DE102023207175B3 - Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch - Google Patents
Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch Download PDFInfo
- Publication number
- DE102023207175B3 DE102023207175B3 DE102023207175.4A DE102023207175A DE102023207175B3 DE 102023207175 B3 DE102023207175 B3 DE 102023207175B3 DE 102023207175 A DE102023207175 A DE 102023207175A DE 102023207175 B3 DE102023207175 B3 DE 102023207175B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- adjustment phase
- torque
- synchronization point
- clutch
- electric machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/104—Clutch
- F16D2500/10406—Clutch position
- F16D2500/10412—Transmission line of a vehicle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/104—Clutch
- F16D2500/10443—Clutch type
- F16D2500/10462—Dog-type clutch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/106—Engine
- F16D2500/1064—Electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/106—Engine
- F16D2500/1066—Hybrid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/11—Application
- F16D2500/1107—Vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/304—Signal inputs from the clutch
- F16D2500/3042—Signal inputs from the clutch from the output shaft
- F16D2500/30421—Torque of the output shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/306—Signal inputs from the engine
- F16D2500/3065—Torque of the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
- F16D2500/501—Relating the actuator
- F16D2500/5012—Accurate determination of the clutch positions, e.g. treating the signal from the position sensor, or by using two position sensors for determination
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
- F16D2500/502—Relating the clutch
- F16D2500/50245—Calibration or recalibration of the clutch touch-point
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
- F16D2500/502—Relating the clutch
- F16D2500/50245—Calibration or recalibration of the clutch touch-point
- F16D2500/50251—During operation
- F16D2500/50257—During a creep operation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16H2061/0474—Smoothing ratio shift by smoothing engagement or release of positive clutches; Methods or means for shock free engagement of dog clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/36—Inputs being a function of speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
Verfahren zur Bestimmung eines Synchronisierungspunktes P_sactwährend eines Koppelvorgangs einer Klauenkupplung 1, wobei eine elektrische Maschine 2 über die Klauenkupplung 1 mit einer anzutreibenden Komponente antriebswirksam verbindbar ist, wobei die Klauenkupplung 1 zumindest ein erstes Kupplungselement 1a und ein axial bewegbares zweites Kupplungselement 1b aufweist, wobei die elektrische Maschine 2 drehzahlgeregelt wird und so eine vorbestimmte Differenzdrehzahl zwischen den beiden Kupplungselementen 1a, 1b eingestellt wird und wobei die axiale Bewegung des zweiten Kupplungselements 1b der Klauenkupplung 1 in zumindest zwei Verstellphasen V1, V2 unterteilt wird, nämlich eine erste Verstellphase V1 und eine zweite Verstellphase V2, wobei über eine Bestimmung eines durchschnittlichen Drehmoments M1_av sowie eines maximalen Drehmoments M1_max der elektrischen Maschine 2 während der ersten Verstellphase V1 und über einen Vergleich der in der ersten Verstellphase V1 bestimmten Drehmomentwerte M1_av, M1_max mit einem in der zweiten Verstellphase V2 bestimmten Drehmoment M2 ein erstes Kriterium generiert wird, um einen vorläufigen Synchronisierungspunkt P_sprezu erfassen und ein zweites Kriterium generiert wird, um den vorläufigen Synchronisierungspunkt P_spreals tatsächlichen Synchronisierungspunkt P_sactfestzulegen.Method for determining a synchronization point P_sact during a coupling process of a claw clutch 1, wherein an electric machine 2 can be connected in a driving manner via the claw clutch 1 to a component to be driven, the claw clutch 1 having at least a first coupling element 1a and an axially movable second coupling element 1b, the electrical Machine 2 is speed-controlled and so a predetermined differential speed between the two coupling elements 1a, 1b is set and the axial movement of the second coupling element 1b of the claw clutch 1 is divided into at least two adjustment phases V1, V2, namely a first adjustment phase V1 and a second adjustment phase V2 , whereby a first is achieved by determining an average torque M1_av and a maximum torque M1_max of the electric machine 2 during the first adjustment phase V1 and by comparing the torque values M1_av, M1_max determined in the first adjustment phase V1 with a torque M2 determined in the second adjustment phase V2 Criterion is generated to detect a preliminary synchronization point P_spre and a second criterion is generated to set the preliminary synchronization point P_spre as the actual synchronization point P_sact.