CN110185794A - 用于在车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，该车辆具有摩擦离合器，其中，摩擦离合器(4)借助电动机(8)自动运行。为了防止变速器中的换挡齿部的损坏，由换挡杆行程(x_SH)和变速器行程(x_G)的行程差来估算换挡力(F_x)，其中，利用所估算的换挡力(F_x)来校正手动换挡变速器(3)的内部换挡装置(17)的弹性(c_IS)，并利用内部换挡装置(17)的经校正的弹性(c_IS)来调整用于挡位识别的变速器传感器(23)的换挡位置(x)。

Description

用于在车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，其中，摩擦离合器借助机电执行器自动运行。
背景技术
在具有电子离合器管理系统(EKM)的变速器中，执行发动机介入以实现离合器的自动化控制。这允许驾驶员直接通过换挡杆来执行挡位切换，而无需首先通过松开油门踏板，使得车辆的传动系中无扭矩传递。
从申请人的尚未被公开的、申请号为DE 10 2016 209 196.4的德国专利申请中已知一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法。在该方法中，在车辆的起步过程期间，将由摩擦离合器的离合器力矩和车辆的加速度值构成的特性曲线通过分界函数划分为至少两个区域，其中，第一挡位对应第一区域并且第二挡位对应第二区域，并且当在起步过程期间测得的数值对在第一区域内时，数值对归为第一挡位，当数值对在第二区域内时，数值对归为第二挡位。这种比较方法会导致对挡位的错误识别，尤其是过早地识别完成挂挡，从而导致变速器中的换挡齿部的损坏。出现这种问题的原因是：由于变速器中的内部换挡装置中的较高的换挡力和不可避免的弹性，使得即使未完成同步或尚未完全挂至挡位中，也会错误地识别为已经挂入挡位。其结果是，离合器在换挡结束之前就已经被再次接合，随后在同步过程完成后在负载情况下完成挂挡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，其中，通过正确的挡位识别来防止变速器中的换挡齿部的损坏。
根据本发明，这样来解决该技术问题：通过对变速器的输入转速和输出转速的利用来确认挡位识别。为此能够使用变速器中已有的转速传感器，使得挡位识别能够以成本极低廉、简单的方式进行。替代地，对于变速器输出转速，还能通过由车轮转速传感器得到的车轮转速来确定。因此，能够以简单的方式保障挡位识别。
本发明的改进方案涉及用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，其中，摩擦离合器借助电动机自动运行。为了避免变速器中的换挡齿部的损坏，根据换挡杆行程和变速器行程的行程差估算换挡力，其中，利用所估算的换挡力来校正手动换挡变速器的内部换挡装置的弹性，并利用内部换挡装置的经校正的弹性来调整变速器传感器的、用于挡位识别的换挡位置。由于这样补偿了内部换挡装置的弹性，能够校正导致变速器传感器上的换挡位置提升的过高的力，从而在完全接入新挡位之前，能够可靠地评估挡位识别阈值。由此可靠地避免变速器的换挡齿部的损坏。
在一个设计方案中，使用换挡杆传感器来确定换挡杆行程和/或使用变速器传感器确定变速器行程。利用这种简单的传感器减少了用于评估挡位识别所需的计算量。但仍能够保证可靠的挡位识别。在这种情况下，有利的是，变速器传感器采用两个传感器，即变速器传感器-选挡和变速器传感器-换挡，其准确地确定由换挡叉轴、换挡指和换挡拨叉构成内部换挡装置中的换挡指的运动。
在一个设计方案中，在考虑到手动换挡变速器的外部换挡装置的刚度的情况下，由换挡杆行程和变速器行程估算的换挡力。由于考虑到手动换挡变速器的外部换挡装置的刚度以确定换挡力，使得能够对变速器的内部换挡装置的弹性进行可靠补偿。
在一个实施方式中，与所施加的换挡力无关地、根据变速器传感器的经校正的换挡位置确定换挡变速器的最终挡位的位置。因此，确定挡位识别阈值时能够至少部分地消除掉变速器的制造公差和磨损带来的影响。该过程能够在处于制造阶段的车辆的调试期间进行也能够在车间中进行。
在一个实施方式中，在换挡变速器的运行期间调整所确定的换挡变速器的最终挡位，其中，相对最终挡位调整至少一个挡位识别阈值。因此，任何时候都能够确定准确的最终挡位，并且挡位识别阈值能够匹配准确的最终挡位。
有利的是，根据内部换挡装置的弹性提高至少一个挡位识别阈值，并且与变速器传感器的未经改变的换挡位置相比较，其中，至少一个挡位识别阈值为确保挡位识别超过由变速器传感器确定的变速器行程。通过这样的比较同样能够可靠地进行挡位识别。
有利的是，在借助变速器传感器进行挡位识别之后，根据变速器输出转速和预定的挡位传动比得出变速器输入转速，其中，由所测得的变速器输入转速和所得出的变速器输入转速确定的转速差与挂入的挡位的换挡齿部上的转速差成比例，其中，当转速差近似为零时，推断出变速器已同步。通过对变速器的输入转速和输出转速进行这样的利用能够进行通过换挡杆行程和变速器行程之间的差所得出的挡位识别的可信度测评。
