WO2004065825A1 - Control system for a gear selector drum of an automatic gear transmission of a motor vehicle - Google Patents
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- F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
Definitions
- the invention relates to a control system for a shift drum of a gear change transmission of a motor vehicle according to claim 1.
- Shift drums for actuating shifting elements, for example sliding sleeves, of gear change transmissions are generally known.
- a shift drum has control cams in which so-called shift pins engage.
- the switching pins are operatively connected with sliding sleeves.
- DE 28 08 894 AI describes a gear change transmission with a shift drum, in which gears are sequentially engaged and disengaged by rotating the shift drum.
- EP 0 741 258 B1 describes a gear change transmission with a shift drum, in which the positive coupling between shift drum and shift pin can be canceled. This means that when the shift drum rotates, the engagement and disengagement of individual gears can be skipped; sequential shifting of the gears is no longer necessary.
- the invention has for its object to provide a control system for a shift drum, which is comfortable and enables rapid gear changes of the gear change transmission. According to the invention the object is achieved by a control system having the features of claim 1.
- the control system has an actuator for changing the position of the shift drum and a position controller which regulates the position of the shift drum when changing from an original gear to a target gear.
- the control system controls the actuator for this purpose.
- the shift drum To engage the target gear, the shift drum must be set to a specific target or target position.
- the position controller has the position of the shift drum as the control variable and the control signal for the actuator as the manipulated variable and thus indirectly the rate of change of the position, that is to say the rotational speed, of the shift drum.
- the setpoint corresponds to the target. or target position of the shift drum in the target gear.
- the position of the shift drum is thus given as an angular position relative to a neutral position.
- controller parameters of the position controller are dependent on a deviation of an actual position from the target position of the shift drum, that is to say on the control deviation of the position controller.
- the position controller is thus designed as a so-called adaptive controller.
- the position controller can be composed of various components, such as a proportional component (P component) and / or a differential component (D component) and / or an integral component (I component) and / or a constant component.
- the controller parameters determine the behavior of the position controller.
- Controller parameters are, for example, a gain or proportional factor of the proportional component, the level of the constant component or parameters of the D or I component.
- One or more components can also be deactivated, so that the component or components no longer have any influence on the controller behavior.
- the actuator can be designed, for example, as an electric motor or a hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit.
- the term original gear is also understood to mean a neutral position of the gear change transmission, that is to say a position without a gear engaged.
- a gear change from an origin to a target gear consists of several phases.
- An exemplary phase curve during a gear change is shown below.
- the position of the shift drum changes or remains constant.
- a clutch arranged between the drive machine and the gear change transmission can be opened at least partially; the position of the shift drum remains unchanged.
- the original route is laid out. This is achieved by rotating the shift drum.
- a transmission input shaft is synchronized to a synchronous speed in the target gear.
- a so-called synchronized gear change transmission this is done with a synchronizing device, for example synchronizing rings, which is each assigned to a gear.
- the controller behavior required for fast and comfortable shifting is not constant in the phases of the gear change mentioned and in the transitions between the phases. It changes depending on the controller deviation. By adapting the controller parameters depending on the controller deviation, the controller behavior can be changed according to the requirements in the individual phases and the phase transitions.
- a comparable behavior of the control device can also be achieved by controlling the control signal for the actuator.
- the control would depend on the angle of rotation of the shift drum in this case. This can be determined based on the position in the source corridor. Alternatively, the twist angle still required to engage the target gear can be used. This corresponds to the described deviation of the actual position from the target position of the shift drum when using a position controller.
- the rotational speed can be adapted to the requirements of the individual phases. For example, this can be done and / or be reduced during the synchronization process in that the position controller controls the actuator with a control signal which is smaller than the maximum control signal.
- a higher, in particular maximum, rotational speed can be set.
- the actuator is controlled with a maximum control signal in terms of amount. This can be done without negatively impacting comfort, especially when disengaging the original gear and / or after synchronizing the transmission input shaft, making comfortable and fast gear changes possible.
- the position controller has a proportional and a constant component.
- a proportional factor of the proportional component and / or the constant component is dependent on a deviation of an actual position from the target position of the shift drum, that is to say on the control deviation of the position controller.
- the proportional and / or constant portion can also be zero.
- the deviation is divided into different sections.
- the deviation can be negative or positive, depending on whether an upshift or a downshift is carried out.
- the proportional factor and the constant component are constant within these sections.
- the sections can at least partially correspond to the phases mentioned during the gear change and transitions between the phases. A simple construction of the controller is thus achieved. This means that the controller can also be tuned particularly quickly in the form of a determination of the controller parameters.
- the proportional factor is zero in selected sections of the deviation mentioned. This allows a constant in the selected sections Control signal for the actuator are generated. This is particularly advantageous in a first section in which the original gear is designed and / or in a third section in which the synchronization of the transmission input shaft takes place and / or in a fourth section in which engagement of the target gear begins.
- the shift drum can be rotated at maximum speed, without this having a negative impact on the comfort of changing gears. This results in particularly fast and at the same time comfortable gear changes if the constant component in these sections corresponds to the maximum control signal in terms of amount, that is to say the position of the shift drum is changed at maximum speed.
- a control signal can be set which allows synchronization without a synchro beat, but which is nevertheless carried out as quickly as possible.
- the third section begins with a larger deviation compared to a deviation at the start of the synchronization.
- the exact position of the shift drum at the start of synchronization does not have to be known, since a safety distance is maintained. A change in position at the start of the synchronization, for example due to component tolerances or wear, can also be compensated with the safety distance. An extension of the switching time is hardly noticeable.
- the proportional factor in a fifth section, which follows the fourth section in the direction of a small deviation, and in a sixth section, which follows the fifth section in the same direction, the proportional factor has a non-zero constant value.
- the amount of the proportionality factor in the sixth section is smaller than the proportionality factor in the fifth section.
- the proportional factor and the constant component are zero.
- the controller is insensitive to so-called measurement noise when determining the actual position of the shift drum. With such a controller, a stable and steadily accurate control is made possible.
- the limits of the sections mentioned can be changed.
- the limits can thus be adapted.
- the position of the shift drum at the beginning and end of the phases of the gear change mentioned can be determined on the basis of observation of operating variables of the motor vehicle or of the actuator, for example the measured position of the shift drum, the rotational speeds of the gear change transmission or the current through the actuator.
- the start of the synchronization can be recognized, for example, by a sudden increase in the current strength of the control current for the actuator.
- the limits of the sections mentioned and / or the proportionality factors and / or the constant portions depend on the actual and target gear.
- the optimal controller behavior is not identical for all possible gear changes. This is due, for example, to different geometries or different wear in the different gears. Due to the dependencies mentioned, the controller behavior can be optimally designed for every gear change.
- the limits of the above-mentioned sections and / or the proportionality factors and / or the constant components can depend on further state, operating or environmental variables of the motor vehicle.
- FIG. 1 shows a section of a gear change transmission with a shift drum and a control system for the shift drum and
- Fig. 2 is a characteristic curve of a position controller
- Fig. 1 shows a section of a schematically illustrated gear change transmission with a switching device
- the gear change transmission has several shift elements, only one shift element in the form of a sliding sleeve
- the switching device 10 has a switching drum 13 which can be rotated about an axis of rotation 12 and which is driven by an actuator in the form of an electric motor 14. On an output shaft 15 of the electric motor 14, a gear 16 is attached, which meshes with an external toothing 17 molded onto the shift drum 13.
- the shift drum 13 has a control cam 18 in which a shift pin 19 engages.
- the shift pin 19 is connected to a shift fork 21 via a coupling element 20.
- the shift fork 21 partially encloses the sliding sleeve 11.
- the sliding sleeve 11 With a rotation of the shift drum 13, the sliding sleeve 11 can be moved parallel to the axis of rotation 12 of the shift drum 13 in accordance with the course of the control cam 18.
- a gear in the gear change transmission can be engaged or disengaged in a known manner.
- the shift drum 13 has a corresponding cam, not shown, for each additional shift element. Each gear of the gear change transmission can thus be engaged or disengaged by rotating the shift drum 13.
- the gears can be sequentially engaged and disengaged.
- the switching device can also be designed so that the engagement and disengagement of individual gears can be skipped. This can be achieved, for example, with a shift drum described in EP 0 741 258 B1.
- the electric motor 14 is controlled by a control device 22.
- the control device 22 is in addition to the electric motor 14 with a position sensor 23 and an operating lever 24 in signal connection.
- the current actual position of the shift drum 13 can be detected by means of the position sensor. Shifts from an original gear into a target gear can be determined by a vehicle driver using the control lever 24 or in a manner known per se by the control device 22 as a function of operating variables of the motor vehicle, such as vehicle speed and position of an accelerator pedal.
- the control device 22 contains a position controller which sets the shift drum 13 to the current desired position.
- the control device 22 changes the polarity and / or the level of the voltage applied to the electric motor 14. By changing the polarity, the direction of rotation and by changing the amount of voltage, the speed of rotation or the torque that can be applied to the electric motor 14 can be changed.
- the control signal is determined by the position controller from the actual position and the target position of the shift drum 13 according to a characteristic curve.
- the control device 22 When a shift from an origin to a target gear is triggered, the control device 22 predefines a new desired position of the shift drum 13. The position controller thus calculates corresponding control signals for the electric motor 14, so that the shift drum 13 is brought into the desired position.
- the characteristic curve 32 of the position controller is shown in FIG. 2.
- the deviation of the actual position from the target position of the shift drum 13 is on an abscissa 30;
- the ordinate 31 plots the level of the control signal for the electric motor 14 in the form of the applied voltage.
- the characteristic curve is only shown for positive deviations.
- the characteristic curve results from a mirroring of the characteristic curve 32 shown on the ordinate 31.
- Asymmetrical characteristic curves are also possible.
- the characteristic curve 32 is traversed by large deviations in the direction of small deviations.
- the characteristic curve 32 has a proportional component and a constant component.
- the proportional component causes an increase in the characteristic curve 32, the size of which corresponds to the proportional factor of the proportional component.
- the constant component causes the characteristic curve 32 to be displaced along the abscissa 31.
- the proportional factor and the constant component change as a function of the deviation of the actual position from the target position, the sizes being constant in sections.
- the gear change begins with a deviation 33, which corresponds to the angle of rotation between the position of the shift drum 13 in the original gear and the target position in the target gear.
- a deviation 33 corresponds to the angle of rotation between the position of the shift drum 13 in the original gear and the target position in the target gear.
- the torque output of a drive machine is reduced and a clutch, also not shown, between the drive machine and gear change transmission is opened.
- the shift drum 13 is then rotated in the direction of the desired position, so that the deviation decreases.
- There is no more torque on the sliding sleeve of the original gear so that in a first section a the original gear is designed by moving the sliding sleeve.
- the design can take place at the maximum rotational speed, so that the voltage corresponds to a maximum value 34.
- the proportional factor and thus the proportional component is zero in section a, the constant component corresponds to the maximum value 34.
- a deviation 35 In the event of a deviation 35, the synchronization of the target gear begins to take effect. When this deviation 35 is reached, the speed of rotation of the shift drum 13 must not be too high, since otherwise a noticeable synchronous beat would occur. For this reason, in a second section b, which follows section a in the direction of smaller deviations, the proportionality factor and the constant component are selected such that in the event of a deviation 36, which is larger by a safety margin than the deviation 35, in which the synchronization begins to act, a voltage 37 is reached at which no synchronous beat occurs. In section b, the characteristic curve 32 connects the maximum value 34 of the voltage with the voltage 37.
- the voltage 37 remains constant.
- the proportionality factor is again zero.
- the shift drum 13 is first rotated until the deviation 35, at which it then remains until the synchronization is complete.
- the shift drum 13 can then be rotated further and the synchronization switched through.
- the synchronization is safely completed, so that the voltage is set to the maximum value 34 again in the fourth section d beginning with the deviation 38.
- the shift drum is rotated at maximum speed and the target gear is engaged at maximum speed. The speed must be reduced in good time before the target position is reached, otherwise there would be a strong overshoot.
- section d is followed by a fifth section e with a proportionality factor greater than zero.
- the voltage drops with a falling deviation.
- the constant component in the factor e is chosen such that the characteristic curve 32 is continuous.
- a sixth section f begins, the characteristic curve becoming flatter and the proportionality factor smaller.
- a deviation 40 In the event of a deviation 40, the target position is virtually reached. For this reason, in a seventh section g that begins with this, the proportionality factor and the constant component become zero, which results in a voltage of zero. The shift drum is therefore no longer rotated.
- the switching device 10 is designed such that the target gear is securely engaged when the position of the shift drum 13 is within a tolerance range around the desired position. The tolerance range is limited in the positive direction by the deviation 40.
- the controller behavior in sections d to g allows the position of the shift drum 13 to be controlled stably and precisely.
- the characteristic curve can also have further sections.
- control system described can also be used for other switching devices, for example with switching rods known per se. These can be rotated and / or shifted so that the position can correspond to an angular position as well as a displacement distance from a neutral position.
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Abstract
Description
Steuersystem für eine Schaltwalze eines Zahnräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs Control system for a shift drum of a gear change transmission of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Schaltwalze eines Zahnräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1.The invention relates to a control system for a shift drum of a gear change transmission of a motor vehicle according to claim 1.
Schaltwalzen zur Betätigung von Schaltelementen, beispielsweise Schiebemuffen, von Zahnräderwechselgetrieben sind allgemein bekannt. Eine Schaltwalze verfügt über Steuerkurven, in welche sogenannte Schaltstifte eingreifen. Die Schaltstifte stehen mit Schiebemuffen in Wirkverbindung. Beim Drehen der Schaltwalze werden je nach Position der Schaltwalze eine oder mehrere Schiebemuffen betätigt und damit ein Gang des Zahnräderwechselgetriebes ein- oder ausgelegt. Zum Einlegen eines Ganges muss also eine bestimmte Position der Schaltwalze eingestellt werden.Shift drums for actuating shifting elements, for example sliding sleeves, of gear change transmissions are generally known. A shift drum has control cams in which so-called shift pins engage. The switching pins are operatively connected with sliding sleeves. When the shift drum is rotated, one or more sliding sleeves are actuated depending on the position of the shift drum, thus engaging or disengaging one gear of the gear change transmission. To engage a gear, a specific position of the shift drum must be set.
In der DE 28 08 894 AI ist ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer Schaltwalze beschrieben, bei welchem durch Drehen der Schaltwalze Gänge sequenziell nacheinander ein- und ausgelegt werden. Die EP 0 741 258 Bl beschreibt ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer Schaltwalze, bei welchem die Zwangskopplung zwischen Schaltwalze und Schaltstift aufhebbar ist. Damit kann bei einer Drehung der Schaltwalze das Ein- und Auslegen einzelner Gänge übersprungen werden, ein sequenzielles Durchschalten der Gänge ist damit nicht mehr notwendig .DE 28 08 894 AI describes a gear change transmission with a shift drum, in which gears are sequentially engaged and disengaged by rotating the shift drum. EP 0 741 258 B1 describes a gear change transmission with a shift drum, in which the positive coupling between shift drum and shift pin can be canceled. This means that when the shift drum rotates, the engagement and disengagement of individual gears can be skipped; sequential shifting of the gears is no longer necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für eine Schaltwalze zu schaffen, welches komfortable und schnelle Schaltungen des Zahnräderwechselgetriebes ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .The invention has for its object to provide a control system for a shift drum, which is comfortable and enables rapid gear changes of the gear change transmission. According to the invention the object is achieved by a control system having the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Steuersystem verfügt über ein Stellglied zur Positionsänderung der Schaltwalze und einen Positionsregler, welcher die Position der Schaltwalze bei einem Wechsel von einem Ursprungsgang in einen Zielgang regelt . Das Steuersystem steuert dazu das Stellglied an. Zum Einlegen des Zielgangs muss die Schaltwalze in eine bestimmte Ziel- bzw. Sollposition eingestellt werden. Der Positionsregler hat als Regelgröße die Position der Schaltwalze und als Stellgröße das Ansteuersignal für das Stellglied und damit indirekt die Änderungsgeschwindigkeit der Position, also der Drehgeschwindigkeit, der Schaltwalze. Der Sollwert entspricht jeweils der Ziel- . bzw. Sollposition der Schaltwalze im Zielgang. Die Position der Schaltwalze wird somit als Winkelstellung gegenüber einer Neutralstellung angegeben.The control system according to the invention has an actuator for changing the position of the shift drum and a position controller which regulates the position of the shift drum when changing from an original gear to a target gear. The control system controls the actuator for this purpose. To engage the target gear, the shift drum must be set to a specific target or target position. The position controller has the position of the shift drum as the control variable and the control signal for the actuator as the manipulated variable and thus indirectly the rate of change of the position, that is to say the rotational speed, of the shift drum. The setpoint corresponds to the target. or target position of the shift drum in the target gear. The position of the shift drum is thus given as an angular position relative to a neutral position.
Erfindungsgemäß sind Reglerparameter des Positionsreglers von einer Abweichung einer Ist-Position von der Soll- Position der Schaltwalze, also von der Regelabweichung des Positionsreglers abhängig. Der Positionsregler ist somit als ein sogenannter adaptiver Regler ausgeführt. Der Positionsregler kann sich aus verschiedenen Anteilen, wie beispielsweise einem Proportionalanteil (P-Anteil) und/oder einem Differentialanteil (D-Anteil) und/oder einem Integralanteil (I-Anteil) und/oder einem Konstantanteil zusammensetzen. Die Reglerparameter bestimmen das Verhalten des Positionsreglers. Reglerparameter sind beispielsweise ein Verstärkungs- oder Proportionalfaktor des Proportionalanteils, die Höhe des Konstantanteils oder Parameter des D- oder I-Anteils. Damit kann auch ein oder mehrere Anteile deaktiviert werden, womit der oder die Anteile keinen Ein- fluss auf das Reglerverhalten mehr haben. Das Stellglied kann beispielsweise als ein Elektromotor o- der eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder- Einheit ausgeführt sein. Unter dem Begriff Ursprungsgang wird auch eine Neutralstellung des Zahnräderwechselgetriebes, also eine Stellung ohne eingelegten Gang, verstanden.According to the invention, controller parameters of the position controller are dependent on a deviation of an actual position from the target position of the shift drum, that is to say on the control deviation of the position controller. The position controller is thus designed as a so-called adaptive controller. The position controller can be composed of various components, such as a proportional component (P component) and / or a differential component (D component) and / or an integral component (I component) and / or a constant component. The controller parameters determine the behavior of the position controller. Controller parameters are, for example, a gain or proportional factor of the proportional component, the level of the constant component or parameters of the D or I component. One or more components can also be deactivated, so that the component or components no longer have any influence on the controller behavior. The actuator can be designed, for example, as an electric motor or a hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit. The term original gear is also understood to mean a neutral position of the gear change transmission, that is to say a position without a gear engaged.
Ein Gangwechsel von einem Ursprungs- in einen Zielgang besteht aus mehreren Phasen. Im folgenden wird ein beispielhafter Phasenverlauf während eines Gangwechsels dargestellt. Entsprechend der Phasen ändert sich die Position der Schaltwalze oder bleibt konstant. In einer ersten Phase wird das abgegebene Drehmoment einer Antriebsmaschine abgebaut. Gleichzeitig kann eine zwischen der Antriebsmaschine und dem Zahnräderwechselgetriebe angeordnete Kupplung zumindest teilweise geöffnet werden; die Position der Schaltwalze bleibt dabei unverändert. In einer zweiten Phase wird der Ursprungsgang ausgelegt . Dies wird durch eine Drehung der Schaltwalze erreicht. In einer dritten Phase wird eine Getriebeeingangswelle auf eine Synchrondrehzahl im Zielgang synchronisiert. Bei einem sogenannten synchronisierten Zahnräderwechselgetriebe geschieht dies mit einer Synchronisiereinrichtung, beispielsweise Synchronringen, welche jeweils einem Gang zugeordnet ist. Während der Synchronisation wird von der Schaltwalze eine Kraft auf die Synchronisiereinrichtung ausgeübt, ohne dass sich die Position der Schaltwalze ändert oder mit einer Änderung der Position unter Zwischenschaltung von Federelementen in den Kraftfluss. Nach der Synchronisation wird in einer vierten Phase der Zielgang durch eine weitere Änderung der Position der Schaltwalze in die Ziel- bzw. Sollposition eingelegt. Abschließend wird das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine wieder aufgebaut und die Kupplung, sofern sie vorher geöffnet wurde, wieder geschlossen. Die Position der Schaltwalze bleibt dabei unverändert. Überschneidungen der vorgenannten Phasen sind möglich. Das für schnelle und komfortable Schaltungen notwendige Reglerverhalten ist erfindungsgemäß in den genannten Phasen des Gangwechsels und bei den Übergängen zwischen den Phasen nicht konstant . Es ändert sich damit in Abhängigkeit von der Reglerabweichung. Mit einer Anpassung der Reglerparameter in Abhängigkeit von der Reglerabweichung kann das Reglerverhalten entsprechend der Anforderungen in den einzelnen Phasen und der Phasenübergänge verändert werden.A gear change from an origin to a target gear consists of several phases. An exemplary phase curve during a gear change is shown below. Depending on the phases, the position of the shift drum changes or remains constant. In a first phase, the torque delivered by a drive machine is reduced. At the same time, a clutch arranged between the drive machine and the gear change transmission can be opened at least partially; the position of the shift drum remains unchanged. In a second phase, the original route is laid out. This is achieved by rotating the shift drum. In a third phase, a transmission input shaft is synchronized to a synchronous speed in the target gear. In a so-called synchronized gear change transmission, this is done with a synchronizing device, for example synchronizing rings, which is each assigned to a gear. During the synchronization, a force is exerted on the synchronizing device by the shift drum without the position of the shift drum changing or with a change in position with the interposition of spring elements in the force flow. After synchronization, in a fourth phase the target gear is engaged by a further change in the position of the shift drum in the target or target position. Finally, the output torque of the drive machine is built up again and the clutch, if it was opened previously, closed again. The position of the shift drum remains unchanged. The phases mentioned above may overlap. According to the invention, the controller behavior required for fast and comfortable shifting is not constant in the phases of the gear change mentioned and in the transitions between the phases. It changes depending on the controller deviation. By adapting the controller parameters depending on the controller deviation, the controller behavior can be changed according to the requirements in the individual phases and the phase transitions.
Ein vergleichbares Verhalten der Steuerungseinrichtung lässt sich auch mit einer Steuerung des Ansteuersignais für das Stellglied erreichen. Die Steuerung wäre in diesem Fall vom Verdrehwinkel der Schaltwalze abhängig. Dieser kann ausgehend von der Position im Ursprungsgang bestimmt werden. Alternativ dazu kann der zum Einlegen des Zielgangs noch notwendige Verdrehwinkel genutzt werden. Dieser entspricht der beschriebenen Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position der Schaltwalze bei Verwendung eines Positionsreglers .A comparable behavior of the control device can also be achieved by controlling the control signal for the actuator. The control would depend on the angle of rotation of the shift drum in this case. This can be determined based on the position in the source corridor. Alternatively, the twist angle still required to engage the target gear can be used. This corresponds to the described deviation of the actual position from the target position of the shift drum when using a position controller.
Eine Anforderung an ein Zahnräderwechselgetriebe ist die Durchführung von schnellen Gangwechseln. Ein Grund dafür ist, dass damit sehr schnell wieder ein Kraftfluss zwischen Antriebsmaschine und angetriebenen Fahrzeugrädern möglich ist. Um dies erreichen zu können, muss die Position der Schaltwalze sehr schnell verändert, also sehr schnell gedreht werden. Bei einer zu hohen Verdrehgeschwindigkeit kann es dabei zu einem sogenannten, unangenehm spürbaren Synchronschlag kommen. Ein Synchronschlag tritt dann auf, wenn die Synchronisierung zu schnell angefahren wird, die Kraft auf die Synchronisiereinrichtung zu groß ist und damit der Synchronisationsvorgang zu schnell durchgeführt wird. In anderen Phasen des Gangwechsels kann aber durchaus eine höhere Verdrehgeschwindigkeit ohne Komforteinbußen möglich sein. Mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem kann die Verdrehgeschwindigkeit an die Anforderungen der einzelnen Phasen angepasst werden. Beispielsweise kann diese vor und/oder während des Synchronisationsvorgangs reduziert werden, indem der Positionsregler das Stellglied mit einem Ansteuersignal ansteuert, welches kleiner als das maximale Ansteuersignal ist .One requirement for a gear change transmission is to carry out fast gear changes. One reason for this is that a power flow between the drive machine and the driven vehicle wheels is possible again very quickly. In order to be able to achieve this, the position of the shift drum must be changed very quickly, i.e. rotated very quickly. If the speed of rotation is too high, a so-called, uncomfortably noticeable synchro beat can occur. A synchronous beat occurs when the synchronization is started too quickly, the force on the synchronizing device is too great and the synchronization process is therefore carried out too quickly. In other phases of gear change, however, a higher twisting speed can be possible without sacrificing comfort. With the control system according to the invention, the rotational speed can be adapted to the requirements of the individual phases. For example, this can be done and / or be reduced during the synchronization process in that the position controller controls the actuator with a control signal which is smaller than the maximum control signal.
In anderen Phasen kann eine höhere, insbesondere maximale Verdrehgeschwindigkeit eingestellt werden. Dazu wird das Stellglied mit einem betragsmäßig maximalen Ansteuersignal angesteuert . Dies kann ohne negative Auswirkungen auf den Komfort insbesondere beim Auslegen des Ursprungsgangs und/oder nach der Synchronisation der Getriebeeingangswelle erfolgen.Damit sind komfortable und gleichzeitig schnelle Gangwechsel möglich.In other phases, a higher, in particular maximum, rotational speed can be set. For this purpose, the actuator is controlled with a maximum control signal in terms of amount. This can be done without negatively impacting comfort, especially when disengaging the original gear and / or after synchronizing the transmission input shaft, making comfortable and fast gear changes possible.
In Ausgestaltung der Erfindung weist der Positionsregler einen Proportional- und einen Konstantanteil auf. Ein Proportionalfaktor des Proportionalanteils und/oder der Konstantanteil ist von einer Abweichung einer Ist-Position von der Soll-Position der Schaltwalze, also von der Regelabweichung des Positionsreglers abhängig. Der Proportional- und/oder der Konstantanteil können dabei auch Null sein.In an embodiment of the invention, the position controller has a proportional and a constant component. A proportional factor of the proportional component and / or the constant component is dependent on a deviation of an actual position from the target position of the shift drum, that is to say on the control deviation of the position controller. The proportional and / or constant portion can also be zero.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Abweichung in verschiedene Abschnitte unterteilt. Die Abweichung kann dabei, je nachdem ob eine Hoch- oder eine Rückschaltung durchgeführt wird, negativ oder positiv sein. Der Proportionalfaktor und der Konstantanteil sind innerhalb dieser Abschnitte konstant. Die Abschnitte können zumindest teilweise den genannten Phasen während des Gangwechsels und Übergängen zwischen der Phasen entsprechen. Damit wird ein einfacher Aufbau des Reglers erreicht. Damit ist auch die Abstimmung des Reglers in Form einer Festlegung der Reglerparameter besonders schnell durchführbar.In an embodiment of the invention, the deviation is divided into different sections. The deviation can be negative or positive, depending on whether an upshift or a downshift is carried out. The proportional factor and the constant component are constant within these sections. The sections can at least partially correspond to the phases mentioned during the gear change and transitions between the phases. A simple construction of the controller is thus achieved. This means that the controller can also be tuned particularly quickly in the form of a determination of the controller parameters.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Proportionalfaktor in ausgewählten Abschnitten der genannten Abweichung Null. Damit kann in den ausgewählten Abschnitten ein konstantes Ansteuersignal für das Stellglied erzeugt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft in einem ersten Abschnitt, in welchem der Ursprungsgang ausgelegt wird und/oder in einem dritten Abschnitt, in welchem die Synchronisation der Getriebeeingangswelle stattfindet und/oder in einem vierten Abschnitt, in welchem ein Einlegen des Zielgangs beginnt. Im ersten und im vierten Abschnitt kann die Schaltwalze mit einer maximalen Geschwindigkeit gedreht werden, ohne dass dies negative Auswirkungen auf den Komfort des Gangwechsels hat. Damit ergeben sich besonders schnelle und gleichzeitig komfortable Gangwechsel, wenn in diesen Abschnitten der Konstantanteil dem betragsmäßig maximalen Ansteuersignal entspricht, die Position der Schaltwalze also mit maximaler Geschwindigkeit verändert wird.In an embodiment of the invention, the proportional factor is zero in selected sections of the deviation mentioned. This allows a constant in the selected sections Control signal for the actuator are generated. This is particularly advantageous in a first section in which the original gear is designed and / or in a third section in which the synchronization of the transmission input shaft takes place and / or in a fourth section in which engagement of the target gear begins. In the first and fourth sections, the shift drum can be rotated at maximum speed, without this having a negative impact on the comfort of changing gears. This results in particularly fast and at the same time comfortable gear changes if the constant component in these sections corresponds to the maximum control signal in terms of amount, that is to say the position of the shift drum is changed at maximum speed.
Im dritten Abschnitt, also während der Synchronisation kann damit ein Ansteuersignal eingestellt werden, welches eine Synchronisation ohne Synchronschlag erlaubt, die aber dennoch so schnell wie möglich durchgeführt wird.In the third section, i.e. during the synchronization, a control signal can be set which allows synchronization without a synchro beat, but which is nevertheless carried out as quickly as possible.
In Ausgestaltung der Erfindung beginnt der dritte Abschnitt bei einer, im Vergleich zu einer Abweichung bei Beginn der Synchronisation, größeren Abweichung. Damit wird schon vor Beginn der Synchronisation die Geschwindigkeit der Änderung der Position der Schaltwalze auf das erlaubte Maß begrenzt. Damit wird ein Synchronschlag sicher vermieden. Die genaue Position der Schaltwalze bei Beginn der Synchronisation muss dazu nicht bekannt sein, da ein Sicherheitsabstand eingehalten wird. Mit dem Sicherheitsabstand kann auch eine Veränderung der Position bei Beginn der Synchronisation, beispielsweise durch Bauteiltoleranzen oder Verschleiß kompensiert werden. Eine Verlängerung der Schaltzeit ist dabei kaum merkbar.In an embodiment of the invention, the third section begins with a larger deviation compared to a deviation at the start of the synchronization. This means that the speed of the change in the position of the shift drum is limited to the permitted level before the start of synchronization. This reliably avoids a synchro beat. The exact position of the shift drum at the start of synchronization does not have to be known, since a safety distance is maintained. A change in position at the start of the synchronization, for example due to component tolerances or wear, can also be compensated with the safety distance. An extension of the switching time is hardly noticeable.
In Ausgestaltung der Erfindung entspricht in einem fünften Abschnitt, welcher auf den vierten Abschnitt in Richtung kleiner Abweichung folgt, und in einem sechsten Abschnitt, welcher dem fünften Abschnitt in der selben Richtung folgt, der Proportionalfaktor einem konstanten Wert ungleich Null. Der Betrag des Proportionalitätsfaktors im sechsten Abschnitt ist dabei betragsmäßig kleiner als der Proportionalitätsfaktor im fünften Abschnitt. In einem siebten Abschnitt, welcher bei einer Abweichung von Null endet, ist der Proportionalfaktor und der Konstantanteil Null. Im siebten Abschnitt ist der Regler damit unempfindlich gegen sogenanntes Messrauschen bei der Bestimmung der Ist- Position der Schaltwalze. Mit dem derartigen Regler wird eine stabile und stationär genaue Regelung ermöglicht.In an embodiment of the invention, in a fifth section, which follows the fourth section in the direction of a small deviation, and in a sixth section, which follows the fifth section in the same direction, the proportional factor has a non-zero constant value. The amount of the proportionality factor in the sixth section is smaller than the proportionality factor in the fifth section. In a seventh section, which ends with a deviation from zero, the proportional factor and the constant component are zero. In the seventh section, the controller is insensitive to so-called measurement noise when determining the actual position of the shift drum. With such a controller, a stable and steadily accurate control is made possible.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Grenzen der genannten Abschnitte veränderbar. Die Grenzen können damit adaptiert werden. Die Position der Schaltwalze bei Beginn und Ende der genannten Phasen des Gangwechsels können auf Grund von Beobachtung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs oder des Stellglieds, beispielsweise der gemessenen Position der Schaltwalze, der Drehzahlen des Zahnräderwechselgetriebes oder der Stromstärke durch das Stellglied, bestimmt werden. Der Beginn der Synchronisation ist beispielsweise durch einen plötzlichen Anstieg der Stromstärke des Ansteuerstroms für das Stellglied erkennbar. Durch Vergleich der ermittelten Positionen mit den abgespeicherten Grenzen der Abschnitte können die Grenzen an die tatsächlichen Begebenheiten angepasst werden.In an embodiment of the invention, the limits of the sections mentioned can be changed. The limits can thus be adapted. The position of the shift drum at the beginning and end of the phases of the gear change mentioned can be determined on the basis of observation of operating variables of the motor vehicle or of the actuator, for example the measured position of the shift drum, the rotational speeds of the gear change transmission or the current through the actuator. The start of the synchronization can be recognized, for example, by a sudden increase in the current strength of the control current for the actuator. By comparing the determined positions with the saved limits of the sections, the limits can be adapted to the actual circumstances.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Grenzen der genannten Abschnitte und/oder die Proportionalitätsfaktoren und/oder die Konstantanteile vom Ist- und Zielgang abhängig. Das optimale Reglerverhalten ist nicht für alle möglichen Gangwechsel identisch. Dies ist beispielsweise durch unterschiedliche Geometrien oder unterschiedlichen Verschleiß in den verschiedenen Gängen begründet. Durch die genannten Abhängigkeiten kann das Reglerverhalten für jeden Gangwechsel optimal gestaltet werden. Alternativ oder zusätzlich zu den genannten Abhängigkeiten können die Grenzen der genannten Abschnitte und/oder die Proportionalitätsfaktoren und/oder die Konstantanteile von weiteren Zustands-, Betriebs- oder Umweltgrößen des Kraftfahrzeugs abhängig sein.In an embodiment of the invention, the limits of the sections mentioned and / or the proportionality factors and / or the constant portions depend on the actual and target gear. The optimal controller behavior is not identical for all possible gear changes. This is due, for example, to different geometries or different wear in the different gears. Due to the dependencies mentioned, the controller behavior can be optimally designed for every gear change. As an alternative or in addition to the above-mentioned dependencies, the limits of the above-mentioned sections and / or the proportionality factors and / or the constant components can depend on further state, operating or environmental variables of the motor vehicle.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . In der Zeichnung zeigen:Further embodiments of the invention are evident from the description and the drawing. Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. The drawing shows:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Zahnräderwechsel- getriebes mit einer Schaltwalze und einem Steuersystem für die Schaltwalze und1 shows a section of a gear change transmission with a shift drum and a control system for the shift drum and
Fig. 2 eine Kennlinie eines Positionsreglers desFig. 2 is a characteristic curve of a position controller
Steuersystems der Schaltwalze.Control system of the shift drum.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines schematisch dargestellten Zahnräderwechselgetriebes mit einer SchaltvorrichtungFig. 1 shows a section of a schematically illustrated gear change transmission with a switching device
10 zur Betätigung von Schaltelementen zum Ein- und Auslegen der verschienenen Gänge des Zahnräderwechselgetriebes . Das Zahnräderwechselgetriebe verfügt über mehrere Schaltelemente, wobei nur ein Schaltelement in Form einer Schiebemuffe10 for actuating switching elements for inserting and disengaging the various gears of the gear change transmission. The gear change transmission has several shift elements, only one shift element in the form of a sliding sleeve
11 dargestellt und nachfolgend stellvertretend genannt ist.11 and is mentioned below as a representative.
Die Schaltvorrichtung 10 verfügt über eine um eine Drehachse 12 drehbare Schaltwalze 13, welche von einem Stellglied in Form eines Elektromotors 14 angetrieben wird. Auf einer Ausgangswelle 15 des Elektromotors 14 ist ein Zahnrad 16 befestigt, das mit einer an die Schaltwalze 13 angeformten Außenverzahnung 17 kämmt.The switching device 10 has a switching drum 13 which can be rotated about an axis of rotation 12 and which is driven by an actuator in the form of an electric motor 14. On an output shaft 15 of the electric motor 14, a gear 16 is attached, which meshes with an external toothing 17 molded onto the shift drum 13.
Die Schaltwalze 13 verfügt über eine Steuerkurve 18, in welche ein Schaltstift 19 eingreift. Der Schaltstift 19 ist über ein Koppelelement 20 mit einer Schaltgabel 21 verbunden. Die Schaltgabel 21 umschließt teilweise die Schiebe- muffe 11. Damit kann bei einer Drehung der Schaltwalze 13 die Schiebemuffe 11 entsprechend dem Verlauf der Steuerkurve 18 parallel zur Drehachse 12 der Schaltwalze 13 verschoben werden. Durch das Verschieben der Schiebemuffe 11 kann ein Gang im Zahnräderwechselgetriebe in bekannter Weise ein- oder ausgelegt werden. Die Schaltwalze 13 verfügt für jedes weitere Schaltelement über eine entsprechende, nicht dargestellte Steuerkurve. Damit kann durch Verdrehen der Schaltwalze 13 jeder Gang des Zahnräderwechselgetriebes ein- oder ausgelegt werden. Mit der dargestellten Schalt- Vorrichtung 10 können die Gänge sequenziell nacheinander ein- und ausgelegt werden. Die Schaltvorrichtung kann aber auch so ausgeführt sein, dass das Ein- und Auslegen einzelner Gänge übersprungen werden kann. Dies kann beispielsweise mit einer in der EP 0 741 258 Bl beschriebenen Schaltwalze erreicht werden.The shift drum 13 has a control cam 18 in which a shift pin 19 engages. The shift pin 19 is connected to a shift fork 21 via a coupling element 20. The shift fork 21 partially encloses the sliding sleeve 11. With a rotation of the shift drum 13, the sliding sleeve 11 can be moved parallel to the axis of rotation 12 of the shift drum 13 in accordance with the course of the control cam 18. By shifting the sliding sleeve 11, a gear in the gear change transmission can be engaged or disengaged in a known manner. The shift drum 13 has a corresponding cam, not shown, for each additional shift element. Each gear of the gear change transmission can thus be engaged or disengaged by rotating the shift drum 13. With the illustrated switching device 10, the gears can be sequentially engaged and disengaged. The switching device can also be designed so that the engagement and disengagement of individual gears can be skipped. This can be achieved, for example, with a shift drum described in EP 0 741 258 B1.
Der Elektromotor 14 wird von einer Steuerungseinrichtung 22 angesteuert. Die Steuerungseinrichtung 22 steht außer mit dem Elektromotor 14 mit einem Positionssensor 23 und einem Bedienhebel 24 in SignalVerbindung. Mittels des Positionssensors kann die aktuelle Ist-Position der Schaltwalze 13 erfasst werden. Schaltungen von einem Ursprungsgang in einen Zielgang können von einem Fahrzeugführer mittels des Bedienhebels 24 oder auf an sich bekannte Weise von der Steuerungseinrichtung 22 in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit und Stellung eines Fahrpedals, bestimmt werden.The electric motor 14 is controlled by a control device 22. The control device 22 is in addition to the electric motor 14 with a position sensor 23 and an operating lever 24 in signal connection. The current actual position of the shift drum 13 can be detected by means of the position sensor. Shifts from an original gear into a target gear can be determined by a vehicle driver using the control lever 24 or in a manner known per se by the control device 22 as a function of operating variables of the motor vehicle, such as vehicle speed and position of an accelerator pedal.
In der Steuerungseinrichtung 22 ist ein Positionsregler enthalten, welcher die Schaltwalze 13 auf die aktuelle Soll-Position einstellt. Dazu verändert die Steuerungseinrichtung 22 die Polarität und/oder die Höhe der am Elektromotor 14 angelegten Spannung. Durch Änderung der Polarität kann die Drehrichtung und durch Änderung der Höhe der Spannung die Drehgeschwindigkeit bzw. das aufbringbare Drehmoment des Elektromotors 14 verändert werden. Das Ansteuer- signal wird vom Positionsregler aus der Ist-Position und der Soll-Position der Schaltwalze 13 entsprechend einer Kennlinie bestimmt.The control device 22 contains a position controller which sets the shift drum 13 to the current desired position. For this purpose, the control device 22 changes the polarity and / or the level of the voltage applied to the electric motor 14. By changing the polarity, the direction of rotation and by changing the amount of voltage, the speed of rotation or the torque that can be applied to the electric motor 14 can be changed. The control signal is determined by the position controller from the actual position and the target position of the shift drum 13 according to a characteristic curve.
Bei der Auslösung einer Schaltung von einem Ursprungs- in einen Zielgang wird von der Steuerungseinrichtung 22 eine neue Soll-Position der Schaltwalze 13 vorgegeben. Der Positionsregler berechnet damit entsprechende Steuersignale für den Elektromotor 14, so dass die Schaltwalze 13 in die Soll-Position gebracht wird.When a shift from an origin to a target gear is triggered, the control device 22 predefines a new desired position of the shift drum 13. The position controller thus calculates corresponding control signals for the electric motor 14, so that the shift drum 13 is brought into the desired position.
Die Kennlinie 32 des Positionsreglers ist in Fig. 2 dargestellt. Auf einer Abszisse 30 ist die Abweichung der Ist- Position zur Soll-Position der Schaltwalze 13; auf einer Ordinate 31 ist die Höhe des Ansteuersignais für den Elektromotor 14 in Form der angelegten Spannung aufgetragen. Die Kennlinie ist nur für positive Abweichungen dargestellt. Für negative Abweichungen ergibt sich die Kennlinie aus einer Spiegelung der dargestellten Kennlinie 32 an der Ordinate 31. Asymmetrische Kennlinienverläufe sind ebenfalls möglich. Bei einem Gangwechsel wird die Kennlinie 32 von betragsmäßig großen Abweichungen in Richtung kleinen Abweichungen hin durchlaufen.The characteristic curve 32 of the position controller is shown in FIG. 2. The deviation of the actual position from the target position of the shift drum 13 is on an abscissa 30; The ordinate 31 plots the level of the control signal for the electric motor 14 in the form of the applied voltage. The characteristic curve is only shown for positive deviations. For negative deviations, the characteristic curve results from a mirroring of the characteristic curve 32 shown on the ordinate 31. Asymmetrical characteristic curves are also possible. When changing gear, the characteristic curve 32 is traversed by large deviations in the direction of small deviations.
Die Kennlinie 32 weist einen Proportionalanteil und einen Konstantanteil auf. Der Proportionalanteil bewirkt eine Steigung der Kennlinie 32, deren Größe dem Proportionalfaktor des Proportionalanteils entspricht. Der Konstantanteil bewirkt eine Verschiebung der Kennlinie 32 entlang der Abszisse 31. Der Proportionalfaktor und der Konstantanteil ändern sich in Abhängigkeit von der Abweichung der Ist- Position von der Soll-Position, wobei die Größen abschnittsweise konstant sind.The characteristic curve 32 has a proportional component and a constant component. The proportional component causes an increase in the characteristic curve 32, the size of which corresponds to the proportional factor of the proportional component. The constant component causes the characteristic curve 32 to be displaced along the abscissa 31. The proportional factor and the constant component change as a function of the deviation of the actual position from the target position, the sizes being constant in sections.
Der Gangwechsel beginnt mit einer Abweichung 33, welche dem Verdrehwinkel zwischen der Position der Schaltwalze 13 im Ursprungsgang und der Ziel-Position im Zielgang entspricht. Zu Beginn des Gangwechsels wird das abgegebene Drehmoment einer nicht dargestellten Antriebsmaschine abgebaut und eine ebenfalls nicht dargestellte Kupplung zwischen Antriebsmaschine und Zahnräderwechselgetriebe geöff et. Anschließend wird die Schaltwalze 13 in Richtung der Soll-Position verdreht, so dass die Abweichung abnimmt. An der Schiebemuffe des Ursprungsgangs liegt kein Drehmoment mehr an, so dass in einem ersten Abschnitt a der Ursprungsgang durch Verschieben der Schiebemuffe ausgelegt wird. Das Auslegen kann mit maximaler Drehgeschwindigkeit erfolgen, so dass die Spannung einem Maximalwert 34 entspricht. Der Proportionalfaktor und damit der Proportionalanteil ist im Abschnitt a Null, der Konstantanteil entspricht dem Maximalwert 34.The gear change begins with a deviation 33, which corresponds to the angle of rotation between the position of the shift drum 13 in the original gear and the target position in the target gear. At the beginning of the gear change, the torque output of a drive machine, not shown, is reduced and a clutch, also not shown, between the drive machine and gear change transmission is opened. The shift drum 13 is then rotated in the direction of the desired position, so that the deviation decreases. There is no more torque on the sliding sleeve of the original gear, so that in a first section a the original gear is designed by moving the sliding sleeve. The design can take place at the maximum rotational speed, so that the voltage corresponds to a maximum value 34. The proportional factor and thus the proportional component is zero in section a, the constant component corresponds to the maximum value 34.
Bei einer Abweichung 35 beginnt die Synchronisierung des Zielgangs zu wirken. Bei Erreichen dieser Abweichung 35 darf die Verdrehgeschwindigkeit der Schaltwalze 13 nicht zu groß sein, da sonst ein spürbaren Synchronschlag auftreten würde. Aus diesem Grund wird in einem zweiten Abschnitt b, der auf den Abschnitt a in Richtung kleinerer Abweichungen folgt, der Proportionalitätsfaktor und der Konstantanteil so gewählt, dass bei einer Abweichung 36, die um einen Sicherheitsabstand größer ist als die Abweichung 35, bei der die Synchronisierung zu wirken beginnt, eine Spannung 37 erreicht wird, bei welcher kein Synchronschlag auftritt. Im Abschnitt b verbindet die Kennlinie 32 den Maximalwert 34 der Spannung mit der Spannung 37.In the event of a deviation 35, the synchronization of the target gear begins to take effect. When this deviation 35 is reached, the speed of rotation of the shift drum 13 must not be too high, since otherwise a noticeable synchronous beat would occur. For this reason, in a second section b, which follows section a in the direction of smaller deviations, the proportionality factor and the constant component are selected such that in the event of a deviation 36, which is larger by a safety margin than the deviation 35, in which the synchronization begins to act, a voltage 37 is reached at which no synchronous beat occurs. In section b, the characteristic curve 32 connects the maximum value 34 of the voltage with the voltage 37.
Im darauf folgenden dritten Abschnitt c bleibt die Spannung 37 konstant erhalten. Der Proportionalitätsfaktor ist damit wieder Null. Die Schaltwalze 13 wird dabei zuerst bis zur Abweichung 35 weitergedreht, bei der sie dann verharrt, bis die Synchronisation abgeschlossen ist. Anschließend kann die Schaltwalze 13 weitergedreht und damit die Synchronisierung durchgeschaltet werden. Bei der Abweichung 38 ist die Synchronisation sicher abgeschlossen, so dass in dem bei der Abweichung 38 beginnenden vierten Abschnitt d die Spannung wieder auf den Maximalwert 34 gesetzt wird. Damit wird die Schaltwalze mit maximaler Geschwindigkeit verdreht und das Einlegen des Zielgangs mit maximaler Geschwindigkeit begonnen. Rechtzeitig vor Erreichen der Soll-Position muss die Geschwindigkeit reduziert werden, da es sonst zu einem starken Überschwingen kommen würde .In the subsequent third section c, the voltage 37 remains constant. The proportionality factor is again zero. The shift drum 13 is first rotated until the deviation 35, at which it then remains until the synchronization is complete. The shift drum 13 can then be rotated further and the synchronization switched through. In the case of the deviation 38, the synchronization is safely completed, so that the voltage is set to the maximum value 34 again in the fourth section d beginning with the deviation 38. The shift drum is rotated at maximum speed and the target gear is engaged at maximum speed. The speed must be reduced in good time before the target position is reached, otherwise there would be a strong overshoot.
Deshalb schließt sich an den Abschnitt d ein fünfter Abschnitt e mit einem Proportionalitätsfaktor größer Null an. Die Spannung sinkt also mit fallender Abweichung ab. Der Konstantanteil im Faktor e ist so gewählt, dass sich ein stetiger Verlauf der Kennlinie 32 ergibt. Bei einer Abweichung 39 beginnt ein sechster Abschnitt f, wobei die Kennlinie flacher und damit der Proportionalitätsfaktor kleiner wird.For this reason, section d is followed by a fifth section e with a proportionality factor greater than zero. The voltage drops with a falling deviation. The constant component in the factor e is chosen such that the characteristic curve 32 is continuous. In the event of a deviation 39, a sixth section f begins, the characteristic curve becoming flatter and the proportionality factor smaller.
Bei einer Abweichung 40 ist die Soll-Position quasi erreicht . Aus diesem Grund wird in einem damit beginnenden siebten Abschnitt g der Proportionalitätsfaktor und der Konstantanteil zu Null, womit sich eine Spannung von Null ergibt. Die Schaltwalze wird also nicht weitergedreht. Die Schaltvorrichtung 10 ist so ausgelegt, dass der Zielgang sicher eingelegt ist, wenn die Position der Schaltwalze 13 innerhalb eines Toleranzbereichs um die Soll-Position liegt. Der Toleranzbereich wird in positiver Richtung durch die Abweichung 40 begrenzt. Das Reglerverhalten in den Abschnitten d bis g erlaubt eine stabile und stationär genaue Regelung der Position der Schaltwalze 13.In the event of a deviation 40, the target position is virtually reached. For this reason, in a seventh section g that begins with this, the proportionality factor and the constant component become zero, which results in a voltage of zero. The shift drum is therefore no longer rotated. The switching device 10 is designed such that the target gear is securely engaged when the position of the shift drum 13 is within a tolerance range around the desired position. The tolerance range is limited in the positive direction by the deviation 40. The controller behavior in sections d to g allows the position of the shift drum 13 to be controlled stably and precisely.
Sobald der Zielgang eingelegt ist, wird die Kupplung wieder geschlossen und das vom Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment der Antriebsmaschine eingestellt. Der Gangwechsel ist damit abgeschlossen. Die Kennlinie kann neben den dargestellten Abschnitten noch weitere Abschnitte aufweisen.As soon as the target gear is engaged, the clutch is closed again and the torque of the drive machine requested by the driver is set. The gear change is now complete. In addition to the sections shown, the characteristic curve can also have further sections.
Das beschriebene Steuersystem kann auch für andere Schalt- vorrichtungen, beispielsweise mit an sich bekannten Schalt- Stangen verwendet werden. Diese können gedreht und/oder verschoben werden, so dass die Position neben einer Winkel- position auch einem Verschiebeweg gegenüber einer Neutral- Stellung entsprechen kann. The control system described can also be used for other switching devices, for example with switching rods known per se. These can be rotated and / or shifted so that the position can correspond to an angular position as well as a displacement distance from a neutral position.
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