DE19605722C2 - Einrichtung zur Funktionsüberprüfung einer elektrisch steuerbaren Aktuatoranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Funktionsüberprü­ fung einer elektrisch steuerbaren Aktuatoranordnung eines im Antriebsdrehmomentweg eines Kraftfahrzeugs angeordneten, auto­ matisierten Drehmomenttransmissionsgeräts, insbesondere einer Schaltkupplung oder eines Schaltgetriebes.

Herkömmliche, im Antriebsdrehmomentweg eines Kraftfahrzeugs angeordnete Schaltkupplungen, wie z. B. Reibungskupplungen, die bisher vom Fahrer über ein Kupplungspedal betätigt wurden, werden zunehmend durch Aktuatoranordnungen, wie. z. B. elek­ tromotorische, hydraulische oder pneumatische Stellantriebe abhängig vom Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs automatisiert betätigt. Entsprechendes gilt für bisher vom Fahrer über einen Schalthebel manuell geschaltete Schaltgetriebe. In gewissem Umfang wurde die Funktionstüchtigkeit solcher Geräte auch bisher überprüft, beispielsweise indem in der Steuerung der Aktuatoren Plausibilitätsprüfungen durchgeführt wurden. Der­ artige Prüfungen lassen aber nur begrenzt eine gezielte Über­ prüfung des Aktuators zu. Hinzu kommt, daß derartige Prüfungen bisher üblicherweise im Stillstand des Kraftfahrzeugs durch­ geführt wurden, womit während der Fahrt plötzlich auftretende Fehler nicht erkannt werden konnten. Eine Gefährdung der Fahr­ zeuginsassen durch plötzlich während der Fahrt auftretende, nicht erkannte Fehler der Aktuatoren konnte deshalb nicht ausgeschlossen werden.

Aus DE 42 37 983 A1 ist eine Einrichtung zur Funktionsüber­ prüfung eines Stellantriebs für eine automatisierte Reibungs­ kupplung offenbart. Der Reibungskupplung ist ein Kupplungs­ stellungssensor zugeordnet, welcher die Ist-Stellung der Rei­ bungskupplung erfaßt, während der Stellantrieb die Kupplung auf eine Soll-Stellung einstellt. Die Funktionsüberprüfung des Stellantriebs findet dann statt, wenn von einer Steuerschaltung ein die Kupplung in die vollständig geschlossene Stellung steuerndes Soll-Stellungssignal erzeugt wird. Dann wird durch einen Vergleich der Ist-Stellung der Kupplung mit der Soll- Stellung der Kupplung unter Berücksichtigung von entsprechenden Toleranzgrenzen festgestellt, ob der Stellantrieb ordnungsgemäß funktioniert. Da die Funktionsüberprüfung dieser Aktuartor­ anordnung nur im Falle des Wechsels spezieller Betriebsparame­ ter, nämlich des Übergangs der Reibungskupplung von der voll­ ständig geöffneten Stellung in die vollständig geschlossene Stellung, erfolgt, ist es möglich, daß ein plötzlich auftreten­ der Defekt längere Zeit nicht erkannt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Funktions­ überprüfung einer elektrisch steuerbaren Aktuatoranordnung zu schaffen, die eine vom Eintreten spezieller Betriebsbedingungen weitgehend unabhängige Funktionsüberprüfung der Aktuatoranord­ nung erlaubt.

Unter einem ersten Aspekt der Erfindung soll diese Funktions­ überprüfung insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. Die Erfindung geht hierbei von einer Ein­ richtung zur Funktionsüberprüfung einer elektrisch steuerbaren Aktuatoranordnung eines im Antriebsdrehmomentweg eines Kraft­ fahrzeugs angeordneten, automatisierten Drehmomenttransmis­ sionsgeräts, insbesondere einer Schaltkupplung oder eines Schaltgetriebes, aus und umfaßt eine elektronische Prüfschal­ tung und eine Anzeigeeinrichtung zur Signalisierung eines Funktionsfehlers, wobei die Prüfschaltung (erste) Sensormittel zur Erfassung wenigstens eines aufgrund des Stellbetriebs der Aktuatoranordnung sich ändernden Betriebsparameters, Speicher­ mittel zur Speicherung wenigstens eines dem zu erfassenden Be­ triebsparameter zugeordneten Grenzwerts und einen Funktions­ fehler abhängig von einem Vergleich des erfaßten Betriebspara­ meters mit dem zugeordneten Grenzwert feststellende Prüfmittel umfaßt und wobei die Aktuatoranordnung in wenigstens eine eine erste festgelegte Betriebsstellung des Drehmomenttransmissions­ geräts einstellende erste Aktuatorstellung und eine einer zweiten festgelegten Betriebsstellung des Drehmomenttransmis­ sionsgeräts zugeordnete zweite Aktuatorstellung steuerbar ist.

Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß die Prüfschaltung für die Funktionsüberprüfung die Aktuatoranordnung ausgehend von der ersten Aktuatorstellung in Richtung auf die zweite Aktuatorstellung zu in eine zwischen der ersten und der zweiten Aktuatorstellung liegende Aktuatorprüfstellung steuert, in der die Aktuatoranordnung das Drehmomenttransmissionsgerät auf eine im wesentlichen der ersten Betriebsstellung entsprechende Betriebsstellung einstellt, und daß die Prüfschaltung den Funktionsfehler abhängig von dem in der Aktuatorprüfstellung erfaßten Wert des Betriebsparameters feststellt.

