DE10316454B4

DE10316454B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen einer Kupplung

Info

Publication number: DE10316454B4
Application number: DE10316454.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Reibold Ekkehard; Dr. Moosheimer Johannes
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: WO2003087614A1; FR2838489A1; FR2838489B1; DE10316454A1

Abstract

Verfahren zum Überwachen einer automatisierten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges bei einer aktivierten Kriechfunktion, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes von zumindest einer Motor- und/oder Getriebegröße ein Warnsignal als Fahrerwarnung ausgegeben wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden, wobei als Motorgröße das Motormoment verwendet wird, wobei das Motormoment und/oder der Gradient des Motormoments bei aktivierter Kriechfunktion gemessen oder bestimmt wird, wobei wenn das Motormoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und der Gradient des Motormoments unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt, ein Warnsignal aktiviert wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Getriebegröße die Schlupfdrehzahl an der Kupplung verwendet wird, wobei die Schlupfdrehzahl bei aktivierter Kriechfunktion gemessen wird, und dass, wenn für ein vorbestimmtes Zeitintervall ein vorgegebener Grenzwert der Schlupfdrehzahl überschritten wird, ein Warnsignal aktiviert wird, und wobei als Getriebegröße das Kupplungsmoment verwendet wird, wobei das Kupplungsmoment mit einem Drehmomentensensor gemessen wird, und dass, wenn das gemessene Kupplungsmoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, ein Warnsignal aktiviert wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 196 02 006 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Reibungskupplung in einem Fahrzeug, welches auf eine thermische Überlastung der Reibungskupplung aufmerksam macht. Die DE 197 51 225 A1 offenbart ein Verfahren zur Ansteuerung einer Reibungskupplung, so dass das Fahrzeug in einem Kriechbetrieb bewegt werden kann. Die DE 691 10 881 T2 offenbart eine Drehmomentmessvorrichtung in einem Kupplungssystem.
Insbesondere bei einem Fahrzeug mit einer automatisierten Kupplung oder einem automatisierten Getriebe kann eine Kriechfunktion aktiviert werden. Beispielsweise kann ein Dauerkriechen ohne eine Bewegung des Fahrzeuges vorgesehen sein, wenn sich das Fahrzeug z. B. an einem Hindernis oder an einer Steigung befindet. In dieser Situation kann es vorkommen, dass an der schlupfenden Kupplung ein hoher Reibenergieanteil, insbesondere an der Kupplungsscheibe, entsteht. Dadurch kann ein erhöhter Verschleiß an den Kupplungsbelegen auftreten. Durch die Erwärmung bzw. durch die sich ausbildenden Temperaturgradienten im Kupplungsaggregat können sich auch die Übertragungseigenschaften der Kupplung verändern. Unter Umständen ist es möglich, dass es zu einem starken Anstieg des von der Kupplung übertragenen Moments kommen kann. Dies kann zu unerwünschten Fahrzeugbewegungen und damit zu sicherheitskritischen Situationen führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachung einer Kupplung der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, welches insbesondere bei aktivierter Kriechfunktion sicherheitskritische Situationen bei dem Fahrzeug vermeidet.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst.
Die Aufgabe wird also durch ein Verfahren zum Überwachen einer Kupplung, insbesondere einer automatisierten Kupplung, eines Getriebes eines Fahrzeuges bei einer aktivierten Kriechfunktion gelöst, bei dem bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes von zumindest einer Motor- und/oder Getriebegröße ein Warnsignal als Fahrerwarnung ausgegeben wird und/oder die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden.
Demnach wird eine mögliche Überwachungsstrategie für eine automatisierte Kupplung bei einem automatisierten Kupplungsmanagement oder bei einem automatisierten Getriebe beim Kriechvorgang, insbesondere beim Dauerkriechen, vorgeschlagen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann beispielweise als Getriebegröße die Kupplungstemperatur verwendet werden. Vorzugsweise kann die Kupplungstemperatur mit Hilfe eines Temperatursensors oder dergleichen bestimmt bzw. gemessen werden. Es ist auch möglich, dass die Kupplungstemperatur durch ein entsprechendes Temperatur-Modell berechnet wird. Z. B. kann aus der Reibenergie an der Kupplungsscheibe und vorliegenden Kühleffekten ein Modell aufgestellt werden. Kühleffekte können z. B. durch den drehzahlabhängigen Wärmeübergang und die Wärmeleitung auftreten. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten vorgegebenen Grenzwertes der Kupplungstemperatur zumindest eine Fahrerwarnung aktiviert wird, d.h. der Fahrer kann zum Beispiel akustisch, optisch und/oder auch mechanisch entsprechend gewarnt werden.
Es ist auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren derart modifiziert wird, dass das von der Kupplung übertragene Moment abgesenkt wird, wenn die Kupplungstemperatur beim Kriechen über einen ersten Grenzwert steigt. Erst beim Überschreiten eines zweiten Grenzwerts kann die Kupplung vollständig geöffnet werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Getriebegröße die Schlupfdrehzahl an der Kupplung verwendet wird. Beispielsweise kann die Schlupfdrehzahl bei aktivierter Kriechfunktion gemessen werden. Wenn für ein vorbestimmtes Zeitintervall ein vorgegebener Grenzwert der Schlupfdrehzahl überschritten wird, kann ebenfalls zumindest eine Fahrerwarnung aktiviert werden.
Eine nächste Weiterbildung kann vorsehen, dass als Motorgröße bei aktiviertem Kriechzustand das Motormoment sowie dessen zeitliche Ableitung überprüft bzw. beobachtet wird. Insbesondere für diese Größen können geeignete Grenzwerte definiert werden. Da das Motormoment aufgrund von Verbrauchern, wie zum Beispiel einer Klimaanlage oder einer Servolenkung, kurzzeitig stark ansteigen kann, sollten zur Unterscheidung zwischen einem Einfluss von Verbrauchern und einer temperaturbedingten Änderung der Kupplungsübertragungseigenschaften z. B. zwei Grenzwertbedingungen erfüllt sein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenn das Motormoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und der Gradient des Motormoments unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt, ein Warnsignal aktiviert wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden. Es sind auch weitere oder andere Bedingungen möglich, um die Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen Einflüssen zu erkennen. Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere Motorgrößen verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit Hilfe eines Drehmomentensensors direkt das von der Kupplung übertragene Moment als Getriebegröße bestimmt wird. Wenn das bestimmte Kupplungsmoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird ebenfalls die Fahrerwarnung und die Anpassung der Kupplungsübertragungseigenschaften aktiviert.
Es ist auch möglich, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren andere Getriebegrößen zu verwenden. Die vorgeschlagenen Maßnahmen können alternativ oder auch in beliebiger Kombination bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommen.
Als Fahrerwarnung können verschiedene Möglichkeiten verwendet werden, die alternativ oder auch in Kombination miteinander verwendet werden. Es ist gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung denkbar, dass eine akustische Warnung, zum Beispiel durch einen Piepser oder eine Ansage, vorgesehen ist. Ferner kann auch eine optische Warnung durch eine blinkende Warnleuchte oder durch eine Textmeldung in einem Display vorgesehen sein. Darüber hinaus ist auch eine mechanische Warnung zum Beispiel durch Ruckeln des Fahrzeuges möglich. Das Ruckeln kann zum Beispiel durch eine oszillatorische Bewegung des Kupplungsstellers hervorgerufen werden. Dabei sollte das Hauptfrequenzband im Bereich der Fahrzeugeigenfrequenz liegen, sodass mit kleinen Momentenamplituden ein deutlich spürbares Ruckeln hervorgerufen wird. Vorzugsweise kann das Ruckeln zeitlich begrenzt sein, beispielsweise für einige Sekunden und/oder mit einem gewissen Zeitversatz, zum Beispiel 10 Sekunden, wiederholt werden, so lange, bis eine Fahrerreaktion, beispielsweise durch Betätigen des Gaspedals oder der Bremse, erfolgt.
Als softwareseitige Maßnahmen zur Anpassung der Kupplungsübertragungseigenschaften kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass z. B. der Tastpunkt und/oder der Reibwert der Kupplungskennlinie entsprechend korrigiert wird. Jedoch sollten bei dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren die Änderung der Kupplungsübertragungseigenschaften auf das betreffende Kupplungsaggregat angepasst werden, in dem eine gründliche Analyse des Kupplungsaggregats durchgeführt wird. Anhand der Analyse können dann entsprechende Gewichtungsfaktoren ausgewählt werden.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Überwachungsverfahren kann bei Getriebekonzepten mit automatisierter Kupplung, insbesondere bei EKM, ASG, USG, PSG oder dergleichen eingesetzt werden, vorzugsweise wenn eine Kriechfunktion integriert ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann vorrichtungsmäßig durch eine Vorrichtung zum Überwachen einer Kupplung, insbesondere einer automatisierten Kupplung, eines Getriebes eines Fahrzeuges, gelöst werden, welche zumindest eine Einrichtung zum Bestimmen und Überwachen eines Grenzwertes von zumindest einer Motor- und/oder Getriebegröße umfasst, wobei insbesondere durch die Einrichtung oder auch durch eine andere Einrichtung bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes ein Warnsignal als Fahrerwarnung ausgegeben wird und/oder die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens verwendet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, eine Vorrichtung und deren Verwendung zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einem Antriebsmotor, einer Kupplung und/oder einem Getriebe im Antriebsstrang, insbesondere zur Ansteuerung des Getriebes.
Gemäß 1 weist ein Fahrzeug 1 eine Antriebseinheit 2, wie einen Motor oder eine Brennkraftmaschine, auf. Weiterhin sind im Antriebsstrang des Fahrzeuges 1 ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im Kraftfluss zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment des Motors über das Drehmomentübertragungssystem 3 an das Getriebe 4 und von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nachgeordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie z. B. als Reibungskupplung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung, ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende oder eine verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG). Entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken kann das Getriebe auch ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert geschaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im weiteren ein automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und bei dem der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird.
Weiterhin kann als USG auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Automatgetriebe ein Getriebe im wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen aufgebaut ist.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe kann auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungssystem 3, wie eine Kupplung oder eine Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann eine Trockenreibungskupplung oder eine nass laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann es ein Drehmomentwandler sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem z. B. die Kupplungsscheibe 3a mittels der Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, z.B. einem Aktor, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie z. B. einem Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung können der Aktor 13b und die Steuerelektronik 13a auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie z.B. Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Antriebsmotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, dass das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor 13b mit Elektronik benötigt. Der Aktor 13b besteht aus dem Antriebsmotor 12, wie z.B. einem Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie z.B. ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Kurbelgetriebe oder ein Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder 11 kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors 13b, wie z. B. des Geberzylinderkolbens 11 a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11 ist über eine Druckmittelleitung 9, wie z.B. eine Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückmittel 20, z.B. einem Ausrückhebel, wirkverbunden, so dass eine Bewegung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, dass das Ausrückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3 übertragbare Drehmoment anzusteuern.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., er kann einen Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder aufweisen. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch erfolgen, wobei der als Antriebselement 12 vorgesehene Elektromotor elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement 12 des Aktors 13b kann neben einem elektromotorischen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um eine Position eines Elementes einzustellen.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes dadurch, dass die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt. Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie z.B. einer Ausrückgabel oder eines Zentralausrückers, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte 3b respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte 3b dabei zwischen zwei Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteuerung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist als das momentan anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Position der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwischen den beiden Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten Ansteuerung des Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es können aber auch übertragbare Kupplungsmomente angesteuert werden, die definiert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem solchen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden, wobei die Drehmoment-Ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von beispielsweise Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.
Zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steuerung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Messwerte liefern, die von der Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen Elektronikeinheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes, eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.
Die 1 zeigt, dass ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor 16 sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden können und Messwerte bzw. Informationen an das Steuergerät 13 weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie z.B. eine Computereinheit, der Steuerelektronik 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter.
Das Getriebe ist als z.B. Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Übersetzungsstufen mittels eines Schalthebels 18 gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels 18 betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Schalthebel 18 des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das Steuergerät 13 weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltabsicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, dass der Sensor ein Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel 18 wirkende Kraft detektiert. Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignals eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät 13 steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor 13b ausgibt. Der Antriebsmotor 12 des Aktors 13b, z.B. ein Elektromotor, erhält von der Steuereinheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhängigkeit von Messwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät 13 ein Steuerprogramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungseinheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungseinheit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder es steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einheiten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software implementiert sein, so dass mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmoment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1, die Gangposition des Getriebes 4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssystems 3 herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges 1 bestimmt werden können. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren 19a, 19b am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Stellmitteln, wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese detektieren, beispielsweise die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie z.B. an einem Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Lasthebel 30 bzw. Gaspedal ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei nicht betätigtem Lasthebel 30 ist er ausgeschaltet, so dass durch diese digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel 30 betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels 30.
Die 1 zeigt neben dem Lasthebel 30 und den damit in Verbindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie z.B. ein Bremspedal, einen Handbremshebel oder ein hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststellbremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist beispielsweise als digitaler Sensor, wie z. B. als Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, dass das Bremsenbetätigungselement 40 betätigt oder nicht betätigt ist. Mit dem Sensor 41 kann eine Signaleinrichtung, wie z.B. eine Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche signalisiert, dass die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor 41 kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Bremsenbetätigungselementes 41 ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in Signalverbindung stehen.
Nachfolgend wird eine mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Reibwertadaption vorgesehen ist, um insbesondere den Schaltkomfort zu erhöhen.
Bei einer möglichen Reibwertadaption, insbesondere bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) und bei einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG), kann während der Schlupfphasen an Hand des Motormomentengleichgewichts $J \cdot {\dot{ω}}_{M o t} = M_{M o t} - M_{K u p p}$
ein Vergleich des Kupplungsmomentes mit dem Motormoment durchgeführt werden. In Abhängigkeit dieses Vergleichsergebnisses kann dann eine Anpassung der Kupplungskennlinie durchgeführt werden, bei der der Reibwerte geeignet korrigiert wird. Als Schlupfphasen können die Anfahrphase sowie die Einkuppelphase oder auch andere Phasen nach den Schaltungen ausgewertet werden. Außerdem können zusätzliche Randbedingungen vorgesehen sein, wie zum Beispiel Es ist möglich, dass auch noch andere Randbedingungen verwendet werden.
Dabei ergeben sich folgende Eigenschaften der vorgesehenen Reibwertadaption:

a) Ein extrem zu hoher Reibwert kann relativ schnell nach unten korrigiert werden, da hier die Voraussetzung, wie zum Beispiel lange Schlupfphasen oder dergleichen, gegeben sind.
b) Ein extrem zu niedriger Reibwert kann nur langsam nach oben korrigiert werden, da hier die Voraussetzung bei Einkuppelphasen aufgrund der kurzen Schlupfphasen prinzipiell nicht mehr gegeben sind.

Dadurch kann insbesondere bei der Inbetriebnahme im Fahrzeugwerk, zum Beispiel aufgrund einer nicht vollständig durchgeführten Entlüftung, ein zu hoher Tastpunkt eingelernt werden. Dieses Verhalten kompensiert die Reibwertadaption, in dem der Reibwert stark absinkt; insbesondere teilweise auf die untere Grenze. Während der ersten Schaltungen kann die Luft aus dem System austreten. Der Tastpunkt kann über die Tastpunktadaption relativ schnell korrigiert werden. Der Reibwert kann der schnellen Tastpunktadaption dann nicht folgen und dieser kann weiterhin die niedrigen Werte annehmen. Als Folge hieraus kann sich für den Fahrer ein extrem unkomfortabler Schaltvorgang ergeben, d.h. ein hartes Aus- und Einkuppeln liegt vor.
Aufgrund der eingangs genannten Eigenschaften der beschriebenen Reibwertadaption, nämlich bei zu hohem Reibwert relativ schnell zu agieren, während in der Gegenrichtung die Adaption wesentlich langsamer bzw. gar nicht reagiert, kann gemäß der hier vorgestellten Erfindung vorgesehen sein, dass die Reibwertadaption geeignet an diese Eigenschaften angepasst wird.
Dazu können bestimmte Kriterien aufgestellt werden, wie beispielsweise die folgenden :

- Die Reibwertadaption konnte aufgrund zu kurzer Schlupfdauer bei einer Schaltung nicht durchgeführt bzw. ausgewertet werden, und/oder
- die Schlupfdauer ist für die spezielle Schaltung bei gegebenem Drehzahlsprung zu kurz.

