DE102009024215A1

DE102009024215A1 - Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102009024215A1
Application number: DE102009024215A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gramann; Michael Menzel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2009-12-24
Also published as: WO2009155896A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einem Doppelkupplungsgetriebe. Tritt in dem Doppelkupplungsgetriebe ein Getriebefehler auf, kann durch Betätigen des Wählhebels durch den Fahrer eine Soll-Position im Getriebe angefordert werden, der sicherheitskritisch ist. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, den Wählhebel unter Berücksichtigung sicherheitsrelevanter Aspekte für den Fahrer zu sperren. Dabei können Informationen eines oder mehrerer Steuergeräte für das Management der Längs- und/oder Querdynamik des Kraftfahrzeugs ausgewertet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine und einem Doppelkupplungsgetriebe.
Antriebsstränge mit einer Brennkraftmaschine und einem Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Hierbei treibt die Brennkraftmaschine zwei Teilantriebsstränge mit jeweils einer Getriebeeingangswelle und mehreren Gänge bildenden Gangradpaaren an, die Drehmoment auf eine gemeinsame Getriebeausgangswelle übertragen. Die beiden Teilantriebsstränge sind jeweils mittels einer Reibungskupplung einer Doppelkupplung von der Brennkraftmaschine abkoppelbar. Dabei wird das Kraftfahrzeug jeweils mittels eines Teilantriebstranges bei eingelegtem Gang und geschlossener Reibungskupplung betrieben, während in dem anderen Teilantriebsstrang bei geöffneter Reibungskupplung ein neuer Gang eingelegt wird. Ein Gangwechsel erfolgt durch eine Überschneidungsschaltung der Reibungskupplung, indem die Reibungskupplung des aktuell aktiven Teilantriebsstrangs geöffnet und die Reibungskupplung des Teilantriebsstrangs mit dem neu zu fahrenden Gang geschlossen wird.
Dabei muss ausgeschlossen werden, dass bei in beiden Teilantriebssträngen eingelegten Gängen beide Reibungskupplungen unkontrolliert geschlossen werden, da dies zu einem Verblocken des Doppelkupplungsgetriebes führen kann.
Es werden daher bei einer Fehlfunktion des Doppelkupplungsgetriebes, beispielsweise bei einem Defekt der Reibungskupplung oder bei einem Klemmen eines Gangs in einem der Teilantriebsstränge Notbetriebsmaßnahmen eingeleitet, die beispielsweise einen Betrieb des Kraftfahrzeugs nur noch in dem ordnungsgemäß funktionierenden Teilantriebsstrang unter weiterer Einschränkung kritischer Drehzahlen erlauben.
Im Weiteren kann ein Eingriff des Fahrers auf die Schaltung des Kraftfahrzeugs über den Wählhebel sicherheitsrelevant sein.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum sicheren Betrieb des Antriebsstrangs auch bei einer Betätigung des Wählhebels durch den Fahrer während eines nicht ordnungsgemäß funktionierenden Doppelkupplungsgetriebes vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine und einem automatisierten Doppelkupplungsgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer Reibungskupplung mit der Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen mit jeweils einer Mehrzahl von diskret schaltbaren Übersetzungsstufen und einem von einer Getriebesensorik detektierten Schaltzustand des Getriebes sowie einer Mehrzahl von einem Fahrer vorgebbarer Soll-Positionen des Getriebes gelöst, wobei bei Vorliegen eines Getriebefehlers in einem der beiden Teilantriebsstränge die Auswahl der durch den Fahrer mittels eines Wählhebels ausgewählten Soll-Positionen eingeschränkt wird. Dies bedeutet, dass abhängig von einem im Getriebe beispielsweise durch Auswertung von Sensoren oder Parametern des Getriebes erkannten Fehler der Fahrer nur einen beschränkten Zugriff auf das Getriebe über den Wählhebel oder hierzu funktionsgleiche Elemente wie Wähl- oder Schaltknöpfe oder -taster, Schaltpaddel am Lenkrad und dergleichen hat.
Die aus der Auswertung zur Verfügung stehenden Daten können beispielsweise Schalt- oder Kupplungswege des Getriebe- und/oder Kupplungsaktors, Schalt- und/oder Kupplungskräfte, Drehzahlen der Brennkraftmaschine, der Getriebeeingangswellen, Getriebeausgangswelle und/oder Raddrehzahlen und dergleichen sein. Wird aus einem Vergleich mit Solldaten oder aus Plausibilitätsbetrachtungen ein Getriebefehler ermittelt oder auf einen derartigen Fehler geschlossen, kann die Funktion des Wählhebels abhängig von der Art des Fehlers für den Fahrer entsprechend eingeschränkt werden.
Die Ermittlung und Bewertung des Fehlers kann in einem Steuergerät zur Steuerung des Getriebes und/oder der Reibungskupplungen erfolgen. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Einschränkung des Wählhebels durch ein Steuergerät zum Management der Längs- und/oder Querdynamik des Kraftfahrzeugs erfolgt. Derartige Steuergeräte sind in üblicher Weise mit weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs vernetzt, so dass in Abhängigkeit von weiteren diesem Steuergerät von den anderen Steuergeräten zur Verfügung gestellten Daten ermittelten Größen und Parametern eine spezifisch an die Betriebssituation des Kraftfahrzeugs angepasste Einschränkung des Wählhebels bei Vorliegen eines Getriebefehlers erfolgen kann. Beispielsweise kann eine Einschränkung des Wählhebels abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrtrichtung, zu erwartenden Motordrehzahlen und dergleichen erfolgen.
Hierzu kann eine entsprechende Einschränkung durch Sperren des Wählhebels zur Auswahl der Soll-Positionen erfolgen, indem der Wählhebel mittels einer elektromagnetisch betätigten Arretiereinrichtung gesperrt wird oder die Signale von Betätigungsschaltern in einem Steuergerät ignoriert werden. Auch können vom Wählhebel ausgewählte und elektronisch auf einen Getriebeaktor übertragene Soll-Positionen bei Vorliegen eines Getriebefehlers durch eine auf den Getriebeaktor wirksame Arretiereinrichtung gesperrt werden. Zur Sperrung des Wählhebels hat sich beispielsweise ein Hubmagnet als vorteilhaft erwiesen, der in vom Fahrer gewünschte, von dem entsprechenden Steuergerät gesperrte Positionen, beispielsweise in eine Fahr-, Rückfahr-, Neutral- oder Parkposition des Wählhebels und gegebenenfalls manuell schaltbare Gangstufen einrastet. Beispielsweise kann auch der Zugriff auf Tippschalter oder -paddel zur sequentiellen Schaltung von Gängen gesperrt oder auf eine vorgegebene Anzahl von Hoch- oder Rückschaltungen oder Schaltung in vorgegebene Gänge begrenzt werden.
In vorteilhafter Weise können beispielsweise nachfolgend beschriebene Soll-Positionen abhängig von der Art eines Getriebefehlers zur Sperrung oder einer gesteuerten Bedienung des Wählhebels führen. Eine Änderung der Soll-Position von der Parkstellung in die Fahrstellung oder Rückfahrstellung bei rollendem Kraftfahrzeug kann verhindert werden. Weiterhin kann bei einer Änderung der Soll-Position von der Parkstellung in die Fahr- oder Rückfahrstellung bei stehendem Kraftfahrzeug versucht werden, den Getriebefehler durch Schalten des Getriebeaktors zu beheben. Eine Änderung der Soll-Position von der Neutralstellung in die Fahr- oder Rückfahrstellung kann verhindert oder unter Verwendung eines Momenteneingriffs in die Brennkraftmaschine zur Limitierung des Motormoments ermöglicht werden. Bei einer Änderung der Soll-Position von der Fahrstellung in die Neutralstellung kann ein beschränkter Fahrbetrieb in einem vom Getriebefehler nicht betroffenen Teilantriebsstrang ermöglicht werden und bei einer Änderung des Wählhebels in die Parkstellung kann dieser in der Parkstellung verriegelt werden, während eine Änderung in die Rückfahrstellung verhindert wird. Ein Wechsel aus der Rückfahrposition in die Fahrposition kann verhindert werden und bei einem Wechsel in die Neutralposition oder Parkposition kann der Wählhebel in diesen Positionen verriegelt werden.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Schaltskizze zur Durchführung des Verfahrens zur Begrenzung des Schalthebels bei erkanntem Getriebefehler.
Der Wählhebel 1 dient dem Zugriff des Fahrers auf das Doppelkupplungsgetriebe. Es handelt sich um ein geläufiges Bedienelement, in dem zumindest die Soll-Positionen Fahrstellung oder Fahren (D), Rückwärtsfahrt (R), Parkstellung (P) und Neutralstellung (N) sowie zusätzlich vorgegebene Festübersetzungen sowie Tippschalter zur sequentiellen manuellen Schaltung von Gängen vorgegeben sein können. Den längs der Richtungen des Pfeils 2 wählbaren Soll-Positionen sind an der Hebelmechanik 3 Raststellungen 4 zugeordnet, die sich je nach Funktion der Hebelmechanik 3 – wie hier dargestellt – proportional entlang der Richtung des Pfeils 5, umgekehrt proportional oder in anderer Weise definiert gegenüber dem fest stehenden Hubmagneten 6 ändern. Wird der Hubmagnet 6 infolge eines erkannten Getriebefehlers betätigt rastet der längs des Pfeils 7 bewegte Riegel 8 des Hubmagneten 6 in die entsprechende Raststellung 4 ein.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Hubmagnet 6 mittels mehrfach redundanter Ermittlung des Getriebefehlers von den Steuergeräten 9, 10 für das Management der Längs- und Querdynamik gesteuert. Die Steuergeräte 9, 10 erhalten Informationen zu einem Getriebefehler aus dem Steuergerät 11 zur Steuerung des Doppelkupplungsgetriebes einschließlich der beiden Reibungskupplungen oder Größen und Daten zur selbstständigen Ermittlung des Vorliegens eines Getriebefehlers. Die Bewertung des Getriebefehlers sowie die Ermittlung übriger Bedingungen, welche der Sollpositionen zu sperren ist, erfolgt anhand weiterer Fahrzeugdaten, die von weiteren nicht dargestellten Steuergeräten wie beispielsweise dem Motorsteuergerät, dem ESP-Steuergerät, dem ASR/ABS-Steuergerät und dergleichen bereitgestellt werden. Weiterhin erhält das Steuergerät 9 über die Leitung 12 die Information der aktuell am Wählhebel ausgewählten Position. Weiterhin kann eine Information bereitgestellt werden, ob und in welche Richtung der Fahrer den Wählhebel 1 bewegen will, um gegebenenfalls eine erlaubte Position freizuschalten. Es versteht sich, dass der Hubmagnet auch lediglich durch eines der Steuergeräte 9, 10 oder das Steuergerät 11 gesteuert werden kann.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann bei einer Verwendung eines Wählhebels mit elektronischer Übertragung der Wählsignale auf ein Steuergerät statt der gezielten Sperrung des Wählhebels eine entsprechende Arretiervorrichtung wie beispielsweise ein mit dem Hub magneten 6 vergleichbarer Hubmagnet am Getriebeaktor wirksam eingesetzt und entsprechend von einem oder mehreren der Steuergeräte 9, 10, 11 angesteuert werden.

1: Wählhebel
2: Hebelmechanik
3: Hebelmechanik
4: Raststellung
5: Pfeil
6: Hubmagnet
7: Pfeil
8: Riegel
9: Steuergerät
10: Steuergerät
11: Steuergerät
12: Leitung

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine und einem automatisierten Doppelkupplungsgetriebe in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer Reibungskupplung mit der Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen mit jeweils einer Mehrzahl von diskret schaltbaren Übersetzungsstufen und einem von einer Getriebesensorik detektierten Schaltzustand des Getriebes sowie einer Mehrzahl von einem Fahrer vorgebbarer Soll-Positionen des Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Getriebefehlers in einem der beiden Teilantriebsstränge die Auswahl der durch den Fahrer mittels eines Wählhebels ausgewählten Soll-Positionen eingeschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebefehler mittels eines mit weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs vernetzten Steuergeräts zum Management der Längsdynamik des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebefehler mittels eines mit weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs vernetzten Steuergeräts zum Management der Querdynamik des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschränkung durch Sperren des Wählhebels zur Auswahl der Soll-Positionen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählhebel mittels einer elektromagnetisch betätigten Arretiereinrichtung gesperrt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom Wählhebel ausgewählte und elektronisch auf einen Getriebeaktor übertragene Soll-Positionen bei Vorliegen eines Getriebefehlers durch eine auf den Getriebeaktor wirksame Arretiereinrichtung gesperrt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Positionen zumindest eine Parkposition, eine Neutralposition, eine Fahrposition und eine Rückfahrposition sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Soll-Position von der Parkstellung in die Fahrstellung oder Rückfahrstellung bei rollendem Kraftfahrzeug verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Soll-Position von der Parkstellung in die Fahr- oder Rückfahrstellung bei stehendem Kraftfahrzeug versucht wird, den Getriebefehler durch Schalten des Getriebeaktors zu beheben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Soll-Position von der Neutralstellung in die Fahr- oder Rückfahrstellung verhindert oder unter Verwendung eines Momenteneingriffs in die Brennkraftmaschine zur Limitierung des Motormoments ermöglicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Soll-Position von der Fahrstellung in die Neutralstellung ein beschränkter Fahrbetrieb in einem vom Getriebefehler nicht betroffenen Teilantriebsstrang ermöglicht wird, bei einer Änderung in die Parkstellung in dieser verriegelt wird und eine Änderung in die Rückfahrstellung verhindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel aus der Rückfahrposition in die Fahrposition verhindert wird und bei einem Wechsel in die Neutralposition oder Parkposition der Wählhebel in dieser Position verriegelt wird.