DE19815258B4

DE19815258B4 - Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung

Info

Publication number: DE19815258B4
Application number: DE19815258A
Authority: DE
Inventors: Martin Zimmermann; Franz Kosik; Thomas Grass
Original assignee: DaimlerChrysler AG; LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: ITMI980749A1; GB2327108A; IT1299047B1; DE19815258A1; NO981511L; NO981511D0; FR2761937A1; GB9806883D0; BR9801159A; FR2761937B1; GB2327108B

Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zum Einstellen des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes, wobei die Steuereinheit mit einem Bremsenbetätigungssensor über eine Signalleitung oder einen Datenbus in Signalverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über einen zusätzlichen, separaten Signaleingang verfügt, über welchen eine Bremsenbetätigungsinformation vom Bremsenbetätigungssensor an die Steuereinheit geleitet wird, welche die Bremsenbetätigungsinformation registriert, wobei die Steuereinheit in einen Notfahrmodus schaltet, wenn die Signalverbindung zum Bremsenbetätigungssensor unterbrochen oder gestört ist oder der Datenbus zur Übertragung von Sensorsignalen des Bremsenbetätigungssensors defekt oder gestört ist und die Steuereinheit die Bremsenbetätigungsinformation über den separaten Signaleingang bei Vorliegen des Notfahrmodus zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung.

Derartige Systeme werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen mit automatisierter Kupplung und/oder automatisiertem Getriebe eingesetzt, wobei die Kupplung zwischen Motor und Antriebsrädern im Antriebsstrang des Fahrzeuges angeordnet ist. Bei solchen Fahrzeugen kann eine Ansteuerung eines Kriechvorganges durch eine gezielte Einstellung eines von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes erfolgen, so daß das Fahrzeug beispielsweise langsam ankriecht. Der Kriechvorgang kann insbesondere dann eingeleitet werden, wenn bei laufendem Motor und eingelegtem Gang die Betriebsbremse oder Handbremse des Fahrzeuges nicht betätigt ist. Der Kriechvorgang kann bei betätigter Bremse abgebaut werden oder beendet werden. Kraftfahrzeuge der oben genannten Art sind beispielsweise durch die DE 44 26 260 A1 bekannt geworden.

Bei solchen Kraftfahrzeugen erfolgt eine Verbindung zwischen beispielsweise Sensoren und der Steuereinheit der automatisierten Kupplung über Signalverbin dungen, wie beispielsweise über einen Datenbus, wie beispielsweise CAN-Bus. Über solche Datenbusleitungen können Fahrzeugbetriebsparameter und Sensorsignale oder -größen zu einer Steuereinheit, wie beispielsweise der Steuereinheit der automatisierten Kupplung oder einer Motorsteuereinheit oder einer Steuereinheit eines Antiblockiersystems (ABS), übermittelt werden. Ebenso können verschiedene Steuereinheiten auch über einen Datenbus kommunizieren. Wie explizit in der DE 195 48 799 A1 gezeigt, kann eine Steuereinheit, die das Drehmoment der Kupplung steuert, in Signalverbindung mit einem Datenbus stehen, über den Signale eines Bremsbetätigungssensors zur Verfügung stehen, die die Steuereinheit verarbeiten kann.

Liegt in bestimmten Betriebssituationen ein Defekt der Datenbusleitung, beispielsweise durch einen Kabelbruch oder durch einen Kurzschluß, vor, so können keine Informationen über den aktuellen Fahrzustand oder einen Betätigungszustand von zum Beispiel der Bremse mittels eines Bremsenbetätigungssensor unter anderem zu der Steuereinheit der automatisierten Kupplung gelangen. Die DE 43 38 707 A1 schlägt zur Behebung dieses Mangels Redundanzleitungen vor, die zwei über Schnittstellen verbundene Teilnehmer bei Defekt der Schnittstellenverbindung unter Umgehung der Schnittstellen miteinander verbinden. Ist die Übertragung von Signalen sicherheitsrelevant, wird in der DE 38 31 449 A1 ein Datenbus vorgeschlagen, bei dem sicherheitsrelevanten Datenübertragungen über einen redundanten seriellen Datenbus übertragen werden.

In solchen Betriebssituationen, beispielsweise bei defektem Datenbus, können von der Steuereinheit Notfahrmodi eingeleitet werden, welche eine Fahrbarkeit des Fahrzeuges trotz eingeschränktem Betätigungskomfort und Fahrkomfort im Wesentlichen erhalten.

Liegt kein Defekt des Datenbusses vor, so kann der Fahrer zum Beispiel bei Fahrzeugstillstand und intaktem automatisiertem Kupplungssystem einen Gang im Getriebe einlegen, wobei dann bei laufendem Motor und unbetätigter Bremse die Steuereinheit das von der Kupplung übertragbare Drehmoment zum Kriechen des Fahrzeuges aufbaut und bei Bremsbetätigung wieder abbaut.

Bei einem Ausfall des Datenbusses würde die Steuereinheit der automatisierten Kupplung bei laufendem Motor und eingelegtem Gang die Kupplung derart ansteuern, daß ein von der Kupplung übertragbares Drehmoment derart aufgebaut wird, daß sich das Fahrzeug bewegt. Betätigt beispielsweise der Fahrer die Betriebsbremse oder Feststellbremse, so erkennt die Steuereinheit der automatisierten Kupplung bei Defekt des Datenbusses jedoch die Bremsenbetätigung nicht, und das übertragbare Drehmoment zum Ankriechen, oder beispielsweise auch zum Anfahren, wird weiterhin gezielt gesteuert.

Der Fahrer erkennt somit keinen Abbau des Drehmomentes zum Kriechen und erfährt ein für ihn ungewohntes Systemverhalten. Er würde in dieser Betriebssituation die Fahrzeugbremse noch stärker betätigen, damit sich das Fahrzeug nicht durch das von der automatisierten Kupplung aufgebaute übertragbare Drehmoment in Bewegung setzt. Die Folge davon ist, daß der Motor abgewürgt werden würde und dies auch zu einem Liegenbleiben des Fahrzeuges führen würde, wenn dem Fahrer nicht bewußt ist, daß er in der Situation des nicht gewollten Anfahrens oder Ankriechens den Gang erst einlegen darf, wenn er das Fahrzeug in Bewegung setzten möchte. Der Fahrer weiß bei Ausfall des Bussystemes ja nicht automatisch, daß die Bremsbetätigung von der Steuereinheit nicht erkannt wird und somit eine andere Verhaltensweise von ihm abverlangt werden würde. Insofern können sicherheitskritische Situationen auftreten, die bei Ausfall des Datenbusses entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang zu schaffen, bei welchem beispielsweise bei einem Ausfall eines Datenbusses das Fahrzeug dennoch sicher angefahren oder abgebremst werden kann und/oder ein Kriechvorgang des Fahrzeuges sicher gesteuert werden kann, sowie
oben genannte Kraftfahrzeuge mit einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung zu schaffen, welche gegenüber den bekannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik eine erhöhte Sicherheit, insbesondere bei Systemausfällen oder Teilsystemausfällen, aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinheit über einen zusätzlichen separaten Signaleingang verfügt, über welchen eine weitere Bremsenbetätigungsinformation von einem Bremsenbetätigungssensor an die Steuereinheit geleitet wird, welche die Bremsenbetätigungsinformation registriert.

Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Steuereinheit in einen Notfahrmodus schaltet, wenn die Signalverbindung zu zumindest einzelnen Sensoren, wie zu dem Bremsenbetätigungssensor, und/oder Elektronikeinheiten unterbrochen oder gestört ist und die Steuereinheit die Bremsenbetätigungsinformation über den separaten Signaleingang bei Vorliegen eines Notfahrmodus zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes verwendet. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit in einen Notfahrmodus schaltet, wenn der Datenbus zur Übertragung von Sensorsignalen, wie dem Signal des Bremsenbetätigungssensors, defekt oder gestört ist und die Steuereinheit die Bremsenbetätigungsinformation über den separaten Signaleingang bei Vorliegen eines Notfahrmodus zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes verwendet.

In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß bei einem im Getriebe eingelegten Gang die Steuereinheit bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt, so daß das Fahrzeug nicht ankriecht und bei nichtbetätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält, so daß das Fahrzeug ankriecht.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit nur bei einigen im Getriebe eingelegten Gängen bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt und bei nicht betätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält und bei anderen im Getriebe eingelegten Gängen die Kupplung als Funktion beispielsweise der Zeit schließt.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit nur bei im Getriebe eingelegtem ersten Gang oder Rückwärtsgang bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt oder diese ausrückt und bei nicht betätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält.

Entsprechend kann es auch vorgesehen sein, daß die Steuereinheit nur bei einer in einem stufenlosen Getriebe eingestellten größeren Übersetzung oder bei einer Rückwärtsfahrteinstellung bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt und bei nichtbetätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält.

Die Anwendung kann auf Stufengetriebe mit fest definierten Übersetzungsstufen anwendbar sein oder auf stufenlos einstellbare Getriebe, wie beispielsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, wobei die Ausführung insbesondere bezüglich des Anspruches 5 sich vorzugsweise auf die Anfahrübersetzungen, wie hohe Übersetzungen, bezieht.

Wenn in Fahrbereichen mit höheren Gängen, wie niedrigeren Übersetzungen, das Signal der Betriebsbremse erfindungsgemäß keinen Einfluß hat, kann es zweckmäßig sein, die Steuerung der Kupplung derart auszugestalten, daß in höheren Gängen ein Ausrücken der Kupplung bei einer Bremsenbetätigung unterbleibt. Aus Sicherheitsgründen kann es entsprechend vorteilhaft sein, dies derart durchzuführen, denn in einem solchen Falle kann bei höheren Gängen, wie niedrigeren Übersetzungen, bei Ausfall des Datenbusses bei Betätigung der Betriebsbremse eine Motorbremsfunktion erhalten bleiben, da die Kupplung nicht ausgerückt wird.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit bei allen im Getriebe eingelegten Gängen bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt und bei nichtbetätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält.

Ebenso kann es besonders zweckmäßig sein, wenn das Ausrücken und/oder Einrücken der Kupplung in Abhängigkeit des im Getriebe eingelegten Ganges erfolgt. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das Einrücken und/oder Ausrücken der Kupplung bei Bremsbetätigung oder bei beendeter Bremsbetätigung, wie bei Nichtbetätigung, durch zeitgesteuerte und/oder drehzahlgesteuerte und/oder schlupfgesteuerte Funktionen, wie beispielsweise Rampen, erfolgt. Dies kann in besonders vorteilhafter Weise derart ausgestaltet sein, daß die Funktionen oder Rampen einen Parameter aufweisen, der gangabhängig ist, so daß beispielsweise in Abhängigkeit des eingelegten und/oder des einzulegenden Ganges die Kupplung schneller oder langsamer oder mit einer unterschiedlichen Steigung geöffnet oder geschlossen wird. Nach dem erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein, wenn der Signaleingang, wie der separate zusätzliche Signaleingang ein digitaler Eingang der Steuereinheit ist.

Auch ist es bei einem Kraftfahrzeug vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mit anderen Elektronikeinheiten, wie einer Motorelektronik und/oder einer ABS-Elektronik, in Signalverbindung steht. Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit über zwei Signaleingänge mit der Bremsenbetätigungsinformation versorgt wird.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielhaft erläutert.

