DE10248549A1

DE10248549A1 - Einrichtung zur Steuerung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10248549A1
Application number: DE2002148549
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing. Gierling; Wolfgang Dr.-Ing. Runge; Josef Schwarz; Thomas Dipl.-Ing. Voss; Harald Dipl.-Ing. Deiss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Eine Einrichtung zur Steuerung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges soll dahingehend konzipiert werden, dass die Möglichkeit zur Erweiterung der Beeinflussung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges sowie der Aggregate und Systeme desselben gegeben ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist die Einrichtung ein für den Empfang von außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten ausgebildetes Datenmodul (1) und eine Parameter-Erfassungseinheit (2) auf, die nach dem Wechsel einer Baugruppe oder Funktionseinheit von einem Standard-Betriebszustand in einen Ausnahme-Betriebszustand, in dem die Funktionsfähigkeit nur noch eingeschränkt gegeben ist, ohne zu einem die Weiterfahrt des Kraftfahrzeuges ausschließenden Totalausfall zu führen, aktiviert ist und die einer Steuereinheit (5) der im Ausnahme-Betriebszustand befindlichen Baugruppe oder Funktionseinheit vom Datenmodul (1) bereitgestellte und weitere Informationen übermittelt, die in der Steuereinheit (5) eine Programmauswahl oder Programmanpassung zur Beherrschung und Optimierung des Ausnahme-Betriebszustandes ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges, das über Baugruppen und Funktionseinheiten verfügt, von denen sich mindestens eine Baugruppe oder Funktionseinheit durch Einbeziehung und Verarbeitung von Informationen, die zu einer Stellgröße aufbereitet werden, in ihrer Betriebsweise beeinflussen lässt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. So wird in der DE 196 00 734 A1 ein Verfahren zur Steuerung von Aggregaten und/oder Systemen eines Kraftfahrzeugs unter Verarbeitung von Informationen zur Erfassung der Fahrumgebung, des Fahrzustandes, zur Positionsbestimmung oder dergleichen beschrieben, bei dem Daten miteinander verknüpft und zu einer Stellgröße aufbereitet werden, mit der zumindest ein einzelnes Aggregat und/oder ein System des Fahrzeuges in seiner Arbeitsweise dahingehend beeinflussbar ist, dass Sicherheit, Komfort, Wirtschaftlichkeit und Effizienz gesteigert werden.

Des Weiteren stellt die DE 195 36 512 A1 Informationen zu einer Gangwechselsteuerung für Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen bereit. Der Gangwechsel wird hierbei von einem Steuergerät auch in Abhängigkeit von Eingangssignalen gesteuert, die außerhalb des Fahrzeuges gebildete Informationen nutzen und Umgebungsbedingungen des Fahrzeuges wiedergeben. Eine solche Lösung ermöglicht eine Verbesserung des Gangwechselverhaltens von Automatikgetrieben, bleibt jedoch auf einen solchen Anwendungsfall begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten der Beeinflussung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges sowie der Aggregate und Systeme desselben gezielt zu erweitern.

Erfindungsgemäß weist die Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein für den Empfang von außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten ausgebildetes Datenmodul und eine Parameter-Erfassungseinheit auf, die nach dem Wechsel einer Baugruppe oder Funktionseinheit von einem Standard-Betriebszustand in einen Ausnahme-Betriebszustand aktiviert ist, in dem die Funktionsfähigkeit nur noch eingeschränkt gegeben ist, ohne zu einem die Weiterfahrt des Kraftfahrzeuges ausschließenden Totalausfall zu führen, und die einer Steuereinheit der im Ausnahme-Betriebszustand befindlichen Baugruppe oder Funktionseinheit vom Datenmodul bereitgestellte und weitere Informationen übermittelt, die in der Steuereinheit eine Programmauswahl oder Programmanpassung zur Beherrschung und Optimierung des Ausnahme-Betriebszustandes ermöglichen.

