DE102009010141B4

DE102009010141B4 - Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung

Info

Publication number: DE102009010141B4
Application number: DE102009010141.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Moosheimer Johannes
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: DE102009010141A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung zwischen einer mittels eines Fahrpedals von einem Fahrer gesteuerten Brennkraftmaschine und einem mehrere Gänge aufweisenden Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Betriebsbremse und einer Feststellbremse, wobei ein aus der Übertragung eines vorgegebenen Kupplungsmoments über die Kupplung ein Kriechzustand zumindest abhängig von aus einer Auswertung von Fahrzeugsignalen gebildeten Zustandsgrößen der Betriebsbremse, der Feststellbremse und des Fahrpedals gesteuert wird, wobei eine Änderung des Kriechzustands nur dann erfolgt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zwei geänderte Zustandsgrößen erkannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kriechzustand aktiviert wird, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße der Feststellbremse zum Zustand FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand FAHRER VORHANDEN einer Zustandsgröße einer Fahrerüberwachung erkannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
DE 199 49 204 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung eines Kriechzustand bei Fahrzeugen mit automatisierter Kupplung.
EP 1 626 191 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung einer Kriechgeschwindigkeit bei Fahrzeugen mit automatischer oder automatisierter Kupplung.
Diesbezüglich sind Kraftfahrzeuge mit automatisierten Kupplungen bekannt, die über einen Kriechzustand verfügen, der abhängig von Zustandsgrößen eingeleitet wird. Wird ein Kriechzustand aktiviert, wird die Kupplung soweit geschlossen, dass ein für den Kriechzustand erforderliches Moment übertragen und bei eingelegtem Gang auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen wird, so dass ein langsamer Betrieb des Kraftfahrzeugs ohne Betätigung des Fahrpedals, beispielsweise zum Rangieren oder im Stop-and-Go-Verkehr, erfolgen kann.
Die Zustandsgrößen zur Steuerung eines aktivierten oder deaktivierten Kriechzustands werden aus Messdaten von Sensoren gewonnen und entsprechend ausgewertet. Dabei können gemessene Daten beispielsweise infolge defekter Sensoren, Leitungsbrüche oder Funktionsbauteilen ohne Funktion bei korrekter Funktion des Sensors zu Zustandsgrößen führen, die einen Kriechzustand einstellen, der nicht erwünscht und sogar sicherheitsrelevant ist.
Aufgabe der Erfindung ist daher eine Erhöhung der Betriebssicherheit einer automatisierten Kupplung bei der Einleitung oder während eines Kriechzustands.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird also durch ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung zwischen einer mittels eines Fahrpedals von einem Fahrer gesteuerten Brennkraftmaschine und einem mehrere Gänge aufweisenden Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Betriebsbremse und einer Feststellbremse gelöst, wobei ein aus der Übertragung eines vorgegebenen Kupplungsmoments über die Kupplung ein Kriechzustand zumindest abhängig von aus einer Auswertung von Fahrzeugsignalen gebildeten Zustandsgrößen der Betriebsbremse, der Feststellbremse und Fahrpedals gesteuert wird und eine Änderung des Kriechzustands nur dann erfolgt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zwei geänderte Zustandsgrößen erkannt werden.
Die automatisierte Kupplung kann in Kraftfahrzeugen eingebaut sein, die über ein manuell betätigtes Getriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe verfügen. Bei sogenannten Doppelkupplungsgetrieben mit jeweils einem Teilantriebsstrang zugeordneten Kupplungen kann zumindest eine Kupplung in einem Kriechzustand betrieben werden.
Die Bestimmung des Kriechzustands erfolgt dabei in einem Kupplungssteuergerät, das mit einer Mehrzahl von Sensoren direkt verbunden sein kann und alternativ oder zusätzlich von anderen Steuergeräten beispielsweise über CAN-Bus Zugriff auf die Daten anderen Steuergeräten zugeordneten Sensoren hat. Dabei werden die Sensordaten in einem vorgegebenen Zeittakt abgefragt und ausgewertet. Nach einer gegebenenfalls erfolgenden Mittelung mehrerer Messwerte oder Rauschunterdrückung werden die Sensorsignale in die entsprechenden Zustandsgrößen umgerechnet. Die Änderung von Zustandsgrößen initiiert dabei den Kriechzustand. Erfindungsgemäß ist dabei die Änderung zweier Zustandsgrößen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls notwendig, um eine robuste und plausible Entscheidung für eine Aktivierung oder Deaktivierung des Kriechzustands zu begründen. Auf diese Weise können fehlerhafte und nicht der Bedienungslogik des Kraftfahrzeuges folgende Änderungen einer Zustandsgröße, die beispielsweise durch Sensordefekte oder der Übermittlung von Sensordaten zum Steuergerät, unbefugtes oder versehentliches Handeln hervorgerufen wurden, unterdrückt werden. Dabei werden insbesondere zwei Zustandsgrößen zur Änderung des Kriechzustands innerhalb eines Zeitintervalls miteinander kombiniert, die bei einem typischen Fahrablauf miteinander kombiniert werden.
