DE102011005529A1 - Method for preventing tooth-on-tooth position during closing of claw switching element of dual clutch transmission in countershaft design, involves determining difference in rotational speeds of sides and phase position of claws - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung beim Schließen eines Klauenschaltelementes eines Doppelkupplungsgetriebes oder eines automatisierten Handschaltgetriebes in Vorgelegebauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for avoiding a tooth-on-tooth position when closing a jaw switching element of a dual-clutch transmission or an automated manual transmission in countershaft design according to the preamble of patent claim 1.
Im wesentlichen besteht ein Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Strängen bzw. Teilgetrieben mit verschiedenen Zahnradpaaren, zwei Lastschaltkupplungen die jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet sind, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle sowie je nach Gangzahl aus Klauenschaltelementen. Hierbei sind die Gänge abwechselnd in den zwei Teilgetrieben angeordnet, so dass es möglich ist, einen Gang im lastfreien Teilgetriebe vorzuwählen, während das Drehmoment vom anderen Teilgetriebe übertragen wird.Essentially, a dual-clutch transmission of two strands or partial transmissions with different gear pairs, two power shift clutches each associated with a partial transmission, a drive shaft and an output shaft and, depending on the number of gears from claw switching elements. Here, the gears are arranged alternately in the two partial transmissions, so that it is possible to preselect a gear in the load-free partial transmission, while the torque is transmitted from the other partial transmission.
Bei automatisierten Handschaltgetrieben ist aus dem Stand der Technik bekannt, Synchronisierungen zu verwenden, die in nachteiliger Weise zu einem hohen Kraftstoffverbrauch sowie zu einer Erhöhung des Gewichts und der Herstellungs- und Montagekosten führen. Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, bei automatisierten Handschaltgetrieben unsynchronisierte Klauenschaltelemente zu verwenden, wobei eine Synchronisierung beispielsweise mittels einer Getriebebremse und der geregelten Kupplung des automatisierten Handschaltgetriebes durchgeführt wird.In automated manual transmissions, it is known from the prior art to use synchronizers which disadvantageously lead to high fuel consumption and to an increase in weight and manufacturing and assembly costs. Furthermore, it is known from the prior art to use in automated manual transmissions unsynchronized claw switching elements, wherein a synchronization is performed for example by means of a transmission brake and the controlled clutch of the automated manual transmission.
Beim Schließen eines Klauenschaltelementes bei einem Doppelkupplungsgetriebe oder einem automatisierten Handschaltgetriebe muss nach dem Stand der Technik in der Regel ein Kompromiss zwischen Komfort und Geschwindigkeit der Schaltung gewählt werden. Um eine derartige Schaltung komfortabel zu gestalten, soll die Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite möglichst gering sein; dadurch entsteht ein geringer Impulsaustausch, der wiederum in einer Komforterhöhung resultiert; in nachteiliger Weise führt jedoch eine geringe Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite beim Schließen eines Klauenschaltelementes im Falle einer Zahn-auf-Zahn-Stellung zu einer langen Schaltzeit, die benötigt wird, bis die nächste Lücke erscheint bzw. bis die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgehoben ist.When closing a jaw switching element in a dual-clutch transmission or an automated manual transmission, a compromise between comfort and speed of the circuit must be selected according to the prior art in the rule. To make such a circuit comfortable, the difference in the rotational speeds of the primary and secondary side should be as low as possible; this results in a low momentum exchange, which in turn results in a comfort increase; disadvantageously, however, a small difference in the rotational speeds of the primary and secondary sides when closing a jaw switching element in the case of a tooth-on-tooth position to a long switching time, which is needed until the next gap appears or until the tooth-on Tooth position is canceled.
Ferner erfordert das Erkennen und Aufheben einer Zahn-auf-Zahn-Stellung die Aktivierung von Überwachungsfunktionen sowie eine spezielle Ansteuerung von Getriebekomponenten, was in nachteiliger Weise den konstruktiven Aufwand erhöht.Furthermore, the detection and cancellation of a tooth-on-tooth position requires the activation of monitoring functions and a special control of transmission components, which disadvantageously increases the design effort.