Bei einer solchen Einrichtung wird das Drehmomenttransmis­ sionsgerät aus einer üblichen, im Betrieb auftretenden Be­ triebsstellung, in die die Aktuatoranordnung das Gerät ge­ stellt hat, in Richtung auf eine andere, üblicherweise im Be­ trieb auftretende Betriebsstellung zu gesteuert. Die Aktuator­ anordnung wird zwar hierbei in eine Aktuatorprüfstellung ver­ stellt, die jedoch so gewählt ist, daß sich die Aktuatorstell­ bewegung nicht oder nur im Betrieb vernachlässigbar auf das Drehmomenttransmissionsgerät auswirkt. Dennoch kann die Funk­ tionsfähigkeit der Aktuatoranordnung überprüft werden, je nachdem, ob sie die Aktuatorprüfstellung erreicht hat oder nicht erreicht hat. Von besonderem Vorteil ist, daß eine der­ artige Überprüfung unabhängig von der Betriebssituation des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann, also beispielsweise auch während der Fahrt.

Um hinreichend exakt reproduzierbare Prüfbedingungen zu schaf­ fen, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Prüfschaltung für die Funktionsprüfung auf zweite Sensormittel anspricht, die wäh­ rend der Fahrt des Kraftfahrzeugs das Vorliegen stationärer Betriebsbedingungen des Drehmomenttransmissionsgeräts fest­ stellen. Bei solchen stationären Betriebsbedingungen kann es sich um eine gleichbleibende Fahrgeschwindigkeit oder um Be­ triebsbedingungen handeln, die eine Änderung der Schaltkupp­ lungsposition oder des Gangs des Schaltgetriebes nicht erfor­ derlich machen.

Es versteht sich, daß die Funktionsüberprüfung im Zuge einer ohnehin erforderlich werdenden Betätigung der Aktuatoranord­ nung erfolgen kann. Um jedoch unabhängig von der momentanen Fahrsituation zu gewünschten, beispielsweise periodisch sich wiederholenden prüfzeitpunkten die Aktuatoranordnung auf Funk­ tionsfähigkeit überprüfen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Prüfschaltung nach erfolgter Funktionsprüfung die Ak­ tuatoranordnung zurück in die erste Aktuatorstellung steuert.

Bei dem Drehmomenttransmissionsgerät kann es sich, wie bereits erwähnt, um eine Schaltkupplung, beispielsweise eine herkömm­ liche Reibungskupplung, handeln, die mittels der Aktuatoran­ ordnung zwischen einer vollständig eingekuppelten Kupplungs­ endstellung und einer vollständig ausgekuppelten Kupplungsend­ stellung einstellbar ist. Schaltkupplungen dieser Art haben üblicherweise im Bereich ihrer vollständig eingekuppelten Kupplungsendstellung einen Kupplungsstellungsteilbereich, in dem sie im wesentlichen stellungsunabhängig vollständig einge­ kuppelt sind, d. h. das von der Brennkraftmaschine des Kraft­ fahrzeugs gelieferte Drehmoment schlupffrei übertragen. Für die Überprüfung der Aktuatoranordnung einer solchen Schalt­ kupplung ist bevorzugt vorgesehen, daß die Prüfschaltung die Aktuatoranordnung für die Funktionsüberprüfung in eine Aktua­ torprüfstellung steuert, in der die Schaltkupplung auf eine in dem genannten Kupplungsstellungsteilbereich oder nahe diesem Kupplungsstellungsteilbereich gelegene Kupplungsstellung ein­ stellt. Die Prüfschaltung sorgt dafür, daß die Schaltkupplung auch während der Funktionsüberprüfung das volle Drehmoment der Brennkraftmaschine überträgt oder allenfalls geringen, auf den Fahrbetrieb sich nicht auswirkenden Schlupf der Schaltkupplung zuläßt. In jedem Fall kann jedoch die Funktionsüberprüfung während der Fahrt durchgeführt werden.

Bei den zweiten Sensormitteln handelt es sich im letztgenann­ ten Fall bevorzugt um Geschwindigkeitssensoren, die eine kon­ stante Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfassen, um gleichbleibende Prüfbedingungen einhalten zu können. Zweckmä­ ßigerweise erfassen die ersten Sensormittel einen die momenta­ ne Kupplungsstellung der Schaltkupplung repräsentierenden Be­ triebsparameter. Bei dem ersten Sensormittel kann es sich um einen Positionssensor handeln, der die Position eines mecha­ nisch mit der Kupplung verbundenen Teils der Aktuatoranordnung oder deren auf die Schaltkupplung wirkende Kraftübertragungs­ mittel erfaßt; geeignet sind aber auch Kraft- oder Drucksensoren, die auf die zur Überwindung der Federkräfte der Kupplungshauptfeder erforderlichen Stellkräfte ansprechen.

Bei dem Drehmomenttransmissionsgerät kann es sich ferner um ein mittels der Aktuatoranordnung auf eine neutrale, den An­ triebsdrehmomentweg unterbrechende Gangstellung und auf mehre­ re den Antriebsdrehmomentweg schließende Gangstellungen ein­ stellbares Schaltgetriebe handeln. In einem solchen Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Prüfschaltung für die Funktionsprüfung die Aktuatoranordnung ausgehend von einer der Gangstellungen über einen Teilweg auf eine andere der Gang­ stellungen zu in die Aktuatorprüfstellung steuert, derart, daß das Schaltgetriebe im wesentlichen in der einen Gangstellung verbleibt. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Aktuatoranordnung auf die Stellorgane des Schaltge­ triebes nur eine vergleichsweise kleine Stellkraft ausübt, die noch nicht zur Einleitung einer vollständigen Schaltbewegung ausreicht. Beispielsweise können hierzu die dem Schaltgetriebe bei eingekuppelter Schaltkupplung inhärenten Beharrungseigen­ schaften ausgenutzt werden, die auch im Fahrbetrieb verhin­ dern, daß durch Erschütterungen oder dergleichen der an dem Schaltgetriebe eingestellte Gang ungewollt in die neutrale Gangstellung überwechselt.

Der vorstehend erläuterte erste Aspekt der Erfindung erlaubt die Überprüfung der Aktuatoranordnung ggf. auch während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. Eine weitergehende Überprü­ fung der Aktuatoranordnung eines zusammen mit einer Schalt­ kupplung im Antriebsdrehmomentweg eines Kraftfahrzeugs ange­ ordneten Schaltgetriebes, das mittels der Aktuatoranordnung auf eine neutrale, den Antriebsdrehmomentweg unterbrechende Gangstellung und auf mehrere, den Antriebsdrehmomentweg schließende Gangstellungen einstellbar ist, wird bevorzugt derart realisiert, daß die Prüfschaltung bei ausgekuppelter Schaltstellung die Aktuatoranordnung für deren Funktionsüber­ prüfung von einer der Gangstellungen oder einer Zwischenstel­ lung zwischen den Gangstellungen zunächst in eine davon abwei­ chende Stellung und dann zurück in die eine Gangstellung bzw. die eine Zwischenstellung steuert und daß der Prüfschaltung für die Funktionsüberprüfung der Aktuatoranordnung Sensormit­ tel zugeordnet sind, die die im wesentlichen vollständige Ein­ stellung des Schaltgetriebes in die genannte abweichende Stel­ lung erfassen.

Diese in Zusammenhang mit dem ersten Aspekt, aber auch selb­ ständig davon einsetzbare Anordnung erlaubt die Einbeziehung des Schaltgetriebes in die Funktionsprüfung der Aktuatoranord­ nung. Die Funktionsprüfung kann während der Fahrt zusätzlich zu einem ohnehin erforderlich werdenden Gangwechsel des Schaltgetriebes durchgeführt werden; sie kann auch bei still­ stehendem Fahrzeug vor dem Anfahren erfolgen.

Bei den Sensormitteln, die das Einstellen des Schaltgetriebes, ggf. auch nur der Aktuatoranordnung, auf die genannte abwei­ chende Stellung erfassen, kann es sich um herkömmliche Posi­ tionssensoren handeln, wie sie beispielsweise bei automati­ sierten Schaltgetrieben für die Erkennung der Gangstellung ohnehin erforderlich oder vorhanden sind. Geeignet sind aber auch hier Sensormittel, die einen aufgrund des Stellbetriebs der Aktuatoranordnung sich ändernden Betriebsparameter erfas­ sen, wobei dann die Prüfschaltung zweckmäßigerweise Speicher­ mittel zur Speicherung wenigstens eines dem zu erfassenden Betriebsparameter zugeordneten Grenzwerts und den Funktions­ fehler abhängig von einem Vergleich des erfaßten Betriebspara­ meters mit dem zugeordneten Grenzwert feststellende Prüfmittel umfaßt. Geeignet sind auch hier beispielsweise Positionssenso­ ren, die den Stellweg der Aktuatoranordnung erfassen.

Bevorzugt steuert die Prüfschaltung die Aktuatoranordnung für deren Funktionsüberprüfung in eine von einem Anfahrgang abwei­ chende Gangstellung mit geschlossenem Antriebsdrehmomentweg. Während die Überprüfung eines Anfahrgangs, beispielsweise des ersten Gangs oder des Rückwärtsgangs, lediglich die Funktions­ fähigkeit des Kraftfahrzeugs beeinträchtigt, welches dann nicht anfahren kann, können Defekte beim Einstellen höherer Gänge unter Umständen die Sicherheit der Fahrzeuginsassen ge­ fährden, da diese Gänge erst während der Fahrt zum Einsatz kommen.

Abhängig von der momentanen Betriebssituation, sei es Still­ stand des Fahrzeugs oder Fahrbetrieb, kann vorgesehen sein, daß die Prüfschaltung die Aktuatoranordnung für deren Funk­ tionsüberprüfung zeitlich nacheinander in voneinander ver­ schiedene Gangstellungen steuert. Hierbei können für ein und denselben Prüfvorgang mehrere Gangstellungen nacheinander ein­ gestellt werden, was insbesondere vor dem Anfahren im Still­ stand des Kraftfahrzeugs möglich ist, oder aber es können in den einzelnen Prüfschritten jeweils nur einzelne Gangstellun­ gen überprüft werden, wobei dann jedoch zweckmäßigerweise in aufeinanderfolgenden Prüfschritten unterschiedliche Gangstel­ lungen getestet werden.

Die Wahl der Sensormittel, auf die die Prüfschaltung an­ spricht, kann von dem in der Aktuatoranordnung benutzten Stellantrieb abhängen. Soweit die Aktuatoranordnung einen elektrischen Antriebsmotor umfaßt, kann vorgesehen sein, daß die den Betriebsparameter erfassenden Sensormittel auf dem Treiberstrom des Antriebsmotors ansprechen. Beträchtlich über dem Grenzwert liegende Ströme deuten auf eine Blockierung des Antriebsmotors hin, während beträchtlich unter dem Grenzwert liegende Ströme eine beispielsweise durch Bruch der mechani­ schen Verbindung zu dem Drehmomenttransmissionsgerät hervor­ gerufene Leerlaufsituation hinweist.

In ähnlicher Weise kann ein hydraulisches Antriebsorgan, bei­ spielsweise ein Hydraulikzylinder der Aktuatoranordnung, über­ prüft werden, wenn die den Betriebsparameter erfassenden Sen­ sormittel auf den Hydraulikdruck einer das hydraulische An­ triebsorgan speisenden Hydraulikanlage ansprechen.

Maßgebend für die Funktionsfähigkeit der Aktuatoranordnung ist aber nicht nur, daß sie die genannte Aktuatorprüfstellung er­ reicht, sondern daß dies auch innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls erfolgt. Die Prüfschaltung umfaßt hierzu zweck­ mäßigerweise Zeitüberwachungsmittel, die während der Funk­ tionsüberprüfung einen Funktionsfehler feststellen, wenn die Aktuatoranordnung eine vorbestimmte Stellung, beispielsweise die Aktuatorprüfstellung, nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls erreicht.

Die Prüfschaltung kann auch zur Überprüfung weiterer Komponen­ ten der Aktuatoranordnung ausgenutzt werden. So kann sie bei­ spielsweise bei einer hydraulischen Aktuatoranordnung mit zur Überprüfung des von einer Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulik­ drucks ausgenutzt werden. In den sich wiederholenden Prüfzy­ klen können darüber hinaus zusätzliche Funktionsschritte inte­ griert werden, die einer Erhöhung der Funktionssicherheit die­ nen. Bei einer Aktuatoranordnung, die eine hydraulische Kraft­ übertragungseinrichtung mit einem Geberzylinder und einem über eine Hydraulikleitung mit dem Geberzylinder verbundenen Neh­ merzylinder umfaßt, kann vorgesehen sein, daß dem Geberzylin­ der in dessen druckloser Endstellung wirksame Entlüftungsmit­ tel zugeordnet sind und daß die Prüfschaltung den Geberzylin­ der programmgesteuert wiederholt in diese Endstellung steuert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 schematisiert den Drehmomentübertragungsweg eines Kraftfahrzeugs mit einer automatisierten Schaltkupplung und einem gleichfalls automatisierten Schaltgetriebe sowie einer Einrichtung zur Funktionsüberprüfung von Aktuatoranordnungen der Schaltkupplung und des Schaltgetriebes und

Fig. 2 eine hydraulische Aktuatoranordnung, wie sie im Rahmen der Fig. 1 einsetzbar ist, mit zugehöriger Funktionsprüfein­ richtung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Antriebsdrehmomentweg eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine 1, die über eine herkömmliche, als Reibungskupplung ausgebildete Schaltkupplung 3 und ein der Schaltkupplung 3 nachfolgendes Schaltgetriebe 5 in nicht näher dargestellter Weise auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs wirkt. Die Schaltkupplung 3 und das Schaltge­ triebe 5 sind durch Aktuatoranordnungen 7 bzw. 9 automatisiert und werden in an sich bekannter Weise durch eine bei 10 ange­ deutete Steuerung abhängig von der Betriebssituation des Kraftfahrzeugs beim Anfahren und beim Wechseln der Gänge des Schaltgetriebes 5 betätigt. Für die Steuerung des Betriebs der Schaltkupplung 3 und des Schaltgetriebes 5 können Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise ein die Ausgangs- bzw. Motor­ drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erfassender Drehzahlsensor 11, ein die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes 5 erfassender Drehzahlsensor 13, ein die Ausgangsdrehzahl des Schaltgetrie­ bes 5 und damit die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs er­ fassender Sensor 15 sowie ein die momentane Kupplungsposition der Schaltkupplung 3 erfassender Positionssensor 17. Mit Hilfe dieser Sensoren läßt sich der Ein- und Auskuppelbetrieb der Schaltkupplung 3 sowohl beim Anfahren als auch beim Wechseln der Gänge situationsgerecht steuern.

Das Schaltgetriebe 5 kann mittels der Aktuatoranordnung 9 auf eine neutrale Gangstellung, in der der Drehmomentübertragungs­ weg unterbrochen ist, sowie auf mehrere, dem Fahrbetrieb zuge­ ordnete Gangstellungen einstellen, in welchen der Drehmoment­ übertragungsweg geschlossen ist. In üblicher Weise sind durch ihre Übersetzungsverhältnisse dem Anfahren zugeordnete Gänge vorgesehen. Eine Gangstellungsensoranordnung 19 erfaßt die momentane, an dem Schaltgetriebe 5 eingestellte Gangstellung und ggf. Zwischenstellungen.

Es versteht sich, daß anstelle der Schaltkupplung 3 auch ein Drehmomentwandler vorgesehen sein kann, so daß lediglich das Schaltgetriebe 5 automatisiert ist. Alternativ kann auch an­ stelle des Schaltgetriebes 5 ein herkömmliches, auf der Basis von Planetenradgetriebesätzen aufgebautes automatisches Ge­ triebe oder ein manuell zu schaltendes Schaltgetriebe vorgese­ hen sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Leistungsstell­ glied 21 der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise eine Dros­ selklappe oder eine Einspritzpumpe, gleichfalls von einem Ak­ tuator 23 betätigt, der seinerseits über ein Fahrpedal 25 ge­ steuert wird. Die momentane Position des Fahrpedals 25 erfaßt einen Positionssensor 27. Es versteht sich, daß der Aktuator 23 nicht nur abhängig von der Position des Fahrpedals 25 ge­ steuert wird, sondern auch in nicht durch den Fahrer beein­ flußbarer Weise mittels der die Aktuatoren 7, 9 im Fahrbetrieb steuernden Steuerung 10.