Es ist auch möglich, andere Kriterien zu bestimmen, um die erfindungsgemäße Reibwertadaption weiter zu verbessern. Bei der Überprüfung, ob die vorgenannten oder andere Kriterien vorliegen, kann vorgesehen werden, dass der Reibwert entweder absolut um einen bestimmten Anteil und/oder relativ um einen bestimmten Prozentsatz erhöht wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich die Reibwertadaption aus der eingangs beschriebenen sogenannten Deadlock-Situation wieder herausadaptieren kann. Dies bedeutet, dass der Reibwert entsprechend ansteigen kann. Durch den steigenden Reibwert kann die übliche Schlupfdauer erreicht werden, so dass eine normale Auswertung der Reibwertadaption in vorteilhafter Weise erfolgen kann.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäße Reibwertadaption auch noch weiter vereinfacht werden. Vorzugsweise kann z. B. unterhalb einer vorbestimmten Reibwertschwelle, zum Beispiel bei jeder Adaptionsphase, ohne die Auswertung der Adaption ein bestimmter, fester erhöhender Anteil berücksichtigt werden. Sofern dieser Anteil kleiner als die maximal zulässige Veränderung bei der Adaption ist, würde dadurch ebenfalls das gewünschte Verhalten sichergestellt werden. Es ist auch möglich, andere Veränderungen bei der Reibwertadaption vorzunehmen, um insgesamt das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu vereinfachen. Vorzugsweise ist diese Art der Reibwertadaption bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM), bei einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG), bei einem Parallelschaltgetriebe (PSG) und/oder bei einem unterbrechungsfreiem Schaltgetriebe (USG) einzusetzen.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Wegmessung, insbesondere bei Kupplungsstellern, vorgeschlagen wird.
Es hat sich gezeigt, dass eine inkrementelle Wegmessung gegenüber einem Absolutwegsensor nicht die Einschränkung eines mechanisch begrenzten Messbereiches aufweist. Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, vorzugsweise eine absolute Wegmessung bei Kupplungsstellern vorzuschlagen, welche die vorgenannten Nachteil nicht aufweist.
Demnach kann zum Beispiel ein Absolutwinkelsensor, zum Beispiel induktiv, derart vorgesehen werden, dass während einer Umdrehung, zum Beispiel des Ankers des elektrischen Kupplungsstellers, der gesamte Anzeigebereich überstrichen wird. Nach einer Umdrehung kann dann das Sensorsignal wieder auf den Ausgangszustand zurückkehren. Dies ist zum Beispiel in 2 dargestellt.
Auf diese Weise kann eine absolute Wegmessung, beispielsweise mit einem Absolutwinkelsensor, vorgesehen werden, ohne dass dabei sich der Nachteil eines begrenzten Maximalweges bzw. einer zu geringen Auflösung des Sensorsignals ergibt. Somit kann durch die Verwendung eines Absolutwinkelsensors eine rein inkrementelle Wegmessung umgangen werden.
In 2 ist ein Sensorsignal zur Wegmessung bei einem Kupplungssteller dargestellt. Das Sensorsignal entspricht einer zählenden absoluten Wegmessung, wie sie durch die hier vorgestellte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Initialisierung der Position des Kupplungsaktors an charakteristischen Punkten vorzugsweise der Kupplungsfederkraftkennlinie vorgeschlagen wird.
Es ist möglich, dass eine Initialisierung der Position des Kupplungsaktors mittels einer Inkrementalwegmessung durchgeführt wird; dies insbesondere zum Ausgleich mechanischer Veränderungen an der jeweiligen Kupplung.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass anstatt eines Anschlages oder einer Rastierung am Aktor bzw. am Ausrücksystem als Referenzpunkt zumindest ein charakteristischer Punkt der Kraftkennlinie der Kupplungsfeder verwendet wird, zum Beispiel einer Tellerfeder oder dergleichen.
Als Referenzpunkt kann dabei zum Beispiel ein Knick oder dergleichen in der Kraftkennlinie verwendet werden. Dieser Knick tritt bei einer einzelnen Kupplung zum Beispiel dann auf, wenn die Tellerfeder derart entlastet ist, dass das Ausrücksystem sich von der Tellerfeder abhebt. Beispielsweise bei einer Kombikupplung, insbesondere für ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG), kann ein ähnlicher Knick in dem Verlauf der Kraftkennlinie beispielsweise bei einer Mittellage beim Übergang zwischen den beiden Kennlinien der Einzelkupplungen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass andere Referenzpunkt verwendet werden. Beispielsweise können auch Kraft-Null-Durchgänge als Referenzpunkte verwendet werden.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass das Suchen und das Ermitteln eines derartigen Referenzpunktes gleichzeitig ein sogenanntes Software-Schnüffeln darstellt. Dabei können mechanische Verschiebungen, wie sie durch Abnutzung oder auch durch thermische Effekte auftreten können, in der Ansteuerung des Aktors in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Auf der anderen Seite kann durch das Messen der mechanischen Veränderungen, zum Beispiel beim „Schnüffeln“, möglicherweise auch ein Rückschluss auf den thermischen Zustand oder den Abnutzungsgrad der Kupplung gezogen werden. Wesentlich dabei ist es, dass nicht der Referenzpunkt exakt ermittelt wird, sondern ein Verfahren anzugeben ist, welches reproduzierbar eine Position auf der Kennlinie entsprechend erkennt.
Zur Durchführung des sogenannten Software-Schnüffelns kann folgendes berücksichtigt werden; für den Elektromotor des Aktors kann sich eine Änderung der Ausrückkraft als eine Änderung des Reibmomentes im nahezu selbsthemmenden Ausrückgetriebe darstellen. Dieses Reibmoment kann auch vom Vorzeichen der äußeren Kraft abhängen. Eine Bewegung entgegen der Kraft ergibt eine deutlich größere Reibung als eine Bewegung in Richtung der Kraft. Dabei kann sich für nicht zu kleine Kräfte ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen der Kraft und dem Reibmoment ergeben.
Die Durchführung dieses sogenannten Schnüffelns und des Positionsabgleichs kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeitsmessung bei konstanter Motorspannung vorgesehen werden. Bei der Bewegung des Aktors mit konstanter Spannung ergibt sich die Geschwindigkeit aus dem Reibmoment, welches sich bei selbsthemmenden Aktorgetrieben ergibt. Eine Änderung der Kupplungsfederkraft kann eine Änderung des Reibmomentes und somit eine Geschwindigkeitsveränderung des Aktors verursachen. Die Messung kann dabei vorzugsweise in einer Bewegung entgegen der Kupplungsfederkraft und mit zunehmender Federkonstante (ΔF / Δx) erfolgen. Die Änderung der Geschwindigkeit über dem Ort (Δv / Δx) kann dabei bei Vernachlässigung der Trägheit (ṅ_J > MR) unabhängig von der Größe der Geschwindigkeit sein. Bei jeweils nahezu linearen Kraftkennlinien vor und nach dem Knick ergibt sich jeweils ein nur von der Federkonstante ((ΔF / Δx) und den Motoreigenschaften abhängiger Wert für Δv / Δx. Da bei einer Inkrementalwegmessung die Geschwindigkeit das genaueste Signal des Aktors ist, kann diese Geschwindigkeitsänderung in vorteilhafter Weise einfach gemessen und erkannt werden.
In 3 ist ein möglicher Lastverlauf und ein sich daraus ergebender theoretischer Verlauf der Aktorgeschwindigkeit dargestellt, wobei durch einen Pfeil oberhalb der beiden Diagramme die Bewegungsrichtung des Aktors während der Messung angegeben ist. Störungen, welche periodisch während der Motorumdrehung auftreten können, werden bei diesem vorgestellten Messverfahren auf einfachste Weise unterdrückt. Es ist nur erforderlich, dass als Basis für die Ermittlung von Δv / Δx als Δx genau eine Motorumdrehung zu wählen ist. Beispielsweise kann der Referenzpunkt dann durch den Schnittpunkt von Geschwindigkeitsrampen ermittelt werden. Es ist auch möglich, andere Referenzpunkt zu verwenden.
Die Geschwindigkeitsmessung kann zunächst nur jeweils bei derselben Winkelstellung bzw. Phasenlage des Aktors erfolgen, wobei xi mit i als Index für die Motorumdrehung zu sehen ist. Aus den so ermittelten Geschwindigkeiten vi kann dann erkannt werden, ab welcher Motorumdrehung sich das System im Bereich der harten Feder befindet. Dabei ergibt sich folgender Grenzwert: $abs (vi - vi - 1) > Grenzwert$
Wenn erkannt wird, ab welcher Motorumdrehung sich das System im Bereich der harten Feder befindet, bedeutet dies, dass die Messungen von vi und vi-1 das zeitlich erste Intervall von xi bis xi-1 auf der Federlast begrenzen. Die Messungen von vi-2 und vi-3 können das zeitlich letzte Intervall (xi-2 bis xi-3) vor der Federlast begrenzen. Zwischen diesen Intervallen kann sich das Positionsintervall (xi-1 bis xi-2) befinden, in dem der Referenzpunkt vorgesehen ist.
Aus diesen Intervallen und der an deren Grenzen gemessenen Geschwindigkeiten kann in vorteilhafter Weise der Punkt ermittelt werden, an dem sich die Aktorgeschwindigkeit ändert. Dies entspricht dem Referenzpunkt. Diese Ermittlung des Referenzpunktes ist graphisch in 4 angedeutet, wobei die ermittelte Position, also der Referenzpunkt, als Schnittpunkt zwischen den beiden dargestellten Geraden angedeutet ist.
Ein eventuell vorliegendes Rauschen kann durch Auswerten eines Messvorganges bei unterschiedlichen Phasenlagen bezüglich der Motorumdrehung und durch anschließende Mittelwertbildung minimiert werden. Eine weitere mögliche Verbesserung bei der Referenzpunktermittlung kann sich daraus ergeben, dass nicht plausible Ergebnisse (wenn zum Beispiel die Referenzposition außerhalb des Intervalls xi bis xi-3 liegt) unterdrückt werden.
Auch bekannte Probleme, wie eine starke Streuung der Geschwindigkeiten bei bestimmten Phasenlagen, können gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bei der Referenzpunktermittlung bzw. bei der Mittelwertbildung berücksichtigt werden.
In 5 ist ein möglicher Algorithmus tabellarisch dargestellt. Bei diesem kann vorgesehen sein, dass für jede Phasenlage, bei der die Referenzposition gesucht wird, ein Satz Daten verwendet wird. Zunächst wird unter dem Stichwort „Phasenlage“ geprüft, zu welcher Phasenlage die Daten gehören. Unter dem Stichwort „Umdrehung“ kann ein Zähler für die Motorumdrehungen seit Start der Messung verwendet werden, welcher der Positionsbestimmung dient. Danach kann unter dem Stichwort „Vbuffer“ ein 4-Werte-Array verwendet werden, in dem die letzten Geschwindigkeiten gespeichert werden. Schließlich kann unter dem Stichwort „Position“ die ermittelte Position ausgegeben werden, welches der Ablaufsteuerung dient.
In 6 ist ein mögliches Ablaufdiagramm in einer Übersicht dargestellt. Dabei erfolgt zunächst die Initialisierung der Ablaufvariablen. Danach wird die Messung und das Festlegen der betrachteten Phasenlagen gestartet. Daraufhin wird die Messung weitergeführt mit der Bestimmung der Referenzpunkte für die einzelnen Phasenlagen. Schließlich werden die Endergebnisse durch Mittelwertbildung aus den gefundenen Referenzpositionen der einzelnen Phasenlagen ermittelt. In 7 ist dieses in einem Flussdiagramm gezeigt, welches den Start der Messung und die Festlegung der betrachteten Phasenlagen umfasst. In 8 ist ebenfalls ein Flussdiagramm dargestellt, bei dem der Referenzpunkt für die einzelnen Phasenlagen ermittelt wird.
Es ist möglich, dass das sogenannte „Software-Schnüffeln“ in denselben Fahrzuständen durchgeführt wird, in denen auch das hydraulische Schnüffeln ausgeführt wird. Insbesondere bei dem Stillstand des Motors und während der Fahrt, wenn nicht geschaltet wird, ist dies möglich. Dadurch wird ein regelmäßiger Abgleich der Position realisiert. Insbesondere bei einem unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG) entspricht diese Vorgehensweise einem Schnüffeln für die Anfahrkupplung, so dass hier zu den gleichen Fahrzuständen geschnüffelt werden kann, falls nicht gerade mit dem Lastschaltgang gefahren wird.
Dieses vorgestellte Verfahren kann insbesondere bei elektrischen Zentralausrückern oder für die Bedienung einer einzelnen oder zweier gekoppelter Kupplungen verwendet werden. Insgesamt kann festgestellt werden, dass dieses Verfahren bei jedem Aktor mit mechanischem Ausrücksystem als sogenanntes „Software-Schnüffeln“ einsetzbar ist, wobei der verwendete Typ des Wegsensors im Aktorsystem unbeachtlich ist.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass diese vorgeschlagene Initialisierung der Position des Aktors auch bei mechanischen Endanschlägen eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Positionsabgleich auch durch eine geeignete Tastpunktadaption ersetzt werden oder zusätzlich ergänzt werden.
Besonders vorteilhaft ist das sogenannte „Software-Schnüffeln“ hinsichtlich der Referenzpunktsuche, da insbesondere bei langen Autobahnfahrten über längere Zeit keine Tastpunktadaption als Ersatzstrategie verwendet werden kann.
Im einzelnen liegen der vorgeschlagenen Positionsinitialisierung folgende Überlegungen zugrunde:

Die Eigenschaften permanent erregter Gleichstrommotoren bewirkt, dass sich bei gegebener Spannung U eine Drehzahl einstellt, die in einem linearen Zusammenhang zum Bremsmoment steht.

n = n_{0} - \frac{n_{0}}{M_{A} (U)} M_{R} für M_{A} (U) > M_{R}

n:: Motordrehzahl
n0:: Leerlaufdrehzahl
MR:: Das auf den Motor wirkende Reibmoment
MA(U):: Anlaufmoment (Moment bei n = 0) Dabei gilt: M_A(U) ∝ U

Daher kann in einem System in dem die Trägheit des Motors einen vernachlässigbaren Einfluss hat (ṅJ < M_R) aus der Drehzahl des Motors auf die Last geschlossen werden. Eine positionsabhängige Last führt so zu einer positionsabhängigen Geschwindigkeit.
Bei einem linearen Lastverlauf führt dies auch zu einem linearen Geschwind igkeitsverlauf: $\frac{Δ M_{R}}{Δ x} = c o n s t . \Rightarrow \frac{Δ v}{Δ x} = c o n s t .$
Es können z.B. Messungen mit einem abgewandelten Kupplungsaktor (ASG) an einem speziellen Testaufbau durchgeführt werden. Als mögliche Abwandlungen des Kupplungsaktors können folgende vorgesehen werden, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist:

• Keine integrierte Kompensationsfeder
• Inkrementalwegsensor (aus einem Wählmotor) auf der Ankerwelle des Kupplungsaktors mit 40 Inkrementen pro Umdrehung; daraus folgt ca. 40 Inkremente pro mm am Geberzylinder; daraus folgt wiederum ca. 12,5 µm/lnkremente an der (theoretischen) Tellerfeder.

Es können z.B. unterschiedliche Lasten (Federn, Rastierung, Anschläge oder deren Kombinationen) auf den Kupplungssteller gegeben werden. Der Aufbau kann vorzugsweise aus einem Grundgerüst aus Aluminium-Profilschienen bestehen, an dem das Steuergerät mit dem Kupplungsaktor befestigt ist. Auf den Aluminiumprofilen sind unterschiedliche Lastmodule positionierbar. Der Stößel des Kupplungsaktors ist mit einer Stange fest verbunden, die über dem Grundgerüst verschiebbar gelagert ist. Das Rastierungsprofil und die Anschlagscheiben (auch für die Federn) sind auf dieser Stange frei positionierbar und auch lösbar. Somit können die Positionen der unterschiedlichen Lasten variiert und auch mehrere Lasten miteinander kombiniert verwendet werden. Der Testaufbau ist schematisch in 9 dargestellt.
Für die hier vorgestellten Untersuchungen werden jeweils zwei Federlasten verwendet, wobei beide Federn in dieselbe Richtung belastet werden.

• Die (ehemalige) Kompensationsfeder mit 5.9 N/mm; sie dient der Simulation einer kleinen Last, wie sie auch im realen System benötigt wird, um ein sicheres Funktionieren des Ausrücksystems zu gewährleisten.
• Die „Kupplungsfeder“ mit 19.9N/mm; sie simuliert die Kraft der Tellerfeder.

