DE102016211478A1 - A method of detecting a position of a gear selector lever and gear prediction - Google Patents
A method of detecting a position of a gear selector lever and gear prediction Download PDFInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Erfassung einer Position eines Gangwahlhebels in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Dieser ist in Längsrichtung (y) und in Querrichtung (x) verschiebbar. Zudem ist ein Sensor vorgesehen, der die Bewegung in Längsrichtung (y) und Querrichtung (x) erfasst. Des Weiteren werden Schaltgassen (11, 12, 13, 14, 15) in Querrichtung (x) in Abhängigkeit von einer maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels in Querrichtung (x) definiert, wobei in jeder Schaltgasse (11, 12, 13, 14, 15) jeweils zwei Endpositionen (16) und eine gemeinsame Neutralstellung (17) in Abhängigkeit von einer maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels in Längsrichtung (y) definiert werden. Schließlich wird ein Einlegen oder Auslegen eines Ganges erkannt, wenn der Gangwahlhebel eine Endposition (16) einnimmt oder verlässt.A method for detecting a position of a gear selector lever in a motor vehicle is described. This is displaceable in the longitudinal direction (y) and in the transverse direction (x). In addition, a sensor is provided which detects the movement in the longitudinal direction (y) and transverse direction (x). Furthermore, shifting tracks (11, 12, 13, 14, 15) are defined in the transverse direction (x) as a function of a maximum deflection of the gear selection lever in the transverse direction (x), wherein in each shift gate (11, 12, 13, 14, 15) two end positions (16) and a common neutral position (17) depending on a maximum deflection of the gear selector lever in the longitudinal direction (y) are defined. Finally, engagement or disengagement of a gear is detected when the gear selector lever assumes or exits an end position (16).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung eines Gangwahlhebels und zur Gangprädiktion in einem Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn sie auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen. The present invention relates to a method for detecting a gear selector lever and gear prediction in a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a computer program that executes each step of the method according to the invention, when it runs on a computing device, as well as a machine-readable storage medium, which stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method.
Stand der TechnikState of the art
Es ist eine Vielzahl von Vorrichtungen und entsprechenden Verfahren zur Erfassung einer Position eines Gangwahlhebels oder Schalthebels bekannt. Die Vorrichtungen weisen mindestens einen Sensor auf, der eine Bewegung des Gangwahlhebels in eine Längsrichtung und eine Querrichtung erfasst. Vorzugsweise werden zwei Sensoren verwendet, wobei ein erster Sensor eine Drehbewegung des Gangwahlhebels, die dessen Längsbewegung entspricht, und ein zweiter Sensor eine axiale Bewegung des Gangwahlhebels, die dessen Querbewegung entspricht, erfasst. There are a variety of devices and related methods for detecting a position of a gear selector lever or lever is known. The devices include at least one sensor that detects movement of the gear selector lever in a longitudinal direction and a transverse direction. Preferably, two sensors are used, wherein a first sensor detects a rotational movement of the gear selector lever, which corresponds to the longitudinal movement thereof, and a second sensor detects an axial movement of the gear selector lever, which corresponds to the transverse movement.
