DE102007025409A1 - Verfahren der Tastpunktermittlung einer automatisiert betätigten Kupplung und Testgerät dafür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Tastpunktermittlung einer mittels eines Steuergeräts und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des einen Antriebsmotor aufweisenden Fahrzeugs, wobei der Antriebsmotor mittels eines Motorsteuergeräts gesteuert wird, das eine Information über das aktuelle Motormoment bereitstellt und die Tastpunktermittlung mittels einer in einem Testgerät gespeicherten Schrittfolge durchgeführt wird, wobei das Steuergerät dem Testgerät eine Information betreffend die Motorlaufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Antriebsmotorenstart zur Verfügung stellt und das Testgerät die Schrittfolge nach dem Ablauf eines motorlaufzeitabhängigen vorbestimmten Zeitintervalls beginnt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der Tastpunktermittlung einer mittels eines Steuergerätes und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeuges bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des einen Antriebsmotor aufweisenden Fahrzeuges, wobei der Antriebsmotor mittels eines Motorsteuergerätes gesteuert wird, das eine Information über das aktuelle Motormoment bereitstellt und die Tastpunktermittlung mittels einer in einem Testgerät gespeicherten Schrittfolge durchgeführt wird.
• Bei einem Fahrzeug mit einer automatisiert betätigten Kupplung findet während des Betriebes des Fahrzeuges gelegentlich eine so genannte Tastpunktermittlung statt, bei der also die Kupplung mittels des Steuergerätes und des Aktuators soweit zugefahren bzw. geschlossen wird, bis sie beginnt, ein vom Antriebsmotor bereit gestelltes Abtriebsmoment zu übertragen. Da die Kupplung auch bei einem normalen Betrieb unvermeidbaren Verschleißvorgängen unterliegt, ist eine solche Tastpunktermittlung erforderlich, um festzustellen, ab welchem Verfahrweg des Aktuators die Kupplung beginnt, Abtriebsmomente in den Triebstrang zu übertragen.
• Eine solche Tastpunktermittlung muss aber auch bei der Erstinbetriebnahme des Fahrzeuges am Fertigungsband oder bei der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeuges nach einem Werkstattaufenthalt, bei der für den Triebstrang relevante Bauteile, wie beispielsweise die Kupplung des Fahrzeuges ausgetauscht worden sind, stattfinden.
• Die am Fertigungsband ablaufende Tastpunktermittlung unterscheidet sich nun von der Tastpunktermittlung beispielsweise während des Betriebs des Fahrzeugs dadurch, dass die zuerst genannte Tastpunktermittlung mittels einer in einem fahrzeugexternen Testgerät gespeicherten Schrittfolge durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wird ein entsprechend ausgestattetes Testgerät beispielsweise an ein Bussystem des Fahrzeugs, wie beispielsweise den CAN-Bus, angeschlossen oder eine andere kommunikative Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Testgerät hergestellt und sodann die Tastpunktermittlung durchgeführt.
• Der am Fertigungsband beschäftigte Arbeiter muss dabei eine vorbestimmte Abfolge zur Vorbereitung und Durchführung der Tastpunktermittlung einhalten. Da die Tastpunktermittlung zum Ziel hat, die Verfahrposition des Aktuators zu ermitteln, ab der die Kupplung beginnt, das vom Antriebsmotor stammende Abriebsmoment zu übertragen, muss sich der Antriebsmotor in Betrieb befinden und ein Abtriebsmoment bzw. Motormoment bereitstellen.
• Hier stellt sich also die Situation ein, dass der in das Fahrzeug eingebaute Antriebsmotor in Betrieb genommen werden muss. Bei einem solchen Antriebsmotor handelt es sich in diesem Betriebszustand um einen so genannten grünen Antriebsmotor, der also mit Ausnahme von befeuerten oder unbefeuerten Prüfstandläufen noch keine längeren Betriebsphasen erfahren hat und bei dem daher das bereitgestellte Motormoment entsprechenden Schwankungen unterliegt. Auch kann die Situation eintreten, dass der Antriebsmotor am Fertigungsband vor der Tastpunktermittlung noch nicht in Betrieb genommen worden ist und sich somit im kalten Betriebszustand befindet. Wird der Antriebsmotor unmittelbar vor der Tastpunktermittlung gestartet, so sorgt das Motorsteuergerät über eine Anhebung der Leerlaufdrehzahl dafür, dass die Warmlaufphase abgekürzt wird. Der Motor stellt während dieser Leerlaufdrehzahlanhebung ein anderes Motormoment zur Verfügung als im Lauf ohne Leerlaufdrehzahlanhebung. Wird nun die Tastpunktermittlung während der Phase der Leerlaufdrehzahlanhebung oder aufgrund anderer Ursachen nicht stabilen Motormoments durchgeführt, so verläuft die Tastpunktermittlung fehlerhaft und muss wiederholt werden.
