WO2024068272A1 - System and method for calculating an adjusted current pulse for controlling an electromechanical actuator system - Google Patents

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WO2024068272A1
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current
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current pulse
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PCT/EP2023/075094
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Oliver Essbuechl-Srb
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Magna powertrain gmbh & co kg
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    • F16H59/36Inputs being a function of speed
    • F16H59/46Inputs being a function of speed dependent on a comparison between speeds

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for calculating an adapted current pulse for controlling an electromechanical actuator system.
  • Actuators form an essential part of electronic control systems in vehicles. Their task is to convert the electrical signals from the control unit into an action, for example an adjustment movement - linear or rotational.
  • Electromechanical actuators are used, for example, in the drive train of motor vehicles.
  • the actuator can be used in combination with corresponding sensors for clutch actuation of a claw clutch of a manual transmission, for actuation of the separating clutch in the hybrid transmission, as a parking lock actuator, actuation of the differential lock, and shift actuation in multi-gear axles.
  • the individual gears can be engaged by hydraulic or electric actuators, for example.
  • a gear is usually engaged by at least one of the actuators moving a shift fork that is mechanically coupled to a sliding sleeve.
  • a gear is usually engaged by at least one of the actuators moving a shift fork that is mechanically coupled to a sliding sleeve.
  • a positive connection is established between the sliding sleeve, which is connected in a rotationally fixed manner to a shaft, and a gearless gear that sits on this shaft by moving the shift fork and thus the sliding sleeve.
  • teeth of an internal toothing of the sliding sleeve are in contact with teeth of a gearless gear assigned to the gearless gear.
  • clutch wheel is engaged. If the positive connection is established and the sliding sleeve has reached an end stop, the shift fork or the sliding sleeve is in the gear position.
  • a sensor is usually necessary to determine the position of the shift fork.
  • the detection of the gear position of the gears of an individual manual transmission in addition to the variation caused by the sensor, there are also mechanical inaccuracies, variations and games, such as. B. due to axial bearing play, shaft and shift fork deformation.
  • variations and games such as. B. due to axial bearing play, shaft and shift fork deformation.
  • end stop between the individual gearboxes which arise due to the tolerances of the individual components.
  • the shift fork is moved via the actuator from a first switching position, namely a neutral position, into at least a second switching position, namely a gear position, and vice versa, the position of the actuator being in the neutral position or in the gear position upon a switching request
  • a first switching position namely a neutral position
  • a second switching position namely a gear position
  • the position of the actuator being in the neutral position or in the gear position upon a switching request
  • Basis of a stored mechanical play between the actuator and the shift fork and one is corrected by the sign generated by the state machine and assigned to the respective switching request.
  • the actuator is a position-controlled actuator, such as a hydraulic, electromotor, electromechanical or pneumatic actuator.
  • the actuator is controlled or regulated via a control unit.
  • the switching position of the shift fork is determined via at least one sensor, such as a Hall sensor, with a sensor signal from the sensor being processed in the state machine.
  • the sensor is located on the actuator.
  • the translation between the pinion and the toothed shift fork must be designed in such a way that the entire axial travel of the shift fork can be covered by 360° within one revolution of the actuator motor, taking into account a wear reserve.
  • the communication between the commanding control unit of the vehicle and the attached control unit of the actuator runs via a vehicle bus.
  • the main requirements for an electromechanical actuator system are requirements regarding response times.
  • PT1 filtering i.e. a proportional transmission with a first-order delay, of the differential speed signal, obtained from the speed of the two axes to be connected, was carried out in order to change the cycle time of the vehicle bus, 10ms, to the internal one
  • the cycle time of the computer in controlling the claw clutch is 2ms.
  • the filtering is necessary because the gradient of the differential speed is used as a switching criterion.
  • the clutch is controlled via a PI controller.
  • the controller integrated in a control loop acts on a controlled system in such a way that a variable to be controlled is adjusted to the level of the selected reference variable using negative feedback, regardless of disruptive influences.
  • the opening of the clutch against a residual torque is achieved by applying a constant current.
  • Resolving a detected blockage during switching is implemented via the integrating portion of the PI controller.
  • the resulting deficiencies or problems are mainly due to the very direct control and the resulting very narrow path conditions and the very high agility of the system.
  • the actuator current required to open the system against residual torque is approximately proportional to the residual torque present.
  • the actuator can only maintain the required 30A at 30Nm for a very short time for thermal reasons. Since the exact residual torque is not known in each case, only a compromise between the required current strength and the resulting tolerable duration can be set as a constant current. This can lead to unacceptably long design processes.
  • the method according to the invention enables a quick and safe decoupling and coupling of two elements of an actuator system that are to be coupled. Additional sensors are not required for this.
  • appropriate current pulses are used to accelerate and decelerate the actuator. Since the inertia of the system is practically only given by the rotor of the electric motor, in particular a brushless direct current motor (BLDC), and this is known, the necessary current pulse to achieve a desired target speed can be calculated based on the existing output speed of the actuator motor. After the current pulses have been executed accordingly, the system switches to the PI controller, which can then precisely adjust the final position. Adjustment via the PI controller is then not time-critical, since the system is already coupled or decoupled.
  • BLDC brushless direct current motor
  • the energy relationship in the acceleration pulse mode can be defined as follows:
  • a value for the current strength of the pulse for acceleration should be calculated according to the formula above.
  • a current pulse is generated based on the difference between the target speed and the actual speed, taking into account that the pulse should be as short as possible, but discretized to 2ms, and must not exceed a parameterizable maximum current intensity.
  • the regular controller specification calculated in parallel is followed again.
  • the pulse duration (At) it should also be possible to maintain the pulse current for a little longer in order to achieve a similarly high level of dynamics with a lower maximum current. This means that the method can also be used in systems with limited maximum current.
  • the actuator system comprises an electric motor as an actuator and a claw clutch, the method in this preferred embodiment for engaging and disengaging the claw clutch with the actuator and a reduction gear that enables a rotation of a reduction wheel up to 360 ° as a drive for a pivoting movement of a shift fork and further an axial movement of a shift sleeve, whereby a differential speed of the claw to the shaft is determined as an input variable, which should be within a predetermined range.
  • a prediction step is carried out in which this Differential speed signal is estimated, and is used for immediate initiation of the actuator, the axial path being quickly traversed by applying current pulses to the actuator, and the final adjustment to a target position of the shift fork via a PI controller.
  • the invention results in an improvement of the function by traveling through the axial path more quickly, namely the reduction of the characteristic travel time of the axial path from ⁇ 90ms to ⁇ 30ms.
  • the quick connection causes an additional positive effect, as shift blockage due to torsional vibrations of the side shaft occurs significantly less often.
  • a prediction step is carried out on the basis of the respective weighted difference quotient of the differential speed and difference quotient of the signal thus obtained.
  • the initial change in the actuator's movement to follow a target speed change is carried out with a current pulse that depends on the actuator speed error and the armature inertia, provided the specified change exceeds a certain value.
  • This current pulse is used to either accelerate or decelerate the actuator.
  • the conventional control strategy is used again immediately after the current pulse.
  • a check for a switching blockage is carried out continuously, with the actuator being supplied with a current pulse to clear the blockage if there is a blockage.
  • An emergency braking function is available, which is activated if there is a risk of hitting a vehicle with a residual speed that is too high.
  • the emergency braking function leads to an improvement in wear and service life and to cost savings: Without the emergency braking function, excessive wear of the actuator double-plane occurs, which then eventually leads to breakage Without this emergency braking function, the actuator components would have to be much more massive and therefore more expensive.
  • the thermal load of the system is monitored and the risk of overheating is minimized by reducing the frequency and/or current of the current pulses.
  • Thermal monitoring improves wear and service life: The monitoring eliminates thermal overloads, which would otherwise deactivate the controller for the entire cycle. Regular overloads also have a negative effect on the wear and tear of the electronic switches, which reach the end of their service life more quickly if they are regularly overstressed.
  • the problem is also solved with a system for engaging and disengaging a claw clutch with an actuator and a reduction gear, which provides a rotation of a reduction gear up to 360° as a drive for an axial movement of a shift fork.
  • a controller activates the actuator, whereby the controller receives the signals for clutch actuation via a vehicle bus.
  • Fig. 1 shows a flow chart of the method based on a switching process of a dog clutch
  • Fig. 2 shows the course of the differential speed and the gradient - comparison filter to prediction
  • Fig. 3 shows a course of the switching sequence with pulse strategy
  • Fig. 4 shows the course of the pulses
  • Fig. 5 shows a flowchart of the thermal load.
  • the method 1 is shown as an entire process using an actuator system, with an electric motor as an actuator and a claw clutch.
  • the electric motor is preferably a brushless direct current motor (BLDC).
  • BLDC brushless direct current motor
  • a switching request 2 is received via the vehicle bus to start.
  • step 3 the controller checks whether the differential speed dnCluRaw between the claw and the shaft is within a specified range. If this is not the case, the controller jumps to prediction step 4 to determine the differential speed signal.
  • a prediction of the differential speed signal to a dnCluPred based on the respective weighted difference quotient of the differential speed dnCluRaw and the difference quotient of the signal obtained in this way is carried out if no signal update is available or if the measured differential speed dnCluRaw is not in the assigned range.
  • the implementation in the controller is carried out by using the differences of the last two signal values of dnCluRaw and their differences.
  • the actuator of the dog clutch is activated with an acceleration pulse 5 depending on an actuator speed error, determined as the deviation between the target speed and the actual speed.