Je nach Vorrichtung und Verfahren, sind zwei Arten bekannt aus diesen Bewegungen die Position des Gangwahlhebels zu ermitteln. Zum einen wird eine festgelegte Schaltskizze verwendet, welche die Bewegung des Gangwahlhebels einschränkt. Hierdurch sind Positionen fest vorgegeben, die vom Gangwahlhebel durchfahren werden. Wechselt der Gangwahlhebel zwischen zwei Positionen, so kann dies nur über vorher festgelegte Pfade erfolgen, die über die Längs- und Querbewegungen nachvollziehbar sind. Vorzugsweise werden H-Schaltskizzen verwendet, die aus Schaltgassen aufgebaut sind, an deren Enden die Endpositionen der Gänge und in deren Zentrum eine gemeinsame Neutralstellung positioniert sind. Ein Rückwärtsgang befindet sich in einer vorher zugewiesenen Endposition. Im anderen Fall wird die maximale Auslenkung des Gangwahlhebels begrenzt. Außerdem wird ein Signal der Sensoren derart aufbereitet, dass definierte Signalbereiche in Längsrichtung und in Querrichtung den jeweiligen Positionen des Gangwahlhebels zugeordnet werden. Die Signalbereiche sind dabei frei wählbar, werden jedoch vorzugsweise auf eine oben beschriebene H-Schaltskizze eingestellt. Allerdings kann hier die Position des Rückwärtsgangs frei implementiert werden. Depending on the device and method, two types are known from these movements to determine the position of the gear selector lever. First, a fixed circuit sketch is used, which limits the movement of the gear selector lever. As a result, positions are fixed, which are traversed by the gear selector lever. If the gear selector lever changes between two positions, this can only be done via previously defined paths, which can be traced via the longitudinal and transverse movements. Preferably, H-circuit sketches are used, which are constructed of shift gates, at the ends of the end positions of the gears and in the center of which a common neutral position are positioned. A reverse gear is in a previously assigned end position. In the other case, the maximum deflection of the gear selector lever is limited. In addition, a signal of the sensors is processed such that defined signal areas in the longitudinal direction and in the transverse direction are assigned to the respective positions of the gear selector lever. The signal ranges are freely selectable, but are preferably set to an H-circuit sketch described above. However, here the position of the reverse gear can be freely implemented.
Des Weiteren sind Verfahren mit den oben beschriebenen Vorrichtungen bekannt, die ein Vorhersagen eines als nächstes eingelegten Ganges ermöglichen. Es werden Schwellen für jeden Gang definiert, die der Gangwahlhebel überqueren muss, bevor ein Gang eingelegt wird. Hierbei werden die Signale der Sensoren verwendet, um eine aktuelle Position des Gangwahlhebels zu ermitteln. Überschreitet der Gangwahlhebel eine Schwelle zu einer Schaltgasse mit höheren Gängen wird ein höherer Gang prädiziert. Analog wird ein niedriger Gang vorhergesagt, wenn er eine Schwelle zu einer Schaltgasse mit niedrigeren Gängen überquert. Des Weiteren sind in den Schaltgassen Schwellen zwischen der gemeinsamen Neutralstellung und den jeweiligen Endpositionen der Gänge festgesetzt. Überläuft der Gangwahlhebel diese Schwellen, wird der entsprechende Gang prädiziert. Bevorzugt wird eine Hysterese, bei der zusätzliche Schwellen in den Schaltgassen festgesetzt sind, wobei diese unterschiedlich aktiviert werden, je nachdem ob ein Gang eingelegt oder ausgelegt wird. Beendet wird die Gangprädiktion, wenn ein Gang tatsächlich eingelegt ist.Furthermore, methods are known with the devices described above that allow predicting a next engaged gear. Thresholds are defined for each gear that the gear selector must cross before a gear is engaged. Here, the signals from the sensors are used to determine a current position of the gear selector lever. If the gear selector lever exceeds a threshold to a shift gate with higher gears, a higher gear is predicted. Similarly, low gear is predicted to cross a threshold to a lower gear shift gate. Furthermore, thresholds between the common neutral position and the respective end positions of the gears are set in the shift gates. If the gear selector lever overflows these thresholds, the corresponding gear is predicted. Preference is given to a hysteresis, in which additional thresholds are set in the shift lanes, which are activated differently depending on whether a gear is engaged or designed. The gear prediction ends when a gear is actually engaged.