DE102010014659A1

DE102010014659A1 - Sichere Kupplungsposition

Info

Publication number: DE102010014659A1
Application number: DE102010014659A
Authority: DE
Inventors: Heiko Dr. Priller; Andreas Maxon
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US8355849B2; US20100286879A1

Abstract

Realisierung einer Sicherheitsfunktion, die die für Doppelkupplungssysteme mit Inkrementalwegmessung wichtige Größe, den Referenzpunkt, gegen Falschbestimmung absichert. Sie ist Teil eines Sicherheitssystems, das die funktionale Sicherheit für Doppelkupplungssysteme gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11
Die DE 102 48 195 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Funktion einer Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs.
Der Einsatzbereich der Erfindung ist die Steuerung von Doppelkupplungssystemen und verwandten, automatisierten Kupplungssystemen in Automobilen, die mit einer Inkrementalwegmessung zur Bestimmung der Kupplungsposition ausgestattet sind. Die Erfindung ist eine Sicherheitsfunktion und dient als Bestandteil eines Sicherheitssystems der Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von Doppelkupplungssystemen und verwandten, automatisierten Kupplungssystemen.
Sicherheitsfunktionen sind derart aufgebaut, dass solange durch die Sicherheitsfunktion kein Fehler angezeigt wird auch kein Fehler in dem Verfahren welches durch die Sicherheitsfunktion durchgeführt und/oder überwacht wird und dem System mit welchem das Verfahren ausgeführt wird vorliegt, da alle Aktionen oder Reaktionen des Systems bezüglich des Verfahrens berücksichtigt sind.
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend automatisierte, d. h. von einem Aktor betätigte Kupplungen eingesetzt. Die Stellung eines Betätigungsgliedes der Kupplung bzw. des Aktors wird dabei meistens mit Hilfe eines Inkrementzählers erfasst, der unmittelbar nur Informationen über gerade zurückgelegte Stellwege liefert, jedoch keine Informationen über die Absolutstellung des Betätigungsgliedes. Um die Absolutstellung herauszufinden, ist eine Referenzierung erforderlich, bei der eine vorbestimmte Betätigungsstellung der Kupplung von dem Aktor angefahren wird und der jeweilige Zählstand des Inkrementzählers ausgelesen wird.
Ein grundlegendes Problem solcher Inkrementalwegmessungen ist ihre Abhängigkeit von der genauen Ermittlung der Referenzstellung. Dieses Problem verschärft sich dadurch, dass bei Fahrzeugbetrieb grundsätzlich mit dem Eintreten von Fehlerereignissen gerechnet werden muss, die dazu führen können, dass die Absolutstellung des Kupplungsaktors bzw. des Betätigungsgliedes der Kupplung und damit auch das durch den Aktor eingestellte Kupplungsmoment in der elektronischen Steuereinrichtung nicht mehr bekannt sind. Daraus können sicherheitskritische Ereignisse resultieren, beispielsweise ein Anfahren ohne Fahrwunsch. Besonders sicherheitskritisch ist eine genaue Kenntnis der jeweiligen Betätigungsstellung der Kupplung bei einem Doppelkupplungsgetriebe, bei dem zwei Kupplungen in genau zueinander koordinierter Weise betätigt werden müssen.
Aufgabe
Für die Steuerung von Doppelkupplungssystemen ist die absolute Position der Kupplung in Bezug auf eine Referenzposition, z. B. einem Anschlag bei offener Kupplung, wichtig. Durch Anfahren einer Position kann die Steuerung so, mittels einer im System hinterlegten Kennlinie „Moment über Position”, ein gewünschtes, übertragbares Moment an der Kupplung einstellen.
Bei Doppelkupplungssystemen, die mit einer Inkrementalwegmessung ausgestattet sind, wird allerdings keine absolute Position erfasst, sondern nur Wegdifferenzen gemessen. Aus diesem Grund muss für diese Systeme im Betrieb immer mal wieder das sogenannte Referenzieren durchgeführt werden, ein Anfahren der definierten Referenzposition. Von dieser Referenzposition aus werden dann die gemessenen Wegdifferenzen aufaddiert. Nur auf diese Weise kennt die Steuerung für Systeme mit Inkrementalwegmessung die absolute Kupplungsposition.
