DE102012203965A1 - Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands "Antrieb läuft" eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb, dessen Getriebeeingang sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit einer elektrischen Maschine verbunden oder wirkverbunden ist, vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Signale „Abtriebswellendrehzahl des Getriebes”, „Abtriebswellendrehzahl-Status”, „Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle”, „Statusbyte der Drehzahl der getriebeinternen Welle”, „Kraftschluss-Statusbyte”, „aktueller Gang des Getriebes”, „Zielgang des Getriebes” und „direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird” zur Bildung einer Ersatzgröße n_DrehMot für die Getriebeeingangsdrehzahl und einer Statusgröße n_DrehMotStatus für die Ersatzgröße n_DrehMot logisch miteinander verknüpft werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Steuerung und Regelung vieler Komponenten im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs Signale von anderen Komponenten zu verwenden, die mittels geeigneter Übertragungsverfahren- und Medien, beispielsweise mittels einer K-Leitung, über einen CAN-Bus, über ein FlexRay® Feldbussystem, LAN oder WLAN übertragen werden.
- Dies ist insbesondere bei Situationen vorteilhaft, bei denen der Einbau von zusätzlichen Sensoren aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten nicht möglich ist. Bei Automatgetrieben kann es oft vorkommen, dass der Einbau eines Drehzahlsensors zur direkten Erfassung der Getriebeeingangsdrehzahl nicht möglich ist oder nur mit erheblichem Aufwand realisierbar ist. Aus diesem Grunde wird ein Drehzahlsensor verwendet, der nicht die Getriebeeingangsdrehzahl sondern die Drehzahl einer dem Antriebsaggregat und dessen Trennkupplung in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschalteten Komponente des Getriebes erfasst.
- Bei Automatgetrieben in Planetenbauweise mit Hybridantrieb wird beispielsweise die Drehzahl eines Planetenträgers eines Planetenradsatzes erfasst, wobei die Getriebeeingangsdrehzahl aus der erfassten Drehzahl des Planetenträgers und der Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine im elektronischen Getriebesteuergerät berechnet wird, wenn bestimmte Randbedingungen erfüllt sind.
- Die Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine wird dem elektronischen Getriebesteuergerät mittels eines elektronischen Übertragungsmediums, vorzugsweise mittels eines CAN- oder eines FlexRay® Bussystems zur Verfügung gestellt, wobei die Antriebsdrehzahl in weitere Berechnungen zum Zweck der Getriebesteuerung einfließt. Da aus dem Stand der Technik Werkzeuge bekannt sind, die eine Manipulation von derartigen Übertragungsmedien in unerwünschter Weise ermöglichen, kann eine Manipulation des Wertes der Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine und somit der im elektronischen Getriebesteuergerät rechnerisch ermittelten Getriebeeingangsdrehzahl nicht ausgeschlossen werden.
- Ist die im elektronischen Getriebesteuergerät rechnerisch ermittelte Getriebeeingangsdrehzahl in Bezug auf die tatsächliche, reale Getriebeeingangsdrehzahl verändert, kann dies in nachteiliger Weise dazu führen, dass von der elektronischen Getriebesteuerung nicht immer zuverlässig erkannt werden kann, ob eine Eingangsdrehzahl vorhanden ist und wie hoch die Eingangsdrehzahl ist. Dies ist insbesondere für Sicherheitsfunktionen, Start-Stopp-Funktionen, Diagnosefunktionen, Komfortfunktionen und Komponentenschutzfunktionen nachteilig.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb, dessen Getriebeeingang sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit einer elektrischen Maschine verbunden oder wirkverbunden ist, anzugeben, welches ohne zusätzliche Sensoren und ohne zusätzliche elektrische und/oder elektronische Vernetzung im Getriebe durchgeführt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Demnach wird ein Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb, dessen Getriebeeingang sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit einer elektrischen Maschine verbunden oder wirkverbunden ist, vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Signale „Abtriebswellendrehzahl des Getriebes”, „Abtriebswellenzahl-Status”, „Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle”, „Statusbyte der Drehzahl der getriebeinternen Welle”, „Kraftschluss-Statusbyte”, „aktueller Gang des Getriebes”, „Zielgang des Getriebes” und „direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird” zur Bildung einer Ersatzgröße n_DrehMot für die Getriebeeingangsdrehzahl und einer Statusgröße n_DrehMotStatus für die Ersatzgröße n_DrehMot logisch miteinander verknüpft werden.