Die Zustandsgrößen geben an, in welchem Zustand sich eine für die Steuerung des Kriechzustands relevante Funktionseinheit befindet. Nachfolgend werden einzelne Zustände der Zustandsgrößen in Versalschrift dargestellt.
Bei der Feststellbremse handelt es sich um eine manuell oder hilfskraftbetätigte Bremseinheit, bei der das Kraftfahrzeug vorzugsweise im Stillstand gegen Rollen festgelegt wird. Ist die Feststellbremse betätigt, verfügt sie über die Zustandsgröße FESTSTELLBREMSE ZU. Ist die Feststellbremse nicht betätigt, hat sie die Zustandsgröße FESTSTELLBREMSE OFFEN. Die Zustandsgröße der Feststellbremse kann mittels eines Kontakt- oder Näherungssensors erfolgen, der bei einem Defekt, einem Leitungsbruch oder einer Fehlfunktion der Feststellbremse einen dem nicht betätigten oder betätigten Zustand entgegengesetzten Zustand anzeigt. Weiterhin kann die Feststellbremse von unbefugten Personen, beispielsweise Kindern geöffnet werden. Ein durch ein derartiges unbefugtes Öffnen der Feststellbremse bedingtes Ankriechen des Kraftfahrzeuges kann durch eine notwendige zweite Änderung einer anderen Zustandsgröße vermieden werden. So kann beispielsweise der Kriechzustand aktiviert werden, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße Feststellbremse zu FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Wechsel der Zustandsgröße BETRIEBSBREMSE GELÖST erkannt wird. Wurde das Bremspedal außerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls betätigt, so kann ein kurzes Antippen die noch fehlende Änderung der zweiten Zustandsgröße und damit ein Ankriechen des Kraftfahrzeugs bewirken. Ist die Feststellbremse oder deren Sensorik defekt oder wurde die Feststellbremse missbräuchlich verwendet, kriecht das Kraftfahrzeug infolge der fehelenden Bremsbetätigung nicht. Es versteht sich, dass gegebenenfalls weitere zur Aktivierung des Kriechzustandes, beispielsweise eine Betätigung des Leerlaufschalters, ein nicht betätigtes Fahrpedal, ein eingelegter Gang und dergleichen ebenfalls erfüllt sein müssen, wobei diese Zustandsgrößen nur auf Präsenz abgefragt, jedoch nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls auf eine Änderung abgefragt werden. In speziellen Ausgestaltungsbeispielen können jedoch mehrere Zustandsgrößen auf Änderung innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls abgefragt werden.
In einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel kann eine Aktivierung des Kriechzustands erfolgen, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße Feststellbremse zu FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Wechsel einer Zustandsgröße Leerlaufschalter zu LEERLAUFSCHALTER BETÄTIGT erkannt wird. Alternativ oder zusätzlich zur Plausibilisierung des Leerlaufschalters oder des Fahrpedals kann innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Wechsel der Zustandsgröße Fahrpedal zu FAHRPEDAL NICHT BETÄTIGT erkannt werden. Erfolgt die Betätigung des Leerlaufschalters oder das Loslassen des Fahrpedals nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls, so kann ein Kriechen des Kraftfahrzeugs durch Antippen des Fahrpedals bewusst eingeleitet werden.
Eine weitere Zustandsgröße kann durch Auswertung eines Sensors an der Getriebeausgangswelle oder durch Auswertung der Raddrehzahlen erfasst werden, die den Rollzustand des Kraftfahrzeugs wiedergibt. Dabei ist unter dem Zustand FAHRZEUG ROLLT eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs zu verstehen, beispielsweise infolge der Hangabtriebskraft an einer Steigung. Sind beispielsweise die Zustände der Zustandsgrößen wie LEERLAUFSCHALTER BETÄTIGT, FAHRPEDAL NICHT BETÄTIGT, BREMSE GELÖST erkannt, kann der Kriechzustand aktiviert werden, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße Feststellgröße zu FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls eine Zustandsgröße FAHRZEUG ROLLT erkannt wird. Diese Auswertung kann dann von Vorteil sein, wenn die Sensordaten infolge eines Defekts einen falschen oder unverlässlichen Zustand der Feststellbremse wiedergeben. Die Auswertung des Rollzustands des Kraftfahrzeugs stellt dabei redundant sicher, dass die Feststellbremse keine Wirkung entfaltet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit nutzt die schlüssige Abfolge eines Lösens der Feststellbremse und der Betätigung eines Getriebehebels, beispielsweise eines Schalt- oder Wählhebels für ein manuell beziehungsweise automatisiert betätigtes Schaltgetriebe. Demnach wird der Kriechzustand aktiviert, wenn ein Wechsel des Zustands FESTSTELLBREMSE OFFEN der Zustandsgröße der Feststellbremse und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand GANG EINGELEGT einer Zustandsgröße des Getriebes erkannt wird. Die Zustandsgröße kann beispielsweise aus den Daten eines Gangsensors oder dem Lastverhalten der Brennkraftmaschine bei langsamem Schließen der Kupplung gewonnen werden. Diese Auswertung eignet sich insbesondere zur Vermeidung eines Ankriechens des Kraftfahrzeugs bei missbräuchlichem Lösen der Feststellbremse. Ebenso kann alternativ oder zusätzlich ein Sitzsensor oder eine andere für die Anwesenheit eines Fahrers selektive Sensorik ausgewertet werden.