Mit dem hier vorgestellten Testaufbau kann der in 10 dargestellte Lastverlauf erzeugt werden. Das theoretische Lastprofil umfasst die Kraftverläufe von Feder 1 und 2 sowie den aufsummierten Verlauf. Die positionsabhängige Last ergibt durch das (nahezu) selbsthemmende Aktorgetriebe ein positionsabhängiges (und bewegungsrichtungsabhängiges) Reibmoment auf den Motor. Dabei ist das Reibmoment für Bewegungen entgegen der Kraft nahezu Proportional zu dieser Kraft.
Im Folgenden werden für die Positionsangaben vorzugsweise Inkremente verwendet. Die Umrechnung zwischen Inkrementen und der wahren Position ist aufgrund des Aktorgetriebes nur näherungsweise linear. Zudem dreht sich dabei das Vorzeichen um. Bei den hier zunächst gezeigten Messungen beginnt die schwache Feder ab einer Position von 0 Inkrementen (mit zunehmender Kraft mit negativ werdender Position) und die starke Feder beginnt bei -100 Inkrementen. Die Motorspannungen werden über das Pulsweiten-Verhältnis angegeben. Ein Wert von 255 entspricht dabei ca. 10V. Für die Geschwindigkeit werden vorzugsweise die im Steuergerät gegebenen Werte verwendet.
Es zeigt sich, dass bei Verwendung eines Inkrementalwegsensors die Aktorgeschwindigkeit das genaueste Signal für den Zustand des Aktors ist. Auch eine (extern angebrachte) Messung des Motorstroms ist deutlich ungenauer. Zunächst soll hier das Ergebnis einer Messreihe gezeigt werden, bei der unter der oben gezeigten Last der Aktor mit unterschiedlichen Spannungen (PWM-Verhältnisse ±30, ±35. ±40, ±45, ±50, ±55 und ±60) in beide Richtungen gefahren wird. In 11 sind gemessene Geschwindigkeiten über die Position für unterschiedliche Motorspannungen dargestellt.
Die Auswirkung der Last auf die Geschwindigkeit des Aktors zeigt sich weitaus besser bei Bewegungen entgegen der Last (hier bei negativen Geschwindigkeiten) als mit der Last. Dieses Verhalten lässt sich aus den Eigenschaften des selbsthemmenden Getriebes erklären. Es zeigt sich eine deutliche Störung mit einer Periode von 40 Inkrementen = 1 Motorumdrehung. Beim Laufen auf die Last hin wird (unter der periodischen Störung) eine konstante Geschwindigkeitsänderung über dem Ort (Δv/Δx) unabhängig von der Größe der Geschwindigkeit erkannt. Die Reproduzierbarkeit der Messungen ist dabei sehr hoch.
In 12 ist die Reproduzierbarkeit der Geschwindigkeitsmessungen dargestellt. Bei dieser dargestellten Messung wird der Aktor acht mal in beide Richtungen mit immer der selben Spannung (PWM-Verhältnis = ±35) hin und her bewegt. Die Messkurven stimmen dabei sehr gut überein. Sogar die kleinen Geschwindigkeitsschwankungen mit einer Periode von 3 bis 4 Inkrementen sind reproduzierbar. Vermutlich sind diese auf die magnetische Ankerrastierung zurückzuführen. Bei der Auswertung der Geschwindigkeitsmessungen wird zunächst die Berechnung der Geschwindigkeitsänderung pro Umdrehung berücksichtigt. Die erste Überlegung ist es für jede Position bei einer Messung die Differenz der Geschwindigkeit zu der exakt 40 Inkremente vorher zu berechnen, welches nach folgender Gleichung durchgeführt wird: $B (x) = v (x) - v (x + 40)$
(für Bewegungen mit negativer Geschwindigkeit.
Da aufgrund der zeitlichen Abtastung der Signale nicht an jeder Position die Geschwindigkeit gemessen wird, sollte der Geschwindigkeitsverlauf geeignet Interpoliert werden. Wenn die oben gezeigten Messdaten auf diese Weise ausgewertet werden, ergibt sich die 13. Auch hier erfolgt die Bewegung von rechts nach links. Das Signal ist durch das Rauschen erkennbar aber derart schlecht, dass es in dieser Form nicht für den Positionsabgleich verwendbar ist. Durch Mittelwertbildungen wird das Rauschen in vorteilhafter Weise verringert. Jedoch kann die Positionsauflösung eventuell verschlechtert werden.
Im folgenden wird die Berechnung der Knickposition durch lineare Interpolation der Geschwindigkeiten betrachtet. Wenn die Geschwindigkeit während einer Messung immer an der selben Phasenlage der Motorumdrehung (Pos mod 40 = const.) betrachtet wird, kann sich ein von der Modulation durch die Motordrehung befreites Signal ergeben. Je nach der gewählten Phasenlage zeigt sich hier ein geringfügig anderer Geschwindigkeitsverlauf. Abgesehen von etwas Rauschen unterscheiden sich die Geschwindigkeitsverläufe jedoch nur durch einen Geschwindigkeits-Offset. In 14 wird dies für zwei Phasenlagen gezeigt.
Dabei werden zwei Geschwindigkeitsprofile bei unterschiedlichen Phasenlagen dargestellt. Der nächste Schritt für die Auswertung besteht darin, zu erkennen, ab welcher Motorumdrehung man sich auf der harten Feder befindet. Dies ist z.B. mit einer einfachen Grenzwertüberschreitung (|v_i -v_i-1 >C) zu erkennen. Der Grenzwert C kann dabei von den Eigenschaften des Motors und der Härte der Feder abhängig sein. In 15 ist eine grobe Positionsreferenz aus den Geschwindigkeitsänderungen zu erkennen. Damit kann die Knickposition der Lastkennlinie auf ±40 Inkremente genau gefunden werden.
Eine bessere Positionsangabe kann erhalten werden, wenn die letzten Geschwindigkeitsmessungen als Stützstellen für Geraden verwendet und deren Schnittpunkt berechnet werden. Die Messungen von v_i und v_i-1 begrenzen das erste Intervall auf der harten Feder, welches das oben gefundene Positionsintervall ist. Die Messungen von v_i-2 und v_i-3 begrenzen das letzte Intervall vor der harten Feder. In 16 ist die Ermittlung der genauen Referenzposition beispielhaft graphisch dargestellt.
Die derart ermittelte Position ist für jede einzelne Phasenlage immer noch nicht sehr genau (Im günstigsten Fall auf 20 Inkremente); aber es ist möglich dieses Verfahren für mehrere Phasenlagen einer Messreihe anzuwenden. Eine einfache Mittelwertbildung aller möglichen derart ermittelbaren Positionen reicht jedoch noch nicht aus um die Genauigkeit deutlich zu verbessern. Durch Rauschen verursachte Fehler können teilweise erkannt und unterdrückt werden. So kann es passieren, das der ermittelte Schnittpunkt der zwei Geraden außerhalb des Intervalls [x_i; x_i-3] liegt. Ein solcher Fall kann einfach erkannt und das Ergebnis für die Mittelwertbildung unterdrückt werden.
Es hat sich auch gezeigt, dass die Geschwindigkeitsermittlung für Phasenlagen, die auf den Flanken der periodischen Störung sitzen, bedingt durch die Interpolation sehr großen Schwankungen unterworfen ist. Aus diesem Grund wird daher gleich zu Beginn der Messung darauf geachtet, diese Phasenlagen nicht zu betrachten. Dies geschieht über die Auswertung der Beschleunigung (Δv/Δt). Phasenlagen, die in der ersten Motorumdrehung an eine zu hohe Beschleunigung grenzen, werden nicht weiter betrachtet. Die Mittelwertbildung aus den derart ausgewählten Werten für die Referenzpunktbestimmung erreicht dann die Genauigkeit von ca. 10 bis 12 Inkrementen (oder weniger als 5,5 Inkremente Standardabweichung).
Die Qualität der vorgeschlagenen Methode wird durch Messungen mit unterschiedlichen Startpositionen für die harte Feder getestet. Die angegebenen Positionen stimmen dabei nur ungefähr, da sie von Hand eingestellt werden. Wichtig ist hier die Reproduzierbarkeit der Erkennung der selben Position. Dieses ist in 17 dargestellt, wobei die ermittelten Positionen des Referenzpunktes angedeutet sind. Abgesehen von zu kleinen (< 40) oder zu großen (> 55) Motorspannungen ist die Position, bei der der Knick der Kraftkennlinie gefunden wird, unabhängig von der Motorspannung. Die Streuungen der ermittelten Positionen liegen jeweils in einem Bereich von ±3 bis ±5.5 Inkrementen. Die einzelnen Messungen dauerten dabei zwischen 3s (für U = -35) und 1,6s (U = -55). Wenn dabei die Messungen auf den notwendigen Bewegungsbereich eingeschränkt werden, erhält man Messzeiten zwischen 1,6s (U = -35) und 0,6s (U = -55). Diese lassen sich noch weiter reduzieren.
Es ist davon auszugehen, das die Härte der Feder, deren Startposition gesucht wird, in die Genauigkeit der Positionsbestimmung eingeht. Es besteht aber die Möglichkeit, dass eine härtere Feder eine genauere Ermittlung der Referenzposition ermöglicht. Auch der Einfluss der Spannung auf die erkannte Position sollte berücksichtigt werden. Ferner sollten die Auswirkungen der Startposition (relativ zum Referenzpunkt) und die Messdauer berücksichtigt werden. Da die Aktortemperatur insbesondere die Leerlaufdrehzahl und das Anfahrmoment des Elektromotors beeinflusst, sollte auch diese berücksichtigt werden.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass ein Verfahren vorgeschlagen wird, mit dem die Aktorgeschwindigkeit erkannt werden kann, insbesondere zu dem Zeitpunkt, bei dem das Ausrücksystem auf die Tellerfeder aufsetzt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass außer dem Inkrementalwegsensor keine zusätzlichen Sensoren oder mechanische Teile benötigt werden. Bevorzugt kann dieses Verfahren bei Aktoren ohne Kompensationsfeder und mit mechanischem Ausrücksystem (z.B. USG mit EZA) eingesetzt werden. Die erzielte Reproduzierbarkeit für den Positionsabgleich entspricht bei dem vorgesehenen Test etwa der Standardabweichung. Dies würde bei diesem System einer Positionierungsgenauigkeit von etwa 0,15 mm an der Tellerfeder entsprechen.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine mögliche Überwachung einer automatisierten Kupplung insbesondere beim Kriechvorgang vorgeschlagen wird.
Insbesondere bei einem Dauerkriechen ohne Fahrzeugbewegung, z. B. aufgrund eines Hindernisses oder an einer Steigung, kann an der schlupfenden Kupplung ein hoher Reibenergieanteil insbesondere an der Kupplungsscheibe entstehen. Damit verbunden ist ein erhöhter Verschleiß der Kupplungsbelege. Durch die Erwärmung bzw. die sich ausbildenden Temperaturgradienten im Kupplungsaggregat ändern sich auch die Übertragungseigenschaften der Kupplung. Unter Umständen ist es möglich, dass es zu einem starken Anstieg des von der Kupplung übertragenen Moments kommen kann. Dies kann zu unerwünschten Fahrzeugbewegungen und damit verbundenen sicherheitskritischen Situationen führen.
Demnach kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zur Überwachung der Kupplung beim Kriechen mehrere Überwachungsverfahren vorgeschlagen werden, die alternativ oder in Kombination angewendet werden können.
Es ist zum Beispiel möglich, dass die Kupplungstemperatur bevorzugt mit Hilfe eines Temperatursensors oder eines geeigneten Modells z. B. aus der Reibenergie an der Kupplungsscheibe und Kühleffekten, wie zum Beispiel drehzahlabhängiger Wärmeübergang und Wärmeleitung, bestimmt wird.
Vorzugsweise kann bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes die Fahrerwarnung aktiviert werden, d.h. der Fahrer kann zum Beispiel akustisch, optisch und/oder auch mechanisch entsprechend gewarnt werden.
Ferner ist es möglich, dass mit Hilfe einer Zeitmessung die Zeitdauer bestimmt wird, in der bei aktiviertem Kriechzustand eine vorgegebene Schlupfdrehzahlschwelle überschritten wird. Wenn vorzugsweise die Zeitdauer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, kann ebenfalls die Fahrerwarnung aktiviert werden.
Im Rahmen einer anderen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass bei aktiviertem Kriechzustand das Motormoment sowie dessen zeitliche Ableitung überprüft bzw. beobachtet wird. Für beide Größen können geeignete Grenzwerte definiert werden. Da das Motormoment aufgrund von Verbrauchern, wie zum Beispiel einer Klimaanlage oder einer Servolenkung, kurzzeitig stark ansteigen kann, sollte zur Unterscheidung zwischen Einfluß von Verbrauchern und temperaturbedingten Änderung der Kupplungsübertragungseigenschaften zwei Grenzwertbedingungen erfüllt sein. Es sind auch weitere Bedingungen möglich, um die Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen Einflüssen zu erkennen. Überschreitet das Motormoment den vorgegebenen Grenzwert während die Ableitung unterhalb dessen Grenzwert bleibt, kann die Fahrerwarnung und/oder die Anpassung der Kupplungsübertragungseigenschaften aktiviert werden.
Vorzugsweise alternativ zu der vorgenannten Strategie kann auch vorgesehen sein, dass mit Hilfe eines Drehmomentensensors direkt das von der Kupplung übertragene Moment bestimmt wird. Wenn dieses Moment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, kann ebenfalls die Fahrerwarnung und/oder die Anpassung der Kupplungsübertragungseigenschaften aktiviert werden.
Als Fahrerwarnung können verschiedene Möglichkeiten verwendet werden, die alternativ oder auch in Kombination miteinander verwendet werden. Es ist denkbar, dass eine akustische Warnung, zum Beispiel durch einen Piepser oder eine Ansage, vorgesehen ist. Ferner kann auch eine optische Warnung durch eine blinkende Warnleuchte oder durch eine Textmeldung in einem Display vorgesehen sein. Darüber hinaus ist auch eine mechanische Warnung zum Beispiel durch Rucken des Fahrzeuges möglich. Das Rucken kann zum Beispiel durch eine oszillatorische Bewegung des Kupplungsstellers hervorgerufen werden. Dabei sollte das Hauptfrequenzband im Bereich der Fahrzeugeigenfrequenz liegen, so dass mit kleinen Momentenamplituden ein deutlich spürbares Rucken hervorgerufen wird. Vorzugsweise kann das Ruckeln zeitlich begrenzt sein, beispielsweise für einige Sekunden, und/oder mit einem gewissen Zeitversatz, zum Beispiel 10 Sekunden, wiederholt werden, so lange, bis eine Fahrerreaktion, beispielsweise durch Betätigen des Gaspedals oder der Bremse, erfolgt.
Die softwareseitige Anpassung der Kupplungsübertragungseigenschaften kann prinzipiell auf zwei Arten erfolgen. Zum Beispiel durch die Korrektur des Tastpunktes und/oder durch die Korrektur des Reibwertes der Kupplungskennlinie.
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Überwachungsverfahren wird jedoch vorgesehen, dass die Änderung der Kupplungsübertragungseigenschaften auf das betreffende Kupplungsaggregat analysiert wird, und die entsprechende Vorgehensweise vorzugsweise mit entsprechenden Gewichtungsfaktoren ausgewählt wird.
Es ist denkbar, dass das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren auch eingesetzt wird, wenn die Kupplungstemperatur beim Kriechen über einen ersten Grenzwert steigt. Dann kann das von der Kupplung übertragene Moment abgesenkt werden. Ab einem zweiten Grenzwert kann die Kupplung vollständig geöffnet werden. Wenn das Fahrzeug mit schlupfender Kupplung an einer Steigung in Stillstand gehalten werden soll, so führt das Öffnen der Kupplung jedoch zum Zurückrollen des Fahrzeuges. Übersteigt die Kupplungstemperatur einen Grenzwert, so kann beim Anfahren gangabhängig ein Warnruckeln aktiviert werden.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Überwachungsverfahren kann bei Getriebekonzepten mit automatisierter Kupplung, insbesondere bei EKM, ASG, USG, PSG oder dergleichen eingesetzt werden, vorzugsweise wenn eine Kriechfunktion integriert ist.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine variable Strombegrenzung vorzugsweise eines Kupplungsaktors für zum Beispiel ein XSG-Getriebe vorgeschlagen wird.
Es hat sich gezeigt, dass eine Optimierung der Ansteuerung eines Kupplungsaktors angesichts der unterschiedlichen Anforderungen an Dynamik und Komfort erforderlich ist.
Eine zentrale Anforderung an die Aktorik einer automatisierten Kupplung ist u.a. eine hohe Dynamik; dies bedeutet möglichst geringe Verstellzeiten. Um diese Anforderung zu erfüllen, besitzt die Aktorik bei bekannten Kupplungen einen hohen Leistungsbedarf, der sich bei elektromechanischen Betätigungen in relativ hohen Strömen wiederspiegelt. Auf diese Weise treten beim Anlaufen von Elektromotoren zum Teil kurzfristig sehr hohe Ströme (50 bis 100 A) auf, falls keine geeigneten Maßnahmen zur Strombegrenzung vorgesehen sind. Diese hohen Anlaufströme werden jedoch nur bedingt akzeptiert, da diese unzulässige Bordnetzbelastungen und Komfortbeeinträchtigungen, wie zum Beispiel Lichtflackern, Stellergeräusche oder dergleichen, hervorrufen können.
Durch eine geänderte Auslegung des E-Motors zum Beispiel hinsichtlich eines höheren Widerstandes der Wicklung oder der Zuleitungen, können höhere Ströme vermieden werden. Hierdurch kann jedoch zum einen auch die Verlustenergie erhöht werden, und zum anderen kann dadurch die Dynamik des Motors negativ beeinflusst werden. Demzufolge ist beispielsweise die Begrenzung des Motorstromes auf einen festen Wert vorteilhafter.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den maximal zulässigen Motorstrom fahrsituationsabhängig insbesondere von der Steuer-Software variieren zu lassen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise in bestimmten Situationen die Dynamik erhöht werden, während in anderen Situationen die Belastung des Bordnetzes und die Komforteinbußen für den Fahrer vermieden werden.
Nachfolgend werden die möglichen Einflussgrößen auf den Maximalstrom und das Verfahren zur Berechnung des Maximalstroms angegeben, wobei die Aufzählung der möglichen Einflussgrößen nicht als abschließend anzusehen ist. Der fahrsituationsabhängige Maximalstrom Imax kann von einer oder auch mehreren der folgenden Einflussgrößen abhängen:

- Der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Fahrzeugbeschleunigung; beispielsweise kann beim Ausrollen vor der Ampel bei niedriger Geschwindigkeit v und schwacher negativer Beschleunigung a der Maximalstrom Imax niedrig gewählt werden (zum Beispiel 30 A), da hier die Ansprüche des Fahrers an den Komfort größer als an die Dynamik sind.

- Die Motordrehzahl; daraus folgt ein höherer Maximalstrom Imax bei höherer Motordrehzahl. Andererseits könnte unterhalb der Leerlaufdrehzahl ein höherer Maximalstrom Imax einen verbesserten Abwürgeschutz sicherstellen.
- Die Fahrpedalstellung und/oder der Gradient der Fahrpedalstellung; eine hohe Fahrpedalstellung zeigt einen hohen Anspruch an Dynamik, daraus folgt ein hoher Maximalstrom Imax, wobei höchste Dynamikanforderungen bei erkanntem Kickdown vorgesehen sind.
- Die Wählhebelstellung bzw. der gewählte Fahrmodus; eine Anpassung des Maximalstromes Imax an den Fahrmodus, wie zum Beispiel Automatik, Tipp-Modus, Sport-Modus oder dergleichen, ist denkbar. Es können zum Beispiel während des Automatikmodus 40 A als Maximalstrom und zum Beispiel im Sportmodus 50 A als Maximalstrom gewählt werden.
- Der Fahrertyp; bei einer vorhandenen Fahrererkennung oder bei einer Fahrererkennungsadaption kann einem sportlichen Fahrer ein höherer Maximalstrom Imax zugeordnet werden als zum Beispiel einem komfortorientierten Fahrer.
- Der Ladezustand der Batterie; falls der Ladezustand von einem XSG-Steuergerät erfasst werden kann, beispielsweise über eine CAN-Verbindung zu einem Batteriemanagement-SG, könnte bei gut geladener Batterie ein höherer Maximalstrom Imax als zum Beispiel bei einer nahezu leeren Batterie eingestellt werden.
- Die Temperatur, wie zum Beispiel Motortemperatur, Außenlufttemperatur, Getriebetemperatur, Aktortemperatur oder dergleichen; bei der Messung oder der Modulierung dieser Temperaturen ist eine Anpassung von dem Maximalstrom Imax möglich. Falls die Aktorik hohe Temperaturen aufweist, und eine zusätzliche Erwärmung vermieden werden soll, kann vorzugsweise der Maximalstrom Imax in Abhängigkeit zum Beispiel der Aktor- und/oder Getriebetemperatur entsprechend verringert werden.
- Die Bremspedalstellung bzw. der Bremsdruck; es ist denkbar, dass zum Beispiel bei einer Vollbremsung zum Vermeiden des Abwürgens des Motors ein sehr hoher maximaler Strom Imax vorgesehen ist.
- Die Fahrzeugsituation; bei einer für den Fahrer nachvollziehbaren Situation, wie zum Beispiel bei einer Schaltung oder dergleichen, kann ein höherer Maximalstrom Imax eingestellt werden, als in einer für den Fahrer nicht spürbaren Situation, wie zum Beispiel bei Adaptionen, Momentennachführungen oder dergleichen.

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass auch vorzugsweise zusätzlich eine Begrenzung der Zeitdauer vorgesehen ist, während der Maximalstrom Imax eingestellt werden kann. Dies ist insbesondere für den Einsatz eines elektrischen Zentralausrückers besonders vorteilhaft.
Die erfindungsgemäße Begrenzung des Stromes kann zum Beispiel durch eine analoge Stromregelung erfolgen, bei der vorzugsweise der Sollwert von der Steuerung vorgegeben wird, und der Istwert zum Beispiel über geeignete Sensoren, wie zum Beispiel einem Hallsensor oder dergleichen, erfasst wird. Es ist auch möglich, dass eine modellgestützte Begrenzung der Stellgröße, zum Beispiel der Spannung, im digitalen Lageregler realisiert wird. Bei einer modellgestützten Begrenzung kann eine gleichzeitige Online-Identifikation der Motorparameter von Vorteil sein. Ein möglicher Ablauf der Begrenzung kann wie folgt vorgesehen werden:

1) Es ist möglich, dass in vorbestimmten Zeitabständen vorzugsweise etwa alle 10 ms die möglichen Einflussgrößen bzw. mindestens eine Einflussgröße ermittelt werden;
2) An Hand der verwendeten Einflussgrößen kann dann der Maximalstrom Imax in vorbestimmten Abständen ermittelt werden. Daraus ergibt sich eine Funktion Imax = f(Einflussgrößen);
3) Der Maximalstrom Imax kann an die Begrenzungseinheit ausgegeben werden. Dies kann zum Beispiel der Lageregler bei einer sogenannten Software (SW)-Realisierung oder der Stromregler bei einer sogenannten Hardware (HW)-Realisierung sein.

