DE102018003901B3 - Sensor system for gear selection detection in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Kraftfahrzeug 5 mit einer externen Schaltbetätigung 25 zum Einlegen von Gängen eines manuellen Getriebes 20 und einer teilweise in das Getriebe hineinragenden internen Schaltbetätigung 50 zum Schalten der Gänge. Das Kraftfahrzeug besitzt einen karosseriefest montierten ersten Sensor 27 und einem in der Kinematikkette zwischen externer Schaltbetätigung 25 und interner Schaltbetätigung befestigten zweiten Sensor 70. Beide Sensoren sind jeweils ein MEMS-Sensor zur Erfassung von Translationsbeschleunigungen in drei voneinander verschiedenen Raumrichtungen sowie zur Erfassung von Rotationsgeschwindigkeiten in zwei oder drei voneinander verschiedenen Rotationsrichtungen, oder umfassen diesen.Disclosed is a motor vehicle 5 with an external shift operation 25 for engaging gears of a manual transmission 20 and an internal shift operation 50 partly projecting into the transmission for shifting the gears. The motor vehicle has a first sensor 27 mounted to the vehicle body and a second sensor 70 mounted in the kinematics chain between external shift actuator 25 and internal shift actuator. Both sensors are each a MEMS sensor for detecting translational accelerations in three mutually different spatial directions and for detecting rotational speeds in two or three different directions of rotation, or include these.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer externen Schaltbetätigung für ein manuelles Getriebe.The invention relates to a motor vehicle with an external switching operation for a manual transmission.
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor und einem zugeordneten manuell betätigbaren Getriebe besitzen üblicherweise eine externe Schaltbetätigung mit einem im Mittelkonsolenbereich nach oben ragenden Schalt- oder Wählhebel zum manuellen Einlegen der Gänge. Das Schalten der Gänge innerhalb des Getriebes erfolgt mit einer teilweise in das Getriebe hineinragenden internen Schaltbetätigung. Zwischen externer und interner Schaltbetätigung befindet sich eine Kinematikkette, mit der die mechanische Gangwahl des Fahrers in einen Schaltvorgang im Getriebe umgesetzt wird.Motor vehicles with an internal combustion engine and an associated manually operable transmission usually have an external shift operation with a middle console area upwardly projecting shift or selector lever for manual engagement of the gears. The shifting of the gears within the transmission takes place with an internal selector mechanism partially projecting into the transmission. Between external and internal gearshift is a kinematic chain, with the mechanical gear selection of the driver is converted into a gear shift in the transmission.
Allgemein bekannt sind Gangerkennungssensoren, mit der der innerhalb des Getriebes geschaltete Gang bestimmt werden kann, bspw. verbaut in der Chevrolet Corvette (Bj. 2018).Well-known are gear recognition sensors with which the gearshifted within the transmission gear can be determined, for example. Installed in the Chevrolet Corvette (Bj. 2018).
Bekannt ist ferner eine Gangwahlerkennungssensorik, mit denen der vom Fahrer mit dem Schalt- oder Wählhebel gewählte Gang, z.B. der von ihm gewählte 3. Gang eines manuellen Getriebes, erkannt werden kann. Diese Sensorik umfasst einen Sensor zum Bestimmen der Motordrehzahl und einen Sensor zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine derartige Gangwahlerkennungssensorik erlaubt es, mit den bekannten Übersetzungen im Getriebe den eingelegten Gang zu berechnen, erfordern somit eine geschlossene Kupplung.Also known is a gear selection detection sensor, with which the gear selected by the driver with the shift or selector lever, e.g. the selected by him 3rd gear of a manual transmission, can be detected. This sensor system comprises a sensor for determining the engine speed and a sensor for determining the vehicle speed. Such a gear selection detection sensor allows to calculate the gear engaged with the known ratios in the transmission, thus requiring a closed clutch.