Dabei zeigt:
1 schematische Darstellung eines Fahrzeuges,
2 Diagramm eines ersten erfindungsgemäßen Steuerungsablaufs,
3 Diagramm eines zweiten erfindungsgemäßen Steuerungsablaufs.
Die 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2, wie Motor oder Brennkraftmaschine. Weiterhin ist im Antriebsstrang des Fahrzeuges ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im Kraftfluß zwischen Motor und Getriebe angeordnet, wobei ein Antriebsmoment des Motors über das Drehmomentübertragungssystem an das Getriebe und von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nachgeordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird. die Kupplung kann auch dem Getriebe nachgeordnet sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie Reibungskupplung, Trockenreibungskupplung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende, verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Drehmomentübertragungssystem kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem kann eine Trockenreibungskupplung oder eine naß laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann sie ein Drehmomentwandler sein.
Das Getriebe 4 ist als Handschaltgetriebe, wie Wechselstufengetriebe, dargestellt. Entsprechend des erfindungsgemäßen Gedankens kann das Getriebe aber auch ein automatisiertes Schaltgetriebe 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 der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird. Weiterhin kann 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 ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Bei dem Getriebe kann ein Gang oder eine Übersetzung von einer Vielzahl von Gängen oder Übersetzungen schaltbar oder einlegbar 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 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 Betätigungseinheit, wie Aktor 13b, betätigt.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung kann der Aktor und die Steuerelektronik auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie Gehäusen, angeordnet sein.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Elektromotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, daß das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor mit Elektronik benötigt. Der Aktor besteht aus einem Antriebsmotor 12, wie Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie Schneckengetriebe oder Stirnradgetriebe oder Kurbelgetriebe oder Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors, wie des Geberzylinderkolbens 11a, 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 Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückhebel oder Ausrückmittel 20 wirkverbunden, so daß eine Bewegung des Aus gangsteiles 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., es kann mittels Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder ausgerüstet sein. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch vorgesehen sein, wobei der Elektromotor 12 elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement 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 Ausrückgabel oder Zentralausrücker, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte 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 Drehmo mentes, 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, wie Steuerung oder Regelung, des Drehmomentübertragungssystems und insbesondere des von der Kupplung übertragbare Drehmoments 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 50 oder einer Elektronik eines Antiblockiersystemes (ABS) 60 oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein 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 Signalverbindung zwischen den einzelnen Steuereinheiten 13, 50 und beispielsweise 60 erfolgt über einen Datenbus 70, der beispielsweise ein CAN-Bus sein kann.
Die 1 zeigt, daß ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor 16, sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden und Meßwerte bzw. Informationen an das Steuergerät weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie Computereinheit, der Steuereinheit 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter.
Das Getriebe ist als Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Übersetzungsstufen mittels eines Schalthebels gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Bedienhebel, wie Schalthebel 18, des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das Steuergerät 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 wirkende Kraft detektiert. Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignales eine Schaltabsicht erkennt.
Das Steuergerät steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, daß in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor ausgibt. Das Antriebselement 12 des Aktors, wie 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 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 sie 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 herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges bestimmt werden kann. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren 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 Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Gaspedal, wie Lasthebel, ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei einem nicht betätigten Signal ist er ausgeschaltet, so daß durch diese digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel, wie Gaspedal, betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels.
Die 1 zeigt neben dem Gaspedal 30, wie Lasthebel, und den damit in Verbindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betätigung der Betriebsbremse oder der Festestellbremse, wie Bremspedal, Handbremshebel oder 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 Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, daß das Betätigungselement betätigt ist oder nicht betätigt ist. Mit diesem Sensor kann eine Signaleinrichtung, wie 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 kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Betätigungselementes ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in Signalverbindung stehen. Der Sensor 41 steht beispielsweise über den Datenbus 70 mit den Steuer- und Elektronikeinheiten in Signalverbindung. Weiterhin verfügt die Steuereinheit über einen separaten Signaleingang 71, über welchen der Bremsenbetätigungssensor 41 mit der Steuereinheit direkt in Signalverbindung steht.
Die Steuereinheit erhält eine erste Bremsenbetätigungsinformation über eine erste Signalverbindung, wie den Datenbus beispielsweise von der ABS-Steuereinheit 60, und zusätzlich über den digitalen Bremseneingang 71 eine weitere zweite Bremsenbetätigungsinformation. Das Signal des digitalen Bremseneinganges 71 kann im normalen Betrieb als auch im Notfahrmodus bei defekter Übertragung der Bremseninformation über den Datenbus erfolgen. Somit erhält die Steuereinheit der automatisierten Kupplung über zwei verschiedene Signaleingänge die Bremsenbetätigungsinformation zweifach. Diese Signale der Bremsenbetätigungsinformationen werden von der Steuereinheit empfangen und ausgewertet. Durch den Eingang der Bremsenbetätigungsinformation über zwei Signaleingänge kann bei Ausfall der ersten Bremsenbetätigungsinformation in einen Notfahrmodus geschaltet werden, der beispielsweise ein Kriechen des Fahrzeuges steuert, wenn die Bremse nicht betätigt ist und dieses Kriechen verhindert, wenn die Bremse betätigt ist.
Die 2 zeigt ein Diagramm 100 zur Darstellung eines Steuerungsablaufes zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes. In Block 101 wird in einem ersten Schritt das Verfahren zur Steuerung oder Regelung gestartet. In Block 102 wird in einem weiteren Schritt überprüft, ob die Signalverbindung zwischen dem Bremsenbetätigungssensor und der Steuereinheit oder der Datenbus ordnungsgemäß arbeiten oder ob ein Defekt oder ein Fehler oder ein Ausfall vorliegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß verglichen wird, ob alle Signale vorliegen oder ob ein Signal außerhalb eines Sollwertebereiches liegt. Dann wird bewertet, ob ein Defekt vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird bei Block 108 das Verfahren beendet. Liegt ein Defekt vor, so wird in Block 103 ein Notfahrmodus aktiviert.
Anschließend wird in Block 104 das Bremsenbetätigungssignal des Bremsenbetätigungssensors 41 am separaten, vorzugsweisen digitalen, Eingang 71 der Steuereinheit 13 erfaßt und von der Steuereinheit ausgewertet. In Block 105 wird bewertet, ob eine Bremsenbetätigung vorliegt. Liegt die Bremsenbetätigung im Notfahrmodus vor, so wird die Kupplung ausgerückt, das heißt, das von der Kupplung übertragbare Drehmoment wird in Block 106 reduziert und liegt keine Bremsenbetätigung vor, so wird die Kupplung in Block 107 eingerückt, das heißt, das von der Kupplung übertragbare Drehmoment wird erhöht. In Block 108 wird das Verfahren beendet, wobei die Verfahrensabfolge nach dem Diagramm 100 in jedem Zeittakt erneut durchlaufen wird und die Ansteuerung entsprechend den Betriebsbedingungen des Fahrzeuges erfolgt. Beispielsweise kann eine Abfolge des Durchlaufen im Millisekundentakt von 1 ms bis 1000 ms, vorzugsweise 5 ms bis 50 ms, erfolgen.
Die 3 zeigt ein Diagramm 200 zur Darstellung eines Steuerungsablaufes zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes. In Block 201 wird in einem ersten Schritt das Verfahren zur Steuerung oder Regelung gestartet. In Block 202 wird in einem weiteren Schritt überprüft, ob die Signalleitung oder der Datenbus ordnungsgemäß arbeiten oder ob ein Defekt oder ein Fehler oder ein Ausfall vorliegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß verglichen wird, ob alle Signale vorliegen oder ob ein Signal außerhalb eines Sollwertebereiches liegt. Dann wird bewertet, ob ein Defekt vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird bei Block 209 das Verfahren beendet. Liegt ein Defekt vor, so wird in Block 203 ein Notfahrmodus aktiviert.
Anschließend wird in Block 204 das Bremsenbetätigungssignal des Bremsenbetätigungssensors 41 am separaten, vorzugsweisen digitalen, Eingang 71 der Steuereinheit 13 erfaßt und von der Steuereinheit ausgewertet.
In Block 205 wird ein Getriebepositionssensor 19a oder ein Schalthebelpositionssensor 19b abgefragt und anhand der Sensorsignale wird der aktuell im Getriebe eingelegte Gang bestimmt. Ist der eingelegte Gang der erste Gang oder der Rückwärtsgang R, so wird bei Block 206 fortgefahren. Ist der eingelegte Gang beispielsweise ein zweiter Gang oder ein höherer Gang mit geringer Getriebeübersetzung, wird das Verfahren beendet.
In Block 206 wird bewertet, ob eine Bremsenbetätigung vorliegt. Liegt die Bremsenbetätignug im Notfahrmodus vor, so wird die Kupplung ausgerückt, das heißt, das von der Kupplung übertragbare Drehmoment wird in Block 207 reduziert und liegt keine Bremsenbetätigung vor, so wird die Kupplung in Block 208 eingerückt, das heißt, das von der Kupplung übertragbare Drehmoment wird erhöht. In Block 209 wird das Verfahren beendet.
Dadurch wird erreicht, daß der Anfahrvorgang oder Ankriechvorgang für den Fahrer erleichtert wird und sicherer gestaltet wird, wenn der Steuereinheit auch bei Ausfall oder Defekt von Teilsystemen, wie beispielsweise dem Datenbus. Im Notfahrmodus bleibt die Kupplung bei betätigter Bremse geöffnet oder wird geöffnet und bei unbetätigter Bremse bleibt die Kupplung geschlossen oder wird geschlossen. In den Gängen 2 bis 5, 6 kann das Signal der Bremse, wie Betriebsbremse keinen Einfluß auf die Steuerung der Kupplung haben. Die Kupplung kann in einem solchen Fall über eine gangabhängige Rampe als Funktion der Drehzahl, wie Motordrehzahl oder Getriebedrehzahl, oder der Zeit geschlossen werden oder die Kupplung bleibt geschlossen. Bei einer zeitabhängigen und beispielsweise auch gangabhängigen Rampe zum Schließen der Kupplung kann die Einrückgeschwindigkeit 10 Nm/s bis 300 Nm/s, vorzugsweise 40 Nm/s bis 200 Nm/s betragen. Die gewählten Rampen können auch für den Fall eines Rückschaltvorgauges, beispielsweise von Gang 3 in Gang 2 unterschiedlich sein zu den gewählten Rampen bei einem Hochschaltvorgang, beispielsweise bei einem Gangwechsel von Gang 3 zu Gang 4. Das Fahrzeug verfügt somit auch bei Datenbusausfall oder bei einem anderen Defekt über eine Motorbremse bei geschlossener Kupplung. Durch die gezielte Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes bei Bremsenbetätigung in einem Anfahrgang kann bei einem angesteuerten Kriechen das Kriechen gezielt abgebrochen oder weiter durchgeführt werden.
Eine Erkennung eines Fehlers oder Ausfalls des Datenbusses kann beispielsweise durch die Überwachung des Datenbussignale erkannt werden. Liegen über einen vorgebbaren Zeitraum von einigen Millisekunden (10 ms bis 500 ms) keine Daten des Datenbus vor, kann ein Ausfall des Datenbus detektiert oder festgestellt werden. Ebenso kann ein Ausfall eines Bremsenbetätigungssensors festgestellt werden, wenn auf dem Datenbus, wie beispielsweise CAN-Bus, ein Fehlersignal übertragen wird, welches einen Ausfall des Sensorsignales oder des Sensors signalisiert. Wenn die Signalverbindung von dem Sensor gestört ist, kann beispielsweise auch durch Vergleich mit dem Signal an dem separaten Signaleingang bestimmt werden, ob das Signal fehlerhaft ist oder nicht.
Die Steuereinheit kann eine Steuerung mit einer offenen Steuerstrecke mit oder ohne Adaption durchführen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Regelung mit geschlossener Regelstrecke mit Rückführung erfolgen. Ebenso kann ein Steuerverfahren mit Steuerungsanteil mit Adaption und mit einem Regelungsanteil vorgesehen sein.

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einer Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit zum Einstellen des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes, wobei die Steuereinheit mit einem Bremsenbetätigungssensor über eine Signalleitung oder einen Datenbus in Signalverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über einen zusätzlichen, separaten Signaleingang verfügt, über welchen eine Bremsenbetätigungsinformation vom Bremsenbetätigungssensor an die Steuereinheit geleitet wird, welche die Bremsenbetätigungsinformation registriert, wobei die Steuereinheit in einen Notfahrmodus schaltet, wenn die Signalverbindung zum Bremsenbetätigungssensor unterbrochen oder gestört ist oder der Datenbus zur Übertragung von Sensorsignalen des Bremsenbetätigungssensors defekt oder gestört ist und die Steuereinheit die Bremsenbetätigungsinformation über den separaten Signaleingang bei Vorliegen des Notfahrmodus zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes verwendet.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem im Getriebe eingelegten Gang und bei laufendem Motor die Steuereinheit 1 bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt, so daß das Fahrzeug nicht ankriecht und bei nicht betätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält, so daß das Fahrzeug ankriecht.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei bestimmten, im Getriebe eingelegten Gängen bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt und bei nicht betätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält und bei anderen im Getriebe eingelegten Gängen die Kupplung schließt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten, im Getriebe eingelegten Gänge der erste Gang oder der Rückwärtsgang sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei allen im Getriebe eingelegten Gängen bei betätigter Bremse die Kupplung ausgerückt hält oder diese ausrückt und bei nicht betätigter Bremse die Kupplung zumindest teilweise einrückt oder eingerückt hält.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß des Ausrückens und/oder Einrückens oder die Geschwindigkeit des Ausrückens und/oder Einrückens der Kupplung in Abhängigkeit des im Getriebe eingelegten Ganges erfolgt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrücken und/oder das Ausrücken der Kupplung zeitgesteuert oder drehzahlgesteuert oder schlupfgesteuert erfolgt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Signaleingang ein digitaler Eingang der Steuereinheit ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit mit einer Motorelektronik und/oder einer ABS-Elektronik in Signalverbindung steht.