Die Erfindung ist mit dem Vorteil verbunden, dass in Ausnahme-Betriebszuständen die Mobilität des Fahrzeuges auch für einen längeren Zeitraum weitgehend erhalten bleibt. Dies resultiert insbesondere aus der Möglichkeit, eine Programmauswahl oder Programmanpassung für den Betrieb der betreffenden Komponente auf der Grundlage von Informationen vorzunehmen, die die Betriebsweise und die Betriebsbedingungen des Fahrzeuges nach dem Eintreten des Ausnahme- Betriebszustandes erfassen und eine Extrapolation des weiteren Fahrverhaltens gestatten.

In Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung ein Aktivierungsmodul zur Aktivierung der Parameter-Erfassungseinheit beim Übergang von einem Standard-Betriebszustand in einen Ausnahme-Betriebszustand, so dass die im Datenmodul gesammelten Informationen nur dann der Parameter-Erfassungseinheit bereitgestellt werden, wenn ein Ausnahme-Betriebszustand eingetreten und eine Informationsbearbeitung notwendig ist.

Als außerhalb des Fahrzeuges generierte Daten können bestimmte, fahrzeugbezogene Umweltdaten aus einem Umweltdaten-Bereitstellungssystem der Parameter-Erfassungseinheit zugeleitet werden.

Die außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung von der Parameter-Erfassungseinheit im Ausnahme-Betriebszustand an die Steuereinheit eines Automatikgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes weitergeleitet.