Im Regelfall liefern ein Gangerkennungssensor und ein Gangwahlerkennungssensorik dasselbe Ergebnis, d.h. dieselbe Gangstufe des Schaltgetriebes. Abweichungen bei manuellen Getrieben kann es in den selten auftretenden Fällen des Le Mans-Effekts und des inversen Le Mans-Effekts geben. Beim Le Mans-Effekt wählt der Fahrer mit dem Schalthebel den ersten Gang, wird im Getriebe jedoch der Rückwärtsgang geschaltet. Beim inversen Le Mans-Effekt ist es genau umgekehrt, d.h. wird der Rückwärtsgang gewählt aber der erste Gang geschaltet. Beide Effekte haben ihre Ursache in der Trägheit einer sehr schnell beschleunigten Schaltwelle der internen Schaltbetätigung.As a rule, a gear recognition sensor and a gear selection detection sensor provide the same result, i. the same gear of the gearbox. Deviations in manual transmissions can occur in the rare cases of the Le Mans effect and the inverse Le Mans effect. In the case of the Le Mans effect, the driver selects the first gear with the shift lever, but the gearbox is switched to reverse gear. In the inverse Le Mans effect, it is exactly the opposite, i. the reverse gear is selected but the first gear is switched. Both effects have their cause in the inertia of a very fast accelerated shift shaft of the internal shift operation.
Die
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Gangwahlerkennungssensorik, der sowohl mit geschlossener als auch mit offener Kupplung funktioniert.It is an object of one embodiment of the invention to provide a gear selection detection sensor that operates with both the clutch and the clutch open.
Eine Aufgabe einer weiteren Ausführungsform besteht in der Bereitstellung eines Gangwahlerkennungssensorik, mit dem das Auftreten des Le Mans- oder inversen Le Mans-Effekts prognostiziert werden kann, so dass Gegenmaßnahmen getroffen werden können, um ein unbeabsichtigtes Fahren in die falsche Richtung und damit verbundene Gefahren vermieden werden können.It is an object of another embodiment to provide a gear selection detection sensor that can predict the occurrence of the Le Mans or Reverse Le Mans effect so that countermeasures can be taken to avoid inadvertently driving in the wrong direction and associated hazards can be.
Diese und weitere Aufgaben werden mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bauliche Ausgestaltungen und weitere Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.These and other objects are achieved with the features of the independent claim. Structural refinements and other advantages will become apparent from the dependent claims.
Eine Lösung für die oben genannte Aufgabe ist ein Kraftfahrzeug mit einer externen Schaltbetätigung zum Einlegen von Gängen eines manuellen Getriebes, insbesondere ausgebildet als Stufen- oder als Schaltgetriebe, und mit einer teilweise in das Getriebe hineinragenden internen Schaltbetätigung zum Schalten der Gänge. Das Kraftfahrzeug hat einen karosseriefest montierten ersten Sensor und einen in der Kinematikkette zwischen externer Schaltbetätigung und interner Schaltbetätigung befestigten zweiten Sensor. Der erste Sensor und der zweite Sensor sind oder umfassen jeweils einen MEMS-Sensor zur Erfassung von Translationsbeschleunigungen in drei voneinander verschiedenen Raumrichtungen sowie zur Erfassung von Rotationsgeschwindigkeiten in zwei oder drei voneinander verschiedenen Rotationsrichtungen, wobei die Richtungen jeweils ein kartesisches Koordinatensystem aufspannen mögen, das je nach Zahl der Richtungen zwei- oder dreidimensional ist. Der MEMS-Sensor ist also ein zwei- oder dreiachsiges Gyroskop und gleichzeitig ein dreiachsiger Beschleunigungssensor. Sprachlich vereinfachend sei diese Art von Sensor nachfolgend als MEMS-Sensor oder einfach als „Sensor“ bezeichnet.A solution to the above object is a motor vehicle with an external shift operation for engaging gears of a manual transmission, in particular designed as a step or as a manual transmission, and with a partially projecting into the transmission internal shift operation for shifting the gears. The motor vehicle has a first sensor mounted to the vehicle body and a second sensor mounted in the kinematics chain between the external shift operation and the internal shift operation. The first sensor and the second sensor each comprise or comprise a MEMS sensor for detecting translational accelerations in three mutually different spatial directions, and for detecting rotational speeds in two or three different rotational directions, the directions each depending on a Cartesian coordinate system Number of directions is two- or three-dimensional. The MEMS sensor is thus a two- or three-axis gyroscope and at the same time a three-axis acceleration sensor. In terms of linguistic simplicity, this type of sensor is referred to below as a MEMS sensor or simply as a "sensor".