  • the target speed 30 can be selected from different modes depending on the type of requirement.
  • step 6 the controller checks whether a tooth-tooth detection threshold is exceeded. If this is the case, a brake pulse 7 is output depending on the actuator speed error.
  • step 8 it is checked whether a tooth-tooth condition is detected and the actuator is blocked as a result. If a blockage is detected in step 8, an adjustment 9 is initiated on the actuator using the tooth-tooth current specification of the controller.
  • step 10 it is determined whether a tooth overlap threshold has been exceeded. If so, an acceleration pulse 11 occurs.
  • the target speed 30 is reached with adjustment, whereby the PI controller is used.
  • step 14 the PI controller checks whether a switching blockage has been detected. If the answer is yes, a current pulse P1..Pn is again applied to release the blockage 15. If not, it is checked whether the overlap is sufficient, step 13.
  • a braking pulse 16 occurs and the target position is adjusted 17 with the PI controller.
  • Appropriate current pulses are used to accelerate and decelerate the actuator. Since the inertia of the system is practically only given by the rotor of the BLDC and this is known, the necessary current pulse to achieve a desired target speed 30 can be calculated based on an existing output speed of the actuator motor. After the current pulses have been executed accordingly, the system switches to the PI controller, which can then precisely regulate the final position. The regulation via the PI controller is then not time-critical, since the system is already coupled or decoupled.
  • an emergency braking function was implemented, which, when such a case is detected, specifies an adequate counter voltage within 6ms and thus slows down the system.
  • the necessary high reaction speed is only possible by directly specifying the voltage that leads to current pulses.
  • the controller checks whether the residual torque is below a threshold value. Only when the residual torque is small enough does an acceleration pulse occur in step 20. The target speed 30 is then adjusted in 21 using a PI controller.
  • the prediction 4 of the differential speed signal dnCluPred is calculated as follows: dnCluPred(n)
  • dnCluPred(n) dnClu(m)
  • dnCluPred(n) dnClu(m)
  • the result can then be filtered.
  • the gradient is calculated using the difference quotient of the filtered dnCluPred signal, namely dnCluPredFilt.
  • Averaging can be carried out over 1 to 4 values.
  • a comparison of the prediction method to conventional filtering based on an actually recorded synchronization process can be found in Figure 2 in the curves grdDnCluPredFilt and grdDnCluFilt in the upper third of the graph.
  • the energy relationship in the acceleration pulse mode can be defined as follows:
  • a value for the current intensity of the pulse for acceleration should be calculated according to the formula above.
  • a current pulse is generated based on the difference between the target speed 30 and the actual speed 31, taking into account that the pulse should be as short as possible, but discretized to 2 ms, and must not exceed a parameterizable maximum current intensity.
  • Braking current pulse mode works analogously to the acceleration pulse, only with reversal of the signs for speeds and currents.
  • the triggering criterion for a pulse is a jump in the speed specification, ie the target speed 30 increases from an initial value around zero to around 1800 revolutions per minute.
  • the actual speed 31 increases sharply at 0.03 and then remains in the tooth-tooth range 40 at 50 revolutions in the time window between 0.04 s and approximately 0.1 s.
  • a rapid increase follows the decision that the target position of the axial displacement of the shift fork, here defined by the angle of rotation of the reduction wheel, is almost reached and the reduction in speed and the settling in the PI controller range 50.
  • the current pulse strength and duration are calculated from the speed error. This allows special, known positions to be taken into account, such as braking before a tooth-tooth position in the time period of 0.02 to 0.1 seconds to prevent a stop. This also allows a certain spread in the operating strategy, such as fast switching compared to optimized switching with low noise and vibration. At time 0.12s, the target position is almost reached and the remaining small deviations are controlled in the time window 0.12 to 0.18s via the PI controller.
  • the target angle 32 is set to an angle of approximately 300°.
  • the actual angle 33 follows the target position via a position in the tooth-tooth range of 100°.
  • the entire decoupling process is monitored; as soon as the two conditions actual current > threshold value and actual speed 31 ⁇ threshold value are met for a certain, parameterizable time, the pulsed opening is started.
  • the schematic procedure is shown graphically in Figure 4.
  • the curve of a target current Isoll is shown over time t.
  • the actual angle ⁇ p Actual is plotted over time.
  • the current in the pulse P1 increases up to a maximum pulse current IMax.
  • the current IMax is held for a holding period T1. Over a reduction period T2, the current is reduced along a current reduction ramp Ides to a minimum pulse current IMin. During a relaxation period T3, the current is reduced to zero.
  • the angle of rotation increases by a delta amount A ⁇ p until a target angle ⁇ pSoll is reached.
  • a current pulse of maximum strength Imax is generated in response to a current pulse to release the blockage 15. If the thermal load is above a threshold value TSchw, the actuator is regulated down to a holding current llnt for cooling. From this state, the regulation takes place to the minimum current IMin of the pulse. After the time period T2, a check is made as to whether the maximum number of pulses has been reached; if not, the maximum current IMax is generated again.
  • the current pulse oscillates back and forth between IMax and IMin.

Abstract

Method for controlling an electromechanical actuator system, wherein the actuator system serves to mechanically couple and uncouple two elements with an electric motor as the actuator, wherein the actuator is operatively connectedly coupled to a stepdown mechanism which provides a rotation of a stepdown gear up to 360° as a drive for an adjusting movement of an actuating element and further an adjusting movement of one of the elements to be coupled, wherein a differential rotation speed (setpoint rotation speed in relation to actual rotation speed of the elements to be coupled), the desired adjustment travel to a target position and the maximum available time for achieving the desired adjustment travel are used as the input variables to a control and evaluation unit, and wherein, depending on the input variables and an energy relationship which is determined by the actuator, a current pulse that is adequate in terms of inertia and rotation speed is calculated and wherein the adjustment travel is quickly covered by applying this calculated current pulse to the actuator and wherein the final adjustment to the target position of the actuating element is performed by means of a PI controller.

Description

System und Verfahren zur Berechnung eines angepassten Strompulses zurSystem and method for calculating an adapted current pulse for
Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems Control of an electromechanical actuator system
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Berechnung eines angepassten Strompulses zur Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems. The invention relates to a system and a method for calculating an adapted current pulse for controlling an electromechanical actuator system.
Aktuatoren bilden einen wesentlichen Teil elektronischer Regelsysteme in Fahrzeugen. Ihre Aufgabe besteht darin, die elektrischen Signale des Steuergerätes in eine Aktion beispielsweise in eine Verstellbewegung - linear oder auch rotatorisch- umzusetzen. Actuators form an essential part of electronic control systems in vehicles. Their task is to convert the electrical signals from the control unit into an action, for example an adjustment movement - linear or rotational.
Elektromechanische Aktuatoren werden beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Electromechanical actuators are used, for example, in the drive train of motor vehicles.
Hierbei kann der Aktuator in Kombination mit entsprechenden Sensoren zur Kupp- lungsaktuierung einer Klauenkupplung eines Schaltgetriebes, zur Aktuierung der Trennkupplung im Hybridgetriebe, als Parksperrenaktuator, Aktuierung der Diffe- renzialsperre, Schaltaktuierung in mehrgängigen Achsen eingesetzt werden. The actuator can be used in combination with corresponding sensors for clutch actuation of a claw clutch of a manual transmission, for actuation of the separating clutch in the hybrid transmission, as a parking lock actuator, actuation of the differential lock, and shift actuation in multi-gear axles.
In automatisierten Schaltgetrieben lassen sich die einzelnen Gänge durch beispielsweise hydraulische oder elektrische Aktuatoren einlegen. Üblicherweise wird ein Gang eingelegt, indem durch wenigstens einer der Aktuatoren eine Schaltgabel bewegt wird, die mit einer Schiebemuffe mechanisch gekoppelt. Zum Einlegen eines Ganges wird ausgehend von einer Neutralstellung N durch Verschiebung der Schaltgabel und somit der Schiebemuffe ein Formschluss zwischen der drehfest mit einer Welle verbundenen Schiebemuffe und einem Ganglosrad hergestellt, das auf dieser Welle sitzt. Beim Formschluss stehen Zähne einer Innenverzahnung der Schiebemuffe mit Zähnen eines dem Ganglosrad zugeordneten Kupplungsrads im Eingriff. Ist der Formschluss hergestellt und hat Schiebemuffe einen Endanschlag erreicht, befindet sich die Schaltgabel bzw. die Schiebemuffe in der Gangposition. In automated manual transmissions, the individual gears can be engaged by hydraulic or electric actuators, for example. A gear is usually engaged by at least one of the actuators moving a shift fork that is mechanically coupled to a sliding sleeve. To engage a gear, starting from a neutral position N, a positive connection is established between the sliding sleeve, which is connected in a rotationally fixed manner to a shaft, and a gearless gear that sits on this shaft by moving the shift fork and thus the sliding sleeve. In the positive connection, teeth of an internal toothing of the sliding sleeve are in contact with teeth of a gearless gear assigned to the gearless gear. clutch wheel is engaged. If the positive connection is established and the sliding sleeve has reached an end stop, the shift fork or the sliding sleeve is in the gear position.
