WO2011026457A1 - Kupplungsaktor - Google Patents

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WO2011026457A1
WO2011026457A1 PCT/DE2010/000945 DE2010000945W WO2011026457A1 WO 2011026457 A1 WO2011026457 A1 WO 2011026457A1 DE 2010000945 W DE2010000945 W DE 2010000945W WO 2011026457 A1 WO2011026457 A1 WO 2011026457A1
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PCT/DE2010/000945
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Inventor
Martin Zimmermann
Johannes Moosheimer
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a clutch actuator and a method for controlling it for a multiple clutch in a multiple clutch transmission with a corresponding number of sub-drive trains.
  • dual-clutch or parallel-shift transmissions which have two sub-drive trains, which can be coupled in each case by means of a friction clutch to an internal combustion engine.
  • a circuit of such dual-clutch transmission takes place by the moment of the internal combustion engine is transferred in a so-called overlap of the friction clutches in slipping operation from one to the other part of the drivetrain in closed in both sub-drive trains, by the previously opened friction clutch is closed and the previously opened friction clutch is closed.
  • one of the two friction clutches must be opened to prevent blocking of the transmission and subsequently the drive wheels.
  • a clutch actuator for actuating a multiple clutch with at least two friction clutches consisting of at least two actuator modules, each with an electric motor and a disengagement mechanism driven by this, which acts on a respective friction clutch for their operation, and a higher-level control unit for activating and functional testing of the actuator modules and a higher-level control unit and actuator modules interconnecting data line and control lines between the parent control unit and each an actuator module for activation and safety shutdown of the actuator modules, which are guided for activation and safety shutdown via a single control line.
  • the multiple clutch is a double clutch with two
  • Friction clutches in each case an actuator module of the clutch actuator actuates one of the two friction clutches.
  • Each actuator module includes a control unit in which the signals for controlling the electric motor, for example, its commutation in the case of a brushless electronically commutated electric motor determined in this the rotational movement of the rotor detecting sensors such as Hall sensors and forwarded to the electric motor.
  • the control unit data, for example in the form of maps or mathematical functions, deposited, which deposits an assignment of the clutch to be transmitted via the friction clutch torque, which are constantly updated and adjusted to the physical changes of the friction clutch and the release mechanism.
  • a power electronics for operating the electric motor in the control eratti present so that the actuator module is independently capable of generating a necessary during a coupling process manipulated variable, output to the electric motor and monitor their implementation.
  • One of the actuator modules or all may include functional software that may include higher level functions such as monitoring functions, communication with other onboard power supplies, and the like.
  • the operating states of the individual actuator modules are exchanged via the data line.
  • corresponding monitoring modules can be provided which check the signals output to the electric motor for their plausibility. If a malfunction of an actuator module results from this monitoring module, for example if the current supply to the electric motor is faulty or defective, the electric motor is defective and therefore does not set a calculated travel, the control unit itself has failed or the like, a corresponding information is sent to the other actuator modules , which - to avoid impending jamming of the transmission - the remaining friction clutches, in the case of a double clutch open the second friction clutch. Therefore, there is a control of the functional actuator modules depending on the operating state of a dysfunctional actuator module.
  • an error signal can be transmitted via the data line to at least one further actuator module and at least one second actuator module can be operated in an emergency mode.
  • emergency mode the exclusive function of the still functional actuator modules and the suppression of the dysfunctional actuator module can be initiated.
  • the electric motor of the dysfunctional actuator module can be stopped immediately in its movement and the still functioning actuator modules cause the opening of their associated friction clutches, so that jamming of the transmission is excluded.
  • the actuator modules are advantageously connected in each case to a power supply of a vehicle electrical system and are put into operation when the vehicle is put into operation with a corresponding transmission and switched off again after the vehicle has been shut down. It has proven to be advantageous if the power supply permanently in the form of a supply line to the actuator modules and a connected, for example, with an ignition switch, a Zündschioss or other commissioning indicating switch control line is connected by means of a separate connector to the actuator modules, during the Operating the vehicle provides so much electrical energy, that in the event of a cable break or a drop in the plug of the supply line for the power supply, at least the control unit with their low power consumption on the Control line can be powered.
  • the redundant supply of the actuator modules can also be done in other ways, for example by means of double plug and cable routing.
  • the proposed actuator modules for so-called forcibly opened friction clutches which are closed in the relaxed state and pressed by means of an actuator module can be used.
  • the actuator modules can be designed to be self-holding, so that such a friction clutch only requires very small actuation forces in the opened state. Due to the mutual monitoring of the actuator modules for malfunctions, no self-opening of both friction clutches is necessary in the event of a malfunction. Rather, the malfunction is detected in time by the or the remaining actuator module and the associated friction clutch open, so that the possibly no longer functioning and therefore torque transmitting friction clutch is the only moment transmitting friction clutch and therefore the transmission can not jam.