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Synchronisierungspunktes während eines Koppelvorgangs einer Klauenkupplung, wobei eine elektrische Maschine über die Klauenkupplung mit einer anzutreibenden Komponente antriebswirksam verbindbar ist, wobei die Klauenkupplung zumindest ein erstes Kupplungselement und ein axial bewegbares zweites Kupplungselement aufweist und wobei die elektrische Maschine drehzahlgesteuert wird und so eine vorbestimmte Differenzdrehzahl zwischen den beiden Kupplungselementen eingestellt wird.The present invention relates to a method for determining a synchronization point during a coupling process of a claw clutch, wherein an electric machine can be connected to a component to be driven via the claw clutch, wherein the claw clutch has at least a first clutch element and an axially movable second clutch element and wherein the electric machine is speed-controlled and thus a predetermined differential speed is set between the two clutch elements.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug.Furthermore, the present invention relates to the use of a method according to the invention in an electric or hybrid motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
In Elektro- und Hybridkraftfahrzeugen werden zur Übertragung von Drehbewegungen bzw. Drehmomenten seitens einer elektrischen Maschine, über ein Getriebe zu einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse oftmals sogenannte Klauenkupplungen eingesetzt. Die Klauenkupplung weist zwei Kupplungselemente auf, wobei ein erstes Kupplungselement beispielsweise mit der elektrischen Maschine und das zweite Kupplungselement mit der anzutreibenden Achse des Kraftfahrzeuges antriebswirksam verbunden ist. Um die Klauenkupplung bei einem bewegten Fahrzeug verschleiß- und geräuscharm schließen zu können ist eine Drehzahl-Synchronisierung der beiden Klauenelemente von Nöten. Diese erfolgt in Elektro- und Hybridkraftfahrzeugen in der Regel aktiv über die elektrische Maschine, indem eine definierte Drehzahldifferenz zwischen den Kupplungselementen der Klauenkupplung eingestellt wird. D.h., um die Klauenkupplung einzukuppeln, wird die elektrische Maschine von einem Steuergerät so angesteuert, dass sich ein nahezu konstantes Differenzdrehzahlband zwischen der elektrischen Maschine und der anzutreibenden Achse des Kraftfahrzeuges ergibt.In electric and hybrid motor vehicles, so-called claw clutches are often used to transmit rotational movements or torque from an electric machine via a gearbox to a drivable motor vehicle axle. The claw clutch has two coupling elements, with a first coupling element being connected in a drive-effective manner, for example, to the electric machine and the second coupling element to the axle of the motor vehicle to be driven. In order to be able to close the claw clutch on a moving vehicle with little wear and noise, it is necessary to synchronize the speed of the two claw elements. In electric and hybrid vehicles, this is usually done actively via the electric machine by setting a defined speed difference between the clutch elements of the dog clutch. That is, in order to engage the claw clutch, the electric machine is controlled by a control device in such a way that an almost constant differential speed band results between the electric machine and the axle of the motor vehicle to be driven.
Ein „Synchronisierungspunkt“ der Klauenkupplung ist im Zuge eines Koppel- bzw. Schließvorgangs der Klauenkupplung, der Zeitpunkt, an dem ein Erstkontakt in Form eines Reib- bzw. Formschlusses der beiden Kupplungselemente der Klauenkupplung stattfindet. Bezogen auf eine oben beschriebene Anwendung der Klauenkupplung in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug stellt der Synchronisierungspunkt somit den Zeitpunkt dar, ab dem die antreibende elektrische Maschine und die anzutreibende Achse des Kraftfahrzeugs antriebswirksam verbunden sind.A “synchronization point” of the claw clutch is, in the course of a coupling or closing process of the claw clutch, the point in time at which initial contact takes place in the form of a frictional or positive connection between the two coupling elements of the claw clutch. In relation to an application of the claw clutch in an electric or hybrid motor vehicle described above, the synchronization point therefore represents the point in time from which the driving electric machine and the axle of the motor vehicle to be driven are connected in a driving manner.
Durch eine präzise Kenntnis des Synchronisierungspunktes der Kupplungselemente der Klauenkupplung ergeben sich mehrere Vorteile, die sich positiv auf den Schaltkomfort, die Schaltzeit und das NVH („Noise Vibration Harshness“)-Verhalten während des Schaltvorgangs der Klauenkupplung auswirken.Precise knowledge of the synchronization point of the coupling elements of the dog clutch results in several advantages that have a positive effect on shifting comfort, the switching time and the NVH ("Noise Vibration Harshness") behavior during the shifting process of the dog clutch.
Das Dokument
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur einfachen und exakten Bestimmung eines Synchronisierungspunktes während eines Koppelvorgangs einer Klauenkupplung anzugeben, über die eine antriebswirksame Verbindung zwischen einer elektrischen Maschine und einer anzutreibenden Komponente hergestellt werden kann.It is an object of the invention to provide a method for the simple and exact determination of a synchronization point during a coupling process of a claw clutch, via which a driving connection can be established between an electrical machine and a component to be driven.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.Furthermore, it is an object of the present invention to provide an advantageous use of the method according to the invention.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 3 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This need can be met by the subject matter of the present invention according to
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Bestimmung eines Synchronisierungspunktes während eines Koppelvorgangs einer Klauenkupplung, wobei eine elektrische Maschine über die Klauenkupplung mit einer anzutreibenden Komponente antriebswirksam verbindbar ist.The method according to the invention is used to determine a synchronization point during a coupling process of a claw clutch, wherein an electric machine can be connected in a drive-effective manner via the claw clutch to a component to be driven.
Die Klauenkupplung weist erfindungsgemäß zumindest ein erstes Kupplungselement und ein axial bewegbares zweites Kupplungselement auf.According to the invention, the claw clutch has at least a first clutch element and an axially movable second clutch element.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die elektrische Maschine drehzahlgeregelt - derart wird eine vorbestimmte Differenzdrehzahl zwischen den beiden Kupplungselementen eingestellt.According to the present invention, the electric machine is speed-controlled - in this way, a predetermined differential speed is set between the two clutch elements.
Erfindungsgemäß wird die axiale Bewegung des zweiten Kupplungselements der Klauenkupplung in zumindest zwei Verstellphasen unterteilt, nämlich eine erste Verstellphase und eine zweite Verstellphase.According to the invention, the axial movement of the second coupling element of the claw clutch is divided into at least two adjustment phases, namely a first adjustment phase and a second adjustment phase.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird über eine Bestimmung eines durchschnittlichen sowie maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine während der ersten Verstellphase und über einen Vergleich der in der ersten Verstellphase bestimmten Drehmomentwerte mit einem in der zweiten Verstellphase erfassten Drehmoment ein erstes Kriterium generiert, um einen vorläufigen Synchronisierungspunkt zu bestimmen und ein zweites Kriterium generiert, um den vorläufigen Synchronisierungspunkt als tatsächlichen Synchronisierungspunkt festzulegen.According to the present invention, a first criterion is generated by determining an average and maximum torque of the electric machine during the first adjustment phase and by comparing the torque values determined in the first adjustment phase with a torque detected in the second adjustment phase in order to determine a provisional synchronization point and generates a second criterion to set the preliminary synchronization point as the actual synchronization point.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist bei einer Koppelanforderung der Klauenkupplung bevorzugt zumindest die folgenden Schritte auf:
- - Einstellen der vorbestimmten Differenzdrehzahl zwischen den beiden Kupplungselementen der Klauenkupplung über die elektrische Maschine,
- - Berechnung des durchschnittlichen Drehmoments der elektrischen Maschine in der ersten Verstellphase des zweiten Kupplungselements der Klauenkupplung,
- - Bestimmung des maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine in der ersten Verstellphase der Klauenkupplung,
- - Zwischenspeicherung des berechneten durchschnittlichen Drehmoments und des bestimmten maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine in der ersten Verstellphase der Klauenkupplung,
- - Erfassen des Drehmoments der elektrischen Maschine während der zweiten Verstellphase der Klauenkupplung und gleichzeitiger Vergleich des erfassten Drehmoments mit dem in der ersten Verstellphase bestimmten maximalen Drehmoment,
- - Zwischenspeicherung des Zeitpunkts und der Position des zweiten Kupplungselements bei erstmaligem Überschreiten des in der ersten Verstellphase bestimmten maximalen Drehmoments in der zweiten Verstellphase als vorläufigen Synchronisierungspunkt,
- - Berechnung des durchschnittlichen Drehmoments in der zweiten Verstellphase ab dem erfassten vorläufigen Synchronisierungspunkt,
- - Vergleich des in der zweiten Verstellphase, ab dem erfassten vorläufigen Synchronisierungspunkt, berechneten durchschnittlichen Drehmoments mit dem in der ersten Verstellphase berechneten und zwischengespeicherten durchschnittlichen Drehmoment,
- - Hinterlegen des vorläufigen Synchronisierungspunkts als tatsächlichen Synchronisierungspunkt, wenn das in der zweiten Verstellphase, ab dem erfassten vorläufigen Synchronisierungspunkt, berechnete durchschnittliche Drehmoment um einen definierten Betrag höher ist als das in der ersten Verstellphase berechnete durchschnittliche Drehmoment.
- - Setting the predetermined differential speed between the two coupling elements of the claw clutch via the electric machine,
- - Calculation of the average torque of the electric machine in the first adjustment phase of the second coupling element of the claw clutch,
- - Determination of the maximum torque of the electric machine in the first adjustment phase of the claw clutch,
- - intermediate storage of the calculated average torque and the determined maximum torque of the electric machine in the first adjustment phase of the claw clutch,
- - detecting the torque of the electric machine during the second adjustment phase of the claw clutch and simultaneously comparing the detected torque with the maximum torque determined in the first adjustment phase,
- - Intermediate storage of the time and position of the second coupling element when the maximum torque determined in the first adjustment phase is exceeded for the first time in the second adjustment phase as a provisional synchronization point,
- - Calculation of the average torque in the second adjustment phase from the recorded provisional synchronization point,
- - Comparison of the average torque calculated in the second adjustment phase, from the detected provisional synchronization point, with the average torque calculated and buffered in the first adjustment phase,
- - Storing the provisional synchronization point as the actual synchronization point if the average torque calculated in the second adjustment phase, from the recorded provisional synchronization point, is higher by a defined amount than the average torque calculated in the first adjustment phase.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug verwendet.According to the present invention, the method according to the invention is used in an electric or hybrid motor vehicle.
Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Synchronisierungspunktes während eines Koppelvorgangs einer Klauenkupplung, die antriebswirksam mit einer elektrischen Maschine verbunden ist, kann neben einer Verringerung der Schaltzeit der Klauenkupplung ein verbessertes NHV- und Schwingungsverhalten erzielt werden. Weiterhin kann durch die genaue Kenntnis des Synchronisierungspunktes der Klauenkupplung der Verschleiß der Kupplungselemente der Klauenkupplung reduziert werden.By means of the method according to the invention for determining a synchronization point during a coupling process of a claw clutch, which is connected to an electric machine for driving purposes, in addition to a reduction in the switching time of the claw clutch, improved NHV and vibration behavior can be achieved. Furthermore, the wear of the coupling elements of the claw clutch can be reduced by precisely knowing the synchronization point of the claw clutch.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug, insbesondere im Bereich einer elektrischen Achsanordnung, kann zudem die Fahrersicherheit erhöht werden.By using the method according to the invention in an electric or hybrid motor vehicle, especially in the area of an electric axle arrangement, driver safety can also be increased.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Kraftfahrzeugantriebs mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe mit einer entkoppelten Klauenkupplung. -
2 zeigt Diagramme von Parametern zur Bestimmung des Synchronisierungspunkts einer Klauenkupplung in einem Aufbau entsprechend1 .
-
1 shows a schematic detailed representation of a motor vehicle drive with an electric machine and a gearbox with a decoupled dog clutch. -
2 shows diagrams of parameters for determining the synchronization point of a dog clutch in a structure accordingly1 .
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In
Die elektrische Maschine 2 ist mit einer Eingangswelle 4 des Zahnradgetriebes 3 antriebswirksam verbunden. Weiterhin ist die elektrische Maschine 2 mit einem Inverter 9 zur Bestromung der elektrischen Maschine 2 verbunden. Der Inverter 9 weist eine Steuereinheit 10 auf. Die Steuereinheit 10 hat die Aufgabe eine Soll-Drehzahl-Vorgabe an den Inverter 9 zu senden. Der Inverter 9 regelt daraufhin die elektrische Maschine 2 selbstständig auf die geforderte Drehzahl.The
Das Zahnradgetriebe 3 kann mehrere Zahnradstufen, von denen in
Auf der Ausgangswelle 6 des Zahnradgetriebes ist weiterhin ein Abtriebszahnrad 7 angeordnet, das mit einer Achse des Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt), genauer mit einem an der Achse angeordneten Differentialgetriebe (nicht dargestellt), antriebswirksam verbunden ist.Furthermore, an
Das Losrad 5b ist mittels einer Klauenkupplung 1 drehfest mit der Ausgangswelle 6 des Zahnradgetriebes 3 koppelbar.The
Die Klauenkupplung 1 weist ein erstes Kupplungselement 1a, nämlich ein Klauenelement, und ein axial bewegbares zweites Kupplungselement 1b, nämlich eine Schiebemuffe, auf. In weiterer Folge wird für das Klauenelement als erstes Kupplungselement 1a ebenso das Bezugszeichen „1a“ verwendet. Für die Schiebemuffe als zweites Kupplungselement 1b wird in weiterer Folge ebenso das Bezugszeichen „1b“ verwendet.The claw clutch 1 has a
Das Klauenelement 1a ist drehfest und axial fest mit dem Losrad 5b verbunden. Die Schiebemuffe 1 b ist translatorisch in Richtung des Klauenelements 1a verschiebbar und drehfest mit der Ausgangswelle 6 des Zahnradgetriebes 3 verbunden.The
Durch ein Einrücken der Schiebemuffe 1b in das Klauenelement 1a kann das Losrad 5b daher drehfest mit der Ausgangswelle 6 des Zahnradgetriebes 3 verbunden werden, um so eine Leistungsübertragung von der elektrischen Maschine 2 über die Zahnradstufe 5 auf die Ausgangswelle 6 des Zahnradgetriebes 3 zu ermöglichen, wobei das Festrad 5a drehfest auf der Eingangswelle 4 des Zahnradgetriebes 3 gehalten ist.By engaging the sliding
Um die Schiebemuffe 1b aus der in
Durch eine Rotation der Schaltwalze der Aktuatoreinheit 8 kann die Schiebemuffe 1b in Richtung des Klauenelements 1a verschoben werden, um die Schiebemuffe 1b mit dem Klauenelement 1a zu koppeln (Koppelvorgang). Gleichermaßen kann die Schiebemuffe 1b durch eine Rotation der Schaltwalze der Aktuatoreinheit 8 von dem Klauenelement 1a entkoppelt werden (Entkoppelvorgang).By rotating the shift drum of the
Die Schiebemuffe 1b weist hierzu ein Führungselement auf, das in einer Schaltkulisse der Schaltwalze geführt ist, um eine Rotation der Schaltwalze in eine translatorische Verschiebung des Führungselements samt der Schiebemuffe 1b umzusetzen (nicht dargestellt).For this purpose, the sliding
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Synchronisierungspunktes P_sact der Klauenkupplung 1 anhand der
Das Diagramm I aus
Das Diagramm II aus
Der Kupplungsvorgang zwischen der Schaltmuffe 1b der Klauenkupplung 1 und dem Klauenelement 1a der Klauenkupplung 1 beginnt zu einem Startzeitpunkt t_0 und ist zum Endzeitpunkt t_end abgeschlossen. Die Diagramme gemäß
Eine erste Verstellphase V1 beginnt zum Zeitpunkt t_1 und endet zum Zeitpunkt t_2.A first adjustment phase V1 begins at time t_1 and ends at time t_2.
