DE102017127939A1

DE102017127939A1 - Verfahren zum Lernen einer Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors

Info

Publication number: DE102017127939A1
Application number: DE102017127939.3A
Authority: DE
Inventors: Yunfan Wei; Markus Baehr; Marco Grethel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen einer Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors, bei welchem die Aktorposition mit einem Relativwertgeber (9) ermittelt wird, wobei der Aktor (4) zwischen zwei Endanschlägen verfahren wird. Um bei der Verwendung eines Relativwertgebers immer eine zuverlässige Ausgangsposition für den Betrieb der Parksperre vorliegen zu haben, wird zum Lernen der Position diese referenziert und anschließend plausibilisiert, wobei zur Referenzierung der Position des Aktors (4) der eine Endanschlag angefahren und detektiert wird und zur Plausibilisierung der referenzierten Position des Aktors (4) dieser in Richtung des gegenüberliegenden Endanschlages verfahren wird, wobei ein zur Plausibilisierung durch den Aktor (4) zurückgelegter Weg mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und bei Übereinstimmung des zurückgelegten Weges mit dem Schwellwert die während der Referenzierung detektierte Position des Aktors (4) dem Betrieb der Parksperre (1) zugrunde gelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen einer Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors, bei welchem die Aktorposition mit einem Relativwertgeber ermittelt wird, wobei der Aktor zwischen zwei Endanschlägen verfahren wird.
In automatisierten Antriebssträngen von Fahrzeugen werden Parksperren verwendet, um die Fortbewegung des Fahrzeuges im Parkbetrieb, insbesondere an Fahrbahnsteigungen, zu verhindern. Die Parksperre verfügt normalerweise über eine Parkklinke und ein Parksperrenrad. Durch Einrasten der Parkklinke in eine Zahnlücke des Parksperrenrades wird ein Formschluss zwischen einem Antriebsstrang und einem Getriebegehäuse hergestellt. Somit ist das Fahrzeug abgesichert. Durch Auslegen der Parkklinke aus der Zahnlücke des Parksperrenrades ist der Antriebsstrang und somit das Fahrzeug entsperrt.
Ein solcher Parksperrenaktor wird üblicherweise durch einen Elektromotor aktuiert und besitzt einen Absolutwertgeber als Sensor, um die Aktorposition zu erfassen. Allerdings ist die Verwendung eines Absolutwertgebers und der dazugehörigen Messtechnik relativ teuer. Bei Verwendung eines kostengünstigeren Relativwertgebers für die Positionserfassung, der beispielsweise als Single-turn-Drehgeber ausgebildet ist, ist die Position des Aktors nur innerhalb einer Umdrehung bekannt. Damit die absolute Position nach mehreren Umdrehungen auch bekannt bleibt, müssen die Umdrehungen von einer Steuerung mitgezählt und beim Ausschalten gespeichert werden. Für Relativwertgeber ist eine anfängliche Referenzfahrt notwendig, um die Aktorposition nach dem Verlieren dieser Information zu lernen. Das Verlieren der Positionsinformation kann beispielsweise durch Stromausfall, Ausschalten des Verbrennungsmotors, Leitungsbruch und ähnliches passieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Lernen einer Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors anzugeben, bei welchem eine Aktorposition für einen Relativwertgeber während einer Referenzfahrt ermittelt wird.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Lernen der Position diese referenziert und anschließend plausibilisiert wird, wobei zur Referenzierung der Position des Aktors der eine Endanschlag angefahren und detektiert wird und zum Plausibilisieren der detektierten Position des Aktors dieser in Richtung des gegenüberliegenden Endanschlages verfahren wird, wobei ein zur Plausibilisierung durch den Aktor zurückgelegter Weg mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und bei Übereinstimmung des zurückgelegten Weges mit dem Schwellwert die während der Referenzierung detektierte Position des Aktors dem Betrieb der Parksperre zugrunde gelegt wird. Aufgrund der auf die Referenzierung folgenden Plausibilisierung lässt sich die verlorene Aktorposition sicher wiedererkennen, wodurch für einen Relativwertgeber zuverlässig eine Anfangsposition ermittelt werden kann. Aufgrund dieses Vorgehens lassen sich kostengünstige Relativwertgeber einfach zur Ermittlung der Aktorposition in einer Parksperre verwenden.
Vorteilhafterweise wird eine Bewegungsrichtung des Aktors während der Referenzierung der Aktorposition in Abhängigkeit von einem Sollzustand des Aktors und/oder einer Geschwindigkeit eines die Parksperre umfassenden Fahrzeuges ermittelt. In Abhängigkeit von diesen Ausgangspunkten lässt sich die Bewegungsrichtung der Referenzierung und der Plausibilisierung von Fall zu Fall unterscheiden und unterschiedlich vorgeben, um je nach dem aktuellen Zustand des Aktors, bei welchem die Positionsinformation verlorengegangen ist, wieder konkret auf die verlorengegangene Position zu schließen.
In einer Ausgestaltung wird bei Überschreitung eines Geschwindigkeitsschwellwertes durch das Fahrzeug der Aktor zur Referenzierung in Richtung des Sollzustandes „Auslegen“ aktuiert, wobei der Aktor nach der Referenzierung die detektierte Position beibehält. Unter den Sollzuständen „Einlegen“ und „Auslegen“ soll die Drehrichtung des den Aktor antreibenden Elektromotors verstanden werden. So kann beispielsweise der Elektromotor im Sollzustand „Einlegen“ im Uhrzeigersinn betätigt werden, während er im Sollzustand „Auslegen“ entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn betätigt wird. Diese beiden Drehrichtungen können aber auch ausgetauscht werden.
In einer Variante wird bei Überschreitung des Geschwindigkeitsschwellwertes durch das Fahrzeug und einem Sollzustand „Einlegen“ des Aktors der Aktor nach der Referenzierung zur Plausibilisierung in Richtung des Sollzustandes „Einlegen“ verfahren. Dadurch wird die Zeit zum Referenzieren und Plausibilisieren verkürzt, da ein spezieller Referenzierungsschritt nicht notwendig ist.
In einer Weiterbildung wird bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges von annähernd 0 km/h der Aktor zur Referenzierung in umgekehrter Richtung zu seinem Sollzustand verfahren. Nach diesem Referenzierungsvorgang fährt der Aktor wieder in Richtung des Sollzustandes für die Plausibilisierung.
In einer Ausgestaltung wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges mittels eines Raddrehzahlsensors gemessen oder aus einer Getriebewellendrehzahl bestimmt. Da es sich hierbei um herkömmliche Vorgehensweisen zur Ermittlung einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges handelt, kann auf zusätzliche Sensoren und Elektronik verzichtet werden, da diese im Fahrzeug als solche schon vorhanden sind.
In einer Ausführungsform wird als Relativwertgeber ein Inkrementalgeber verwendet. Ein solcher Inkrementalgeber ist besonders kostengünstig, wodurch sich die Kosten für eine Parksperre reduzieren.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
5: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
6: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eine Parksperre 1 ist von einer Parksperrenklinke 3 und einem Parksperrenrad 6 gebildet, wobei die Parksperrenklinke 3 an einem Getriebegehäuse 2 befestigt ist. Die Parksperrenklinke 3 wird von einem Aktor 4, der einen Elektromotor 5 umfasst, betätigt. Das Parksperrenrad 6 ist auf einer Zwischenwelle 7 angeordnet, welche direkt mit den Antriebsrädern verbunden ist.
Die Aktivierung der Parksperre 1, also der Eingriff der Parksperrenklinke 3 in das Parksperrenrad 6 wird durch eine die Parksperrenklinke 3 mit dem Getriebegehäuse 2 verbindende Rückstellfeder 8 veranlasst, die die Parksperrenklinke 3 so mit einer Federkraft beaufschlagt, dass die Parksperrenklinke 3 in das Parksperrenrad 6 einrastet.
Um die Position des Aktors 4, insbesondere des Elektromotors 5, zuverlässig bestimmen zu können, wird ein Relativwertgeber 9, beispielsweise in Form eines Inkrementalgebers, gegenüber dem den Aktor 4 antreibenden Elektromotor 5 angeordnet. Ein solcher Relativwertgeber 9 hat aber das Problem, dass für jeden Neustart des Fahrzeuges eine Ausgangsposition des Aktors 4 neu bestimmt werden muss. Zur Bestimmung dieser Ausgangsposition des Aktors 4 der Parksperre 1 wird nachfolgende Referenzierungsstrategie angewendet:
Um die Bewegungsrichtung des Aktors 4 während einer Referenzierung und einer sich daran anschließenden Plausibilisierung von Fall zu Fall unterscheiden zu können, müssen folgende Informationen berücksichtigt werden:

- Sollzustand des Aktors 4, d.h. Einlegen oder Auslegen, wobei davon auszugehen ist, dass bei Einlegen der Elektromotor 5 sich im Uhrzeigersinn dreht, während beim Auslegen dieser sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.
- Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere darüber ob das Fahrzeug fährt oder steht.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem davon ausgegangen wird, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges v#0 ist und dass der Sollzustand des Aktors 4 „Auslegen“ beträgt. Im Block 100 erfolgt dabei die Referenzierung in Richtung Sollzustand „Auslegen“. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da bei einer Bewegung des Aktors 4 in Richtung „Einlegen“ sich der Antriebsstrang verspannen würde und somit blockiert. Ist die Referenzierung erfolgt, so verharrt der Aktor 4 im Block 101 in seiner während der Referenzierung angenommenen Position. In diesem Zustand wirkt keinerlei Kraft auf den Aktor 4.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem davon ausgegangen wird, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges v≠0 ist. Der Sollzustand des Aktors 4 ist „Einlegen“. In Schritt 100 erfolgt wiederum eine Referenzierung in Richtung des Zustandes „Auslegen“. Anschließend wird im Block 102 eine Aktuierung in Richtung des Sollzustandes „Einlegen“ ausgeführt. Nach dieser Aktuierung erfolgt im Block 103 eine Plausibilisierung, bei welcher der Aktor 4zu einem Endanschlag verfahren wird, welcher entgegengesetzt zu dem Endanschlag angeordnet ist, an welchem die Referenzierung des Aktors 4 erfolgte. Hat der Aktor 4 im Block 103 den entgegengesetzten Endanschlag erreicht, so wird im Block 104 abgefragt, ob die detektierte Aktorposition plausibel ist. Zur Plausibilisierung wird der Weg, den der Aktor 4 ausgehend von der bei der Referenzierung detektierten Position des Aktors 4 bis zum entgegengesetzten Endanschlag zurückgelegt hat, mit einem Schwellwert verglichen, welcher den Weg zwischen den beiden Endanschlägen angibt. Stimmt der tatsächlich von dem Aktor 4 während der Plausibilisierung zurückgelegte Weg mit dem Schwellwert überein, so ist die referenzierte Position des Aktors 4 plausibel und der Aktor 4 bleibt kraftfrei an der eingenommenen Position stehen (Block 105) . Wird aber im Block 104 festgestellt, dass der zurückgelegte Aktorweg unplausibel ist, so wird im Block 106 ein Fehler identifiziert und eine weitere Diagnose angeregt.
In 4 wird ein zur 3 ähnliches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrachtet, bei welchem ebenfalls die Fahrzeuggeschwindigkeit v≠0 ist und der Sollzustand mit „Auslegen“ festgelegt ist. Nach der Referenzierung in Richtung Sollzustand „Auslegen“ und dem Verbleiben des Aktors 4 in der nun einmal eingenommenen Position (Blöcke 100 und 101) wird ein neuer Block 107 eingeschoben, bei welchem abgefragt wird, ob der Sollzustand in Richtung „Einlegen“ verändert werden soll. Dieser Block 107 ermöglicht dem Fahrer darüber zu entscheiden, wie weiter verfahren wird. Wird nach einem vorgegebenen Zeitraum keine Entscheidung über das Einlegen ausgelöst, wird zum Block 101 übergegangen, wo der Aktor 4 weiter in seiner Position verharrt. Wird aber im Block 107 entschieden, dass der Sollzustand in Richtung „Einlegen“ aktuiert werden kann, wird zum Block 102 weiter gegangen, wo diese Aktuierung ausgeführt wird. Die sich daran anschließenden Blöcke 103 bis 106 entsprechen der Beschreibung, die im Zusammenhang mit 3 ausgeführt wurde.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 5 gezeigt, bei welchem die Geschwindigkeit des Fahrzeuges null ist und der Sollzustand „Auslegen“ eingestellt ist. Bei diesem Ausgangszustand besteht keinerlei Gefahr des Blockierens des Antriebsstranges. Somit erfolgt hier im Block 108 die Referenzierung in Richtung Sollzustand „Einlegen“, bis der erste Endanschlag erreicht ist. In sich daran anschließenden Block 109 wird die Aktuierung in Richtung Sollzustand „Auslegen“ ausgeführt. Anschließend wird eine Plausibilisierung zum Erreichen des entgegengesetzten Endanschlages im Block 110 ausgeführt, bei welcher der Weg des Aktors 4 von der referenzierten Position zum Endanschlag der Plausibilisierung bestimmt wird. Im Block 111 wird abgefragt, ob dieser referenzierte Weg auch wirklich plausibel ist. Stimmt dieser Weg mit einem Schwellwert, der den Abstand zwischen den zwei Endanschlägen angibt, überein, so ist die Plausibilisierung erfolgreich und der Aktor 4 bleibt in der Position stehen, welche er bei der Referenzierung erreicht hat (Block 112). Stimmen aber der während der Plausibilisierung verfahrene Weg und der Schwellwert nicht überein, wird im Block 113 ein Fehler erkannt, welcher eine weitere Diagnose notwendig macht.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei welchem im Block 114 eine Referenzierung des Aktors 4 mit dem Sollzustand „Auslegen“ erfolgt. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug steht und der vorgegebene Sollzustand „Einlegen“ bedeutet. Im Block 115 wird nach durchgeführter Referenzierung eine Aktuierung im Zustand „Einlegen“ durchgeführt, woran sich eine Plausibilisierung anschließt, wenn der Endanschlag durch die Aktuierung in Richtung „Einlegen“ erreicht ist. In dem Block 110 wird die Plausibilisierung in der hier schon mehrfach beschriebenen Art und Weise durchgeführt, wo bei bestehender Plausibilisierung der Aktor 4 in seiner einmal während der Referenzierung eingestellten Position stehen bleibt und bei Erkennung eines unplausiblen Wertes der Fehler mit anschließender Diagnose erkannt wird.
Dieses beschriebene Verfahren ermöglicht die Identifizierung einer verlorenen Aktorposition eines Relativwertgebers, wobei ein Referenzieren und ein Plausibilisieren der Positionsinformation des Aktors benötigt werden. Das Referenzieren funktioniert über das Anfahren an einen Endanschlag auf dem Aktorweg und das Erkennen des Anschlages. Bei der Plausibilisierung fährt der Aktor 4 in Richtung des gegenüberliegenden Endanschlages. Entspricht der zurückgelegte Aktorweg einem den gesamten, zwischen den beiden Endanschlägen vorhandenen Aktorweg charakterisierenden Schwellwert, ist die gelernte Aktorposition korrekt und kann für den weiteren Betrieb der Parksperre zugrunde gelegt werden.
Bezugszeichenliste