  • the Aktor concept can be reduced and the associated electric motors are designed weaker. This can lead to a cost saving and smaller space requirement of the clutch actuator.
  • the two actuator modules are monitored by a higher-level control unit, wherein the two actuator modules are also equipped as so-called smart actuator modules equipped with their own processor units units.
  • the two actuator modules are also equipped as so-called smart actuator modules equipped with their own processor units units.
  • at least parts of a control and regulation of a friction clutch in the higher-level control unit and other parts of the control and regulation in the actuator units can be anchored as well as complete data processing for controlling and regulating the friction clutch in the higher-level control unit and in each case for an actuator module in the respective actuator module ,
  • monitoring functions for an actuator module in the other actuator module are implemented. In this way, independent of any possibly caused for example by a processor defect investigations of a malfunction by the actuator modules can be mutually monitored or checked.
  • the results of the function monitoring of the two actuator modules are monitored by the higher-level control unit. It is particularly advantageous if, in order to detect a malfunction, the two monitoring units in the higher-level control unit and in the respective actuator module are weighed against each other. For example, a malfunctioning tion can only be assessed as such, if both in the actuator unit and in the higher-level control unit a malfunction are determined for an affected actuator module.
  • a signal is output to a control unit provided for the transmission control, which interprets a gear which may be engaged in one of the friction clutches with the partial drive train assigned to the faulty actuator module.
  • the activation of the actuator modules for the driving operation by the higher-level control unit takes place after determining the proper function of the actuator modules by transmitting a control signal to them. If a malfunction of one or both actuator modules occurs during operation, a safety shutdown of the affected actuator module takes place by outputting a shutdown signal from the higher-level control unit to the actuator module. At the same time, the other actuator module can be switched by means of the data line in an emergency operation.
  • this control line is maintained in an operating state of the vehicle at a level "ON” .
  • the actuator modules can be controlled by the data line such as CAN bus in the end of the operating state, which is detected by switching off the ignition or other decommissioning significant signals of the vehicle from the parent control unit bring a predetermined end position. Thereafter, the level of the control line is set to "OFF", so that the output stages of the actuator modules are disabled.
  • the actuator modules remain energized in a preferred manner, so that in the actuator module relevant data, such as adaptation parameters, can be stored and a communication of the actuator module with the parent control unit is still possible.
  • the reaching of the end position is transmitted via the data line to the higher-order control unit by means of an acknowledgment signal.
  • the level of the control line is switched to "OFF".
  • Table 1 examples of the function of the clutch actuator in connection with the wiring of the actuator modules by means of a level on the only control line controlling the activation and the safety shutdown Table 1 shows various functions of the actuator module AM1, AM2, which each control a friction clutch K1, K2 of a dual clutch depending on the higher-level control unit ÜS.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a clutch actuator.
  • the figure shows schematically a clutch actuator 1 with two actuator modules 2, 3 and a higher-level control unit 4.
  • the higher-level control unit 4 controls the actuator modules via the data line 5, for example, part of a vehicle-wide data bus such as CAN bus or other bus systems such as LIN, MOST, FlexRAY or the like.
  • the clutch actuator 1 Independently of the data line 5, the clutch actuator 1 has in each case a further single control line 6 to each actuator module 2, 3, via which the actuator modules 2, 3 are activated and safety shutdowns of the actuator modules 2, 3 are performed, if by the higher-level control unit 4 a security risk or malfunction in one or both actuator modules 2, 3 is detected.
  • the actuator modules 2, 3 each have a control part 7 with a logic part and corresponding periphery, in which the control and commutation of the electric motors 8 takes place.
  • the control part 7 also records and processes data from a sensor system for detecting the movement of the electric motors or their actuating kinematics for the associated clutch, such as friction clutch. Furthermore, in the control part 7, the processing of the communication with the higher-level control unit 4 takes place.
  • Each actuator module 2, 3 has its own power supply 9, which is maintained independently of the operating state of the vehicle (for example, independent of KU 5).
  • the control part 7 controls the output stage 10 with preferably three phases via power electronics.
  • the electric motor 8 is an electronically commutated motor with Hall sensors whose signals are detected in the commutation unit of the control part 7.
  • the commutation signals are transmitted to the output stage 10, which supplies the electric motor 8 with electrical energy.
  • the control part 7 further comprises a position controller which, depending on a functional software that can be implemented in one of the two, in both actuator modules 2, 3 or in the higher-level control unit 4, corresponding control commands for the affected, by the electric motors 8 by means of an actuating kinematics such Release mechanism actuated friction clutch converts into electrical control signals and monitors a converted travel.
  • the actuator modules 2, 3 have the functional software and communicate via the data line 5, such as CAN bus, with further control units of the vehicle. The transmission of data of the functional software also takes place via the data line 5.
  • the control lines 6 fulfill the functions of activation of the actuator modules 2, 3
  • the actuator modules 2, 3 monitor each other for malfunction. For this purpose, in each actuator module 2, 3 a monitoring on several levels, each of which perform a monitoring routine and unlock the power amplifier 10 with proper function. If a malfunction is detected, the power amplifier 10 is turned off and converted over the data line 5 of the continuously updated operating status from normal mode to error mode, for example by an error bit is set.
  • the transmission of the operating state can qualitatively by sending an error message or quantitatively by the nature of the error is transmitted.
  • the higher-level control unit 4 reacts with a setting of the level of the control line of the affected actuator module to "OFF" and the other, not affected by the malfunction actuator module is controlled via the data line 5, for example, by the electric motor 8 regulated or unregulated energized and
  • the position controller can be accessed directly after the transmission of a malfunction in the other actuator module 2, 3 and / or a routine for emergency operation of the functional actuator module can be started
  • the functional part drive train can still be operated automatically with traction interruption and restricted gear selection in the functionally faulty partial drive train Routine or with a routine running in the functional software.
  • the two actuator modules 2, 3 are supplied by means of a power supply 9 with electrical energy from the electrical system of the vehicle.
  • the control line 6 controls the activation and deactivation of the actuator modules 2, 3 depending on a commissioning of the motor vehicle by setting the level to "ON.”
  • a failure of the power supply 9 for example due to a cable break, a fuse blowout or a drop in the plug the higher-level control unit via the data line 5 - in this case, by failure of the data communication with the affected actuator module 2, 3 a malfunction and switches the level of the affected control line to "OFF".

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktor (1) und ein Verfahren zu dessen Steuerung, der eine Mehrfachkupplung betätigt und hierzu über eine der Anzahl der Reibungskupplungen entsprechende Aktormodule (2,3) mit separaten Steuereinheiten (7) und einer übergeordneten Steuereinheit (4) sowie von diesen gesteuerten und mittels einer Ausrückmechanik auf die Reibungskupplungen einwirkenden Elektromotoren (8) verfügt. Um ein Verblocken der den Reibungskupplungen, insbesondere zwangsweise geschlossenen Reibungskupplungen, nachgeordneten Teilantriebssträngen bei einer Funktionsstörung eines Aktormoduls (2,3) zu begegnen, sind die Aktormodule (2,3) untereinander mit einer Datenleitung (5) und mittels jeweils einer Steuerleitung (6) mit der übergeordneten Steuereinheit (4) verbunden, die eine Überwachung der Aktormodule (2,3) und Gegenmaßnahmen erlaubt. Zur Minimierung der Anzahl der Leitungen mit entsprechenden Steckverbindungen werden die Funktion einer Steuerung der Aktormodule (2,3) durch die übergeordnete Steuereinheit (4) und die Funktion einer Sicherheitsabschaltung eines Aktormoduls (2,3) durch eine einzige Steuerleitung (6) dargestellt.

Description

KUPPLUNGSAKTOR
Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktor und ein Verfahren zu dessen Steuerung für eine Mehrfachkupplung in einem Mehrfachkupplungsgetriebe mit einer entsprechenden Anzahl von Teilantriebssträngen.
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Doppelkupplungs- oder Parallelschaltgetriebe bekannt, die über zwei Teilantriebsstränge verfügen, die jeweils mittels einer Reibungskupplung an eine Brennkraftmaschine ankoppelbar sind. Eine Schaltung derartiger Doppelkupplungsgetriebe erfolgt, indem bei in beiden Teilantriebssträngen eingelegtem Gang das Moment der Brennkraftmaschine in einer sogenannten Überschneidung der Reibungskupplungen bei schlupfendem Betrieb von einem auf den anderen Teilantriebsstrang übertragen wird, indem die zuvor geöffnete Reibungskupplung geschlossen und die zuvor geöffnete Reibungskupplung geschlossen wird. Während des Betriebs außerhalb einer Schaltung muss daher stets eine der beiden Reibungskupplungen geöffnet sein, um ein Verblocken des Getriebes und nachfolgend der Antriebsräder zu verhindern.
Bei einer unvorhergesehenen Funktionsstörung eines Kupplungsaktors muss daher Sorge getragen werden, dass keine Verblockung des Doppelkupplungsgetriebes auftritt. Hierzu werden beispielsweise speziell ausgestaltete Reibungskupplungen verwendet, die im entspannten Zustand geöffnet sind und mittels eines nicht selbsthaltenden Kupplungsaktors zugedrückt werden. Bei einer Funktionsstörung werden beide Aktormodule von der Bestromung abgeschnitten, so dass beide Reibungskupplungen öffnen. Wird infolge der Funktionsstörungen ein Aktormodul im geschlossenen oder schlupfenden Zustand der zugehörigen Reibungskupplung verklemmt, wird das Verklemmen des Getriebes durch das gleichzeitige Öffnen der anderen, funktionsfähigen Reibungskupplung vermieden. Der Kupplungsaktor mit den Aktormodulen muss dabei auf einen selbständig im stromlosen Zustand öffnenden Zustand nicht selbsthaltend ausgelegt werden, wodurch entsprechend große Aktorkräfte bereit gestellt werden müssen, wobei insbesondere Elektromotoren mit hoher Leistung und entsprechendem Bauraum verwendet werden müssen.
Aus der DE 10 2008 061 564 A1 ist hierzu ein Kupplungsaktor zur Betätigung einer
Mehrfachkupplung mit zumindest zwei Reibungskupplungen mit zwei Aktormodulen mit jeweils einem Elektromotor und einer von diesem angetriebenen Ausrückmechanik, die auf je- weils eine Reibungskupplung zu deren Betätigung einwirkt, sowie eine übergeordnete Steuereinheit zur Steuerung und Stromversorgung der Elektromotoren bekannt, bei der die Aktormodule untereinander mittels einer Datenleitung verbunden sind. Dabei erfolgt eine Steuerung der Aktormodule mittels einer Steuerleitung, die beide Aktormodule und eine übergeordnete Steuereinheit miteinander verbindet. Weiterhin sind beide Aktormodule und die übergeordnete Steuereinheit mittels eines übergreifenden Datenbusses (CAN-Bus) miteinander verbunden. Zur Ausbildung einer Sicherheitsabschaltung ist jede Endstufe eines Aktormoduls zusätzlich direkt mit der übergeordneten Steuereinheit verbunden. Eine derartige Beschaltung erfordert eine aufwendige Leitungsführung mit entsprechenden Steckkontakten.
Es ergibt sich die Aufgabe, einen Kupplungsaktor sowie ein Verfahren zu dessen Steuerung vorzuschlagen, die bei entsprechender Funktionalität mit einer geringeren Anzahl von Steuerleitungen und Steckkontakten auskommt.
Die Aufgabe wird durch einen Kupplungsaktor zur Betätigung einer Mehrfachkupplung mit zumindest zwei Reibungskupplungen bestehend aus zumindest zwei Aktormodulen mit jeweils einem Elektromotor und einer von diesem angetriebenen Ausrückmechanik, die auf jeweils eine Reibungskupplung zu deren Betätigung einwirkt, und einer übergeordneten Steuereinheit zur Aktivierung und Funktionsüberprüfung der Aktormodule sowie eine übergeordnete Steuereinheit und Aktormodule miteinander verbindende Datenleitung und Steuerleitungen zwischen der übergeordneten Steuereinheit und jeweils einem Aktormodul zur Aktivierung und Sicherheitsabschaltung der Aktormodule, wobei zur Aktivierung und Sicherheitsabschaltung über eine einzige Steuerleitung geführt sind.
In vorteilhafter Weise ist dabei die Mehrfachkupplung eine Doppelkupplung mit zwei
Reibungskupplungen, wobei jeweils.ein Aktormodul des Kupplungsaktors eine der beiden Reibungskupplungen betätigt. Jedes Aktormodul enthält eine Steuereinheit, in dem die Signale zur Steuerung des Elektromotors, beispielsweise dessen Kommutierung im Falle eines bürstenlosen elektronisch kommutierten Elektromotors aus in diesem die Drehbewegung des Rotors erfassenden Sensoren wie Hall-Sensoren ermittelt und an den Elektromotor weitergeleitet wird. Weiterhin sind in der Steuereinheit Daten, beispielsweise in Form von Kennfeldern oder mathematischen Funktionen, hinterlegt, die eine Zuordnung des Kupplungsweges zum über die Reibungskupplung zu übertragenden Moment hinterlegt, die laufend aktualisiert und an die physikalischen Änderungen der Reibungskupplung und der Ausrückmechanik ange- passt werden. Zudem ist eine Leistungselektronik zum Betrieb des Elektromotors in der Steu- ereinheit vorhanden, so dass das Aktormodul selbstständig in der Lage ist, eine während eines Kupplungsvorgangs notwendige Stellgröße zu erzeugen, an den Elektromotor auszugeben und deren Durchführung zu überwachen. Eines der Aktormodule oder alle können eine Funktionssoftware enthalten, die übergeordnete Funktionen wie Überwachungsfunktionen, Kommunikation mit weiteren Bordnetzgeräten und dergleichen enthalten kann.
In vorteilhafter Weise werden über die Datenleitung die Betriebszustände der einzelnen Aktormodule ausgetauscht. In jedem der Aktormodule können beispielsweise entsprechende Überwachungsmodule vorgesehen sein, die die an den Elektromotor ausgegebenen Signale auf ihre Plausibilität überprüfen. Ergibt sich aus diesem Überwachungsmodul eine Funktionsstörung eines Aktormoduls, beispielsweise wenn die Bestromung des Elektromotors fehlerhaft oder ausgefallen ist, der Elektromotor defekt ist und daher einen berechneten Stellweg nicht einstellt, die Steuereinheit selbst ausgefallen ist oder dergleichen, wird eine entsprechende Information an die anderen Aktormodule gesendet, die - um ein drohendes Verklemmen des Getriebes zu vermeiden - die restlichen Reibungskupplungen, im Falle einer Doppelkupplung die zweite Reibungskupplung öffnen. Es erfolgt daher eine Steuerung der funktionsfähigen Aktormodule abhängig vom Betriebszustand eines funktionsgestörten Aktormoduls. Dabei kann bei fortbestehender Funktionsstörung eines Aktormoduls ein Fehlersignal über die Datenleitung auf zumindest ein weiteres Aktormodul übertragen und zumindest ein zweites Aktormodul in einem Notbetrieb betrieben werden. Im Notbetrieb kann die ausschließliche Funktion des oder der noch funktionsfähigen Aktormodule und die Unterbindung des funktionsgestörten Aktormoduls eingeleitet werden. Dabei kann der Elektromotor des funktionsgestörten Aktormoduls in seiner Bewegung sofort gestoppt werden und die noch funktionsfähigen Aktormodule das Öffnen der ihnen zugeordneten Reibungskupplungen bewirken, so dass ein Verklemmen des Getriebes ausgeschlossen ist.
Die Aktormodule sind in vorteilhafter weise jeweils für sich an eine Spannungsversorgung eines Bordnetzes angeschlossen und werden bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs mit einem entsprechenden Getriebe in Betrieb gesetzt und nach Stillegung des Fahrzeugs wieder abgeschaltet. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Stromversorgung permanent in Form einer Versorgungsleitung an den Aktormodulen anliegt und eine beispielsweise mit einem Zündschalter, einem Zündschioss oder einer anderen die Inbetriebnahme anzeigenden Schalter verbundene Steuerleitung mittels eines getrennten Steckers an den Aktormodulen angeschlossen wird, die während des Betriebs des Fahrzeugs soviel elektrische Energie liefert, dass im Falle eines Kabelbruchs oder eines Abfalls des Steckers der Versorgungsleitung für die Stromversorgung zumindest die Steuereinheit mit ihrem geringen Strombedarf über die Steuerleitung mit Strom versorgt werden kann. Die redundante Versorgung der Aktormodule kann auch in anderer Weise, beispielsweise mittels doppelter Stecker- und Leitungsführung erfolgen.
In besonders vorteilhafter Weise können die vorgeschlagenen Aktormodule für sogenannte zwangsweise geöffnete Reibungskupplungen, die in entspanntem Zustand geschlossen und mittels eines Aktormoduls aufgedrückt werden, verwendet werden. Hierzu können die Aktormodule selbsthaltend ausgeführt werden, so dass eine derartige Reibungskupplung in geöffnetem Zustand nur sehr kleiner Betätigungskräfte bedarf. Infolge der gegenseitigen Überwachung der Aktormodule auf Funktionsstörungen ist bei einer Funktionsstörung kein Selbstöffnen beider Reibungskupplungen nötig. Vielmehr wird die Funktionsstörung von den oder dem verbleibenden Aktormodul rechtzeitig erkannt und die zugehörige Reibungskupplung geöffnet, so dass die gegebenenfalls nicht mehr funktionsfähige und daher Moment übertragende Reibungskupplung die einzige Moment übertragende Reibungskupplung ist und das Getriebe daher nicht verklemmen kann. Durch die im Gegensatz zu einer nicht selbsthaltenden zwangsweise zugedrückten Reibungskupplung geringeren Haltekräfte der im Fahrbetrieb offenen Reibungskupplung können die Aktorkräfte verringert und die dazu gehörigen Elektromotoren schwächer ausgelegt werden. Dies kann zu einer Kostenersparnis und geringerem Bauraumbedarf des Kupplungsaktors führen.
Die beiden Aktormodule werden durch eine übergeordnete Steuereinheit überwacht, wobei die beiden Aktormodule ebenfalls als sogenannte smarte Aktormodule mit eigenen Prozessoreinheiten ausgestattete Einheiten ausgestattet sind. Dabei können zumindest Teile einer Steuerung und Regelung einer Reibungskupplung in der übergeordneten Steuereinheit und andere Teile der Steuerung und Regelung in den Aktoreinheiten ebenso verankert sein wie eine komplette Datenverarbeitung zur Steuerung und Regelung der Reibungskupplung in der übergeordneten Steuereinheit und jeweils für ein Aktormodul in dem jeweiligen Aktormodul. In vorteilhafter Weise sind dabei Überwachungsfunktionen für ein Aktormodul im anderen Aktormodul implementiert. Auf diese Weise kann unabhängig von gegebenenfalls beispielsweise durch einen Prozessordefekt verursachte Ermittlungen einer Funktionsstörung durch die Aktormodule gegenseitig überwacht beziehungsweise überprüft werden. In gleichem Sinne werden die Ergebnisse der Funktionsüberwachungen der beiden Aktormodule durch das übergeordnete Steuergerät überwacht. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn zum Erkennen einer Funktionsstörung die beiden Überwachungseinheiten im übergeordneten Steuergerät und im jeweiligen Aktormodul gegeneinander abgewogen. So kann beispielsweise eine Funktionsstö- rung nur als solche bewertet werden, wenn sowohl in der Aktoreinheit als auch im übergeordneten Steuergerät eine Funktionsstörung für ein betroffenes Aktormodul ermittelt werden.
Weiterhin kann vorteilhaft sein, wenn im Notbetrieb ein Signal an eine für die Getriebesteuerung vorgesehene Steuereinheit ausgegeben wird, die einen gegebenenfalls in einem der Reibungskupplung mit dem störungsbehafteten Aktormodul zugeordneten Teilantriebsstrang eingelegten Gang auslegt.
Die Aktivierung der Aktormodule für den Fahrbetrieb durch die übergeordnete Steuereinheit erfolgt nach Feststellung der einwandfreien Funktion der Aktormodule durch Übertragung eines Steuersignals auf diese. Tritt während des Betriebs eine Funktionsstörung eines oder beider Aktormodule auf, erfolgt eine Sicherheitsabschaltung des betroffenen Aktormoduls durch Ausgabe eines Abschaltsignals von der übergeordneten Steuereinheit auf das Aktormodul. Gleichzeitig kann das andere Aktormodul mittels der Datenleitung in einen Notbetrieb geschaltet werden. Zur einfachen Übertragung der Signale zur Aktivierungsschaltung und Sicherheitsabschaltung über eine einzige Steuerleitung pro Aktormodul wird diese Steuerleitung in einem Betriebszustand des Fahrzeugs auf einem Pegel„ON" gehalten. Dies bedeutet, dass die Steuerleitung mit einer Spannung - einem Pegel - beaufschlagt wird, der von den Aktormodulen laufend überwacht wird. Auf diese Weise wird durch Schalten des Pegels das entsprechende Aktormodul aktiviert. Wird der Pegel„ON" infolge einer erkannten Funktionsstörung des Aktormoduls oder infolge eines Kabelbruchs oder eines Steckerabfalls am Aktormodul auf„OFF" gesetzt, leitet das Aktormodul entsprechende Notmaßnahmen ein, beispielsweise indem es die Reibungskupplung in einen sicheren Endzustand überführt, bei dem die Reibungskupplung je nach vorgegebenem Sicherheitskonzept geöffnet, geschlossen oder in ihrer aktuellen Lage gehalten wird, und/oder die Endstufe sofort oder anschließend abgeschaltet wird.
Leitet der Fahrer die Stilliegung des Fahrzeugs ein, können die Aktormodule bei Beenden des Betriebszustands, der durch ein Abschalten der Zündung oder andere für die Stilllegung signifikante Signale des Fahrzeugs von der übergeordneten Steuereinheit erkannt wird, die Reibungskupplungen gesteuert durch die Datenleitung wie CAN-Bus in eine vorgegebene Endposition bringen. Danach wird der Pegel der Steuerleitung auf„OFF" gesetzt, so dass die Endstufen der Aktormodule gesperrt werden. Die Aktormodule bleiben dabei in bevorzugter Weise bestromt, so dass im Aktormodul relevante Daten, beispielsweise Adaptionsparameter, gespeichert werden können und eine Kommunikation des Aktormoduls mit der übergeordneten Steuereinheit weiterhin möglich ist.
Nach dem erfinderischen Gedanken wird dabei das Erreichen der Endposition mittels eines Bestätigungssignals über die Datenleitung auf die übergeordnete Steuereinheit übertragen. Nach Erhalt des Bestätigungssignals wird dabei der Pegel der Steuerleitung auf„OFF" ge- schaltet.ln der nachfolgenden Tabelle 1 sind Beispiele für die Funktion des Kupplungsaktors in Verbindung mit der Beschaltung der Aktormodule mittels eines Pegels auf der einzigen die Aktivierung und die Sicherheitsabschaltung steuernden Steuerleitung dargestellt. Die Tabelle 1 gibt verschiedene Funktionen der Aktormodul AM1 , AM2, die jeweils eine Reibungskupplung K1 , K2 einer Doppelkupplung abhängig vom übergeordneten Steuereinheit ÜS steuern, wieder.
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Tabelle 1
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Darstellung eines Kupplungsaktors. Die Figur zeigt schematisch einen Kupplungsaktor 1 mit zwei Aktormodulen 2, 3 und einer übergeordneten Steuereinheit 4. Die übergeordnete Steuereinheit 4 steuert die Aktormodule über die Datenleitung 5, die beispielsweise Teil eines fahrzeugweiten Datenbusses wie CAN- Bus oder anderer Bussysteme wie LIN, MOST, FlexRAY oder dergleichen sein kann. Unabhängig von der Datenleitung 5 besitzt der Kupplungsaktor 1 jeweils eine weitere einzige Steuerleitung 6 zu jedem Aktormodul 2, 3, über die zum Einen die Aktormodule 2, 3 aktiviert werden und zum Anderen Sicherheitsabschaltungen der Aktormodule 2, 3 durchgeführt werden, wenn von der übergeordneten Steuereinheit 4 ein Sicherheitsrisiko oder eine Funktionsstörung in einem oder beiden Aktormodule 2, 3 erkannt wird.
Die Aktormodule 2, 3 weisen jeweils einen Steuerteil 7 mit einem Logikteil und entsprechender Peripherie auf, in dem die Steuerung und Kommutierung der Elektromotoren 8 erfolgt. Der Steuerteil 7 erfasst und bearbeitet weiterhin Daten einer Sensorik zur Erfassung der Bewegung der Elektromotoren beziehungsweise deren Betätigungskinematik für die zugeordnete Kupplung wie Reibungskupplung. Weiterhin findet in dem Steuerteil 7 die Verarbeitung der Kommunikation mit der übergeordneten Steuereinheit 4 statt. Jedes Aktormodul 2, 3 weist eine eigene Spannungsversorgung 9 auf, die unabhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs (beispielsweise unabhängig von KU 5) aufrechterhalten wird. Der Steuerteil 7 steuert die Endstufe 10 mit bevorzugt drei Phasen über eine Leistungselektronik.
Bei dem Elektromotor 8 handelt es sich um einen elektronisch kommutierten Motor mit Hall- Sensoren, deren Signale in der Kommutierungseinheit des Steuerteils 7 erfasst werden. Dabei werden die Kommutierungssignale an die Endstufe 10 übermittelt, die den Elektromotor 8 mit elektrischer Energie versorgt. Der Steuerteil 7 umfasst weiterhin einen Lageregler, der abhängig von einer Funktionssoftware, die in einem der beiden, in beiden Aktormodule 2, 3 oder in der übergeordneten Steuereinheit 4 implementiert sein kann, entsprechende Stellbefehle für die betroffene, von den Elektromotoren 8 mittels einer Betätigungskinematik wie Ausrückmechanik betätigten Reibungskupplung in elektrische Stellsignale umwandelt und einen umgesetzten Stellweg überwacht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Aktormodule 2,3 die Funktionssoftware auf und kommunizieren über die Datenleitung 5 wie CAN-Bus mit weiteren Steuereinheiten des Fahrzeuges. Die Übermittlung von Daten der Funktionssoftware erfolgt ebenfalls über die Datenleitung 5.
Die Steuerleitungen 6 erfüllen die Funktionen der Aktivierung der Aktormodule 2, 3
beispielsweise bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs und eine Sicherheitsabschaltung bei einer Funktionsstörung gemäß der Tabelle 1 , wobei die Pegel der Steuerleitungen 6 entsprechend auf„ON" oder„OFF" geschaltet werden.
Die Aktormodule 2, 3 überwachen sich gegenseitig auf Funktionsstörungen. Hierzu läuft in jedem Aktormodul 2, 3 eine Überwachung auf mehreren Ebenen, die jeweils für sich eine Überwachungsroutine durchführen und bei ordnungsgemäßer Funktion die Endstufe 10 freischalten. Wird eine Funktionsstörung ermittelt, wird die Endstufe 10 abgeschaltet und über die Datenleitung 5 der laufend aktualisierte Betriebsstatus vom Normalmodus auf Fehlermodus umgestellt, beispielsweise indem ein Fehlerbit gesetzt wird. Die Übertragung des Betriebszustands kann qualitativ durch Sendung einer Fehlermeldung oder quantitativ erfolgen, indem die Art des Fehlers übermittelt wird. Je nach übermittelter Fehlermeldung reagiert die übergeordnete Steuereinheit 4 mit einer Setzung des Pegels der Steuerleitung des betroffenen Aktormoduls auf„OFF" und das andere, nicht von der Funktionsstörung betroffene Aktormodul wird über die Datenleitung 5 gesteuert, beispielsweise indem der Elektromotor 8 geregelt oder ungeregelt bestromt und damit die diesem Aktormodul zugeordnete Reibungskupplung geöffnet wird. Zur Reaktion auf eine Funktionsstörung kann nach Übermittlung einer Funktionsstörung im anderen Aktormodul 2, 3 direkt auf den Lageregler zugegriffen und/oder eine Routine zum Notbetrieb des funktionsfähigen Aktormoduls gestartet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise nach dem Auslegen eines in dem funktionsfehlerbehafteten Teilantriebsstrang gegebenenfalls eingelegten Gangs der noch funktionsfähige Teilantriebsstrang automatisiert mit Zugkraftunterbrechung und beschränkter Gangauswahl betrieben werden. Die Steuerung der Reibungskupplung kann mittels der Routine oder mit einer in der Funktionssoftware ablaufenden Routine erfolgen.
Die beiden Aktormodule 2, 3 werden mittels einer Spannungsversorgung 9 mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz des Fahrzeugs versorgt. Die Steuerleitung 6 steuert die Aktivierung und Deaktivierung der Aktormodule 2, 3 abhängig von einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges durch Setzen des Pegels auf„ON". Bei einem Ausfall der Spannungsversorgung 9 beispielsweise bedingt durch einen Kabelbruch, ein Durchbrennen der Sicherung oder einen Abfall des Steckers erkennt die übergeordnete Steuereinheit über die Datenleitung 5 - in diesem Falle durch Ausbleiben der Datenkommunikation mit dem betroffenen Aktormodul 2, 3 eine Funktionsstörung und schaltet den Pegel der betroffenen Steuerleitung auf„OFF". Bezuqszeichenliste Kupplungsaktor
Aktormodul
Aktormodul
Steuereinheit
Datenleitung
Steuerleitung
Steuerteil
Elektromotor
Spannungsversorgung
Endstufe

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsaktor (1 ) für ein Fahrzeug zur Betätigung einer Mehrfachkupplung mit zumindest zwei Reibungskupplungen bestehend aus zumindest zwei Aktormodulen (2, 3) mit jeweils einem Elektromotor (8) und einer von diesem angetriebenen Ausrückmechanik, die auf jeweils eine Reibungskupplung zu deren Betätigung einwirkt, und einer übergeordneten Steuereinheit (4) zur Aktivierung und Funktionsüberprüfung der Aktormodule (2, 3) sowie einer die übergeordnete Steuereinheit (4) und die Aktormodule miteinander verbindende Datenleitung (5) und Steuerleitungen (6) zwischen der übergeordneten Steuereinheit (4) und jeweils einem Aktormodul (2, 3) zur Aktivierung und Sicherheitsabschaltung der Aktormodule (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass Signale zur Steuerung und Sicherheitsabschaltung über eine einzige Steuerleitung (6) geführt sind.
2. Kupplungsaktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (6) in einem Betriebszustand des Fahrzeugs auf einem Pegel„ON" gehalten wird.
3. Kupplungsaktor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei von der übergeordneten Steuereinheit (4) erkanntem Abschalten des Betriebszustands die Aktormodule (2, 3) die Reibungskupplungen in eine vorgegebene Endposition bringen.
4. Kupplungsaktor (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktormodule (2, 3) bei erkanntem Abschalten mittels der Datenleitung (5) gesteuert werden.
5. Kupplungsaktor (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der Endposition mittels eines Bestätigungssignals über die Datenleitung (5) auf die übergeordnete Steuereinheit (4) übertragen wird.
6. Kupplungsaktor (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuereinheit (4) nach Erhalt des Bestätigungssignals den Pegel der Steuerleitung (6) auf„OFF" schaltet.
7. Kupplungsaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch die übergeordnete Steuereinheit (4) erkannten Funktionsstörung zu- mindest eines Aktormoduls (2, 3) die übergeordnete Steuereinheit (4) den Pegel der Steuerleitung des betroffenen Aktormoduls (2, 3) auf„OFF" setzt.
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