Im Rahmen der ersten Verstellphase V1 der Schiebemuffe 1b ist kein Kontakt der Schiebemuffe 1b mit dem Klauenelement 1a zu erwarten. Die erste Verstellphase V1 kann auch als „unplausibler Synchronisierungsbereich“ der Schiebemuffe 1b bezeichnet werden.During the first adjustment phase V1 of the sliding
Während der ersten Verstellphase V1 erfolgt ein Vorgeben einer Drehzahldifferenz zwischen dem Losrad 5b und der zu synchronisierenden Ausgangswelle 6, auf der das Losrad 5b angeordnet ist, wobei das Losrad 5b über das auf der Eingangswelle 4 angeordnete Festrad 5a mit dem Elektromotor 2 gekoppelt ist, um eine Drehzahl des Losrads 5b einzustellen. Das Vorgeben der Drehzahldifferenz zwischen dem Losrad 5b und der zu synchronisierenden Ausgangswelle 6 bedeutet gleichermaßen das Vorgeben einer Drehzahldifferenz zwischen der Schiebemuffe 1b der Klauenkupplung 1, die drehfest mit der Ausgangswelle 6 gekoppelt ist, und dem Klauenelement 1a, das drehfest an dem Losrad 5b gehalten ist.During the first adjustment phase V1, a speed difference is specified between the
Während der ersten Verstellphase V1 erfolgt ein Verschieben der Schiebemuffe 1b ausgehend von der Startposition P_0 bis hin zu einer ersten Position P_1. Die erste Position P_1 ist eine definierte Zwischenposition der Schiebemuffe 1b vor einem Kontaktieren des Klauenelements 1a des Losrads 5a.During the first adjustment phase V1, the sliding
Das Verschieben der Schiebemuffe 1b der Klauenkupplung 1 in Richtung des Klauenelements 1a des Losrads 5b aus der Startposition P_0 bis hin zu der ersten Position P_1 erfolgt mittels der geregelten Schaltwalze der Aktuierungseinheit 8.The sliding
Während der ersten Verstellphase V1 erfolgt ein Erfassen des Drehmoments während der ersten Verstellphase M1. Weiterhin erfolgt während der ersten Verstellphase V1 eine Berechnung eines durchschnittlichen Drehmoments M1_av und eine Bestimmung des maximalen Drehmoments M1_max während der ersten Verstellphase V1. Beim erfolgreichen Durchlaufen der ersten Verstellphase V1 ohne Abbruchkriterium, wie beispielsweise bei Nicht-Einstellen der gewünschten Differenzdrehzahl zwischen der Schiebemuffe 1b und dem Klauenelement 1a, werden die berechneten Werte für das durchschnittliche Drehmoment M1_av und der bestimmte Wert für das maximale Drehmoment M1_max während der ersten Verstellphase V1 in der Speichereinheit der Steuereinheit 10 zwischengespeichert.During the first adjustment phase V1, the torque is detected during the first adjustment phase M1. Furthermore, an average torque M1_av is calculated during the first adjustment phase V1 and the maximum torque M1_max is determined during the first adjustment phase V1. If the first adjustment phase V1 is successfully completed without an abort criterion, for example if the desired differential speed between the sliding
Im Anschluss an die erste Verstellphase V1 folgt eine zweite Verstellphase V2. Die zweite Verstellphase V2 beginnt zum Zeitpunkt t_2 und endet zum Zeitpunkt t_3.Following the first adjustment phase V1, a second adjustment phase V2 follows. The second adjustment phase V2 begins at time t_2 and ends at time t_3.
Im Rahmen der zweiten Verstellphase V2 ist ein Kontakt der Schiebemuffe 1b mit dem Klauenelement 1a zu erwarten. Die zweite Verstellphase V2 kann auch als „plausibler Synchronisierungsbereich“ der Schiebemuffe 1b bezeichnet werden.As part of the second adjustment phase V2, contact between the sliding
Während der zweiten Verstellphase V2 erfolgt ein Verschieben der Schiebemuffe ausgehend von der ersten Position P_1 bis hin zu einer zweiten Position P_2. Die zweite Position P_2 ist eine weitere Zwischenposition der Schiebemuffe 1b nach einem Einkoppeln der Schiebemuffe 1b in das Klauenelement 1a des Losrads 5b.During the second adjustment phase V2, the sliding sleeve is moved from the first position P_1 to a second position P_2. The second position P_2 is a further intermediate position of the sliding
Das Verschieben der Schiebemuffe 1b der Klauenkupplung 1 in Richtung des Klauenelements 1a des Losrads 5b aus der ersten Position P_1 bis hin zu der
zweiten Position P_2 erfolgt mittels der geregelten Schaltwalze der Aktuierungseinheit 8.Moving the sliding
The second position P_2 takes place by means of the controlled shift drum of the
Während der zweiten Verstellphase V2 erfolgt ein Erfassen des Drehmoments während der zweiten Verstellphase M2 und zeitgleich ein Vergleich des erfassten Drehmoments M2 mit dem in der ersten Verstellphase V1 erfassten maximalen Drehmoment M1_max.During the second adjustment phase V2, the torque is detected during the second adjustment phase M2 and at the same time the detected torque M2 is compared with the maximum torque M1_max detected in the first adjustment phase V1.
