erhält an zwei weiteren Eingängen ein Kupplungssignal K sowie ein den Betriebszustand einer Rückfahrleuchte anzeigendes Rückwärtsfahrsignal R. Über eine Schnittstelle 6 ist der Prozessor 1 mit einem Computersystem C, beispielsweise mit einem Laptop, verbindbar.The processor 1 receives at two further inputs a clutch signal K and a reverse drive signal R indicating the operating state of a reversing lamp. The processor 1 can be connected to a computer system C, for example a laptop, via an interface 6 .

Das den jeweils eingelegten Gang anzeigende Gangsignal GS wird vom Prozessor 1 über einen Digital-Analogwandler 7 abgegeben. Das Gangsignal GS kann eine Treppenspannung sein, deren Spannungswert sich beim Hochschalten um einen Gang beispielsweise um 0,5 Volt erhöht. Ein eingelegter dritter Gang kann dann beispielsweise durch einen Spannungswert von 1,5 Volt angezeigt werden.The gear signal GS, which indicates the gear currently engaged, is output by the processor 1 via a digital-to-analog converter 7 . The gear signal GS can be a stair voltage whose voltage value increases by one gear, for example by 0.5 volts, when shifting up. A third gear engaged can then be indicated, for example, by a voltage value of 1.5 volts.

Da die Vorrichtung zur Erkennung des jeweils eingelegten Ganges vorzugsweise in Verbindung mit einem Meßsystem zur Protokollierung von im Fahrbetrieb auftretenden Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, hat der Prozessor 1 zwei weitere Ausgänge 8, 9, an denen pulsweitenmodulierte Signale abgegeben werden, die über Tiefpässe 10, 11 in Spannungswerte umgewandelt werden. Dabei gibt der Spannungswert Uv die Fahrgeschwindigkeit und der Spannungswert Un die Motordrehzahl an.Since the device for recognizing the gear currently engaged is preferably used in conjunction with a measuring system for logging operating states of a motor vehicle that occur while driving, the processor 1 has two further outputs 8 , 9 , at which pulse-width-modulated signals are emitted, which are transmitted via low-pass filters 10 , 11 can be converted into voltage values. The voltage value Uv indicates the vehicle speed and the voltage value Un the engine speed.

In einem Initialisierungsvorgang, der über das Computersystem C eingeleitet werden kann, speichert der Prozessor 1 im ersten Speicher 2 die zu den unterschiedlichen Gängen gehörenden Referenzverhältnisse aus Motordrehzahl zu Fahrgeschwindigkeit. Im Fahrbetrieb werden dann die aktuelle Motordrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit mittels des Motordrehzahlsignals D und des Geschwindigkeitssignals G dem Prozessor 1 zugeführt. Dabei werden die beiden Signale D und G mittels der D-Flip-Flops 4 und 5 im Verhältnis 2 : 1 geteilt, was lediglich eine Anpassung an den hier verwendeten Prozessortyp darstellt. Anstelle der D-Flip-Flops 4, 5 könnten auch andere Anpassungsschaltungen Verwendung finden, falls dies bei Verwendung eines anderen Prozessortyps erforderlich wäre.In an initialization process that can be initiated via the computer system C, the processor 1 stores in the first memory 2 the reference ratios belonging to the different gears from engine speed to driving speed. In driving mode, the current engine speed and the driving speed are then fed to the processor 1 by means of the engine speed signal D and the speed signal G. The two signals D and G are divided by the D flip-flops 4 and 5 in a ratio of 2: 1, which is only an adaptation to the processor type used here. Instead of the D flip-flops 4 , 5 , other matching circuits could also be used if this would be necessary when using a different processor type.

Der Prozessor 1 wertet die über die D-Flip-Flops 4, 5 ankommenden Signale dahingehend aus, daß er das Verhältnis der aktuellen Motordrehzahl zur aktuellen Fahrgeschwindigkeit bildet und dieses Verhältnis mit den Referenzverhältnissen im Speicher 2 vergleicht. Bei Übereinstimmung zwischen dem aktuellen Verhältnis und einem Referenzverhältnis wird der zu dem Referenzverhältnis gehörende Gang zur Anzeige gebracht, d. h. der Prozessor 1 gibt ausgangsseitig über den Digital-Analogwandler 7 ein entsprechendes Gangsignal GS ab.The processor 1 evaluates the signals arriving via the D flip-flops 4 , 5 in such a way that it forms the ratio of the current engine speed to the current driving speed and compares this ratio with the reference conditions in the memory 2 . If the current ratio and a reference ratio match, the gear belonging to the reference ratio is displayed, ie the processor 1 outputs a corresponding gear signal GS on the output side via the digital / analog converter 7 .