Sobald Unregelmäßigkeiten in der Messung der Wegdifferenzen oder beim Verfahren der Kupplung auftreten, z. B. eine unerwartete Blockade oder ein kurzzeitiger Fehler in der Wegdifferenzmessung, muss die absolute Kupplungsposition verworfen, das Referenzieren angestoßen und so die Referenzposition neu erlernt werden. Um sicherzustellen, dass beim Referenzieren auch wirklich die Referenzposition erreicht worden ist, kann hierbei zusätzlich als Absicherung der gesamte Verfahrweg der Kupplung durchlaufen werden.
Würden diese Verfahren und Strategien, aus welchem Grund auch immer, zu einer Fehlbestimmung der Referenzposition oder der Kupplungsposition führen, kann dies im schlimmsten Fall zu sicherheitskritischen Situationen führen. Die Kupplung würde an einer beliebigen Position ein anderes Moment übertragen, als angenommen. Die funktionale Sicherheit für das Doppelkupplungssystem wäre nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten anzugeben, wie die Sicherheit der Kupplungsbetätigung verbessert werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch eine Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst.
Ein möglicher Lösungsansatz, solche Fehlbestimmung zu verhindern, wäre, die gesamten, komplexen Referenzierungsstrategien und die Positionbestimmung – mit dem damit verbundenen erhöhten Anforderungen an Entwicklung, Test und Dokumentation – als Sicherheitsfunktion im Rahmen eines Sicherheitssystems zu realisieren. Komplexität und Sicherheit sind aber konkurrierende Systemeigenschaften und dies allein spricht, neben den durch die Komplexität bedingten Kosten, gegen diesen Ansatz.
Dieser Ansatz wird allerdings nur der Vollständigkeit wegen erwähnt.
Die Erfindung beschreibt einen alternativen Lösungsansatz Fehlbestimmungen des Referenzpunkts und der Kupplungsposition mit Hilfe einer einfacheren und kostengünstigeren Sicherheitsfunktion zu verhindern und damit zur Realisierung der funktionalen Sicherheit für Doppelkupplungssysteme beizutragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Ermittlung und Überwachung einer Kupplungsposition einer Kupplung, die in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist vor, wobei die Kupplung eine Kupplungsaktorik mit Inkrementalwegzähler aufweist und wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist. Die Kupplungsposition wird mittels eines Referenzierungsverfahrens zur Referenzierung der Kupplung sowie eines Positionsbestimmungsverfahrens zur Bestimmung der Kupplungsposition ermittelt, wobei Referenzierungsverfahren und Positionsbestimmungsverfahren als Nicht-Sicherheitsfunktionen ausgeführt sind. Die Überwachung der Kupplungsposition erfolgt mittels eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion ausgeführt ist durch Beobachtung des Verfahrwegs der Kupplung während des Referenzierens, wobei die Sicherheitsfunktion eine Referenzposition aus der Beobachtung ermittelt und bewertet sowie die Kupplungsposition redundant zu den Nicht-Sicherheitsfunktionen aus dem Inkrementalwegzählerstand und der ermittelten Referenzposition ermittelt und als eine nicht sichere Kupplungsposition bewertet, wenn

• die durch die Sicherheitsfunktion ermittelte und bewertete Referenzposition als nicht sicher bewertet wird, oder
• ein Eingangssignal anzeigt, dass der Inkrementalwegzähler fehlerhafte Werte enthält, oder
• der Wert der durch die Sicherheitsfunktion ermittelten Kupplungsposition außerhalb eines plausiblen Bereichs liegt, oder
• der Wert der durch die Sicherheitsfunktion ermittelten Kupplungsposition einen unplausibel großen Sprung macht, oder
• der Wert der durch die Nicht-Sicherheitsfunktionen ermittelten Kupplungsposition und der Wert der durch die Sicherheitsfunktion des Überwachungsmoduls ermittelten Kupplungsposition zu stark voneinander abweichen, oder
• eine Referenzierung oder Plausibilisierung der Nicht-Sicherheitsfunktionen fehlerhaft beendet wurde

Die Sicherheitsfunktion, die eine Referenzposition aus der Beobachtung der Referenzierung ermittelt, bewertet die Referenzposition als sicher, wenn die beobachtete Referenzierung korrekt durchgeführt wird und bewertet die Referenzposition als unsicher, wenn die beobachtete Referenzierung inkorrekt durchgeführt wird
Durch ein Signal einer Nicht-Sicherheitsfunktion während der Durchführung einer Referenzierung wird dem Überwachungsmodul angezeigt, dass aktuell eine Referenzierung durchgeführt wird.
Die Beobachtung der Referenzierung umfasst die Beobachtung der minimalen und maximalen Kupplungsposition.
Die Beobachtung der Referenzierung umfasst die Beobachtung der minimalen und maximalen Kupplungsposition sowie die Beobachtung der Ansteuerspannung des Kupplungsaktors.
Erfolgt eine Bewertung der Kupplungsposition als eine nicht sichere Kupplungsposition, wird ein Zustandsflag, dass die Korrektheit der sicheren Kupplungsposition angibt, auf INKORREKT gesetzt.
Erfolgt eine Bewertung der Kupplungsposition als eine sichere Kupplungsposition, wird ein Zustandsflag, dass die Korrektheit der sicheren Kupplungsposition angibt, auf KORREKT gesetzt.
Erfolgt eine Bewertung der Kupplungsposition als eine nicht sichere Kupplungsposition wird ein erneutes Referenzieren veranlasst.
Ein erneutes Referenzieren wird durch Rückmelden der Bewertung der Kupplungsposition als eine nicht sichere Kupplungsposition durch das Überwachungsmodul an eine Funktionsebene welche die Nicht-Sicherheitsfunktionen umfasst veranlasst.
Erfindungsgemäß wird auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm vorgeschlagen, das Softwaremittel zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Ein solcher Computer kann Teil der Steuereinheit sein.
Erfinddungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung einer Kupplungsposition einer Kupplung, die in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren vorgeschlagen, wobei die Kupplung eine Kupplungsaktorik mit Inkrementalwegzähler aufweist und wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist. Die Steuereinrichtung ist dazu vorgesehen, dass die Kupplungsposition mittels eines Referenzierungsverfahrens zur Referenzierung der Kupplung sowie eines Positionsbestimmungsverfahrens zur Bestimmung der Kupplungsposition ermittelt wird, wobei Referenzierungsverfahren und Positionsbestimmungsverfahren als Nicht-Sicherheitsfunktionen ausgeführt sind. Die Steuereinrichtung ist auch dazu vorgesehen, dass die Überwachung der Kupplungsposition mittels eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion ausgeführt ist durch Beobachtung des Verfahrwegs der Kupplung während des Referenzierens erfolgt, wobei die Sicherheitsfunktion eine Referenzposition aus der Beobachtung ermittelt und bewertet sowie die Kupplungsposition redundant zu den Nicht-Sicherheitsfunktionen aus dem Inkrementalwegzählerstand und der ermittelten Referenzposition ermittelt und als eine nicht sichere Kupplungsposition bewertet, wenn

290

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
1 ein Blockschaltbild eines in seinem Aufbau an sich bekannten Doppelkupplungsgetriebes mit zugehöriger elektronischer Steuereinrichtung
2 erfindungsgemäßes Verfahren
3 Zusammenwirken von Funktionsebene und Überwachungsfunktion
4 Beispiel einer korrekt und einer inkorrekt verlaufenden Referenzierung
Gemäß 1 weist ein an sich bekanntes Doppelkupplungs- bzw. Parallelschaltgetriebe eine beispielsweise von einer Brennkraftmaschine angetriebene Antriebswelle 6 auf, die wahlweise mit zwei Eingangswellen 8 und 10 drehfest verbindbar ist. Der Drehmomentfluss von der Antriebswelle 6 in die Eingangswellen 8 und 10 ist über je eine Kupplung K1 und K2 wahlweise steuerbar. Zwischen der Eingangswelle 8 und einer Ausgangswelle 12 sind über Radpaarungen, von denen nur eine dargestellt ist, verschiedene Übersetzungen schaltbar. Ebenso sind zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12 verschiedene Radpaarungen schaltbar, von denen nur eine dargestellt ist. Zum Betätigen der Kupplungen K1 und K2 sind Aktoren 14 und 16 vorgesehen. Zum Schalten der Radpaarungen, beispielsweise zum Herstellen einer drehfesten Verbindung zwischen dem auf der Eingangswelle 8 oder 10 angeordneten Rad mit der jeweiligen Eingangswelle 8 oder 10, das mit einem jeweiligen, mit der Ausgangswelle 12 ständig drehfest verbundenen Rad kämmt, sind Aktoren 18 und 20 vorgesehen, die beispielsweise jeder einen Schaltaktor und einen Wählaktor enthalten können. Insgesamt bilden die Eingangswelle 8 und die Ausgangswelle 12 sowie die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 je ein Teilgetriebe 22 bzw. 24 des Doppelkupplungsgetriebes.
Zur Ansteuerung der Aktoren 14, 16, 18 und 20 dient eine elektronische Steuereinrichtung 26 mit Mikroprozessor und zugehörigen Programm- und Datenspeichern, deren Ausgänge jeweils einen der Aktoren ansteuern und deren Eingänge 28 mit Sensoren 30, 32 bzw. 34 verbunden sind, die die Drehzahl der Antriebswelle 6, der Eingangswelle 8 und der Eingangswelle 10 erfassen, sowie weiteren Sensoren zur Erfassung von Betriebsparametern des Fahrzeugantriebsstrangs, beispielsweise einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der angetriebenen Fahrzeugräder, einem Sensor zur Erfassung der Stellung eines Getriebewählhebels, einem Sensor zur Erfassung der Stellung eines Fahrpedals usw. Die dargestellte Steuereinrichtung 26 kann über ein Bus-System mit weiteren Steuergeräten des Fahrzeugs verbunden sein, beispielsweise einem Motorsteuergerät, mit dem ein Leistungsstellglied des Motors ge steuert wird. Die Aktoren können beispielsweise als Hebelaktoren gestaltet sein, die beispielsweise elektromotorisch angesteuert werden, wobei die Umdrehung jedes Elektromotors von einem Inkrementzähler (nicht dargestellt) erfasst wird.
Für die Funktion einer Kupplung ist das jeweils von der Kupplung übertragbare Moment wichtig und ist in einem Speicher der Steuereinrichtung 26 als Kurve abgelegt, die das übertragbare Kupplungsmoment abhängig von der Stellung eines Kupplungsstellgliedes, beispielsweise eines Kupplungshebels, angibt. Bei einer Änderung des Funktionszustandes der Kupplung durch Verschleiß und Ähnliches muss die Kennlinie aktualisiert werden, was durch Adaptionsverfahren erfolgt, wozu beispielsweise der Tastpunkt der Kupplung im Fahrbetrieb überprüft und an sich gegebenenfalls ergebende Veränderungen der Kupplungseigenschaften angepasst werden muss.
Bei dem in 1 dargestellten Doppelkupplungsgetriebe kann in dem jeweiligen Teilgetriebe 22 oder 24, dessen Kupplung offen ist, jeweils ein Gang eingelegt werden, während die wirksame Übersetzung des Getriebes durch dasjenige (aktive) Teilgetriebe bestimmt wird, dessen Kupplung geschlossen ist. Wenn im Teilgetriebe 22 beispielsweise ein Gang eingelegt ist und die Kupplung K1 geschlossen ist, dann ist dieser Gang für die Übersetzung zwischen der Antriebswelle 6 und der Ausgangswelle 12 wirksam. Gleichzeitig kann in dem anderen Teilgetriebe 24 ein neu zu schaltender Gang eingelegt werden. Beim Schalten des Getriebes von dem aktuell eingelegten Gang in den neu eingelegten Gang muss die Kupplung K1 geöffnet und, für eine zugkraftunterbrechungsfreie Verbindung zwischen der Antriebswelle 6 und der Ausgangswelle 12, die Kupplung K2 überschneidend geschlossen werden. Wenn die Kupplung K2 die Drehmomentübertragung übernimmt, würde, wenn nicht zumindest eine der Kupplungen K1, K2 gleichzeitig rutscht, das Getriebe durch Überbestimmung der Übersetzungen zerstört. Daher wird zumindest zeitweise, wenn beide Kupplungen K1, K2 gleichzeitig über ihren Tastpunkt hinaus geschlossen sind, wobei als Tastpunkt derjenige Punkt definiert ist, ab dem die Kupplung bei zunehmendem Schließen Drehmoment überträgt (im Tastpunkt wird ein Drehmoment von allenfalls wenigen Newtonmetern übertragen) ein schlupfender Zustand hergestellt, bei dem wenigstens eine der beiden Kupplungen K1, K2 schlupft.
Der erfindungsgemäße Verfahren ist in 2 dargestellt und sieht folgendermaßen aus:
Ein Überwachungsmodul 270 – auch Überwachungsfunktion genannt – berechnet eine redundante „sichere” Kupplungsposition 290 – auch „sichere” Absolutposition genannt – aus dem Inkrementalwegzählerstand 260 und einem eigenen Wert für die Nullpunktsverschiebung – auch „sichere” Referenzposition oder auch „sicherer” Referenzpunkt 280 genannt. Ein Zustandsflag gibt zusätzlich an, ob die „sichere” Absolutposition korrekt ist oder ob ein Fehler vorliegt.
Das Flag bezüglich der „sicheren” Absolutposition wird auf KORREKT gesetzt, wenn eine als korrekt eingestufte Referenzierung der Inkrementalwegmessung durchgeführt worden ist. Dieses Referenzieren in Form einer komplexen Referenzierungsstrategie sowie Positionsbestimmung und beide aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird durch die Funktionsebene, die als Nicht-Sicherheitsfunktion ausgeführt ist, gesteuert und vom Überwachungsmodul überwacht. Steuerung und Überwachung sind getrennt um die Überwachung alleine so wesentlich einfacher zu gestalten.
Das Referenzieren selber kann aus mehreren Elementen bestehen. Zum einen aus dem Anfahren einer Referenzposition, beispielsweise dem Anschlag in positiver Richtung, oder dem Anschlag in negativer Richtung oder der Mitte zwischen Anschlag in negativer und positiver Richtung. Im Bereich der Mitte könnte eine mechanische Unebenheit an Vorgegebener Position in der Verfahrstrecke angebracht sein, die problemlos überfahren aber immer klar detektiert werden kann, sodass daran die Referenzierung erfolgen kann. Zum anderen kann das Referenzieren aus der Überprüfen des möglichen Verfahrweges der Kupplung bestehen. Dieser ergibt sich durch Subtraktion des Anschlags in positiver Richtung minus Anschlag in negativer Richtung. Eine Kombination aus den beiden Verfahren ist ebenfalls möglich.
In 4 sind zwei Verläufe des Referenzierens beispielhaft dargestellt. Die Referenzierung von 460 verläuft korrekt, die Referenzierung 490 verläuft nicht korrekt. Ausgehend von der Position 440 bzw. 470 wird zunächst der negative bzw. untere Anschlag 420 angefahren. Gemäß Referenzierungsverlauf 460 wird der untere Anschlag 420 erreicht, diese inkrementelle Position wird mit einer zu erwartenden Position für den unteren Anschlag verglichen. Gemäß Referenzierungsverlauf 490 wird jedoch der untere Anschlag nicht erreicht sondern die Aktorik wird durch ein Hindernis beispielweise Schmutz oder eine Verspannung in der Aktorik blockiert. Ein Vergleich diese inkrementelle Position an der Blockade wird mit dem Wert einer zu erwartenden Position für den unteren Anschlag verglichen und ergibt ein inkorrektes Ergebnis. Anschließend wird gemäß beider Referenzierungsverläufe 460, 490 in Richtung oberer Anschlag 410 verfahren. Dieser wird erreicht und diese inkrementelle Position mit der zu erwartenden Position für den oberen Anschlag 410 verglichen was in beiden Fallen ein kor rektes Ergebnis ergibt. Anschliessend wird in Richtung Ende der Referenzierung 450, 480 verfahren.
Zusätzlich wird alternativ die Differenz zwischen echtem bzw. vermeintlichem oberem Anschlag sowie echtem bzw. vermeintlichem unterem Anschlag ermittelt und mit einem zu erwartenden Wert für diese Kupplung verglichen. Im Falle des Referenzierungsverlaufs 460 führt dieser Vergleich zu einem korrekten Ergebnis, während im Falle des Referenzierungsverlaufs 490 der Vergleich zu einem inkorrekten Ergebnis führt, da nicht der echte sondern auf Grund der Blockade nur der vermeintliche untere Anschlag erreicht wurde.
Die Funktionsebene 200 zeigt eine gerade laufende Referenzierung durch ein Signal 250, 330 dem Überwachungsmodul 270 an. In dieser Phase beobachtet das Überwachungsmodul den Verfahrweg der Kupplungsaktorik und bewertet nach Beendigung des Referenzierens eigenständig und damit redundant zur Funktionsebene 200 die korrekte Durchführung der Referenzierung. Die Beobachtung der Referenzierung kann sich, je nach Strategie, auf die Beobachtung der minimalen bzw. maximalen Kupplungsposition beschränken, oder alternativ auch eine komplexere Beobachtung berücksichtigen. Beispielhaft dafür ist die Beobachtung der Ansteuerspannung der Kupplung während des Referenzierens zu nennen.
Darüber hinaus wird vorgesehen, dass eine Rückmeldung des Status der „sicheren” Kupplungsposition vom Überwachungsmodul 270 an die Funktionsebene 200 erfolgt, um bei Verlust der „sicheren” Kupplungsposition möglichst schnell eine Referenzierung anzustoßen, den normalen Fahrbetrieb möglichst schnell wieder aufzunehmen und ein Stilllegen des Systems vermeiden zu können. Dieses Signal ist nicht in 2 eingezeichnet.
Das Flag bezüglich der „sicheren” Absolutposition wird beispielsweise auf INKORREKT gesetzt, wenn:

• Ein Eingangssignal anzeigt, dass der Inkrementalwegzähler gerade fehlerhafte Werte enthält, oder
• die „sichere” Kupplungsposition außerhalb eines plausiblen Bereichs liegt, oder
• die „sichere” Kupplungsposition einen unplausibel großen Sprung macht, oder
• die Kupplungsposition der Funktionsebene und die des Überwachungsmoduls zu stark voneinander abweichen, oder
• eine Referenzierung oder Plausibilisierung der Funktionsebene fehlerhaft beendet wurde.

Wie groß der plausiblen Bereich oder wann ein einen unplausibel großen Sprung vorliegt muss sich am jeweils verwendeten Kupplungstyp und der verwendeten Kupplungsaktorik ausrichten.
3 zeigt ein Konzept einer möglichen Realisierung der Überwachungsfunktion.
Wird durch eine Funktion der Funktionsebene die Durchführung einer Referenzierung veranlasst, signalisiert die Funktionsebene dem Überwachungsmodul den Beginn der Referenzierung 330. Ist das Ende der Referenzierung erreicht signalisiert die Funktionsebene dem Überwachungsmodul das Ende der Referenzierung 340. Die Überwachungsfunktion überprüft aufgrund der Beobachtung ob die Referenzierung korrekt verlaufen ist und gleicht bei korrektem Verlauf die Referenzierung ab 350, indem „sicherer” Referenzpunkt und „sichere” Kupplungsposition an die Funktionsebene übergeben werden.
Die Erfindung beschreibt eine einfache und kostengünstige Realisierung einer Sicherheitsfunktion, die für Doppelkupplungssysteme mit Inkrementalwegmessung wichtige Größe, den Referenzpunkt, gegen Falschbestimmung absichert. Sie ist Teil eines Sicherheitssystems, das die funktionale Sicherheit für Doppelkupplungssysteme gewährleistet.

6: Antriebswelle
8: Eingangswelle
10: Eingangswelle
12: Ausgangswelle
14: Aktor
16: Aktor
18: Aktor
20: Aktor
22: Teilgetriebe
24: Teilgetriebe
26: Steuereinrichtung
28: Eingänge
30: Sensor
32: Sensor
34: Sensor
K1: Kupplung
K2: Kupplung
200: Funktionsebene
210: Eingangssignale
220: komplexe Referenzierungsstrategie und Positionsbestimmung als Nicht-Sicherheitsfunktion
230: Referenzpunkt
240: Kupplungsposition
250: Referenzierung läuft
260: Eingangssignale
270: Überwachungsmodul mit Sicherheitsfunktion
280: sicherer Referenzpunkt
290: sichere Kupplungsposition
310: Referenzierung nicht aktiv
320: Referenzierung läuft
330: Verfahrensschritt
340: Verfahrensschritt
350: Verfahrensschritt
410: oberer Anschlag
420: unterer Anschlag
430: Kupplungsposition
440: Start Referenzierung
450: Ende Referenzierung
460: Bewertung durch Überwachungsfunktion: KORREKT
470: Start Referenzierung
480: Ende Referenzierung
490: Bewertung durch Überwachungsfunktion: INKORREKT

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10248195 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung und Überwachung einer Kupplungsposition einer Kupplung (K1, K2), die in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Kupplung eine Kupplungsaktorik (14, 16) mit Inkrementalwegzähler aufweist und wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung (26) aufweist, wobei die Kupplungsposition (240) mittels eines Referenzierungsverfahrens zur Referenzierung der Kupplung sowie eines Positionsbestimmungsverfahrens zur Bestimmung der Kupplungsposition ermittelt wird, wobei Referenzierungsverfahren und Positionsbestimmungsverfahren als Nicht-Sicherheitsfunktionen (220) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Kupplungsposition mittels eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (270) ausgeführt ist durch Beobachtung des Verfahrwegs der Kupplung während des Referenzierens erfolgt, wobei die Sicherheitsfunktion (270) eine Referenzposition (280) aus der Beobachtung ermittelt und bewertet sowie die Kupplungsposition (290) redundant zu den Nicht-Sicherheitsfunktionen aus dem Inkrementalwegzählerstand und der ermittelten Referenzposition (280) ermittelt und als eine nicht sichere Kupplungsposition bewertet, wenn • die durch die Sicherheitsfunktion (270) ermittelte und bewertete Referenzposition (280) als nicht sicher bewertet wird, oder • ein Eingangssignal (210, 260) anzeigt, dass der Inkrementalwegzähler fehlerhafte Werte enthält, oder • der Wert der durch die Sicherheitsfunktion (270) ermittelten Kupplungsposition (290) außerhalb eines plausiblen Bereichs liegt, oder • der Wert der durch die Sicherheitsfunktion ermittelten Kupplungsposition einen unplausibel großen Sprung macht, oder • der Wert der durch die Nicht-Sicherheitsfunktionen ermittelten Kupplungsposition und der Wert der durch die Sicherheitsfunktion des Überwachungsmoduls ermittelten Kupplungsposition zu stark voneinander abweichen, oder • eine Referenzierung oder Plausibilisierung der Nicht-Sicherheitsfunktionen