Sobald während der zweiten Verstellphase V2 das erfasste Drehmoment das maximale Drehmoment M1_max aus der ersten Verstellphase V1 einmalig überschreitet, wird die Position P_s der Schiebemuffe 1b zu diesem Zeitpunkt t_s als vorläufiger Synchronisierungspunkt P_spre zwischengespeichert. Im Anschluss wird das durchschnittliche Drehmoment M2_av von dem Zeitpunkt t_s bis zum Ende der zweiten Verstellphase V2, also bis zum Zeitpunkt t_3 berechnet. Ist das berechnete durchschnittliche Drehmoment M2_av im Zeitraum von dem Zeitpunkt t_s bis zum Zeitpunkt t_3 um einen bestimmten Betrag höher als das im ersten Verstellbereich V1 berechnete durchschnittliche Drehmoment M1_av, so wird die zuvor gespeicherte Position P_s zum Zeitpunkt t_s als tatsächlicher Synchronisierungspunkt P_sact abgespeichert.As soon as the detected torque exceeds the maximum torque M1_max from the first adjustment phase V1 once during the second adjustment phase V2, the position P_s of the sliding
Im Anschluss an die zweite Verstellphase V2 folgt in dem Zeitraum t_3 bis t_end das vollständige Eingreifen der Schiebemuffe 1b in das Klauenelement 1a.Following the second adjustment phase V2, the complete phase follows in the period t_3 to t_end Engagement of the sliding
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- KlauenkupplungClaw coupling
- 1a1a
- Erstes Kupplungselement (Klauenelement)First coupling element (claw element)
- 1b1b
- Zweites Kupplungselement (Schiebemuffe)Second coupling element (sliding sleeve)
- 22
- Elektrische MaschineElectric machine
- 33
- ZahnradgetriebeGear transmission
- 44
- Eingangswelleinput shaft
- 55
- Zahnradstufegear stage
- 5a5a
- FestradFixed gear
- 5b5b
- Losradidler wheel
- 66
- Eingangswelleinput shaft
- 77
- Abtriebszahnradoutput gear
- 88th
- AktuierungseinheitActuation unit
- 99
- InverterInverters
- 1010
- SteuereinheitControl unit
- V1V1
- Erste VerstellphaseFirst adjustment phase
- V2V2
- Zweite VerstellphaseSecond adjustment phase
- M1_avM1_av
- Durchschnittliches Drehmoment während der ersten VerstellphaseAverage torque during the first adjustment phase
- M2_avM2_av
- Durchschnittliches Drehmoment während der zweiten VerstellphaseAverage torque during the second adjustment phase
- M1_maxM1_max
- Maximales Drehmoment während der ersten VerstellphaseMaximum torque during the first adjustment phase
- M1M1
- Drehmoment während der ersten VerstellphaseTorque during the first adjustment phase
- M2M2
- Drehmoment während der zweiten VerstellphaseTorque during the second adjustment phase
- P_spreP_spre
- Vorläufiger SynchronisierungspunktTemporary sync point
- P_sactP_sact
- Tatsächlicher SynchronisierungspunktActual sync point
- tt
- ZeitTime
- t_st_s
- Zeitpunkt des SynchronisierungspunktesTime of synchronization point
- t_0t_0
- StartzeitpunktStart time
- t_endt_end
- Endzeitpunktend time
- t_1, t_2, t_3t_1, t_2, t_3
- (Zwischen-)Zeitpunkte(Interim) times
- PP
- Position (der Schiebemuffe)Position (of the sliding sleeve)
- P_sP_s
- Position des SynchronisierungspunktesPosition of the synchronization point
- P_0P_0
- StartpositionStarting position
- P_endP_end
- EndpositionFinal position
- P_1P_1
- Erste PositionFirst position
- P_2P_2
- Zweite PositionSecond position
Claims (3)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023207175.4A DE102023207175B3 (en) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch |
| CN202480037051.3A CN121336058A (en) | 2023-07-27 | 2024-05-13 | Method for determining a synchronization point of an engagement process of a dog clutch |
| PCT/EP2024/063056 WO2025021340A1 (en) | 2023-07-27 | 2024-05-13 | Method for determining the synchronization point of a coupling process of a dog clutch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023207175.4A DE102023207175B3 (en) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023207175B3 true DE102023207175B3 (en) | 2024-03-28 |
Family
ID=90139916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023207175.4A Active DE102023207175B3 (en) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN121336058A (en) |
| DE (1) | DE102023207175B3 (en) |