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das Verfahren bezieht sich auf einen Gangwahlhebels eines Schaltgetriebes in einem Kraftfahrzeug, der in Längsrichtung und in Querrichtung verschiebbar ist, wobei das Schaltgetriebe vorzugsweise eine H-Schaltskizze aufweist. Beim Verfahren zur Erfassung einer Position des Gangwahlhebels werden Schaltgassen in Querrichtung in Abhängigkeit einer maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels in Querrichtung definiert. Zudem werden in jeder Schaltgasse jeweils zwei Endpositionen in Abhängigkeit einer maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels in Längsrichtung festgelegt. Ihre Ausdehnung in Längsrichtung kann dabei abhängig vom Schaltgetriebe gewählt werden. Besonders bevorzugt befinden sich diese an den beiden Enden der jeweiligen Schaltgasse. Zudem wird eine gemeinsame Neutralstellung ebenfalls in Abhängigkeit einer maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels in Längsrichtung definiert, die sich in einem Zentralbereich über alle Schaltgassen erstreckt. Der Zentralbereich kann sich in Längsrichtung je nach Schaltgasse unterschiedlich weit ausdehnen und wird jeweils abhängig vom Schaltgetriebe und/oder den jeweiligen Endpositionen gewählt. In einem weiteren Schritt wird ein Einlegen eines Ganges erkannt, wenn der Gangwahlhebel eine dieser Endposition einnimmt und ein Auslegen eines Ganges erkannt, wenn er die Neutralstellung betritt. The method relates to a gear selector lever of a manual transmission in a motor vehicle, which is displaceable in the longitudinal direction and in the transverse direction, wherein the transmission preferably has a H-circuit diagram. In the method for detecting a position of the gear selector lever, shifting grooves are defined in the transverse direction in response to a maximum deflection of the gear selector lever in the transverse direction. In addition, two end positions are set in each shift gate in dependence on a maximum deflection of the gear selector lever in the longitudinal direction. Their extent in the longitudinal direction can be selected depending on the gearbox. Particularly preferably, these are located at the two ends of the respective shift gate. In addition, a common neutral position is also defined as a function of a maximum deflection of the gear selector lever in the longitudinal direction, which extends in a central region over all shift gates. The central region can extend in the longitudinal direction depending on the shift gate to different degrees and is selected depending on the gearbox and / or the respective end positions. In a further step, a gear engagement is detected when the gear selector lever assumes one of these end positions and detects a disengagement of a gear when entering the neutral position.
Da die Lage der relevanten Bereiche im Schaltgetriebe abhängig von der maximalen Auslenkung des Gangwahlhebels ist, sind diese einerseits für jeden Gang passend angeordnet. Andererseits können Veränderungen, beispielsweise durch Alterung des Schaltgetriebes, Dejustage der Sensoren oder Verformung des Gangwahlhebels, dynamisch ausgeglichen werden. Since the position of the relevant areas in the gearbox is dependent on the maximum deflection of the gear selector lever, these are arranged on the one hand suitable for each gear. On the other hand, changes, for example, by aging of the gearbox, maladjustment of the sensors or deformation of the gear selector lever, dynamically balanced.
Bevorzugt werden die Schaltgassen und die Endpositionen über Prozentwerte der maximalen Auslenkung festgelegt. Hierfür werden die Sensorsignale des Sensors quantisiert und anschließend in Prozentwerte umgewandelt. Vorzugsweise liegt die Breite der Schaltgassen in einem Bereich von maximal 20% der maximalen Auslenkung in Querrichtung. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass relevante Prozentwerte im Vorhinein definiert werden können und bei der Festlegung der Schaltgassen und der Endpositionen auf die immer gleichen Prozentwerte zurückgegriffen werden kann, unabhängig von der maximalen Auslenkung. Im Gegensatz dazu sind die ursprünglichen Sensorsignale meist Spannungssignale, die abhängig von der maximalen Auslenkung sind. Preferably, the shift gates and the end positions are set over percent values of the maximum deflection. For this purpose, the sensor signals of the sensor are quantized and then converted into percentages. Preferably, the width of the shift gates is in a range of a maximum of 20% of the maximum deflection in the transverse direction. This results in the advantage that relevant percentages can be defined in advance and can be used in the determination of the shift gates and the end positions to the same percentages, regardless of the maximum deflection. In contrast, the original sensor signals are usually voltage signals which are dependent on the maximum deflection.
