DE102022210303B3 - Method for determining the wear of a claw clutch - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes einer elektromechanisch aktuierten Klauenkupplung, wobei der Aktuator der Klauenkupplung einen Elektromotor umfasst, der über ein Ritzel direkt eine verzahnte Schaltgabel (1) schwenken kann, wobei die Schaltgabel (1) beim Schwenken durch den Elektromotor einen Axialweg, in Richtung der Achse einer Muffe (2), zurücklegt, um die Muffe (2) axial mitzunehmen und von einer Entkoppelt-Position (3) bis zu einer Gekoppelt-Position (4) der Klauenkupplung, und/oder umgekehrt, zu verfahren, wobei während des Betriebes der Klauenkupplung aktuelle, für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristische Winkel (phiOfs, phiActTTC, phiActFullRng, phiBL) des Elektromotorrotors ermittelt werden. A method for determining the wear of an electromechanically actuated claw clutch, wherein the actuator of the claw clutch comprises an electric motor which can directly pivot a toothed shift fork (1) via a pinion, the shift fork (1) having an axial path when pivoted by the electric motor in the direction the axis of a sleeve (2), in order to take the sleeve (2) axially and to move it from a decoupled position (3) to a coupled position (4) of the claw clutch, and/or vice versa, during which During operation of the claw clutch, current angles (phiOfs, phiActTTC, phiActFullRng, phiBL) of the electric motor rotor that are characteristic of the wear of the claw clutch are determined.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes einer elektromechanisch aktuierten Klauenkupplung.The present invention relates to a method for determining the wear of an electromechanically actuated dog clutch.
Stand der TechnikState of the art
Klauenkupplungen, insbesondere in Kraftfahrzeugen verbaut, sind an sich bekannt und werden verwendet, um beispielsweise eine nicht permanent anzutreibende Achse an eine angetriebene Welle zu koppeln oder von dieser abzukoppeln. Es ist auch bekannt, eine Klauenkupplung mittels eines BLDC-Motors zu aktuieren, wobei über ein Ritzel, also ein Zahnrad, direkt eine verzahnte Schaltgabel der Klauenkupplung geschwenkt wird, die dadurch einen erforderlichen Axialweg zurücklegt.Claw clutches, particularly installed in motor vehicles, are known per se and are used, for example, to couple or decouple a non-permanently driven axle from a driven shaft. It is also known to actuate a dog clutch using a BLDC motor, whereby a toothed shift fork of the dog clutch is pivoted directly via a pinion, i.e. a gear, which thereby covers a required axial path.
Dabei kann die Übersetzung zwischen Ritzel und verzahnter Schaltgabel so gestaltet sein, dass der gesamte Axialweg inklusive Verschleißreserve innerhalb einer Umdrehung des Motors bewältigt werden kann. Eine eindeutige Bestimmung der Aktuatorposition ist dann auch ohne Kosten für einen zusätzlichen Positionssensor möglich, wenn der Gesamtverschleiß des Aktuatoriksystems bekannt ist.The translation between the pinion and the toothed shift fork can be designed in such a way that the entire axial travel, including wear reserve, can be covered within one revolution of the engine. A clear determination of the actuator position is then possible without the cost of an additional position sensor if the overall wear of the actuator system is known.
Da ein Aktuatoriksystem im Laufe seiner Lebensdauer zunehmenden Verschleiß erfährt, stimmen initial, bei Herstellung eines Kraftfahrzeugs mit verbauter Klauenkupplung, ermittelte Verschleißwerte mit zunehmender Laufzeit immer weniger mit der mechanischen Realität überein. Hierdurch kommt es im Laufe des Betriebes eines solchen Kraftfahrzeuges zu Problemen wie, dass beim Koppeln der Zahn-Zahn-Bereich (also der Zahn-Überlappungsbereich) nicht mehr erkannt wird und dadurch der Schaltvorgang nicht oder unzureichend beendet werden kann, oder dass beim Entkoppeln nicht früh genug erkannt wird, wann der Überlappungsbereich der Verzahnung verlassen wurde und entsprechend die Muffe zu spät abgebremst wird, mit der Gefahr des schlagartigen Anfahrens gegen den Anschlag.Since an actuator system experiences increasing wear over the course of its service life, the wear values determined initially when producing a motor vehicle with a built-in claw clutch match less and less with the mechanical reality as the service life increases. As a result, during the operation of such a motor vehicle, problems arise such as the tooth-to-tooth area (i.e. the tooth overlap area) is no longer recognized when coupling and as a result the switching process cannot be completed or can be completed inadequately, or that it cannot be completed when decoupling It is recognized early enough when the overlap area of the toothing has been left and the sleeve is braked too late, with the risk of suddenly hitting the stop.
Bei nicht bekanntem Gesamtverschleiß des Systems kann es auch dazu kommen, dass der Aktuator mehr als eine Umdrehung für den Gesamtverfahrweg der Aktuatorik benötigt und es dadurch zu einer falschen Interpretation des aktuellen Systemzustandes kommt.If the total wear of the system is not known, it can also happen that the actuator requires more than one revolution for the total travel of the actuator, which could lead to an incorrect interpretation of the current system state.
Aus der
Die
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Aus
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes einer elektromechanisch aktuierten Klauenkupplung anzugeben, dass die oben beschrieben Probleme vermeidet und insbesondere eine genaue und kostengünstige Ermittlung der Aktuatorposition ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method for determining the wear of an electromechanically actuated claw clutch that avoids the problems described above and in particular enables an accurate and cost-effective determination of the actuator position.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes einer elektromechanisch aktuierten Klauenkupplung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.The problem is solved by a method for determining the wear of an electromechanically actuated claw clutch with the features according to claim 1.
Dabei umfasst der Aktuator der Klauenkupplung einen Elektromotor, der über ein Ritzel, also ein Zahnrad, direkt eine verzahnte Schaltgabel schwenken kann, wobei die Schaltgabel beim Schwenken durch den Elektromotor einen Axialweg in Richtung der Achse einer Muffe zurücklegt, um die Muffe axial mitzunehmen und von einer Entkoppelt-Stellung bis zu einer Gekoppelt-Stellung der Klauenkupplung und/oder umgekehrt zu verfahren, wobei während des Betriebes der Klauenkupplung aktuelle, für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristische Winkel des Elektromotorrotors ermittelt werden.The actuator of the claw clutch comprises an electric motor which can pivot a toothed shift fork directly via a pinion, i.e. a gear, whereby the shift fork, when pivoted by the electric motor, covers an axial path in the direction of the axis of a sleeve in order to take the sleeve axially with it and from it a decoupled position to a coupled position of the claw clutch and/or vice versa, with current angles of the electric motor rotor characteristic of the wear of the claw clutch being determined during operation of the claw clutch.
Erfindungsgemäß werden während des Betriebes der Klauenkupplung aktuelle Werte des folgenden für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristischen Winkels ermittelt: Backlash-Winkel (phiBL), also ein relativer Winkel, der das Gesamtspiel des Aktuators bis zur Muffe angibt.According to the invention, current values of the following angle characteristic of the wear of the claw clutch are determined during operation of the claw clutch: Backlash angle (phiBL), i.e. a relative angle that indicates the total play of the actuator up to the sleeve.
Erfindungsgemäß wird der Backlash-Winkel (phiBL) dadurch ermittelt, dass, während des gekoppelten Zustandes, ein vorbestimmtes Minimalmoment an die Schaltgabel übertragen wird, indem mit definierter Spannung in CW- und CCW-Richtung (also im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn) gedreht wird, bis die Schaltgabel an der Muffe ansteht, also die Muffe die Schwenkbewegung der Schaltgabel blockiert, wobei die Differenz dieser beiden Winkel in CW- und CCW-Richtung, dem Backlash-Winkel (phiBL) entspricht.According to the invention, the backlash angle (phiBL) is determined by transmitting a predetermined minimum torque to the shift fork during the coupled state by rotating with a defined voltage in the CW and CCW directions (i.e. clockwise and counterclockwise). until the shift fork rests on the sleeve, i.e. the sleeve blocks the pivoting movement of the shift fork, whereby the difference between these two angles in the CW and CCW directions corresponds to the backlash angle (phiBL).
Erfindungsgemäß wird eine Klauenkupplung verwendet, die einen elektromechanischen Aktuator umfasst, mit einem Elektromotor, bevorzugt einem BLDC Elektromotor, der über ein Ritzel direkt eine verzahnte Schaltgabel schwenken kann. Durch das Schwenken der Schaltgabel bewegt sich diese axial in Richtung der Achse einer Muffe und nimmt üblicherweise über eine Feder an der Muffe, die Muffe axial mit, um diese in den Gekoppelt oder Entkoppelt-Zustand zu bringen.According to the invention, a claw clutch is used which comprises an electromechanical actuator, with an electric motor, preferably a BLDC electric motor, which can directly pivot a toothed shift fork via a pinion. By pivoting the shift fork, it moves axially in the direction of the axis of a sleeve and usually takes the sleeve axially with it via a spring on the sleeve in order to bring it into the coupled or decoupled state.
Um die Kosten eines Positionssensors zu sparen, wird die Übersetzung zwischen Ritzel und verzahnter Gabel so gestaltet, dass der gesamte Axialweg inklusive Verschleissreserve innerhalb einer Umdrehung des Rotors des Motors bewältigt werden kann. Um eine jederzeit eindeutige Bestimmung der Aktuatorposition zu gewährleisten, wird der aktuelle Gesamtverschleiß des Aktuatoriksystems ermittelt.In order to save the costs of a position sensor, the translation between the pinion and the toothed fork is designed so that the entire axial travel, including wear reserve, can be covered within one revolution of the motor rotor. In order to ensure that the actuator position is clearly determined at all times, the current total wear of the actuator system is determined.
Erfindungsgemäß werden während des Betriebes einer solchen Klauenkupplung aktuelle, für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristische Winkel des Elektromotorrotors ermittelt, also nach der Herstellung und dem Einbau der Klauenkupplung vorzugsweise in ein Kraftfahrzeug, während des Normalbetriebs der Kupplung im Kraftfahrzeug.According to the invention, current angles of the electric motor rotor that are characteristic of the wear of the claw clutch are determined during the operation of such a claw clutch, i.e. after the production and installation of the claw clutch, preferably in a motor vehicle, during normal operation of the clutch in the motor vehicle.
Um den Systemzustand funktional beschreiben zu können, werden bevorzugt vier charakteristische Größen - unten näher beschrieben - während des Betriebes, während der Lebensdauer der Kupplung, ermittelt, die bereits an einem EOL (End of Line)-Prüfstand ein erstes Mal gemessen werden können und in das NVM (Non volatile memory) eines Steuergerätes geschrieben werden können.In order to be able to describe the system state functionally, four characteristic variables - described in more detail below - are preferably determined during operation, during the service life of the clutch, which can already be measured for the first time on an EOL (End of Line) test bench and in the NVM (Non volatile memory) of an ECU can be written.
Die erwähnten Winkel werden bevorzugt einmal am EOL, also am Ende der Fertigung der Kupplung, ermittelt und danach erfindungsgemäß aktualisiert. Da das Aktuatoriksystem im Laufe seiner Lebensdauer zunehmenden Verschleiß erfährt, stimmen die initial ermittelten Winkel mit zunehmender Laufzeit immer weniger mit der mechanischen Realität überein.The angles mentioned are preferably determined once at EOL, i.e. at the end of production of the coupling, and then updated according to the invention. Since the actuator system over the course of its As the service life increases, the initially determined angles become less and less consistent with the mechanical reality as the service life increases.
Weiters kann es durch die unterschiedlichen Einbauzustände im Fahrzeug und am EOL ebenfalls zu weiteren Abweichungen zwischen EOL-Werten und späteren realen Werten kommen, insbesondere durch eine axiale Verschieblichkeit durch aufsummierte Lagerluft.Furthermore, the different installation conditions in the vehicle and at the EOL can also lead to further deviations between EOL values and later real values, in particular due to axial displacement due to accumulated bearing clearance.
Wenn die laufenden, aktuellen Systemgrößen nicht bekannt sind, führt das zu Problemen beim Einregeln, insbesondere im Zahn-Zahn-Bereich.If the running, current system variables are not known, this leads to problems with adjustment, especially in the tooth-to-tooth area.
Der Verschleiß wird daher, bevorzugt während der gesamten Aggregate-Lebensdauer, kontinuierlich mitgemessen. Dazu werden die, vorzugsweise vier, charakteristischen Größen analog zu einer vorzugsweisen Lernroutine am EOL auch während des Fahrzeug-Betriebes ermittelt. Dadurch wird der maßgebliche Zahn-Zahn-Bereich immer in der korrekten Umgebung (TTC-Suchbereich) gesucht, sowie der aktuelle Gesamtverschleiß der Aktuatorik ermittelt.Wear is therefore continuously measured, preferably throughout the entire service life of the unit. For this purpose, the characteristic variables, preferably four, are also determined during vehicle operation, analogous to a preferred learning routine at the EOL. This means that the relevant tooth-to-tooth area is always searched for in the correct environment (TTC search area), and the current overall wear of the actuator is determined.
Hierdurch wird die Berücksichtigung des Verschleißes der Aktuatorikomponenten in der Betriebsstrategie der DCU (Decouple Unit) und damit die Aufrechterhaltung des Schaltkomforts und der Schaltperformance über die Lebensdauer ermöglicht.This makes it possible to take the wear of the actuator components into account in the operating strategy of the DCU (Decouple Unit) and thus maintain switching comfort and switching performance over the service life.
Vorteile der Kenntnis des Verschleißzustandes sind insbesondere:
- - Beim Koppeln: ein höherer Schaltkomfort (der Regler wird im TTC-Bereich nicht aufziehen) und höhere Schaltgeschwindigkeit,
- - Beim Entkoppeln: exaktes Triggern der Muffen-Abbremsfunktion, sobald der Zahn-Überlappungsbereich verlassen wird,
- - Außerdem ist dadurch immer der tatsächliche mechanische Verschleiß bekannt und es kann ein Fehler gemeldet werden, bevor ein falscher Systemzustand ausgegeben wird.
- - When coupling: greater switching comfort (the controller will not open in the TTC range) and higher switching speed,
- - When decoupling: precise triggering of the sleeve braking function as soon as the tooth overlap area is left,
- - In addition, the actual mechanical wear is always known and an error can be reported before an incorrect system status is output.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.
Vorzugsweise werden während des Betriebes der Klauenkupplung aktuelle Werte folgender für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristischer Winkel ermittelt:
- - Offset-Winkel (phiOfs), also ein absoluter Winkel, der angibt, wann die Muffe und/oder der Aktuator gegen einen Entkoppelt-Anschlag drückt. Dieser Winkel wird bevorzugt auch als Referenzwinkel für die Bestimmung des TTC-(Zahn-auf-Zahn)-Winkels (siehe unten) und des Full-Range-(Gesamtverdrehwinkel)-Winkels (siehe unten) verwendet. und/oder
- - TTC-Winkel (phiActTTC), also ein relativer Winkel, der einen Differenzwinkel angibt zwischen dem Offset-Winkel und einem Winkel, an dem die Muffe auf eine Zahn-Zahn-Position trifft, und/oder
- - Fullrange-Winkel (phiActFullRng), also ein relativer Winkel, der einen Differenzwinkel angibt, zwischen dem Offset-Winkel und einem Winkel, an dem die Muffe und/oder der Aktuator auf einen Gekoppelt-Anschlag trifft.
- - Offset angle (phiOfs), i.e. an absolute angle that indicates when the sleeve and/or the actuator presses against a decoupled stop. This angle is also preferably used as a reference angle for determining the TTC (tooth-on-tooth) angle (see below) and the full-range (total twist angle) angle (see below). and or
- - TTC angle (phiActTTC), i.e. a relative angle that indicates a difference angle between the offset angle and an angle at which the sleeve meets a tooth-to-tooth position, and/or
- - Full range angle (phiActFullRng), i.e. a relative angle that indicates a difference angle between the offset angle and an angle at which the sleeve and/or the actuator meets a coupled stop.
Von diesen vier Winkeln können ein oder mehrere, bevorzugt jedoch alle vier, ermittelt werden, da sie zusammen das Systemverhalten definieren. One or more of these four angles, but preferably all four, can be determined because together they define the system behavior.
Von diesen Größen können dann weitere, für die Schaltung relevante, Größen, insbesondere Positionen, abgeleitet werden.Further variables relevant to the circuit, in particular positions, can then be derived from these variables.
Bevorzugt werden Mittelwerte über eine Anzahl von zeitlich hintereinander ermittelten aktuellen Werten der charakteristischen Winkel, als Lernwerte der charakteristischen Winkel, berechnet.Mean values are preferably calculated over a number of current values of the characteristic angles determined one after the other, as learning values of the characteristic angles.
Vorzugsweise ist die Klauenkupplung in einem Kraftfahrzeug verbaut und die aktuellen Werte, der für den Verschleiß der Klauenkupplung charakteristischen Winkel, werden während des Betriebes des Kraftfahrzeugs ermittelt.The claw clutch is preferably installed in a motor vehicle and the current values of the angles characteristic of the wear of the claw clutch are determined during operation of the motor vehicle.
Bevorzugt wird der Offset-winkel (phiOfs) dadurch ermittelt, dass die Muffe mit einem definierten Spannungsprofil gegen einen Entkoppelt-Anschlag gedrückt wird. Dabei werden alle Spiele in die Entkoppelt-Richtung aufgebraucht. Vorzugsweise wird bei einer ersten Bestimmung am EOL die gleiche Parametrierung verwendet, wie bei weiteren Ermittlungen während des Normalbetriebes. Dieser Winkel wird vorzugsweise in jedem Zyklus der Ermittlung von Winkeln als erstes angelernt, da zu Beginn immer der Entkoppelt-Anschlag verifiziert wird.The offset angle (phiOfs) is preferably determined by pressing the sleeve against a decoupled stop with a defined tension profile. All games in the decoupled direction are used up. Preferably, the same parameterization is used for a first determination at EOL as for further determinations during normal operation. This angle is preferably taught first in each angle determination cycle, since the decoupled stop is always verified at the beginning.
Bevorzugt wird der TTC-Winkel (phiActTTC) dadurch ermittelt, dass die Position, an der der Aktuator, der mit einer vordefinierten Strombegrenzung betrieben wird, innerhalb eines bestimmten Bereiches, nämlich des sog. TTC-Bereiches, nicht weiter verfahren werden kann („stecken bleibt“), gespeichert wird. Die Strombegrenzung in diesem Bereich ist bevorzugt so gewählt, dass sie möglichst dem resultierenden Strom bei der EOL-Routine entspricht. Bei Ermittlung der TTC-Positionen werden alle Spiele in Gekoppelt-Richtung aufgebraucht - der System-Backlash, phiBL, ist also darin enthalten. Die erste Bestimmung des TTC-Winkels, am EOL, kann über eine Routine erfolgen, die mit definierter Spannung gegen die Zahn-Zahn-Stellung drückt. Dabei kann die mechanische Herstellung dieser Stellung durch die EOL-Routine gewährleistet werden.The TTC angle (phiActTTC) is preferably determined by the fact that the position at which the actuator, which is operated with a predefined current limit, cannot be moved further within a certain range, namely the so-called TTC range (“stuck remains"), is saved. The current limitation in this area is preferably chosen so that it is as possible corresponds to the resulting current in the EOL routine. When determining the TTC positions, all games in the coupled direction are used up - the system backlash, phiBL, is therefore included. The first determination of the TTC angle, at the EOL, can be done using a routine that presses against the tooth-to-tooth position with a defined tension. The mechanical establishment of this position can be guaranteed by the EOL routine.
Bevorzugt wird der Full-Range-Winkel (phiActFullRng) dadurch ermittelt, dass die Muffe mit einem definierten Spannungsprofil gegen einen Gekoppelt-Anschlag gedrückt wird. Dieser Wert entspricht auch dem maßgeblichen Gesamtverschleiß des Systems.The full-range angle (phiActFullRng) is preferably determined by pressing the sleeve against a coupled stop with a defined tension profile. This value also corresponds to the significant overall wear of the system.
Um die Robustheit der gelernten Werte zu gewährleisten, werden vorzugsweise für die Rechenmodelle, über eine bevorzugt variable (abhängig von Sonderereignissen wie ECU-Tausch) Anzahl an Lernevents (anzLernEvents) gemittelte Lernwerte benutzt, also für die n-te Bestimmung eines Winkels phiXY:
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist eine schematische Darstellung der Auswirkungen des Verschleißes auf die vier charakteristischen Winkel, zu den Zeitpunkten a) EOL (End of Line), b) nach Verbau im Fahrzeug (neu) und c) im Fahrzeug nach längerem Betrieb. -
2 ist eine schematische Darstellung der Ermittlung des Offset-Winkels (phiOfs). -
3 ist eine schematische Darstellung der Ermittlung des Fullrange-Winkels (phiActFullRng). -
4 ist eine schematische Darstellung der Ermittlung des Backlash-Winkels (phiBL).
-
1 is a schematic representation of the effects of wear on the four characteristic angles, at the times a) EOL (End of Line), b) after installation in the vehicle (new) and c) in the vehicle after long-term operation. -
2 is a schematic representation of the determination of the offset angle (phiOfs). -
3 is a schematic representation of the determination of the full-range angle (phiActFullRng). -
4 is a schematic representation of the determination of the backlash angle (phiBL).
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In der
Dabei ist jeweils links die gekoppelte Position 4 mit ihrem Gekoppelt-Anschlag 10 dargestellt und rechts die entkoppelte Position 3 mit ihrem Entkoppelt-Anschlag 9. Zwischen den beiden Positionen Gekoppelt 4 und Entkoppelt 3 befindet sich eine Zahn-auf-Zahn Position (TTC-Position) 16, mit einem Zahn-auf-Zahn-„Anschlag“ 5, der den für das Ein- und Auskoppeln wichtigen Beginn des Zahn-Überlappungsbereichs beschreibt.The coupled
Dargestellt sind in den drei verschiedenen Verschleiß-Zuständen a) b) und c) die Winkel Offset-Winkel phiOfs, TTC-Winkel phiActTTC, Fullrange-Winkel phiActFullRng und Backlash-Winkel phiBL. Der Offset-Winkel phiOfs ist ein absoluter Winkel, der angibt, wann die Muffe 2 und/oder der Aktuator gegen den Entkoppelt-Anschlag 9 drückt. Er ist auch der Referenzwinkel für die Bestimmung des TTC (Zahn-auf-Zahn) Winkels und des FullRng (Gesamtverdrehwinkel) Winkels. Der TTC-Winkel phiActTTC ist ein relativer Winkel, der einen Differenzwinkel angibt zwischen dem Offset-Winkel phiOfs und einem Winkel, an dem die Muffe 2 auf einen Zahn-Zahn-Anschlag 5 trifft, also den Beginn des Zahn-Zahn-Überlappungsbereichs. Der Fullrange-Winkel phiActFullRng ist ein relativer Winkel, der einen Differenzwinkel angibt, zwischen dem Offset-Winkel phiOfs und einem Winkel, an dem die Muffe 2 und/oder der Aktuator auf einen Gekoppelt-Anschlag 10 trifft. Der Backlash-Winkel phiBL ist ein relativer Winkel, der das Gesamtspiel des Aktuators, insbesondere auch der Schaltgabel 1, bis hin zur Muffe 2 angibt.The angles offset angle phiOfs, TTC angle phiActTTC, full range angle phiActFullRng and backlash angle phiBL are shown in the three different wear states a) b) and c). The offset angle phiOfs is an absolute angle that indicates when the
Im linken unteren Bereich der
Das Diagramm zeigt in der x-Achse die Zeit t und an der y-Achse den aktuellen Winkel phiAct (oben), sowie die vorgegebene Spannung uReq (unten). Für den Winkel phiAct ist auch der Winkel des Entkoppelt-Anschlags 9 eingezeichnet, sowie des Gekoppelt-Anschlags 10 - jeweils strichliert. The diagram shows the time t on the x-axis and the current angle phiAct (top) as well as the specified voltage uReq (bottom) on the y-axis. For the angle phiAct, the angle of the decoupled
Vor dem Entkoppelt-Anschlag 9 liegt eine Entkoppelt-Position 3 (strich-punktiert) und vor dem Gekoppelt-Anschlag 10 liegt eine Gekoppelt-Position 4 (ebenfalls strich-punktiert).In front of the decoupled
Die drei Pfeile unterhalb der x-Achse geben unterschiedliche Phasen der Ermittlung an, nämlich die Suchdauer 11, die Haltedauer 12 und die Lernphase 13. Während der Suchdauer 11 und Haltedauer 12 erfolgt ein „Überdrücken“ der Aktuatorik 14, an deren Ende ein Entlasten der Aktuatorik 15 erfolgt.The three arrows below the x-axis indicate different phases of the determination, namely the
Der Offset-winkel phiOfs wird dadurch ermittelt, dass die Muffe 2 mit einem definierten Spannungsprofil uReq gegen einen Entkoppelt-Anschlag 9 gedrückt wird („Überdrücken“ der Aktuatorik 14). Dabei werden alle Spiele in die Entkoppelt-Richtung aufgebraucht. Nach einer kurzen Gegenbewegung bei der Entlastung der Aktuatorik 15 kann in der Lernphase 13 der aktuelle Wert des Offset-winkel phiOfs als aktueller Winkel phiAct bestimmt werden.The offset angle phiOfs is determined by pressing the
Vorzugsweise wird bei einer ersten Bestimmung am EOL die gleiche Parametrierung verwendet, wie bei weiteren Ermittlungen während des Normalbetriebes. Dieser Winkel wird vorzugsweise in jedem Zyklus der Ermittlung von Winkeln als erstes angelernt, da zu Beginn immer der Entkoppelt-Anschlag 9 verifiziert wird.Preferably, the same parameterization is used for a first determination at EOL as for further determinations during normal operation. This angle is preferably taught first in each cycle of determining angles, since the decoupled
Die Bestimmung des TTC-Winkels (phiActTTC) erfolgt dadurch, dass die Position, an der der Aktuator, der mit einer vordefinierten Strombegrenzung betrieben wird, innerhalb eines bestimmten Bereiches, nämlich des sog. TTC-Suchbereiches 8, nicht weiter verfahren werden kann, also „stecken bleibt“, gespeichert wird. Die Strombegrenzung in diesem Bereich ist so gewählt, dass sie möglichst dem resultierenden Strom bei der entsprechenden EOL-Routine entspricht. Bei Ermittlung der TTC-Positionen werden alle Spiele in Gekoppelt-Richtung aufgebraucht, der System-Backlash, phiBL, ist also darin enthalten. Die Bestimmung des TTC-Winkels zum Zeitpunkt EOL erfolgt über eine Routine, die mit definierter Spannung gegen den Zahn-Zahn-Anschlag 5 drückt. Die mechanische Herstellung dieser Stellung bei der EOL Bestimmung wird durch eine EOL-Routine gewährleistet.The TTC angle (phiActTTC) is determined by the fact that the position at which the actuator, which is operated with a predefined current limitation, cannot be moved further within a certain range, namely the so-called TTC search range 8, i.e “gets stuck” is saved. The current limitation in this area is selected so that it corresponds as closely as possible to the resulting current in the corresponding EOL routine. When determining the TTC positions, all games in the coupled direction are used up, so the system backlash, phiBL, is included. The TTC angle at the time EOL is determined via a routine that presses against the tooth-
Der Backlash-Winkel phiBL wird dadurch ermittelt, dass, während des gekoppelten Zustandes 4, ein vorbestimmtes Minimalmoment M an die Schaltgabel 1 übertragen wird, indem mit definierter Spannung uReq in CW- und CCW-Richtung gedreht wird, mit positivem Motormoment M1 bzw. negativem Motormoment M2, jeweils bis die Schaltgabel 1 an der Muffe 2 ansteht, also die Muffe 2 die Schwenkbewegung der Schaltgabel 1 blockiert. Die Differenz der beiden Winkel phiAct in CW- und CCW-Richtung, entspricht dem Winkel phiBL.The backlash angle phiBL is determined by transmitting a predetermined minimum torque M to the shift fork 1 during the coupled
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- SchaltgabelShift fork
- 22
- Muffesleeve
- 33
- Entkoppelt-PositionDecoupled position
- 44
- Gekoppelt-PositionCoupled position
- 55
- Zahn-auf-Zahn Anschlag (TTC-Position)Tooth-to-tooth stop (TTC position)
- 66
- unkompensierter Falluncompensated case
- 77
- kompensierter Fallcompensated case
- 88th
- TTC-SuchbereichTTC search area
- 99
- Entkoppelt-AnschlagDecoupled stop
- 1010
- Gekoppelt-AnschlagCoupled stop
- 1111
- SuchdauerSearch duration
- 1212
- HaltedauerHolding period
- 1313
- LernphaseLearning phase
- 1414
- Überdrücken der AktuatorikOverpressing the actuators
- 1515
- Entlasten der AktuatorikRelieving the actuator system
- 1616
- Zahn-Zahn-Position (TTC-Position) Tooth-to-tooth position (TTC position)
- MM
- KupplungsmomentClutch torque
- M1M1
- Kupplungsmoment >= 20 NmClutch torque >= 20 Nm
- M2M2
- Kupplungsmoment <= -20 NmClutch torque <= -20 Nm
- M0M0
-
Kupplungsmoment = 0 Nm, Blockade der Muffe 2 durch das EOL MotormomentCoupling torque = 0 Nm,
sleeve 2 blocked by the EOL engine torque - uRequReq
- vorgegebene Spannung specified voltage
- phiOfsphiOfs
- Offset-WinkelOffset angle
- phiActTTCphiActTTC
- Zahn-auf-Zahn-Winkel = TTC-WinkelTooth-on-tooth angle = TTC angle
- phiActFullRngphiActFullRng
- Fullrange-WinkelFull range angle
- phiBLphiBL
- Backlash-WinkelBacklash angle
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