| WO (1) | WO2025021340A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025021340A1 (en) * | 2023-07-27 | 2025-01-30 | Magna Pt B.V. & Co. Kg | Method for determining the synchronization point of a coupling process of a dog clutch |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016114105A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Synchronous point determination method and motor vehicle transmission |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105814332B (en) * | 2013-12-10 | 2018-07-17 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Contact point determination |
| DE102022114826A1 (en) * | 2022-06-13 | 2022-09-08 | FEV Group GmbH | METHOD OF CONTROLLING A DOG CLUTCH OF A GEAR TRANSMISSION |
| DE102023207175B3 (en) * | 2023-07-27 | 2024-03-28 | Magna Pt B.V. & Co. Kg | Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch |
-
2023
- 2023-07-27 DE DE102023207175.4A patent/DE102023207175B3/en active Active
-
2024
- 2024-05-13 WO PCT/EP2024/063056 patent/WO2025021340A1/en active Pending
- 2024-05-13 CN CN202480037051.3A patent/CN121336058A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016114105A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Synchronous point determination method and motor vehicle transmission |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025021340A1 (en) * | 2023-07-27 | 2025-01-30 | Magna Pt B.V. & Co. Kg | Method for determining the synchronization point of a coupling process of a dog clutch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN121336058A (en) | 2026-01-13 |
| WO2025021340A1 (en) | 2025-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2665632B1 (en) | Method and device for operating a drive device | |
| EP2325512B1 (en) | Kiss point adaptation method | |
| DE102011089467A1 (en) | Hybrid drive of a motor vehicle and method for operating the same | |
| DE102007049137A1 (en) | Hybrid drive arrangement and method for controlling and / or regulating a starting process in a hybrid drive arrangement | |
| WO2010089247A1 (en) | Method for coupling an internal combustion engine of a parallel-hybrid drive train | |
| WO2011076485A1 (en) | Method and device for determining desired torque for controlling an electric machine of a motor vehicle | |
| WO2017202419A1 (en) | Method for operating a drivetrain of a hybrid vehicle, and drivetrain of a hybrid vehicle | |
| EP2718593B1 (en) | Method for operating a driving device and device for operating the driving device | |
| DE102023207175B3 (en) | Method for determining a synchronization point of a coupling process of a claw clutch | |
| WO2011076487A1 (en) | Method and device for engaging a claw coupling for driving an axis of a motor vehicle | |
| EP3263382B1 (en) | Method for operating a drive device and corresponding drive device | |
| WO2020173514A1 (en) | Method for operating a hybrid powertrain | |
| DE102018204907A1 (en) | Method for operating a drive train of a motor vehicle, and drive train module of such a motor vehicle | |
| WO2019185262A1 (en) | Method for operating a drive train of a motor vehicle, and drive train module of such a motor vehicle | |
| EP3760889B1 (en) | Drive train of a vehicle and method for operating a drive train of a vehicle | |
| WO2017032368A1 (en) | Method for checking the plausibility of a torque profile for determining a bite point of a hybrid clutch in the drivetrain of a hybrid vehicle | |
| EP3491263B1 (en) | Synchronous point-determining method and motor vehicle transmission | |
| WO2022058122A1 (en) | Motor vehicle comprising at least two drive motors and comprising an automatic gearbox having a fixed gear ratio and a power-split gear ratio | |
| WO2020120733A1 (en) | Method for transmission synchronization of a hybrid vehicle | |
| DE102013109664B4 (en) | Powertrain control method and device | |
| DE102017220072A1 (en) | Method of operating a hybrid vehicle | |
| DE102022208791A1 (en) | Method and control device for operating a drive train of a vehicle | |
| WO2023117944A1 (en) | Method for starting up a hybrid electric vehicle and drive train for a hybrid electric vehicle | |
| AT512160B1 (en) | METHOD FOR SWITCHING A DOUBLE CLUTCH GEARBOX | |
| WO2024245808A1 (en) | Method and control unit for contact point determination of a characteristic curve of a shifting or disconnecting element of a motor vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: EULER, MATTHIAS, DR., DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAGNA PT B.V. & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNER: MAGNA PT B.V. & CO. KG, 74199 UNTERGRUPPENBACH, DE |