Bei den außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten handelt es sich vorzugsweise um fahrzeugbezogene Umweltdaten aus dem Umweltdaten-Bereitstellungssystem, die von der Parameter-Erfassungseinheit im Ausnahme-Betriebszustand an die Steuereinheit eines Automatikgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes weitergeleitet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von der Steuereinheit des Automatikgetriebes oder des automatisierten Schaltgetriebes zur Festlegung des Notlauf verhaltens des Getriebes der Ansteuerbereich eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers bedient, der auf die Überbrückungskupplung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers wirken kann.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass bei Problemen in der Ansteuerung der Überbrückungskupplung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers die Überbrückungskupplung deaktiviert und eine Betriebsweise des Fahrzeuges gewählt wird, die von Informationen über den Sonder-Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und über das zukünftige, auf außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten basierende Betriebsverhalten des Wandlers bestimmt ist.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Empfangsmodul und einer Parameter-Erfassungseinheit und
2 eine Einrichtung gemäß 1, die auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler wirkt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung befindet sich in einem hier nicht näher zu spezifizierendem Fahrzeug und umfasst gemäß 1 im wesentlichen ein Datenmodul 1, eine Parameter-Erfassungseinheit 2, ein Aktivierungsmodul 3, einen internen Datenspeicher 4, sowie den Baugruppen und Funktionseinheiten des Fahrzeuges zugeordnete Steuereinhei ten 5 und der Generierung von Ersatz- oder Notlauffunktionen dienende Programmauswahl-Komponenten 6.
Vom einem Datenmodul 1 werden außerhalb des Fahrzeuges existierende Informationen über ein geeignetes telematisches System, das sich beispielsweise als Kombination von einem satellitengestützten (GPS) und einem fahrzeugfesten landkartengestützten Navigationssystem darstellt, einer Parameter-Erfassungseinheit 2 über das Aktivierungsmodul 3 bereitgestellt. In Abhängigkeit vom Ansteuerzustand des Aktivierungsmoduls 3 können die außerhalb des Fahrzeuges generierten Informationen auf direktem Weg an die Parameter-Erfassungseinheit 2 übertragen werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diese Informationen nur bei Bedarf der Parameter-Erfassungseinheit 2 zuzuleiten. Die Initialisierung zur Weitergabe der Daten erfolgt dabei zweckmäßigerweise durch die jeweilige Steuereinheit 5 der Baugruppe oder Funktionseinheit, die sich in einem Ausnahme-Betriebszustand befindet. Der Begriff „Ausnahme-Betriebszustand" soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass ein Systemfehler in der betreffenden Baugruppe oder Funktionseinheit aufgetreten ist, auf den mit Ersatz-Programmen oder Ersatz-Funktionen reagiert wird. Selbstverständlich können Datenmodul 1, Parameter-Erfassungseinheit 2, Aktivierungsmodul 3, Datenspeicher 4 und Steuereinheit 5 in beliebigen Integrationsstufen zusammengefaßt sein, beispielsweise als separates Elektronik-Modul oder auch als ein in ein Fahrzeugaggregat (z. B. ein Automatgetriebe) integriertes Mechatronik-Modul.
Diagnostiziert die betreffende Steuereinheit 5 einen Systemfehler, so fordert die Steuereinheit 5 von der Parameter-Erfassungseinheit 2 auf direktem Weg oder über das Aktivierungsmodul 3 die außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten, beispielsweise zu Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Regen und Windverhältnissen, ab und wählt unter Einbeziehung der der Steuereinheit 5 zugeordneten Programmauswahl-Komponente 6 ein geeignetes Ersatz-Programm oder eine Ersatzfunktion aus. In den Auswahlprozess können auch im internen Datenspeicher abgelegte Informationen einfließen, die sich beispielsweise auf das Betriebs- verhalten der betreffenden Baugruppe in einem Zeitraum vor Eintreten der Fehlfunktion beziehen. So können Erkenntnisse zu den Ursachen der Minderfunktion in die Entscheidungsfindung für einen optimierten Auswahlprozess einbezogen werden.
Im Weiteren soll die erfindungsgemäße Einrichtung, wie in 2 dargestellt, beispielhaft im Zusammenhang mit ihrer Wirkung auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 eines Automatikgetriebes betrachtet werden.
Im Gehäuse 8 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 7 befinden sich Pumpenrad 9, Leitrad 10, Turbinenrad 11 und eine Wandlerüberbrückungskupplung 12. Die Wandlerüberbrückungskupplung 12 kann bei von Fehlfunktionen unbeeinflusster Arbeitsweise durch die Steuereinheit 5 geregelt geschlossen werden, so dass diese im Schlupfbetrieb arbeitet, wodurch das Drehmoment des Fahrzeugmotors zwischen einer hydraulischen und einer mechanischen Kraftübertragung aufgeteilt wird. Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 12 überträgt diese das Motordrehmoment mechanisch auf die Getriebeeingangswelle, während bei geöffneter Kupplung 12 ein reiner Wandlerbetrieb erfolgt. Da dem Fachmann die Funktionsweise eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers hinreichend bekannt ist, muss hier nicht näher darauf eingegangen werden.
Ergeben sich Probleme bei der Ansteuerung der Wandlerüberbrückungskupplung 12, so wird das von der Norm abweichende Verhalten der Wandlerüberbrückungskupplung 12 von der Steuereinheit 5 registriert. Die Steuereinheit 5 ruft daraufhin den Dateninhalt der Parameter-Erfassungseinheit 2 und gegebenenfalls den Inhalt des internen Datenspeichers 4 ab und ermittelt im Abgleich mit diesen Daten unter Einbeziehung der dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 zugeordneten Programmauswahl-Komponente 6 ein solches Ersatz-Programm, das mit nur geringen Einschränkungen eine Weiterfahrt des Fahrzeuges ermöglicht.
Ist im Ersatz-Programm beispielsweise vorgesehen, die Wandlerüberbrückungskupplung 12 nicht mehr zu aktivieren, werden Informationen aus der Parameter-Erfassungseinheit 2 genutzt, um einen erhöhten Wärmeeintrag in das Getriebe zu begrenzen, der bei ständigem Wandlerbetrieb beispielsweise im Anhängerbetrieb, im Hochgeschwindigkeitsbereich oder bei Bergfahrten durch den ständigen Schlupf im hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 entstehen kann. Das Ersatzprogramm kann dabei auf eine Reduzierung von Motordrehzahl, Motorleistung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit gerichtet sein.
Die Erfindung bezieht sich neben der beschriebenen Ersatz-Funktion für die Arbeitsweise einer Wandlerüberbrückungskupplung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers eines Automatikgetriebes auch auf andere Elemente eines solchen Getriebes und auf Getriebe anderer Bauart. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, die beschriebene Einrichtung im Zusammenhang mit anderen Fahrzeugkomponenten, wie Motor, Bremssystem, Lenkung und Fahrwerksystemen, einzusetzen.

