WO2010089225A1 - Activation circuit for a gear brake - Google Patents

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WO2010089225A1
WO2010089225A1 PCT/EP2010/050838 EP2010050838W WO2010089225A1 WO 2010089225 A1 WO2010089225 A1 WO 2010089225A1 EP 2010050838 W EP2010050838 W EP 2010050838W WO 2010089225 A1 WO2010089225 A1 WO 2010089225A1
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field effect
switching unit
effect transistor
unit
control unit
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PCT/EP2010/050838
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Jochen Menz
Johann Oleschko
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
    • H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B60W10/196—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems acting within the driveline, e.g. retarders
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • F16H2061/0411—Synchronisation before shifting by control of shaft brakes

Definitions

  • the invention relates to a drive circuit for an electromagnetic gear brake and a method for controlling an electromagnetic gear brake using such a drive circuit.
  • the present invention is based on the problem to provide a novel drive circuit for an electromagnetic gear brake and a corresponding method for controlling an electromagnetic gear brake.
  • the drive circuit comprises a control unit, a first switching unit which can be controlled by the control unit, a second pulse-width-modulated switching unit which can also be controlled by the control unit, and a freewheeling control unit.
  • the first switching unit comprises a field-effect transistor with integrated current measuring device and integrated overvoltage protection device
  • the second pulse width modulated switching unit also comprises a field effect transistor, wherein the field effect transistor of the first switching unit via a gate connection to the control unit and is connected via a drain terminal to a first potential of a voltage supply, wherein the field effect transistor of the second pulse width modulated switching unit is connected via a gate terminal to the control unit and via a source terminal to a second potential of the power supply wherein the electromagnetic gear brake is connected between a source terminal of the field effect transistor of the first switching unit and a drain terminal of the field effect transistor of the second, pulse width modulated switching unit, and wherein the free wheel unit between the Dra is connected in terminals of the field effect transistors of the two switching units.
  • the drive circuit according to the invention for a transmission brake of an automated manual transmission is characterized by a simple structure.
  • the drive circuit according to the invention requires only a small number of components, so that the same can be realized on the one hand cost-effective and on the other hand in a small space. Due to the smaller number of components required, the reliability of the drive circuit according to the invention also increases. Furthermore, with the drive circuit according to the invention a traction interruption, which occurs in automated transmissions when performing a gear change, be shortened as much as possible.
  • FIG. 1 shows a drive circuit according to the invention for an electromagnetic gear brake.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a drive circuit 1 according to the invention for an electromagnetic gear brake 2 of an automated gearbox.
  • a synchronization of the gears can be performed by means of the electromagnetic transmission brake 2, in which a countershaft of the automated transmission is braked in the execution of upshifts.
  • the drive circuit 1 for the electromagnetic transmission brake 2 comprises a control unit 3, a first switching unit 4 which can be activated by the control unit 3, a second, pulse-width-modulated switching unit 5 which can also be controlled by the control unit 3 and a free-wheeling unit 6.
  • the first switching unit 4 comprises a field effect transistor 7 with integrated current measuring device 8 and a likewise integrated, non-illustrated overvoltage protection device.
  • the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 is designed as an enrichment N-channel field-effect transistor and additionally has an integrated charge pump.
  • the second, pulse-width-modulated switching unit 5 of the drive circuit 1 according to the invention also comprises a field-effect transistor 9, the same as the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is designed as an enrichment N-channel field effect transistor.
  • the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is connected to a gate terminal G7 to the control unit 3 and via a drain terminal D7 to a first potential 10 of a power supply 1 1.
  • the field-effect transistor 9 of the second, pulse-width-modulated switching unit 5 is connected to a gate terminal G9 also to the control unit 3 and with a source terminal S9 to a second potential 12 of the power supply 1 1.
  • the electromagnetic transmission brake 2 is connected between the source terminal S7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 and the drain terminal D9 of the field effect transistor 9 of the second pulse width modulated switching unit 5.
  • the freewheeling unit 6 which is designed as a diode according to FIG. 1, engages with its cathode K6 at the drain terminal D7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 and with its anode A6 at the drain terminal D9 of the field effect transistor 9 of the second , pulse width modulated switching unit 5 at.
  • the drive circuit 1 according to the invention for the electromagnetic transmission brake 2 furthermore comprises a polarity reversal protection 13, which is formed according to FIG. 1 by a field-effect transistor 14.
  • the field-effect transistor 14 of the polarity reversal protection 13 is connected to the control unit 3 with a gate connection G14.
  • a drain terminal D14 of the field effect transistor 14 of the reverse pole protection 13 acts on the drain terminal D7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4.
  • a source terminal S14 of the field-effect transistor 14 of the polarity reversal protection 13 is connected to the first potential 10 of the voltage supply 11.
  • both the first switching unit 4 and the second pulse width modulated switching unit 5 is deactivated or opened. In this case, then the transistors 7, 9 of the two switching units 4, 5 are not controlled by the control unit 3.
  • the first switching unit 4 is closed via the control unit 3 and the second, pulse width modulated switching unit 5 such controlled that an actual current flowing through the transmission brake 2 corresponds to a desired current, which is predetermined by a control algorithm implemented in the control unit 3 and is required to provide the required braking effect of the transmission brake 2.
  • the actual current is read by the control unit 3 via the current measuring device 8 integrated in the first switching unit 4 and makes available the thus read in actual current to the control algorithm implemented in the control unit 3.
  • an electric current flows through the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 via the electromagnetic transmission brake 2 and the field effect transistor 9 of the second pulse width modulated switching unit 5.
  • the electromagnetic transmission brake 2 a countershaft of the automated manual transmission.
  • the second, pulse width modulated switching unit 5 and immediately thereafter the first switching unit 4 is deactivated or opened by means of the drive circuit 1 according to the invention. Due to the self-induction of the electromagnetic transmission brake 2, the voltage applied to the source terminal S7 of the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 decreases to the negative, wherein the first switching unit 4 is forcibly opened. As long as electric energy is stored in the electromagnetic transmission brake 2, an electric current flows through the first switching unit 4 via the electromagnetic transmission brake 2 and the free wheel unit 6.
  • the voltage across the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is higher than a multiple the so-called forward voltage of the freewheeling unit 6 designed as a freewheeling diode, the majority of the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 is dissipated via the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4. Only the rest of the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 is dissipated via the freewheel unit 6. This makes it possible to reduce the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 energy as quickly as possible, thereby avoiding that the countershaft of the automated transmission is slowed down too much in the synchronization. This can ultimately be shortened the duration of a traction interruption.
  • the enrichment N-channel field-effect transistors 7 and 9 of the switching units 4 and 5 shown in FIG. 1 can only be switched on when a positive gate-source voltage is applied to them. For this reason, a charge pump is integrated in the first switching unit 4 in order to build up such a positive gate-source voltage for the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 if necessary. In the field of the field effect transistor 9 of the second switching unit 5, such a charge pump is not required.

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Abstract

The invention relates to an activation circuit for an electromagnetic gear brake, having a control unit (3), having a first shifting unit (4) that can be activated by the control unit (3), having a second, pulse width modulated shifting unit (5) that can also be activated by the control unit (3) and having an idler unit (6), wherein the first shifting unit (7) comprises a field effect transistor (7) having an integrated current measurement device and integrated over-voltage protection device, wherein the second, pulse width modulated shifting unit (5) likewise comprises a field effect transistor (9), wherein the field effect transistor (7) of the first shifting unit is connected via a gate connection to the control unit (3) and via a drain connection to a first potential (10) of a voltage supply (11), wherein the field effect transistor (9) of the second, pulse width modulated shifting unit is connected via a gate connection to the control unit (3) and via a source connection to a second potential (12) of the voltage supply (11), wherein the electromagnetic gear brake (2) is connected between a source connection of the field effect transistor of the first shifting unit (4) and a drain connection of the field effect transistor of the second shifting unit (5) and wherein the idler unit (6) is connected between the drain connections of the field effect transistors of the two shifting units (4, 5).

Description

Ansteuerschaltunq für eine Getriebebremse Control circuit for a transmission brake
Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse und ein Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse unter Verwendung einer solchen Ansteuerschaltung.The invention relates to a drive circuit for an electromagnetic gear brake and a method for controlling an electromagnetic gear brake using such a drive circuit.
In automatisierten Schaltgetrieben werden Schaltungen und damit Gangwechsel mit einer Zugkraftunterbrechung durchgeführt. Da eine Zugkraftunterbrechung unerwünscht ist, ist es ein ständiges Bestreben, dieselbe soweit wie möglich zu verkürzen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass bei Getrieben mit mindestens einer Vorgelegewelle mithilfe einer Getriebebremse die Vorgelegewelle zügig auf eine Zieldrehzahl abgebremst wird, wobei dann, wenn die Zieldrehzahl der Vorgelegewelle erreicht ist, die in der Getriebebremse gespeicherte Energie so schnell wie möglich abgebaut werden muss. Mit bislang bekannten Ansteuerschaltungen für Getriebebremsen kann dies nur mit hohem vorrichtungstechnischem Aufwand realisiert werden. Es besteht daher Bedarf an einer Ansteuerschaltung für eine Getriebebremse, mit Hilfe derer einerseits eine Zugkraftunterbrechung bei der Ausführung von Schaltungen bzw. Gangwechseln in automatisierten Schaltgetrieben soweit wie möglich verkürzt werden kann, und die andererseits über einen einfachen Aufbau verfügt.In automated manual transmissions circuits and thus gear changes are performed with a traction interruption. Since a traction interruption is undesirable, it is a constant effort to shorten it as much as possible. This can be achieved by gearboxes having at least one countershaft with the aid of a transmission brake, the countershaft is decelerated rapidly to a target speed, and when the target speed of the countershaft is reached, the energy stored in the transmission brake must be reduced as quickly as possible. With hitherto known control circuits for transmission brakes, this can only be realized with high device complexity. There is therefore a need for a drive circuit for a transmission brake, by means of which on the one hand a traction interruption in the execution of circuits or gear changes in automated manual transmissions can be shortened as much as possible, and on the other hand has a simple structure.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse sowie ein entsprechendes Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse zu schaffen.On this basis, the present invention is based on the problem to provide a novel drive circuit for an electromagnetic gear brake and a corresponding method for controlling an electromagnetic gear brake.
Dieses Problem wird durch eine Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Ansteuerschaltung umfasst Steuereinheit, eine von der Steuereinheit ansteuerbare erste Schalteinheit, eine ebenfalls von der Steuereinheit ansteuerbare zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit, und eine Freilaufein- heit, wobei die erste Schalteinheit einen Feldeffekt-Transistor mit integrierter Strommesseinrichtung und integrierter Überspannungsschutzeinrichtung um- fasst, wobei die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit ebenfalls einen Feldeffekt-Transistor umfasst, wobei der Feldeffekt-Transistor der ersten Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit und über einen Drain-Anschluss an ein erstes Potential einer Spannungsversorgung angeschlossen ist, wobei der Feldeffekt-Transistor der zweiten, pulsweitenmo- dulierten Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit und über einen Source-Anschluss an ein zweites Potential der Spannungsversorgung angeschlossen ist, wobei die elektromagnetische Getriebebremse zwischen einen Source-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der ersten Schalteinheit und einen Drain-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit geschaltet ist, und wobei die Freilaufeinheit zwischen die Drain-Anschlüsse der Feldeffekt-Transistoren der beiden Schalteinheiten geschaltet ist.This problem is solved by a drive circuit according to claim 1. The drive circuit comprises a control unit, a first switching unit which can be controlled by the control unit, a second pulse-width-modulated switching unit which can also be controlled by the control unit, and a freewheeling control unit. wherein the first switching unit comprises a field-effect transistor with integrated current measuring device and integrated overvoltage protection device, wherein the second pulse width modulated switching unit also comprises a field effect transistor, wherein the field effect transistor of the first switching unit via a gate connection to the control unit and is connected via a drain terminal to a first potential of a voltage supply, wherein the field effect transistor of the second pulse width modulated switching unit is connected via a gate terminal to the control unit and via a source terminal to a second potential of the power supply wherein the electromagnetic gear brake is connected between a source terminal of the field effect transistor of the first switching unit and a drain terminal of the field effect transistor of the second, pulse width modulated switching unit, and wherein the free wheel unit between the Dra is connected in terminals of the field effect transistors of the two switching units.
Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für eine Getriebebremse eines automatisierten Schaltgetriebes zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus. Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung benötigt nur eine geringe Anzahl an Bauteilen, sodass dieselbe einerseits kostengünstig und andererseits auf geringem Bauraum realisiert werden kann. Durch die geringere Anzahl benötigter Bauteile steigt auch die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung. Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung eine Zugkraftunterbrechung, die sich in automatisierten Schaltgetrieben bei Ausführung eines Gangwechsels einstellt, soweit wie möglich verkürzt werden.The drive circuit according to the invention for a transmission brake of an automated manual transmission is characterized by a simple structure. The drive circuit according to the invention requires only a small number of components, so that the same can be realized on the one hand cost-effective and on the other hand in a small space. Due to the smaller number of components required, the reliability of the drive circuit according to the invention also increases. Furthermore, with the drive circuit according to the invention a traction interruption, which occurs in automated transmissions when performing a gear change, be shortened as much as possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse unter Verwendung einer solchen Ansteuerschaltung ist in Anspruch 6 definiert. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:The inventive method for controlling an electromagnetic transmission brake using such a drive circuit is defined in claim 6. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. An embodiment of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse.1 shows a drive circuit according to the invention for an electromagnetic gear brake.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 für eine elektromagnetische Getriebebremse 2 eines automatisierten Schaltgetriebes. Bei der Ausführung von Schaltungen bzw. Gangwechseln im automatisierten Schaltgetriebe kann mithilfe der elektromagnetischen Getriebebremse 2 eine Synchronisierung der Gänge durchgeführt werden, in dem eine Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes bei der Ausführung von Hochschaltungen abgebremst wird.1 shows a preferred embodiment of a drive circuit 1 according to the invention for an electromagnetic gear brake 2 of an automated gearbox. In the implementation of gear changes in the automated manual transmission, a synchronization of the gears can be performed by means of the electromagnetic transmission brake 2, in which a countershaft of the automated transmission is braked in the execution of upshifts.
Die Ansteuerschaltung 1 für die elektromagnetische Getriebebremse 2 umfasst eine Steuereinheit 3, eine von der Steuereinheit 3 ansteuerbare, erste Schalteinheit 4, eine ebenfalls von der Steuereinheit 3 ansteuerbare, zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 und eine Freilaufeinheit 6.The drive circuit 1 for the electromagnetic transmission brake 2 comprises a control unit 3, a first switching unit 4 which can be activated by the control unit 3, a second, pulse-width-modulated switching unit 5 which can also be controlled by the control unit 3 and a free-wheeling unit 6.
Die erste Schalteinheit 4 umfasst einen Feldeffekt-Transistor 7 mit integrierter Strommesseinrichtung 8 und einer ebenfalls integrierten, nicht- dargestellten Überspannungsschutzeinrichtung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 als Anreiche- rungs-N-Kanal-Feldeffekt-Transistor ausgeführt und verfügt zusätzlich über eine integrierte Ladungspumpe.The first switching unit 4 comprises a field effect transistor 7 with integrated current measuring device 8 and a likewise integrated, non-illustrated overvoltage protection device. In the exemplary embodiment shown, the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 is designed as an enrichment N-channel field-effect transistor and additionally has an integrated charge pump.
Die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 umfasst ebenfalls einen Feldeffekt-Transistor 9, der eben- so wie der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 als Anreicherungs- N-Kanal-Feldeffekt-Transistor ausgeführt ist.The second, pulse-width-modulated switching unit 5 of the drive circuit 1 according to the invention also comprises a field-effect transistor 9, the same as the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is designed as an enrichment N-channel field effect transistor.
Der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 ist mit einem Gate- Anschluss G7 an die Steuereinheit 3 und über einen Drain-Anschluss D7 an ein erstes Potential 10 einer Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen. Der Feldeffekt-Transistor 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 ist mit einem Gate-Anschluss G9 ebenfalls an die Steuereinheit 3 und mit einem Source-Anschluss S9 an ein zweites Potential 12 der Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen.The field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is connected to a gate terminal G7 to the control unit 3 and via a drain terminal D7 to a first potential 10 of a power supply 1 1. The field-effect transistor 9 of the second, pulse-width-modulated switching unit 5 is connected to a gate terminal G9 also to the control unit 3 and with a source terminal S9 to a second potential 12 of the power supply 1 1.
Die elektromagnetische Getriebebremse 2 ist zwischen den Source- Anschluss S7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 und den Drain-Anschluss D9 des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 geschaltet.The electromagnetic transmission brake 2 is connected between the source terminal S7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 and the drain terminal D9 of the field effect transistor 9 of the second pulse width modulated switching unit 5.
Die Freilaufeinheit 6, die gemäß Fig. 1 als Diode ausgeführt ist, greift mit ihrer Kathode K6 am Drain-Anschluss D7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 und mit ihrer Anode A6 am Drain-Anschluss D9 des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 an.The freewheeling unit 6, which is designed as a diode according to FIG. 1, engages with its cathode K6 at the drain terminal D7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 and with its anode A6 at the drain terminal D9 of the field effect transistor 9 of the second , pulse width modulated switching unit 5 at.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfasst die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung 1 für die elektromagnetische Getriebebremse 2 weiterhin einen Verpolschutz 13, der gemäß Fig. 1 von einem Feldeffekt-Transistor 14 gebildet wird.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the drive circuit 1 according to the invention for the electromagnetic transmission brake 2 furthermore comprises a polarity reversal protection 13, which is formed according to FIG. 1 by a field-effect transistor 14.
Gemäß Fig. 1 ist der Feldeffekt-Transistor 14 des Verpolschutzes 13 mit einem Gate-Anschluss G14 an die Steuereinheit 3 angeschlossen. Ein Drain-Anschluss D14 des Feldeffekt-Transistors 14 des Verpolschut- zes 13 greift hingegen am Drain-Anschluss D7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 an.According to FIG. 1, the field-effect transistor 14 of the polarity reversal protection 13 is connected to the control unit 3 with a gate connection G14. On the other hand, a drain terminal D14 of the field effect transistor 14 of the reverse pole protection 13 acts on the drain terminal D7 of the field effect transistor 7 of the first switching unit 4.
Ein Source-Anschluss S14 des Feldeffekt-Transistors 14 des Verpol- schutzes 13 ist an das erste Potential 10 der Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen.A source terminal S14 of the field-effect transistor 14 of the polarity reversal protection 13 is connected to the first potential 10 of the voltage supply 11.
In einem Ausgangszustand der Ansteuerschaltung 1 , den dieselbe dann einnimmt, wenn die elektromagnetische Getriebebremse 2 nicht zum Abbremsen der Vorgelegewelle des Getriebes benötigt wird, ist sowohl die erste Schalteinheit 4 als auch die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 deaktiviert bzw. geöffnet. In diesem Fall sind dann die Transistoren 7, 9 der beiden Schalteinheiten 4, 5 von der Steuereinheit 3 nicht angesteuert.In an initial state of the drive circuit 1, which assumes the same when the electromagnetic transmission brake 2 is not required for braking the countershaft of the transmission, both the first switching unit 4 and the second pulse width modulated switching unit 5 is deactivated or opened. In this case, then the transistors 7, 9 of the two switching units 4, 5 are not controlled by the control unit 3.