- Als Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle kann jede manipulationssicher erfassbare Drehzahl dienen, die an einem dem Antriebsaggregat und dessen Trennkupplung in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschalteten drehenden Bauteil des Getriebes sensiert wird, wenn die Trennkupplung so ausgeführt ist, dass sie den Antrieb vom Getriebeeingang nicht vollständig entkoppelt, sondern in den Kraftfluss des Getriebes integriert ist.
- Die Verwendung der Drehzahl einer getriebeinternen Welle und deren Status, d. h. der Gültigkeit des Signals, zur Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” ist aus kinematischen Gründen nur innerhalb bestimmter Randbedingungen möglich. Hierbei muss bei eingelegtem ersten, zweiten oder dritten Vorwärtsgang oder bei eingelegtem Rückwärtsgang ein Kraftfluss hergestellt sein, wobei für den Fall, dass der dritte Vorwärtsgang eingelegt ist, ein direkter Durchtrieb, d. h. eine konstante, definierte Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird, hergestellt sein muss. Ferner muss die Abtriebsdrehzahl des Getriebes eine vorgegebene Drehzahlschwelle unterschreiten.
- Ein direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang, d. h. eine konstante, definierte Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird, ist beispielsweise gegeben, wenn ein Ersatzprogramm im dritten Vorwärtsgang aktiv ist und das entsprechende interne Anfahrelement des Getriebes geschlossen ist.
- Wenn der Kraftfluss hergestellt ist und die Abtriebsdrehzahl Null ist, wird für den Fall, dass die Drehzahl einer getriebeinternen Welle Null ist, der Zustand „Antrieb steht” erkannt. Wenn der Kraftfluss hergestellt ist und die Abtriebsdrehzahl Null ist, wird für den Fall, dass die Drehzahl einer getriebeinternen Welle ungleich Null ist, der Zustand „Antrieb läuft” erkannt.
- Gemäß der Erfindung wird der Zustand „Antrieb steht” auch dann erkannt, wenn der getriebeseitige Antrieb, beispielsweise die elektrische Maschine, steht, und ein durch Öffnen einer Kupplung vom Antriebsstrang abgekoppeltes Antriebsaggregat läuft.
- Um die Neutralität der erfindungsgemäßen Funktion außerhalb der Randbedingungen zu gewährleisten, werden die Signale „Getriebeeingangsdrehzahl” und „Getriebeeingangsdrehzahl-Status” benötigt: hierbei wird außerhalb der Randbedingungen angenommen, dass die Signale „Getriebeeingangsdrehzahl” und „Getriebeeingangsdrehzahl-Status” gültig sind.
- Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene logisch verknüpfte Auswertung der Signale „Abtriebswellendrehzahl des Getriebes”, „Abtriebswellendrehzahl-Status”, „Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle”, „Statusbyte der Drehzahl der getriebeinternen Welle”, „Kraftschluss-Statusbyte”, „aktueller Gang des Getriebes”, „Zielgang des Getriebes” und „direkter Durchtrieb im dritten Gang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird” wird eine manipulationssichere Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb ohne die Notwendigleit zusätzlicher Sensorik und ohne eine zusätzliche elektrische und/oder elektronische Vernetzung im Getriebe ermöglicht.
- Hierbei wird durch das Statusbyte der Ersatzgröße n_DrehMotStatus der Zustand des Drehzahlsignals der elektrischen Maschine abgebildet.
- Ferner können die durch die logische Verknüpfung der genannten Signale gebildeten Ersatzgrößen auch außerhalb der Randbedingungen zur Gültigkeit der Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” als Eingangsgrößen in Zustandsüberwachungen, beispielsweise für die Überwachung des Zustands ”Motor läuft” oder für Plausibilisierungen, beispielsweise für den Fall, dass eine Getriebeeingangsdrehzahl vorhanden ist, aber der Antrieb steht und umgekehrt verwendet werden. Ferner können mittels der gebildeten Ersatzgrößen auch Bauteilüberwachungen durchgeführt werden. Beispielsweise können Sensoren überwacht werden, wenn ein verlässliches Eingangssignal verfügbar ist.