Die Aktuatoren 7, 9 und 23 können hydraulische oder pneumati­ sche stellantriebe haben, sind aber im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit elektromotorischen Stellantrieben ausgerüstet, die über Treiberschaltungen 29 von der Steuerung 10 gesteuert wer­ den. Die Aktuatoranordnung 7 umfaßt einen elektromotorischen Stellantrieb 31, der über eine hydraulische Kraftübertragungs­ anordnung mit einem Geberzylinder 33 und einem über eine Hy­ draulikleitung 35 mit dem Geberzylinder 33 verbundenen Nehmer­ zylinder 37 auf ein Ausrückersystem 39 der Schaltkupplung 3 wirkt. Der Geberzylinder 33 ist mit einem Vorratsgefäß 41 für Hydraulikflüssigkeit versehen, das in üblicher Weise über eine "Schnüffelbohrung" in der der vollständig eingekuppelten Stel­ lung der Schaltkupplung 3 zugeordneten Aktuatorstellung eine Entlüftung und einen Fluidausgleich der Hydraulikanlage zu­ läßt.

Die Steuerung 10, bei der es sich um eine Mikroprozessorsteue­ rung handeln kann, umfaßt, wie bei 43 angedeutet, eine Prüf­ schaltung ggf. in Form einer Programmroutine der Mikroprozes­ sorsteuerung, die die Funktionsfähigkeit der Aktuatoren 7, 9 und ggf. 23 während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zyklisch oder/und abhängig von vorbestimmten Betriebssituationen, je­ doch stets ohne Beeinträchtigung der sonstigen Systemfunktio­ nen situationsabhängig überprüft.

Die Prüfschaltung 43 überprüft die Funktionsfähigkeit der Ak­ tuatoranordnung 7 unter stationären Fahrbedingungen. Hierzu wird ausgenutzt, daß die Schaltkupplung 3 im Bereich ihrer vollständig eingekuppelten Endstellung über einen Teilweg be­ tätigt werden kann, in welchem der Stellantrieb 31 bereits gegen die Kraft der Kupplungshauptfeder arbeitet, die Schalt­ kupplung 3 jedoch nach wie vor das Drehmoment der Brennkraft­ maschine 1 vollständig überträgt. Eine Stellbewegung des Kupp­ lungsausrückers 39 wirkt sich in diesem Teil-Stellweg nicht auf das Drehmomentübertragungsverhalten der Schaltkupplung 3 aus und kann zur Funktionsüberprüfung der Aktuatoranordnung 7 ausgenutzt werden. Der Prüfschaltung 43 ist hierzu ein Daten­ speicher 45 zugeordnet, in welchem Daten für eine Aktuator­ prüfstellung gespeichert sind. Die Prüfschaltung 43 liefert für die Funktionsüberprüfung der nach Art eines Positionier- Regelkreises arbeitenden Aktuatoranordnung 7 Soll-Positionier­ signale, die bei ordnungsgemäßer Funktion die Schaltkupplung 3 auf die Aktuatorprüfstellung einstellen sollen. Durch Ver­ gleich der im Datenspeicher 45 gespeicherten Daten der Aktua­ torprüfstellung mit den vom Positionssensor 17 gelieferten Ist-Informationen stellt die Prüfschaltung 43 die Funktions­ fähigkeit der Aktuatoranordnung 7 oder einen Funktionsfehler fest. Zumindest der Funktionsfehler wird in einem Display 47 oder dgl. dem Fahrer signalisiert. Um gleichbleibende Prüfbe­ dingungen einhalten zu können, verwertet die Prüfschaltung 43 Sensorinformationen, die auf einen stationären Fahrbetrieb schließen lassen, wie z. B. das Ausgangssignal des die Fahrge­ schwindigkeit erfassenden Sensors 15, und führt bei zyklischem Aufruf der Prüffunktion diese lediglich dann durch, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt konstant ist. Es ver­ steht sich, daß auch Signale anderer Sensoren, beispielsweise der Drehzahlsensoren 11 und 13, als Maß für einen stationären Fahrbetrieb herangezogen werden können.

In entsprechender Weise überprüft die Prüfschaltung 43 die Funktionsfähigkeit der Aktuatoranordnung 9 des Schaltgetriebes 5. Das Schaltgetriebe 5 hat ein gewisses Beharrungsvermögen, mit dem es bei unter Drehmomentlast stehendem Schaltgetriebe sich einem Gangwechsel widersetzen möchte. Dies wird ausge­ nutzt, indem für die Funktionsüberprüfung die Betätigungskraft der Aktuatoranordnung 9 auf einen für den Gangwechsel nicht hinreichenden Wert begrenzt wird, der jedoch ausreicht, um mit hinreichender Sicherheit auf die Funktionsfähigkeit des Stell­ antriebs der Aktuatoranordnung 9 schließen zu können. Auch hier wird ein in dem Datenspeicher 45 gespeicherter Wert eines für die Funktion der Aktuatoranordnung 9 repräsentativen Be­ triebsparameters mit einem gemessenen Wert für die Funktions­ überprüfung verglichen. Bei einem elektromotorischen Stellan­ trieb kann beispielsweise der für das Drehmoment des Stellan­ triebs repräsentative Motorstrom erfaßt werden. Dies erfolgt zweckmäßigerweise über die den elektromotorischen Stellantrieb der Aktuatoranordnung 9 mit Betriebsstrom versorgende Treiber­ schaltung 29, die, wie bei 49 angedeutet, ein den Motorstrom repräsentierendes Signal an die Prüfschaltung 43 liefert. Po­ sitionssignale eines nicht näher dargestellten Positionssen­ sors liefern der Prüfschaltung 43 ein Signal, das anzeigt, daß die Aktuatoranordnung 9 bei Teilkraftbetrieb einen Teilhub bis in eine Aktuatorprüfstellung ausführt, in der Schaltkraft übertragende Organe des Schaltgetriebes 5 aus einer ersten Gangstellung in Richtung auf eine zweite Gangstellung zu be­ wegt wird, ohne jedoch den für die Drehmomentübertragungsfunk­ tion maßgebenden Einstellungsbereich der ersten Gangstellung zu verlassen.

Die vorstehend erläuterte Funktionsüberprüfung kann gleich­ falls während der Fahrt durchgeführt werden. Sowohl bei der Funktionsüberprüfung der Aktuatoranordnung 7 als auch der Ak­ tuatoranordnung 9 stellt die Prüfschaltung 43 die Aktuatoran­ ordnung wieder auf die Ausgangsstellung zurück.

Die Aktuatoranordnung 9 kann mehrere Stellantriebe umfassen, die den einzelnen Gängen oder/und Schaltgassen des Schaltge­ triebes 5 zugeordnet sind. Die Überprüfung kann für die ein­ zelnen Stellantriebe gesondert durchgeführt werden, oder aber es können Gruppen von Stellantrieben gleichzeitig überprüft werden. Auch kann die Überprüfung in jedem Prüfzyklus ledig­ lich für eine einzelne Gangstellung durchgeführt werden, oder aber es können mehrere verschiedene Gangstellungen zeitlich aufeinanderfolgend, jedoch im selben Prüfzyklus überprüft wer­ den.

Bei der vorstehend erläuterten Überprüfung der Aktuatoranord­ nung 9 ist die Schaltkupplung 3 vollständig eingekuppelt. In Betriebssituationen, in welchen die Schaltkupplung 3 vorüber­ gehend, beispielsweise während eines Gangwechsels oder während eines längeren Zeitraums vor dem Anfahren vollständig ausge­ kuppelt ist, kann die Aktuatoranordnung 9 auch unter vollstän­ diger Einbeziehung des Schaltgetriebes 5 funktionsüberprüft werden. Hierzu steuert die Prüfschaltung 43 die Aktuatoranord­ nung 9 aus einer der Gangstellungen in eine andere Gangstel­ lung oder von einer Zwischenstellung in eine andere Zwischen­ stellung, beispielsweise einer ersten Schaltgasse in eine zweite Schaltgasse. Anhand der von den Schaltstellungssensoren 19 bei Erreichen der jeweils anderen Gangstellung bzw. Zwi­ schenstellung gelieferten Signalen entscheidet die Prüfschal­ tung 43 über die Funktionsfähigkeit. Auch in dieser Prüfbe­ triebsart können die Stellantriebe der Aktuatoranordnung ein­ zeln nacheinander oder in Gruppen gemeinsam überprüft werden, und auch die Gangstellungen und Zwischenstellungen können pro Prüfzyklus jeweils gesondert oder in Gruppen pro Prüfzyklus nacheinander überprüft werden. Fahrsituationsabhängig kann die Überprüfung beim Gangwechsel für den neu einzulegenden Gang oder beim Anfahren für den Anfahrgang durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise steuert die Prüfschaltung die Aktuatoranord­ nung 9 jedoch nach der Überprüfung einer Gang- bzw. Zwischen­ stellung zurück in die zuvor innegehabte Gang- bzw. Zwischen­ stellung. Wird die Überprüfung im Stillstand des Kraftfahr­ zeugs durchgeführt, so wird zweckmäßigerweise ein im Fahrbe­ trieb nach dem Anfahren benötigter Gang funktionsüberprüft, bevor ein Anfahrgang eingelegt wird und ggf. gleichfalls über­ prüft wird. Auf diese Weise lassen sich Funktionsfehler, die ansonsten erst während der Fahrt sich auswirken würden, be­ reits vor dem Anfahren erkennen. Die Funktionsüberprüfung von Anfahrgängen wird zweckmäßigerweise durchgeführt, wenn der Anfahrgang ohnehin für den Anfahrvorgang eingelegt wird.

Die Treiberschaltung 29 der Aktuatoranordnung 23 wie auch die Treiberschaltung 29 der Aktuatoranordnung 7 überwachen gleich­ falls die Stromaufnahme der dort als Stellantriebe eingesetz­ ten Stellmotoren, um bei Überschreitung oder Unterschreitung vorgegebener Stromgrenzwerte Funktionsfehler erkennen zu kön­ nen, die durch Blockieren oder Lastabwurf der Elektromotore hervorgerufen sind.

Die Prüfschaltung 43 überwacht auch den Zeitverlauf des Stell­ betriebs. In dem Datenspeicher 45 sind Daten für Zeitschranken gespeichert, innerhalb der die zu erreichenden Aktuatorprüfbe­ dingungen sich einstellen müssen. Werden die Prüfbedingungen zu rasch oder zu langsam erreicht, so wird dies gleichfalls als Lastabwurf bzw. Blockierung der Aktuatoranordnung und da­ mit als Funktionsfehler gewertet.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfaßt die Aktuatoren 7, 9, 23 elektromotorische Stellantriebe. Fig. 2 zeigt ein Ausfüh­ rungsbeispiel, bei welchem der Stellantrieb eines Aktuators als Hydraulikmotor 51 ausgebildet ist. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel handelt es sich um einen rotierend arbeiten­ den Hydraulikmotor; alternativ kann aber auch ein Hydraulik­ zylinder oder dgl. vorgesehen sein. Der Hydraulikmotor 51 kann als Stellantrieb für Aktuatoranordnungen der anhand Fig. 1 erläuterten Art eingesetzt werden. Die zur Überprüfung der Aktuatoranordnung vorgesehene Prüfschaltung entspricht der Prüfschaltung nach Fig. 1. In Fig. 2 sind mit Fig. 1 überein­ stimmende Komponenten mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bezeich­ net und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug genom­ men.