Soll bei Ausführung eines Gangwechsels bzw. einer Schaltung in einem automatisierten Schaltgetriebe zur Synchronisation der Gänge die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes mit Hilfe der elektromagnetischen Getriebebremse 2 abgebremst werden, so wird über die Steuereinheit 3 die erste Schalteinheit 4 geschlossen und die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 derart angesteuert, dass ein durch die Getriebebremse 2 fließender Ist-Strom einem Soll-Strom entspricht, der durch einen in der Steuereinheit 3 implementierten Regelalgorithmus vorgegeben wird und zur Bereitstellung der benötigten Bremswirkung der Getriebebremse 2 benötigt wird.If, when performing a gear change or a circuit in an automated transmission for synchronization of the gears, the countershaft of the automated gearbox be braked by means of the electromagnetic transmission brake 2, the first switching unit 4 is closed via the control unit 3 and the second, pulse width modulated switching unit 5 such controlled that an actual current flowing through the transmission brake 2 corresponds to a desired current, which is predetermined by a control algorithm implemented in the control unit 3 and is required to provide the required braking effect of the transmission brake 2.
Den Ist-Strom liest die Steuereinheit 3 über die in die erste Schalteinheit 4 integrierte Strommesseinrichtung 8 ein und stellt den so eingelesenen Ist- Strom dem in der Steuereinheit 3 implementierten Regelalgorithmus zur Verfügung. Solange die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 angesteuert bzw. geschlossen ist, fließt ein elektrischer Strom durch den Feldeffekt- Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 über die elektromagnetische Getriebebremse 2 und den Feldeffekt-Transistor 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5. In diesem Fall kann dann über die elektromagnetische Getriebebremse 2 eine Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes definiert abgebremst werden.The actual current is read by the control unit 3 via the current measuring device 8 integrated in the first switching unit 4 and makes available the thus read in actual current to the control algorithm implemented in the control unit 3. As long as the second, pulse width modulated switching unit 5 is activated or closed, an electric current flows through the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 via the electromagnetic transmission brake 2 and the field effect transistor 9 of the second pulse width modulated switching unit 5. In this case be braked defined by the electromagnetic transmission brake 2 a countershaft of the automated manual transmission.
Sobald die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes ihre Zieldrehzahl erreicht hat, wird mithilfe der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 und unmittelbar anschließend die erste Schalteinheit 4 deaktiviert bzw. geöffnet. Aufgrund der Selbstinduktion der elektromagnetischen Getriebebremse 2 sinkt die am Sour- ce-Anschluss S7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 anliegende Spannung ins Negative, wobei die erste Schalteinheit 4 zwangsweise geöffnet wird. Solange elektrische Energie in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeichert ist, fließt ein elektrischer Strom durch die erste Schalteinheit 4 über die elektromagnetische Getriebebremse 2 und die Freilaufeinheit 6. Da die über dem Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 entstehende Spannung um ein Vielfaches höher ist als die sogenannte Vorwärtsspannung der als Freilaufdiode ausgebildeten Freilaufeinheit 6, wird der Großteil der in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherten Energie über den Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 abgebaut. Nur der Rest der in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherten Energie wird über die Freilaufeinheit 6 abgebaut. Hiermit ist es möglich, die in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherte Energie schnellstmöglich abzubauen, wodurch vermieden wird, dass die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes bei der Synchronisierung zu stark abgebremst wird. Hiermit kann letztendlich die Dauer einer Zugkraftunterbrechung verkürzt werden. Abschließend sei angemerkt, dass die in Fig. 1 gezeigten Anreiche- rungs-N-Kanal-Feldeffekt-Transistoren 7 und 9 der Schalteinheiten 4 und 5 nur dann leitend geschaltet werden können, wenn an denselben eine positive Gate- Source-Spannung anliegt. Aus diesem Grund ist in die erste Schalteinheit 4 eine Ladungspumpe integriert, um für den Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 im Bedarfsfall eine solche positive Gate-Source-Spannung aufzubauen. Im Bereich des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten Schalteinheit 5 ist eine solche Ladungspumpe nicht erforderlich. As soon as the countershaft of the automated manual transmission has reached its target speed, the second, pulse width modulated switching unit 5 and immediately thereafter the first switching unit 4 is deactivated or opened by means of the drive circuit 1 according to the invention. Due to the self-induction of the electromagnetic transmission brake 2, the voltage applied to the source terminal S7 of the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 decreases to the negative, wherein the first switching unit 4 is forcibly opened. As long as electric energy is stored in the electromagnetic transmission brake 2, an electric current flows through the first switching unit 4 via the electromagnetic transmission brake 2 and the free wheel unit 6. Since the voltage across the field effect transistor 7 of the first switching unit 4 is higher than a multiple the so-called forward voltage of the freewheeling unit 6 designed as a freewheeling diode, the majority of the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 is dissipated via the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4. Only the rest of the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 is dissipated via the freewheel unit 6. This makes it possible to reduce the energy stored in the electromagnetic transmission brake 2 energy as quickly as possible, thereby avoiding that the countershaft of the automated transmission is slowed down too much in the synchronization. This can ultimately be shortened the duration of a traction interruption. Finally, it should be noted that the enrichment N-channel field-effect transistors 7 and 9 of the switching units 4 and 5 shown in FIG. 1 can only be switched on when a positive gate-source voltage is applied to them. For this reason, a charge pump is integrated in the first switching unit 4 in order to build up such a positive gate-source voltage for the field-effect transistor 7 of the first switching unit 4 if necessary. In the field of the field effect transistor 9 of the second switching unit 5, such a charge pump is not required.