- Dadurch können in vorteilhafter Weise Sicherheitsfunktionen, Start-Stopp-Funktionen, Diagnosefunktionen, Komfortfunktionen und Komponentenschutzfunktionen signifikant verbessert werden.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Flussdiagramms zur Veranschaulichung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall eines Automatgetriebes in Planetenbauweise mit Hybridantrieb beispielhaft näher erläutert.
- Bezugnehmend auf die beigefügte Figur wird zu Beginn des Verfahrens mittels geeigneter Signalaufbereitung festgestellt, ob ein Kraftfluss hergestellt ist, ob der Abtriebswellendrehzahl-Status einem gültigen Signal entspricht, ob die Abtriebswellendrehzahl eine vorgegebene Schwelle unterschreitet und ob die Drehzahlerfassung der getriebeinternen Welle, die beim gezeigten Beispiel die Drehzahl des Planetenträgers eines Planetenradsatzes unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist, ein gültiges Signal liefert. Sollte eine dieser Bedingungen nicht zutreffen, dann gilt n_DrehMot = Getriebeeingangsdrehzahl und n_DrehMotStatus = Getriebeeingangsdrehzahl-Status.
- Treffen alle diese Bedingungen zu und ist im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle ein direkter Durchtrieb hergestellt, was beim gezeigten Beispiel durch ein aktiviertes Ersatzprogramm bei geschlossenem internem Anfahrelement des Getriebes erzielt werden kann, dann gilt n_DrehMot = Drehzahl der getriebeinternen Welle (im vorliegenden Beispiel also die Planetenträgerdrehzahl) und n_DrehMotStatus = Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle (im vorliegenden Beispiel also den Planetenträgerstatus).
- Wenn kein Ersatzprogramm in dritten Vorwärtsgang aktiv ist oder wenn das interne Anfahrelement des Getriebes geöffnet ist, wird geprüft, ob eine Schaltung vorliegt und infolge dessen der Zielgang ein Gang ist, der höher als der zweite Gang ist, wobei wenn dies der Fall ist, Folgendes gilt: n_DrehMot = Getriebeeingangsdrehzahl und n_DrehMotStatus = Getriebeeingangsdrehzahl-Status. Aus kinematischen Gründen kann bei Zielgängen, die höher als der zweite Vorwärtsgang sind, die Drehzahl der getriebeinternen Welle nicht zur Ermittlung des Zustands „Antrieb läuft” verwendet werden.
- Ist dies nicht der Fall, dann gilt für den Fall, dass der aktuelle Gang der erste oder zweite Gang oder der Rückwärtsgang ist, n_DrehMot = Drehzahl der getriebeinternen Welle (hier beispielhaft die Planetenträgerdrehzahl) und n_DrehMotStatus = Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle (hier beispielhaft der Planetenträgerdrehzahl-Status). Ist der aktuelle Gang nicht der erste oder zweite Gang oder der Rückwärtsgang, dann gilt n_DrehMot = Drehzahl der getriebeinternen Welle (hier beispielhaft die Planetenträgerdrehzahl) und n_DrehMotStatus = Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle (hier beispielhaft der Planetenträgerdrehzahl-Status).