1: Datenmodul
2: Parameter-Erfassungseinheit
3: Aktivierungsmodul
4: Datenspeicher
5: Steuereinheit
6: Programmauswahl-Komponente
7: Hydrodynamischer Drehmomentwandler
8: Gehäuse
9: Pumpenrad
10: Leitrad
11: Turbinenrad
12: Wandlerüberbrückungskupplung

Claims

Einrichtung zur Steuerung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges, das über Baugruppen und Funktionseinheiten verfügt, von denen sich mindestens eine Baugruppe oder Funktionseinheit durch Einbeziehung und Verarbeitung von Informationen, die zu einer Stellgröße aufbereitet werden, in ihrer Betriebsweise beeinflussen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein, für den Empfang von außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten ausgebildetes Datenmodul (1) und eine Parameter-Erfassungseinheit (2) aufweist, die nach dem Wechsel einer Baugruppe oder Funktionseinheit von einem Standard-Betriebszustand in einen Ausnahme-Betriebszustand, in dem die Funktionsfähigkeit nur noch eingeschränkt gegeben ist, ohne zu einem die Weiterfahrt des Kraftfahrzeuges ausschließenden Totalausfall zu führen, aktiviert ist und die einer Steuereinheit (5) der im Ausnahme-Betriebszustand befindlichen Baugruppe oder Funktionseinheit vom Datenmodul bereitgestellte und weitere Informationen übermittelt, die in der Steuereinheit (5) eine Programmauswahl oder Programmanpassung zur Beherrschung und Optimierung des Ausnahme-Betriebszustandes ermöglichen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Aktivierungsmodul (3) zur Aktivierung der Parameter-Erfassungseinheit (2) beim Übergang von einem Standard-Betriebszustand in einen Ausnahme-Betriebszustand umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als außerhalb des Fahrzeuges generierte Daten bestimmte, fahrzeugbezogene Umweltdaten aus einem Umweltdaten-Bereitstel-lungssystem der Parameter-Erfassungseinheit (2) zugeleitet werden.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten von der Parameter-Erfassungseinheit (2) im Ausnahme-Betriebszustand an die Steuereinheit (5) eines Automatikgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes weitergeleitet werden.
Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten um fahrzeugbezogene Umweltdaten aus dem Umweltdaten-Bereit-stellungssystem handelt, die von der Parameter-Erfassungseinheit (2) im Ausnahme-Betriebszustand an die Steuereinheit (5) eines Automatikgetriebes oder eines automatisierten Schaltgetriebes weitergeleitet werden.
Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinheit (5) des Automatikgetriebes oder des automatisierten Schaltgetriebes zur Festlegung des Notlaufverhaltens des Getriebes der Ansteuerbereich eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (7) bedient wird.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerbereich des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (7) auf die Überbrückungskupplung (12) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (7) wirkt.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Problemen in der Ansteuerung der Überbrückungskupplung (12) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (7) die Überbrückungskupplung (12) deaktiviert und eine Betriebsweise des Fahrzeuges gewählt wird, die von Informationen über den Sonder-Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (7) und über das zukünftige, auf außerhalb des Fahrzeuges generierten Daten basierende Betriebsverhalten des Drehmomentwandlers (7) bestimmt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Datenmodul (1), Parameter-Erfassungseinheit (2), Aktivierungsmodul (3), Datenspeicher (4) und/oder Steuereinheit (5) in einer Integrationsstufe zusammengefaßt sind.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration als separates Elektronik-Modul ausgeführt ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration als ein in einem Fahrzeugaggregat integriertes Mechatronik-Modul ausgeführt ist.