Die vorstehend genannte Kinematikkette umfasst zumindest die interne Schaltbetätigung und die externe Schaltbetätigung selbst. Hinzu treten ferner dazwischen befindliche Schaltkabel und Wählkabel oder Alternativen hierzu zum Übertragen des fahrerseitig gewählten Wunschgangs an das Getriebe, bspw. ein Schaltgestänge.The aforementioned kinematics chain comprises at least the internal shift operation and the external shift operation itself. In addition, switching cables and selector cables located therebetween or alternatives thereto for transmitting the desired transmission to the transmission, for example a shift linkage, are transmitted.
Bei dem manuell schaltbaren Getriebe kann es sich um ein manuelles Stufengetriebe, ein manuelles Getriebe mit elektromotorischer Drehmomentunterstützung, ein automatisiertes manuelles Getriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe, oder auch um ein Automatikgetriebe handeln, in allen Fällen voraussetzend, dass der Fahrer eine Gangstufe manuell vorgibt, so dass die mechanische Wahl detektierbar ist. Diesen Varianten ist gemeinsam, dass der Fahrer durch ein Betätigen eines Schalthebels den einzulegenden Gang bestimmt.The manually shiftable transmission can be a manual step transmission, a manual transmission with electromotive torque assistance, an automated manual transmission, a dual clutch transmission, or even an automatic transmission, in all cases assuming that the driver manually sets a gear ratio, so that the mechanical choice is detectable. Common to these variants is that the driver determines the gear to be engaged by actuating a shift lever.
Der erste Sensor ist karosseriefest montiert und kann bspw. ein Airbagsensor, ein bspw. im Stoßfängerbereich angeordneter Aufprallsensor oder ein ESP- (elektronisches Stabilitätsprogramm) Sensor sein, der lagebedingt keine Relativbewegung zur Karosserie ausführen kann. Damit kann ein bereits vorhandenes Sensierelement, sofern es bereits als MEMS-Sensor vorliegt, für den weiteren Zweck der Gangwahlerkennung verwendet werden. The first sensor is mounted to the vehicle body and can be, for example, an airbag sensor, an impact sensor arranged in the bumper region, for example, or an ESP (electronic stability program) sensor which, due to its position, can not make any relative movement to the body. Thus, an already existing sensing element, if it already exists as a MEMS sensor, be used for the further purpose of gear selection detection.
MEMS steht englisch für microelectromechanical system, das bei Ausbildung als Sensor ein miniaturisierter elektronischer Sensor ist. Dieser sensiert vorliegend für drei voneinander verschiedene und insbesondere zueinander orthogonale Raumrichtungen axiale bzw. translatorische Beschleunigungen und zusätzlich in zwei oder drei voneinander verschiedenen und insbesondere zueinander orthogonalen Raumrichtungen Drehbeschleunigungen.MEMS stands for microelectromechanical system, which is a miniaturized electronic sensor when used as a sensor. In the present case, it senses axial or translational accelerations for three mutually different and in particular mutually orthogonal spatial directions and additionally rotational accelerations in two or three mutually different and in particular mutually orthogonal spatial directions.
Der zweite Sensor ist relativbeweglich zum ersten Sensor angeordnet. Wegen der oben genannten Eigenschaften des MEMS-Sensors ist eine translatorische und bevorzugt eine rotatorische Relativbewegung des zweiten Sensors relativ zum ersten Sensor möglich.The second sensor is arranged to be movable relative to the first sensor. Because of the above-mentioned properties of the MEMS sensor, a translational and preferably a rotational relative movement of the second sensor relative to the first sensor is possible.
Ist der erste Sensor karosseriefest und der zweite Sensor in der genannten Kinematikkette angeordnet, so lässt sich aus den Sensordaten beider Sensoren durch Koordinatentransformationen die Bewegung desjenigen Elements der Kinematikkette berechnen, an dem der zweite Sensor befestigt ist. Da die jeweilige Lage der betreffenden Elemente der Kinematikkette zueinander konstruktionsbedingt bekannt ist, lässt sich damit wiederum die Bewegung und auch die Position des Schalthebels bestimmen, so dass die zwei MEMS-Sensoren zusammen die Funktion eines Gangwahlsensors einnehmen. Die Gangwahlerkennung funktioniert dabei auch dann, wenn der Fahrer das Kupplungspedal durchgetreten hat.If the first sensor is fixed to the body and the second sensor is arranged in said kinematics chain, the movement of that element of the kinematics chain to which the second sensor is attached can be calculated from the sensor data of both sensors by coordinate transformations. Since the respective position of the relevant elements of the kinematics chain is mutually known by design, this in turn allows the movement and also the position of the shift lever to be determined so that the two MEMS sensors together assume the function of a gear selection sensor. The gear selection function works even if the driver has passed the clutch pedal.
