DE10154792A1

DE10154792A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10154792A1
Application number: DE10154792A
Authority: DE
Inventors: Klaus Henneberger; Klaus Kuepper; Martin Eckert; Mario Jung; Juergen Gerhart; Bernhard Boll; Thomas Jaeger
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2002-09-05
Also published as: FR2817307B1; ITMI20012486A1; FR2817307A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung und/oder eines Getriebes insbesondere eines Kraftfahrzeuges.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung oder Verhinde rung einer Anschleppoperation bei mit einem automatisierten Schaltgetriebe und/oder einer automatisierten Kupplung ausgerüsteten Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei mit automatisierten Schaltgetrieben ausgerüsteten Fahrzeugen wird der Gangwechsel in der Regel halbautomatisch ausgeführt. Dabei entscheidet der Fahrer nach eigenem Ermessen oder durch eine Schaltempfehlung angeregt, ob er hoch- oder zurückschaltet. Ausgelöst wird dann die Hoch- oder Rückschaltung durch Drücken eines Schalthebels in die gewünschte Richtung.

Bei einer automatisierten Kupplung wird beim Gangwechsel das Motormoment reduziert, sobald der Fahrer vom Gas geht, und verstellt die "Momentennachfüh rung" die Kupplung somit automatisch ein Stück in Richtung "Öffnen". Beim Erkennen des Schaltwunsches ist die Kupplung daher bereits teilweise geöffnet, so dass die gegenüber einer hydraulischen Aktorik reduzierte Stellgeschwindig keit ausreicht, um die Kupplung auch bei schnellen Gangwechseln rechtzeitig vollständig auszukoppeln.

Gemäß der Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll, wenn der Motor eines mit einem automatischen Schaltgetriebe und/der einer automatisierten Kupplung ausgerüsteten Fahrzeuges ausfällt, eine Anschleppoperation ausgeführt werden oder soll eine ungewollte Anschleppoperation bei einer Schaltabsichtserkennung verhindert werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, das eine An schleppoperation eines mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgerüsteten Fahrzeuges sowohl bei stehendem Fahrzeug wie auch bei einem fahrenden Fahrzeug auf Grund bestehender Kriterien zuverlässig ausgeführt werden kann.

Gleichzeitig kann gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung verhindert wer den, dass sich ein beispielsweise an einem Berg stehendes Fahrzeug ungewollt in Bewegung setzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen gehen aus den Unteran sprüchen hervor.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang, wobei das Fahrzeug einen Betätigungsaktuator zur Betätigung der Kupplung aufweist, der von einer Steuereinheit anhand von Steuersignalen gesteuert wird, wobei zumindest im Notbetrieb ein Überdrehen des Fahrzeugmotors vermieden werden soll.

Derartige Kraftfahrzeuge sind gemäß der EP 0909673 bekannt geworden. In der EP 0909673 wird bei Ausfall des Kupplungsscheibendrehzahlsignales die Dreh zahl des Motors verwendet, die bei Überschreiten einer Drehzahlgrenze mit Abstand zur Höchstdrehzahl dazu führt, daß die Kupplung geöffnet wird. Wird hingegen das Fahrzeug angeschleppt, kann es dazu führen, daß die Motordreh zahl so stark steigt, da die Motorbeschleunigung sehr groß ist, daß dennoch die Motordrehzahl die Grenzdrehzahl und die Maximaldrehzahl überschreitet. In diesem Falle würde der Motor zerstört werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das den Stand der Technik verbessert und ein Fahrzeug schafft, das ein Überdrehen des Mo tors sicher verhindert.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Motordrehbeschleunigung dn_mot/dt vergli chen wird mit Grenzwerten der Motordrehbeschleunigung, wobei daraus erkannt wird, ob der Motor das Fahrzeug antreibt oder das Fahrzeug den Motor an schleppt und anschließend berechnet wird, ob innerhalb eines nächsten Zeitin tervalls die aktuelle Motordrehzahl gemäß der aktuellen Motordrehbeschleuni gung und der aktuellen Motordrehzahl sich soweit erhöht, daß ein Grenzwert der Motordrehzahl überschritten wird, wobei in diesem Falle die Kupplung zumindest teilweise ausgerückt wird.