Es ist auch denkbar, dass der Ablauf der erfindungsgemäßen Begrenzung auf andere Art und Weise durchgeführt wird.
Bei der Ermittlung des Maximalstromes Imax in Abhängigkeit von den verwendeten Einflußgrößen können bevorzugt Kennlinien bzw. zweidimensionale Kennfelder verwendet werden. In 18 ist tabellarisch ein Beispiel für ein Kennfeld zur Bestimmung des maximalen Stromes Imax an Hand des Pedalwertes und der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt. Beim dargestellten Beispiel kann der Maximalstrom Imax durch lineare Interpolation zwischen den Einflussgrößen ermittelt werden.
Nachfolgend ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Erhöhung der Reproduzierbarkeit des Rollenzyklus in einem Fahrzeugwerk vorgeschlagen wird.
Es ist bekannt, dass im Fahrzeugwerk bei einem EKM- bzw. einem ASG-System die Kupplung in Betrieb genommen wird. Dabei wird u.a. der Tastpunkt ermittelt und auf der Basis des ermittelten Tastpunktes ein Abgleich bzw. eine Einstellung des Reibwertes vorgenommen. Außerdem kann an Hand verschiedener Parameter, wie beispielsweise die Differenz der Kupplungstemperatur vor und nach der Rolle des Rollenzyklus, der Eintrag der Reibenergie in die Kupplung (Modell), und die korrekte Inbetriebnahme der Kupplungsstrecke oder dergleichen überprüft werden. Dies setzt jedoch voraus, dass der Test auf dem Rollenzyklus unter exakt reproduzierbaren Randbedingungen gefahren wird.
Insbesondere kann das Problem auftreten, dass der Rollenzyklus nicht im Kickdown-Betrieb gefahren werden kann, da hier aufgrund der Schaltpunktwahl die 4-5 Hochschaltung nicht gefahren werden kann und darüber hinaus eine definierte Pedalwertstellung unterhalb des Zustandes „Kickdown“ in dem Fahrzeugwerk auf dem Rollenzyklus nicht eingehalten werden kann.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Strategie zur Durchführung eines reproduzierbaren Rollentests zu entwickeln.
Demnach ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass während des Rollentests eine sogenannte Adaptionsbeschleunigung aktiviert wird, um eine schnellere Konvergenz der Reibwertadaption zu bewirken. So lange nun die Adaptionsbeschleunigung aktiviert ist, wird die seitens der Getriebesteuerung vorgesehene Kickdown-Erkennung deaktiviert, d.h. auch wenn von einem externen Steuergerät bzw. Schalter ein Kickdown-Zustand signalisiert wird, kann in dem Getriebesteuergerät der Kickdown-Zustand nicht erkannt werden.
Besonders vorteilhaft bei dieser Strategie ist es, dass eine möglichst einfache Anweisung für den Test an dem Rollenzyklus für die entsprechenden Mitarbeiter im Fahrzeugwerk gegeben werden kann (zum Beispiel Pedal voll durchtreten) und darüber hinaus ist somit eine einfache Reproduzierbarkeit gegeben. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Schaltpunkte wie bei 100-%-igen Volllastschaltungen gewählt werden können; somit ist auch die 4-5 Hochschaltung noch im akzeptablen Geschwindigkeitsbereich möglich.
Im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rollenerkennung auch an andere geeignete Signale als die Adaptionsbeschleunigung gekoppelt wird; beispielsweise kann eine automatische Rollenerkennung vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, dass neben der Deaktivierung des Kickdown-Signals auch der Pedalwert nach oben hin begrenzt werden kann. Dies insbesondere dann, wenn nur kleine Maximalgeschwindigkeiten auf der Rolle möglich sind, d. h. die 4-5 Hochschaltung sollte noch zu kleineren Geschwindigkeiten verlagert werden.
Diese erfindungsgemäße Strategie kann bevorzugt bei automatisierten Schaltgetrieben (ASG-Systemen) verwendet werden.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Korrektur des Motormomentes vorgeschlagen wird, um vorzugsweise eine Konvergenz der Reibwert-Adaption zu erreichen.
Insbesondere bei EKM- und ASG-Systemen kann der Reibwert der Kupplung und weitere Einflüsse mittels der sogenannten Reibwert-Adaption adaptiert werden. Bei dieser Adaption kann aus dem Motormoment und der Motorbeschleunigung das physikalische Kupplungsmoment berechnet werden und an Hand der Abweichung zum aktuellen Istwert des Motormoments wird dann der Reibwert adaptiert. Die Adaption kann nur in Schlupfphasen also beim Anfahren und bei Schaltungen durchgeführt werden. Die Genauigkeit des Motormomentes hat bei der Adaption einen großen Einfluss. Technisch bedingt kann es vorkommen, dass die Genauigkeit des Motormomentes bei Schaltungen und bei Anfahrten unterschiedlich ist. Dies hat zur Folge, dass der Reibwert bei Schaltungen und bei Anfahrten zu unterschiedlichen Werten konvergiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Motormoment derart zu korrigieren, dass der Reibwert vorzugsweise bei Anfahrten und Schaltungen zu gleichen Werten konvergiert.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Korrektur zum Beispiel zustandsabhängig durchgeführt wird, d.h. in den Zuständen Fahren und Anfahren unterschiedlich durchgeführt wird. Zur Durchführung der Korrektur kann folgende Gleichung verwendet werden: $MMotKorr = MMot * Faktor$
wobei der Faktor an Hand einer der nachfolgenden Bedingungen bzw. in beliebigen Kombinationen daraus bestimmt werden kann. Mit MMotKorr ist das korrigierte Motormoment bezeichnet, und mit MMot ist das Motormoment gekennzeichnet.
Als Bedingungen können z. B. vorgesehen sein, dass der Faktor konstant ist. Ferner kann der Faktor eine Funktion des Pedalwertes, der Motordrehzahl, des Motordrehzahlgradienten, des Gradienten des Motormomentes, der Temperatur an der Kupplung, der Temperatur im Motor und/oder eine Funktion der Motorlaufzeit sein. Es ist möglich, dass auch noch andere Bedingungen vorgesehen werden, welche dann einzeln oder in Kombination mit den anderen Bedingungen verwendet werden können. Bevorzugt kann die Reibwertadaption bei dieser Vorgehensweise das korrigierte Motormoment verwenden.
Vorzugsweise kann diese Strategie zur Korrektur des Motormomentes bei einem elektronischen Kupplungsmanagement, bei einem automatisierten Getriebe oder dergleichen angewendet werden.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Dauerschlupfkontrolle vorzugsweise in Abhängigkeit der Kupplungsbelastung vorgeschlagen wird.
Es ist vorgesehen, dass bei einer EKM- und einer ASG-Steuerung eine sogenannte Dauerschlupfkontrolle implementiert ist. Hierbei kann die Kupplung per Wegvorgabe zum Beispiel rampenförmig geschlossen werden, wenn folgende Bedingungen für eine gewisse Zeit von üblicherweise 4 sec erfüllt sind.
Eine erste Bedingung kann sein, dass die Getriebedrehzahl größer als die Leerlaufdrehzahl ist und das Gaspedal betätigt wird. Wenn das Gaspedal nur sehr gering betätigt wird, zum Beispiel Pedalwert < 10 %, kann das rampenförmige Schließen der Kupplung eine Verlangsamung des Fahrzeuges bewirken, so dass die Getriebedrehzahl unter die Leerlaufdrehzahl fällt. In diesem Fall sollte die Kupplung wieder geöffnet werden, um das Abwürgen des Fahrzeugs zu vermeiden. Dieses Öffnen der Kupplung kann sehr unkomfortabel für den Fahrer sein. Ferner kann dies zu Schwingungsanregungen führen.
Demzufolge besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, diesen Ruck bzw. diese Anfahrschwingungen insbesondere durch eine Dauerschlupfkontrolle zu vermeiden.
Erfindungsgemäß kann dies erreicht werden, indem die Bedingungen für das Aktivieren der Dauerschlupfkontrolle geeignet erweitert bzw. ergänzt werden. Dabei ist unter dem Begriff Dauerschlupfkontrolle zu verstehen, dass ein andauernder Schlupf an der Kupplung vermieden werden soll, um eine Beschädigung bzw. eine unnötige Erwärmung der Kupplung zu vermeiden.
Bei Pedalwerten von etwa 10 % ist das Kupplungsmoment und die Differenzdrehzahl allerdings derart gering, dass es kaum zu einer Erwärmung und zu einer Beschädigung der Kupplung kommen kann. In diesem Fall kann die Dauerschlupfkontrolle unter Umständen deaktiviert werden.
Demzufolge ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Dauerschlupfkontrolle nur aktiviert wird, wenn zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sind.
Eine mögliche Bedingung kann sein, dass die Kupplungstemperatur T_Kupplung größer sein sollte als die Grenzwert-Kupplungstemperatur, d.h. die Kupplungstemperatur überschreitet den Grenzwert. Es ist auch möglich, dass als Bedingung vorgesehen ist, dass die Kupplungsverlustleistung größer als ein Grenzwert der Kupplungsverlustleistung ist, d.h. die Kupplungsverlustleistung überschreitet einen vorbestimmten Grenzwert. Darüber hinaus kann als Bedingung vorgesehen sein, dass der Pedalwert größer als ein Grenzwert des Pedalwertes ist, d.h. der Pedalwert sollte größer als ein vorbestimmter Grenzwert sein. Eine weitere Bedingung kann das Kupplungsmoment betreffen. Das Kupplungsmoment sollte größer als ein Grenzwert des Kupplungsmomentes sein. Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Motormoment größer als ein vorbestimmter Grenzwert des Motormomentes ist. Es sind auch andere Bedingungen möglich, bei denen die Dauerschlupfkontrolle unbedingt aktiviert werden sollte.
In diesem Zusammenhang ist es besonders sinnvoll, als Bedingung die Abfrage der Kupplungsleistung vorzusehen. Beispielsweise darf die Dauerschlupfkontrolle nur aktiviert werden, wenn die Kupplungsverlustleistung P_Kupplung größer als der Grenzwert der Kupplungsverlustleistung ist und die Getriebedrehzahl größer als die Leerlaufdrehzahl ist sowie zusätzlich das Gaspedal betätigt wird.
Diese erfindungsgemäße Strategie bei der Dauerschlupfkontrolle kann bevorzugt bei elektronischen Kupplungsmanagement- und automatisierten Schaltgetriebe-Systemen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der eine mögliche Erkennung einer fehlerhaften Kupplungs-Befüllung vorzugsweise beim Gangeinlegen, vorgeschlagen wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Kupplung geöffnet sein sollte, damit bei laufendem Motor ein Gang eingelegt werden kann. Bei einem Service bzw. auch am Bandende der Montagewerke kann es vorkommen, dass bei der Befüllung ein gravierender Fehler unterlaufen ist und die hydraulische Strecke nicht korrekt befüllt ist. Dies äußerst sich dann dadurch, dass es nicht möglich ist, bei laufendem Motor einen synchronisierten Gang einzulegen. Die maximal erreichbare Position ist bei einem synchronisierten Gang die Synchronposition. Es ist bekannt, dass in einem derartigen Fall nur der Fehler „Getriebeaktor“ „Übertemperatur“ gesetzt wird, jedoch nur dann, wenn der Getriebeaktor die Grenztemperatur überschritten hat.
Demnach wird eine erfindungsgemäße Strategie vorgeschlagen, bei der eine Erkennung einer fehlerhaften Kupplungsbefüllung vorgesehen ist. Dabei kann die beim Gangeinlegen maximal erreichte Position bewertet werden. Wenn diese im Bereich der Synchronisierung liegt, insbesondere unter Berücksichtigung der Schaltelastizität, und der Motor eingeschaltet ist, kann ein Fehlercode generiert werden, der auf den eventuellen Defekt bzw. auf die fehlerhafte Befüllung in der hydraulischen Strecke der Kupplung hinweist.
Dabei ist das Drehen des Motors erforderlich, um eine Differenzdrehzahl zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang herzustellen, wodurch ein Einlegen des Ganges bei geschlossener Kupplung nicht möglich ist.
Es hat sich gezeigt, dass auch bei stehendem Motor ein ähnliches Blockierverhalten zu erwarten ist, insbesondere durch klebende Synchronringe, welche das Einlegen des Ganges verhindern. Deshalb kann zum Vermeiden eines fälschlichen Setzens dieses Fehlers eine Motordrehzahl vorhanden sein.
Diese Strategie kann nicht auf nichtsynchronisierte Gänge angewendet werden, da bei nichtsynchronisierten Gängen immer mit einer Zahn-Zahn-Stellung zu rechnen ist und somit der Fehler fälschlich gesetzt werden kann. Um dies zu umgehen, kann zum Beispiel ein geeigneter Zähler vorgesehen sein, der den Fehler erst nach zum Beispiel dreimaligem erfolglosen Gangeinlegen setzt.
Die erfindungsgemäße Strategie zum Erkennen einer fehlerhaften Kupplungsbefüllung kann vorzugsweise bei sämtlichen automatisierten Schaltgetrieben, bei unterbrechungsfreien Schaltgetrieben, bei Doppelkupplungsgetrieben oder dergleichen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine mögliche Notadaption des Tastpunktes vorzugsweise beim Kriechen des Fahrzeuges vorgeschlagen wird.
Es ist möglich, im Kriechzustand des Fahrzeuges bei der EKM/ASG-Software eine Notadaption vorzusehen, bei der der Software-Tastpunkt unter bestimmten Voraussetzungen nur nach unten korrigiert wird. Eine wichtige Bedingung kann dabei sein, dass das Kriechmoment innerhalb von ca. 6 Sekunden auf ein sehr hohes Kupplungsmoment aufgebaut wird (0,75 bis 1,0 * M_{kriech_max}). Ein zu hohes Soll-Kriechmoment deutet darauf hin, dass der Software-Tastpunkt viel zu hoch ist. Deshalb kann es sinnvoll sein, den Tastpunkt in dieser Situation zu reduzieren. Eine Erkennung, dass der Software-Tastpunkt zu niedrig ist, so dass eine Tastpunkt-Notadaption in Richtung höherer Werte vorgesehen wird, ist bei der bekannten Notadaption nicht vorgesehen.
Demnach wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass vorzugsweise beim Kriechen durch sekundäre Auswirkungen erkannt wird, dass der Software-Tastpunkt zu tief ist, und dass damit eine Tastpunkt-Notadaption in Richtung höherer Tastpunkt-Werte durchgeführt werden kann. Nachfolgend wird erläutert, wie die Kriechstrategie in der Kupplungssteuerung funktioniert.
Vor Beginn des Kriechens kann das Motormoment für etwa 400 ms ermittelt werden, und somit das mittlere Leerlaufmotormoment erfasst werden. Der Kriechmomentaufbau kann dann vorzugsweise in zwei Stufen in Rampen mit verschiedenen Steigungen erfolgen. Bis zum Tastmoment wird das Kupplungssollmoment M_RSoll möglichst schnell aufgebaut, und danach wird der Aufbau reduziert. Der Kriechmomentenaufbau ist in 19 beispielhaft dargestellt.
Durch das Erhöhen des Kupplungsmomentes kann ebenfalls das Motormoment erhöht werden, da der Leerlaufregler versucht, die Leerlaufdrehzahl LL-Drehzahl zu halten. Wenn nun die Differenz zwischen dem aktuellen Motormoment und dem Leerlaufmotormoment größer als das nominelle Kriechmoment ist, zum Beispiel ca. 10 Nm (fahrzeugabhängig), so kann das Soll-Kupplungsmoment nicht weiter aufgebaut werden, sondern es kann gehalten werden. Mit diesem Moment kann dann das Kriechen weiter vorgenommen werden. Da das tatsächliche Kupplungsmoment, mit dem das Fahrzeug bewegt wird, über die Veränderung des Motormomentes bestimmt wird, kann an Hand des Momentenaufbaus erkannt werden, ob der Software-Tastpunkt zu niedrig ist.
Dabei bestehen vorzugsweise folgende Erkennungsmöglichkeiten:

- Die Erkennung eines zu tiefen Software-Tastpunktes aufgrund der Höhe des Kriechmomentenaufbaus; wenn der Software-Tastpunkt zu tief ist, kann bei dem in 19 dargestellten Momentenaufbau das physikalische Kupplungsmoment sehr schnell aufgebaut werden. Dementsprechend erhöht sich auch das Motormoment relativ schnell. Somit kann dann die Differenz zwischen dem Motormoment und dem Leerlaufmotormoment das nominelle Kriechmoment früher als bei einem normalen Software-Tastpunkt übersteigen. Demzufolge und aufgrund der festgelegten Steigungen der Rampen wird das Kriechmoment bei einem sehr kleinen Kupplungsmoment, zum Beispiel bei ca. 5 Nm, eingefroren. Über die Differenz des aktuellen Kupplungsmomentes und des nominellen Kriechmomentes kann dann auf einen zu niedrigen Software-Tastpunkt zurückgerechnet werden, und der Software-Tastpunkt dementsprechend geeignet verändert werden.

- Ebenso wie die Höhe des eingefrorenen Kupplungsmomentes kann auch die Zeit des Momentenaufbaus als Erkennung eines zu tiefen Software-Tastpunktes vorgesehen werden. Bei einem zu tiefen Software-Tastpunkt übersteigt die Differenz von Motormoment und Leerlaufmotormoment das nominellen Kriechmoment früher als bei einem normalen Software-Tastpunkt. Dementsprechend kann die Zeit, welche für den Aufbau erforderlich ist, als Maß des zu tiefen Software-Tastpunktes verwendet werden. Dabei bedeutet eine sehr kurze Aufbauzeit, dass der Software-Tastpunkt sehr tief ist.
- Ein weiteres Indiz, dass der Software-Tastpunkt zu tief ist, kann der Einbruch der Motordrehzahl sein. Wenn das physikalische Kupplungsmoment beim Kriechen sehr schnell aufgebaut wird, welches bei einem zu tiefen Software-Tastpunkt der Fall ist, kann der Leerlaufsregler die Motordrehzahl meist nicht schnell genug wieder einregeln, so dass die Motordrehzahl n_Mot gesenkt wird. Wenn jedoch die Motordrehzahl unter eine bestimmte Grenze sinkt, kann davon ausgegangen werden, dass der Software-Tastpunkt viel zu tief ist. Somit kann diese Erkennung als Notadaption eines zu tiefen Software-Tastpunktes herangezogen werden. Allerdings sollte diese Erkennung auf den Leerlaufregler angepasst werden, da der Leerlaufregler bei verschiedenen Fahrzeugtypen unterschiedlich reagiert.
- Eine weitere Möglichkeit liegt darin, dass bei einem zu tiefen Software-Tastpunkt mit einem daraus folgenden sehr schnellen Aufbau des physikalischen Kupplungsmomentes die Last für den Leerlaufregler sehr schnell ansteigt. Diese Last kann mit dem Leerlaufregler durch geeignete Algorithmen erkannt werden. Wenn diese Last sehr groß ist, und der Leerlaufregler von der Kupplungssteuerung die Information „Fahrzeug kriech“ erhält, kann der Leerlaufregler die Information „Last ist sehr groß“ zurücksenden, oder auch wenn es möglich ist, kann dieser einen Wert über die Höhe der Last angeben. Mit dieser Information kann dann der Software-Tastpunkt entsprechend erhöhte werden.
- Eine weitere mögliche Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Fahrzeugbeschleunigung für die Erkennung eines zu tiefen Software-Tastpunktes herangezogen wird. Wenn das physikalische Kupplungsmoment aufgrund eines zu tiefen Software-Tastpunktes sehr schnell aufgebaut wird, kann auch das Fahrzeug sehr schnell beschleunigt werden. Somit kann der Software-Tastpunkt erhöht werden, wenn die Fahrzeugbeschleunigung einen bestimmten Wert überschreitet. Wenn die Fahrzeugbeschleunigung nicht gemessen wird, kann diese aus der Rad- oder der Tachodrehzahl sowie der Drehzahl der Getriebeeingangs- oder Getriebeausgangswelle durch Ableitung ermittelt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Fahrzeugbeschleunigung nur bedingt für die genannte Erkennung geeignet ist, da z. B. beim Ankriechen an einem steilen Berg ebenfalls starke Fahrzeugbeschleunigungen entstehen können. Hierzu ist dann entweder eine Bergabrollerkennung notwendig oder die Fahrzeugbeschleunigung sollte als zusätzliche Erkennung zu den anderen genannten Erkennungen vorgesehen sein.