Der hydraulische Stellantrieb 51 ist an einen Hydraulikkreis 53 angeschlossen und wird über ein elektrisch steuerbares Ven­ til 55, insbesondere ein Proportionalventil, aus einem Hydrau­ likdruckspeicher 57 gespeist. Der Hydraulikdruckspeicher 57 wird von einer Hydraulikpumpe 59 geladen, die, angetrieben von einem Elektromotor 61, Hydraulikfluid aus einem Pumpensumpf 63 in den Druckspeicher 57 und ggf. direkt zu dem Stellantrieb 51 fördert. Eine Rückführleitung 65 verbindet den Stellantrieb 51 mit dem Pumpensumpf 63.

Die Prüfschaltung 43a überwacht zusätzlich zu den bereits vor­ angegangen erläuterten Prüffunktionen auch die Funktionsfähig­ keit des Hydraulikkreises 53. Mit Hilfe eines Drucksensors 67 überwacht die Prüfschaltung 43a, ob der Ausgangsdruck der Hy­ draulikpumpe 59 oder/und der Ausgangsdruck des Hydraulikdruck­ speichers 57 in einem durch Daten des Datenspeichers 45a vor­ gegebenen Druckbereich liegt. Die Drucküberprüfung erfolgt wiederum zyklisch. Durch zyklisches Einschalten des Elektromo­ tors 61 kann darüber hinaus die Funktion der Hydraulikpumpe 59 überprüft werden. Auch hier überwacht die Treiberschaltung 29a den Motorstrom, so daß Blockieren oder Lastabwurf des Elektro­ motors 61 erkannt werden kann. Während der Überprüfung der Hydraulikpumpe 59 kann zugleich der damit verbundene Druckan­ stieg überwacht werden. Das Steuerventil 55 hat gleichfalls einen Elektromagnet- oder Elektromotor-Antrieb, der zyklisch durch Überwachen seiner Stromaufnahme überprüft werden kann. Funktionsfehler zeigt die Prüfschaltung 43a über das Display 47a an.

Claims (17)

1. Einrichtung zur Funktionsüberprüfung einer elektrisch steu­ erbaren Aktuatoranordnung (7, 9) eines im Antriebsdrehmoment­ weg eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Dreh­ momenttransmissionsgeräts, insbesondere einer Schaltkupplung (3) oder eines Schaltgetriebes (5), umfassend eine elektro­ nische Prüfschaltung (43) und eine Anzeigeeinrichtung (47) zur Signalisierung eines Funktionsfehlers, wobei die Prüfschaltung (43)

• - (erste) Sensormittel (17, 19) zur Erfassung wenigstens eines aufgrund des Stellbetriebs der Aktuatoranordnung (7, 9) sich ändernden Betriebsparameters,
• - Speichermittel (45) zur Speicherung wenigstens eines dem zu erfassenden Betriebsparameter zugeordneten Grenzwerts und
• - einen Funktionsfehler abhängig von einem Vergleich des erfaßten Betriebsparameters mit dem zugeordneten Grenz­ wert feststellende Prüfmittel

umfaßt, und wobei die Aktuatoranordnung (7, 9) in wenigstens eine eine erste festgelegte Betriebsstellung des Drehmoment­ transmissionsgeräts einstellende erste Aktuatorstellung und eine einer zweiten festgelegten Betriebsstellung des Drehmo­ menttransmissionsgeräts zugeordnete zweite Aktuatorstellung steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Prüfschaltung (43) für die Funktionsüberprüfung die Ak­ tuatoranordnung (7, 9) ausgehend von der ersten Aktuator­ stellung in Richtung auf die zweite Aktuatorstellung zu in eine zwischen der ersten und der zweiten Aktuatorstellung liegende Aktuatorprüfstellung steuert, in der das Drehmo­ menttransmissionsgerät durch die Aktuatoranordnung (7, 9) noch auf eine der ersten Betriebsstellung entsprechende Betriebsstellung eingestellt ist, und den Funktionsfehler abhängig von dem in der Aktuatorprüfstellung erfaßten Wert des Betriebsparameters feststellt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (43) für die Funktionsprüfung auf zwei­ te Sensormittel (11, 13, 15) anspricht, die während der Fahrt des Kraftfahrzeugs das Vorliegen stationärer Be­ triebsbedingungen des Drehmomenttransmissionsgeräts fest­ stellen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Prüfschaltung (43) nach erfolgter Funktions­ prüfung die Aktuatoranordnung (7, 9) zurück in die erste Aktuatorstellung steuert.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomenttransmissionsgerät eine mittels der Aktuatoranordnung (7) zwischen einer voll­ ständig eingekuppelten Kupplungsendstellung und einer vollständig ausgekuppelten Kupplungsendstellung einstell­ bare Schaltkupplung (3) umfaßt, die in einem die voll­ ständig eingekuppelte Kupplungsendstellung einschließen­ den Kupplungsstellungsteilbereich ein im wesentlichen stellungsunabhängig gleichbleibendes Drehmoment über­ trägt, und daß die Prüfschaltung (43) die Aktuatoranord­ nung (7) für die Funktionsüberprüfung eine Aktuatorprüf­ stellung steuert, in der die Aktuatoranordnung die Schaltkupplung (3) auf eine in dem Kupplungsstellungsteil­ bereich oder nahe dem Kupplungsstellungsteilbereich gele­ gene Kupplungsstellung einstellt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, rückbezogen auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Sensor­ mittel (15) eine konstante Fahrgeschwindigkeit des Kraft­ fahrzeugs erfassen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die ersten Sensormittel (17) einen die momentane Kupplungsstellung der Schaltkupplung (3) repräsentierenden Betriebsparameter erfassen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drehmomenttransmissionsgerät ein mittels der Aktuatoranordnung (9) auf eine neutrale, den Antriebs­ drehmomentweg unterbrechende Gangstellung und auf mehrere den Antriebsdrehmomentweg schließende Gangstellungen einstell­ bares Schaltgetriebe (5) umfaßt und daß die Prüfschaltung (43) für die Funktionsprüfung der Aktuatoranordnung (9) ausgehend von einer der Gangstellungen über einen Teilweg auf eine andere der Gangstellungen zu in die Aktuatorprüfstellung steuert, derart, daß das Schaltgetriebe (5) in der einen Gangstellung verbleibt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomenttransmissionsgerät eine Schaltkupplung (3) und ein mittels der Aktuatoranordnung (9) auf eine neutrale, den Antriebsdrehmomentweg unterbrechende Gangstellung und auf mehrere, den Antriebsdrehmomentweg schließende Gangstellungen einstellbares Schaltgetriebe (5) umfaßt,
daß die Prüfschaltung (43) bei ausgekuppelter Schaltkupplung (3) die Aktuatoranordnung (9) für deren Funktionsüberprüfung von einer der Gangstellungen oder einer Zwischenstellung zwischen den Gangstellungen zunächst in eine davon abwei­ chende Stellung und dann zurück in die eine Gangstellung bzw. die eine Zwischenstellung steuert
und daß der Prüfschaltung (43) für die Funktionsüberprüfung der Aktuatoranordnung (9) Sensormittel (19) zugeordnet sind, die die vollständige Einstellung des Schaltgetriebes (5) in die genannte abweichende Stellung erfassen.