Gemäß eines weiteren Aspekts wird bevorzugt eine Mehrzahl von Schaltgassen vorgesehen. Insbesondere wenn das Schaltgetriebe die H-Schaltskizze aufweist, werden bevorzugt fünf Schaltgassen vorgesehen. Ein Rückwärtsgang kann dann variabel in einer dieser Schaltgassen positioniert sein. Somit kann das Verfahren für alle herkömmlichen Schaltgetriebe verwendet werden, ungeachtet an welcher Position der Rückwärtsgang vorgesehen ist. Da in herkömmlichen Schaltgetrieben nur drei oder vier Schaltgassen mit Gängen belegt sind, können je nach Position des Rückwärtsganges unterschiedliche Schaltgassen aktiviert sein. Mit anderen Worten werden Schaltgassen, in denen kein Gang positioniert ist, deaktiviert und nicht mehr berücksichtigt. Als Resultat wird der verwendete Signalbereich eingeengt, jedoch bleiben korrespondierende Prozentwerte, mit denen die Schaltgassen und die Endpositionen festgelegt werden, erhalten.According to a further aspect, a plurality of shift gates is preferably provided. In particular, when the transmission has the H-circuit diagram, five shift gates are preferably provided. A reverse gear may then be variably positioned in one of these shift gates. Thus, the method can be used for all conventional transmissions, regardless of which position the reverse gear is provided. Since only three or four shift lanes are occupied by gears in conventional transmissions, different shift lanes can be activated depending on the position of the reverse gear. In other words, shift lanes in which no gear is positioned, deactivated and no longer considered. As a result, the signal range used is narrowed, but the corresponding percentage values with which the shift gates and the end positions are set are maintained.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren zur Gangprädiktion durchgeführt werden. Diese sagt einen vorrausichtlich eingelegten Gang bezüglich zumindest einer wie oben aufgezeigten erfassten Position des Gangwahlhebels voraus. Sobald der Gangwahlhebel eine Endposition einnimmt und folglich ein Gang tatsächlich eingelegt ist, wird die Gangprädiktion beendet. In another aspect, a method of gait prediction may be performed. This predicts a vorrausichtlich engaged gear with respect to at least one as indicated above detected position of the gear selector lever ahead. As soon as the gear selection lever assumes an end position and consequently a gear is actually engaged, the gear prediction is ended.
Insbesondere kann ein höherer Gang prädiziert werden, sobald der Gangwahlhebel eine Schaltgasse mit höheren Gängen einnimmt und analog ein niedrigerer Gang prädiziert werden, sobald der Gangwahlhebel eine Schaltgasse mit niedrigeren Gängen einnimmt. Hierfür können Schwellen zwischen den Schaltgassen festgelegt werden. Wenn der Gangwahlhebel diese überschreitet, kann bei der Gangprädiktion zwischen höheren und niedrigeren Gängen, abhängig von der Querbewegung des Gangwahlhebels, unterschieden werden.In particular, a higher gear can be predicted as soon as the gear selector lever occupies a shift gate with higher gears and analog predicted a lower gear when the gear selector lever occupies a shift gate with lower gears. For this thresholds can be set between the shift gates. When the gear selector exceeds this, a distinction can be made in the gear prediction between higher and lower gears, depending on the transverse movement of the gear selector lever.
