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Kupplungen weisen üblicherweise über eine Druckplatte betätigte Reibbeläge auf, die im unbetätigten Zustand der Kupplung über eine Rückstellfeder aufeinandergedrückt werden und dadurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einem Motor und einem Getriebeeingang bereitstellt. Die Kupplung kann über ein Kupplungspedal geöffnet werden, wobei sie geschlossen ist, wenn das Kupplungspedal sich in einer Nulllage befindet. Im Betrieb sollte die Kupplung bei Nichtbetätigung stets losgelassen werden, da ansonsten die Rückstellfeder und die Reibbeläge unnötig verschleißen können. Im Betrieb sollte die Kupplung bei Nichtbetätigung stets losgelassen werden, da ansonsten zu einer Mehrbelastung des Ausrücklagers, Betätigungssystem, Zweimassenschwungradlager und Motorlager kommt. Des Weiteren wird dadurch eine Ausrückkraft auf die Druckplatte aufgebracht, was zu einer Reduzierung einer Anpresskraft zwischen den Reibbelägen und des übertragbaren Drehmoment führt. Bei hohen Drehmomenten kann es somit zu Schlupf kommen. Es kommt dadurch zu Reibarbeit zwischen den Reibbelägen. Die Reibarbeit bewirkt einen erhöhten Kupplungsverschleiß und eine Erwärmung des Kupplungssystems.
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Eine einer Ausführungsform der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Detektieren einer Kupplungsfehlbedienung bereitzustellen, mit dessen Hilfe das Antriebssystem geschont werden kann.
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Eine einer Ausführungsform der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht ferner darin, eine Vorrichtung zum Detektieren einer Kupplungsfehlbedienung bereitzustellen, mit dessen Hilfe eine Kupplung geschont werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Vorgesehen ist demgemäß eine Vorrichtung zum Detektieren einer Kupplungsfehlbedienung, umfassend eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Kupplungsweges, eine Vergleichseinheit zum Vergleichen des Kupplungspedalweges mit einem Vergleichswert, ein Zeitmesser zum Erfassen einer Zeit, welche seit Beginn einer Betätigung des Kupplungspedals verstrichen ist, und ein Warnungsgeber zum Ausgeben einer Warnmeldung, wenn der Kupplungspedalweg w über einen vorgegebenen Zeitraum größer war als der Vergleichswert.
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Wenn die Vorrichtung benutzt wird, ergibt sich ein Verfahren zum Detektieren einer Kupplungsfehlbedienung mit den Schritten:
- – Erfassen eines Kupplungsweges,
- – Vergleichen des Kupplungspedalweges mit einem Vergleichswert,
- – Erfassen einer Zeit, welche seit Beginn einer Betätigung des Kupplungspedals verstrichen ist, und
- – Ausgeben einer Warnmeldung, wenn der Kupplungspedalweg über einen vorgegebenen Zeitraum größer war als der Vergleichswert.
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Die Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Kupplungspedalwegs kann ein Sensor sein oder umfassen. Beispielsweise kann ein Sensor zum Erfassen des Verschwenkwinkels des Kupplungspedals oder kann eine Verfahrmimik vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass die Erfassungseinrichtung ein Potentiometer und einen Strom- und/oder Spannungsmesser umfasst bzw. der genannte Sensor ist. In diesem Fall sind Potentiometer und Kupplungspedal mechanisch gekoppelt, und zwar insbesondere so, dass der Spannungsabfall am Potentiometer, bspw. ein Schleifpotentiometer, den zurückgelegten Kupplungspedalweg widerspiegelt mit der Folge, dass der Spannungsabfall proportional zum Kupplungspedalweg w ist. In anderen Fällen umfasst oder ist die Erfassungseinrichtung einen Positionssensor und ist dem Kupplungspedal ein hydraulischer Zylinder mit einem darin angeordneten Kolben zugeordnet, In diesem Fall ist der Verfahrweg des Kolbens ein Maß für den zurückgelegten Kupplungspedalweg.
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Die Vergleichseinheit kann eine elektronische Logikeinheit sein, bspw. mit einem Mikroprozessor bzw. einer CPU, und ist bspw. das Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs mit manuellem Getriebe, in dem die vorgeschlagene Vorrichtung zur Anwendung kommt bzw. das Verfahren abläuft. Der Zeitmesser kann ein elektronischer Zeitmesser sein, und zwar bspw. ein elektronischer Taktgeber wie insbesondere ein Quarzoszillator, der sich im Regelfall auf der gleichen Platine wie der Mikroprozessor befindet.
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Der Warnungsgeber bewirkt die Ausgabe eines akustischen und/oder optischen Signals und wird dabei von einer elektronischen Logikeinheit, bspw. dem Motorsteuergerät, getriggert, ein Signal an einen Lautsprecher und/oder an ein Display bzw. einer Anzeige, z. B. der Anzeige des Armaturenbretts, wie einem LED- oder OLED-Display, abzugeben.
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Die Warnmeldung kann als Hinweis an den Fahrer ausgestaltet sein, das Kupplungspedal loszulassen. Dadurch kann die Kupplung nicht rutschen, so dass die Reibbeläge sowie die Rückstellfeder in der Kupplung geschont werden. Die Warnmeldung kann zum Inhalt haben, dass der Fahrer dazu aufgefordert wird, seinen Fuß nicht auf dem Kupplungspedal abzustützen.
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In einer Ausgestaltung der Vorrichtung und des Verfahrens liegt der Vergleichswert zwischen 1 und 50%, insbesondere zwischen 2 und 10% eines maximalen Kupplungsweges.
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Demnach kann, wenn das Kupplungspedal auch im losgelassenen Zustand nicht mehr ganz in die Nulllage rückt, vermieden werden, dass fehlerhaft Warnmeldungen ausgegeben werden. In dem angegebenen Prozentbereich ist eine Toleranz des Kupplungspedalwegs sowie eines Wegsensors zum Erfassen des Kupplungspedalwegs bereits berücksichtigt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Zeitmesser ausgebildet, einen Zeitraum von 2 bis 10 Sekunden, insbesondere von 4 bis 8 Sekunden, zu messen bzw. wird das Verfahren derart lange betrieben.
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Dadurch wird erst eine Warnmeldung erst ausgegeben, wenn der Fahrer seinen Fuß bereits seit längerer Zeit auf dem Kupplungspedal abgelegt, ohne dass eine baldige Kupplungsbetätigung bevorsteht. In dem angegebenen Sekundenbereich ist eine absichtliche, bevorstehende Kupplungsbetätigung zumindest unwahrscheinlich.
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Entsprechend einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist als Warnungsgeber ein Display, insbesondere ein LED- oder OLED-Display und/oder ein Lautsprecher vorgesehen, sodass beim praktischen Einsatz der Vorrichtung die Warnmeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben wird.
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Die Warnmeldung kann demnach in Form eines Piktogramms bzw. Icons, das einen Fuß auf einem Pedal repräsentiert, und/oder in Textform ausgegeben werden.
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Die akustische Warnmeldung kann als gesprochener Text oder als Signalton, ggf. in Verbindung mit der Ausgabe auf dem Display, ausgegeben werden.
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Die beschriebene Vorrichtung sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Steuereinheit zur Steuerung einer Kupplung bzw. eines Displays oder eines Lautsprechers vorgesehen sein.
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Die Steuereinheit kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU), einen Arbeitsspeicher (RAM) sowie ein Speichermittel besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen gespeichert ist. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit das Kraftfahrzeug steuern kann.
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Zur Durchführung eines Verfahrens geeignet ist ein Computerprogramm, welches Programmcode-Mittel aufweist, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Das Computerprogramm kann mit einfachen Mitteln in bereits bestehende Steuereinheiten eingelesen und verwendet werden, um eine Kupplung bzw. ein Display bzw. einen Lautsprecher zu steuern.
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Hierfür vorgesehen ist ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann als auch Nachrüstoption in Steuereinheiten integriert werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Apparat zum Detektieren einer Kupplungsfehlbedienung aufweisend:
- – Mittel zum Erfassen eines Kupplungsweges,
- – Mittel zum Vergleichen des Kupplungspedalweges mit einem Vergleichswert,
- – Mittel zum Erfassen einer Zeit, welche seit Beginn einer Betätigung des Kupplungspedals verstrichen ist, und
- – Mittel zum Ausgeben einer Warnmeldung, wenn der Kupplungspedalweg über einen vorgegebenen Zeitraum größer war als der Vergleichswert.
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In einer Ausgestaltung des Apparats liegt der Vergleichswert zwischen 1 und 50%, insbesondere zwischen 2 und 10% eines maximalen Kupplungsweges liegt.
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In einer Ausgestaltung des Apparats der Vorrichtung ist der Zeitmesser ausgebildet bzw. ist im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, einen Zeitraum von 2 bis 10 Sekunden, insbesondere von 4 bis 8 Sekunden, zu messen.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Apparats wird die Warnmeldung optisch in einem Display ausgegeben.
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In einer Ausgestaltung des Apparats wird die Warnmeldung akustisch ausgegeben.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1: schematisch in einer perspektivischen Darstellung ein Cockpit eines Kraftfahrzeuges mit einem Lenkrad, einem Kupplungspedal einem Gaspedal und einem Bremspedal,
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2: in einem Graphen einen zeitlichen Verlauf eines Kupplungsweges, und
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3: ein Flussdiagramm eines Verfahrens, welches in einer Steuereinheit implementiert sein kann und ständig ablaufen kann.
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In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch ein Cockpit 1 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges, mit einem Lenkrad 2, einer Tachoeinheit 3 einem Kupplungspedal 4, einem Bremspedal 5 und einem Gaspedal 6. Das Kupplungspedal 4 ist in nicht dargestellter Weise mit einer Kupplung gekoppelt, so dass beim Niedertreten des Kupplungspedals 4 die Kupplung geöffnet und beim Loslassen des Kupplungspedals 4 die Kupplung geschlossen wird.
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An dem Kupplungspedal 4 ist ein Wegsensor 7 angeordnet, der dazu ausgestaltet ist, einen Kupplungsweg w zu erfassen. Dabei kann die Dimension des Kupplungswegs w prinzipiell als Winkel oder als Wegstrecke von einem Punkt auf dem Pedal angegeben sein. Der Wegsensor 7 ist signalübertragend mit einer Steuereinheit 8 verbunden. die Steuereinheit 8 ist dazu ausgestaltet, ein von dem Wegsensor 7 ausgegebenes Signal zu erfassen und einer Betätigung des Kupplungspedals zuzuordnen. Weiterhin ist die Steuereinheit 8 dazu ausgestaltet, den Kupplungsweg w über einen Zeitraum zu erfassen und diesen mit Vergleichswerten zu vergleichen.
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Das Kupplungspedal 4 ist so ausgestaltet, dass es in eine Nulllage zurückehrt, wenn es nicht betätigt wird. In der Nulllage sei der Kupplungsweg w gleich Null.
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In der in 1 dargestellten Lage ist das Kupplungspedal 4 nicht vollständig in die Nulllage zurückgerückt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Fahrer seinen Fuß auf dem Kupplungspedal 4 ablegt.
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Es ist vorgesehen, dass in einem Display 9 und ggf. in einem Lautsprecher 10 ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn der Kupplungspedalweg w über einen Zeitraum dt einen vorgegebenen Vergleichswert w1 überschreitet. Der Vergleichswert w1 liegt dabei knapp über der Nulllage. Der Zeitraum dt kann 2 bis 10 Sekunden, insbesondere 4 bis 8 Sekunden lang sein.
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2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Kupplungswegs w von einem Beginn eines Auskuppelvorgangs t0 bzw. von einem Beginn seit Betätigung der Kupplung bis zur Ausgabe eines Warnsignals zum Zeitpunkt t. Man erkennt, dass w1 nahe an der Nulllage liegt. Es kann daraus geschlossen werden, dass das Kupplungspedal nicht absichtlich nur mit einem geringen Weg w betätigt ist, sondern dass der Fuß des Fahrers versehentlich auf dem Kupplungspedal 4 abgelegt ist. Die nur teilweise Betätigung kann sich unter Umständen negativ auf den Verschleiß der Kupplung auswirken. Aus diesem Grunde ein Warnsignal ausgegeben, wenn der Kupplungsweg w den vorgegebenen Vergleichswert w1 über einen Zeitraum dt überschreitet, die Kupplung also nicht vollständig geschlossen ist.
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Ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens ist in 3 dargestellt. Nach einem Start 11 wird in einem Schritt 12 der Kupplungspedalweg w erfasst. In einer Abfrage 13 wird abgefragt, ob der Kupplungspedalweg w größer ist als ein Vergleichswert w1. Lautet die Antwort auf die Abfrage 13 „Nein” (N), kann das Verfahren in einem Schritt 14 beendet werden. Lautet die Antwort „Ja”, wird in einem Schritt 15 abgefragt, ob die Zeit t – t0 seit Beginn einer Betätigung einen vorgegebenen Zeitraum dt überschritten hat. Die Zeit t sei dabei die aktuelle Zeit. Der Beginn der Betätigung t0 sei der Zeitpunkt, an dem das Kupplungspedal 4 aus der Nulllage ausgerückt wurde oder seit es aus einer vollständig durchgetretenen Lage zurück in Richtung der Nulllage bewegt wurde. Lautet die Antwort auf die Abfrage 15 „Nein”, kann das Verfahren in Schritt 14 beendet werden. Lautet die Antwort „Ja”, kann in einem Schritt 16 ein Warnsignal ausgegeben werden. Dies kann optisch über das Display 9 und/oder akustisch über den Lautsprecher 10 erfolgen.
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Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Cockpit
- 2
- Lenkrad
- 3
- Tachoeinheit
- 4
- Kupplungspedal
- 5
- Bremspedal
- 6
- Gaspedal
- 7
- Sensor
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Display
- 10
- Lautsprecher
- 11
- Start
- 12
- Schritt
- 13
- Abfrage
- 14
- Ende
- 15
- Abfrage
- 16
- Schritt
- 17
- Erfassungseinrichtung
- 18
- Vergleichseinheit
- 19
- Zeitmesser
- 20
- Warnungsgeber
- t0
- Beginn einer Kupplungsbetätigung
- t
- aktuelle Zeit
- w
- Kupplungspedalweg
- w1
- Vergleichswert
- wges
- maximaler Kupplungspedalweg