• Am Fertigungsband aber üben solche Ereignisse einen negativen Einfluss auf die Taktzeit aus. Um nun den variablen Faktor solcher Ereignisse zu eliminieren, wird bislang so vorgegangen, dass vor dem Beginn der Tastpunktermittlung eine vorbestimmte Wartezeit abgewartet wird, während der eine etwaige Leerlaufdrehzahlanhebung abgelaufen ist und sich das vom Antriebsmotor bereitgestellte Motormoment stabilisiert hat. Diese Wartezeit ist in der im Testgerät gespeicherten Schrittfolge berücksichtigt und wird auch dann eingehalten, wenn die Phase der Leerlaufdrehzahlanhebung, also die Warmlaufzeit des Antriebsmotors bereits abgelaufen war, da der Antriebsmotor zur Durchführung anderer Testvorgänge am Fertigungsband, wie beispielsweise der Inbetriebnahme der Klimaanlage des Fahrzeugs, sich bereits in Betrieb befunden hat und sich demnach auf normaler Betriebstemperatur befindet. Ein nochmaliges Abwarten der Warmlaufzeit ist daher unnötig. Die Warmlaufzeit muss aber bei der Einleitung der Tastpunktermittlung noch nicht vollständig abgelaufen sein, sondern kann sich in einem Stadium befinden, bei der der Motor beispielsweise vor 20 Sekunden gestartet worden ist und somit die Warmlaufzeit bereits teilweise, aber nicht vollständig abgelaufen ist.
• Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der Tastpunktermittlung derart weiterzubilden, dass die Wartezeit vor der tatsächlichen Tastpunktermittlung durch das Testgerät verkürzt wird.
• Die Erfindung schafft nun zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
• Die Erfindung schafft nun ein Verfahren der Tastpunktermittlung einer mittels eines Steuergeräts und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des einen Antriebsmotor aufweisenden Fahrzeugs, wobei der Antriebsmotor mittels eines Motorsteuergeräts gesteuert wird, das eine Information über das aktuelle Motormoment bereitstellt und die Tastpunktermittlung mittels einer in einem Testgerät gespeicherten Schrittfolge durchgeführt wird, wobei das Steuergerät dem Testgerät eine Information betreffend die Motorlaufzeit des Antriebsmotor seit dem letzten Antriebsmotorenstart zur Verfügung stellt und das Testgerät die Schrittfolge nach dem Ablauf eines Motorlaufzeit abhängigen vorbestimmten Zeitintervalls beginnt. Das Steuergerät gibt also an das Testgerät eine Information betreffend die Motorlaufzeit seit dem letzten Start des Antriebsmotors aus und das Testgerät kann nun in Abhängigkeit von der Motorenlaufzeit ein Zeitintervall bestimmen, welches vor der Initialisierung der eigentlichen Testermittlungsprozedur noch ablaufen muss. In die Bestimmung des Zeitintervalls kann also die Motorlaufzeit seit dem letzten Start des Antriebsmotors eingehen und ein Zeitintervall für die Stabilisierung des Motormoments.
• Wird also dem Testgerät beispielsweise vom Steuergerät mitgeteilt, dass der letzte Antriebsmotorenstart bereits vor 60 Sekunden stattgefunden hat und daher die benötigte Motorwarmlaufzeit bereits abgelaufen ist, während der vom Motorsteuergerät beispielsweise eine Leerlaufdrehzahlanhebung durchgeführt wurde, so kann das motorlaufzeitabhängige vorbestimmte Zeitintervall nur mehr ein Teilintervall für die Stabilisierung des Motormoments vor der eigentlichen Initialisierung der Tastpunktermittlung umfassen. Wird der Antriebsmotor dahingegen gestartet unmittelbar vor dem Zeitpunkt, zu dem der Arbeiter am Fertigungsband die Tastpunktermittlung aufgrund der vorgegebenen Taktzeit durchführt, so stellt das Steuergerät eine entsprechende Information dem Testgerät zur Verfügung und das motorlaufzeitabhängige vorbestimmte Zeitintervall verlängert sich um eine entsprechende Motorwarmlaufzeit, die nun wiederum auch in Anhängigkeit des im Fahrzeug verbauten Antriebsmotors bestimmt werden kann.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es dabei vorgesehen, dass die Motorlaufzeit auf der Basis eines Zündungssignals und eines Schwellenwerts einer Drehzahl des Antriebsmotors ermittelt wird. Damit wird der Gegebenheit Rechnung getragen, dass nur durch die Auswertung eines Zündungssignals alleine nicht notwendigerweise darauf geschlossen werden kann, dass der Antriebsmotor tatsächlich gestartet wurde. Liegt nun ein solches Zündungssignal vor und liegt darüber hinaus die Drehzahl des Antriebsmotors oberhalb eines Schwellenwerts von beispielsweise 300 Kurbelwellenumdrehungen pro Minute, so kann darauf geschlossen, dass der Antriebsmotor tatsächlich gestartet worden ist und somit die Motorlaufzeit ab dem Vorliegen beider Bedingungen gemessen werden kann.
• Erfolgt nun die Tastpunktermittlung beispielsweise am Fertigungsband nach einer Zeitdauer von mehr als 60 Sekunden, die einer Motorwarmlaufzeit seit dem Starten des Antriebsmotors entsprechen kann, so muss vor dem Beginn der Schrittfolge zur Tastpunktermittlung durch das Testgerät diese Motorwarmlaufzeit nicht mehr abgewartet werden, sondern es kann die Wartezeit beispielsweise auf eine die Taktzeit nicht weiter negativ beeinflussende Beruhigungsphase für die sichere Stabilisierung des vom Motor abgegeben Abtriebsmoments verringert werden. Damit ist beispielsweise am Ende des Fertigungsbands bei der Fahrzeugproduktion ein erheblicher Zeitvorteil möglich, der es beispielsweise ermöglichen kann, dass an einem gemeinsamen Fertigungsband Fahrzeuge mit automatisiert betätigter Kupplung und Fahrzeuge mit vom Fahrer des Fahrzeugs mittels Fußbetätigung zu betätigender Kupplung gefertigt werden.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Zeitintervall kann es sich beispielsweise in der einfachsten Ausführungsform um eine vorbestimmte Wartezeit handeln, die als Erfahrungswert festgelegt werden kann. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Zeitintervall aber auch auf der Basis von antriebsmotorspezifischen Parametern ermittelt werden, also beispielsweise solchen Parametern, die eine Motorenbaureihe kennzeichnen, wie beispielsweise durch eine Testreihe ermittelte Beruhigungszeiten bis zu einem stabilen Motormoment, sodass auch in Abhängigkeit von dem im Fahrzeug verbauten Antriebsmotor eine Individualisierung des Zeitintervalls möglich ist. Da aber üblicherweise jeder Antriebsmotor in Form einer Brennkraftmaschine vom Motorsteuergerät während einer Warmlaufphase mit erhöhter Leerlaufdrehzahl angesteuert wird, bleibt die motorlaufzeitabhängige Vorbestimmung des Zeitintervalls erhalten.
• Die Erfindung trägt aber auch der weiteren Erkenntnis Rechnung, dass sich die Beruhigungsphase, die ein individueller Motor benötigt, bis sich ein stabiles Motormoment eingestellt hat, von entsprechenden Beruhigungsphasen anderer, auch baugleicher Motoren aus einer Motorenbaureihe unterscheiden kann.
• Um nun dieser Gegebenheit Rechnung zu tragen, ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, dass das Zeitintervall auf der Basis von vom Motorsteuergerät bereitgestellten Informationen über das aktuelle Motormoment ermittelt wird derart, dass das Zeitintervall der Zeitdauer entspricht, während der ein Gradient des Motormoments innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwertbereichs geblieben ist. Damit wird über das vom Motorsteuergerät als Information bereitgestellte aktuelle Motormoment eine Veränderung des Motormoments während eines vorbestimmten Zeitintervalls beobachtet und somit eine fest vorgegebene Zeitdauer der Beruhigungsphase zur Stabilisierung des Motormoments dadurch umgangen, dass der Einschwingvorgang des Motormoments beobachtet wird und dann auf ein stabiles Motormoment geschlossen wird, wenn während des Beobachtungszeitraums der Gradient des Motormoments innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwertbereichs geblieben ist.
• Mit dieser Vorgehensweise kann beispielsweise die Beruhigungsphase zur Stabilisierung des Motormoments verkürzt werden und zudem aufgrund der Messung der Motorlaufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Antriebsmotorenstart auch in die Bestimmung des Zeitintervalls die Motorlaufzeit mit eingehen.
• Die Erfindung sieht nun auch ein Testgerät vor mit einem gespeicherten Programmcode zur Ermittlung des Tastpunkts einer mittels eines Steuergeräts und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs, wobei der Programmcode eine Schrittfolge besitzt zur Erfassung der Motorlaufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Antriebsmotorenstart und zur Ermittlung eines motorlaufzeitabhängigen Zeitintervalls und zur Betätigung des Aktuators nach dem Ablauf des Zeitintervalls. Damit kann das Testgerät die vom Steuergerät der automatisiert betätigten Kupplung mitgeteilte Information über die Laufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Motorenstart erfassen und auf der Basis dieser Motorlaufzeit ein motorlaufzeitabhängiges Zeitintervall bestimmen, das vor der Durchführung der Tastpunktermittlung bis zur Stabilisierung des vom Motor bereitgestellten Motormoments abgewartet werden muss und das Testgerät dann nach dem Ablauf dieses Zeitintervalls den Aktuator zur Tastpunktermittlung entsprechend ansteuern.
• Die Erfindung schafft nun ein Verfahren zur Tastpunktermittlung der automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs bei der Inbetriebnahme oder der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs, nach dem statt einer fest vorgegebenen Wartezeit eine applikationsspezifische Wartezeit ermittelt wird, die vor der Tastpunktermittlung bis zur Stabilisierung des vom Antriebsmotor bereitgestellten Motormoments abzuwarten ist, damit der auf diese Weise adaptierte Tastpunkt unter Vermeidung von Adaptionsfehlern festgestellt werden kann. Die Erfindung ermöglicht es nicht nur, eine applikationsspezifische Wartezeit deutlich zu verkürzen, sondern ermöglicht es auch, das für die Ermittlung des Tastpunkts eines neuen Fahrzeugs am Fahrzeugband benötigte Zeitfenster zu verkleinern, sodass Fahrzeuge mit automatisiert betätigter Kupplung am gleichen Fertigungsband endgeprüft werden können, wie beispielsweise Fahrzeuge mit einer vom Fahrer des Fahrzeugs mittels Fußbetätigung betätigter Kupplung. Obwohl nach einem entsprechenden Werkstattaufenthalt des Fahrzeugs und entsprechender Wiederinbetriebnahme das Zeitfenster zur Endkontrolle nicht mit dem Zeitfenster am Fertigungsband zu vergleichen ist, da im vorstehend genannten Fall weitaus weniger Zeitdruck besteht, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs durchführen.
• Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche verwiesen.

Claims (6)

1. Verfahren der Tastpunktermittlung einer mittels eines Steuergeräts und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs bei der Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme des einen Antriebsmotor aufweisenden Fahrzeugs, wobei der Antriebsmotor mittels eines Motorsteuergeräts gesteuert wird, das eine Information über das aktuelle Motormoment bereitstellt und die Tastpunktermittlung mittels einer in einem Testgerät gespeicherten Schrittfolge durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dem Testgerät eine Information betreffend die Motorlaufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Antriebsmotorenstart zur Verfügung stellt und das Testgerät die Schrittfolge nach dem Ablauf eines motorlaufzeitabhängigen vorbestimmten Zeitintervalls beginnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorlaufzeit auf der Basis eines Zündungssignals und eines Schwellenwerts einer Drehzahl des Antriebsmotors ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall eine vorbestimmte Wartezeit ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall auf der Basis von antriebsmotorspezifischen Parametern ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall auf der Basis von vom Motorsteuergerät bereitgestellten Informationen über das aktuelle Motormoment ermittelt wird derart, dass das Zeitintervall der Zeitdauer entspricht, während der ein Gradient des Motormoments innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwertbereichs geblieben ist.
6. Testgerät mit einem gespeicherten Programmcode zur Ermittlung des Tastpunkts einer mittels eines Steuergeräts und eines Aktuators automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode eine Schrittfolge zur Erfassung der Motorlaufzeit des Antriebsmotors seit dem letzten Antriebsmotorenstart und zur Ermittlung eines motorlaufzeitabhängigen Zeitintervalls und zur Betätigung des Aktuators nach dem Ablauf des Zeitintervalls besitzt.