Die Art der Erhöhung des Software-Tastpunktes kann auf verschiedene Art und Weise vorgesehen werden. Die vorgeschlagene Notadaption des Tastpunktes insbesondere im Kriechzustand des Fahrzeuges kann in vorteilhafter Weise die Adaption präzise und sehr robust ausgestalten. Die erfindungsgemäße Adaption kann bei sämtlichen Fahrzeugen mit automatischer Kupplung verwendet werden.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Tastpunktermittlung vorzugsweise am Bandende eines Fahrzeugwerkes vorgesehen wird.
Es ist möglich, dass die Tastpunktermittlung am Bandende, insbesondere ohne Testgerät, durchgeführt wird. Erfindungsgemäß können bei der Herstellung eines ASG oder eines EKM-Steuergerätes bestimmte Betriebsparameter mit Standardwerten belegt werden. Unter anderem kann hierbei der Tastpunkt mit einem Wert außerhalb des Toleranzbereiches beschrieben werden. Eine Tastpunktermittlung im Werk ohne Anforderung durch ein Testgerät kann dabei nur stattfinden, wenn der Tastpunkt außerhalb des Bereichs liegt. Die Prüfung kann dann im Steuergerät durchgeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass ein Bit für jede Tastpunktermittlung vorhanden sein sollte. Wenn eine Tastpunktermittlung erfolgreich ist, kann das entsprechende Bit gesetzt werden. Die nächste Tastpunktermittlung kann erst dann durchgeführt werden, wenn die vorherige erfolgreich war. Somit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass alle drei Tastpunktermittlungen in der richtigen Reihenfolge durchgeführt werden.
Insbesondere kann auf der Rolle des Herstellungswerkes am Bandende normalerweise nur gefahren werden und auf keinen Fall die Handbremse betätigt werden. Aus diesem Grund kann die Handbremse als Signal für die Tastpunktermittlung in vorteilhafter Weise verwendet werden. Damit kann ein Volumenausgleich und eine Tastpunktermittlung durchgeführt werden, wenn die beispielhaft angegebenen Bedingungen erfüllt sind:

Handbremse betätigt; dient als eigentliches Startsignal
Fußbremse betätigt;
bei einem ASG-System sollte der Wählhebel in der Stellung „N“ oder „D“ sein; falls dieser in der Stellung „D“ ist, sollte der Gang ausgelegt sein;
bei einem EKM-System sollte der Schalthebel in „N“ sein;
der Leerlaufschalter sollte betätigt sein;
Fahrzeug steht, das heißt die Getriebedrehzahl ist auf dem Wert „Null“;
vorherige Tastpunktermittlung sollte erfolgreich sein, welches an dem Bit erkennbar ist.

Wenn vorzugsweise diese genannten Bedingungen erfüllt sind, kann zunächst ein Volumenausgleich durchgeführt werden und mit einem nächsten Schritt fortgefahren werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die dritte Tastpunktermittlung erst am Ende der Rolle durchgeführt wird. Um eine weitere Plausibilisierung durchzuführen, kann es sinnvoll sein, die dritte Ermittlung erst dann zu beginnen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Grenzwert, zum Beispiel 100 km/h oder dergleichen, ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die dritte Tastpunktermittlung, welche eine Feineinstellung darstellt, am Ende vorgesehen wird.
Wenn die vorgenannten Bedingungen erfüllt sind, kann vorgesehen sein, dass ein Gang eingelegt wird. Bei einem ASG-System mit Wählhebel in der Stellung „D“ kann dies automatisch erfolgen. Bei einem EKM-System oder bei einem ASG-System, bei dem der Wählhebel in der Stellung „N“ ist, sollte der Fahrer darauf aufmerksam gemacht werden, dass jetzt der erste Gang eingelegt wird. Dies kann entweder durch ein optisches Signal, wie zum Beispiel Blinken der Ganganzeige im Fahrzeugdisplay, oder durch ein akustisches Signal, wie zum Beispiel Piepsen mit einer bestimmten Piepsfolge, vorgesehen sein.
Als nächster Schritt erfolgt die Tastpunktermittlung. Wenn das Ergebnis der Tastpunktermittlung im Toleranzbereich liegt, kann das Bit für die Tastpunktermittlung gesetzt werden. Nach korrekter Tastpunktermittlung kann vorzugsweise ein entsprechendes Signal gegeben werden und die zweite Tastpunktermittlung kann danach erfolgen. Das Signal kann zum Beispiel ein visuelles Signal sein, welches durch Blinken im Display angezeigt wird. Wenn die zweite Tastpunktermittlung negativ ausfällt, oder noch nicht beendet ist, kann ein Signal im Display erscheinen. Der Fahrer kann über das Ergebnis der Tastpunktermittlung zum Beispiel durch ein Blinken der Ganganzeige im Display informiert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Tastpunktermittlung können die vorgenannten Schritte beliebig miteinander kombiniert werden, und es ist auch möglich, dass weitere Schritte mit diesen kombiniert werden. Auf diese Weise kann eine Tastpunktermittlung ohne Diagnose durchgeführt werden.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Strategie vorgeschlagen wird, welche ein Anfahren mit einem automatisiertem Schaltgetriebe ohne Kupplung als Notlauf bei einem Kupplungsaktorausfall ermöglicht.
In einem Fahrzeug dient die Kupplung, auch Anfahrkupplung genannt, zur Angleichung der Drehzahl zwischen der Motorwelle und der Getriebeingangswelle, um ein Anfahren bzw. ein Schalten zu ermöglichen. Bei dem Anfahrvorgang kann die Kupplung die Trennung des Motors vom Antriebsstrang beim Motorleerlauf bzw. beim Fahrzeugstillstand, die Kopplung zwischen dem Motor und dem Antriebsstrang während des Anfahrvorganges (Kupplung schlupft) sowie die Kopplung des Motors mit dem Antriebsstrang nach dem Anfahren (in der Regel haftet die Kupplung) ermöglichen. Dementsprechend wird das Motormoment überhaupt nicht (bei vollständig geöffneter Kupplung), teilweise (bei gleitender Kupplung) oder vollständig (bei haftender Kupplung) vom Motor auf die Räder übertragen. Die Verlustenergie, die durch die Differenz zwischen der Motor- und der Getriebeeingangswellendrehzahl bei gleitender Kupplung entsteht, wird in der Kupplung in Wärme umgewandelt.
Bei Fahrzeugen mit einem automatisierten Schaltgetriebe wird die Betätigung der Kupplung vom Kupplungsaktor mittels eines Elektromotors durchgeführt. Falls der Kupplungsaktor ausgefallen ist, ist die Kupplung immer geschlossen, damit das Anfahren nicht mehr möglich ist.
Ein speziell verändertes automatisiertes Schaltgetriebe (ASG3) besitzt eine Synchronisierung, mit der ein Anfahren im Notfall beim Ausfall des Kupplungsaktors möglich ist. Erfindungsgemäß kann dann vorgesehen sein, dass die Trennung und die Kopplung des Motors von bzw. mit dem Antriebsstrang durch zwei Einrichtungen am Antriebsstrang durchgeführt wird. Vorzugsweise kann durch die Kupplung und die Synchroneinrichtung im Getriebe dies vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Kupplung im Notfall beim Kupplungsaktorausfall durch die Synchronisierung ersetzt werden, falls die Synchronisierung für hohe Verlustenergie ausgelegt ist.
Bei einem automatisiertem Schaltgetriebe (ASG) ist die Synchronisierung üblicherweise nur für kleine Verlustenergien ausgelegt. Deshalb liegt die Aufgabe zugrunde, die Drehzahlsynchronisierung der Getriebeausgangswelle gegen die Getriebeeingangswelle vorzusehen. Die Verlustenergie, die während des Synchronisierungsvorganges entsteht, ist dabei nur die kinetische Energie der Getriebeeingangswelle bei offener Kupplung.
Die Synchronisierung bei einem automatisiertem Schaltgetriebe kann auch Lastschaltkupplung genannt werden, welche für die Schaltungen ohne Zugkraftunterbrechung ausgelegt sind. Dabei handelt es sich um die Drehzahlsynchronisierung der Getriebeausgangswelle gegen die Getriebeeingangswelle jedoch bei geschlossener oder gleitender Anfahrkupplung. Dies bedeutet, dass die Verlustenergie, welche während der Synchronisierung auftritt, nicht nur die kinetische Energie der Getriebeeingangswellen infolge deren Trägheit, sondern zusätzlich die Antriebsenergie vom Motor aufnehmen muß. Demzufolge weist sind die Synchronisierungen eines automatisiertes Schaltgetriebe für hohe Leistungen ausgelegt.
Demzufolge erfüllt die Synchronisierung eines automatisierten Schaltgetriebes alle Bedingungen, die eine normale Kupplung beim Anfahren aufweisen sollte. Von daher ist das Anfahren als Notlauf mit der Synchronisierung für den Fall des Kupplungsaktorausfalles in vorteilhafter Weise möglich.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Strategie zum Vermeiden eines unbeabsichtigten Schließens der Kupplung im Fehlerfall vorgeschlagen wird.
Beim Einsatz eines Schraubaktors als Kupplungsaktor, wie zum Beispiel ein elektrisch betätigter Zentralausrücker (EZA), ein mechanisch betätigter Zentralausrücker (MZA) oder dergleichen, kann im Fall des Versagens des Ausrücklagers oder des Blockierens, ein unbeabsichtigtes und spontanes Schließen der Kupplung erfolgen, wodurch dann mögliche unkontrollierte Rotationen der Schraubgetriebeeinheit des Schraubaktors nicht auszuschließen sind.
Demzufolge soll erfindungsgemäß eine Korrelation der Drehrichtung des Verbrennungsmotors und der Richtung der Steigung der Schraubegetriebeeinheit bei Schraubaktoren in Abhängigkeit des verwendeten Kupplungstyps zur Vermeidung eines unbeabsichtigten Schließens der Kupplung im Fehlerfall vorgesehen werden. Insbesondere bei dem Einsatz von Schraubaktoren bei fest mit dem Ausrücklager verbundenen Tellerfedern (LAC, Push-Pull) kann es in beliebiger Stellung des Ausrückers zum Versagen des Ausrücklagers kommen. Demzufolge kann es dann zum Blockieren des Kupplungsaktors kommen, da die Schraubegetriebeeinheit des Schraubaktors durch die Tellerfeder bzw. letztendlich durch den Verbrennungsmotor angetrieben und in unkontrollierte Rotation versetzt wird. Auch wenn Befestigungselemente des Schraubaktors schließlich abgerissen werden, wird durch das Schrauben-Mutter-Prinzip der Ausrücker betätigt, welches im ungünstigsten Fall ein unbeabsichtigtes und unkontrolliertes Schließen der Kupplung nach sich ziehen kann.
Um dies in vorteilhafter Weise zu vermeiden, kann vorgeschlagen werden, dass der Drehsinn des Motors, die Steigungsrichtung der Schraubgetriebeeinheit des Schraubaktors und/oder der Kupplungstyp dahingehend korrelieren müssen, so dass im Fall des Versagens des Ausrücklagers der Aktor derart betätigt wird, dass die Kupplung nicht schließt, sondern geöffnet wird.
Der Schraubaktor ist in 20 schematisch dargestellt, wobei die Situation bei blockierendem Ausrücklager gezeigt ist.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Höhenanfahrhilfe vorzugsweise von der Kupplungstemperatur beeinflusst wird.
Bei ASG- und EKM-Steuerungen wird eine sogenannte Höhenanfahrhilfe (HAH) implementiert. Wenn der Pedalwert oberhalb eines hohen Grenzwertes, zum Beispiel 75 %, liegt, und das Fahrzeug sich innerhalb einer bestimmten Zeit bei eingelegtem Gang nicht bewegt, kann die Kupplung leicht geöffnet werden, um die Motordrehzahl in einen Bereich zu verlegen, bei dem der Motor mehr Moment liefern kann. Die Kupplung kann dann wieder vollständig geschlossen werden, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Schwelle ist und das Fahrzeug bewegt wird sowie eine vorbestimmte Zeit t₁ vergangen ist. Wenn das Fahrzeug bei einer vorbestimmten Zeit etwa t₂ = 6s immer noch nicht steht bzw. die Motordrehzahl noch kleiner als eine vorbestimmte Schwelle ist, kann die Kupplung trotzdem schnell geschlossen werden, um Dauerschlupf zu vermeiden. Dadurch ist jedoch ein Anfahrversuch nicht möglich.
Demzufolge kann bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Höhenanfahrhilfe derart modifiziert wird, dass möglichst unter allen Umständen ein Anfahrvorgang trotzdem möglich ist. Es ist denkbar, dass dazu die Zeitschwelle bei der die Kupplung zugezogen bzw. geschlossen wird, geeignet erhöht wird. Dies würde bei dem vorgenannten Beispiel bedeuten, dass der Zeitpunkt t₂ erhöht werden müsste. Wenn beispielsweise der Zeitpunkt t₂ auf einen Wert, welcher größer als 6 s ist, angehoben wird, besteht die Möglichkeit, dass der Anfahrvorgang beendet wird. Jedoch besteht auch die Gefahr, dass die Kupplung durch eine zu hohe Kupplungstemperatur beschädigt werden kann.
Um auch dieses Problem zu lösen, kann die Zeitschwelle t₂ nur dann erhöht werden, wenn die Kupplungstemperatur kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert von zum Beispiel etwa 250°C ist. Auf diese Weise wird die Kupplung in vorteilhafter Weise nicht beschädigt und der Anfahrvorgang kann u.U. noch beendet werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der ein geeigneter Aufbau des Kriechmomentes bei Schwankungen im Motormoment vorgeschlagen wird, welcher hinsichtlich seiner Komfortabilität verbessert wird.
In 21 ist eine Messung in verschiedenen Diagrammen dargestellt, welche den Aufbau des Kriechmomentes in mehreren Stufen aufgrund des Einbruchs des Motormoments andeuten. Dieser Kriechmomentenaufbau wirkt auf den Fahrer unkomfortabel, denn es ist bei einem Kriechmomentenaufbau entscheidend, dass das Kupplungsmoment stetig aufgebaut wird, so dass sich eine annähernd gleichmäßige Fahrzeugbeschleunigung ergibt. Die Ursache für den in 21 dargestellten Kriechmomentenaufbau liegt in den Schwankungen des Motormoments. Die Kriechmomentenstrategie in der Kupplungssteuerung kann vorsehen, dass vor dem Kriechen das Motormoment für etwa 400 ms gemittelt wird (M_{Mot_Filt}). Wenn das Kriechen beginnt, kann das Kriechmoment mit einer konstanten Rampensteigung in Abhängigkeit des jeweiligen Fahrzeuges zu Beginn erst langsam, dann schneller, jeweils jedoch mit konstanter Steigung aufgebaut werden. Wenn die Differenz zwischen dem aktuellen Motormoment M_{Mot_aktuell} und dem gemittelten Motormoment M_{Mot_Filt} ein festes nominelles Kriechmoment M_{Kriech_nom} übersteigt, kann der Kriechmomentenaufbau beendet werden und das Kriechmoment konstant gehalten werden. Wenn beispielsweise, wie in 21 dargestellt, im Verlauf des Motormoments Schwingungen erzeugt werden, zum Beispiel durch einen schlecht abgestimmten Leerlaufregler, kann der Momentenaufbau angehalten werden, wenn die oben genannte Bedingung erfüllt ist. Sinkt die Differenz des aktuellen Motormomentes und des gemittelten Motormomentes wieder unter die Schwelle des festen nominellen Kriechmomentes, kann nach der bekannten Strategie das Kriechmoment weiter aufgebaut werden. Dieser Vorgang kann maximal 6 s andauern, danach kann das Kriechmoment eingefroren werden. Bei diesem Kriechmomentenaufbau in mehreren Stufen kann der Fahrer die Fahrzeugbeschleunigung als zwei Schübe beim Kriechen wahrnehmen. Das Fahrzeug kriecht los und plötzlich kommt für kurze Zeit eine Beschleunigung; danach kriecht das Fahrzeug weiter. Dies ist für den Fahrer unkomfortabel.
Demnach wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Aufbau des Kriechmomentes geeignet modifiziert wird, um diese Fahrzeugbeschleunigungen zu vermeiden, und somit den Kriechmomentenaufbau für den Fahrer komfortabler zu gestalten.
Es ist im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei dem Kriechmomentenaufbau gemäß der Erfindung der Gradient des aktuellen Motormomentes M_{Mot_aktuell} beobachtet wird. Wenn der Gradientenverlauf normal ist, erwartet die Kupplungssteuerung einen stetig steigenden Gradienten. Wenn jedoch der Gradient des aktuellen Motormomentes negativ ist oder eine festzulegende Schwelle unterschreitet, kann das Motormoment in vorteilhafter Weise sofort eingefroren werden, wenn die Differenz des aktuellen Motormomentes und des gemittelten Motormomentes größer als das feste nominelle Kriechmoment ist. Danach kann sich dieses bei dem aktuellen Kriechvorgang nicht mehr ändern. Dieser erfindungsgemäße Aufbau des Kriechmomentes ist in 22 dargestellt. Dort sind die Verläufe des alten Kupplungssollmomentverlaufes und des neuen Kupplungssollmomentenverlaufes über die Zeit dargestellt.
Es ist auch möglich, dass der Leerlaufregler zu starken Schwingungen neigt, und die Bedingung, dass die Differenz von dem aktuellen Motormoment und dem gemittelten Motormoment größer als das nominelle Kriechmoment ist, derart schnell erfüllt ist, dass ein nur sehr kleines Kriechmoment aufgebaut wird, wodurch das Fahrzeug nur unzureichend fortbewegt wird. In diesem Fall kann vorgesehen werden, dass ebenfalls der Gradient des Motormomentes beobachtet wird. Wenn der Gradient des aktuellen Motormomentes negativ ist oder eine festzulegende Schwelle unterschreitet, nachdem die vorgenannte Bedingung erfüllt war, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Kupplungs-Sollmoment langsamer aber stetig weiter aufgebaut wird. Diese Geschwindigkeit beim Aufbau des Kupplungssollmomentes kann dann beibehalten werden, auch wenn das aktuelle Motormoment ein zweites Mal kleiner wird und das Kriechmoment in der jetzigen Strategie weiter aufgebaut werden würde. Diese Vorgehensweise ist in 23 angedeutet, wobei dort wieder der alte und der neue Verlauf des Kupplungssollmomentes über die Zeit dargestellt sind.
Als weitere Variante hierzu kann vorgesehen sein, dass die Aufbaugeschwindigkeit derart gewählt wird, um wieder die normale Aufbaugeschwindigkeit umschalten zu können, wenn das aktuelle Motormoment absinkt, wodurch der Unterschied zur Situation in der aktuellen Kriechstrategie darin besteht, dass der Kriechmomentenaufbau gemäß der Erfindung nicht angehalten wird, sondern langsam weiter ansteigt, so dass die Beschleunigungsunterschiede sehr gering sind. Dies ist in 24 angedeutet, wobei die Unterschiede der unterschiedlichen Steigungen bei dem neuen Verlauf des Kupplungssollmoments nicht zu groß gewählt werden.
Bei dieser Möglichkeit müssen aufgrund des stetig weiter steigenden Kriechmomentes Abbruchbedingungen für den weiteren Aufbau des Kriechmomentes definiert werden, damit das Kriechmoment nicht zu hoch aufgebaut wird. Als Abbruchbedingungen können folgende Bedingungen vorgesehen werden, wobei auch geeignete Kombinationen dieser oder anderer Bedingungen möglich sind:

Abbruch des steigendes Kriechmomentes bei einem fest vorgegebenen maximalen Kriechmoment;
Abbruch nach einer fest vorgegebenen Zeit;
Abbruch, wenn die Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Wert überschreitet;
Abbruch, wenn zwischen Motordrehzahl und der Getriebedrehzahl Synchronisierung erreicht ist.