Der zweite Sensor kann an oder in einem axialbeweglichen und/oder drehbeweglichen Teil oder Element der Kinematikkette befestigt werden, so dass er dessen Bewegungen folgen kann.The second sensor may be attached to or in an axially movable and / or rotatable part or element of the kinematic chain so that it can follow its movements.
Insbesondere die Befestigung des zweiten Sensors an einem drehbeweglichen Element bietet sich an, weil sich bei Befestigung des MEMS-Sensors an einem sich nur axial bewegenden Element mit der Zeit ein Signaldrift einstellt, der die Auswertung der Sensordaten erschwert bzw. und deren Aussagekraft mindert. Bei einer Sensierung einer Drehbewegung kann besser die Funktionalität des Gyroskops genutzt werden, der Winkelgeschwindigkeiten liefert, welche integriert werden müssen, um relative Winkellagen zu berechnen. Durch die Integration kommt es aber zu einem Drift, weil ein unbekannter Messfehler mitintegriert wird.In particular, the attachment of the second sensor to a rotatable element lends itself to, because attaching the MEMS sensor to an axially moving element with time adjusts a signal drift, which complicates the evaluation of the sensor data or and reduces their significance. When sensing a rotational movement, it is better to use the functionality of the gyroscope, which provides angular velocities that must be integrated to calculate relative angular positions. Due to the integration, however, a drift occurs because an unknown measurement error is also integrated.
Die drei axial messenden Beschleunigungssensoren in bspw. x-, y- und z-Richtung ergeben im Ruhezustand des Sensors einen Vektor g, der im Betrag der Erdbeschleunigung entspricht und in Richtung Erde zeigt. Damit lässt sich die Lage des Sensors relativ zum Vektor g bzw. zur Erde bestimmen. Bei einer Bewegung von extern eingetragenen Beschleunigungen, also nicht der Erdbeschleunigung) werden sie ungenau.In the idle state of the sensor, the three axially measuring acceleration sensors in, for example, the x, y and z directions produce a vector g which corresponds in magnitude to the gravitational acceleration and points in the direction of the earth. This makes it possible to determine the position of the sensor relative to the vector g or to the earth. With a movement of externally entered accelerations, so not the gravitational acceleration) they are inaccurate.
Im Zusammenspiel sind die Sensoren des MEMS-Sensors gut geeignet, die absolute Position des Schalthebels zuverlässig bestimmen, und dies stabil und ohne Drift.In interaction, the sensors of the MEMS sensor are well suited to reliably determine the absolute position of the shift lever, and this stable and without drift.
Die Bereitstellung der zwei MEMS-Sensoren bzw. eines derartigen Gangwahlsensors gewährleistet eine Bestimmung der Schalthebelposition im Raum und damit des vom Fahrer gewählten Gangs. Die Gangwahlerkennung ist dabei unabhängig davon, ob die Kupplung offen oder geschlossen ist.The provision of the two MEMS sensors or such a gear selector sensor ensures a determination of the shift lever position in space and thus the gear selected by the driver. The gear selection is independent of whether the clutch is open or closed.
Als elektronisches Bauteil hat der MEMS-Sensor das Potenzial, die Schalthebelposition mit hoher Abtastfrequenz und damit hoher Zeitauflösung zu liefern, so dass er eine prädiktive Gangwahlerkennung bzw. eine Schaltabsichtserkennung ermöglichen kann.As an electronic component, the MEMS sensor has the potential to provide the shift lever position with high sampling frequency and thus high time resolution so that it can provide predictive gear selection detection or shift intent recognition.
Gemäß einer Ausführungsform kann der zweite Sensor an einem axial- und/oder drehbeweglichen Teil der externen Schaltbetätigung befestigt sein. Das besagte Teil kann insbesondere der Schalthebel oder dessen sich bei Betätigung auf einer gedachten Kugeloberfläche bewegende und damit drehbewegliche Schaltknauf sein, und die Daten können entweder per Kabel oder kabellos an eine Auswerteeinheit, bspw. dem Motorsteuergerät, übertragen werden. Es kann aber auch ein Teil bzw. Element der externen Schaltbetätigung gewählt werden, das mit dem Schalthebel geeignet mechanisch gekoppelt ist und als bewegbares Teil dem Schaltvorgang kinematisch folgt.According to one embodiment, the second sensor may be attached to an axially and / or rotatable part of the external shifting operation. The said part may in particular be the shift lever or its actuating knob on an imaginary spherical surface moving and thus rotatable shift knob, and the data can be transmitted either by cable or wirelessly to an evaluation unit, eg. The engine control unit. However, it is also possible to select a part or element of the external shifting mechanism which is suitably mechanically coupled to the shift lever and which follows the shifting process kinematically as a movable part.