Zur Ansteuerung des Aktuators, mit dem sich die Schaltgabel bewegen lässt, ist üblicherweise ein Sensor zur Bestimmung der Position der Schaltgabel notwendig. Bezüglich der Erkennung der Gangposition der Gänge eines einzelnen Schaltgetriebes gibt es neben der Streuung bedingt durch den Sensor auch noch mechanische Ungenauigkeiten, Streuungen und Spiele, wie z. B. durch Axiallagerspiele, Wellen- und Schaltgabelverformungen. Zudem gibt es in einer Großserie zwischen den einzelnen Getrieben auch noch Variationen im Endanschlag, die aufgrund der Toleranzen der Einzelbauteile entstehen. To control the actuator with which the shift fork can be moved, a sensor is usually necessary to determine the position of the shift fork. With regard to the detection of the gear position of the gears of an individual manual transmission, in addition to the variation caused by the sensor, there are also mechanical inaccuracies, variations and games, such as. B. due to axial bearing play, shaft and shift fork deformation. In addition, in a large series there are also variations in the end stop between the individual gearboxes, which arise due to the tolerances of the individual components.
Herkömmliche Verfahren wie in der DE 10 2007 057 203 B4 zur Ansteuerung eines Aktuators regeln die Position einer der Schaltgabel auf eine definierte Gangposition. Aufgrund der vorhandenen Streuungen kann dies zu Problemen führen. Liegt beispielsweise beim Gangeinlegen die wirkliche Gangposition vor der für die Regelung zu Grunde gelegte Gangposition, wird die angestrebte Endposition scheinbar nicht erreicht. Dies kann eine unbegründete Fehlermeldung verursachen. Im Gegensatz dazu kann die durch die Regelung angestrebte Gangposition vor der eigentlichen Gangposition liegen. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass die Regelung zu früh abschaltet und die Schiebemuffe noch nicht die Position des Beginns des Einzugseffekts erreicht hat, sodass der Gang unerwünscht rausspringen kann. Die Schaltgabel wird entsprechend der vorliegenden Erfindung über den Aktuator ausgehend von einer ersten Schaltstellung, nämlich einer Neutralstellung, in zumindest eine zweite Schaltstellung, nämlich eine Gangstellung, und umgekehrt bewegt, wobei die Position des Aktuators bei einer Schaltanforderung in die Neutralstellung oder in die Gangstellung auf Grundlage eines hinterlegten mechanischen Spiels zwischen dem Aktuator und der Schaltgabel und einem durch den Zustandsautomaten generierten, der jeweiligen Schaltanforderung zugeordneten Vorzeichen korrigiert wird. Conventional methods such as those in DE 10 2007 057 203 B4 for controlling an actuator regulate the position of one of the shift forks to a defined gear position. Due to the existing scatter, this can lead to problems. For example, if the actual gear position is before the gear position used as a basis for the control when engaging the gear, the desired end position will apparently not be reached. This may cause an unfounded error message. In contrast, the gear position targeted by the control can be ahead of the actual gear position. In this case, there is a risk that the control switches off too early and the sliding sleeve has not yet reached the position where the pull-in effect begins, so that the gear can jump out undesirably. According to the present invention, the shift fork is moved via the actuator from a first switching position, namely a neutral position, into at least a second switching position, namely a gear position, and vice versa, the position of the actuator being in the neutral position or in the gear position upon a switching request Basis of a stored mechanical play between the actuator and the shift fork and one is corrected by the sign generated by the state machine and assigned to the respective switching request.
Bei dem Aktuator handelt es sich um einen positionsgesteuerten Aktuator, wie beispielsweise einen hydraulischen, elektromotorischen, elektromechanischen oder pneumatischen Aktuator. Der Aktuator wird über eine Steuereinheit gesteuert oder geregelt. The actuator is a position-controlled actuator, such as a hydraulic, electromotor, electromechanical or pneumatic actuator. The actuator is controlled or regulated via a control unit.
Im Stand der Technik, der noch nicht veröffentlichten DE 10 2021 204 859.5, wird die Schaltstellung der Schaltgabel über zumindest einen Sensor, wie beispielsweise einen Hall-Sensor, bestimmt, wobei ein Sensorsignal des Sensors in dem Zustandsautomaten verarbeitet wird. Der Sensor befindet sich dabei an dem Aktuator. In the prior art, the not yet published DE 10 2021 204 859.5, the switching position of the shift fork is determined via at least one sensor, such as a Hall sensor, with a sensor signal from the sensor being processed in the state machine. The sensor is located on the actuator.
Um die Kosten eines zusätzlichen Positionssensors zu sparen, muss die Übersetzung zwischen Ritzel und verzahnter Schaltgabel so gestaltet sein, dass der gesamte Axialweg der Schaltgabel unter Berücksichtigung einer Verschleißreserve innerhalb einer Umdrehung des Aktuator-Motors um 360° bewältigt werden kann. In order to save the costs of an additional position sensor, the translation between the pinion and the toothed shift fork must be designed in such a way that the entire axial travel of the shift fork can be covered by 360° within one revolution of the actuator motor, taking into account a wear reserve.
Die Kommunikation zwischen dem kommandierenden Steuergerät des Fahrzeugs und dem Anbausteuergerät des Aktuators läuft über einen Fahrzeug-Bus. The communication between the commanding control unit of the vehicle and the attached control unit of the actuator runs via a vehicle bus.
Die Haupt-Anforderungen an ein elektromechanisches Aktuatoriksystem sind Forderungen bezüglich der Reaktionszeiten. The main requirements for an electromechanical actuator system are requirements regarding response times.
Bei der Zuschaltung der Klauenkupplung soll eine Gesamtschaltzeit von 80ms ausreichen. When connecting the claw clutch, a total switching time of 80ms should be sufficient.
Bei der Abschaltung ist eine Gesamtschaltzeit von 100ms bei einem Restmoment kleiner oder gleich 20Nm gewünscht, wobei die Klauenkupplung gegen ein Restmoment von 30Nm geöffnet werden soll. When switching off, a total switching time of 100ms with a residual torque less than or equal to 20Nm is desired, with the dog clutch should be opened against a residual torque of 30Nm.
Um diese Vorgaben zu erreichen, wurde bisher eine PT1 -Filterung, also eine proportionale Übertragung mit einer Verzögerung erster Ordnung, des Differenzdrehzahlsignals, gewonnen aus der Drehzahl der beiden zu verbindenden Achsen, vorgenommen, um von der Taktzeit des Fahrzeugbusses, 10ms, auf die interne Taktzeit des Rechners in der Ansteuerung der Klauenkupplung von 2ms zu kommen. Die Filterung ist notwendig, da der Gradient der Differenzdrehzahl als Schaltkriterium eingesetzt ist. In order to achieve these specifications, PT1 filtering, i.e. a proportional transmission with a first-order delay, of the differential speed signal, obtained from the speed of the two axes to be connected, was carried out in order to change the cycle time of the vehicle bus, 10ms, to the internal one The cycle time of the computer in controlling the claw clutch is 2ms. The filtering is necessary because the gradient of the differential speed is used as a switching criterion.
Die Ansteuerung der Kupplung erfolgt über einen PI-Regler. Der in einem Regelkreis eingebundene Regler wirkt so auf eine Regelstrecke ein, dass sich eine zu regelnde Größe mit Hilfe einer negativen Rückführung unabhängig von Störeinflüssen auf das Niveau der gewählten Führungsgröße einstellt. The clutch is controlled via a PI controller. The controller integrated in a control loop acts on a controlled system in such a way that a variable to be controlled is adjusted to the level of the selected reference variable using negative feedback, regardless of disruptive influences.
Dabei erfolgt keine Anpassung der Regelstrategie in Abhängigkeit des Restmoments beim Entkoppeln. There is no adjustment of the control strategy depending on the residual torque during decoupling.
Das Öffnen der Kupplung gegen ein noch anliegendes Restmoment wird durch Anlegen eines Konstantstroms erreicht. The opening of the clutch against a residual torque is achieved by applying a constant current.
Das Lösen einer detektierten Blockade während des Schaltens wird über den integrierenden Anteil des PI-Reglers umgesetzt. Resolving a detected blockage during switching is implemented via the integrating portion of the PI controller.
Die Mängel bzw. Probleme, die sich dadurch ergeben, sind überwiegend der sehr direkten Ansteuerung geschuldet und der dadurch sehr engen Wegverhältnisse und der sehr hohen Agilität des Systems. The resulting deficiencies or problems are mainly due to the very direct control and the resulting very narrow path conditions and the very high agility of the system.
Bei angemessener PT1 - Filterung entsteht ein initialer Zeitverlust im Bereich 10 bis 15ms. Des Weiteren stimmt die aktuelle reale Differenzdrehzahl nicht mit deren internen Signalwert überein, was zu unkomfortablen Schaltungen führen kann. Bei zu schwacher Filterung kann die Gradienten-Bedingung erst bei fertig eingeregelter Differenzdrehzahl erreicht werden. Um die geforderte Schaltzeiten zu erreichen, müsste der P-Anteil des Reglers sehr hoch gewählt werden, was zu einem Aufschwingen des Reglers im Zielbereich führen kann. With appropriate PT1 filtering there is an initial time loss in the range of 10 to 15ms. Furthermore, the current real differential speed does not match its internal signal value, which can lead to uncomfortable switching. If the filtering is too weak, the gradient condition can only be achieved when the differential speed has been fully adjusted. In order to achieve the required switching times, the P component of the controller would have to be chosen very high, which can lead to the controller swinging into the target range.
Bei einer Blockade durch zu hohem Restmoment in der Nähe der Zahn-Zahn-Po- sition, bei minimaler Überlappung, kommt es beim Abschalten durch den anliegenden Strom und dem dadurch elastisch vorgespannten System zu einer schlagartigen Entlastung, sobald der Überlappungsbereich überwunden ist. Diese erzeugt eine massive Beschleunigung des Systems Richtung Auskuppel-Anschlag. Durch das geringe Lüftspiel der Klauenkupplung kann der PID-Regler nicht schnell genug reagieren, um eine Schaltmuffe abzubremsen und es kommt zu einem harten Anfahren gegen Anschlag, der im Dauerlauf sehr bald zu einer Beschädigung der Mechanik führt. In the event of a blockage due to excessive residual torque near the tooth-to-tooth position, with minimal overlap, a sudden relief of load occurs when the system is switched off due to the applied current and the resulting elastically pre-stressed system as soon as the overlap area has been overcome. This creates a massive acceleration of the system towards the disengagement stop. Due to the small clearance of the claw clutch, the PID controller cannot react quickly enough to brake a switching sleeve and this results in a hard start against the stop, which very quickly leads to damage to the mechanics during continuous operation.
Der notwendige Aktuatorstrom, um das System gegen Restmoment zu öffnen, ist in etwa proportional zum anliegenden Restmoment. Die daher erforderlichen 30A bei 30Nm kann der Aktuator aus thermischen Gründen nur sehr kurz aufrechterhalten. Da das jeweils exakte Restmoment nicht bekannt ist, kann nur ein Kompromiss aus notwendiger Stromstärke und sich daraus ergebender ertragbarer Dauer als Konstantstrom eingestellt werden. Es kann dadurch zu unzulässig langen Auslege-Vorgängen kommen. The actuator current required to open the system against residual torque is approximately proportional to the residual torque present. The actuator can only maintain the required 30A at 30Nm for a very short time for thermal reasons. Since the exact residual torque is not known in each case, only a compromise between the required current strength and the resulting tolerable duration can be set as a constant current. This can lead to unacceptably long design processes.
Durch den Stromfluss kommt es schnell zu einer übermäßigen thermischen Belastung des Aktuators, wenn ausreichend Strom zur Behebung von Blockaden vorgegeben wird. Das passiert auch bei sanfter Parametrierung des PID-Reglers, ohne dass die Blockade gelöst werden kann. The current flow quickly leads to excessive thermal stress on the actuator if sufficient current is specified to clear blockages. This also happens when the PID controller is parameterized gently, without the blockage being able to be solved.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems bereitzustellen, wobei das Aktuatoriksys- tem zum mechanischen Koppeln und Entkoppeln zweier Elemente mit einem Elektromotor als Aktuator dient, für das die Probleme der bestehenden Systeme und Verfahren behoben werden. It is the object of the invention to provide a system and a method for controlling an electromechanical actuator system, the actuator system for mechanically coupling and decoupling two elements with one Electric motor serves as an actuator for which the problems of the existing systems and procedures are solved.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems, wobei das Aktuatoriksystem zum mechanischen Koppeln und Entkoppeln zweier Elemente mit einem Elektromotor als Aktuator dient, wobei der Aktuator mit einem Untersetzung wirkverbunden gekoppelt ist, die eine Drehung eines Untersetzungsrads bis 360° Grad als Antrieb für eine Verstellbewegung eines Stellglieds und im weiteren eine Verstellbewegung eines der zu koppelnden Elemente vorsieht, wobei als Eingangsgröße einer Steuer- und Auswerteeinheit eine Differenzdrehzahl (Solldrehzahl zu Istdrehzahl der zu koppelnden Elemente), der gewünschte Verstellweg auf eine Zielposition, die maximal zu Verfügung stehende Zeit zur Erzielung des gewünschten Verstellwegs herangezogen werden, und wobei in Abhängigkeit der Eingangsgrößen und einer Energiebeziehung die durch den Aktuator bestimmt wird, gemäß der Formel E_mech=(J*cü2) /2 « R*l2*At = E_el ein trägheits- und drehzahladäquater Strompuls berechnet und wobei der Verstellweg durch Anlegen dieses berechneten Strompulses an den Aktuator schnell durchfahren wird und wobei das endgültige Einregeln auf die Zielposition des Stellglieds über einen PI-Regler erfolgt. The problem is solved with a method for controlling an electromechanical actuator system, wherein the actuator system serves for the mechanical coupling and decoupling of two elements with an electric motor as an actuator, wherein the actuator is operatively coupled to a reduction gear, which provides a rotation of a reduction gear up to 360° degrees as a drive for an adjustment movement of an actuator and further an adjustment movement of one of the elements to be coupled, wherein a differential speed (target speed to actual speed of the elements to be coupled), the desired adjustment path to a target position, the maximum time available to achieve the desired adjustment path are used as an input variable of a control and evaluation unit, and wherein, depending on the input variables and an energy relationship determined by the actuator, a current pulse that is adequate in terms of inertia and speed is calculated according to the formula E_mech=(J*cü 2 ) /2 « R*l 2 *At = E_el and wherein the adjustment path is determined by Applying this calculated current pulse to the actuator is quickly passed through and the final adjustment to the target position of the actuator is carried out via a PI controller.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein schnelles und sicheres Entkoppeln und Koppeln zweier zu koppelnden Elemente eines Aktuatoriksystems ermöglicht. Zusätzliche Sensoren sind hierfür nicht erforderlich. Für Beschleunigung und Abbremsung des Aktuators werden wie obenstehend angegeben adäquate Strompulse eingesetzt. Da die Trägheit des Systems praktisch nur durch den Rotor des Elektromotors, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC) gegeben ist und diese bekannt ist, kann der notwendige Strompuls für die Erreichung einer gewünschten Solldrehzahl, ausgehend von einer vorliegenden Ausgangsdrehzahl des Aktuatormotors berechnet werden. Nachdem die Strompulse entsprechend ausgeführt wurden, wird auf den PI-Regler umgeschaltet, der dann die endgültige Position präzise einregeln kann. Die Einregelung über den PI-Regler ist dann zeitunkritisch, da das System bereits ge- oder entkoppelt ist. The method according to the invention enables a quick and safe decoupling and coupling of two elements of an actuator system that are to be coupled. Additional sensors are not required for this. As stated above, appropriate current pulses are used to accelerate and decelerate the actuator. Since the inertia of the system is practically only given by the rotor of the electric motor, in particular a brushless direct current motor (BLDC), and this is known, the necessary current pulse to achieve a desired target speed can be calculated based on the existing output speed of the actuator motor. After the current pulses have been executed accordingly, the system switches to the PI controller, which can then precisely adjust the final position. Adjustment via the PI controller is then not time-critical, since the system is already coupled or decoupled.
Durch den Umstand, dass im vorliegenden System keine Federwirkung vorliegt und praktisch die gesamte Trägheit durch den Rotor des Aktuators verursacht wird, kann über die Energiebeziehung im Beschleunigungspulsmodus, wie folgt definiert werden: Due to the fact that there is no spring effect in the present system and practically all the inertia is caused by the rotor of the actuator, the energy relationship in the acceleration pulse mode can be defined as follows:
E_mech=(J*cü2) /2 « R*l2*At = E_el. E_mech=(J*cü 2 ) /2 « R*l 2 *At = E_el.
Von einer gewünschten Drehzahländerung kann damit auf den dafür nötigen Strompuls f (I, At) geschlossen werden. From a desired change in speed, the necessary current pulse f (I, At) can be deduced.
Bei entsprechender sprungartiger Änderung der Drehzahlvorgabe An soll entsprechend der oberen Formel ein Wert für die Stromstärke des Pulses für die Beschleunigung berechnet werden. Ausgehend von der Differenz Solldrehzahl zu Ist- drehzahl unter der Berücksichtigung, dass der Puls so kurz wie möglich sein soll, aber auf 2ms diskretisiert, und dabei eine parametrierbare maximale Stromstärke nicht überschreiten darf, wird ein Strompuls generiert. If there is a corresponding sudden change in the speed specification An, a value for the current strength of the pulse for acceleration should be calculated according to the formula above. A current pulse is generated based on the difference between the target speed and the actual speed, taking into account that the pulse should be as short as possible, but discretized to 2ms, and must not exceed a parameterizable maximum current intensity.
Sobald der Strompuls fertig ausgeführt wurde, wird wieder der parallel gerechneten, regulären Reglervorgabe gefolgt. Durch variable Gestaltung der Pulsdauer (At) soll es weiters ermöglicht werden, den Pulsstrom etwas länger aufrecht zu erhalten, um bei geringerem Maximalstrom eine ähnlich hohe Dynamik zu erreichen. Dadurch lässt sich das Verfahren auch bei Systemen mit limitiertem Maximalstrom anwenden. As soon as the current pulse has been completed, the regular controller specification calculated in parallel is followed again. By varying the pulse duration (At), it should also be possible to maintain the pulse current for a little longer in order to achieve a similarly high level of dynamics with a lower maximum current. This means that the method can also be used in systems with limited maximum current.
Sobald der Strompuls fertig ausgeführt wurde, soll wieder der parallel gerechneten, regulären Reglervorgabe gefolgt werden. As soon as the current pulse has been completed, the regular controller specification calculated in parallel should be followed again.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Aktuatoriksys- tem einen Elektromotor als Aktuator und eine Klauenkupplung, wobei das Verfahren in dieser bevorzugten Ausführungsform für das Ein- und Auslegen der Klauenkupplung mit dem Aktuator und einer Untersetzung, die eine Drehung eines Unter- setzungsrads bis 360° als Antrieb für eine Schwenkbewegung einer Schaltgabel und im weiteren eine axiale Bewegung einer Schaltmuffe vorsieht, wobei als Eingangsgröße eine Differenzdrehzahl Klaue zur Welle bestimmt wird, die innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen soll, ist das nicht der Fall wird ein Prädiktionsschritt vorgenommen, in dem das Differenzdrehzahlsignal geschätzt wird, und zur sofortigen Initiierung des Aktuators dient, wobei der Axialweg durch Anlegen von Strompulsen an den Aktuator schnell durchfahren wird, und wobei das endgültige Einregeln auf eine Zielposition der Schaltgabel über einen PI-Regler erfolgt. In a preferred embodiment of the invention, the actuator system comprises an electric motor as an actuator and a claw clutch, the method in this preferred embodiment for engaging and disengaging the claw clutch with the actuator and a reduction gear that enables a rotation of a reduction wheel up to 360 ° as a drive for a pivoting movement of a shift fork and further an axial movement of a shift sleeve, whereby a differential speed of the claw to the shaft is determined as an input variable, which should be within a predetermined range. If this is not the case, a prediction step is carried out in which this Differential speed signal is estimated, and is used for immediate initiation of the actuator, the axial path being quickly traversed by applying current pulses to the actuator, and the final adjustment to a target position of the shift fork via a PI controller.
Das gemäß dieser Weiterbildung zur Verfügung stehende Verfahren führt zu einer Verbesserung der Funktion durch schnelleren Start des Schaltvorganges, was bis zu 20% Zeitersparnis bei einer direkten Konfiguration von „Zahn auf Lücke“ ergibt. The method available according to this further development leads to an improvement in function by starting the switching process more quickly, which results in up to 20% time savings with a direct configuration of “tooth to gap”.
Die Erfindung resultiert in einer Verbesserung der Funktion durch schnelleres Durchfahren des Axialweges, nämlich der Verringerung der charakteristischen Verfahrzeit des Axialwegs von ~90ms auf ~30ms. Das schnelle Zuschalten bewirkt einen zusätzlichen positiver Effekt, da es erheblich seltener zu einer Schaltblockade auf Grund von Torsionsschwingungen der Seitenwelle kommt. The invention results in an improvement of the function by traveling through the axial path more quickly, namely the reduction of the characteristic travel time of the axial path from ~90ms to ~30ms. The quick connection causes an additional positive effect, as shift blockage due to torsional vibrations of the side shaft occurs significantly less often.
Ohne das erfindungsgemäße Verfahren wäre es mit dem gegebenen Aktuatorik- system nicht möglich, die geforderten Parameter des Systems umzusetzen. Ein ansonsten notwendiger stärkerer Aktuatormotor hätte genauso einen deutlichen Kostennachteil wie eine höhere Übersetzung auf Grund des dann notwendigen Sensors. Without the method according to the invention, it would not be possible to implement the required parameters of the system with the given actuator system. A stronger actuator motor that would otherwise be necessary would have a significant cost disadvantage, as would a higher gear ratio due to the sensor that would then be required.
Erfindungsgemäß wird ein Prädiktionsschritt auf Basis des jeweils gewichteten Differenzenquotienten der Differenzdrehzahl und Differenzenquotienten des so gewonnenen Signals ausgeführt. According to the invention, a prediction step is carried out on the basis of the respective weighted difference quotient of the differential speed and difference quotient of the signal thus obtained.
Die jeweils initiale Bewegungsänderung des Aktuators um einer Solldrehzahländerung zu folgen, erfolgt mit einem Strompuls, der abhängig vom Aktuator-Drehzahl- fehler und von der Ankerträgheit ist, sofern die vorgegebene Änderung einen bestimmten Wert übersteigt. Dieser Strompuls dient dazu, den Aktuator entweder zu beschleunigen oder abzubremsen. Direkt im Anschluss an den Strompuls wird wieder auf herkömmliche Regelstrategie zurückgegriffen. The initial change in the actuator's movement to follow a target speed change is carried out with a current pulse that depends on the actuator speed error and the armature inertia, provided the specified change exceeds a certain value. This current pulse is used to either accelerate or decelerate the actuator. The conventional control strategy is used again immediately after the current pulse.
Eine Überprüfung auf eine Schaltblockade erfolgt kontinuierlich, wobei der Aktuator mit einem Strompuls zur Auflösung der Blockade beaufschlagt wird, sollte eine Blockade vorliegen. A check for a switching blockage is carried out continuously, with the actuator being supplied with a current pulse to clear the blockage if there is a blockage.
Eine Notbremsfunktion ist vorhanden, die bei der Gefahr eines Anschlagens mit einer zu hohen Restgeschwindigkeit aktiviert wird. An emergency braking function is available, which is activated if there is a risk of hitting a vehicle with a residual speed that is too high.
Die Notbremsfunktion führt zu einer Verbesserung des Verschleißes und der Lebensdauer und zur Kosteneinsparung: Ohne die Notbremsfunktion kommt es zu übermäßigem Verschleiß des Aktuator-Zweiflach, der dann schließlich zum Bruch desselben führt. Ohne diese Notbremsfunktion wäre eine deutlich massivere und damit teurere Ausführung der Aktuatorikkomponenten notwendig. The emergency braking function leads to an improvement in wear and service life and to cost savings: Without the emergency braking function, excessive wear of the actuator double-plane occurs, which then eventually leads to breakage Without this emergency braking function, the actuator components would have to be much more massive and therefore more expensive.
Die thermische Belastung des Systems wird überwacht und das Risiko einer Überhitzung durch Herunterregeln der Frequenz und/oder des Stroms der Strompulse wird minimiert. The thermal load of the system is monitored and the risk of overheating is minimized by reducing the frequency and/or current of the current pulses.
Durch die thermische Überwachung verbesset sich der Verschleiß und die Lebensdauer: Durch die Überwachung kommt es zu keinen thermischen Überlastungen mehr, die ansonsten den Controller für den gesamten Zyklus deaktivieren würden. Auch wirken sich regelmäßige Überlastungen negativ auf den Verschleiß der elektronischen Schalter aus, die bei regelmäßiger Überbeanspruchung schneller ihr Lebensende erreichen. Thermal monitoring improves wear and service life: The monitoring eliminates thermal overloads, which would otherwise deactivate the controller for the entire cycle. Regular overloads also have a negative effect on the wear and tear of the electronic switches, which reach the end of their service life more quickly if they are regularly overstressed.
Die Aufgabe wird auch gelöst mit einem System für das Ein- und Auslegen einer Klauenkupplung mit einem Aktuator und einer Untersetzung, die eine Drehung eines Untersetzungsrads bis 360° als Antrieb für eine axiale Bewegung einer Schaltgabel vorsieht. The problem is also solved with a system for engaging and disengaging a claw clutch with an actuator and a reduction gear, which provides a rotation of a reduction gear up to 360° as a drive for an axial movement of a shift fork.
Ein Controller bewirkt die Betätigung des Aktuators, wobei der Controller die Signale zur Kupplungsbetätigung über einen Fahrzeugbus erhält. A controller activates the actuator, whereby the controller receives the signals for clutch actuation via a vehicle bus.
Beschreibung der Figuren Description of the characters
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens anhand eines Schaltvorgangs einer Klauenkupplung, Fig. 1 shows a flow chart of the method based on a switching process of a dog clutch,
Fig. 2 zeigt den Verlauf der Differenzdrehzahl und des Gradienten - Vergleich Filter zu Prädiktion, Fig. 2 shows the course of the differential speed and the gradient - comparison filter to prediction,
Fig. 3 zeigt einen Verlauf des Schaltablaufs mit Pulsstrategie, Fig. 3 shows a course of the switching sequence with pulse strategy,
Fig. 4 zeigt den Verlauf der Pulse, Fig. 4 shows the course of the pulses,
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm der thermischen Belastung. In Figur 1 ist das Verfahren 1 als gesamter Ablauf anhand eines Aktuatoriksys- tems, mit einem Elektromotor als Aktuator und einer Klauenkupplung, dargestellt. Fig. 5 shows a flowchart of the thermal load. In Figure 1, the method 1 is shown as an entire process using an actuator system, with an electric motor as an actuator and a claw clutch.
Der Elektromotor ist dabei vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). The electric motor is preferably a brushless direct current motor (BLDC).
Eine Schaltanforderung 2 wird zum Start über den Fahrzeugbus empfangen.A switching request 2 is received via the vehicle bus to start.
Der Controller überprüft in Schritt 3, ob die Differenzdrehzahl dnCluRaw Klaue zur Welle innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Ist das nicht der Fall, springt der Controller auf den Prädiktionsschritt 4 zur Bestimmung des Differenzdrehzahlsignals. In step 3, the controller checks whether the differential speed dnCluRaw between the claw and the shaft is within a specified range. If this is not the case, the controller jumps to prediction step 4 to determine the differential speed signal.