9. Einrichtung zur Funktionsüberprüfung einer elektrisch steu­ erbaren Aktuatoranordnung (9) eines im Antriebsdrehmomentweg eines Kraftfahrzeugs angeordneten, automatisierten Drehmo­ menttransmissionsgeräts, welches eine Schaltkupplung (3) und ein mittels der Aktuatoranordnung (9) auf eine neutrale, den Antriebsdrehmomentweg unterbrechende Gangstellung und auf mehrere, den Antriebsdrehmomentweg schließende Gangstellungen einstellbares Schaltgetriebe (5) umfaßt, wobei die Einrich­ tung zur Funktionsüberprüfung eine elektronische Prüfschaltung (43), eine Anzeigeeinrichtung (47) zur Signalisierung eines Funktionsfehlers und Sensormittel (19), welche eine Einstellung des Schaltgetriebes (5) erfassen, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (43) bei aus­ gekuppelter Schaltkupplung (3) die Aktuatoranordnung (9) für deren Funktionsüberprüfung von einer der Gangstellungen oder einer Zwischenstellung zwischen den Gangstellungen zunächst in eine davon abweichende Stellung und dann zurück in die eine Gangstellung bzw. die eine Zwischenstellung steuert und daß die Sensormittel (19) die vollständige Einstellung des Schaltgetriebes (5) in die genannte abweichende Stellung erfassen.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einstellung auf die abweichende Stellung erfas­ senden Sensormittel (19) einen aufgrund des Stellbetriebs der Aktuatoranordnung (9) sich ändernden Betriebsparameter erfassen und die Prüfschaltung (43) Speichermittel (45) zur Speicherung wenigstens eines dem zu erfassenden Betriebs­ parameter zugeordneten Grenzwerts und den Funktionsfehler abhängig von einem Vergleich des erfaßten Betriebsparameters mit dem zugeordneten Grenzwert feststellende Prüfmittel umfaßt.

11. Einrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Prüfschaltung (43) die Aktuatoranordnung (9) für deren Funktionsüberprüfung in eine von einem Anfahrgang abweichende Gangstellung mit geschlossenem Antriebsdrehmo­ mentweg steuert.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (43) die Aktuator­ anordnung (9) für deren Funktionsüberprüfung zeitlich nacheinander in voneinander verschiedene Gangstellungen steuert.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoranordnung (7, 9) einen elektrischen Antriebsmotor umfaßt und die den Betriebs­ parameter erfassenden Sensormittel auf den Treiberstrom des Antriebsmotors ansprechen.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoranordnung ein hydraulisches Antriebsorgan (51), insbesondere einen Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor, umfaßt und die den Betriebsparameter erfas­ senden Sensormittel (67) auf den Hydraulikdruck einer das hydraulische Antriebsorgan (51) speisenden Hydraulikanlage (53) ansprechen.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Betriebsparameter erfassenden Sensormittel als die Position einer Komponente der Aktua­ toranordnung (7, 9) oder des Drehmomenttransmissionsgeräts (5, 7) erfassender Positionssensor (17) ausgebildet sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (43) Zeitüberwachungs­ mittel umfaßt, die während der Funktionsüberprüfung einen Funktionsfehler feststellen, wenn die Aktuatoranordnung (7, 9) eine vorbestimmte Stellung nicht innerhalb eines vor­ bestimmten Zeitintervalls erreicht.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoranordnung (7) eine hydrau­ lische Kraftübertragungseinrichtung (33, 35, 37) mit einem Geberzylinder (33) und einem über eine Hydraulikleitung (35) mit dem Geberzylinder (33) verbundenen Nehmerzylinder (37) umfaßt, daß dem Geberzylinder (33) in dessen druckloser Endstellung wirksame Entlüftungsmittel (41) zugeordnet sind und daß die Prüfschaltung (43) den Geberzylinder (33) programmgesteuert wiederholt in diese Endstellung steuert.