Die Ausführungsform des letzten Absatzes bedingt eine hohe Genauigkeit im Vergleich zu anderen Stellen der Kinematikkette, da sich der zweite Sensor am Anfang der Kinematikkette befindet und Toleranzen bzgl. einer Relativposition des besagten Elements zum Schalthebel definitionsgemäß Null sind. Außerdem wird bei anderen Position des zweiten Sensors das Sensorsignal wegen der erforderlichen mechanischen Übertragung der Gangwahl erst mit zeitlichem Versatz geliefert, so dass sich eine Befestigung des zweiten Sensors wie vorstehend beschrieben an der externen Schaltbetätigung für die prädiktive Gangwahlerkennung besonders eignet.The embodiment of the last paragraph requires a high accuracy compared to other points of the kinematic chain, since the second sensor is located at the beginning of the kinematic chain and tolerances with respect to a relative position of the said element to the shift lever are by definition zero. In addition, in other position of the second sensor, the sensor signal due to the required mechanical transmission of the gear selection is delivered with a time lag, so that attachment of the second sensor as described above on the external switching operation for the predictive gear selection detection is particularly suitable.
Alternative Positionen des zweiten Sensors sind ferner axial- und/oder drehbeweglichen Teile eines Schaltgestänges, einer Schaltwelle, einer Schaltmasse oder eines Schwingungstilgers der internen Schaltbetätigung. Alternative positions of the second sensor are also axially and / or rotatable parts of a shift linkage, a shift shaft, a shift mass or a vibration absorber of the internal shift operation.
Eine Ausführungsform des Kraftfahrzeugs besitzt einen Mikrocontroller, der eingerichtet ist, anhand der Daten des ersten und zweiten Sensors den eingelegten Gang zu bestimmen. Der Mikrocontroller kann beispielsweise das Motorsteuergerät sein.An embodiment of the motor vehicle has a microcontroller which is set up to determine the engaged gear on the basis of the data of the first and second sensors. The microcontroller may be, for example, the engine control unit.
Um eine prädiktive Gangwahlerkennung zu ermöglichen, bedarf es hinreichend kurzer Zeitabstände zwischen zwei vom Sensor gelieferten Positionsdaten, da ansonsten die Genauigkeit der Gangwahlprognose zu gering ist. Um eine hinreichende Genauigkeit zu gewährleisten sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass der erste und zweite Sensor ausgebildet sind, während einer Gangwahl Daten in Echtzeit an den Mikrocontroller zu liefern. In Echtzeit soll hierbei bedeuten, dass Sensordaten mit einem zeitlichen Abstand von weniger als 10 ms, besonders bevorzugt weniger als 5 ms an den Mikrocontroller geliefert werden.In order to enable a predictive gear selection recognition, it requires sufficiently short time intervals between two position data supplied by the sensor, since otherwise the accuracy of the gear selection prognosis is too low. In order to ensure sufficient accuracy, another embodiment provides that the first and second sensors are designed to deliver data to the microcontroller in real time during gear selection. In real time, this means that sensor data are supplied to the microcontroller with a time interval of less than 10 ms, particularly preferably less than 5 ms.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Mikrocontroller ferner eingerichtet, während einer Gangwahl zunächst momentane Positionen des Schalthebels zu bestimmen und basierend darauf den Gang zu prognostizieren, den der Fahrer einlegen wird. Eine derartige, meist per Software realisierte prädiktive Ausbildung erfolgt unter Verwendung von im Bereich des maschinellen Lernens allgemein bekannten selbstlernenden Algorithmen, mit denen der Fachmann wohl vertraut ist. Nur beispielhaft für solche Algorithmen seien SVM-Algorithmen (englisch: support vector machines), Entscheidungsbäume (englisch: decision trees) oder künstliche neuronale Netzwerke genannt.In a further embodiment, the microcontroller is further configured to first determine current positions of the shift lever during a gear selection and, based thereon, to predict the gear the driver will engage. Such, usually software-implemented predictive training is carried out using well-known in the field of machine learning self-learning algorithms, with which the skilled person is well familiar. Only examples of such algorithms are SVM algorithms (support vector machines), decision trees or artificial neural networks.