Im zweiten Speicher 3 kann ein Protokoll abgelegt werden, welches angibt, welcher Gang zu welchem Zeitpunkt und wie lange während des Fahrbetriebs eingelegt worden ist. Die im Speicher 3 abgelegten Daten können zu einem späteren Zeitpunkt über die Schnittstelle 6 abgefragt und dem Computersystem C zur weiteren Auswertung übermittelt werden. A protocol can be stored in the second memory 3 , which specifies which gear has been engaged at what time and for how long during driving. The data stored in the memory 3 can be queried at a later time via the interface 6 and transmitted to the computer system C for further evaluation.

REFERENCE SIGN LIST

11

Prozessor
processor

22nd

Speicher
Storage

33rd

Speicher
Storage

44th

D-Flip-Flop
D flip-flop

55

D-Flip-Flop
D flip-flop

66

Schnittstelle
interface

77

Digital-Analogwandler
Digital to analog converter

88th

Ausgang
output

99

Ausgang
output

1010th

Tiefpaß
Low pass

1111

Tiefpaß
D Motordrehzahlsignal
G Geschwindigkeitssignal
K Kupplungssignal
R Rückwärtsfahrsignal
GS Gangsignal
Uv Spannungswert
Un Spannungswert
C Computersystem
Low pass
D Engine speed signal
G speed signal
K clutch signal
R reverse drive signal
GS gear signal
Uv voltage value
Un tension value
C computer system

Claims

1. A method for gear detection in a motor vehicle, the motor of which drives the drive wheels of the motor vehicle via a transmission having a plurality of gear stages, in which the engaged gear belonging to the respective current gear stage is determined from the engine speed and a variable proportional to the speed of the wheels, characterized in that that the reference ratios belonging to different gears from engine speed and driving speed and the respective associated gears are stored in a memory ( 2 ), and that during driving operation the reference ratio corresponding to the current ratio of engine speed and driving speed is determined and the gear belonging to this reference ratio is displayed .

2. The method according to claim 1, characterized in that an electrical gear signal (GS) indicates the currently engaged gear.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the gear indicator is suppressed in the uncoupled state.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that When driving backwards, a reverse drive signal (R) to recognize the reverse gear is evaluated.

5. The method according to claim 4, characterized in that the reverse drive signal (R) from that applied to at least one reverse light Operating voltage is derived.

6. Device for performing the method according to one of the preceding claims with a processor ( 1 ) which receives a motor speed signal characterizing the engine speed signal (D) and a signal proportional to the speed of at least one wheel, and outputs a gear signal (GS) indicating the engaged gear , characterized in that a driving speed signal (G) is fed to the processor ( 1 ) as a signal proportional to the speed of a wheel, that the processor ( 1 ) from the applied engine speed signal (D) and the driving speed signal (G) the instantaneous ratio of engine speed to Driving speed forms that the processor ( 1 ) is connected to a memory ( 2 ) in which the reference ratios belonging to the different gears from engine speed and driving speed are stored, and that the processor ( 1 ) also stores the reference ratios stored in the memory ( 2 ) the current ratio of engine speed to F compares the earspeed and, if they match, displays the associated gear in the form of the gear signal (GS).

7. The device according to claim 6, characterized in that a digital-to-analog converter ( 7 ) emits the gear signal (GS) as a step-shaped analog signal in which the voltage level reached represents the gear currently engaged.

8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the processor ( 1 ) D flip-flops ( 4 , 5 ) are connected upstream, via which the processor ( 1 ) the pulse-shaped engine speed signal (D) and the pulse-shaped speed signal (G) are supplied.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the processor ( 1 ) via an interface ( 6 ) with an external computer system (C) can be connected.

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that on the processor ( 1 ) a clutch signal indicating the position of the clutch (K) is present.

11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the processor ( 1 ) is connected to a signal characterizing the operating state of at least one reversing light.

12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the reference conditions are stored in an initialization process in a memory ( 2 ) connected to the processor ( 1 ).

13. The device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the device for gear detection is part of a measuring device which is used to determine how often and / or how long the different gears are engaged while driving.