Beispielsweise geht aus der
Ferner ist aus der
Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, nicht nur die Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite eines Klauenschaltelementes über eine aktive Synchronisierung und die ohnehin in der Regel vorhandene Sensoren an der Antriebs- und Abtriebsseite, beispielsweise über die Betätigung einer Getriebebremse oder eines Elektromotors bzw. einer geregelten Kupplung, sondern auch die Phasenlage der Klauen der Primär- und Sekundärseite des Klauenschaltelementes zueinander zu beeinflussen, was ein Aufeinandertreffen der Klauen bei sehr geringer Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite ohne die Gefahr des Auftretens einer Zahn-auf-Zahn-Kontaktes ermöglichen würde.For this reason, it is desirable not only the difference of the rotational speeds of the primary and secondary side of a claw switching element via an active synchronization and the already existing usually sensors on the input and output side, for example via the operation of a transmission brake or an electric motor or a controlled clutch, but also to influence the phase position of the claws of the primary and secondary side of the jaw switching element to each other, which is a clash of clutches with very little difference in the rotational speeds of the primary and secondary side without the risk of the occurrence of a tooth-on-tooth contact would allow.
Zur Bestimmung der Phasenlage der Klauen könnten entsprechende Sensoren direkt in der Nähe der Primär- und der Sekundärseite der Klauen vorgesehen sein; diese Vorgehensweise resultiert jedoch in hohen Herstellungs- und Montagekosten. Zudem steht in der Regel der für die Sensoren erforderliche Bauraum nicht zur Verfügung.To determine the phase position of the claws, corresponding sensors could be provided directly in the vicinity of the primary and secondary sides of the jaws; However, this procedure results in high manufacturing and assembly costs. In addition, the space required for the sensors is generally not available.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung beim Schließen eines Klauenschaltelementes eines Doppelkupplungsgetriebes oder eines automatisierten Handschaltgetriebes in Vorgelegebauweise anzugeben, durch dessen Durchführung eine Zahn-auf-Zahn-Stellung mit geringem konstruktivem Aufwand vermieden werden kann. Insbesondere sollen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst viele ohnehin vorhandene Sensoren des Getriebes verwendet werden. The present invention has for its object to provide a method for avoiding a tooth-on-tooth position when closing a claw switching element of a dual clutch transmission or an automated manual transmission in countershaft design, by its implementation, a tooth-on-tooth position avoided with little design effort can be. In particular, should be used to carry out the method according to the invention as many as possible already existing sensors of the transmission.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is solved by the features of patent claim 1. Further embodiments and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims.
Demnach wird ein Verfahren zur Vermeidung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung beim Schließen eines Klauenschaltelementes eines Klauenschaltelementes eines Doppelkupplungsgetriebes oder eines automatisierten Handschaltgetriebes in Vorgelegebauweise vorgeschlagen, im Rahmen die Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite des Klauenschaltelementes und die Phasenlage der Klauen des Klauenschaltelementes zueinander ermittelt werden, wobei der Zeitpunkt der Betätigung des Klauenschaltelementes im Schließsinne in Abhängigkeit der Phasenlage der Klauen des Klauenschaltelementes zueinander und der Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite derart bestimmt wird, dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung vermieden wird.Accordingly, a method for avoiding a tooth-on-tooth position when closing a jaw switching element of a jaw switching element of a dual-clutch transmission or an automated manual transmission in countershaft design proposed, in the context of the difference in rotational speeds of the primary and secondary side of the jaw switching element and the phase position of the jaws of the jaw switching element are determined to each other, wherein the timing of the operation of the jaw switching element in the closing direction in response to the phase angle of the jaws of the jaw switching element to each other and the difference in rotational speeds of the primary and secondary side is determined such that a tooth-on-tooth position is avoided.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures. Show it:
Der Aufbau von Doppelkupplungsgetrieben und automatisierten Handschaltgetrieben ist dem Fachmann bestens bekannt, so dass im Rahmen der Figurenbeschreibung nur die erfindungsrelevanten Bauteile beschrieben und erläutert werden.The construction of dual-clutch transmissions and automated manual transmissions is well known to those skilled in the art, so that in the description of the figures, only the components relevant to the invention are described and explained.