Eine Prädiktion des Differenzdrehzahlsignals zu einer dnCluPred auf Basis des jeweils gewichteten Differenzenquotienten der Differenzdrehzahl dnCluRaw sowie des Differenzenquotienten des so gewonnenen Signals erfolgt dann, wenn kein Signalupdate verfügbar ist oder wenn die gemessene Differenzdrehzahl dnCluRaw nicht im vergebenen Bereich liegt. Die Umsetzung im Controller erfolgt durch die Verwendung der Differenzen der letzten beiden Signalwerte von dnCluRaw und deren Differenzen. A prediction of the differential speed signal to a dnCluPred based on the respective weighted difference quotient of the differential speed dnCluRaw and the difference quotient of the signal obtained in this way is carried out if no signal update is available or if the measured differential speed dnCluRaw is not in the assigned range. The implementation in the controller is carried out by using the differences of the last two signal values of dnCluRaw and their differences.
Der so gewonnene Wert ersetzt den außerhalb der vorgegebenen Bereiche liegenden Wert dnCluPred im Schritt 3. The value obtained in this way replaces the dnCluPred value that lies outside the specified ranges in step 3.
Wenn der Wert jetzt akzeptabel ist, wird der Aktuator der Klauenkupplung angesprochen, und zwar mit einem Beschleunigungspuls 5 abhängig von einem Aktuator-Drehzahlfehler, bestimmt als Abweichung Zieldrehzahl zu Istdrehzahl. Dabei kann die Solldrehzahl 30 abhängig von der Art der Anforderung unter unterschiedlichen Modi gewählt werden. If the value is now acceptable, the actuator of the dog clutch is activated with an acceleration pulse 5 depending on an actuator speed error, determined as the deviation between the target speed and the actual speed. The target speed 30 can be selected from different modes depending on the type of requirement.
Der Controller überprüft im Schritt 6, ob eine Zahn-Zahn-Detektionsschwelle überschritten wird. Ist das der Fall wird ein Bremsimpuls 7 abhängig vom Aktuator- Drehzahlfehler ausgegeben. In step 6, the controller checks whether a tooth-tooth detection threshold is exceeded. If this is the case, a brake pulse 7 is output depending on the actuator speed error.
In Schritt 8 wird geprüft, ob ein Zahn-Zahn-Zustand erkannt und der Aktuator dadurch blockiert wird. Wird eine Blockade in Schritt 8 festgestellt, wird am Aktuator eine Einregelung 9 mit der Zahn-Zahn-Stromvorgabe des Controllers eingeleitet. In step 8, it is checked whether a tooth-tooth condition is detected and the actuator is blocked as a result. If a blockage is detected in step 8, an adjustment 9 is initiated on the actuator using the tooth-tooth current specification of the controller.
Im Überprüfungsschritt 10 wird festgestellt, ob eine Zahn-Überlappungsschwelle überschritten ist. Wenn ja, erfolgt ein Beschleunigungspuls 11. In checking step 10 it is determined whether a tooth overlap threshold has been exceeded. If so, an acceleration pulse 11 occurs.
Im nächsten Schritt 12 wird mit Einregeln die Solldrehzahl 30 erreicht, wobei der PI-Regler eingesetzt wird. In the next step 12, the target speed 30 is reached with adjustment, whereby the PI controller is used.
Der PI-Regler prüft im Schritt 14, ob eine Schaltblockade erkannt wurde. Ist das zu bejahen, werden wiederum ein Stromimpulse P1..Pn zum Lösen der Blockade 15 angelegt. Wenn nein, wird überprüft, ob die Überlappung ausreicht, Schritt 13.In step 14, the PI controller checks whether a switching blockage has been detected. If the answer is yes, a current pulse P1..Pn is again applied to release the blockage 15. If not, it is checked whether the overlap is sufficient, step 13.
Bei positiver Feststellung erfolgt ein Bremsimpuls 16 und das Einregeln 17 der Zielposition mit dem PI-Regler. If the determination is positive, a braking pulse 16 occurs and the target position is adjusted 17 with the PI controller.
Die Klauenkupplung ist somit korrekt geschlossen. The claw clutch is now correctly closed.
Für Beschleunigung und Abbremsung des Aktuators werden adäquate Strompulse eingesetzt. Da die Trägheit des Systems praktisch nur durch den Rotor des BLDC gegeben ist und diese bekannt ist, kann der notwendige Strompuls für die Erreichung einer gewünschten Solldrehzahl 30, ausgehend von einer vorliegenden Ausgangsdrehzahl des Aktuatormotors berechnet werden. Nachdem die Strompulse entsprechend ausgeführt wurden, wird auf den PI-Regler umgeschaltet, der dann die endgültige Position präzise einregeln kann. Die Einregelung über den PI Regler ist dann zeitunkritisch, da das System bereits ge- oder entkoppelt ist. Appropriate current pulses are used to accelerate and decelerate the actuator. Since the inertia of the system is practically only given by the rotor of the BLDC and this is known, the necessary current pulse to achieve a desired target speed 30 can be calculated based on an existing output speed of the actuator motor. After the current pulses have been executed accordingly, the system switches to the PI controller, which can then precisely regulate the final position. The regulation via the PI controller is then not time-critical, since the system is already coupled or decoupled.
Um das Problem des Anfahrens gegen den Anschlag bei Vorliegen einer Blockade während des Auslegens zu adressieren, wurde eine Notbremsfunktion implementiert, die bei Erkennung eines solchen Falles innerhalb von 6ms eine adäquate Gegenspannung vorgibt und das System damit abbremst. Die notwendige hohe Reaktionsgeschwindigkeit ist nur durch die Direktvorgabe der Spannung möglich, die zu Strompulsen führt. To address the problem of approaching the stop in the event of a blockage during deployment, an emergency braking function was implemented, which, when such a case is detected, specifies an adequate counter voltage within 6ms and thus slows down the system. The necessary high reaction speed is only possible by directly specifying the voltage that leads to current pulses.
Der Ablauf ist in Figur 1 auf der rechten Seite für das Auslegen der Kupplung dargestellt. The process is shown in Figure 1 on the right side for laying out the clutch.
Ausgehend von der Anforderung 18 zum Auslegen der Kupplung überprüft der Controller, ob das Restmoment unter einem Schwellwert liegt. Erst wenn das Restmoment klein genug ist, erfolgt in Schritt 20 ein Beschleunigungspuls. Danach wird in 21 die Solldrehzahl 30 mittels eines PI Reglers eingeregelt. Based on request 18 for designing the clutch, the controller checks whether the residual torque is below a threshold value. Only when the residual torque is small enough does an acceleration pulse occur in step 20. The target speed 30 is then adjusted in 21 using a PI controller.
Dabei wird in 22 überprüft, ob eine Schaltblockade vorliegt, die dann über Strompulse P1..Pn in 23 gelöst wird. Weiterhin wird abgefragt, ob der Überlappungsbereich 24 verlassen wurde, wenn nein, läuft der Regelprozess weiter, wenn ja kontrolliert der Controller in 25, ob die Drehzahl zu hoch ist. Sollte das der Fall sein, wird die Notbremsfunktion 26 aktiviert., die dann zum Einregeln 28 der Zielposition führt. Ohne Aktivierung der Notbremsfunktion 26 wird ein moderate Bremsimpuls 27 abgegeben, der ebenfalls in das Einregeln 28 der Zielposition mündet. Die Klauenkupplung ist geöffnet. In 22, a check is made to see whether there is a switching blockage, which is then released via current pulses P1..Pn in 23. It is also checked whether the overlap area 24 has been left; if not, the control process continues; if so, the controller checks in 25 whether the speed is too high. If this is the case, the emergency braking function 26 is activated, which then leads to the adjustment 28 of the target position. If the emergency braking function 26 is not activated, a moderate braking pulse 27 is emitted, which also leads to the adjustment 28 of the target position. The claw clutch is open.
Die Verwendung von Strompulsen P1..Pn führt dazu, dass beim Erkennen einer Blockade diese aufgelöst werden kann. Es wird bei Blockieren des Aktuators im Schaltvorgang zuerst das vorgespannte System entlastet und dann ein Maximalstrompuls mit IMax vorgegeben, um auch die Trägheit des Systems für das Lösen der Blockade ausnutzen zu können. The use of current pulses P1..Pn means that a blockage can be resolved when it is detected. If the actuator is blocked during the switching process, the preloaded system is first relieved and then a maximum current pulse with IMax is specified in order to be able to use the inertia of the system to release the blockage.
Während des gesamten Puls-Prozesses wird die thermische Belastung des Systems überwacht und damit das Risiko einer Überlastung ausgeschlossen. Zusammengenommen ergeben all diese Einzelmaßnahmen eine charakteristische Betriebsstrategie, ohne die die Ansteuerung eines derart direkt angesteuerten Klauenkupplungssystems unter Einhaltung der vorgegebenen Parameter nicht möglich wäre. The thermal load on the system is monitored throughout the entire pulse process, thus eliminating the risk of overload. Taken together, all of these individual measures result in a characteristic operating strategy, without which it would not be possible to control such a directly controlled claw clutch system while adhering to the specified parameters.