Ist der voraussichtlich eingelegte bzw. prognostizierte Gang oder alternativ der bereits eingelegte Gang ermittelt, so sieht eine weitere Ausführungsform als Nutzung vor, dass abhängig vom derart ermittelten Gang eine Anpassung der Kurbelwellendrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle vorgenommen wird, um den Einkuppelvorgang komfortabler und verschleißärmer zu machen. Durch Nutzung des prognostizierten Gangs kann diese Anpassung zudem besonders früh erfolgen, was im Vergleich zu einer Nutzung des bereits eingelegten Gangs nochmals zu mehr Komfort und noch weniger Verschleiß führt.If the gear presumed to be engaged or predicted or alternatively the gear already engaged is determined, then a further embodiment provides for use, depending on the gear thus determined, to adapt the crankshaft speed to the rotational speed of the transmission input shaft in order to make the engagement process more comfortable and less prone to wear do. By using the predicted gear, this adaptation can also be done very early, which in comparison to a use of the already inserted gear again leads to more comfort and even less wear.
Für den Fall, dass ein manuelles Getriebe mit einer elektromotorischen Drehmomentunterstützung zum Einsatz kommt, lässt sich auf Basis des bereits eingelegten oder des prognostizierten Gangs und alternativ oder kumulativ zur Vorgehensweise des letzten Absatzes eine Anpassung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle vornehmen und damit den Synchronisierungsvorgang unterstützen. Dies bietet sich insbesondere an, wenn der Elektromotor auf der Getriebeeingangswelle angeordnet ist und ein Drehmoment auf diese Welle aufbringen kann.In the event that a manual transmission with an electromotive torque assistance is used, can be based on the already inserted or the predicted gear and alternatively or cumulatively to the procedure of the last paragraph make an adjustment of the speed of the transmission input shaft and thus support the synchronization process. This is particularly appropriate when the electric motor is arranged on the transmission input shaft and can apply a torque to this shaft.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Getriebe über einen Gangerkennungssensor zum Erkennen des im Getriebe geschalteten Gangs verfügt und der Mikrocontroller eingerichtet ist festzustellen, ob sich der prognostizierte oder bereits über die externe Schaltbetätigung eingelegte Gang einerseits und der geschaltete Gang andererseits unterscheiden. Wenn sich die beiden Gänge unterscheiden, so lässt sich der vorstehend genannte Le Mans-Effekt und der inverse Le Mans-Effekt detektieren und eine geeignete Gegenmaßnahme ergreifen. So kann eine optische oder akustische Warnung herausgegeben werden oder die fahrerseitig gewünschte Beschleunigung zumindest reduziert werden, insbesondere dann, wenn mit Hilfe von Detektoren eine Kollision mit einem anderen Verkehrsteilnehmer zu befürchten ist.A further embodiment provides that the transmission has a gear recognition sensor for detecting the gearshifted gear and the microcontroller is set up to determine whether the predicted or already engaged via the external shift operation gear on the one hand and the gear on the other hand differ. If the two gears differ, the above-mentioned Le Mans effect and the inverse Le Mans effect can be detected and a suitable countermeasure taken. Thus, an optical or acoustic warning can be issued or the driver's desired acceleration can be at least reduced, in particular if a collision with another road user is to be feared with the aid of detectors.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug in einem Segelmodus betreibbar, d.h. ist das Fahrzeug eingerichtet, während der Fahrt, insbesondere bei Geschwindigkeiten von mehr als 5 bis 100 km/h oder mehr, mit geöffneter Kupplung zu rollen, wobei der Motor entweder im Leerlauf oder abgeschaltet ist. In diesem der Kraftstoffersparnis dienenden Betriebsmodus ist der Mikrocontroller eingerichtet, bei fahrerseitig initiiertem Verlassen des Segelmodus, bspw. initiierbar durch Treten des Kupplungspedals, den bei den aktuellen Fahrbedingungen geeigneten Gang zu bestimmen und bei einem Unterschied zum prognostizierten Gang eine optische oder akustische Warnung auszugeben. Das Erfassen dieses Unterschieds kann auch genutzt werden, das Einlegen des gewählten neuen Gangs zu verhindern. Auf diese Weise kann entweder ein Getriebeschaden verhindert werden (wenn die fahrerseitig gewählte Gangstufe zu klein gewählt ist) oder ein Abwürgen vermindert werden (wenn die fahrerseitig gewählte Gangstufe zu groß gewählt ist).In another embodiment, the motor vehicle is operable in a sailing mode, i. For example, the vehicle is configured to taxi while the vehicle is in motion, particularly at speeds greater than 5 to 100 km / h or more, with the clutch disengaged, with the engine either idling or off. In this operating mode, which serves to save fuel, the microcontroller is set up to initiate the sailing mode initiated by the driver, for example, by stepping the clutch pedal, to determine the gear suitable for the current driving conditions and to issue a visual or audible warning in the event of a difference from the predicted gear. The detection of this difference can also be used to prevent the insertion of the selected new gear. In this way, either a transmission damage can be prevented (if the driver's selected gear ratio is too small) or a stalling can be reduced (if the selected on the driver side gear ratio is too large).