In
Das gezeigte Doppelkupplungsgetriebe umfasst ein erstes Teilgetriebe
Bezugnehmend auf
Bei dem gezeigten Beispiel sind auf der Vorgelegewelle
Bei derartig ausgeführten Getrieben werden in der Regel sowohl an der Eingangsseite, d. h. auf der Eingangswelle
Erfindungsgemäß werden die Phasenlagen der mit den Losrädern einer Welle
Gemäß einer Variante des Verfahrens wird vorgeschlagen, zur Ermittlung der Phasenlage des mit einem Losrad einer Welle
Hierbei können die den Losrädern zugeordneten Drehzahlsensoren auch direkt am entsprechenden Festrad angeordnet werden, wobei die Phasenlage der mit dem jeweiligen Losrad verbundenen Teile der Klauenschaltelemente anhand der Signale der Drehzahlsensoren und der Zähnezahlen der Festräder und der jeweiligen Losräder bestimmt wird.Here, the idler wheels associated speed sensors can also be placed directly on the corresponding fixed gear, the phase position of the associated with the respective idler gear parts of the jaw switching elements based on the signals of the speed sensors and the number of teeth of the fixed wheels and the respective idler gears is determined.
Für den Fall, dass das Losrad nicht die gleiche Zähnezahl aufweist, wie der mit dem Losrad drehfest verbundene Teil des Klauenschaltelementes, werden zur Ermittlung der Phasenlage des mit einem Losrad drehfest verbundenen Teils eines Klauenschaltelementes die Signale eines die Phasenlage eines am Losrad angeordneten Messrades erfassenden Sensors verwendet, wobei das Messrad die gleiche Zähnezahl aufweist, wie der mit dem Losrad drehfest verbundene Teil des Klauenschaltelementes.In the event that the idler gear does not have the same number of teeth as the non-rotatably connected to the idler gear part of the claw switching element, the signals of a the phase position of a arranged on the idler gear measuring wheel sensor to determine the phase position of a idler gear rotatably connected part of a claw switching element used, wherein the measuring wheel has the same number of teeth as the non-rotatably connected to the idler gear part of the claw switching element.
Für den Fall, dass alle auf einer Welle angeordneten Losräder die Zähnezahlen der zugehörigen mit dem jeweiligen Losrad drehfest verbundenen Teile der Klauenschaltelemente aufweisen, wird vorgeschlagen, das Signal eines Drehzahlsensors zu verwenden, der auf der Welle drehfest angeordnet ist, auf der die den Losrädern zugeordneten Festräder angeordnet sind; dieser Sensor kann in vorteilhafter Weise der nach dem Stand der Technik ohnehin vorgesehene, der Welle zugeordnete Hall-Sensor sein.In the event that all arranged on a shaft idler gears have the numbers of teeth associated with the respective idler gear rotatably connected parts of the jaw switching elements, it is proposed to use the signal of a speed sensor which is rotatably mounted on the shaft on which the idler gears associated Fixed wheels are arranged; this sensor can advantageously be provided according to the prior art anyway, the shaft associated Hall sensor.
Bei dem in
Die Phasenlage der mit dem jeweiligen Losrad verbundenen Teile der Klauenschaltelemente wird anhand der Signale des jeweiligen Drehzahlsensors und der Zähnezahlen der Festräder und der zugehörigen Losräder bestimmt.The phase position of the associated with the respective idler gear parts of the claw switching elements is determined based on the signals of the respective speed sensor and the numbers of teeth of the fixed gears and the associated idler gears.
Die Phasenlage der mit einer Welle
Ist in einem Teilgetriebe
Bei einem automatisierten Handschaltgetriebe wird erfindungsgemäß entsprechend der für ein Doppelkupplungsgetriebe vorgestellten Vorgehensweise vorgegangen. Ein automatisiertes Handschaltgetriebe entspricht einem Teilgetriebe eines Doppelkupplungsgetriebes.In an automated manual transmission, the procedure according to the invention presented for a dual-clutch transmission procedure. An automated manual transmission corresponds to a partial transmission of a dual-clutch transmission.
In
Wenn alle auf der Vorgelegewelle
Die Ermittlung der Phasenlage der mit der Vorgelegewelle
Aus der dadurch bekannten Phasenlage der mit der Vorgelegewelle
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem Gangwechsel die Signale der Sensoren weiter verfolgt werden, wodurch beim Einspuren die Phasenlage zwischen den Teilen des für den neuen Gang benötigten Schaltelementes bereits bekannt ist. Die Werte der Sensorsignale können auch beim Abstellen des Fahrzeugs gespeichert werden und um beim erneuten Anfahren verwendet werden.It is particularly advantageous if, during a gear change, the signals of the sensors are further tracked, whereby the phase position between the parts of the switching element required for the new gear is already known during meshing. The values of the sensor signals can also be stored when the vehicle is parked and used to restart the vehicle.
Gemäß der Erfindung wird der Zeitpunkt der Betätigung eines Klauenschaltelementes im Schließsinne in Abhängigkeit der Phasenlage der Klauen des Klauenschaltelementes zueinander und der Differenz der Drehzahlen der Primär- und Sekundärseite derart bestimmt, dass eine Zahn-auf-Zahn-Stellung vermieden wird; die axiale Bewegung der Schaltmuffe des Klauenschaltelementes erfolgt bis zum Einspuren reproduzierbar in einem engen Zeitfenster.According to the invention, the timing of the operation of a claw switching element in the closing direction in dependence on the phase angle of the jaws of the jaw switching element to each other and the difference in the rotational speeds of the primary and secondary side is determined such that a tooth-on-tooth position is avoided; the axial movement of the shift sleeve of the claw switching element takes place until the track is reproducible in a narrow time window.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann der Verlauf der axialen Position der Schaltmuffen der Klauenschaltelemente nach der Auslösung einer Schaltung erfasst werden, wobei Abweichungen vom Sollverlauf entweder durch eine Korrektur der Betätigung der Klauenschaltelemente selber, beispielsweise bei elektromotorischer Betätigung über eine Lage- bzw. Geschwindigkeitsregelung, oder alternativ durch eine regelbare Bremse oder eine elektrische Maschine an einer der beteiligten Wellen des Getriebes korrigiert werden.In a further development of the invention, the course of the axial position of the shift sleeves of the claw switching elements can be detected after the triggering of a circuit, wherein deviations from the desired course either by correcting the operation of the claw switching elements themselves, for example, when electromotive actuation via a position or speed control, or alternatively be corrected by a controllable brake or an electric machine on one of the involved shafts of the transmission.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung und bezugnehmend auf
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DoppelkupplungsgetriebeDouble clutch
- 22
- erstes Teilgetriebefirst partial transmission
- 33
- zweites Teilgetriebesecond partial transmission
- 44
- erste Lastschaltkupplungfirst power shift clutch
- 55
- zweite Lastschaltkupplungsecond power shift clutch
- 66
- KlauenschaltelementClaw shifting element
- 77
-
Eingangswelle des ersten Teilgetriebes
2 Input shaft of thefirst sub-transmission 2 - 88th
-
Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes
3 Input shaft of the secondpartial transmission 3 - 99
- VorgelegewelleCountershaft
- 1010
- Hall-SensorHall sensor
- 1111
- Hall-SensorHall sensor
- 1212
- Hall-SensorHall sensor
- 1313
- LosradLosrad
- 1414
- LosradLosrad
- 1515
- LosradLosrad
- 1616
- LosradLosrad
- 1717
- LosradLosrad
- 1818
- LosradLosrad
- 1919
- Festradfixed gear
- 2020
- Festradfixed gear
- 2121
- Festradfixed gear
- 2222
- Festradfixed gear
- 2323
- Festradfixed gear
- 2424
- Festradfixed gear
- 2525
- automatisiertes Handschaltgetriebeautomated manual transmission
- 2626
- KlauenschaltelementClaw shifting element
- 2727
- VorgelegewelleCountershaft
- 2828
- LosradLosrad
- 2929
- Kupplungclutch
- 3030
- Festradfixed gear
- 3131
-
Eingangswelle des automatisierten Handschaltgetriebes
25 Input shaft of the automatedmanual transmission 25 - 3232
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- 3333
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- 3434
- axial nicht verschiebbarer Teil eines Klauenschaltelementesaxially non-displaceable part of a claw switching element
- 3535
- axial verschiebbarer Teil eines Klauenschaltelementesaxially displaceable part of a claw switching element
- 3636
-
Relativbewegung des axial verschiebbaren Teils
35 des Klauenschaltelementes zum axial nichtverschiebbaren Teil34 Relative movement of the axiallydisplaceable part 35 the claw switching element to the axiallynon-displaceable part 34
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009000254 A1 [0007] DE 102009000254 A1 [0007]
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |