DE112015000819T5

DE112015000819T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes

Info

Publication number: DE112015000819T5
Application number: DE112015000819.5T
Authority: DE
Inventors: Dae Kyun Kim
Original assignee: Hyundai Dymos Inc
Current assignee: Hyundai Transys Inc
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-11-10
Also published as: WO2015137670A1; US20170023131A1; KR20150105824A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes bereit. Das Verfahren enthält: einen Schaltungsversuchsschritt für einen Schaltversuch in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe; einen Drehschritt zum Drehen der Kupplungseinheit innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle, wenn es der Kupplungseinheit nicht gelingt, im Schaltungsversuchsschritt im Übersetzungsgetriebe einzurasten; und einen Schaltungsneuversuchsschritt für einen Neuversuch, durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit zum Übersetzungsgetriebe in das Übersetzungsgetriebe zu schalten.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes, wobei das Verfahren und die Vorrichtung die Anwendung einer geringen Schaltkraft für einen Gangwechsel durch Drehen einer Antriebswelle mit relativ großer Trägheit um einen vorgegebenen Drehbereich erlauben, wenn ein Gangwechselvorgang fehlgeschlagen ist.
Allgemeiner Stand der Technik
Wenn in einem Synchrongetriebe, das für ein Handschaltgetriebe verwendet wird, Kraft, die einen Schalthebel bewegt, durch einen Schaltmechanismus übertragen wird, werden im Allgemeinen die Drehzahlen von Übersetzungsgetrieben an einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle synchronisiert und dann werden die Gänge eingelegt, wodurch ein Schaltruck verhindert wird.
Das heißt, wenn ein Schalthebel betätigt wird, wird eine Muffe zu einem entsprechenden Übersetzungsgetriebe geschoben und Reibung wird zwischen einer Reibungsseite eines Synchronrings und einer Reibungsseite des Übersetzungsgetriebes erzeugt, wodurch eine Synchronisierung erreicht wird. Wenn die Muffe weiter zum Übersetzungsgetriebe geschoben wird, rastet ein Schaltzahnrad, das an der Muffe gebildet ist, in ein Synchronzahnrad des Synchronrings und ein Kupplungszahnrad des Übersetzungsgetriebes ein, wodurch eine Schaltung durchgeführt wird.
In einem Hybridfahrzeug, das mit einem automatisierten Handschaltgetriebe ausgestattet ist, wird übrigens ein Schalten durch einen Aktor ausgeführt und ein Kupplungsteil auf einer Antriebswelle und ein Antriebsmotor werden durch eine größere Trägheit angetrieben, wenn der Aktor, der eine große Schaltkraft erfordert, ein Schalten zum Starten eines Fahrzeugs ausführt.
Das heißt, die Trägheit in der Antriebswelle muss gering sein oder der Aktor muss eine große Schaltkraft haben, sodass er ein Schalten gegen die Trägheit durchführen kann, um ein Schaltzahnrad auf einer Muffe und ein Kupplungszahnrad auf einem Übersetzungsgetriebe sanft einrasten zu lassen.
Wenn jedoch das Ende des Schaltzahnrades während des Schaltens direkt auf das Ende des Kupplungszahnrades prallt, rastet das Schaltzahnrad im Kupplungszahnrad nicht ein und wird getrennt, wenn die Schaltkraft des Aktors gegen dieses Aufprallen nicht ausreichend ist. Dies wird als Hemmung bezeichnet.
Zur Lösung dieses Problems gibt es einige Verfahren in der verwandten Technik, wie ein Ändern der Formen eines Schaltzahnrades und eines Kupplungszahnrades oder ein Erhöhen des Schaltmoments von einem Zahnradaktor. Diese Verfahren erfordern jedoch eine Neugestaltung der Gerätetechnik und Änderungen in der Spezifikation von Handschaltgetrieben, wodurch Herstellungskosten von Fahrzeugen steigen.
Ein ”Synchronizer of manual transmission for a vehicle” wurde in der koreanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-2012-0003635 in der verwandten Technik offenbart.
Diese Erfindung konnte jedoch das Problem nicht lösen, dass eine Schaltung aufgrund eines Aufpralls eines Schaltzahnrades und eines Kupplungszahnrades nicht ausgeführt werden kann.
Die oben als verwandte Technik der vorliegenden Erfindung angeführte Beschreibung dient nur dem Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie in der verwandten Technik enthalten ist, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
Offenbarung
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der Probleme in der verwandten Technik vorgeschlagen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes, wobei das Verfahren und die Vorrichtung die Verwendung einer geringen Schaltkraft für einen Gangwechsel durch Drehen einer Antriebswelle mit relativ großer Trägheit um einen vorgegebenen Drehbereich erlauben, wenn ein Gangwechsel fehlgeschlagen ist.
Technische Lösung
Zur Lösung der obenstehenden Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes bereitgestellt. Das Verfahren enthält: einen Schaltungsversuchsschritt für einen Schaltversuch in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe; einen Drehschritt zum Drehen der Kupplungseinheit innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle, wenn es der Kupplungseinheit nicht gelingt, im Schaltungsversuchsschritt im Übersetzungsgetriebe einzurasten; und einen Schaltungsneuversuchsschritt für einen erneuten Versuch, durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit zum Übersetzungsgetriebe in das Übersetzungsgetriebe zu schalten.
Die Welle, die im Drehschritt gedreht wird, kann eine Antriebswelle sein und die Antriebswelle kann durch Verdrehung gedreht werden, sodass ein Schaltzahnrad einer Muffe in der Kupplungseinheit innerhalb von Kupplungszahnrädern positioniert ist, die an einem Übersetzungsgetriebe gebildet sind.
Die Antriebswelle kann durch Energie von einer Kraftmaschine durch Einlegen einer Kupplung im Drehschritt gedreht werden.
Wenn ein Antriebsmotor an der Antriebswelle eingebaut ist ist, kann die Antriebswelle durch Betreiben des Antriebsmotors im Drehschritt gedreht werden.
Der Drehschritt kann bei angehaltenem Fahrzeug ausgeführt werden.
Die Kupplungseinheit kann eine Synchronschalteinheit sein, die an einer Antriebswelle oder einer Abtriebswelle angeordnet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes bereitgestellt. Die Vorrichtung enthält eine Steuereinheit, die einen Schaltversuch in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe durchführt, die Kupplungseinheit innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle dreht, wenn es der Kupplungseinheit nicht gelingt, im Übersetzungsgetriebe einzurasten, und die Schaltung zum Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit zum Übersetzungsgetriebe erneut versucht.
Vorteilhafte Wirkungen
Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schalten durch Einrasten eines Übersetzungsgetriebes und der Kupplungseinheit aufgrund einer unzureichenden Schaltkraft fehlschlägt, die durch einen einrastenden Zahnkontakt zwischen dem Kupplungszahnrad und einem Schaltzahnrad der Kupplungseinheit erzeugt wird, wird die Kupplungseinheit feinstufig mit einer Welle gedreht und dann wird erneut ein Schalten zum Übersetzungsgetriebe ausgeführt, wodurch die Muffe sanft mit dem Kupplungszahnrad durch Ausübung nur einer geringen Schaltkraft des Aktors eingerastet werden kann, wodurch die Schaltfähigkeit verbessert wird. Ferner müssen Spezifikationen allgemeiner Handschaltgetriebe nicht geändert werden, so dass die Produktivität erhöht wird. Ferner sind die Formen des Kupplungszahnrades und des Schaltzahnrades vereinfacht, Produktivität von Teilen und preisliche Wettbewerbsfähigkeit garantiert.
Wenn ferner ein Fahrzeug gestartet wird, werden die Startfähigkeit und der kommerzielle Wert des Fahrzeugs durch ein rasches Einlegen von Gängen verbessert. Ferner wird die Häufigkeit von Neuversuchen beim Schalten, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, verringert, sodass das Fahrzeug rasch gestartet werden kann, eine Verformung und ein Abrieb der Gerätetechnik verhindert werden und eine Schaltleistung über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht, die schematisch eine Kupplungseinheit zum Erreichen des Verfahrens zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Modus für die Erfindung
In der Folge werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und 3 ist eine Ansicht, die schematisch eine Kupplungseinheit zum Erreichen des Verfahrens zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes der vorliegenden Erfindung enthält weitgehend einen Schaltungsversuchsschritt (S10), einen Drehschritt (S20), und einen Schaltungsneuversuchsschritt (S30).
Die vorliegende Erfindung wird in der Folge ausführlicher unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. Das Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes der vorliegenden Erfindung enthält: einen Schaltungsversuchsschritt S10, der versucht, durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit 20 in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe 30 in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe 30 zu schalten; einen Drehschritt S20, der die Kupplungseinheit 20 innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle dreht, wenn es der Kupplungseinheit 20 nicht gelingt, im Schaltungsversuchsschritt S10 in das Übersetzungsgetriebe 30 zu schalten; und einen Schaltungsneuversuchsschritt S30, der erneut versucht, durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit 20 zum Übersetzungsgetriebe 30 in das Übersetzungsgetriebe 30 zu schalten.
Die Kupplungseinheit 20 kann an einer Antriebswelle 10 oder einer Abtriebswelle 11 angeordnet sein und kann eine Synchronschalteinheit sein. Die Kupplungseinheit 20 kann durch einen Zahnradaktor betrieben werden.
Ferner, wie in 3 dargestellt, ist das Teil, das zum Übersetzungsgetriebe 30 bewegt wird, eine Muffe 22 der Kupplungseinheit 20, sodass, wenn die Muffe 22 in das Kupplungszahnrad 32 einrastet, das am Übersetzungsgetriebe 30 gebildet ist, ein Schalten erfolgt.
Wenn bei diesem Aufbau ein Schalten durch Einrasten des Übersetzungsgetriebes 30 und der Kupplungseinheit 20 aufgrund einer unzureichenden Schaltkraft fehlschlägt, die durch einen einrastenden Zahnkontakt zwischen dem Kupplungszahnrad 32 und einem Schaltzahnrad 22a der Kupplungseinheit 20 erzeugt wird, wird der Kontakt zwischen dem Schaltzahnrad 22a und dem Kupplungszahnrad 32 durch feinstufiges Drehen der Kupplungseinheit 20 minimiert und dann erneut ein Schalten zum Übersetzungsgetriebe 30 durchgeführt.
Daher kann die Muffe 22 nur durch eine geringe Schaltkraft des Aktors sanft mit dem Kupplungszahnrad 22 einrasten, wodurch eine Schaltfähigkeit verbessert wird. Ferner müssen Spezifikationen allgemeiner Handschaltgetriebe nicht geändert werden, so dass die Produktivität erhöht wird. Ferner sind die Formen des Kupplungszahnrades 32 und des Schaltzahnrades 22a vereinfacht, Produktivität von Teilen und preisliche Wettbewerbsfähigkeit garantiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Welle, die im Drehschritt S20 gedreht wird, die Antriebswelle 10, und die Antriebswelle 10 kann so gedreht werden, dass die Muffe 22 der Kupplungseinheit 20 innerhalb des Kupplungszahnrades 32 des Übersetzungsgetriebes 30 positioniert werden kann. Das heißt, die Antriebswelle 10 kann in einem Bereich gedreht werden, der durch die Verdrehung bestimmt ist.
Ferner, wie in 2 dargestellt, wenn ein Antriebsmotor 14 und eine Kupplung 12, die eine große Trägheit haben, an der Antriebswelle 10 angeordnet sind, kann ein Schalten durch Drehen der Antriebswelle 10 mit großer Trägheit selbst durch die Schaltkraft eines relativ kleinen Aktors gut ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Antriebswelle 10 mit Energie von einer Kraftmaschine durch Einlegen der Kupplung 12 im Drehschritt S20 zu drehen.
Durch Kontrollieren eines Rutschens der Kupplung 12 kann Energie von der Kraftmaschine zur Antriebswelle 10 übertragen werden, wodurch die Antriebswelle 10 gedreht werden kann.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Antriebswelle 10 durch Betreiben des Antriebsmotors 14 im Drehschritt S20 zu drehen, wenn der Antriebsmotor 14 an der Antriebswelle 10 installiert ist.
Das heißt, in einem Hybridfahrzeug sind eine Kraftmaschine und der Antriebsmotor 14 als Antriebsquellen bereitgestellt, sodass es möglich ist, die Antriebswelle 10 durch Betreiben des Antriebsmotors 14 zu drehen.
Further kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Drehschritt S20 bei angehaltenem Fahrzeug ausgeführt werden.
Das heißt, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, werden die Startfähigkeit und der kommerzielle Wert des Fahrzeugs durch ein rasches Einlegen von Gängen verbessert. Ferner wird die Häufigkeit von Neuversuchen beim Schalten, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, verringert, sodass das Fahrzeug rasch gestartet werden kann, eine Verformung und ein Abrieb der Gerätetechnik verhindert werden und die Schaltleistung über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
Der Drehschritt S20 kann jedoch bei Bedarf selbst bei einem laufenden Fahrzeug ausgeführt werden.
Eine Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung kann von einer Steuereinheit gesteuert werden.
Im Einzelnen enthält die Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes der vorliegenden Erfindung: eine Steuereinheit, die versucht, durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit 20 in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe 30 in das gewünschte Übersetzungsgetriebe 30 zu schalten, die Kupplungseinheit 20 innerhalb einer vorgegebenen Drehperiode durch Drehen einer Welle dreht, wenn es der Kupplungseinheit 20 nicht gelingt, im Übersetzungsgetriebe einzurasten; und durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit 20 zum Übersetzungsgetriebe 30 die Schaltung zum Übersetzungsgetriebe 30 erneut versucht.
Die Steuereinheit kann eine TCU (Transmission Control Unit) oder eine Steuereinheit höherer Klasse sein.
Das Schaltverfahren der vorliegenden Erfindung wird in der Folge anhand eines Beispiels beschrieben.
Unter der Annahme, dass das Übersetzungsgetriebe 30, in das geschaltet werden soll, ein Schaltgetriebe zur ersten Stufe ist und die Kupplungseinheit 20 an der Antriebswelle 10 koaxial mit dem Antriebsrad der ersten Stufe angeordnet ist, wird im Schaltungsversuchsschritt S10 die Muffe 22 der Kupplungseinheit 20 durch einen Aktor zum Antriebsrad der ersten Stufe bewegt, um in die erste Stufe zu schalten, das Schaltzahnrad 22a an der Muffe 22 rastet im Kupplungszahnrad 32 am Antriebsrad der ersten Stufe durch ein Synchronzahnrad eines Synchronrings ein, wodurch ein Schalten versucht wird.
Wenn, während das Schaltzahnrad 22a im Schaltungsversuchsschritt S10 auf das Kupplungszahnrad 32 prallt, die Schaltkraft des Aktors nicht ausreichend ist, um das Schaltzahnrad 22a im Kupplungszahnrad 32 einzurasten, kehrt das Schaltzahnrad 22a zurück, ohne im Kupplungszahnrad 32 einzurasten.
In diesem Fall wird die Antriebswelle 10 in einem vorgegebenen Bereich um eine vorgegebene Verdrehung im Drehschritt S20 gedreht, sodass die Kupplungseinheit 20 mit der Antriebswelle 10 gedreht wird.
Anschließend wird die Muffe 22 im Schaltungsneuversuchsschritt S30 wieder durch den Aktor zum Antriebsrad der ersten Stufe bewegt, um in die erste Stufe zu schalten, sodass das Schaltzahnrad 22a im Kupplungszahnrad 32 am Antriebsrad der ersten Stufe einrastet, wodurch ein erneuter Schaltversuch ausgeführt wird.
Da jedoch in diesem Fall die Antriebswelle 10 und die Kupplungseinheit 20 feinstufig gedreht wurden, sitzen die Zähne des Schaltzahnrades 22a an der Muffe 22 zwischen den Zähnen des Kupplungszahnrades 32, sodass die Muffe 22 nur durch eine geringe Schaltkraft des Aktors sanft im Kupplungszahnrad 32 einrastet, wodurch die Schaltfähigkeit verbessert wird.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung beschrieben wurde, ist Fachleuten auf dem Gebiet klar, dass verschiedene Modifizierungen, Hinzufügungen und Ergänzungen möglich sind, ohne vom Umfang und Wesen der Erfindung abzuweichen, wie in den beiliegenden Ansprüchen offenbart.

Claims

Verfahren zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes, wobei das Verfahren umfasst: einen Schaltungsversuchsschritt für einen Schaltversuch in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe; einen Drehschritt zum Drehen der Kupplungseinheit innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle, wenn es der Kupplungseinheit nicht gelingt, im Schaltungsversuchsschritt im Übersetzungsgetriebe einzurasten; und einen Schaltungsneuversuchsschritt für einen erneuten Versuch, durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit zum Übersetzungsgetriebe in das Übersetzungsgetriebe zu schalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Welle, die im Drehschritt gedreht wird, eine Antriebswelle ist und die Antriebswelle durch Verdrehung dreht, sodass ein Schaltzahnrad einer Muffe in der Kupplungseinheit innerhalb von Kupplungszahnrädern positioniert ist, die an einem Übersetzungsgetriebe gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Antriebswelle durch Energie von einer Kraftmaschine durch Einlegen einer Kupplung im Drehschritt gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn ein Antriebsmotor an der Antriebswelle eingebaut ist, die Antriebswelle durch Betreiben des Antriebsmotors im Drehschritt gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Drehschritt bei angehaltenem Fahrzeug ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplungseinheit eine Synchronschalteinheit ist, die an einer Antriebswelle oder einer Abtriebswelle angeordnet ist.
Vorrichtung zur Schaltungssteuerung eines automatisierten Handschaltgetriebes, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit umfasst, die versucht, durch axiales Bewegen einer Kupplungseinheit in einem Getriebe zum Übersetzungsgetriebe in ein gewünschtes Übersetzungsgetriebe zu schalten; die Kupplungseinheit innerhalb eines vorgegebenen Drehbereichs durch Drehen einer Welle dreht, wenn es der Kupplungseinheit nicht gelingt, im Übersetzungsgetriebe einzurasten; und ein Schalten zum Übersetzungsgetriebe durch axiales Bewegen der Kupplungseinheit zum Übersetzungsgetriebe erneut versucht.