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels anhand der exemplarisch aufzufassenden Figuren näher erläutert werden, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände bezeichnen. Es zeigt:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 eine externe Schaltbetätigung, -
3 eine interne Schaltbetätigung.
-
1 a motor vehicle, -
2 an external switching operation, -
3 an internal switching operation.
Der zweite Sensor
Die Gangwahlerkennung erfolgt wie folgt:The gear selection is done as follows:
Der erste, karosseriefest montierte MEMS-Sensor
Die beiden Sensoren
Aus den erfassten Erdbeschleunigung durch die MEMS-Sensoren
Die nur aus den Beschleunigungsmesswerten bestimmten Schalthebelpositionen unterlagen einem Rauschen und die nur aus den Messwerten der Rotationsgeschwindigkeiten erhaltenen Schalthebelpositionen einen zeitlichen Drift. Über Sensor Fusion erfolgte eine Kombination der Daten, genauer des absoluten Winkels und des relativen Winkels, was robuste Ergebnisse des absoluten Winkels lieferte.The shift lever positions determined only from the acceleration measurements were subject to noise and the shift lever positions obtained only from the rotational speed measurements were subject to a time drift. Sensor Fusion combines data, more specifically the absolute angle and the relative angle, to provide robust absolute angle results.
Der letztlich eingelegte Gang kann dann mit dem vom Gangerkennungssensorik
Der Wegverlauf des Schalthebels
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich lässt sich ein MEMS-Sensor zur Erfassung von drei translatorischen und zwei oder drei rotatorischen Bewegungsrichtungen für das Erkennen des eingelegten oder prognostizierten eingelegten Gangs, des Le Mans-Effekts oder des inversen Le Mans-Effekts bei einem manuellen Getriebe einsetzen.As can be seen from the foregoing, a MEMS sensor can be used to detect three translatory and two or three rotational directions of motion for detecting the engaged or predicted engaged gear, the Le Mans effect, or the inverse Le Mans effect in a manual transmission.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 55
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 1010
- Motorengine
- 1515
- Kurbelwellecrankshaft
- 2020
- Getriebetransmission
- 2525
- externe Schaltbetätigungexternal switching operation
- 2727
- erster Sensor / MEMS-Sensorfirst sensor / MEMS sensor
- 3030
- Schalthebelgear lever
- 3535
- Knaufknob
- 4040
- Schaltkabelshift cable
- 4545
- WählkabelWählkabel
- 5050
- interne Schaltbetätigunginternal switching operation
- 5555
- Schaltwelleshift shaft
- 6060
- PinPin code
- 6565
- PinPin code
- 7070
- zweiter Sensor / MEMS-Sensorsecond sensor / MEMS sensor
- 7575
- Schaltmasseswitching mass
- 8080
- Schwingungstilgervibration absorber
- 8585
- GangerkennungssensorikTransition detection sensor
- 90'90 '
- Datenleitungdata line
- 90"90 "
- Datenleitungdata line
- 90"'90 ''
- Datenleitungdata line
- 9595
- Mikrocontrollermicrocontroller
Claims (11)
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Citations (1)
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-
2018
- 2018-05-15 DE DE102018003901.4A patent/DE102018003901B3/en active Active
-
2019
- 2019-03-12 WO PCT/EP2019/000075 patent/WO2019219230A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
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