在一个变型方案中，若变速器输入转速和变速器输出转速之间的转速差在预定时间段内足够小，则认为挡位被完全挂入。只有当通过这种转速条件确认挂入挡位时，才能接合离合器。因此，能够防止离合器在挂入挡位之前的提前接合，由此能够避免变速器中的换挡齿部的损坏。
本发明的另一改进方案涉及一种在具有摩擦离合器的车辆中的手动变速器中的用于识别挡位的装置，其中，为实现自动操控，摩擦离合器与具有电动机的离合器执行器连接，该离合器执行器与控制单元连接，该控制单元与在变速器中布置的变速器行程传感器连接，并且能够手动操作的换挡杆通过外部换挡装置与变速器连接。为了防止因错误识别挡位而引发的变速器的损坏，在换挡杆上安置换挡行程传感器，换挡行程传感器引向控制单元，控制单元根据由换挡行程传感器和变速器行程传感器确定的行程差得出换挡力，以进行对变速器的内部换挡装置的弹性的校正，并且利用经校正的内部换挡装置的弹性来调整进行挡位识别时使用的变速器传感器的换挡位置。利用这种装置，提供了一种非常简单的可行方案来防止由于错误的、过早的挡位识别所导致的挡位齿部的损坏。
有利的是，与变速器输入轴相对置地安置变速器输入转速传感器，并且与变速器输出轴相对置地安置变速器输出转速传感器，变速器输入转速传感器和变速器输出转速传感器引向控制单元，控制单元通过对变速器的输入转速和输出转速的利用来确认挡位识别。因此，提供了一种非常简单的可行方案来以正确的时间点确定挡位识别。
附图说明
本发明允许大量的实施方式。下面将参考附图中所示的图示更详细地解释其中一个实施方式。
附图中：
图1是电子离合器管理系统的原理图，
图2是根据本发明的用于挡位识别的装置的简化图示，
图3是根据图2的根据本发明的装置的等效模型。
具体实施方式
在图1中示出了电子离合器管理系统1的原理图，其中，自调节的离合器4被布置在发动机2和变速器3之间。变速器3通过变速器输入轴5与离合器4连接，且通过变速器输出轴6将变速器输出导向车轮7。离合器4由包括电动机8的执行器9来操作，其中，电动机8操作主动缸10中的活塞，借助该活塞使液压流体被输送到从动缸11，从而使从动缸11的活塞12操作离合器4。在这种情况下，由控制单元13来控制执行器9。
如图2所示，其中示出了根据本发明的装置14的实施例，控制单元13与换挡杆传感器15连接，与由驾驶员操作的换挡杆16相对地布置该换挡杆传感器。换挡杆16与变速器3的内部换挡装置17连接，内部换挡装置17由换挡叉轴18和换挡元件19构成。在此，换挡杆16通过外部换挡装置20来与内部换挡装置连接，该外部换挡装置将用于换挡运动的拉力21和用于选挡运动的拉力22向变速器3传递。控制单元13与两个在变速器3上安置的变速器行程传感器连接，其中，变速器传感器-换挡23和变速器传感器-选挡24用于准确检测由换挡叉轴18和换挡拨叉的相应运动引起的换挡元件19的运动。
在图3中，图2中示出的装置14通过等效模型示出，以便更清楚地示出在操作换挡杆16时出现的换挡力或换挡行程。在这种情况下，换挡杆传感器15的任务是通过检测换挡杆16的行程x_SH并将其转发到控制单元13来识别驾驶员的换挡意图。根据由变速器传感器-换挡23确定的换挡元件19经过的行程x_G以及这两个传感器之间的外部换挡装置20的已知刚度c_AS来估算当前的换挡力F_x。在进行线性分析时适用：
F_x＝(x_SH-x_G)*c_AS
由此可见，通用表达为：换挡力F_x是关于换挡杆传感器16的行程x_SH、变速器3的行程x_G和外部换挡装置20的刚度c_AS的函数。
利用所估算的换挡力F_x，能够执行对内部换挡装置17的弹性c_IS的补偿。为此，有两种可行方案：在第一种可行方案中，利用所估算的内部换挡装置17的弹性来校正变速器传感器-换挡23的换挡位置，并且在进行换挡识别时使用该换挡位置x。在所讨论的简单线性关系的情况下适用：
x＝x_G-(F_x/c_IS)
普遍则适用：x＝f(x_G,F_x,c_IS)
在第二种可行方案中，根据所估算的内部换挡装置17的弹性c_IS将挡位识别阈值提高，并且在进行挡位识别时将提高的挡位识别阈值与变速器传感器-换挡23的未经改变的位置相比较。如果变速器传感器-换挡23的未经改变的位置超过了挡位识别阈值，则断定已可靠地挂入挡位。
利用可行方案1中经校正的传感器位置，还能够与所施加的换挡力无关地确定最终挡位的位置。在这种情况下，在电子离合器管理系统1运行期间适配最终挡位，其中，根据适配的最终位置定义挡位识别阈值。
作为先前阐述的换挡识别的一种替代解决方案或补充方案是：挡位识别还通过对变速器3的输入转速和输出转速的利用来进行。具体地，由此能够进行所描述的挡位识别的方法的可信度测试。一旦变速器传感器-换挡23检测到挡位，就根据变速器输出转速和已知的挡位传动比确定变速器3的输入转速。随后，得出所测得的输入转速与通过传动比确定的输入转速之差值。如果在观察期间该差值近似为零，则可以认为挡位识别是正确的。