Erfindungsgemäß wird der Kriechzustand aktiviert, wenn ein Wechsel des Zustands FESTSTELLBREMSE OFFEN der Zustandsgröße der Feststellbremse und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand FAHRER VORHANDEN erkannt wird.
In gleicher Weise kann alternativ oder zusätzlich eine Prüfung eines Schließzustands der Fahrzeugtüren des Kraftfahrzeuges als Zustandsgröße herangezogen werden, um ein Ankriechen bei einer offenen Tür im Falle eines Lösens der Feststellgröße zu verhindern. Hierzu wird der Kriechzustand nur aktiviert, wenn eine Änderung in den Zustand FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand TÜREN GESCHLOSSEN erkannt wird. Hierbei ist insbesondere zu verstehen, dass alle Türen geschlossen sind.
Von der Erfindung ist weiterhin eine Änderung des aktivierten Kriechzustands in einen deaktivierten Zustand erfasst. Hierzu kann ebenfalls eine Änderung von zwei Zustandsgrößen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls von Vorteil sein, um eine fehlerhafte Auswertung infolge defekter Sensoren oder Leitungen, Missbrauch oder Fehlfunktion von Funktionseinheiten zu begegnen. Beispielsweise kann ein aktivierter Kriechmodus deaktiviert werden, wenn eine Änderung der Zustandsgröße der Feststellgröße zum Zustand FESTSTELLBREMSE ZU und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand FAHRZEUG ROLLT erkannt wird.
Weiterhin kann eine Betätigung der Feststellbremse einen Abbruch des Kriechzustands des Kraftfahrzeugs bewirken, wenn die Zustandsgröße der Festellbremse eine Änderung in den Zustand FESTSTELLBREMSE ZU erfährt und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls eine Zustandsgröße BETRIEBSBREMSE BETÄTIGT erkannt wird.
Weiterhin kann ein aktivierter Kriechmodus deaktiviert werden, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße der Feststellbremse in den Zustand FESTSTELLBREMSE ZU und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand NEUTRALGANG EINGELEGT oder GANGWECHSEL der Zustandsgröße des Getriebes erkannt wird.
Das vorgegebene Zeitintervall kann in der Software des Steuergeräts fest eingestellt sein oder vom Wartungspersonal adaptiert werden. Es kann im Bereich von Sekundenbruchteilen bis zu mehreren Sekunden liegen. In vorteilhafter Weise können Zeitintervalle bis zu 30 Sekunden vorgegeben werden. Das Zeitintervall wird dabei aktiviert, wenn eine Zustandsgröße erkannt wird und kann sich auf einen Zeitraum vor und/oder nach einem Zeitpunkt der Änderung einer zeitlich zuerst erfolgenden Änderung einer Zustandsgröße beziehen. In vorteilhafter Weise wird das Zeitintervall an eine oder zwei Zustandsgrößen geknüpft, so dass die weiteren Zustandsgrößen abhängig von dieser oder diesen in das Zeitintervall eingebunden werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Anknüpfung des Zeitintervalls an die Feststellbremse vorteilhaft ist. Bezogen auf einen Zeitpunkt der Betätigung der Feststellbremse wird dann ein Zeitfenster vor und nach der Betätigung auf eine Änderung zumindest einer der vorgeschlagenen Zustandsgrößen untersucht und im Falle des Erkennens einer Änderung einer weiteren Zustandsgröße der Kriechvorgang eingeleitet beziehungsweise abgebrochen.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung zwischen einer mittels eines Fahrpedals von einem Fahrer gesteuerten Brennkraftmaschine und einem mehrere Gänge aufweisenden Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Betriebsbremse und einer Feststellbremse, wobei ein aus der Übertragung eines vorgegebenen Kupplungsmoments über die Kupplung ein Kriechzustand zumindest abhängig von aus einer Auswertung von Fahrzeugsignalen gebildeten Zustandsgrößen der Betriebsbremse, der Feststellbremse und des Fahrpedals gesteuert wird, wobei eine Änderung des Kriechzustands nur dann erfolgt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zwei geänderte Zustandsgrößen erkannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kriechzustand aktiviert wird, wenn ein Wechsel der Zustandsgröße der Feststellbremse zum Zustand FESTSTELLBREMSE OFFEN und innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls ein Zustand FAHRER VORHANDEN einer Zustandsgröße einer Fahrerüberwachung erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Zeitintervall sich vor und/oder nach einem Zeitpunkt der Änderung einer zeitlich zuerst erfolgenden Änderung einer Zustandsgröße bezieht.