BezuqszeichenREFERENCE CHARACTERS
1 Ansteuerschaltung1 drive circuit
2 Getriebebremse2 transmission brake
3 Steuereinheit3 control unit
4 Schalteinheit4 switching unit
5 Schalteinheit5 switching unit
6 Freilaufeinheit6 freewheel unit
7 Feldeffekt-Transistor7 field effect transistor
8 Strommesseinrichtung8 current measuring device
9 Feldeffekt-Transistor9 field effect transistor
10 erstes Potential10 first potential
1 1 Spannungsversorgung1 1 power supply
12 zweites Potential12 second potential
13 Verpolschutz13 polarity reversal protection
14 Feldeffekt-Transistor14 field effect transistor
A6 AnodeA6 anode
D7 Drain-AnschlussD7 drain connection
D9 Drain-AnschlussD9 drain connection
D14 Drain-AnschlussD14 drain connection
G7 Gate-AnschlussG7 gate connection
G9 Gate-AnschlussG9 gate connection
G14 Gate-AnschlussG14 gate connection
K6 KathodeK6 cathode
S7 Source-AnschlussS7 source connection
S9 Source-AnschlussS9 source connector
S14 Source-Anschluss S14 source connection

Claims

Patentansprüche claims
1. Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse, mit einer Steuereinheit (3), mit einer von der Steuereinheit (3) ansteuerbaren ersten Schalteinheit (4), mit einer ebenfalls von der Steuereinheit (3) ansteuerbaren zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit (5), und mit einer Freilaufeinheit (6), wobei die erste Schalteinheit (7) einen Feldeffekt-Transistor (7) mit integrierter Strommesseinrichtung und integrierter Überspannungsschutzeinrichtung umfasst, wobei die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit (5) e- benfalls einen Feldeffekt-Transistor (9) umfasst, wobei der Feldeffekt-Transistor (7) der ersten Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit (3) und über einen Drain-Anschluss an ein erstes Potential (10) einer Spannungsversorgung (1 1 ) angeschlossen ist, wobei der Feldeffekt-Transistor (9) der zweiten, pulsweitenmodulierte Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit (3) und über einen Source-Anschluss an ein zweites Potential (12) der Spannungsversorgung (1 1 ) angeschlossen ist, wobei die elektromagnetische Getriebebremse (2) zwischen einen Source-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der ersten Schalteinheit (4) und einen Drain-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der zweiten Schalteinheit (5) geschaltet ist, und wobei die Freilaufeinheit (6) zwischen die Drain-Anschlüsse der Feldeffekt- Transistoren der beiden Schalteinheiten (4, 5) geschaltet ist.1. A drive circuit for an electromagnetic gear brake, with a control unit (3), with a controllable by the control unit (3) first switching unit (4), with a likewise controllable by the control unit (3) second, pulse width modulated switching unit (5), and with a freewheel unit (6), wherein the first switching unit (7) comprises a field effect transistor (7) with integrated current measuring device and integrated overvoltage protection device, wherein the second, pulse width modulated switching unit (5) eb also comprises a field effect transistor (9) the field effect transistor (7) of the first switching unit is connected via a gate terminal to the control unit (3) and via a drain terminal to a first potential (10) of a voltage supply (1 1), wherein the field effect transistor ( 9) of the second, pulse width modulated switching unit via a gate terminal to the control unit (3) and via a source terminal to a zw eited potential (12) of the power supply (1 1), wherein the electromagnetic transmission brake (2) between a source terminal of the field effect transistor of the first switching unit (4) and a drain terminal of the field effect transistor of the second switching unit (5 ), and wherein the freewheel unit (6) between the drain terminals of the field effect transistors of the two switching units (4, 5) is connected.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (6) eine Freilaufdiode ist, deren Kathode an den Drain- Anschluss des Feldeffekt-Transistors der ersten Schalteinheit (4) und deren Anode an Drain-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der zweiten Schalteinheit (5) angeschlossen ist.2. Control circuit according to claim 1, characterized in that the freewheeling unit (6) is a freewheeling diode whose cathode to the drain terminal of the field effect transistor of the first switching unit (4) and whose anode to the drain terminal of the field effect transistor of the second Switching unit (5) is connected.
3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldeffekt-Transistoren der beiden Schalteinheiten (4, 5) Anreiche- rungs-N-Kanal-Feldeffekt-Transistoren sind. 3. Control circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the field-effect transistors of the two switching units (4, 5) enrichment N-channel field effect transistors.
4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinheit (4) weiterhin eine integrierte Ladungspumpe umfasst.4. Control circuit according to claim 3, characterized in that the first switching unit (4) further comprises an integrated charge pump.
5. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Verpolschutz (13), der einen Feldeffekt-Transistor umfasst, wobei der Feldeffekt-Transistor des Verpolschutzes (13) über einen ein Gate- Anschluss an die Steuereinheit (3), und über einen Drain-Anschluss an den Drain-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der ersten Schalteinheit (4) und über einen Source-Anschluss an das erste Potential (10) der Spannungsversorgung (1 1 ) angeschlossen ist5. Control circuit according to one of claims 1 to 4, characterized by a polarity reversal protection (13) comprising a field effect transistor, wherein the field effect transistor of the reverse polarity protection (13) via a gate connection to the control unit (3), and is connected via a drain terminal to the drain terminal of the field effect transistor of the first switching unit (4) and via a source terminal to the first potential (10) of the power supply (1 1)
6. Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse unter Verwendung einer Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dann, wenn eine Vorgelegewelle eine Getriebes zur Schaltungssynchronisation über die Getriebebremse auf eine Zieldrehzahl abgebremst werden soll, die Steuereinheit (3) die erste Schalteinheit (4) schließt und die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit (5) derart ansteuert, dass ein durch die Getriebebremse (2) fließender Ist-Strom einem durch einen Regelalgorithmus der Steuereinheit (3) vorgegebenem Soll-Strom entspricht, und wobei dann, wenn die Zieldrehzahl der Vorgelegewelle erreicht ist, die Steuereinheit (3) die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit (5) und unmittelbar anschließend die erste Schalteinheit (4) öffnet, sodass eine in der elektromagnetischen Getriebebremse (2) gespeicherte Energie über die erste Schalteinheit (4) abbaubar ist. 6. A method for controlling an electromagnetic transmission brake using a drive circuit according to one of claims 1 to 5, wherein when a countershaft of a transmission for circuit synchronization via the transmission brake is to be decelerated to a target speed, the control unit (3), the first switching unit (4 ) and controls the second pulse width modulated switching unit (5) such that an actual current flowing through the transmission brake (2) corresponds to a setpoint current predetermined by a control algorithm of the control unit (3), and wherein when the target speed of the countershaft is is achieved, the control unit (3) the second pulse width modulated switching unit (5) and immediately thereafter, the first switching unit (4) opens, so that in the electromagnetic transmission brake (2) stored energy via the first switching unit (4) is degradable.
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