DE102018104008A1 - Method for detecting a gear in a manual transmission in vehicles with a friction clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Handschaltgetriebe in Fahrzeugen mit einer Reibungskupplung, bei welchem die Reibungskupplung (4) automatisch mittels eines Elektromotors (8) betrieben wird. Um eine Beschädigung von Schaltverzahnung im Getriebe zu unterbinden, wird aus einem Differenzweg eines Schalthebelweges (x-SH) und eines Getriebeweges (x-G) eine Schaltkraft (F_x) abgeschätzt, wobei mit der abgeschätzten Schaltkraft (F-x) Elastizitäten (c_IS) einer Innenschaltung des Handschaltgetriebes (3) korrigiert werden und mit den korrigierten Elastizitäten (c_IS) der Innenschaltung (17) eine zur Gangerkennung verwendete Schaltposition (x) eines Getriebewegsensors (23) angepasst wird. The invention relates to a method for gear recognition in a manual transmission in vehicles with a friction clutch, in which the friction clutch (4) is automatically operated by means of an electric motor (8). In order to prevent damage to gear teeth in the transmission, a shift force (F_x) is estimated from a differential travel of a shift lever travel (x-SH) and a transmission travel (xG), with the estimated shift force (Fx) elasticities (c_IS) an internal circuit of the manual transmission (3) are corrected and with the corrected elasticities (c_IS) of the internal circuit (17) a shift position (x) of a transmission travel sensor (23) used for gear recognition is adjusted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Handschaltgetriebe in Fahrzeugen mit einer Reibungskupplung, bei welchem die Reibungskupplung automatisch mittels eines mechatronischen Aktuators betrieben wird.The invention relates to a method for gear recognition in a manual transmission in vehicles with a friction clutch, in which the friction clutch is automatically operated by means of a mechatronic actuator.
In Getrieben mit einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) wird zur automatisierten Ansteuerung der Kupplung ein Motoreingriff durchgeführt. Dies erlaubt dem Fahrer, eine Gangschaltung über den Schalthebel durchzuführen, ohne vorher den Triebstrang des Fahrzeuges durch Rücknahme des Gaspedals momentenfrei zu machen.In transmissions with an electronic clutch management (EKM), a motor intervention is carried out for the automated control of the clutch. This allows the driver to perform a gear shift on the shift lever, without first to make the drive train of the vehicle by removing the accelerator pedal torque-free.
Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Handschaltgetriebe in Fahrzeugen mit einer Reibungskupplung anzugeben, bei welchem die Schädigung der Schaltverzahnung im Getriebe durch eine korrekte Gangerkennung unterbunden wird. The invention has for its object to provide a method for gear detection in a manual transmission in vehicles with a friction clutch in which the damage to the gear teeth in the transmission is prevented by a correct gear detection.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Gangerkennung durch Auswertung einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes ermittelt wird. Damit können an sich in dem Getriebe vorhandene Drehzahlsensoren besonders kostengünstig für eine einfache Gangerkennung genutzt werden. Alternativ kann für die Getriebeausgangsdrehzahl auch die Raddrehzahl über Raddrehzahlsensoren ermittelt werden. Somit erfolgt eine einfache Absicherung der Gangerkennung.According to the invention the object is achieved in that the gear recognition is determined by evaluating an input speed and an output speed of the transmission. Thus, existing speed sensors can be used in a particularly cost-effective manner for a simple gear recognition in the transmission. Alternatively, the wheel speed can be determined via wheel speed sensors for the transmission output speed. Thus, a simple safeguard of the gear recognition.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gangerkennung bei einem Handschaltgetriebe in Fahrzeugen mit einer Reibungskupplung, bei welchem die Reibungskupplung automatisch mittels eines Elektromotors betrieben wird. Zur Verhinderung der Schädigung der Schaltverzahnung im Getriebe wird aus einem Differenzweg eines Schalthebelweges und eines Getriebeweges eine Schaltkraft abgeschätzt, wobei mit der abgeschätzten Schaltkraft Elastizitäten einer Innenschaltung des Handschaltgetriebes korrigiert werden und mit den korrigierten Elastizitäten der Innenschaltung eine zur Gangerkennung verwendete Schaltposition eines Getriebesensors angepasst wird. Aufgrund dieser Kompensation der Elastizitäten der Innenschaltung können hohe Kräfte, die zu erhöhten Schaltpositionen an Getriebesensor führen, korrigiert werden, so dass vor einem vollständigen Einspuren des neuen Ganges eine Gangerkennungsschwelle zuverlässig bewertet werden kann. Dadurch werden Schädigungen der Schaltverzahnung des Getriebes zuverlässig unterbunden.A development of the invention relates to a method for gear recognition in a manual transmission in vehicles with a friction clutch, in which the friction clutch is automatically operated by means of an electric motor. To prevent the damage of the gear teeth in the transmission, a shift force is estimated from a differential path of a shift lever and a transmission path, which are corrected with the estimated shift elasticities of an internal circuit of the manual transmission and adjusted with the corrected elasticities of the inner circuit used for gear detection shift position of a transmission sensor. Due to this compensation of the elasticities of the internal circuit, high forces that lead to increased shift positions on the transmission sensor, can be corrected so that before a complete meshing of the new gear, a gear detection threshold can be reliably evaluated. As a result, damage to the gear teeth of the transmission are reliably prevented.