Es sind auch weitere Abbruchbedingungen möglich, die dann eventuell mit den bereits genannten Bedingungen geeignet kombiniert werden können.
Eine weitere Strategie zum Aufbau des Kriechmomentes kann vorsehen, dass der Gradient des aktuellen Motormomentes beobachtet wird und wenn die Bedingung, dass die Differenz des aktuellen Motormomentes und des gemittelten Motormomentes größer als das nominelle Kriechmoment ist, zumindest einmal erfüllt ist, und der Gradient des aktuellen Motormomentes negativ ist bzw. eine festzulegende Schwelle unterschreitet, kann das Kriechmoment ab diesem Zeitpunkt nur noch sehr langsam aufgebaut werden, so dass die Beschleunigungsänderung vom Fahrer in vorteilhafter Weise kaum wahrnehmbar ist. Dies ist in 25 durch den neuen und den alten Verlauf des Kupplungssollmoments angedeutet.
Diese vorgestellten Strategien zum Aufbau des Kriechmomentes sind grundsätzlich bei allen Fahrzeugen mit automatischer Kupplung und mit einer Momentenstrategie beim Kriechmomentenaufbau anwendbar.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Begrenzung des Kupplungssollmomentes vorzugsweise beim Zuziehen der Kupplung bei der Ruckelfunktion vorgeschlagen wird.
Die Ruckelfunktion der Kupplungssteuerung ist eine Fahrerwarnung, wenn ein Fahrer in einem zu hohen Gang, zum Beispiel Gang 3, 4 oder 5, anfahren will. Es hat sich gezeigt, dass es teilweise beim Zuziehen der Kupplung zum Wegtouren des Motors kommen kann. Die Ursache kann darin liegen, dass das Kupplungsmoment wegen der Abwürgegefahr auf die Höhe des Motormomentes begrenzt wird. Über die Zuziehfunktion kann die Kupplung vom aktuellen Kupplungsmoment aus insbesondere über eine Wegsteuerung mit etwa 0,5 mm/s weiter bis zum maximalen Kupplungsmoment geschlossen werden. Somit wird immer das höhere Moment eingestellt. Demnach liegt das Kupplungsmoment auf einem maximalen Wert in Abhängigkeit der Momentensteuerung und der Wegsteuerung. Durch das Zuziehen kann somit eine geringe Überanpressung gegeben sein, die sich über die Zeit vergrößert. Wenn der Software-Reibwert fälschlicherweise zu hoch ist, kann es vorkommen, dass die Überanpressung aufgrund der Wegsteuerung zu gering ist, und somit der Motor wegtourt.
In diesem Fall wird das Kupplungsmoment derart moduliert, dass der Fahrer eine starke Beschleunigungsänderung erfährt und so darauf hingewiesen wird, in den ersten Gang zurückzuschalten. Die Ruckelfunktion kann zum Beispiel aus drei Phasen bestehen:

1) Wartezeit bis zum Ruckeln;
2) Ruckelrampen durchführen;
3) Zuziehen der Kupplung, wobei die Kupplung über die Wegsteuerung mit etwa 0,5 mm/s zugezogen werden kann.

Erfindungsgemäß wird zunächst die Situation erkannt, dass der Motor wegtourt. Dies ist dann der Fall, wenn der Motor eine festzulegende Motordrehzahl oder wenn der Schlupf eine festzulegende Grenze überschreitet. Ebenso kann die Motordrehzahl während des Ruckelns (Phase 2) stark gefiltert werden oder gemittelt werden und diese Drehzahl gespeichert werden. Wenn die Motordrehzahl beim Zuziehen (Phase 3) diese gespeicherte Drehzahl überschreitet oder diese Drehzahl mit einem festzulegenden Offset überschreitet, kann ein Wegtouren des Motors erkannt werden.
Eine mögliche Reaktion auf diese Situation kann darin bestehen, dass die Begrenzung des Kupplungsmoments in Abhängigkeit der Motordrehzahl erhöht wird. Dies kann mit einem Faktor realisiert werden, der über ein folgendes Kennfeld eingestellt wird. $Begrenzung = Faktor * Motormoment$
Ein mögliches Kennfeld ist in 26 dargestellt. Dabei ist der Faktor über die Motordrehzahl dargestellt.
Ferner ist es möglich, dass statt der Motordrehzahl auch die Schlupfdrehzahl zwischen dem Motor und dem Getriebe verwendet wird. Ansonsten kann wie bei der vorgenannten Ausgestaltung verfahren werden.
Eine weitere Variante kann vorsehen, dass die eingebrachte Energie in die Kupplung oder die an der Kupplung umgesetzte Leistung erfasst wird. Mit diesen erfassten Größen kann dann ein Überanpressungsfaktor mit Hilfe eines ähnliche Kennfeldes aufgebaut werden und dann kann weiter wie bei den vorgenannten Ausgestaltungen verfahren werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Modifizierung der Begrenzung des KupplungsSollmomentes kann vorsehen, dass nach der Erkennung des Wegtourens des Motors vorzugsweise die Kupplung wesentlich schneller zugezogen wird. Diese Zuziehgeschwindigkeit kann zum Beispiel konstant sein. Ferner ist es möglich, dass die Zuziehgeschwindigkeit auch von der Motordrehzahl und/oder vom Schlupf abhängen kann. Es ist möglich, dass die eingebrachte Energie in die Kupplung erfasst wird und die Zuziehgeschwindigkeit in Abhängigkeit dieser Energie und/oder in Abhängigkeit der umgesetzten Leistung an der Kupplung geeignet verändert wird.
Die vorgenannten Ausgestaltungen können auch geeignet miteinander kombiniert werden, um ein unbeabsichtigtes Wegtouren des Motors zu verhindern. Die vorgeschlagene Strategie kann vorzugsweise bei sämtlichen Fahrzeugen mit automatischer Kupplung und mit einer vorgesehenen Ruckelfunktion, also bei einem EKM-, ASG-, USG-, PSG- oder dergleichen - System eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der ein verbesserter Momentenaufbau nach einem Gangwechsel vorgeschlagen wird.
Bei einer möglichen Strategie für den Momentenaufbau nach einem Gangwechsel kann es vorkommen, dass das übertragbare Moment der noch schlupfenden Kupplung jenes Moment übersteigt, welches die Kupplung kurze Zeit später überträgt, wenn sie haftet. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugbeschleunigung während des Wiedereinkuppelns größer werden kann als unmittelbar danach. Diese Beschleunigungserhöhung kann von den Insassen des Fahrzeuges als unangenehm und komfortmindernd empfunden werden.
Demnach ist es wünschenswert einen stetigen Aufbau der Beschleunigung von Null bis auf die Zielbeschleunigung ohne lokale Extrema zu ermöglichen.
Ein möglicher Momentenaufbau nach einem Gangwechsel, wie er zum Beispiel bei einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) realisiert ist, funktioniert im wesentlichen wie folgt:

- Das Motormoment kann linear von einem Anfangswert auf das Fahrerwunschmoment gebracht werden. Der Anfangswert hängt dabei vom Gang und der Gaspedalstellung ab;
- Parallel dazu kann das Kupplungsmoment T_cl erhöht werden. Dabei bleibt es um einen gewissen Betrag ΔT über dem Motormoment. Dieser Betrag nimmt mit abnehmendem Schlupf ab.