Die Berechnung der Prädiktion 4 des Differenzdrehzahlsignales dnCluPred erfolgt folgendermaßen: dnCluPred(n) The prediction 4 of the differential speed signal dnCluPred is calculated as follows: dnCluPred(n)
> C dnClu(m), dnCu(m) aktuell> C dnClu(m), dnCu(m) current
(dnCluPred(n — 1) + fad * dnCluDiff(m) + fac2 * (dnCluDiff(m) — dnCluDiff(m — 1)), sonst dnCluDiff(m)= dnClu(m)-dnClu(m-1 ) fad , fac2 frei wählbar (Parameter) m Laufindex zur Beschreibung des Bustaktes n Laufindex zur Beschreibung des Modell-Rechentaktes (dnCluPred(n — 1) + fad * dnCluDiff(m) + fac2 * (dnCluDiff(m) — dnCluDiff(m — 1)), otherwise dnCluDiff(m)= dnClu(m)-dnClu(m-1 ) fad , fac2 freely selectable (parameter) m Running index for describing the bus clock n Running index for describing the model calculation clock
Es wird hier also eine Fallunterscheidung gemacht, ob gerade ein aktuelles Differenzdrehzahl zur direkten Übernahme, also dnCluPred(n) = dnClu(m), am Fahrzeugbus vorliegt (Empfang im langsameren Takt, etwa 10ms), oder ob in den Schritten dazwischen (Controller rechnet im schnelleren Takt, etwa 2ms), wo kein aktuelles Signal vom Bus zur Verfügung steht, die Differenzdrehzahl prädiziert wird anhand von dnCluPred(n) = dnCluPred(n-1 )+ A distinction is made here as to whether a current differential speed for direct transfer, i.e. dnCluPred(n) = dnClu(m), is currently available on the vehicle bus (reception at a slower rate, about 10ms), or whether in the steps in between (controller calculates at a faster rate, about 2ms), where no current signal is available from the bus, the differential speed is predicted using dnCluPred(n) = dnCluPred(n-1 )+
Das Ergebnis kann dann noch gefiltert werden. Die Berechnung des Gradienten erfolgt durch den Differenzenquotienten des gefilterten dnCluPred-Signals nämlich dnCluPredFilt. Dabei kann eine Mittelung über jeweils 1 bis 4 Werte durchgeführt werden. Ein Vergleich der Prädiktionsmethode zur herkömmlichen Filterung anhand eines tatsächlich aufgezeichneten Synchronisiervorgangs findet sich in Figur 2 in den Kurven grdDnCluPredFilt und grdDnCluFilt im oberen Drittel des Graphen. The result can then be filtered. The gradient is calculated using the difference quotient of the filtered dnCluPred signal, namely dnCluPredFilt. Averaging can be carried out over 1 to 4 values. A comparison of the prediction method to conventional filtering based on an actually recorded synchronization process can be found in Figure 2 in the curves grdDnCluPredFilt and grdDnCluFilt in the upper third of the graph.
Durch den Umstand, dass im vorliegenden System keine Federwirkung vorliegt und praktisch die gesamte Trägheit durch den Rotor des Aktuators verursacht wird, kann über die Energiebeziehung im Beschleunigungspulsmodus, wie folgt definiert werden: Due to the fact that there is no spring effect in the present system and practically all of the inertia is caused by the rotor of the actuator, the energy relationship in the acceleration pulse mode can be defined as follows:
E_mech=(J*cü2) /2 « R*l2*At = E_el. E_mech=(J*cü 2 ) /2 « R*l 2 *At = E_el.
Von einer gewünschten Drehzahländerung kann damit auf den dafür nötigen Strompuls f (I, At) geschlossen werden. From a desired change in speed, the necessary current pulse f (I, At) can be deduced.
Bei entsprechender sprungartiger Änderung der Drehzahlvorgabe An soll entsprechend der oberen Formel ein Wert für die Stromstärke des Pulses für die Beschleunigung berechnet werden. Ausgehend von der Differenz Solldrehzahl 30 zu Istdrehzahl 31 unter der Berücksichtigung, dass der Puls so kurz wie möglich sein soll, aber auf 2ms diskretisiert, und dabei eine parametrierbare maximale Stromstärke nicht überschreiten darf, wird ein Strompuls generiert. If the speed setting An changes abruptly, a value for the current intensity of the pulse for acceleration should be calculated according to the formula above. A current pulse is generated based on the difference between the target speed 30 and the actual speed 31, taking into account that the pulse should be as short as possible, but discretized to 2 ms, and must not exceed a parameterizable maximum current intensity.
Sobald der Strompuls fertig ausgeführt wurde, wird wieder der parallel gerechneten, regulären Reglervorgabe gefolgt. As soon as the current pulse has been completed, the regular controller specification calculated in parallel is followed again.
Bremsstrompulsmodus funktioniert analog zum Beschleunigungspuls nur unter Umkehrung der Vorzeichen für Drehzahlen und Ströme. Braking current pulse mode works analogously to the acceleration pulse, only with reversal of the signs for speeds and currents.
Das schematische Vorgehen bei einer Zuschaltung ist in Figur 3 graphisch dargestellt. The schematic procedure for connection is shown graphically in Figure 3.
Das Auslösekriterium für einen Puls ist ein Sprung in der Drehzahlvorgabe, d.h. die Solldrehzahl 30 erhöht sich von einem Ausgangswert um die Null auf um die 1800 Umdrehungen pro Minute. Die Istdrehzahl 31 steigt bei 0,03 stark an, um dann in dem Zeitfenster zwischen 0,04s und in etwa 0, 1 s im Zahn-Zahn-Bereich 40 bei 50 Umdrehungen zu verbleiben. Ein rascher Anstieg folgt der Entscheidung, dass die Sollposition der axialen Verschiebung der Schaltgabel, hier definiert durch den Drehwinkel des Untersetzungsrads, fast erreicht ist und der Reduktion der Drehzahl und dem Einschwingen im PI- Reglerbereich 50. The triggering criterion for a pulse is a jump in the speed specification, ie the target speed 30 increases from an initial value around zero to around 1800 revolutions per minute. The actual speed 31 increases sharply at 0.03 and then remains in the tooth-tooth range 40 at 50 revolutions in the time window between 0.04 s and approximately 0.1 s. A rapid increase follows the decision that the target position of the axial displacement of the shift fork, here defined by the angle of rotation of the reduction wheel, is almost reached and the reduction in speed and the settling in the PI controller range 50.
Die Strompulsstärke und -dauer errechnet sich aus dem Drehzahlfehler. Dadurch kann auf spezielle, bekannte Positionen Rücksicht genommen werden, wie beispielsweise Abbremsen vor einer Zahn-Zahn-Position in der Zeitdauer von 0,02 bis 0,1 Sekunden, um ein Anschlägen zu verhindern. Dadurch ist auch eine gewisse Spreizung in der Betriebsstrategie wie ein schnelles Schalten im Vergleich zu einem lärm- und vibrationsarmen optimiertes Schalten möglich. Zum Zeitpunkt 0,12s ist die Sollposition fast erreicht und die restlichen, kleine Abweichungen werden im Zeitfenster 0,12 bis 0,18s über den PI-Regler geregelt. The current pulse strength and duration are calculated from the speed error. This allows special, known positions to be taken into account, such as braking before a tooth-tooth position in the time period of 0.02 to 0.1 seconds to prevent a stop. This also allows a certain spread in the operating strategy, such as fast switching compared to optimized switching with low noise and vibration. At time 0.12s, the target position is almost reached and the remaining small deviations are controlled in the time window 0.12 to 0.18s via the PI controller.
Der Sollwinkel 32 wird auf einen Winkel von circa 300° eingestellt. Der Istwinkel 33 folgt über eine Position im Zahn-Zahn-Bereich von 100° auf die Sollposition. The target angle 32 is set to an angle of approximately 300°. The actual angle 33 follows the target position via a position in the tooth-tooth range of 100°.
Der gesamte Einkoppelvorgang wird vom Controller überwacht, sobald die beiden Bedingungen Istwinkel 33 < Schwellwert und Istdrehzahl 31 > Schwellwert erfüllt sind, wird sofort in den Notbremsmodus geschalten und dabei über eine hinterlegte Tabelle direkt die Vorgabespannung für den Aktuator in Abhängigkeit der Istdrehzahl 31 vorgegeben. The entire coupling process is monitored by the controller. As soon as the two conditions actual angle 33 < threshold value and actual speed 31 > threshold value are met, the system immediately switches to emergency braking mode and the default voltage for the actuator is specified directly via a stored table depending on the actual speed 31.
Der gesamte Entkoppelvorgang wird überwacht, sobald die beiden Bedingungen Iststrom > Schwellwert und Istdrehzahl 31 < Schwellwert für gewisse, parametrierbare Zeit gegeben sind, wird das gepulste Öffnen gestartet. Das schematische Vorgehen dabei ist in Figur 4 graphisch dargestellt. Im Graph ist im oberen Bereich der Verlauf eines Sollstrom Isoll über der Zeit t dargestellt. Im unteren Bereich wird der Istwinkel <p Ist über der Zeit aufgetragen. Ausgehend vom initialen Haltestrom Unit steigt der Strom im Puls P1 bis zu einem maximalen Pulsstrom IMax an. Der Strom IMax wird einen Haltedauer T1 gehalten. Über eine Abbaudauer T2 reduziert sich der Strom entlang einer Stromabbaurampe Ides auf einen minimalen Pulsstrom IMin. Während einer Entspanndauer T3 wird der Strom auf null abgesenkt. The entire decoupling process is monitored; as soon as the two conditions actual current > threshold value and actual speed 31 < threshold value are met for a certain, parameterizable time, the pulsed opening is started. The schematic procedure is shown graphically in Figure 4. In the upper part of the graph, the curve of a target current Isoll is shown over time t. In the lower part, the actual angle <p Actual is plotted over time. Starting from the initial holding current Unit, the current in the pulse P1 increases up to a maximum pulse current IMax. The current IMax is held for a holding period T1. Over a reduction period T2, the current is reduced along a current reduction ramp Ides to a minimum pulse current IMin. During a relaxation period T3, the current is reduced to zero.
Bei jedem Puls des Stromes steigt der Drehwinkel um einen Deltabetrag A<p an, bis ein Sollwinkel <pSoll erreicht ist. With each pulse of the current, the angle of rotation increases by a delta amount A<p until a target angle <pSoll is reached.
Der Ablauf des Blockierpulsvorganges mit thermischer Überwachung ist in Figur 5 als Ablaufdiagramm dargestellt. The sequence of the blocking pulse process with thermal monitoring is shown in Figure 5 as a flow chart.
Auf ein Stromimpuls zum Lösen der Blockade 15 wird ein Strompuls maximaler Stärke Imax erzeugt. Wenn die thermische Belastung über einem Schwellwert TSchw liegt, wird der Aktuator auf einen Haltstrom llnt zur Abkühlung heruntergeregelt. Aus diesem Zustand erfolgt die Regelung auf den minimalen Strom IMin des Pulses. Nach der Zeitdauer T2 wird überprüft, ob die maximale Anzahl der Pulse erreicht ist, wenn nicht, wird der maximale Strom IMax wieder erzeugt. A current pulse of maximum strength Imax is generated in response to a current pulse to release the blockage 15. If the thermal load is above a threshold value TSchw, the actuator is regulated down to a holding current llnt for cooling. From this state, the regulation takes place to the minimum current IMin of the pulse. After the time period T2, a check is made as to whether the maximum number of pulses has been reached; if not, the maximum current IMax is generated again.
Ist keine thermische Überlastung zu erkennen pendelt der Strompuls zwischen IMax und IMin hin und her. If no thermal overload is detected, the current pulse oscillates back and forth between IMax and IMin.

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Verfahren zur Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems, wobei das Aktuatoriksystem zum mechanischen Koppeln und Entkoppeln zweier Elemente mit einem Elektromotor als Aktuator dient, wobei der Aktuator mit einem Untersetzung wirkverbunden gekoppelt ist, die eine Drehung eines Untersetzungs- rads bis 360° Grad als Antrieb für eine Verstellbewegung eines Stellglieds und im weiteren eine Verstellbewegung eines der zu koppelnden Elemente vorsieht, wobei als Eingangsgröße einer Steuer- und Auswerteeinheit eine Differenzdrehzahl (Solldrehzahl zu Istdrehzahl der zu koppelnden Elemente), der gewünschte Verstellweg auf eine Zielposition, die maximal zu Verfügung stehende Zeit zur Erzielung des gewünschten Verstellwegs herangezogen werden, und wobei in Abhängigkeit der Eingangsgrößen und einer Energiebeziehung die durch den Aktuator bestimmt wird, gemäß der Formel 1. Method for controlling an electromechanical actuator system, wherein the actuator system serves for the mechanical coupling and decoupling of two elements with an electric motor as an actuator, wherein the actuator is operatively coupled to a reduction gear, which provides a rotation of a reduction gear up to 360° as a drive for an adjustment movement of an actuator and further an adjustment movement of one of the elements to be coupled, wherein a differential speed (target speed to actual speed of the elements to be coupled), the desired adjustment path to a target position, the maximum time available to achieve the desired adjustment path are used as an input variable of a control and evaluation unit, and wherein depending on the input variables and an energy relationship determined by the actuator, according to the formula
E_mech=(J*cü2) /2 « R*l2*At = E_el ein trägheits- und drehzahladäquater Strompuls berechnet und wobei der Verstellweg durch Anlegen dieses berechneten Strompulses an den Aktuator schnell durchfahren wird und wobei das endgültige Einregeln auf die Zielposition des Stellglieds über einen PI-Regler erfolgt. E_mech=(J*cü 2 ) /2 « R*l 2 *At = E_el a current pulse that is adequate for inertia and speed is calculated and the adjustment path is quickly traversed by applying this calculated current pulse to the actuator and the final adjustment to the target position of the Actuator via a PI controller.
2. Verfahren zur Steuerung eines elektromechanischen Aktuatoriksystems, wobei das Aktuatoriksystem zum mechanischen Koppeln und Entkoppeln zweier Elemente mit einem Elektromotor als Aktuator dient, wobei die mechanisch zu koppelnden und entkoppelnden Elemente als Schiebemuffe / Schaltmuffe und Ganglosrad Elemente einer Klauenkupplung sind, und wobei die Verstellbewegung eine Schwenkbewegung einer Schaltgabel ist, die zum axialen Verschieben mit der Schaltmuffe gekoppelt ist, wobei die Differenzdrehzahl (dnCluRaw) als Drehzahldifferenz zwischen Klaue zur Welle bestimmt wird, die innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen soll, ist das nicht der Fall, wird ein Prädiktionsschritt (4) vorgenommen, in dem ein Differenzdrehzahlsignal (dnCluPre) geschätzt wird, und zur sofortigen Initiierung des Aktuators dient, wobei der Axialweg durch Anlegen eines trägheits- und drehzahladäquaten Strompulses an den Aktuator schnell durchfahren wird, und wobei das endgültige Einregeln auf eine Zielposition der Schaltgabel über einen PI-Regler erfolgt. 2. Method for controlling an electromechanical actuator system, wherein the actuator system is used for mechanically coupling and decoupling two elements with an electric motor as an actuator, the elements to be mechanically coupled and decoupled being elements of a claw clutch as a sliding sleeve/switching sleeve and gearless wheel, and wherein the adjustment movement is a Pivoting movement of a shift fork, which is coupled to the shift sleeve for axial displacement, whereby the differential speed (dnCluRaw) is determined as the speed difference between the claw and the shaft, which should be within a predetermined range. If this is not the case, a Prediction step (4) is carried out in which a differential speed signal (dnCluPre) is estimated and is used for immediate initiation of the actuator, the axial path being quickly traversed by applying an inertia- and speed-adequate current pulse to the actuator, and the final adjustment to a target position the switching fork is done via a PI controller.
3. Verfahren (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prädiktionsschritt (4) auf Basis des jeweils gewichteten Differenzenquotienten der Differenzdrehzahl dnCluRaw sowie des Differenzenquotienten des so gewonnenen Signals erfolgt. 3. Method (1) according to claim 2, characterized in that the prediction step (4) takes place on the basis of the respective weighted difference quotient of the difference speed dnCluRaw and the difference quotient of the signal thus obtained.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils initiale Bewegungsänderung des Aktuators um einer Solldrehzahländerung (30) zu folgen, mit einem Strompuls erfolgt, der abhängig vom Aktuator-Drehzahlfehler und von der Ankerträgheit ist. 4. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the respective initial change in movement of the actuator in order to follow a desired speed change (30) is carried out with a current pulse which is dependent on the actuator speed error and on the armature inertia.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung auf eine Zahn-Zahn Blockadeposition erfolgt, wobei der Aktuator einen Haltestrom einregelt, sollte eine Blockade vorliegen. 5. The method according to claim 2, characterized in that a check for a tooth-tooth blockage position is carried out, with the actuator regulating a holding current should there be a blockage.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Überprüfung, ob die Blockade behoben ist, wieder ein Beschleunigungspuls als Strompuls angelegt wird, bis die Zielposition nahezu erreicht ist. 6. Method according to claim 5, characterized in that after checking whether the blockage has been removed, an acceleration pulse is again applied as a current pulse until the target position is almost reached.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notbremsfunktion vorhanden ist, die bei der Gefahr eines Anschlagens mit einer zu hohen Restgeschwindigkeit aktiviert wird. 7. The method according to claim 2, characterized in that an emergency braking function is present, which is activated when there is a risk of hitting a residual speed that is too high.
8. Verfahren zur Überwachung auf Schaltblockaden während des Ein- und Auslegens einer Klauenkupplung und insbesondere zur Applikation von Strompulsen (P1 ..Pn) zur Auflösung dieser Blockaden. 8. Method for monitoring switching blockages while engaging and disengaging a claw clutch and in particular for applying current pulses (P1 ..Pn) to resolve these blockages.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Belastung des Systems überwacht wird und das Risiko einer Überhitzung durch Herunterregeln der Frequenz und/oder des Stroms der Strompulse (P1..Pn) minimiert wird. 9. Method according to claim 8, characterized in that the thermal load of the system is monitored and the risk of overheating is minimized by reducing the frequency and/or the current of the current pulses (P1..Pn).
10. System für das Koppeln- und Entkoppeln zweier mechanisch zu verbindenden Elemente mit einem Elektromotor als Aktuator, insbesondere zum Ein- und Auslegen einer Klauenkupplung mit einem Aktuator und einer Untersetzung, die eine Drehung eines Untersetzungsrads bis 360° als Antrieb für eine axiale Bewegung einer Schaltmuffe vorsieht, wobei das Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 angewendet ist. 10. System for coupling and decoupling two elements to be mechanically connected with an electric motor as an actuator, in particular for inserting and disengaging a claw clutch with an actuator and a reduction gear, which allows a rotation of a reduction wheel up to 360 ° as a drive for an axial movement of one Shift sleeve provides, the method according to claims 1 to 9 being used.
11 . System nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass ein Controller die Betätigung des Aktuators bewirkt, wobei der Controller die Signale zur Kupplungsbetätigung über einen Fahrzeugbus erhält. 11. System according to claim 10, characterized in that a controller causes the actuation of the actuator, the controller receiving the signals for clutch actuation via a vehicle bus.
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