DE102022201585A1 - Measuring and calibrating device for a manual transmission - Google Patents

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Gianna Rivera-Schlottbohm
Marco Hellebrandt
Alexander Baar
Alex Schneidmueller
Eike Von Wittich
Mike Micheel
Dennis Weir
Bartholomaeus Glinka
Manuel Matalla
Fabian Lukas Grimm
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kalibriervorrichtung und ein Verfahren zum Kalibrieren eines Schaltgetriebes, welches zwei Zahnräder (2) und eine dazwischen angeordnete Schalt-/Kupplungsmuffe (6) aufweist, welche jeweils koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) durch einen Elektromotor antreibbar ist, um wahlweise mit einem der zwei Zahnräder (2) in Eingriff zu kommen, wobei die Kalibriervorrichtung eine Drehwinkelerfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel eines Elektromotors zu erfassen, und eine Rechnereinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, folgende Schritte auszuführen: Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine erste Richtung zu bewegen (S2), Erfassen eines ersten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der ersten Richtung blockiert ist (S3), Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine zweite Richtung zu bewegen (S4), Erfassen eines zweiten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der zweiten Richtung blockiert ist (S3), und Speichern und Auswerten der ersten und zweiten End-Drehwinkel des Elektromotors.The present disclosure relates to a calibration device and a method for calibrating a manual transmission, which has two gears (2) and a shift/clutch sleeve (6) arranged between them, which are each arranged coaxially to one another, the shift/clutch sleeve (6) through an electric motor can be driven in order to selectively engage with one of the two gears (2), the calibration device having a rotational angle detection device which is designed to detect a rotational angle of an electric motor, and a computer unit which is designed to do the following steps to carry out: driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve (6) in a first direction (S2), detecting a first end rotation angle of the electric motor via the rotation angle detection device when a movement of the shift/clutch sleeve (6) in the first direction is blocked (S3), driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve (6) in a second direction (S4), detecting a second end rotation angle of the electric motor via the rotation angle detection device when a movement of the shift/clutch sleeve (6) Coupling sleeve (6) is blocked in the second direction (S3), and storing and evaluating the first and second end angles of rotation of the electric motor.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kalibriervorrichtung und ein Verfahren zum Kalibrieren eines Schaltgetriebes, welches zwei Zahnräder und eine dazwischen angeordnete Schalt-/Kupplungsmuffe aufweist, welche jeweils koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe durch einen Elektromotor antreibbar ist, um wahlweise mit einem der zwei Zahnräder in Eingriff zu kommen.The present disclosure relates to a calibration device and a method for calibrating a manual transmission, which has two gears and a shift/clutch sleeve arranged between them, which are each arranged coaxially to one another, the shift/clutch sleeve being drivable by an electric motor in order to be selectively connected to a of the two gears to mesh.

Gemäß dem Stand der Technik, insbesondere auf dem Gebiet der Schaltgetriebe im elektrischen Antriebsstrang für schwere Nutzfahrzeuge (NKW), werden Schaltgetriebe mit Schalt-/Kupplungsmuffen eingesetzt, welche über Schaltgabeln bewegt werden.According to the prior art, particularly in the field of manual transmissions in the electric drive train for heavy commercial vehicles (HGV), manual transmissions with shift/clutch sleeves are used, which are moved via shift forks.

Die derzeitigen Konzepte nutzen zur Schaltgabelbewegung vornehmlich hydraulische oder elektrohydraulische Systeme. Hydrauliksysteme werden deshalb favorisiert, da dadurch große Kräfte auf einem kleinen Bauraum bereitstellbar sind, wodurch Hydrauliksysteme sehr gut zum Antreiben/ für Stellbewegungen von Kupplungsmuffen geeignet sind. Dies trifft umso mehr zu, da im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge hohe Drehmomente im Getriebe übertragen werden und entsprechende Schalt-/ Kupplungsmuffen unter Umständen gegen diese hohen Lasten die Kupplungsbewegung durchführen müssen. Allerdings werden bei hydraulischen oder teilhydraulischen Systemen eine hohe Anzahl von Bauteilen benötigt, wodurch diese eine hohe Anzahl von Verschleißteilen und ein hohes Gewicht aufweisen. Somit entstehen hohe Fertigungs-, Montage-, Wartungs- und Betriebskosten.Current concepts primarily use hydraulic or electrohydraulic systems to move the shift fork. Hydraulic systems are favored because this means that large forces can be made available in a small space, which means that hydraulic systems are very well suited for driving/actuating movements of clutch sleeves. This is all the more true since in the area of heavy commercial vehicles high torques are transmitted in the transmission and corresponding shift/clutch sleeves may have to carry out the clutch movement against these high loads. However, in the case of hydraulic or partially hydraulic systems, a large number of components are required, as a result of which they have a large number of wearing parts and are heavy. This results in high production, assembly, maintenance and operating costs.

Rein elektrische Antriebe der Schaltgabelbewegung werden in der Regel nicht vorgesehen, da ein Elektromotor seine Position bzw. seinen Drehwinkel relativ erfassen/ tracken kann, während eine Spannungsversorgung vorhanden ist. Liegt ein Spannungsverlust vor (z.B. durch einen Batteriewechsel, Bauteildefekt, gegebenenfalls bei einer Start-Stopp-Automatik, O.Ä.), „vergisst“ der Elektromotor seine aktuelle Position/ seinen aktuellen Drehwinkel, welcher somit wieder auf Null gesetzt wird. Diese Position kann ferner jederzeit verdreht werden, sofern keine ggf. aufwändige mechanische Arretierung des Elektromotors bereitgestellt ist.Purely electrical drives for the movement of the shift fork are generally not provided, since an electric motor can relatively detect/track its position or its angle of rotation while a voltage supply is present. If there is a loss of voltage (e.g. due to a battery change, component defect, possibly with an automatic start-stop system, etc.), the electric motor "forgets" its current position/rotation angle, which is then reset to zero. Furthermore, this position can be rotated at any time, provided no mechanical locking of the electric motor, which may be complex, is provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kalibriervorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, durch welche Probleme des Stands der Technik reduziert oder beseitigt werden. Insbesondere soll eine einfache und sichere Kalibrierung einer elektrischen Verstellung einer Schalt-/ Kupplungsmuffe ermöglicht werden.The object of the present invention is to provide a calibration device and a corresponding method, by means of which problems of the prior art are reduced or eliminated. In particular, a simple and reliable calibration of an electrical adjustment of a shift/clutch sleeve should be made possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Kalibriervorrichtung und ein Kalibrierverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a calibration device and a calibration method according to the independent claims. Further advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Genauer wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Vermessen und Kalibrieren eines Schaltgetriebes, welches zwei Zahnräder und eine dazwischen angeordnete Schalt-/Kupplungsmuffe aufweist, welche jeweils koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe durch einen Elektromotor antreibbar ist, um wahlweise mit einem der zwei Zahnräder in Eingriff zu kommen. Die Kalibriervorrichtung weist eine Drehwinkelerfassungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel eines Elektromotors zu erfassen. Ferner weist die Kalibriervorrichtung eine Rechnereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, ein ggf. unabhängig beanspruchbares Verfahren zum Vermessen und Kalibrieren mit den folgenden Schritte auszuführen:

  • - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe in eine erste Richtung zu bewegen,
  • - Erfassen eines ersten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe in der ersten Richtung blockiert ist,
  • - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe in eine zweite Richtung zu bewegen,
  • - Erfassen eines zweiten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe in der zweiten Richtung blockiert ist, und
  • - Speichern und Auswerten der ersten und zweiten End-Drehwinkel des Elektromotors.
More precisely, the object is achieved by a device for measuring and calibrating a manual transmission, which has two gears and a shift/clutch sleeve arranged between them, which are each arranged coaxially to one another, the shift/clutch sleeve being drivable by an electric motor in order to optionally engage one of the two gears. The calibration device has a rotation angle detection device that is designed to detect a rotation angle of an electric motor. Furthermore, the calibration device has a computer unit which is designed to carry out a method for measuring and calibrating which may be independently claimable, with the following steps:
  • - driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve in a first direction,
  • - detecting a first final angle of rotation of the electric motor via the angle of rotation detection device when movement of the shift/clutch sleeve in the first direction is blocked,
  • - driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve in a second direction,
  • - detecting a second final rotation angle of the electric motor via the rotation angle detection device when movement of the shift/clutch sleeve in the second direction is blocked, and
  • - Saving and evaluating the first and second end angles of rotation of the electric motor.

Eine derartige Kalibriervorrichtung/ein derartiges Kalibrierverfahren ermöglicht die Verwendung eines rein elektrischen Antriebs zum Antreiben einer Schalt-/Kupplungsmuffe. Somit können Bauteile und Kosten eines entsprechenden Schaltgetriebes reduziert werden. Es wird eine genaue Positionierung der Schalt-/Kupplungsmuffel/einer zugehörigen Schaltgabel ermöglicht. Der vorliegenden Offenbarung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dadurch, dass der elektrische Stellaktuator/der Elektromotor gemäß dem Kalibrierungsverfahren mit festen Bezugswerten seiner Drehwinkelposition/seines Drehwinkels angelernt werden kann, eine besonders genaue, einfache und schnelle Messung bzw. Kalibrierung möglich ist. Somit ist der Einsatz eines Elektromotors ermöglicht, welcher relativ häufig kalibriert werden muss. Ferner wird durch eine derartige Vorrichtung/ein derartiges Verfahren eine präzise Vermessung der Kupplungsmechanik/des Schaltgetriebes bereitgestellt.Such a calibration device/such a calibration method enables the use of a purely electric drive for driving a shift sleeve/clutch sleeve. Thus, components and costs of a corresponding manual transmission can be reduced. Precise positioning of the shift/clutch muffle/an associated shift fork is made possible. The present disclosure is based on the finding that because the electric control actuator/the electric motor can be trained according to the calibration method with fixed reference values for its rotational angle position/angle of rotation, a particularly precise, simple and rapid measurement or calibration is possible. This enables the use of an electric motor, which has to be calibrated relatively frequently. Furthermore, by a Such a device / such a method provides a precise measurement of the clutch mechanism / the manual transmission.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit in dem Elektromotor integriert bzw. ist der Elektromotor ein sogenannter elektrischer Smart-Aktor. Insbesondere ist das Schaltgetriebe Teil eines elektrischen Antriebsstrangs für ein Fahrzeug, insbesondere ein schweres Nutzfahrzeug (NKW). Insbesondere ist die Rechnereinheit dazu ausgebildet, zu erfassen, dass ein Fahrzeug, in welchem die Schaltvorrichtung eingebaut ist, stillsteht, bevor die Kalibriervorrichtung durchgeführt wird. Eine Blockierung der Schalt-/Kupplungsmuffe (Muffe) insbesondere dann erfasst, wenn der Elektromotor für eine parametrierbare Zeit nicht mehr weiter verdreht/betätigt werden kann.The computer unit is preferably integrated in the electric motor or the electric motor is a so-called electric smart actuator. In particular, the manual transmission is part of an electric drive train for a vehicle, in particular a heavy commercial vehicle (LCV). In particular, the computer unit is designed to detect that a vehicle in which the switching device is installed is stationary before the calibration device is carried out. A blockage of the shift/clutch sleeve (sleeve) is detected in particular when the electric motor can no longer be rotated/actuated for a parameterizable time.

Bevorzugt hat die Kalibriervorrichtung ferner eine Positionserfassungsvorrichtung, die separat zur Drehwinkelerfassungseinrichtung ausgebildet ist und dazu ausgebildet ist, eine Position der Schalt-/Kupplungsmuffe relativ zu zumindest einem der zwei Zahnräder zu erfassen und mit dem Drehwinkel des Elektromotors zu vergleichen. Dies erhöht die Genauigkeit der Drehwinkelerfassung des Elektromotors und ermöglicht eine Plausibilitätsprüfung derselben. Gleichzeitig können durch die Verwendung der Drehwinkelerfassungseinrichtung zur Erfassung des Drehwinkels des Elektromotors insbesondere im späteren Betrieb des Schaltgetriebes hohe Rechenaufwände und durch bedingte Kosten, welche bei einer reinen Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung entstehen würden, vermieden werden. Die Positionserfassungsvorrichtung kann beispielsweise einen an der Schalt-/ Kupplungsmuffe und oder einem damit bewegten Bauteil befestigten PermanentMagneten aufweisen. Zu Beginn des Verfahrens wird in der Recheneinheit bevorzugt ein unbekannter Stellweg der Schalt-/ Kupplungsmuffe angenommen. Dadurch können Fehler vermieden werden, die dadurch bedingt sind, dass Spiele und Steifigkeiten in der Mechanik die gemessenen Positionen voneinander entkoppeln.The calibration device preferably also has a position detection device, which is designed separately from the rotational angle detection device and is designed to detect a position of the shift/clutch sleeve relative to at least one of the two gears and to compare it with the rotational angle of the electric motor. This increases the accuracy of the detection of the angle of rotation of the electric motor and enables a plausibility check of the same. At the same time, the use of the rotation angle detection device to detect the rotation angle of the electric motor, particularly during later operation of the manual transmission, avoids high computational complexity and associated costs that would arise if the position detection device were only used. The position detection device can, for example, have a permanent magnet attached to the shift/clutch sleeve and/or a component moved with it. At the beginning of the method, an unknown travel of the shift/clutch sleeve is preferably assumed in the computing unit. In this way, errors can be avoided that are caused by play and rigidity in the mechanics decoupling the measured positions from one another.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit dazu ausgebildet, vor dem Antreiben des Elektromotors die Positionserfassungsvorrichtung auszulesen, um eine Startposition der Schalt-/Kupplungsmuffe zu erfassen, und anschließend das Antreiben des Elektromotors durchzuführen, wobei eine Antriebsrichtung des Elektromotors abhängig von der Startposition der Schalt-/Kupplungsmuffe eingestellt wird. Dies ermöglicht es, einen Fahrweg beim Kalibrieren des Elektromotors zu optimieren und dadurch eine Kalibrierdauer zu minimieren.The computer unit is preferably designed to read out the position detection device before driving the electric motor in order to detect a starting position of the shift/clutch sleeve, and then to drive the electric motor, with a drive direction of the electric motor being set as a function of the starting position of the shift/clutch sleeve becomes. This makes it possible to optimize a travel path when calibrating the electric motor and thereby to minimize a calibration period.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet, einen basierend auf den ersten und zweiten Endpositionen eine maximale Bewegungsdistanz der Schalt-/Kupplungsmuffe zu berechnen und mit einem gespeicherten Abstand zwischen den Zahnrädern zu vergleichen. Dies entspricht im Wesentlichen einer zusätzlichen Plausibilitätsprüfung. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kalibrierung korrekt durchgeführt wurde bzw. dass die Schalt-/Kupplungsmuffe mit beiden Zahnrädern vollständig in Eingriff gebracht werden konnte. Der Abstand ist basierend auf der konkreten Konstruktion und/oder basierend auf einer initialen Messung bestimmt und in einem Speichermodul der Rechnereinheit hinterlegt.The computer unit is preferably also designed to calculate a maximum movement distance of the shift/clutch sleeve based on the first and second end positions and to compare it with a stored distance between the gears. This essentially corresponds to an additional plausibility check. This can be used to ensure that the calibration was performed correctly or that the shift/clutch sleeve could be fully engaged with both gears. The distance is determined based on the specific construction and/or based on an initial measurement and is stored in a memory module of the computer unit.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet, eine Warnmeldung auszugeben, wenn die maximale Bewegungsdistanz größer als der gespeicherte Abstand ist. Weiter bevorzugt wird durch die Warnmeldung eine Untersuchung in Hinblick auf Verschleißerscheinungen und/ oder mechanische Defekte im Schaltgetriebe eingeleitet. Dadurch ist es möglich, besonders früh derartige Verschleißerscheinungen und/oder Defekte zu erkennen und Maßnahmen zu ergreifen. The computer unit is preferably also designed to issue a warning message if the maximum movement distance is greater than the stored distance. The warning message also preferably initiates an investigation with regard to signs of wear and/or mechanical defects in the manual transmission. This makes it possible to identify such signs of wear and/or defects particularly early and to take action.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet, die vorhergehenden Schritte zu wiederholen, wenn die maximale Bewegungsdistanz kleiner als der gespeicherte Abstand ist. Somit kann auch bei einer frühzeitigen Blockierung der Schalt-/Kupplungsmuffe zum Beispiel, wenn Eingriffsklauen der Muffe auf Eingriffsklauen des betreffenden Zahnrads treffen, der Prozess wiederholt und abgeschlossen werden. Insbesondere wird eine bestimmte Anzahl solcher Wiederholungen durchgeführt, und wird, wenn bei der letzten Wiederholung die maximale Bewegungsdistanz immer noch kleiner als der gespeicherte Abstand ist, eine weitere Warnmeldung ausgegeben bzw. eine Untersuchung im Hinblick auf Verschleißerscheinungen und/oder mechanische Defekte im Schaltgetriebe eingeleitet.The computer unit is preferably also designed to repeat the previous steps if the maximum movement distance is less than the stored distance. Thus, even if the shift/clutch sleeve is blocked early, for example when the engagement claws of the sleeve meet the engagement claws of the relevant gear wheel, the process can be repeated and completed. In particular, a certain number of such repetitions are carried out and, if in the last repetition the maximum movement distance is still less than the stored distance, a further warning message is issued or an investigation is initiated with regard to signs of wear and/or mechanical defects in the manual transmission.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit dazu ausgebildet, einen Antriebs-Elektromotor, der den Antriebsstrang des Fahrzeugs antreibt, mit einer oszillierenden Drehzahl anzutreiben. In anderen Worten wird gleichzeitig mit der Bewegung des Schaltaktors/der Muffe durch den Elektromotor dem antreibenden Antriebs-Elektromotor im drehmomenten- oder drehzahlgesteuerten Regelmodus zunächst für eine bestimmte Zeitspanne ein/e geringe/s positive/s Drehmoment/Drehzahl und anschließend für die gleiche bestimmte Zeitspanne ein geringes negatives Drehmoment/Drehzahl vorgegeben. Dies führt zu einer Differenzdrehzahl an der Kupplungsverzahnung/ den Eingriffsklauen der Muffe bzw. der Zahnräder, die bei einem Eingriffs-/ Einkuppelvorgang der Muffe mit den Zahnrädern von Vorteil ist.The computer unit is preferably designed to drive an electric drive motor, which drives the drive train of the vehicle, at an oscillating speed. In other words, simultaneously with the movement of the shift actuator/sleeve by the electric motor, the driving drive electric motor in the torque- or speed-controlled control mode is initially given a low positive torque/speed for a specific period of time and then for the same specific time A small negative torque/speed is specified for a period of time. This leads to a differential speed at the clutch teeth/the engagement claws of the sleeve or the gears, which is advantageous when the sleeve engages/engages with the gears.

Bevorzugt ist die Rechnereinheit dazu ausgebildet, einen Start einer Spannungszufuhr zu dem Elektromotor zu erfassen und anschließend das Kalibrierverfahren einzuleiten. Somit kann automatisiert der Elektromotor kalibriert und stets präzise betrieben werden.The computer unit is preferably designed to detect a start of a voltage supply to the electric motor and then to initiate the calibration method. The electric motor can thus be automatically calibrated and always operated precisely.

Bevorzugt wird die Schalt-/Kupplungsmuffe rein elektrisch angetrieben.The shift/clutch sleeve is preferably driven purely electrically.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Figuren dargestellt.

  • 1 zeigt schematisch eine Schaltgetriebevorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Kalibrierverfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Preferred embodiments are shown in the figures.
  • 1 shows schematically a manual transmission device according to a preferred embodiment of the invention.
  • 2 Figure 12 shows a flow chart of a calibration method according to a preferred embodiment of the invention.

1 zeigt schematisch eine Schaltgetriebevorrichtung 1 mit zwei Zahnrädern 2, die in einer Axialrichtung koaxial zueinander angeordnet sind. An ihren einander zugewandten Stirnseiten haben die Zahnräder 2 jeweils erste Klauen 4. Zwischen den Zahnrädern 2 ist koaxial dazu eine Schalt-/Kupplungsmuffe 6 angeordnet, welche entlang der Axialrichtung verschiebbar ist. Die Schalt-/Kupplungsmuffe 6 hat an ihren Stirnseiten jeweils zweite Klauen 5. Wird die Schalt-/Kupplungsmuffe 6 ausgehend von einer mittigen Position zwischen den Zahnrädern 2 um eine erste Distanz a axial verschoben, liegen Stirnseiten der ersten und zweiten Klauen 4, 5 in einer Ebene quer zur Axialrichtung. Treffen die ersten und zweiten Klauen 4, 5 aufeinander, wird eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe 6 blockiert und ein entsprechender End-Drehwinkel eines Elektromotors erfasst, der die Schalt-/Kupplungsmuffe 6 antreibt. Alternativ gleiten die ersten und zweiten Klauen 4, 5 beim Weiterbewegen der Muffe 6 ineinander, sodass die Schalt-/Kupplungsmuffe 6 ausgehend von der mittigen Position um eine zweite Distanz von b verschoben wird, und wird ein entsprechender End-Drehwinkel erfasst. An der Schalt-/Kupplungsmuffe 6 kann radial außen ein Permanentmagnet 7 als ein Teil einer Positionserfassungsvorrichtung angebracht sein, welcher eine absolute Position der Schaltmuffe relativ zu den Zahnrädern 2 erfasst. 1 1 schematically shows a manual transmission device 1 with two gear wheels 2 which are arranged coaxially with one another in an axial direction. The gear wheels 2 each have first claws 4 on their end faces facing one another. A shift/clutch sleeve 6 is arranged coaxially between the gear wheels 2 and can be displaced along the axial direction. The shift/clutch sleeve 6 has second claws 5 on each of its end faces. If the shift/clutch sleeve 6 is displaced axially by a first distance a, starting from a central position between the gear wheels 2, the end faces of the first and second claws 4, 5 are in a plane transverse to the axial direction. When the first and second claws 4, 5 meet, a movement of the shift/clutch sleeve 6 is blocked and a corresponding end angle of rotation of an electric motor that drives the shift/clutch sleeve 6 is detected. Alternatively, as the sleeve 6 continues to move, the first and second jaws 4, 5 slide into each other so that the shift/clutch sleeve 6 is displaced a second distance of b from the central position and a corresponding final rotation angle is detected. A permanent magnet 7 can be mounted radially on the outside of the shift/clutch sleeve 6 as part of a position detection device, which permanent magnet detects an absolute position of the shift sleeve relative to the gear wheels 2 .

2 zeigt ein Blockschaltbild eines Kalibrierverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zunächst wird ein Zähler i = 1 gesetzt. In einem ersten Schritt S1 wird geprüft, ob der Zähler i kleiner als eine maximale Zählerzahl ist. Falls nein, wird eine Fehlermeldung E ausgegeben. Falls ja wird in einem zweiten Schritt S2 der Elektromotor mit einer positiven Drehzahlregelung betrieben, d. h. in einen Gang bzw. hin zu einem der Zahnräder 2 verfahren. Kann der Elektromotor für eine bestimmte Zeit nicht weiter verfahren werden, wird in einem dritten Schritt S3 ein Block bzw. eine Endposition erkannt und wird ein entsprechender Drehwinkel als ein erster End-Drehwinkel erkannt und gespeichert. 2 12 shows a block diagram of a calibration method in accordance with the present disclosure. First, a counter i=1 is set. In a first step S1 it is checked whether the counter i is less than a maximum number of counters. If not, an error message E is issued. If so, in a second step S2 the electric motor is operated with a positive speed control, ie moved into a gear or toward one of the gear wheels 2 . If the electric motor cannot be moved further for a specific time, a block or an end position is detected in a third step S3 and a corresponding angle of rotation is detected and stored as a first end angle of rotation.

Anschließend wird in einem vierten Schritt S4 der Elektromotor mit einer negativen Drehzahlregelung betrieben, d. h. in einen Gang bzw. hin zu dem anderen der Zahnräder 2 verfahren. Kann der Elektromotor für eine bestimmte Zeit nicht weiter verfahren werden, wird in einem fünften Schritt S5 ein zweiter Block bzw. eine zweite Endposition erkannt und wird ein entsprechender Drehwinkel als ein zweiter End-Drehwinkel erkannt und gespeichert.Subsequently, in a fourth step S4, the electric motor is operated with a negative speed control, i. H. move into one gear or towards the other of the gears 2. If the electric motor cannot be moved further for a specific time, a second block or a second end position is recognized in a fifth step S5 and a corresponding angle of rotation is recognized and stored as a second end angle of rotation.

Anschließend wird in einem sechsten Schritt S6 anhand der ersten und zweiten End-Drehwinkel eine Wegstrecke im berechnet, welche die Muffe 6 zurückgelegt hat. Die Wegstrecke wird mit einem gespeicherten Wert für den Abstand zwischen den Zahnrädern 2 verglichen. Ist diese Wegstrecke größer als der Abstand unter Berücksichtigung eines bestimmten Toleranzbereichs (z.B. Wegstrecke > b), wird eine Fehlermeldung E ausgegeben. Ist die Wegstrecke kleiner als der Abstand unter Berücksichtigung der Toleranzbereichs (z.B. Wegstrecke ≤ a), wird der Zähler um 1 erhöht (i=i+1) und wird das Verfahren ausgehend vom ersten Schritt S1 wiederholt. Entspricht die Wegstrecke dem Abstand oder liegt innerhalb des Toleranzbereichs, wird das Verfahren beendet.Then, in a sixth step S6, a distance im, which the sleeve 6 has covered, is calculated on the basis of the first and second end angles of rotation. The distance is compared with a stored value for the distance between the gears 2. If this distance is greater than the distance taking into account a specific tolerance range (e.g. distance > b), an error message E is issued. If the distance is less than the distance taking into account the tolerance range (e.g. distance ≤ a), the counter is increased by 1 (i=i+1) and the process starting from the first step S1 is repeated. If the distance corresponds to the distance or is within the tolerance range, the method is terminated.

BezugszeichenlisteReference List

11
Schaltgetriebevorrichtungmanual transmission device
22
Zahnrädergears
44
erste Klauenfirst claws
55
zweite Klauensecond claws
66
Schalt-/KupplungsmuffeShift/clutch sleeve
77
Permanentmagnet / PositionserfassungsvorrichtungPermanent magnet / position sensing device

Claims (10)

Vorrichtung zum Vermessen und Kalibrieren eines Schaltgetriebes, welches zwei Zahnräder (2) und eine dazwischen angeordnete Schalt-/Kupplungsmuffe (6) aufweist, welche jeweils koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) durch einen Elektromotor antreibbar ist, um wahlweise mit einem der zwei Zahnräder (2) in Eingriff zu kommen, wobei die Kalibriervorrichtung eine Drehwinkelerfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel eines Elektromotors zu erfassen, und eine Rechnereinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, folgende Schritte auszuführen: - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine erste Richtung zu bewegen (S2), - Erfassen eines ersten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der ersten Richtung blockiert ist (S3), - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine zweite Richtung zu bewegen (S4), - Erfassen eines zweiten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der zweiten Richtung blockiert ist (S3), und - Speichern und Auswerten der ersten und zweiten End-Drehwinkel des Elektromotors.Device for measuring and calibrating a manual transmission, which has two gear wheels (2) and a shift/clutch sleeve (6) arranged between them, which are each arranged coaxially to one another, the shift/clutch sleeve (6) being drivable by an electric motor in order to selectively engage with one of the two gears (2), the calibration device having a rotational angle detection device that is designed to detect a rotational angle of an electric motor, and a computer unit that is designed to carry out the following steps: - driving the electric motor to select the shift/clutch development sleeve (6) to move in a first direction (S2), - detecting a first end rotation angle of the electric motor via the rotation angle detection device when movement of the shift/clutch sleeve (6) in the first direction is blocked (S3), - driving of the electric motor to move the shift/clutch sleeve (6) in a second direction (S4), - detecting a second end rotation angle of the electric motor via the rotation angle detection device when a movement of the shift/clutch sleeve (6) in the second direction is blocked (S3), and - storing and evaluating the first and second end angle of rotation of the electric motor. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner einer Positionserfassungsvorrichtung (7), die separat zur Drehwinkelerfassungseinrichtung ausgebildet ist und dazu ausgebildet ist, eine Position der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) relativ zu zumindest einem der zwei Zahnräder zu erfassen und mit dem Drehwinkel des Elektromotors zu vergleichen.device after claim 1 , Furthermore, a position detection device (7), which is designed separately from the rotational angle detection device and is designed to detect a position of the shift/clutch sleeve (6) relative to at least one of the two gears and to compare it with the rotational angle of the electric motor. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Rechnereinheit dazu ausgebildet ist, vor dem Antreiben des Elektromotors die Positionserfassungsvorrichtung auszulesen, um eine Startposition der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) zu erfassen, und anschließend das Antreiben des Elektromotors durchzuführen, wobei eine Antriebsrichtung des Elektromotors abhängig von der Startposition der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) eingestellt wird.device after claim 2 , wherein the computer unit is designed to read out the position detection device before driving the electric motor in order to detect a starting position of the shift/clutch sleeve (6), and then to drive the electric motor, with a drive direction of the electric motor depending on the starting position of the shift -/clutch sleeve (6) is adjusted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet ist, einen basierend auf den ersten und zweiten Endpositionen eine maximale Bewegungsdistanz der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) zu berechnen und mit einem gespeicherten Abstand zwischen den Zahnrädern zu vergleichen.Device according to one of Claims 1 until 3 , wherein the computer unit is further designed to calculate a maximum movement distance of the shift/clutch sleeve (6) based on the first and second end positions and to compare it with a stored distance between the gears. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet ist, eine Warnmeldung auszugeben, wenn die maximale Bewegungsdistanz größer als der gespeicherte Abstand ist.device after claim 4 , wherein the computer unit is also designed to issue a warning if the maximum movement distance is greater than the stored distance. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei die Rechnereinheit ferner dazu ausgebildet ist, die vorhergehenden Schritte zu wiederholen, wenn die maximale Bewegungsdistanz kleiner als der gespeicherte Abstand ist.Device according to one of Claims 4 and 5 , wherein the computer unit is further designed to repeat the previous steps if the maximum movement distance is less than the stored distance. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Schaltgetriebe Teil eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebs-Elektromotor ist und die Rechnereinheit dazu ausgebildet ist, den Antriebs-Elektromotor des Antriebsstrangs mit einer oszillierenden Drehzahl anzutreiben.Device according to one of Claims 1 until 6 , wherein the gearbox is part of a drive train of a vehicle with a drive electric motor and the computer unit is designed to drive the drive electric motor of the drive train at an oscillating speed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Rechnereinheit dazu ausgebildet ist, einen Start einer Spannungszufuhr zu dem Elektromotor zu erfassen und anschließend das Kalibrierverfahren durchzuführen.Device according to one of Claims 1 until 7 , wherein the computer unit is designed to detect a start of a voltage supply to the electric motor and then to carry out the calibration method. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) rein elektrisch angetrieben wird.Device according to one of Claims 1 until 8th , whereby the shift/clutch sleeve (6) is driven purely electrically. Verfahren zum Vermessen und Kalibrieren eines Schaltgetriebes, das zwei Zahnräder und eine dazwischen angeordnete Schalt-/Kupplungsmuffe (6) aufweist, die jeweils koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) durch den Elektromotor antreibbar ist, um wahlweise mit einem der zwei Zahnräder in Eingriff zu kommen, mit folgenden Schritten: - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine erste Richtung zu bewegen (S2), - Erfassen eines ersten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der ersten Richtung blockiert ist (S3), - Antreiben des Elektromotors, um die Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in eine zweite Richtung zu bewegen (S4), - Erfassen eines zweiten End-Drehwinkels des Elektromotors über die Drehwinkelerfassungseinrichtung, wenn eine Bewegung der Schalt-/Kupplungsmuffe (6) in der zweiten Richtung blockiert ist (S3), und - Speichern und Auswerten der ersten und zweiten End-Drehwinkel des Elektromotors.Method for measuring and calibrating a manual transmission, which has two gear wheels and a shift/clutch sleeve (6) arranged between them, which are each arranged coaxially to one another, the shift/clutch sleeve (6) being drivable by the electric motor in order to be selectively connected to a of the two gears, with the following steps: - driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve (6) in a first direction (S2), - detecting a first final angle of rotation of the electric motor via the angle of rotation detection device when movement of the shift/clutch sleeve (6) in the first direction is blocked (S3), - driving the electric motor to move the shift/clutch sleeve (6) in a second direction (S4), - detecting a second final angle of rotation of the electric motor via the angle of rotation detection device when movement of the shift/clutch sleeve (6) in the second direction is blocked (S3), and - Saving and evaluating the first and second end angles of rotation of the electric motor.
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