Diese mögliche Strategie kann unnötige Komforteinbußen verursachen. Beispielweise zu Beginn des Momentenaufbaus ist der Schlupf sehr groß. Daraus folgt, dass das ΔT größer als Null ist und somit auch größer als das Kupplungsmoment T_cl ist. Das von der Kupplung übertragene Moment wächst nicht stetig, sondern abrupt an. Dies wiederum kann Schwingungen im Triebstrang anregen, die sich komfortmindernd bemerkbar machen können.
Des weiteren kann vorkommen, dass das Kupplungsmoment T_cl noch während der Schlupfphase über diesen Wert ansteigt, den später die haftende Kupplung überträgt. In einem derartigen Fall wird kurz vor dem Übergang vom Schlupfen zum Haften ein höheres Moment auf die Räder übertragen als danach. Dies bedeutet, dass eine Überhöhung der Fahrzeugbeschleunigung vorkommt, welche dem Fahrer komfortmindernd auffallen kann.
Demnach ist gemäß der vorliegenden Erfindung das physikalische Verhalten des Triebstranges durch ein einfaches Modell, welches in 27 angedeutet ist, beschrieben. Der Motor hat dabei das Trägheitsmoment J_e und kann das einstellbare Moment T_e, welches das Drehmoment des Verbrennungsmotors ist, liefern. Die Drehgeschwindigkeit des Motors ist ω_e. Die Kupplung kann ein Moment übertragen, dessen Betrag kleiner oder gleich T_cl ist. Bei schlupfender Kupplung ist dieser Betrag genau gleich T_cl; bei haftender Kupplung ist dieser höchstens T_cl. Das übertragbare Drehmoment der Kupplung T_cl ist einstellbar. Zwischen der Kupplung und dem Fahrzeug ist eine Übersetzung i vorgesehen. Die Drehgeschwindigkeit der linken Seite der Übersetzung, also der Getriebeeingangswelle, ist mit ω_gbi bezeichnet. Das Fahrzeug hat das Trägheitsmoment J_v. Von außen wirkt auf das Fahrzeug der Fahrwiderstand T_r. der sich aus dem Rollwiderstand, dem Luftwiderstand und der Hangabtriebskraft zusammensetzt.
Die erfindungsgemäße Strategie kann z. B. wie folgt durchgeführt werden. Das Kupplungsmoment kann von 0 vorzugsweise linear auf jenes Moment T_cl2 gebracht werden, welches die Kupplung unmittelbar nach dem Übergang ins Haften überträgt. Zeitgleich kann das Motormoment derart angesteuert werden, dass der Schlupf genau dann abgebaut wird, wenn das Kupplungsmoment den Wert T_cl2 erreicht, und/oder das Motormoment ab diesem Zeitpunkt wieder dem Fahrerwunschmoment entspricht.
Wenn das Motormoment nicht genau genug angesteuert werden kann, um die vorgeschlagene Strategie umzusetzen, kann z. B. die Motordrehzahl zusätzlich noch über eine Modulation des Kupplungsmomentes geregelt werden. Dabei sollte jedoch darauf geachtet werden, dass das Kupplungsmoment während des Wiedereinkuppelns monoton ansteigt. Diese Art der Steuerstrategie ist eine sogenannte Vorsteuerung.
Das Moment T_cl2 kann bei der vorgeschlagenen Strategie durch folgende Gleichung 1 berechnet werden: $T_{c l 2} = \frac{J_{V} \cdot T_{e, d} - i \cdot J_{e} \cdot T_{r}}{i^{2} \cdot J_{e} + J_{v}}$
wobei T_e,d das vom Fahrer angeforderte Motormoment ist. Um die rechte Seite der Gleichung 1 auflösen zu können, muss T_r bekannt sein. Bei haftender Kupplung sind die Bewegungsgleichungen für den Motor und das Fahrzeug: $J_{v} \cdot {\dot{ω}}_{e} = T_{e} - T_{c l}^{*}$
$J_{v} \cdot \frac{{\dot{ω}}_{g b i}}{i} = T_{r} + i \cdot T_{c l}^{*}$
wobei $T_{c l}^{*}$
das von der haftenden Kupplung übertragene Moment ist. Das Eliminieren dieser Größe aus den Gleichungen 2 und 3 sowie das Auflösen nach T_r führt zu der Gleichung 4: $T_{r} = (i \cdot J_{e} + \frac{J_{v}}{i}) \cdot {\dot{ω}}_{e} - i \cdot T_{e}$
Aus dieser Gleichung lässt sich T_r berechnen, wobei ω̇_e durch die numerische Ableitung von ω_e bestimmt wird.
Bei erfindungsgemäßen Strategie wird das Kupplungsmoment während des Momentenaufbaus linear von 0 auf T_cl2 erhöht: $T_{c l} = s \cdot t$
wobei s die Rate des Momentaufbaus ist. Die Dauer τ ergibt sich aus: $τ = \frac{T_{c l 2}}{s}$
Die weiteren Schritte bzw. Forderungen der Strategie lassen wie folgt formulieren: $ω_{e} (τ) = ω_{g b i} (τ)$
$T_{e} (τ) = T_{e, d} (τ)$
wobei T_e,d(τ) das Fahrerwunschmoment zum Ende des Momentenaufbaus ist. Hier wird die Annahme getroffen, dass dieses annähernd konstant ist; daraus folgt T_e,d(τ)=T_e,d(t)= T_e,d. Die Drehgeschwindigkeiten der linken und rechten Seite von Gleichung 7 lassen sich durch Integration der Bewegungsgleichungen 2 und 3 bestimmen: $ω_{e} (0) + \frac{1}{J_{e}} \int_{0}^{τ} (T_{e} (t) - T_{c l} (t)) d t = ω_{g b i} (0) + \frac{i}{J_{v}} \int_{0}^{τ} (T_{r} + i \cdot T_{c l} (t)) d t$
wobei T_r im betrachteten Zeitraum nicht signifikant sich ändert, d. h. nicht von t abhängt. Die rechte Seite von Gleichung 9 lässt sich durch Einsetzen der Gleichungen für T_cl(t) auflösen. $ω_{g b i} (τ) = \frac{i \cdot τ}{J_{v}} (T_{r} + \frac{i}{2} \cdot T_{c l 2}) + ω_{b b i} (0)$
Mit den Gleichungen 8 und 9 sind zwei Bedingungen an den zeitlichen Verlauf von T_e verbunden. Für T_e(t) kann nun ein beliebiger Ansatz gewählt werden, der von genau zwei noch zu bestimmenden Parametern a und b abhängt. Vorzugsweise kann ein zeitlicher Verlauf gewählt werden, in dem t bis zur zweiten Potenz vorkommt. Zusätzlich kann noch gefordert werden, dass T_e bei t=0 stetig ist: $T_{e} (t) = T_{e} (0) + a \cdot t + b \cdot t^{2}$
Die rechte Seite der Gleichung 11 wird in die linke Seite der Gleichung 8 eingesetzt und nach a aufgelöst: $a = \frac{2}{τ} (T_{e, d} - T_{e} (0) - b \cdot τ^{2})$
Die rechten Seiten der Gleichungen 5, 10 und 11 werden in die Gleichung 9 eingesetzt, integriert und nach b aufgelöst: $b = \frac{6}{τ^{3}} (\frac{1}{2} (T_{e, d} + T_{e} (0) - T_{c l 2}) \cdot τ - J_{e} \cdot (ω_{g b i} (τ) - ω_{e} (0)))$
Demnach lassen sich das Kupplungs- und das Motormoment mit Hilfe der Gleichungen 5 und 11 geeignet ansteuern. Die in den Gleichungen enthaltenen Größen können durch konsekutives Auswerten der Gleichungen 4, 1, 10, 13 und 12 ermittelt werden.
Es wurde wie bereits erwähnt angenommen, dass das Fahrerwunschmoment und der Fahrwiderstand während des Wiedereinkuppelns annähernd konstant bleibt. Dies muss jedoch nicht unbedingt angenommen werden. Dem Steuercode sind fortlaufend die aktuellen Werte dieser Größen zugänglich. Auf diese Weise kann das Zielmoment T_cl2 der Kupplung, welches zur Berechnung des aktuellen Kupplungsmoments nach Gleichung 5 erforderlich ist, bei jedem Interrupt entsprechend den veränderten Werten von T_e,d und T_r angepasst werden. Das gleiche kann mit den Parametern a und b durchgeführt werden, die zur Berechnung des Motormoments dienen. Jedoch ist bei einer Änderung von T_e,d und/oder T_r damit zu rechnen, dass der Kupplungsschlupf nicht genau zum erwarteten Zeitpunkt τ abgebaut ist, sondern davor oder danach. Dies hat dann den Ruck in der Fahrzeugbeschleunigung zur Folge, welcher jedoch so gering ist, dass dieser sich nicht komfortmindernd auswirkt. Die Änderung von T_r ist jedoch derart gering, dass sich der Luftwiderstand, der Rollwiderstand und der Steigungswinkel der Fahrbahn während der kurzen Wiedereinkuppelphase nicht merklich ändern.
In 27a ist ein Flussdiagramm der vorgeschlagenen Strategie dargestellt, wobei die Prozedur vorzugsweise einmal pro Taktzyklus aufgerufen werden kann.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Spannungssteuerung zum Zuziehen der Kupplung unter Schlupf vorgeschlagen wird.
Beim Schließen der Kupplung kann es zum Beispiel mit einer sogenannten langsamen Wegrampe unter Schlupf vorkommen, dass der Fahrer zum Beispiel bei der Dauerschlupfkontrolle zumindest einen Ruck wahrnimmt. Der Ruck kann dabei aus kleinen Sprüngen im Kupplungsmomentenverlauf resultieren. Wenn die Kupplung mittels Wegvorgabe langsam geschlossen wird, kann aufgrund der Abschalthysteresen in der Kupplungslageregelung bei dem tatsächlichen Ist-Wert ein treppenförmiger Verlauf entstehen. Dieser Ruck ist für den Fahrer unkomfortabel und sollte deshalb verhindert werden.
Demzufolge ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zum Zuziehen der Kupplung vorzugsweise unter Schlupf statt der Lageregelung eine Spannungsansteuerung vorgesehen wird.
Es ist möglich, dass eine Verkleinerung der Abschalthysteresen in den oben genannten Situationen vorgesehen wird. Bei dem verwendeten Kupplungssteller sind üblicherweise sehr stark ausgebildete Rastmomente vorgesehen. Die Abschalthysterese wird aufgrund dieser Rastmomente eingeführt. Wenn nun die Abschalthysteresen für die oben genannte Situation verkleinert werden, ist es möglich, dass durch die Rastierung des Elektromotors ein ähnliches Verhalten wie bei dem Treppenverlauf mit großen Abschalthysteresen vorgesehen ist. Jedoch ist dieser Verlauf weniger ausgeprägt und die Flanken weisen eine geringere Steigung auf. Dies führt dazu, dass die Momentensprünge wesentlich verringert werden, so dass diese von dem Fahrer in vorteilhafter Weise nicht mehr wahrgenommen werden. Auf diese Weise wird der Komfort beim Zuziehen der Kupplung für den Fahrer erhöht.
Es ist auch möglich, dass gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen ist, dass die Kupplungslageregelung auf eine Spannungsansteuerung umgeschaltet wird. Wenn in diesen Situationen, in denen in der Schlupfphase die Kupplung über eine Wegsteuerung geschlossen wird, ein konstanter Spannungsverlauf vorgesehen ist, kann ein weitgehend kontinuierlicher Verlauf der Ist-Position ermöglicht werden.
Dabei kann es jedoch zwei Einschränkungen geben; denn der verwendete Kupplungssteller verfügt über die oben genannten stark ausgeprägten Rastmomente. Wenn der Kupplungssteller mit einer sehr kleinen Spannung verfahren wird, können diese Rastmomente dafür sorgen, dass die Ist-Position nicht kontinuierlich, sondern auch etwa in kleinen Stufen verläuft. Diese Stufen sind jedoch in vorteilhafter Weise nicht so ausgeprägt, wie bei den Abschalthysteresen. Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine Mindestspannung festgelegt wird, die nicht unterschritten werden sollte, um die vorgesehenen Stufen nicht zu groß werden zu lassen.
Eine weitere Einschränkung kann darin liegen, dass sich der Kupplungssteller je nach verwendeter Kupplung bei konstanter Spannung aufgrund der unterschiedlichen Ausrückkraft der Kupplungen unterschiedlich schnell bewegen kann. Um dies zu vermeiden, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Veränderung der Ist-Position geeignet beobachtet wird. Wenn die Veränderung zu schnell erfolgt, kann die Spannung entsprechend verringert werden, und wenn die Veränderung zu langsam ist, kann die Spannung entsprechend erhöht werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die erforderliche Spannung eingelernt wird, indem zum Beispiel beim Anfahren der Parksperre beim Schalten des Kupplungsstellers, welches zum Beispiel per Wegsteuerung erfolgt, der Spannungsverlauf aufzeichnet und eine mittlere Spannung abspeichert wird. Es ist auch möglich, dass statt einer Aufzeichnung andere mögliche Vorgehensweisen zur Mitteilung der Spannung vorgesehen werden. Die eingelernte Spannung kann dann auf die entsprechende Rampensteigung umgerechnet werden und somit kann jede beliebige Steigung der Rampe einer Wegsteuerung an die jeweilige Kupplung angepasst werden.
Es kann vorgesehen sein, dass kurz vor dem Nullpunkt die Spannungsansteuerung wieder auf die Lageregelung umgeschaltet wird, damit der Kupplungssteller nicht gegen den Anschlag fahren kann. Die Position der Wiederumschaltung kann zum Beispiel abhängig von der Steigung der Rampen sein. Da die Umschaltung bei fast vollem Moment einer Kupplung vorgesehen ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Schlupf abgebaut ist, und die durch die Lageregelung wieder möglicherweise entstehenden Momententreppen vom Fahrer nicht wahrgenommen werden.
Diese erfindungsgemäße Strategie beim Zuziehen der Kupplung kann bei sämtlichen Fahrzeugen mit einer Kupplungssteuerung vorgesehen werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Reibwertadaption vorzugsweise bei hohen Kupplungstemperaturen und Kupplungstemperaturgradienten vorgeschlagen wird.
Die physikalische Stellmomentenkennlinie kann in der Software auf eine nominelle Kennlinie abgebildet werden. Ein Anpassungsfaktor kann dabei der Software-Reibwert, auch SW-RW genannt, sein. Der Software-Reibwert kann bei Anfahrten und Schaltungen adaptiert werden. Mit dem Software-Reibwert und dessen Adaption können kurzfristige und langfristige Veränderungen der physikalischen Momentenkennlinie detektiert und an die Software angepasst werden. Ein Faktor, der das physikalische Moment kurzfristig stark verändern kann, ist der physikalische Reibwert. Dieser ist stark temperaturabhängig. Der physikalisch Reibwert steigt mit der Temperatur an und fällt bei einer belagspezifischen Temperatur stark ab. Dies wird auch als Fading bezeichnet.
Es kann vorkommen, dass sich die Belagtemperatur bei der Kupplung, zum Beispiel bei vielen Berganfahrten hintereinander, und somit der Software-Reibwert sehr schnell verändert. Es hat sich gezeigt, dass die Software-Reibwert-Adaption teilweise zu langsam adaptiert wird und es so zu sehr langen Schlupfphasen bei Anfahrten und Schaltungen kommen kann. Durch die langen Schlupfphasen kann die Kupplung noch schneller aufgeheizt werden, so dass sich der physikalische Reibwert noch schneller verändert.
Demnach kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, die Reibwert-Adaption bei hohen Kupplungstemperaturen zu beschleunigen, so dass die schnellen Änderungen des physikalischen Reibwertes von der Software aufgefangen werden können.
Bei der Reibwert-Adaption kann in Schlupfphasen das in der Kupplungssteuerung ermittelte Kupplungs-Ist-Moment mit dem physikalischen Wert verglichen werden. Das physikalische Moment wird aus dem Motormoment und der Motorbeschleunigung ermittelt. Wenn die beiden Momente unterschiedliche Wert annehmen, kann der Software-Reibwert vorzugsweise in kleinen Schritten verändert werden. Beispielsweise können bevorzugt maximal 15 Inkremente je Schaltung oder je Anfahrt verwendet werden. Die maximale Veränderung kann derart gewählt werden, dass eine ausreichende Robustheit der Reibwert-Adaption gewährleistet wird. Um die Reibwert-Adaption zu beschleunigen, sodass schnelle Änderungen des physikalischen Reibwertes angepasst werden können, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar.
Es ist möglich, dass bei Erreichen einer vorbestimmten Kupplungstemperatur und/oder bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturgradienten der maximale Wert der verwendeten Inkremente mit einem vorbestimmten Wert vergrößert wird.
Ferner ist es denkbar, dass bei Erreichen einer vorbestimmten Kupplungstemperatur und/oder bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturgradienten der maximale Wert der verwendeten Inkremente vorzugsweise linear mit der Kupplungstemperatur vergrößert wird.
Es ist auch möglich, dass das maximale Inkrement in einem Kennfeld, welches zum Beispiel von der Kupplungstemperatur und/oder dem Temperaturgradienten abhängig ist, bestimmt wird, sodass bei höheren Temperaturen und/oder höheren Temperaturgradienten der Reibwert schneller verändert werden kann.
Die genannten Maßnahmen stellen dabei sicher, dass im normalen Arbeitsbereich, in dem sich die Kupplung die meiste Zeit befindet, die Reibwert-Adaption ausreichend robust ist, wobei jedoch in einem Bereich, in dem sich der Reibwert stark verändern kann, die Adaptionsgeschwindigkeit in vorteilhafter Weise angepasst wird.
Die vorgeschlagene Reibwertadaption kann insbesondere bei ASG-, EKM-, PSG-, USG-Systemen oder dergleichen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Tastpunktkorrektur vorzugsweise unter Verwendung der Kupplungstemperatur vorgeschlagen wird.
Insbesondere bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) oder bei einem automatisiertem Schaltgetriebe (ASG) mit hydraulischer Ansteuerung der Kupplung können Verschiebungen des Tastpunktes infolge von Temperaturveränderungen durch regelmäßiges Schnüffeln ausgeglichen werden. Wenn infolge der Fahrmanöver, wie zum Beispiel Dauerkriechen oder Stop und Go, kein sogenanntes Schnüffeln möglich ist, kann dies durch eine mittelfristige Adaption des Tastpunktes ausgeglichen werden. Bei dem nächsten Schnüffeln, welches spätestens beim Abschalten des Fahrzeugs vorgesehen wird, kann diese Änderung des mittelfristigen Tastpunktes zurückgenommen werden, indem der Tastpunkt auf den langfristigen Wert zurückgesetzt wird. Durch das Schnüffeln beim Abstellen des Fahrzeuges können auch Verschiebungen des Tastpunktes ausgeglichen werden, so dass beim Wiedereinschalten der Zündung von einem definierten, ausgeglichenen System ausgegangen werden kann.
Wenn ein System ohne hydraulische Strecke verwendet wird, wie zum Beispiel bei dem elektrisch betätigten Zentralausrücker (EZA), ist dieser Abgleich beim Ausschalten der Zündung nicht möglich. Demnach kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass beim Ausschalten der Zündung die aktuelle Kupplungstemperatur mit abgespeichert wird, insbesondere wenn bei der Kupplung das Verhalten zwischen der Temperatur und der Verschiebung des Tastpunktes bekannt ist. Beim Einschalten der Zündung kann dann der aktuelle Greifpunkt entsprechend der Temperatur beim Abspeichern korrigiert werden. Als Zusammenhang zwischen der Kupplungstemperatur und der Greifpunktverschiebung kann im Steuergerät vorzugsweise jede beliebige mathematische Funktion abgelegt werden.
Eine weitere Möglichkeit gemäß der Erfindung kann vorsehen, dass die physikalische Stellmomenten-Kennlinie der Kupplung auf die in der Software abgelegte nominelle Stellmomenten-Kennlinie abgebildet wird.
Der Arbeitsbereich der Stellmomenten-Kennlinie, das heißt, die Wegstrecke zwischen dem Tastpunkt und dem Maximalmoment der Kupplung, ist ebenfalls temperaturabhängig. Während des Fahrbetriebes kann dieser Arbeitsbereich vorzugsweise über die Tastpunkt-Adaption und die Reibwert-Adaption oder allgemeiner über eine Kennlinien-Adaption genau bestimmt werden. Des weiteren ist die Veränderung des Arbeitsbereiches über die Temperatur der Kupplung bekannt. Wenn dieses Verhalten nicht hinreichend bekannt ist, kann dieses während des Fahrbetriebs entsprechend aufgenommen werden. Beispielsweise kann dies an Hand des Tastpunktes und des Reibwertes sowie der Lage des Momentenmaximums vorgesehen werden.
Wenn das Fahrzeug mit warmer Kupplung abgestellt wird, kann über die Information der Kupplungstemperatur und über das Verhalten des Arbeitsbereiches über der Kupplungstemperatur beim Wiedereinschalten der Zündung mit kalter Kupplung die Position relativ zum Rastpunkt bestimmt werden. Als Zusammenhang zwischen der Kupplungstemperatur und der Veränderung des Arbeitsbereiches der Kupplung kann vorzugsweise im Steuergerät auch jede beliebige mathematische Funktion abgelegt werden.
Da die Lage des Tastpunktes bekannt ist, sind alle notwendigen Informationen des Arbeitsbereiches der Kupplung zusammen mit dem Reibwert bekannt, um die physikalische Stellmomenten-Kennlinie der Kupplung auf die in der Software abgelegte nominelle Stellmomenten-Kennlinie abzubilden.
Die vorgeschlagene Tastpunktkorrektur kann insbesondere bei jedem elektrischen Zentralausrücker für ein EKM-, ASG-, USG-, PSG-Systeme oder dergleichen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine geeignete Grobpositionierung eines Kupplungsaktors mit Inkrementalwegmessung vorgeschlagen wird.
Insbesondere bei einem unterbrechungsfreien Schaltgetriebe mit Zentralausrücker (USG-EZA) ist nur ein Inkrementalwegsensor vorgesehen.
Damit können nur relative Bewegungen des Aktors erfasst werden. Somit kann es Situationen geben, in denen nichts über die Position des Aktors bekannt ist, z. B. bei der Inbetriebnahme oder am Bandende.
Demnach soll eine Möglichkeit gefunden werden, mit der zumindest eine grobe Information (±1 mm) über die aktuelle Aktorposition erhalten werden kann, ohne das dabei die Gefahr besteht, den Aktor derart gegen einen mechanischen Anschlag zu fahren, dass das selbsthemmende Getriebe danach festklemmt.
Eine Möglichkeit Informationen über die aktuelle Position eines Kupplungsaktors zu erhalten, stellt die Messung der Einrück- und der Ausrückkraft dar. Dabei werden die Eigenschaften des selbsthemmenden Getriebes (Federbandgetriebe) genutzt. Somit stellt sich für den Aktormotor die Last (Einrück-/Ausrückkraft) als ein Reibmoment im Federbandgetriebe dar.
Der Zusammenhang zwischen der Last am Aktor und dem Reibmoment im Federbandgetriebe wird dabei ausgenutzt, bei dem die Geschwindigkeit des Aktors unter der konstanten Motorspannung ausgewertet wird. Da für die erste Positionsreferenz keine großen Bewegungen möglich sind (unbekannte Position der Anschläge), ist dieses Verfahren hier aber ungeeignet.
Das Reibmoment im Federbandgetriebe hängt jedoch auch vom Vorzeichen des Moments (oder der Bewegung) des Aktormotors ab. Dieses Reibmoment besteht zumindest aus zwei Komponenten:

1. Einem echten lastabhängigen Reibmoment im Federbandgetriebe (richtungsunabhängig); und
2. dem aus der Last übersetzten Moment (richtungsabhängig).

Da das Getriebe selbsthemmend ist, kann das Lastmoment nie größer werden als das Reibmoment. Insgesamt ergibt sich so ein von der (beabsichtigten) Bewegungsrichtung abhängiges Reibmoment (Mr+ und Mr-), wobei die Differenz zwischen den Werten für die beiden Richtungen dem doppelten Lastmoment entspricht, also proportional zur Last, ist.
In 28 ist der theoretischer Zusammenhang zwischen der externen Kraft und dem Reibmoment am selbsthemmenden Getriebe des unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG) dargestellt, wobei mit Mr+ Bewegung gegen die Last und mit Mr-: Bewegung mit der Last bezeichnet sind.
Neben der Möglichkeit durch definierte kurze Spannungs- / Stromstöße eine Bewegung des Aktors auszulösen und deren Weite auszuwerten (oder im Extremfall durch „Zittern“ die Kraftgleichgewichtsposition zu finden), können die Reibmomente auch über die für das Anfahren in die jeweilige Richtung des Aktors erforderlichen Spannungen grob ermittelt werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die so erhaltenen Messergebnisse proportional zum Lastmoment, also auch proportional zur externen Kraft sind.
Beim stehenden Motor führt eine Spannung zu einem dazu proportionalen Strom und somit auch zu einem zu dieser Spannung proportionalen Motormoment. Elektrische Spannungen werden in diesem System über eine gepulste volle Spannung (12 V) erreicht. Dabei wird die effektive Ausgangsspannung über das Verhältnis „Spannung an“ zu „Spannung aus“ eingestellt; dabei spricht man von Pulsweitenmodulation (PWM).
Für die Kraftmessung wird die Motorspannung langsam erhöht, bis eine Bewegung des Aktors festgestellt wird. Der Aktor beginnt sich zu bewegen, wenn das Motormoment M_M ∝ I ∝ U größer wird als das Reibmoment Mr. Dies wird in beide Richtungen durchgeführt, so dass Mr+ und Mr- gemessen werden können. Die Differenz der minimal erforderlichen Spannungen ergibt dann ein Maß für die externe Kraft am Aktor.
In 29 ist eine einzelne Kraftmessung dargestellt, wobei oben die Aktorposition und unten die Ausgabespannung als PWM-Verhältnis angedeutet sind.
Bei der in 29 gezeigten Kraftmessung erfordert die Bewegung nach oben eine größere Spannung (ca. ein PWM von 32) als die Bewegung nach unten (ca. 22). Diese Differenz gibt nun eine Aussage über die externe Kraft. Die nach den Spannungsrampen angelegten, der Bewegung entgegenwirkenden kleinen Motorspannungen, dienen dem Abbremsen des Aktormotors. Diese Spannung ist derart klein (PWM = 6), dass sie von alleine keine Bewegung des Aktors aufrecht erhalten oder gar auslösen kann.
In 30 ist ein möglicher Ablauf einer Kraftmessung in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Wie auch zu erkennen ist, wird die Bewegung nicht sofort bei einer Positionsänderung um ein Inkrement erkannt. Das Zusammenspiel zwischen der Ankerrastierung und den Positionen, an denen die Inkremente erkannt werden, erfordert es mindestens eine Bewegung um zwei Inkremente abzuwarten. Eine Grenze von vier Inkrementen reduziert die Unsicherheit jedoch weiter. Diese Messung ist nicht sehr genau. Wenn eine große Anzahl von Messungen durchgeführt wird, kann jedoch der Kraftverlauf erkannt werden. In 31 sind die Ergebnisse von 10 Messreihen zusammengestellt, in denen an jeweils den selben 21 Positionen die Kraft gemessen wird. Mit der durchgezogenen Linie ist der Verlauf der Ausrück- bzw. Einrückkraft verdeutlicht. Das Koordinatensystem für die Position ist in diesen Messungen dabei derart gesetzt, um das Ziel der vollständigen Positionsreferenz zu erreichen.
In 31 sind die Ergebnisse der Kraftmessungen am Kupplungssystem dargestellt. Zusätzlich sind bereits die für die Grobpositionierung verwendeten Positionsbereiche markiert.
Bei einer Auswertung der Messungen für die Grobpositionierung zeigt sich deutlich die starke Streuung in den Messergebnissen. Dennoch kann aus den Messergebnissen ein grober Rückschluss auf die Position gezogen werden. Nachfolgend werden die Bereiche (a) bis (d) in 31 erklärt.

(a) Werte unter -3 sind nur im stark negativen Bereich (< -4 mm) zu finden;
(b) Im Bereich zwischen -4 mm und 0 mm treten nur kleine Messwerte zwischen -3 und +3 auf;
(c) Werte über +3 sind nur bei positiven Positionen zu finden;
(d) Werte über +10 sind nur bei Positionen oberhalb von +1,5 mm zu finden.