fehlerhaft beendet wurde und anderenfalls die Kupplungsposition als sichere Kupplungsposition (290) bewertet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsfunktion (270), die eine Referenzposition aus der Beobachtung der Referenzierung ermittelt, die Referenzposition als sicher bewertet, wenn die beobachtete Referenzierung korrekt durchgeführt wird und als unsicher bewertet, wenn die beobachtete Referenzierung inkorrekt durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Signal einer Nicht-Sicherheitsfunktion während der Durchführung einer Referenzierung dem Überwachungsmodul angezeigt wird, dass aktuell eine Referenzierung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtung der Referenzierung die Beobachtung der minimalen und maximalen Kupplungsposition umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtung der Referenzierung die Beobachtung der minimalen und maximalen Kupplungsposition sowie die Beobachtung der Ansteuerspannung des Kupplungsaktors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bewertung der Kupplungsposition als eine nicht sichere Kupplungsposition ein Zustandsflag, dass die Korrektheit der sicheren Kupplungsposition angibt, auf INKORREKT gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bewertung der Kupplungsposition als eine sichere Kupplungsposition ein Zustandsflag, dass die Korrektheit der sicheren Kupplungsposition angibt, auf KORREKT gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bewertung als eine nicht sichere Kupplungsposition ein erneutes Referenzieren veranlasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erneutes Referenzieren durch Rückmelden der Bewertung als eine nicht sichere Kupplungsposition durch das Überwachungsmodul an eine Funktionsebene, welche die Nicht-Sicherheitsfunktionen umfasst veranlasst wird.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung einer Kupplungsposition einer Kupplung (K1, K2), die in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Kupplung eine Kupplungsaktorik (14, 16) mit Inkrementalwegzähler aufweist und wobei das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung (26) aufweist, die dazu vorgesehen ist, dass die Kupplungsposition (240) mittels eines Referenzierungsverfahrens zur Referenzierung der Kupplung sowie eines Positionsbestimmungsverfahrens zur Bestimmung der Kupplungsposition ermittelt wird, wobei Referenzierungsverfahren und Positionsbestimmungsverfahren als Nicht-Sicherheitsfunktionen (220) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Kupplungsposition mittels eines Überwachungsmoduls, das als Sicherheitsfunktion (270) ausgeführt ist durch Beobachtung des Verfahrwegs der Kupplung während des Referenzierens erfolgt, wobei die Sicherheitsfunktion (270) eine Referenzposition (280) aus der Beobachtung ermittelt und bewertet sowie die Kupplungsposition (290) redundant zu den Nicht-Sicherheitsfunktionen aus dem Inkrementalwegzählerstand und der ermittelten Referenzposition (280) ermittelt und als eine nicht sichere Kupplungsposition bewertet, wenn • die durch die Sicherheitsfunktion (270) ermittelte und bewertete Referenzposition (280) als nicht sicher bewertet wird, oder • ein Eingangssignal (210, 260) anzeigt, dass der Inkrementalwegzähler fehlerhafte Werte enthält, oder • der Wert der durch die Sicherheitsfunktion (270) ermittelten Kupplungsposition (290) außerhalb eines plausiblen Bereichs liegt, oder • der Wert der durch die Sicherheitsfunktion ermittelten Kupplungsposition einen unplausibel großen Sprung macht, oder • der Wert der durch die Nicht-Sicherheitsfunktionen ermittelten Kupplungsposition und der Wert der durch die Sicherheitsfunktion des Überwachungsmoduls ermittelten Kupplungsposition zu stark voneinander abweichen, oder • eine Referenzierung oder Plausibilisierung der Nicht-Sicherheitsfunktionen fehlerhaft beendet wurde und anderenfalls die Kupplungsposition als sichere Kupplungsposition (290) bewertet.