Des Weiteren kann ein Einlegen des Ganges prädiziert werden, wenn der Gangwahlhebel in Längsrichtung eine Schwelle zu einer Endposition überschreitet. Mit anderen Worten sind Schwellen, insbesondere mittels einer Hysterese, in den Schaltgassen zwischen den Endpositionen der Gänge festgesetzt. Werden diese beim Verlassen der Hysterese überschritten kann ein Einlegen des nächsten Gangs vorhergesagt werden. Zusätzlich kann die Vorhersage des nächsten Ganges mit der Gangprädiktion bei Wechseln der Schaltgasse kombiniert werden. Darüber hinaus kann ein Auslegen des Ganges prädiziert werden, wenn der Gangwahlhebel in Längsrichtung die Schwelle aus einer Endposition heraus überschreitet.Furthermore, engagement of the gear may be predicted if the gear selector lever exceeds a threshold in the longitudinal direction to an end position. In other words, thresholds, in particular by means of a hysteresis, are set in the shift gates between the end positions of the gears. If these are exceeded when leaving the hysteresis, an insertion of the next gear can be predicted. In addition, the next-gear prediction can be combined with the gear prediction when changing the shift gate. In addition, a disengagement of the gear can be predicted when the gear selector lever in the longitudinal direction exceeds the threshold from an end position out.
Bevorzugt wird ein gerader Gang prädiziert, wenn der Gangwahlhebel die Hysterese in Richtung der Endpositionen der geraden Gänge verlässt. Ebenso wird ein ungerader Gang prädiziert, wenn der Gangwahlhebel die Hysterese in Richtung der Endpositionen der ungeraden Gänge verlässt.Preferably, a straight gear is predicted when the gear selector lever leaves the hysteresis in the direction of the end positions of the even gears. Likewise, an odd gear is predicted when the gear selector lever exits the hysteresis towards the end positions of the odd gears.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. The computer program is set up to perform each step of the method, in particular when it is performed on a computing device or controller. It allows the implementation of the method in a conventional electronic control unit without having to make any structural changes. For this purpose it is stored on the machine-readable storage medium.
Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um die Erfassung der Position des Gangwahlhebels und die Gangprädiktion zu steuern.By loading the computer program on a conventional electronic control unit, the electronic control unit according to the invention is obtained, which is set up to control the detection of the position of the gear selector lever and the gear prediction.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention
Die Einteilung der Schaltgassen
Die Aufteilung der Schaltskizze
Anschließend erfolgt eine Normierung
- – In der ersten
Ausführung 25A ist die Rückwärtsgangposition R1 in der ersten Schaltgasse11 positioniert. - – In der zweiten
Ausführung 25B ist die Rückwärtsgangposition R3 in der vierten Schaltgasse14 positioniert. - – In
der dritten Ausführung 25C ist die Rückwärtsgangposition R5 in der fünften Schaltgasse15 positioniert.
- - In the
first version 25A is the reverse position R1 in the first shift gate11 positioned. - - In the
second version 25B is the reverse gear position R3 in thefourth shift gate 14 positioned. - - In the
third version 25C is the reverse position R5 in thefifth shift gate 15 positioned.
Während der Normierung
- – Bei der ersten
Ausführung 25A wird die erstebis vierte Schaltgasse 11 ,12 ,13 und 14 aktiviert, was zu einem normierten Prozentwert X_RatNormA zwischen 10% und 80% führt. - – Bei der zweiten
Ausführung 25B wird die zweite bis vierte Schaltgasse12 ,13 und 14 aktiviert, was zu einem normierten Prozentwert X_RatNormB zwischen 20% und 80% führt. - – Bei der ersten
Ausführung 25C wird die zweite bis fünfte Schaltgasse12 ,13 ,14 und 15 aktiviert, was zu einem normierten Prozentwert X_RatNormC zwischen 20% und 90% führt.
- - At the
first execution 25A becomes the first to fourth shift gate11 .12 .13 and14 which results in a normalized X_RatNormA percentage between 10% and 80%. - - At the
second execution 25B becomes the second tofourth shift gate 12 .13 and14 which results in a normalized percentage X_RatNormB between 20% and 80%. - - At the
first execution 25C becomes the second tofifth shift gate 12 .13 .14 and15 activated, resulting in a normalized percentage X_RatNormC between 20% and 90%.
Im Folgenden wird die Schaltskizze
In einem weiteren Schritt wird eine Abfrage
Gleichermaßen ist im oberen Diagramm ersichtlich, dass der tatsächliche Gangwechselverlauf
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