Mithilfe dieser Ergebnisse kann eine Grobpositionierung des Aktors durchgeführt werden. In dieser tastet sich der Aktor so lange durch das System bis er den Übergang von negativen zu positiven Positionswerten erkennt. Dabei gilt es einen Kompromiss zwischen der Geschwindigkeit und der Genauigkeit dieser Positionierung zu finden. Die geringe Genauigkeit der Kraftmessung erlaubt dabei nur ein grobes Herantasten an die Referenzposition. Nur bei eindeutig großen Messwerten kann ein größerer Positionsschritt durchgeführt werden, um die Dauer der Grobpositionierung gering zu halten.
In 32 ist ein Flussdiagramm dargestellt, in dem die Grenzwerte derart angegeben sind, wie sie auch z.B. im unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG) implementiert sind. Dieses Verfahren findet eine Position, die leicht (ca. 1 mm) oberhalb der Referenzposition liegt. Dies kann aber durch eine Positionskorrektur am Ende der Grobpositionierung ausgeglichen werden.
Nachfolgend sind Beispiele für den Ablauf der Grobpositionierung angegeben.
Für die Überprüfung der Grobpositionierung werden eine Reihe von Messungen durchgeführt. Dabei wurde im abgeglichenen Zustand (Referenzposition bei Position 0) an unterschiedlichen Positionen eine Grobpositionierung gestartet. In 33 ist eine Messung einer Grobpositionierung mit Start bei -6 mm graphisch dargestellt. Durch den Reset des Inkrementalwegsensors beginnen die Bewegungen immer bei Position 0 mm und bewegen sich dann in Richtung der negativen Startposition. Der eigentliche Kraftmessvorgang ist an den paarweisen Vor- und Rückbewegungen des Aktors sichtbar.
In 34 ist eine Messung einer Grobpositionierung mit Start bei +6 mm graphisch dargestellt. Die hier gezeigten Messungen sind Extremfälle. Je näher die Startposition der Referenzfahrt am Referenzpunkt liegt, desto weniger Schritte werden benötigt, um diese zu finden.
Aufgrund des Rauschens bei der Kraftmessung sind die Verläufe bei unterschiedlichen Grobpositionierungen von der selben Startposition unterschiedlich. In seltenen Fällen (bei diesen Untersuchungen weniger als 1 von 25) führt das Rauschen auch zu einer Fehlerkennung der Position. In diesen Fällen funktioniert die nachfolgende Feinpositionierung nicht. Das kann aber von der Software erkannt werden, worauf eine neue Grobpositionierung gestartet wird.
Insgesamt zeigt sich dieses Verfahren der Grobpositionierung als recht robust. Es kann vorzugsweise in drei unterschiedlichen Paarungen von Kupplung und EZA eingesetzt werden, wenn durch einen mechanischen Defekt die Kraftkennlinie der Kupplungen verändert wird (flacherer Anstieg der Kraft in Richtung positive Positionen), funktioniert die Grobpositionierung unverändert.
Es ist denkbar, dass der Aktor mehr als 1 mm von der Tellerfeder abheben kann. Dieser kraftfreie Millimeter kann mit dieser Grobpositionierung gefunden werden. Zudem hat dann auch die Feinpositionierung ausreichende Wegreserven.
Bei Push-Pull-Kupplungen ist dieses Verfahren vorteilhaft einsetzbar. Hier tritt ein eindeutiger Unterschied zwischen positiver und negativer Kupplungskraft auf; zudem erhöht sich der Anteil mit charakteristischen Ausrückkräften um etwa einen Millimeter. Das verwendete Verfahren der Referenzpunktsuche muss dabei selbstverständlich den Gegebenheiten des jeweiligen Kupplungssystems angepasst werden.
Insgesamt wird mit der beschriebenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Verfahren angegeben, mit dem insbesondere bei einem USG-Kupplungsaktor bei unbekannter Position eine Grobbestimmung seiner Referenzposition durchführt werden kann, ohne dazu einen mechanischen Anschlag zu benutzen. Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere für eine Basisinitialisierung, wie sie zum Beispiel am Bandende verwendet wird, angewendet werden. Dabei wird über eine grobe Messung der Aus- bzw. Einrückkraft über die Mindestspannung für Bewegungen des Aktormotors vorgesehen. Die Referenzposition kann zunächst auf etwa +/-0,5 mm bestimmt werden. Danach kann durch eine geeignete Feinjustierung die Referenzposition genau bestimmt werden. Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann auch für andere Kupplungssysteme verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf zusätzliche Elemente, wie Kraftsensoren bei dem System, verzichtet werden. Dies insbesondere deshalb, da der Aktormotor selbst zur Positionsbestimmung verwendet wird. Dazu kann die Motorspannung des Aktormotors zweimal mit entgegengesetzten Vorzeichen in einer Zeitrampe erhöht werden, bis jeweils die Bewegung des Aktors festgestellt wird oder eine Maximalspannung erreicht ist. Die Differenz der beiden Spannungen, bei denen sich der Motor zu bewegen beginnt, ist dabei, abgesehen vom Rauschen, proportional zur Aus- bzw Einrückkraft. Der Ablauf einer einzelnen Kraftmessung ist dabei in 35 in einem Flussdiagramm dargestellt. Um bei dem Verfahren Zeit einzusparen, können die Spannungsrampen nicht bei Null, sondern z. B. bei einem vorbestimmten Startwert begonnen werden.
Um Wechselwirkungen der magnetischen Ankerrastierungen und der Lage der Positionsinkremente zu minimieren, kann die Bewegung des Aktors erst bei einer Mindestzahl von Positionsinkrementen erkannt werden, welche bevorzugt größer als 1 ist. Beispielsweise kann das Limit bei 4 liegen. Die Bremsspannung U_Brems ist derart klein gewählt, dass sie den Aktor nicht in einer gleichgerichteten Bewegung hält oder gar ein Anlaufen des Aktors verursachen kann.
Es hat sich gezeigt, dass, obwohl diese Kraftmessung einem starken Rauschen unterliegt, ausreichende Informationen über die aktuelle Position des Aktors geliefert werden. Der Kraftverlauf im Kupplungssystem sollte ausreichend strukturiert sein. Es müssen große Anteile von ca. < 1/6 des Bewegungsbereiches mit eindeutigen Kraftniveaus vorhanden sein. Besonders vorteilhaft ist hier neben einem Bereich mit sehr kleiner Last ein Vorzeichenwechsel der Last. Daraus kann entschieden werden, welcher Positionswechsel als nächster vorzunehmen ist, um mehr Information über die absolute Position des Aktors zu erhalten.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine Plausibilisierung der Aktorposition vorzugsweise beim Einschalten des Steuergerätes ohne Verwendung von Anschlägen vorgeschlagen wird.
Bei Kupplungsaktoren mit Inkrementalwegmessung, wie zum Beispiel bei dem EZA, kann das Problem bestehen, dass beim Einschalten des Steuergeräts nicht feststeht, wo sich die Kupplung befindet. Es gibt Möglichkeiten, die Stellerposition beim Abschalten des Steuergerätes abzuspeichern, sodass beim Einschalten des Steuergerätes von dieser Position weiter gefahren werden kann. Dies setzt jedoch voraus, dass in der Zeit, in der das Steuergerät ausgeschaltet ist, keine Veränderung der Stellerposition vorgenommen worden ist. Diese Voraussetzung ist nicht gegeben, wenn der Kupplungssteller zum Beispiel notgeöffnet wurde und die Stellerposition von Hand geändert worden ist.
Es ist möglich, in der oben genannten Situation in der Phase „Zündung ein“ immer zunächst den Anschlag in Richtung „Kupplung schließen“ anzufahren, damit ein Referenzpunkt für das physikalische Koordinatensystem der Kupplung gegeben ist.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Anschlag für die Plausibilisierung der Position nicht erforderlich ist. Dabei soll das in der EKM/ASG-Steuerung festgelegte Verfahren von der Null-Position (Parksperre) auf die Position HUB, also über den gesamten Arbeitsbereich der Kupplungssteuerung, derart verändert werden, dass gleichzeitig eine Plausibilisierung vorgesehen wird, ob eine grobe Veränderung der Null-Position in der Phase „Zündung aus“ vorgenommen wurde. Vorausgesetzt wird dabei, dass der Arbeitsbereich der Kupplungssteuerung mit den Grenzen Nullpunkt und HUB aus der letzten Phase „Zündung ein“ bekannt ist.
Wenn das Steuergerät eingeschaltet wird, kann der Steller zum Beispiel in der Parksperr-Position (entspricht dem Nullpunkt des Arbeitsbereiches der Kupplungssteuerung) stehen. Dies ist die Startposition des Verfahrweges. Es wird eine kurze Strecke in Richtung „Kupplung schließen“ gefahren (delta_HUB), wie dies auch durch die unterhalb des Diagramms angeordneten Pfeile in 36 dargestellt ist. Dabei wird eine festzulegende maximale Drehzahl nicht überschritten. Falls der Aktor noch an derselben Stelle steht, welche der beim Abschalten des Steuergerätes entspricht, kann der Steller bei diesem Verfahren nicht an einen Anschlag stoßen. Demzufolge sollte die Verfahrstrecke dementsprechend gewählt werden.
In 36 ist eine Gegenüberstellung des physikalischen Koordinatensystems der Kupplung und des Koordinatensystems der Kupplungssteuerung angedeutet, wobei durch die unterhalb des Diagramms angeordneten Pfeile der vorgeschlagene Verfahrweg des Stellers zur Plausibilisierung der Notposition angedeutet ist.
Danach kann der Steller auf die Position HUB+delta_HUB gefahren werden, da im Neutralgang der Anlasser betätigt wird. Dieses Verfahren sollte nur mit einer begrenzten Drehzahl durchgeführt werden, da es möglich ist, dass gegen den Anschlag gefahren wird, insbesondere wenn bei dem Zustand „Zündung aus“ die Aktorposition verstellt worden ist. Falls der Aktor beim Einschalten der Zündung an derselben Position stand, wie bei dem Ausschalten der Zündung, welches den Normalfall charakterisiert, wird der Aktor nicht gegen den Anschlag gefahren. Demzufolge sollte delta_HUB entsprechend gewählt werden. Danach kann auf die Position HUB angefahren werden und der normale Fahrmodus liegt vor. Insgesamt wird die Zeit zum Verfahren nicht wesentlich verlängert.
Eine Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren ist es, dass die Abstände der Nullpunktdrift und dem Abstand zwischen Anschlag und der Position HUB über alle Toleranzen der Hartware größer sind, als die Verfahrwege delta_NP und delta-HUB.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass mehr Informationen erhalten werden, insbesondere über die Lage der Anschläge.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass während des Öffnens der Kupplung in dem Zustand „Zündung ein“ eine geeignete Überwachung stattfindet, ob ein Anschlag angefahren worden ist. Auf diese Weise kann auf das Verfahren in die jeweils andere Richtung verzichtet werden (delta_NP und delta_Hub sind gleich Null). Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Wege unterhalb vom Nullpunkt und oberhalb von der Position HUB nicht vorgehalten werden müssen.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Plausibilisierung der Aktorposition vorgesehen werden kann, dass, wenn entsprechende Wege vorhanden sind, in beide Richtungen überprüft wird, ob Anschläge angefahren werden können. Ferner kann vorgesehen sein, dass, falls keine Wege vorhanden sind bzw. falls das Suchen zu lange dauert, tastend geöffnet wird.
Mögliche Fehler können z. B. ein Notöffnen, ein unsachgemäßer Kupplungsaustausch, ein Reset durch Unterspannung oder ein Reset durch ISM sein. Ein Abgleich bei Erkennung eines Fehlers kann vorsehen, dass auch die Anschläge für die Plausibilisierung verwendet werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der ein umschaltbarer Freilauf als Lastmomentensperre vorgeschlagen wird.
Insbesondere bei selbsthemmenden Getrieben mit einem Wirkungsgrad von über 50 % konnte festgestellt werden, dass der sich einstellende Reibwert häufig zu groß ist, sodass es dann zu einer Selbsthemmung zweiter Ordnung kommt.
Es kann dann bei bestehender Selbsthemmung nur noch gegen diese betätigt werden, wobei in Richtung der Last keine Betätigung mehr erfolgen kann. Dieses Verhalten entspricht einem klassischen Freilauf, d.h. einer Lastmomentsperre, wobei die Drehbewegung in nur eine Einrichtung möglich ist. Die Selbsthemmung wird im wesentlichen durch zwei Zahnräder vorgesehen, welche innen-, außen-, schräg- oder pfeilverzahnt ausgebildet sein können. Darüber hinaus ist die Ausbildung mit parallelen, gekreuzten und/oder geschnittenen Achsen möglich.
Das oben beschriebene Verhalten lässt sich nicht nur auf eine Richtung beschränken. Dies ist insbesondere in 37 dargestellt. So kann bei dem Anlegen eines gerichteten Momentes 2 an das Zahnrad des Hemmgliedes 3 die Richtung des Freilaufes bzw. der Selbsthemmung bestimmt werden. Das Anlegen des Momentes kann in allen denkbaren Formen geschehen, zum Beispiel magnetisch, mechanisch, elektromechanisch, piezomechanisch oder dergleichen. Ein weiterer Vorteil liegt hierbei noch darin, dass zur Umstellung und Aktivierung geringe Leistungen notwendig sind.
Der oben beschriebene Hemmtrieb ermöglicht durch Nichtanlegen des Momentes einen normalen Triebstrang ohne Selbsthemmung. Das sogenannte Freilaufgehemme kann in jeder Position eines Getriebe-Leistungsstranges eingebunden werden.
Auf diese Weise wird durch Nutzung eines ursprünglich nicht gewünschten Effektes, nämlich der Selbsthemmung zweiter Ordnung, in einem selbsthemmenden Getriebe mit einem Wirkungsgrad über 50 % ein geeigneter Freilauf durch ein Hemmgetriebe vorgesehen.
Dieser erfindungsgemäße Freilauf kann zum Beispiel bei Anlassern, Starter-Generator-Antrieben, Fußkurbelstarter, Stellgetrieben, Kupplungsverstellungen oder dergleichen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der zumindest ein geeigneter Käfig zur Sicherung der Funktionsfähigkeit von Rampenmechanismen mit Wälzkörpern vorgeschlagen wird.
Es sind verschiedene Rampenausrücksysteme mit Wälzkörpern, z. B. Kugeln in einem mechanisch betätigten Zentralausrücker (MZA), vorgesehen. Aufgrund der nicht vorhandenen formschlüssigen Zwangslaufsicherung kann es nach Vibrationen des Gesamtsystems oder nach einer Vielzahl kurzer Stellbewegungen zu einem Abwandern der Wälzkörper aus der Sollposition kommen. Durch die spezielle Form der Rampen selbst kann es dann zu Funktionsstörungen kommen. Beispielsweise ist eine Schwergängigkeit oder auch eine Verkürzung der Hublänge möglich.
Die Funktionsweise eines mechanisch betätigten Zentralausrücker (MZA) beruht auf einer Keilwirkung zwischen zwei drehenden Teilen mit entsprechenden Rampen. An den Kontaktstellen werden bevorzugt Wälzkörper eingesetzt. Ein Keilgetriebe des MZA mit Wälzkörpern ist in 38 dargestellt, wobei eine Kontaktstelle auf die Ebene abgewickelt ist. In 39 ist ein möglicher prinzipieller Aufbau eines MZA angedeutet.
Die vorgenannte Problematik wird durch die 40 und 41 graphisch dargestellt. In 40 sind verschiedene Bewegungszustände der Wälzkörper zwischen den Rampen angedeutet, wobei a) den Rampenmechanismus in der Ausgangsstellung und b) den Rampenmechanismus in der Hubposition (betätigt) zeigt. In c) ist eine Blockierung des Rampenmechanismus durch die Wälzkörper angedeutet, welches eine nachteilige Hubverkürzung darstellt.
In 41 ist eine veränderte Rampenform gezeigt. Auch die geänderte Rampenform (ohne Anschlag) oder ein Verzicht auf einen Käfig zwischen den Wälzkörpern kann das vorgenannte Problem nicht lösen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei jeder Rampe bevorzugt mehrere Wälzkörper vorgesehen sind. Die Wälzkörper können vorzugsweise in einem geeigneten Käfig geführt werden. Auf diese Weise werden die vorgenannten Nachteile vermieden.
Die Form der Öffnungen im Käfig, welche vorzugsweise als axiale Schlitze oder dergleichen ausgebildet sind, können in vorteilhafter Weise den Abstand der Wälzkörper in Vortriebsrichtung halten. Jedoch ist eine Bewegung der Wälzkörper in Hubrichtung möglich. Somit können sich die Wälzkörper auf den Abstand der Rampenbahnen geeignet einstellen. Da der Abstand der Wälzkörper bevorzugt geringer als ihre Abrollstrecke ist, kann sichergestellt werden, dass immer zumindest ein Wälzkörper zwischen den jeweiligen Rampen liegt. Wenn die Rampen weiterhin keine Wegbegrenzung aufweisen, kann der Käfig u. U. beliebig weit wandern. Auch wenn ein Verschieben der Wälzkörper eintritt, wird die Funktion nicht negativ beeinflusst.
In 42 ist der Rampenmechanismus mit dem erfindungsgemäßen Käfig dargestellt, wobei in a) die Ausgangsstellung und in b) die maximale Hubstellung angedeutet sind. Es ist besonders vorteilhaft, dass bei entsprechender Rampenausbildung die Huberzeugung in beiden Betätigungsrichtungen möglich ist. Diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um eine höhere Lebensdauer des Rampenmechanismus zu realisieren.

Claims

Verfahren zum Überwachen einer automatisierten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges bei einer aktivierten Kriechfunktion, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes von zumindest einer Motor- und/oder Getriebegröße ein Warnsignal als Fahrerwarnung ausgegeben wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden, wobei als Motorgröße das Motormoment verwendet wird, wobei das Motormoment und/oder der Gradient des Motormoments bei aktivierter Kriechfunktion gemessen oder bestimmt wird, wobei wenn das Motormoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und der Gradient des Motormoments unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt, ein Warnsignal aktiviert wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Getriebegröße die Schlupfdrehzahl an der Kupplung verwendet wird, wobei die Schlupfdrehzahl bei aktivierter Kriechfunktion gemessen wird, und dass, wenn für ein vorbestimmtes Zeitintervall ein vorgegebener Grenzwert der Schlupfdrehzahl überschritten wird, ein Warnsignal aktiviert wird, und wobei als Getriebegröße das Kupplungsmoment verwendet wird, wobei das Kupplungsmoment mit einem Drehmomentensensor gemessen wird, und dass, wenn das gemessene Kupplungsmoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, ein Warnsignal aktiviert wird und die Kupplungsübertragungseigenschaften angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Getriebegröße die Kupplungstemperatur verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungstemperatur mit einem Temperatursensor bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungstemperatur durch ein Temperaturmodell in Abhängigkeit von der an der Kupplungsscheibe auftretenden Reibenergie und von Kühlungseffekten bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrerwarnung ein akustisches Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrerwarnung ein optisches Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrerwarnung ein mechanisches Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der Kupplungsübertragungseigenschaften der Tastpunkt der Kupplung und/oder der Reibwert anhand der Kupplungskennlinie korrigiert wird.
Vorrichtung zum Überwachen einer automatisierten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges, die eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zum Bestimmen und/oder Überwachen eines Grenzwertes von zumindest einer Motor- und/oder Getriebegröße vorgesehen ist.