Claims (8)
- Verfahren zur manipulationssicheren Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” eines Automatgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes mit Hybridantrieb, dessen Getriebeeingang sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit einer elektrischen Maschine verbunden oder wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale „Abtriebswellendrehzahl des Getriebes”, „Abtriebswellendrehzahl-Status”, „Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle”, „Statusbyte der Drehzahl der getriebeinternen Welle”, „Kraftschluss-Statusbyte”, „aktueller Gang des Getriebes”, „Zielgang des Getriebes” und „direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird” zur Bildung einer Ersatzgröße (n_DrehMot) für die Getriebeeingangsdrehzahl und einer Statusgröße (n_DrehMotStatus) für diese Ersatzgröße (n_DrehMot) logisch miteinander verknüpft werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahl einer getriebeinternen Welle unterschiedlich der Antriebswelle und der Abtriebswelle jede manipulationssicher erfassbare Drehzahl dient, die an einem dem Antriebsaggregat und dessen Trennkupplung in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschalteten drehenden Bauteil des Getriebes sensiert wird, wenn die Trennkupplung so ausgeführt ist, dass sie den Antrieb vom Getriebeeingang nicht vollständig entkoppelt, sondern in den Kraftfluss des Getriebes integriert ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der getriebeinternen Welle und deren Status bei eingelegtem ersten, zweiten oder dritten Vorwärtsgang oder bei eingelegtem Rückwärtsgang bei hergestelltem Kraftfluss verwendet wird, wobei für den Fall, dass der dritte Vorwärtsgang eingelegt ist, eine konstante, definierte Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird, hergestellt sein muss, wobei die Abtriebsdrehzahl eine vorgegebene Drehzahlschwelle unterschreiten muss.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Kraftfluss hergestellt ist und die Abtriebsdrehzahl Null ist, für den Fall, dass die Drehzahl der getriebeinternen Welle Null ist, der Zustand „Antrieb steht” erkannt wird, wobei für den Fall, dass die Drehzahl der getriebeinternen Welle ungleich Null ist, der Zustand „Antrieb läuft” erkannt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Neutralität des Verfahrens außerhalb der Randbedingungen nach Anspruch 3 zu gewährleisten, außerhalb der Randbedingungen angenommen wird, dass die Signale „Getriebeeingangsdrehzahl” und „Getriebeeingangsdrehzahl-Status” gültig sind.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die logische Verknüpfung der genannten Signale gebildeten Ersatzgrößen auch außerhalb der Randbedingungen zur Gültigkeit der Erkennung des Zustands „Antrieb läuft” nach Anspruch 3 als Eingangsgrößen in Zustandsüberwachungen, Plausibilisierungen und Bauteilüberwachungen verwendet werden.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass das Automatgetriebe als Automatgetriebe in Planetenbauweise ausgeführt ist, als getriebeinterne Welle, deren Drehzahl von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl der getriebeinternen Welle sensiert wird, der Planetenträger eines Planetenradsatzes dient.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Verfahrens festgestellt wird, ob ein Kraftfluss hergestellt ist, ob der Abtriebsdrehzahl-Status ein gültiges Signal ist, ob die Abtriebsdrehzahl eine vorgegebene Drehzahlschwelle unterschreitet und ob der Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle ein gültiges Signal ist, wobei für den Fall, dass eine dieser Bedingungen nicht zutrifft, die Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit der Getriebeeingangsdrehzahl und die Statusgröße (n_DrehMotStatus) gleichgesetzt wird mit der Ersatzgröße (n_DrehMot) dem Getriebeeingangsdrehzahl-Status, wobei für den Fall, dass alle diese Bedingungen zutreffen und ein direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle hergestellt ist, die Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit der Drehzahl der getriebeinternen Welle und der Status (n_DrehMotStatus) der Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit dem Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle, wobei für den Fall, dass kein direkter Durchtrieb im dritten Vorwärtsgang zwischen der Getriebeeingangswelle und der getriebeinternen Welle hergestellt ist, als weitere Bedingung geprüft wird, ob eine Schaltung vorliegt und ob der Zielgang ein Gang ist, der höher als der zweite Gang ist, wobei für den Fall, dass diese weitere Bedingung erfüllt ist, die Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit der Getriebeeingangsdrehzahl und der Status (n_DrehMotStatus) gleichgesetzt wird mit dem Getriebeeingangsdrehzahl-Status, wobei für den Fall, dass diese weitere Bedingung nicht erfüllt ist und für den Fall, dass der aktuelle Gang der erste oder zweite Gang oder der Rückwärtsgang ist, die Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit der Drehzahl der getriebeinternen Welle und der Status (n_DrehMotStatus) gleichgesetzt wird mit dem Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle, und wobei für den Fall, dass der aktuelle Gang nicht der erste oder zweite Gang oder der Rückwärtsgang ist, die Ersatzgröße (n_DrehMot) gleichgesetzt wird mit der Drehzahl der getriebeinternen Welle und der Status (n_DrehMotStatus) gleichgesetzt wird mit dem Status der Drehzahl der getriebeinternen Welle.
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DE102008022984A1 (de) * | 2007-05-14 | 2008-12-04 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Steuerarchitektur und -verfahren zum Bewerten des Maschine-Aus-Betriebs eines Hybridantriebsstrangsystems, das in einem stufenlosen Modus arbeitet |
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