这种情况例如是当变速器3的输入转速和输出转速的绝对差值在至少30ms内小于50转/分钟时。因此，能够由离合器执行器9操纵的离合器4只有在通过该转速状况确认了挡位确实被挂入时才会被接合。
附图标记列表
1 电子离合器管理系统
2 发动机
3 变速器
4 离合器
5 变速器输入轴
6 变速器输出轴
7 车轮
8 电动机
9 执行器
10 主动缸
11 从动缸
12 活塞
13 控制单元
14 装置
15 换挡杆传感器
16 换挡杆
17 内部换挡装置
18 换挡叉轴
19 换挡元件
20 外部换挡装置
21 用于换挡运动的拉力
22 用于选挡运动的拉力
23 变速器传感器-换挡
24 变速器传感器-选挡

Claims (10)

1.一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，其中，所述摩擦离合器(4)借助电动机(8)自动运行，其特征在于，通过利用变速器(3)的输入转速和输出转速来确认所述挡位识别。
2.一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动换挡变速器中进行挡位识别的方法，其中，所述摩擦离合器(4)借助电动机(8)自动运行，其特征在于，根据换挡杆行程(x_SH)和变速器行程(x_G)的行程差来估算换挡力(F_x)，其中，利用所述估算的换挡力(F_x)来校正所述手动换挡变速器(3)的内部换挡装置的弹性(c_IS)，并利用所述内部换挡装置(17)的经校正的弹性来调整用于所述挡位识别的、变速器传感器(23)的换挡位置(x)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在考虑所述手动换挡变速器(3)的外部换挡装置(20)的刚度的情况下，由所述换挡杆行程(x_SH)和所述变速器行程(x_G)估算所述换挡力(F_x)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，与所施加的换挡力(F_x)无关地、根据经校正的换挡位置(x)确定所述换挡变速器(3)的最终挡位的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述换挡变速器(3)的运行期间适配所确定的所述换挡变速器的最终挡位，其中，相对所述最终挡位适配至少一个挡位识别阈值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述内部换挡装置(17)的弹性(c_IS)提高至少一个挡位识别阈值，并且与所述变速器传感器(23)的未经改变的换挡位置(x)相比较，其中，所述至少一个挡位识别阈值为确保挡位识别超过由所述变速器传感器(23)确定的变速器行程(x_G)。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在通过所述变速器传感器(23)进行挡位识别之后，由变速器输出转速和预定的挡位传动比得出变速器输入转速，其中，由所测得的变速器输入转速和所得出的变速器输入转速确定的转速差与所挂入的挡位的换挡齿部上的转速差成比例，其中，当转速差近似为零时，推断出变速器已同步。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，若变速器输入转速和变速器输出转速之间的转速差在预定时间段内足够小，则认为挡位已完全挂入。
9.一种用于在具有摩擦离合器的车辆中的手动变速器中进行挡位识别的装置，其中，所述摩擦离合器(4)为实现自动操控而与具有电动机(8)的离合器执行器(9)连接，所述离合器执行器与控制单元(13)连接，所述控制单元与在所述变速器(3)中布置的变速器行程传感器(23)连接，并且能够手动操作的换挡杆(16)通过外部换挡装置(20)与所述变速器(3)连接，其特征在于，在所述换挡杆(16)上安置换挡行程传感器(15)，所述换挡行程传感器引向所述控制单元(13)，所述控制单元根据由所述换挡行程传感器(15)和所述变速器行程传感器(23)确定的行程差得出换挡力(F_x)，以对所述变速器(3)的内部换挡装置(17)的弹性(c_IS)的进行校正，并且利用所述内部换挡装置(17)的经校正的弹性(c_IS)来调整进行所述挡位识别时使用的、所述变速器传感器(23)的换挡位置(x)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，与变速器输入轴(5)相对地安置变速器输入转速传感器，并且与变速器输出轴(6)相对地安置变速器输出转速传感器，所述变速器输入转速传感器和所述变速器输出转速传感器引向所述控制单元(13)，所述控制单元通过对所述变速器(3)的输入转速和输出转速的利用来确认所述挡位识别。
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