1: Parksperre
2: Getriebegehäuse
3: Parksperrenklinke
4: Aktor
5: Elektromotor
6: Parksperrenrad
7: Zwischenwelle
8: Rückstellfeder
9: Relativwertgeber

Claims

Verfahren zum Lernen einer Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors, bei welchem die Aktorposition mit einem Relativwertgeber (9) ermittelt wird, wobei der Aktor (4) zwischen zwei Endanschlägen verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lernen der Position diese referenziert und anschließend plausibilisiert wird, wobei zur Referenzierung der Position des Aktors (4) der eine Endanschlag angefahren und detektiert wird und zur Plausibilisierung der referenzierten Position des Aktors (4) dieser in Richtung des gegenüberliegenden Endanschlages verfahren wird, wobei ein zur Plausibilisierung durch den Aktor (4) zurückgelegter Weg mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und bei Übereinstimmung des zurückgelegten Weges mit dem Schwellwert die während der Referenzierung detektierte Position des Aktors (4) dem Betrieb der Parksperre (1) zugrunde gelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung des Aktors (4) während der Referenzierung der Aktorposition in Abhängigkeit von einem Sollzustand des Aktors (4) und/oder einer Geschwindigkeit eines die Parksperre (1) umfassenden Fahrzeuges ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung eines Geschwindigkeitsschwellwertes durch das Fahrzeug der Aktor (4) zur Referenzierung in Richtung des Sollzustandes „Auslegen“ aktuiert wird, wobei der Aktor (4) nach der Referenzierung die detektierte Position beibehält.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung des Geschwindigkeitsschwellwertes durch das Fahrzeug und einem aktuellen Sollzustand „Einlegen“ des Aktors (4) der Aktor (4) nach der Referenzierung zur Plausibilisierung in Richtung des Sollzustandes „Einlegen“ verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges von annähernd 0 km/h der Aktor (4) zur Referenzierung in umgekehrter Richtung zu seinem Sollzustand verfahren wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges mittels eines Raddrehzahlsensors gemessen oder aus einer Getriebewellendrehzahl bestimmt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Relativwertgeber (9) ein Inkrementalgeber verwendet wird.