In einer Ausgestaltung werden zur Bestimmung des Schalthebelweges ein Schalthebelsensor und/oder zur Bestimmung des Getriebeweges ein Getriebesensor verwendet. Mittels solcher einfacher Sensoren reduziert sich der Rechenaufwand zur Auswertung der Gangerkennung Eine zuverlässige Gangerkennung wird trotzdem gewährleistet. Als Getriebesensor können dabei vorteilhafterweise zwei Sensoren eingesetzt werden, nämlich ein Getriebesensor-Wählen und ein Getriebesensor-Schalten, die die Bewegung eines Schaltfingers in der Innenschaltung, bestehend aus Schaltschiene, Schaltfinger und Schaltgabel, genau feststellen.In one embodiment, a shift lever sensor and / or a transmission sensor for determining the gear path are used to determine the shift lever. By means of such simple sensors reduces the computational effort to evaluate the gear detection A reliable gear detection is still guaranteed. As a transmission sensor advantageously two sensors can be used, namely a transmission sensor-selecting and a transmission sensor switching, which determine the movement of a shift finger in the inner circuit, consisting of shift rail, shift finger and shift fork exactly.
In einer Ausgestaltung wird die Schaltkraft unter Einbeziehung einer Steifigkeit einer Außenschaltung des Handschaltgetriebes aus dem Schalthebelweg und dem Getriebeweg abgeschätzt. Durch die Einbeziehung der Steifigkeit der Außenschaltung des Handschaltgetriebes zur Bestimmung der Schaltkraft wird eine zuverlässige Kompensation der Elastizitäten der Innenschaltung des Getriebes ermöglicht.In one embodiment, the shift force is estimated using a rigidity of an external circuit of the manual transmission from the shift lever and the transmission path. By including the rigidity of the external circuit of the manual transmission for determining the switching force, a reliable compensation of the elasticities of the internal circuit of the transmission is made possible.
In einer Ausführungsform wird aus der korrigierten Schaltposition des Getriebesensors unabhängig von der aufgebrachten Schaltkraft eine Position einer Gangendlage des Schaltgetriebes bestimmt. Somit lassen sich Fertigungstoleranzen und Verschleiß des Getriebes zumindest teilweise aus der Bestimmung der Gangerkennungsschwellen eliminieren. Diese Vorgehensweise kann sowohl bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges in der Fertigung oder in einer Werkstatt ausgeführt werden.In one embodiment, a position of a gear end position of the gearbox is determined from the corrected shift position of the transmission sensor regardless of the applied shift force. Thus, manufacturing tolerances and wear of the transmission can be at least partially eliminated from the determination of the speed detection thresholds. This procedure can be used both at commissioning of the vehicle in the production or in a workshop to be executed.
In einer Ausführungsform wird die ermittelte Gangendlage des Schaltgetriebes während dessen Betrieb adaptiert, wobei mindestens eine Gangerkennungsschwelle relativ zur Gangendlage adaptiert wird. Somit lässt sich jederzeit eine genaue Gangendlage feststellen und die Gangerkennungsschwelle an diese anpassen.In one embodiment, the determined gear end position of the gearbox is adapted during its operation, wherein at least one gear detection threshold is adapted relative to the gear end position. Thus, at any time can determine a precise Gangendlage and adjust the Gangerkennungsschwelle to this.
Vorteilhafterweise wird mindestens eine Gangerkennungsschwelle, welche zur sicheren Gangerkennung den von dem Getriebesensor ermittelten Getriebeweg übersteigt, um die Elastizität der Innenschaltung angehoben und mit einer unveränderten Schaltposition des Getriebesensors verglichen. Durch einen solchen Vergleich erfolgt ebenfalls eine zuverlässige Gangerkennung.Advantageously, at least one gear detection threshold, which exceeds the transmission path determined by the transmission sensor for reliable gear recognition, is raised by the elasticity of the inner circuit and compared to an unchanged shift position of the transmission sensor. By such a comparison also takes place a reliable Gangerkennung.
Vorteilhafterweise wird nach der Gangerkennung durch den Getriebesensor aus der Getriebeausgangsdrehzahl und einer vorgegebenen Gangübersetzung die Getriebeeingangsdrehzahl bestimmt, wobei eine aus gemessener Getriebeeingangsdrehzahl und der bestimmten Getriebeeingangsdrehzahl ermittelte Differenzdrehzahl zu einer Differenzdrehzahl an einer Schaltverzahnung des geschalteten Ganges proportional ist, wobei auf eine Getriebesynchronisation geschlossen wird, wenn die Differenzdrehzahl annähernd Null ist. Durch eine solche Auswertung der Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des Getriebes kann die durch die Differenzbildung des Schalthebelweges und des Getriebeweges bestimmte Gangerkennung plausibilisiert werden.Advantageously, after the gear detection by the transmission sensor from the transmission output speed and a predetermined gear ratio, the transmission input speed is determined, wherein a measured from the measured transmission input speed and the specific transmission input speed differential speed is proportional to a differential speed at a gearing of the shifted gear, being closed to a transmission synchronization, if the differential speed is approximately zero. By such an evaluation of the input and output speed of the transmission, the determined by the difference of the Schalthebelweges and the transmission path gear recognition can be plausibility.
In einer Variante wird ein Gang als vollständig eingelegt betrachtet, wenn die Differenzdrehzahl aus Getriebeeingangs- und Getriebeausgangsdrehzahl über einen vorgegebenen Zeitraum hinreichend klein ist. Erst wenn das Einlegen des Ganges über diese Drehzahlbedingung bestätigt wird, kann die Kupplung geschlossen werden. Somit kann ein frühzeitiges Schließen der Kupplung vor Einlegen des Ganges verhindert werden, weshalb Beschädigungen der Schaltverzahnung im Getriebe unterbunden werden.In one variant, a gear is considered to be fully engaged when the differential speed of transmission input and transmission output speed is sufficiently small over a predetermined period of time. Only when the engagement of the gear on this speed condition is confirmed, the clutch can be closed. Thus, an early closing of the clutch can be prevented before engaging the gear, which is why damage to the gear teeth are prevented in the transmission.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Anordnung zur Gangerkennung bei einem Handschaltgetriebe in Fahrzeugen mit einer Reibungskupplung, bei welchem die Reibungskupplung zur automatischen Ansteuerung mit einem einen Elektromotor aufweisenden Kupplungsaktor verbunden ist, welcher mit einer Steuereinheit gekoppelt ist, die mit einem in dem Getriebe angeordneten Getriebewegsensor verbunden ist und ein manuell betätigbaren Schalthebel über eine Außenschaltung mit dem Getriebe gekoppelt ist. Um eine Beschädigung des Getriebes durch eine Falscherkennung des Ganges zu verhindern, ist an dem Schalthebel ein Schaltwegsensor positioniert, der an die Steuereinheit führt, welche in Abhängigkeit von dem durch den Schaltwegsensor und den Getriebewegsensor ermittelten Differenzweg eine Schaltkraft zur Korrektur einer Elastizität einer Innenschaltung des Getriebes bestimmt und mit den korrigierten Elastizitäten der Innenschaltung eine zur Gangerkennung verwendete Schaltposition des Getriebesensors anpasst. Mit dieser Anordnung wird eine sehr einfache Möglichkeit geschaffen, eine Schädigung der Schaltverzahnung durch eine fehlerhafte vorzeitige Gangerkennung zu unterbinden.A further development of the invention relates to an arrangement for gear recognition in a manual transmission in vehicles with a friction clutch, in which the friction clutch is connected to the automatic control with a clutch actuator having an electric motor, which is coupled to a control unit which is arranged with a transmission path sensor arranged in the transmission is connected and a manually operable lever is coupled via an external circuit to the transmission. In order to prevent damage to the transmission by a misrecognition of the gear, a shift path sensor is positioned on the shift lever, which leads to the control unit, which in dependence on the determined by the shift travel sensor and the transmission path sensor a switching force for correcting an elasticity of an internal circuit of the transmission determines and adapts with the corrected elasticities of the internal circuit used for gear detection shift position of the transmission sensor. With this arrangement, a very simple way is provided to prevent damage to the gearing by a faulty premature gear recognition.
Vorteilhafterweise sind gegenüber einer Getriebeeingangswelle ein Getriebeeingangsdrehzahlsensor und gegenüber einer Getriebeausgangswelle ein Getriebeausgangdrehzahlsensor positioniert, die an die Steuereinheit führen, welche die Gangerkennung durch Auswertung einer Eingangsdrehzahl und einer Ausgangsdrehzahl des Getriebes ermittelt. Somit wird eine sehr einfache Möglichkeit geschaffen, eine Gangerkennung zum richtigen Zeitpunkt festzustellen.Advantageously, with respect to a transmission input shaft, a transmission input speed sensor and a transmission output shaft, a transmission output speed sensor positioned leading to the control unit, which determines the gear recognition by evaluating an input speed and an output speed of the transmission. Thus, a very simple way to determine a gear detection at the right time is established.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung eines elektronischen Kupplungsmanagementsystems, -
2 eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Gangerkennung, -
3 ein Ersatzmodell der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß2 .
-
1 a schematic diagram of an electronic clutch management system, -
2 a simplified representation of the arrangement according to the invention for gear recognition, -
3 a replacement model of the inventive arrangement according to2 ,
In
Wie aus
Diese in
Allgemein ausgedrückt ist also die Schaltkraft
Mit dieser abgeschätzten Schaltkraft
Allgemein gilt:
In general:
In einem zweiten Fall werden die Gangerkennungsschwellen um die abgeschätzte Elastizität c_IS der Innenschaltung
Mit einer im Fall
Als alternative Lösung oder Ergänzung zu der bisher erläuterten Gangerkennung erfolgt die Gangerkennung auch durch Auswertung einer Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des Getriebes
Dies ist z. B. der Fall, wenn die absolute Differenzdrehzahl von Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des Getriebes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektronisches Kupplungsmanagementsystemelectronic clutch management system
- 22
- Motorengine
- 33
- Getriebetransmission
- 44
- Kupplungclutch
- 55
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 66
- GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
- 77
- Fahrzeugrädervehicle wheels
- 88th
- Elektromotorelectric motor
- 99
- Aktoractuator
- 1010
- GeberzylinderMaster cylinder
- 1111
- Nehmerzylinderslave cylinder
- 12 12
- Kolbenpiston
- 1313
- Steuereinheitcontrol unit
- 1414
- Anordnungarrangement
- 1515
- Schalthebelsensorlever sensor
- 1616
- Schalthebelgear lever
- 1717
- Innenschaltungindoor circuit
- 1818
- Schaltschieneshift rail
- 1919
- Schaltelementswitching element
- 2020
- Außenschaltungexternal circuit
- 2121
- Zug für SchaltbewegungPull for switching movement
- 2222
- Zug für WählbewegungTrain for dial motion
- 2323
- Getriebesensor- SchaltenTransmission sensor switching
- 2424
- Getriebesensor- WählenTransmission sensor- Select
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |