DE102007062675A1

DE102007062675A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit

Info

Publication number: DE102007062675A1
Application number: DE102007062675A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiessner-Haiden
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2009-07-02
Also published as: JP5325558B2; US20090164077A1; US8315761B2; JP2009184658A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit durch eine Steuereinheit, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei die Baueinheit zumindest ein Bauteil, zumindest einen dem Bauteil zugeordneten Aktuator und eine Zusatzsteuereinheit mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst, die mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Steuereinheit einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst. Erfindungsgemäß wird eine der Baueinheit zugeordnete und in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Steuereinheit übermittelt. Die übermittelte Klassierungsinformation wird in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert. Anschließend wird die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Zusatzsteuereinheit übermittelt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Baugruppe, die die genannte Baueinheit und die genannte Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit und die Zusatzsteuereinheit der Baueinheit durch einen Datenübertragungspfad miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit durch eine Steuereinheit, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei die Baueinheit zumindest ein Bauteil, zumindest einen dem Bauteil zugeordneten Aktuator und eine Zusatzsteuereinheit mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst, die mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Steuereinheit einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst.
Eine Baueinheit dieser Art kann beispielsweise ein Verteilergetriebe sein, das eine gezielte Verteilung eines Antriebsmoments zwischen zwei Rädern einer Achse des Kraftfahrzeugs und/oder – bei einem allradgetriebenen Fahrzeug – eine gezielte Verteilung des Antriebsmoments zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Derartige Baueinheiten müssen mit hoher Genauigkeit angesteuert werden, um die Verteilung des Antriebsmoments mit der geforderten Präzision durchführen zu können. Bei deren Herstellung treten allerdings kaum zu vermeidende Toleranzen auf, die zu Abweichungen des Ansprechverhaltens der Baueinheiten führen. Diese Abweichungen werden zum Zweck einer Kalibrierung individuell bestimmt, wobei den Baueinheiten gemäß einem vorbestimmten Klassierungsschema jeweils eine Toleranzklasse zugeordnet wird. Die jeweils ermittelte Toleranzklasse einer bestimmten Baueinheit kann von der zugehörigen Steuereinheit des Fahrzeugs berücksichtigt werden, um die Baueinheit mit der gewünschten Genauigkeit anzusteuern.
Ein Problem im Zusammenhang mit einer Klassierung von ansteuerbaren Baueinheiten – sei es in der Fahrzeugtechnik oder in anderen Bereichen – besteht darin, dass die jeweilige Baueinheit und die dieser zugeordnete Steuereinheit mitunter unabhängig voneinander verbaut werden. Daher erfolgt nach dem Einbau von Baueinheit und Steuereinheit üblicherweise ein Einlernprozess, bei dem die jeweilige aktuelle Klassierung der verwendeten Baueinheit an die Steuereinheit mitgeteilt und in dieser gespeichert wird. Erfolgt später, beispielsweise in einem Servicefall, ein Austausch oder eine Reparatur der Baueinheit und/oder der Steuereinheit, so muss der Einlernvorgang erneut durchgeführt werden, damit wiederum die korrekte Ansteuerung der Baueinheit durch die Steuereinheit gewährleistet ist.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Klassierung einer Baueinheit mit Hilfe eines zusätzlichen Kodiersteckers zu kodieren. Beispielsweise beschreibt die DE 103 33 651 A1 einen Kodierstecker, der mit einer Steuereinheit direkt oder indirekt verbindbar ist und der eine feste elektrische Beschaltung aufweist. Durch die feste Beschaltung ist in der Steuereinheit ein definierter elektrischer Zustand erzeugbar, der erfasst und mit abgespeicherten Daten verglichen wird. Der elektrische Zustand wird dann einer Toleranzklasse der Baueinheit zugeordnet, die wiederum zur Anpassung von Kennfeldern/-linien zur Ansteuerung der Baueinheit verwendet werden kann.
Nachteilig bei dieser Lösung ist allerdings, dass aufgrund des als zusätzliches Bauteil ausgebildeten Kodiersteckers ein zusätzliches Ausfallrisiko der ansteuerbaren Baueinheit entsteht. Weiterhin ist das Auslesen, Dekodieren und Vergleichen der in der Beschaltung des Kodiersteckers hinterlegten Klassierungsinformation lediglich relativ aufwändig zu realisieren.
Zudem muss der Kodierstecker bei einer Änderung der Toleranzklasse der Baueinheit ebenfalls ausgetauscht werden. Letztlich ist somit nicht auszuschließen, dass ein Kodierstecker mit der ansteuerbaren Baueinheit verbunden wird, der eine falsche Klassierung enthält, so dass die von der Steuereinheit aus dem Kodierstecker ausgelesene Klassierung nicht die richtige Toleranzklasse der Baueinheit widerspiegelt. Dadurch wird die Ansteuerung der Baueinheit – verglichen mit einer Ansteuerungslösung ohne Berücksichtigung der Toleranzklasse – unter Umständen sogar noch verschlechtert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf einfache und zuverlässige Art und Weise sicherstellt, dass die Baueinheit von der Steuereinheit unter Berücksichtigung der jeweils aktuellen Klassierungsinformation angesteuert wird.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe zu schaffen, die eine ansteuerbare Baueinheit und eine Steuereinheit umfasst, die auf entsprechende Weise zuverlässig und unter Berücksichtigung der jeweils aktuellen Klassierungsinformation betreibbar ist.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
Wie eingangs bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit durch eine Steuereinheit, wobei die Baueinheit zumindest ein Bauteil, zumindest einen dem Bauteil zugeordneten Aktuator und eine Zusatzsteuereinheit mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst, die mit der Steuereinheit verbun den ist, wobei die Steuereinheit einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst.
Erfindungsgemäß wird eine der Baueinheit zugeordnete und in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Steuereinheit übermittelt. Die übermittelte Klassierungsinformation wird in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert. Anschließend wird die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Zusatzsteuereinheit übermittelt.
Mit anderen Worten findet ein bidirektionaler Austausch der Klassierungsinformation zwischen der Zusatzsteuereinheit und der Steuereinheit statt, wobei es nicht wesentlich ist, welche der beiden Einheit aktiv die Übermittlung der Klassierungsinformation veranlasst oder ausführt. Es ist beispielsweise möglich, dass jeweils eine der Einheiten für eine der Übermittlungsrichtungen verantwortlich ist oder dass eine der Einheiten beide Übertragungsrichtungen kontrolliert.
Wesentlich ist allerdings, dass die in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation nach dem Auslesen und dem Übermitteln an die Steuereinheit dort in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert wird. Diese Klassierungsinformation wird wieder ausgelesen und wird zurück an die Zusatzsteuereinheit übermittelt. Grundsätzlich kann das Verfahren auch mit dem Auslesen des Speicherinhalts des zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts und der Übermittlung der Klassierungsinformation an die Zusatzsteuereinheit beginnen.
Der Datenaustausch zwischen der Steuereinheit und der Zusatzsteuereinheit stellt sicher, dass immer eine der tatsächlich verbauten Baueinheit zugeordnete Klassierungsinformation ausgetauscht wird. Beispielsweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Änderung der in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherten Klassierungsinformation diese an die Steuereinheit übermittelt und dort in dessen nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert. Die zurück an die Zusatzsteuereinheit übermittelte Klassierungsinformation kann beispielsweise zu Vergleichs-, Prüf- oder anderen Zwecken verwendet werden. Auf jeden Fall liegt nach der Übermittlung der Klassierungsinformation in der Steuereinheit dort die neue Klassierungsinformation vor und kann beispielsweise zur Optimierung der Baueinheitsansteuerung genutzt werden.
Vorzugsweise wird die an die Zusatzsteuereinheit übermittelte Klassierungsinformation in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt keine Klassierungsinformation enthält. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Zusatzsteuereinheit ausgetauscht oder der Speicherinhalt des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts gelöscht wurde. Dann erhält die Zusatzsteuereinheit die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt der Steuereinheit gespeicherte Klassierungsinformation, wodurch der Datenkreislauf wieder vervollständigt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die an die Zusatzsteuereinheit übermittelte Klassierungsinformation nicht in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt bereits eine Klassierungsinformation enthält. Dies verhindert beispielsweise das Überschreiben einer vorab hinterlegten und baueinheitsspezifischen Klassierungsinformation. Die nicht gespeicherte Klassierungsinformation kann ignoriert oder zu Vergleichszwecken weiter verarbeitet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Klassierungsinformation von der Steuereinheit zur Anpassung zumindest eines Kennfeldes oder zumindest einer Kennlinie verwendet, um die Ansteuerung der Baueinheit zu verbessern. Beispielsweise kann der in der Steuereinheit hinterlegte Zusammenhang zwischen einem Steuersignal und der dadurch erzeugten Reaktion der Baueinheit in Abhängigkeit der Klassierungsinformation abgeändert werden, um einen korrigierten Zusammenhang zu erhalten, der eine genauere Ansteuerung der Baueinheit ermöglicht.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Klassierungsinformation aus zumindest zwei Teilinformationen zusammengesetzt ist, wobei eine der Teilinformationen als Bauteilklassierung dem Bauteil zugeordnet ist und die andere Teilinformation als Aktuatorklassierung dem Aktuator zugeordnet ist. Dies ermöglicht eine noch individuellere Berücksichtigung der einzelnen Komponenten der Baueinheit bei deren Ansteuerung. Dadurch können beispielsweise Änderungen der Toleranzklasse des Bauteils und/oder des Aktuators – etwa bei einer Reparatur oder einem Austausch des Bauteils und/oder des Aktuators – unabhängig voneinander Rechnung getragen werden. Weiterer Komponenten der Baueinheit können durch entsprechende Teilinformationen ebenfalls berücksichtigt werden. Grundsätzlich können auch Teilinformationen vorgesehen sein, die keine Toleranzklasseninformationen enthalten, wie etwa Seriennummern oder ähnliches.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherten Teilinformation der Klassierungsinformation durch die entspre chenden, an die Steuereinheit übermittelten Teilinformationen überschrieben, wodurch verhindert wird, dass verschiedene, eventuell voneinander abweichende Informationen in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt angesammelt werden. Durch das Überschreiben liegen in der Steuereinheit daher immer die aktuell geltenden Teilinformationen vor. Zu beachten ist dabei, dass jeweils nur die entsprechenden Teilinformationen durch neue Teilinformationen überschrieben werden. D. h. ein gespeicherter Wert der geltenden Bauteilklassierung soll beispielsweise nicht durch einen Wert der Aktuatorklassierung überschrieben werden, sondern der in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherten Bauteilklassierungswert soll durch den von der Zusatzsteuereinheit übermittelten Bauteilklassierungswert überschrieben werden. Ein Vergleich des gespeicherten Bauteilklassierungswerts mit dem übermittelten Bauteilklassierungswert vor dem Speichern ist dabei nicht notwendig. Es muss lediglich überprüft werden, ob der übermittelte Bauteilklassierungswert „leer" oder als „leer" gekennzeichnet ist, beispielsweise durch den Wert „0". Enthält die übermittelte Klassierungsinformation beispielsweise lediglich eine erste Teilinformation – d. h. eine zweite Teilinformation ist „leer" oder als „leere" Teilinformation gekennzeichnet –, so wird dementsprechend auch nur die übermittelte erste Teilinformation zum Überschreiben der in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherten ersten Teilinformation genutzt. Eine dort abgespeicherte zweite Teilinformation wird nicht überschrieben oder verändert.
Es ist bevorzugt, dass der Aktuator und die diesem zugeordnete Zusatzsteuereinheit in einem Servicefall durch einen Austauschaktuator und eine diesem zugeordnete Austauschzusatzsteuereinheit ersetzt werden, wobei dessen erster nicht-flüchtiger Speicherabschnitt lediglich die Aktuatorklassierung umfasst. Mit anderen Worten enthält der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt keine Bauteilklassierung, falls das Bauteil im Zuge des Servicefalls nicht ausgetauscht wurde. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in der Steuereinheit noch die geltende Bauteilklassierung gespeichert, die nach dem Austausch des Aktuators und der Zusatzsteuereinheit wieder an diese übermittelt und dort gespeichert wird, um den Datenkreislauf zu schließen.
Es ist bevorzugt, wenn in dem vorstehend beschriebenen Fall die Aktuatorklassierung eine einen typischen Aktuator charakterisierende Information oder eine individuell für den Austauschaktuator bestimmte Information umfasst. Die erste Variante ist besonders kostengünstig, da sie lediglich die Speicherung einer Aktuatorklassierung eines typischen oder „durchschnittlichen" Aktuators vorsieht. Durch den Verzicht auf eine individuelle Charakterisierung des Austauschaktuators und die Speicherung der entsprechenden Aktuatorklassierung werden Kosten gespart, während eine zumindest „durchschnittlich" gute Ansteuerung des Aktuators weiterhin möglich ist. Die zweite Variante ermöglicht demgegenüber eine genauere Ansteuerung der Baueinheit, allerdings ist sie mit einem erhöhten Aufwand verbunden.
Grundsätzlich ist es möglich, dass bei einem Austausch des Bauteils und/oder des Aktuators ohne Austausch der Zusatzsteuereinheit die Bauteilklassierung und/oder die Aktuatorklassierung jeweils durch Informationen ersetzt werden, die ein typisches Bauteil bzw. einen typischen Aktuator charakterisieren oder die individuell für das Bauteil bzw. den Austauschaktuator bestimmt wurden. Das Vorgehen der ersten Variante umfasst beispielsweise ein Zurücksetzen der Zusatzsteuereinheit auf Standardwerte der Bauteilklassierung und der Aktuatorklassierung, da die den vorher genutzten Komponenten zugeordneten, veralteten Klassierungen im Zusammenspiel mit den neuen Komponenten zu verschlechterten Ansteuerungsergebnissen führen könnten. Die zweite Variante ermög licht demgegenüber eine genauere Ansteuerung der Baueinheit, allerdings ist sie mit einem erhöhten Aufwand verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die an die Zusatzsteuereinheit übermittelten Teilinformationen nicht in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt bereits Werte für die entsprechende Teilinformation enthält. Mit anderen Worten wird überprüft, ob die den einzelnen Teilinformationen zugeordneten Teile des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts „leer" oder als „leer" gekennzeichnet sind – beispielsweise durch den Wert „0" –, bevor eine Speicherung der entsprechenden Teilinformation erfolgt. So soll verhindert werden, dass in der Zusatzsteuereinheit gespeicherte Informationen überschrieben werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die an die Zusatzsteuereinheit übermittelten Teilinformationen in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert werden, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt keine Werte für die entsprechenden Teilinformationen enthält. Insbesondere wird bei dieser Variante des Verfahrens die gesamte Klassierungsinformation gespeichert, wenn nur das Zusatzsteuergerät ausgetauscht wurde und einen leeren oder als „leer" gekennzeichneten ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt aufweist, der Aktuator und das Bauteil allerdings nicht ausgetauscht wurden. In diesem Fall wird der Speicherinhalt des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts durch die von der Steuereinheit übermittelten Daten wieder aktualisiert.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die der Baueinheit zugeordnete Klassierungsinformation und/oder die den einzelnen Komponenten der Baueinheit zugeordneten Teilinformationen werkseitig bestimmt und in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert werden.
Die Übermittlung der Klassierungsinformation an die Steuereinheit kann zu vorbestimmten Zeitpunkten oder nach Erhalt eines Anforderungssignals erfolgen. Beispielsweise kann dies regelmäßig oder während oder nach einer Initialisierung zu Beginn eines Zündungslaufs des Fahrzeugs erfolgen. Weiterhin kann auch die Übermittlung der Klassierungsinformation an die Zusatzsteuereinheit zu vorbestimmten Zeitpunkten oder nach Erhalt eines Anforderungssignals erfolgen, insbesondere nach Erhalt von Daten von der Zusatzsteuereinheit oder regelmäßig.
Vorzugsweise umfasst die Klassierungsinformation Informationen über die Toleranzklasse des Bauteils und/oder des Aktuators, insbesondere um zumindest ein Kennfeld/eine Kennlinie zur Ansteuerung der Baueinheit anzupassen.
Eine aufwändigere aber eine besonders genaue Ansteuerung der Baueinheit ermöglichende Ausführungsform sieht vor, dass die Klassierungsinformation ein Kennfeld/eine Kennlinie der Baueinheit, des Bauteils und/oder des Aktuators umfasst. Beispielsweise wird eine den gesamten Momentenbereich einer Momentenübertragungskupplung überdeckende Momentenkennlinie übermittelt.
Wie eingangs bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Baugruppe, die eine ansteuerbare Baueinheit und eine Steuereinheit aufweist, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Baueinheit zumindest ein Bauteil, zumindest einen dem Bauteil zugeordneten Aktuator und eine Zusatzsteuereinheit mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst, wobei die Baueinheit einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt umfasst, und wobei die Steuereinheit und die Zusatzsteuereinheit durch einen Datenübertragungspfad miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt zum Speichern einer der Baueinheit zugeordneten Klassierungsinformation ausgebildet, während der Datenübertragungspfad derart ausgestaltet ist, dass die Klassierungsinformation von der Zusatzsteuereinheit an die Steuereinheit und umgekehrt übermittelbar ist. Die Steuereinheit ist zum Übermitteln der Klassierungsinformation an das Zusatzsteuergerät ausgebildet. Dadurch wird eine Zwei-Wege-Übertragung der Klassierungsinformation zwischen der Zusatzsteuereinheit und der Steuereinheit ermöglicht, um etwa auch nach einem Servicefall automatisch stets aktuelle Klassierungsinformationen vorliegen zu haben.
Vorzugsweise umfasst die Zusatzsteuereinheit eine Prüfeinheit, die dazu ausgebildet ist, den Speicherinhalt des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts zu überprüfen und die an die Zusatzsteuereinheit übermittelte Klassierungsinformation oder Teile davon in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt zu speichern, falls in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt keine Klassierungsinformation oder eine unvollständige Klassierungsinformation – etwa eine nicht alle Teilinformationen umfassende Klassierungsinformation – gespeichert ist. Mit anderen Worten wird durch die Prüfeinheit festgestellt, ob der Speicherinhalt des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts – teilweise oder insgesamt – „leer" oder als „leer" gekennzeichnet ist. Dabei spielt nicht der gespeicherte Wert der Information eine Rolle, sondern ob diese Information überhaupt vorhanden ist, wobei in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen ist, dass bestimmte Werte – wie etwa „0" – lediglich als Kennzeichnung dienen können, um anzuzeigen, dass die entsprechenden Information nicht vorliegt. Ist keine Teilinformation oder keine entsprechende Teilinformation vorhanden, wird diese in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeichert. Die Prüfeinheit sorgt somit dafür, dass in der Zusatzsteuereinheit stets aktuelle Informationen gespeichert sind.
Außerdem kann die Steuereinheit eine Speichereinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt gespeicherte Klassierungsinformation oder Teile davon durch die von der Zusatzsteuereinheit übermittelte Klassierungsinformation oder entsprechende Teile davon zu überschreiben. Durch das Überschreiben wird die in der Steuereinheit vorliegende Information aktualisiert. Zudem spart dieses Vorgehen Speicherplatz.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baugruppe sind Teile der Klassierungsinformation unabhängig voneinander über den Datenübertragungspfad übermittelbar und/oder in dem ersten und dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt speicherbar und/oder auslesbar.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil um eine Momentenübertragungskupplung. Die Baueinheit kann ein Verteilergetriebe sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten ansteuerbaren Baueinheit und
2 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten ansteuerbaren Baueinheit mit einer damit verbundenen Steuereinheit.
In 1 ist schematisch ein Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs mit einem Antrieb 12 dargestellt. Der Antrieb 12 umfasst einen Motor 14 und ein Getriebe 16, das über eine Antriebswelle 18 mit einem Verteilergetriebe 20 verbunden ist. Das Verteilergetriebe 20 dient dazu, das Antriebsmoment des Motors 14 bedarfsgerecht über Ausgangswellen 36 auf eine Vorderachse 22 und/oder eine Hinterachse 24 des Fahrzeugs zu verteilen. Je nach Fahrsituation kann das Antriebsmoment durch das Verteilergetriebe 20 beispielsweise auf lediglich eine der Achsen 22, 24 oder zu variablen Anteilen auf beide Achsen 22, 24 verteilt werden. Die Achsen 22, 24 umfassen jeweils eine Differentialeinheit 26, die zum Ausgleich von Drehzahlunterschieden zwischen Rädern 28 vorgesehen sind.
Um die verschiedenen Fahrsituationen des Fahrzeugs beeinflussen zu können, weist das Fahrzeug eine Steuereinheit 30 auf, die durch eine Vielzahl von nicht gezeigten Sensoren Informationen über den Zustand und die Bewegungen des Fahrzeugs und seine Umgebung erhält. Diese Daten werden von der Steuereinheit 30 erfasst und ausgewertet. Die Auswertung der Daten ermöglicht die Generierung von Steuersignalen, die wiederum an die Komponenten des Fahrzeugs übermittelt werden, um das Fahrzeug auf die gewünschte Art zu steuern. Beispielhaft sind in 1 Steuerleitungen 50 gezeigt, die die Steuereinheit 30 mit dem Motor 14, dem Getriebe 16 und dem Verteilergetriebe 20 verbinden. Anstelle separater Steuerleitungen 50 kann auch ein Daten-Bus, insbesondere ein CAN-Bus vorgesehen sein. Die Steuersignale liegen insbesondere in einem digitalen Format vor.
2 ist eine stark vereinfachte schematische Darstellung des Verteilergetriebes 20 und der damit verbundenen Steuereinheit 30.
Das Verteilergetriebe 20 umfasst eine Verteilergetriebeeinheit 34, die es ermöglicht selektiv ein Drehmoment der Antriebswelle 18 auf die Ausgangswellen 36 zu verteilen, die mit der jeweiligen Differentialeinheit 26 der Vorderachse 22 bzw. der Hinterachse 24 in Verbindung stehen (siehe 1). Die selektive Verteilung des Drehmoments der Antriebswelle 18 hängt von dem Zustand einer Reibungskupplung 38 der Verteilergetriebeeinheit 34 ab. Beispielsweise wird das Antriebsmoment bei geöffneter Reibungskupplung 38 lediglich an die Hinterachse 24 übertragen. Um einen Teil des Antriebsmoments auch auf die Vorderachse 22 zu übertragen, wird die Reibungskupplung 38 zumindest teilweise in Eingriff gebracht. Mit anderen Worten ist der an die Vorderachse 22 übertragene Teil des Antriebsmoments eine Funktion des Aktuierungsgrads der Reibungskupplung 38. Die präzise Betätigung der Kupplung 38 ist damit von großer Bedeutung, um eine genau definierte Verteilung des Antriebsmoments auf die Achsen 22, 24 zu ermöglichen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass jede Reibungskupplung 38 fertigungsbedingte Eigenschaften aufweist. Dies trifft ebenfalls auf einen Kupplungsaktuator 40 zu, der die Reibungskupplung 38 selektiv in Eingriff bringen kann. D. h. die Reibungskupplung 38 und der Kupplungsaktuator 40 sprechen auf ein gegebenes Steuersignal auf eine charakteristische Weise an, die sich von anderen, im Prinzip baugleichen Reibungskupplungen 38 bzw. Kupplungsaktuatoren 40 unterscheidet. Diese kaum vermeidbaren Unterschiede rühren beispielsweise von herstellungsbedingten Fertigungstoleranzen und/oder geringfügigen Variationen der Eigenschaften des verwendeten Materials her.
Um die gewünschte Verteilung des Antriebsmoments mit der geforderten Genauigkeit zu gewährleisten, ist es notwendig, die Charakteristika jedes Verteilergetriebes 20 individuell zu berücksichtigen und die ihm zugeführten Steuersignale entsprechend anzupassen.
Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die einzelnen Komponenten des Verteilergetriebes 20 einzeln oder insgesamt am Ende der Fertigung vermessen werden. D. h. es wird die Reaktion der Komponenten bzw. des gesamten Verteilergetriebes 20 auf bestimmte Steuersignale beobachtet und eine spezielle Charakteristik bestimmt. Diese wird insbesondere von der Momentenübertragungscharakteristik der Reibungskupplung 38 und dem Verhalten des Kupplungsaktuators 40 geprägt. Die bestimmte Charakteristik wird einer von mehreren Toleranzklassen zugeordnet. Anhand der bestimmten Toleranzklasse können die Steuersignale für das Verteilergetriebe 20 angepasst werden – etwa durch die Anpassung von Kennfeldern/-linien –, um eine möglichst exakte Verteilung des Antriebsmoments zu erreichen.
Die Steuersignale der Steuereinheit 30 werden dem Kupplungsaktuator 40 über eine Zusatzsteuereinheit 42 und eine Steuerleitung 50' zugeleitet. Die Zusatzsteuereinheit 42 weist einen Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 auf, in dem die vorstehend beschriebene Toleranzklasse gespeichert ist. Zwar ist es grundsätzlich möglich, dass die von der Steuereinheit 30 übermittelten Steuersignale in der Zusatzsteuereinheit 42 unter Berücksichtigung der Toleranzklasse angepasst werden, um dem Kupplungsaktuator 40 angepasste Steuersignale bereitstellen zu können. Es ist allerdings zweckmäßig, die Zusatzsteuereinheit 42 möglichst einfach zu gestalten und die Korrektur der Steuersignale in der Steuereinheit 30 vorzunehmen. Zu diesem Zweck muss die Steuereinheit 30 mit der entsprechenden Toleranzklasseninformation versorgt werden. Dies geschieht da durch, dass die Zusatzsteuereinheit 42 die Toleranzklasseninformation aus dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 ausliest und an die Steuereinheit 30 übermittelt. Diese Information wird in einem Steuereinheitsspeicher 46 durch eine Speichereinheit 54 gespeichert.
Die in dem Steuereinheitsspeicher 46 gespeicherte Information wird zur Anpassung von Kennlinien 48 genutzt, die zur Generierung von Steuersignalen für das Verteilergetriebe 20 verwendet werden. Die in dem Steuereinheitsspeicher 46 gespeicherte Toleranzklasseninformation wird anschließend über die Steuerleitung 50 wieder an die Zusatzsteuereinheit 42 übermittelt, woraufhin der Speicherinhalt der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 durch einen Prüfabschnitt 52 überprüft wird. Weist der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 bereits einen gespeicherten Wert auf, wird der von der Steuereinheit 30 übermittelte Wert ignoriert. Ist der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 allerdings leer oder als „leer" gekennzeichnet, dann wird die übermittelte Information in den Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 geschrieben. Anschließend beginnt der Prozess mit dem Auslesen und der Übermittlung der in dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 gespeicherten Information an die Steuereinheit 30 von neuem. Es findet somit zu vorbestimmten Zeitpunkten, in regelmäßigen Abständen oder in Reaktion auf Anforderungssignale ein Informationsaustausch zwischen der Zusatzsteuereinheit 42 und der Steuereinheit 30 statt. Der Datenaustausch ist insbesondere nach einer Initialisierung zu Beginn eines Zündungslaufes des Fahrzeugs von Bedeutung.
Wenn eine werkseitig bestimmte Toleranzklasse in dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 abgespeichert wurde, ist nach einer ersten Übermittlung dieser Information der korrekte Wert in dem Steuereinheitsspeicher 46 der Steuereinheit 30 gespeichert. Der zurück an die Zusatzsteuereinheit 42 übermittelte Wert der Toleranzklasse stimmt daher mit dem ursprünglich gespeicherten Wert überein. Wie vorstehend beschrieben, wird diese Toleranzklasseninformation ignoriert, da der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 bereits entsprechende Informationen enthält.
Wurde allerdings die Zuatzsteuereinheit 42 entfernt und durch eine neue Zusatzsteuereinheit 42 ersetzt, so ist der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 leer oder als „leer" gekennzeichnet. Bei einer Aufnahme der Kommunikation zwischen der neuen Zusatzsteuereinheit 42 und der Steuereinheit 30 wird demnach keine Information von der Zusatzsteuereinheit 42 an die Steuereinheit 30 übertragen. In dem Steuereinheitsspeicher 46 ist allerdings noch die korrekte Toleranzklasseninformation der Reibungskupplung 38 und des Kupplungsaktuators 40 enthalten. Diese Information wird im Zuge des vorstehend bereits beschriebenen Datenkreislaufs an die Zusatzsteuereinheit 42 übermittelt, wo der Prüfabschnitt 52 feststellt, dass der Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 leer ist. Daraufhin wird der Wert der Toleranzklasseninformation in dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 gespeichert und steht dem Datenkreislauf somit wieder zur Verfügung.
Einer der Vorteile der Erfindung besteht somit darin, dass wenn die Steuereinheit 30 ausgetauscht oder aus einem anderen Grund zurückgesetzt wird und die Information in dem Steuereinheitsspeicher 46 verloren geht, die Toleranzklasseninformation immer noch in der Zusatzsteuerung 42 vorhanden ist und auf sie zurückgegriffen werden kann. Im umgekehrten Fall kann auf die Toleranzklasseninformation in der Steuereinheit 30 zurückgegriffen werden. Das erfindungsgemäße Konzept beruht mit der Speicherung der Toleranzklasseninformation sowohl in der Zusatzsteuereinheit 42 als auch in der Steuereinheit 30 somit auf dem Prinzip der Redundanz, um stets eine präzise Ansteuerung des Verteilergetriebes 20 zu ermöglichen.
Oftmals bilden die Zusatzsteuereinheit 42 und der Kupplungsaktuator 40 ein Modul und werden im Servicefall zusammen ausgetauscht. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Toleranzklasseninformation sich aus einer Information bezüglich der Reibungskupplung 38 und einer Information bezüglich dem Kupplungsaktuator 40 zusammensetzt. Ein neu eingesetztes Modul umfasst im Austauschfall lediglich eine Teilinformation bezüglich dem Kupplungsaktuator 40, während der für die Toleranzklasseninformation der Reibungskupplung 38 vorgesehene Teil des Zusatzsteuereinheitsspeichers 44 leer oder als „leer" gekennzeichnet ist. Bei einer erneuten Initialisierung nach dem Austausch des Moduls wird nur die Toleranzklasseninformation des Kupplungsaktuators 40 in dem Steuereinheitsspeicher 46 überschrieben. Die Toleranzklasseninformation der Reibungskupplung 38 bleibt erhalten und wird an die Zusatzsteuereinheit 42 übermittelt, wo der Prüfabschnitt 52 feststellt, dass keine Toleranzklasseninformation der Reibungskupplung 38 in dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 vorhanden ist. Diese Information wird dann in den Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 geschrieben, wodurch dort wieder eine vollständige Toleranzklasseninformation vorliegt.
Wird das Modul aus Kupplungsaktuator 40 und Zusatzsteuereinheit 42 ausgewechselt, so kommt oftmals ein Austauschmodul zum Einsatz, welches nicht mit einem individuell bestimmten Toleranzklassenwert des Kupplungsaktuators 40 ausgestattet ist, da eine individuelle Bestimmung der Toleranzklasse für jedes Ersatzteil zu kostspielig ist. In diesem Fall wird ein Toleranzklassenwert des Kupplungsaktuators 40 in dem Zusatzsteuereinheitsspeicher 44 hinterlegt, der einen typischen oder „durchschnittlichen" Kupplungsaktuator 40 charakterisiert.
Es ist leicht ersichtlich, dass die Toleranzklasseninformation mehr als zwei Teilinformationen umfassen kann, wenn mehrere Komponenten zusammenwirken, um eine Stellbewegung oder eine Aktuierung zu erzeugen.
Bei besonders anspruchsvollen Anwendungen kann allerdings der vorstehend beschriebene Mehraufwand gerechtfertigt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass nicht Toleranzklasseninformationen zwischen den Einheiten 30 und 42 ausgetauscht werden, sondern die Kennlinien der betreffenden Komponenten selbst.
Zwar wurde die Erfindung beispielhaft anhand eines Verteilergetriebes 20 eines Kraftfahrzeugs beschrieben, welches durch eine Toleranzklasseninformation charakterisiert wird, allerdings kann der Grundgedanke der Erfindung auch in anderen Systemen eines Kraftfahrzeugs Verwendung finden. Auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik ergeben sich eine Reihe von Anwendungen, bei denen die Berücksichtigung individueller Merkmale und Charakteristika bestimmter Baueinheiten – oder einzelner Komponenten davon – von Bedeutung sind.

10: Antriebsstrang
12: Antrieb
14: Motor
16: Getriebe
18: Antriebswelle
20: Verteilergetriebe
22: Vorderachse
24: Hinterachse
26: Differentialeinheit
28: Rad
30: Steuereinheit
34: Verteilergetriebeeinheit
36: Ausgangswelle
38: Reibungskupplung
40: Kupplungsaktuator
42: Zusatzsteuereinheit
44: Zusatzsteuereinheitsspeicher
46: Steuereinheitsspeicher
48: Kennlinie
50, 50': Steuerleitung
52: Prüfabschnitt
54: Speichereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10333651 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Baueinheit durch eine Steuereinheit (30), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei die Baueinheit (20) zumindest ein Bauteil (38), zumindest einen dem Bauteil (38) zugeordneten Aktuator (40) und eine Zusatzsteuereinheit (42) mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) umfasst, die mit der Steuereinheit (30) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (30) einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Baueinheit (20) zugeordnete und in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Steuereinheit (30) übermittelt wird, dass die übermittelte Klassierungsinformation in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) gespeichert wird, und dass die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) gespeicherte Klassierungsinformation ausgelesen und an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelte Klassierungsinformation in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) gespeichert wird, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt (44) keine Klassierungsinformation enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelte Klassierungsinformation nicht in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) gespeichert wird, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt (44) bereits eine Klassierungsinformation enthält.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassierungsinformation von der Steuereinheit (30) zur Anpassung zumindest eines Kennfeldes (48) verwendet wird, um die Ansteuerung der Baueinheit zu verbessern.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassierungsinformation aus zumindest zwei Teilinformationen zusammengesetzt ist, wobei eine der Teilinformationen als Bauteilklassierung dem Bauteil (38) zugeordnet ist und die andere Teilinformation als Aktuatorklassierung dem Aktuator (40) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) gespeicherten Teilinformationen der Klassierungsinformation durch die entsprechenden, an die Steuereinheit (30) übermittelten Teilinformationen überschrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) und die diesem zugeordnete Zusatzsteuereinheit (42) in einem Servicefall durch einen Austauschaktuator (40) und eine diesem zugeordnete Austauschzusatzsteuereinheit (42) ersetzt werden, dessen erster nicht-flüchtiger Speicherabschnitt (44) lediglich die Aktuatorklassierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorklassierung eine einen typischen Aktuator (40) charakterisierende Information oder eine individuell für den Austauschaktuator (40) bestimmte Information umfasst.
Verfahren nach zumindest einem der Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Austausch des Bauteils (38) und/oder des Aktuators (40) ohne Austausch der Zusatzsteuereinheit (42) die Bauteilklassierung und/oder die Aktuatorklassierung jeweils durch Informationen ersetzt werden, die ein typisches Bauteil (38) bzw. einen typischen Aktuator (40) charakterisieren oder die individuell für das Bauteil (38) bzw. den Austauschaktuator (40) bestimmt wurden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelten Teilinformationen nicht in dem ersten nicht-flüchtige Speicherabschnitt (44) gespeichert werden, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt (44) bereits Werte für die entsprechenden Teilinformationen enthält.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelten Teilinformationen in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) gespeichert werden, falls der erste nicht-flüchtige Speicherabschnitt (44) keine Werte für die entsprechenden Teilinformationen enthält.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Baueinheit (20) zugeordnete Klassierungsinformation und/oder die einzelnen Komponenten der Baueinheit (20) zugeordneten Teilinformationen werkseitig bestimmt und in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) gespeichert werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Klassierungsinformation an die Steuereinheit (30) zu vorbestimmten Zeitpunkten oder nach Erhalt eines Anforderungssignals erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Klassierungsinformation an die Zusatzsteuereinheit (42) zu vorbestimmten Zeitpunkten oder nach Erhalt eines Anforderungssignals erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassierungsinformation Informationen über die Toleranzklasse des Bauteils (38) und/oder des Aktuators (40) umfasst.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassierungsinformation eine Kennlinie der Baueinheit (20), des Bauteils (38) und/oder des Aktuators (40) umfasst.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Klassierungsinformationen digital erfolgt.
Baugruppe, die eine ansteuerbare Baueinheit (20) und eine Steuereinheit (30) aufweist, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei die Baueinheit (20) zumindest ein Bauteil (38), zumindest einen dem Bauteil (38) zugeordneten Aktuator (40) und eine Zusatzsteuereinheit (42) mit einem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) umfasst, wobei die Steuereinheit (30) einen zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) umfasst, und wobei die Steuereinheit (30) und die Zusatzsteuereinheit (42) durch einen Datenübertragungspfad (50) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) zum Speichern einer der Baueinheit (20) zugeordneten Klassierungsinformation ausgebildet ist, dass der Datenübertragungspfad (50) derart ausgestaltet ist, dass die Klassierungsinformation von der Zusatzsteuereinheit (42) an die Steuereinheit (30) und umgekehrt übermittelbar ist, und dass die Steuereinheit (30) zum Übermitteln der Klassierungsinformation an das Zusatzsteuergerät (42) ausgebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzsteuereinheit (42) eine Prüfeinheit (52) umfasst, die dazu ausgebildet ist, den Speicherinhalt des ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitts (44) zu überprüfen und die an die Zusatzsteuereinheit (42) übermittelte Klassierungsinformation oder Teile davon in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) zu speichern, falls in dem ersten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44) keine Klassierungsinformation oder eine unvollständige Klassierungsinformation gespeichert ist.
Baugruppe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) eine Speichereinheit (54) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die in dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (46) gespeicherte Klassierungsinformation oder Teile davon durch die von der Zusatzsteuereinheit (42) übermittelte Klassierungsinformation oder Teile davon zu überschreiben.
Baugruppe nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Klassierungsinformationen unabhängig voneinander über den Datenübertragungspfad (50) übermittelbar und/oder in dem ersten und dem zweiten nicht-flüchtigen Speicherabschnitt (44, 46) speicherbar und/oder auslesbar sind.
Baugruppe nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das das Bauteil (38) eine Momentenübertragungskupplung ist.
Baugruppe nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das die Baueinheit (20) ein Verteilergetriebe ist.
Baugruppe nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungspfad (50) zwischen der Steuereinheit (30) und der Zusatzsteuereinheit (42) einen Daten-Bus, insbesondere einen CAN-Bus umfasst.