Vorteilhaft ist es, wenn der erste Grenzwert der Motordrehbeschleunigung gebil det wird gemäß:

WP1 = (M_MOT + M_Kupp)/J_KFZ,

wobei dies gilt, wenn die Getriebedrehzahl n_get größer ist als die Motordrehzahl n_mot, mit M_MOT = dem Motordrehmoment, M_KUPP = dem von der Kupplung über tragbaren Drehmoment und J_KFZ dem Massenträgheitsmoment des Antrieb strangs des Kraftfahrzeugs.

Zweckmäßig ist es, wenn der zweite Grenzwert der Motordrehbeschleunigung gebildet wird gemäß:

WP2 = (M_MOT - M_KUPP)/J_KFZ,

wobei dies gilt, wenn die Getriebedrehzahl n_get kleiner ist als die Motordrehzahl n_mot, mit M_MOT = dem Motordrehmoment, M_KUPP = dem von der Kupplung über tragbaren Drehmoment und J_KFZ dem Massenträgheitsmoment des Antrieb strangs des Kraftfahrzeugs.

Auch ist es zweckmäßig, wenn eine Ersatzdrehzahl errechnet wird, die zum Vergleich mit dem Grenzwert der Motordrehzahl herangezogen wird, wobei die Ersatzdrehzahl abhängig ist von der aktuellen Motordrehzahl nmot, der Motor drehbeschleunigung dn_mot/dt und einer Verzögerungszeit t_verz oder Δt.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Ersatzdrehzahl derart berechnet wird, daß aufgrund der Motordrehzahl und der Motordrehbeschleunigung und der Verzöge rungszeit die Ersatzdrehzahl bestimmt wird und verglichen wird, ob die Ersatz drehzahl einen oberen Grenzwert für die Motordrehzahl erreichen würde.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Kupplung im Falle, daß die Ersatzdreh zahl den Grenzwert erreichen würde und den Fall, daß das Fahrzeug den Motor schleppt, ausgerückt wird.

Im folgenden werden die Erfindungen deren Ausgestaltungen im Zusammen hang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Anschleppoperation bei einem stehenden Fahrzeug;

Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Anschleppoperation bei einem fahrenden Fahrzeug;

Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung einer ungewollten Anschleppoperation bei einem stehenden Fahrzeug;

Fig. 4a, b ein Diagramm zum langsamen Schließen der Kupplung beim Übergang vom Neutralgang zum Abschleppen;

Fig. 5a, b ein Diagramm zum schnellen Öffnen der Kupplung, wenn beim Anschleppen eine Schaltabsichtserkennung vorliegt;

Fig. 6a, b ein Diagramm zum langsamen Schließen der Kupplung beim Übergang: Neutralgang → Anschleppen → Schaltabsichtserkennung → Anschleppen und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges.

Gemäß Fig. 1 werden einem Steuergerät 1 eines mit einem automatisierten Schaltgetriebe 2 ausgerüsteten Fahrzeuges an einem Eingang 11 ein Signal "Fahrzeug steht", an einem Eingang 12 ein Signal "Zündung eingeschaltet" an einem Eingang 13 ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Drive" oder an einem Eingang 14 ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Manuell" und an einem Eingang 15 ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Rückwärts" zugeführt.

Das Steuergerät 1 erkennt diese Signale und erzeugt an einem Ausgang 18 ein Signal "Gang 1 einlegen", wenn das Fahrprogramm "Sport" bzw. "Econo my" eingeschaltet ist, oder ein Signal "Gang 2 einlegen", wenn das Fahrpro gramm "Winter" eingeschaltet ist und wenn die Signale an den Eingängen 11 ("Fahrzeug steht"), 12 ("Zündung eingeschaltet") und 13 ("Getriebewahlschal ter in Stellung Drive") vorliegen.

Das Signal "Gang 1 einlegen" wird am Ausgang 18 bei dem Fahrprogramm "Sport" bzw. "Economy" erzeugt, wenn am Eingang 11 das Signal "Fahrzeug steht", am Eingang 12 das Signal "Zündung eingeschaltet" und am Eingang 14 das Signal "Getriebewahlschalter in Stellung manuell" anliegen.

Schließlich wird am Ausgang 18 ein Signal "Rückwärtsgang einlegen" erzeugt, wenn am Eingang 11 das Signal "Fahrzeug steht", am Eingang 12 das Signal "Zündung eingeschaltet" und am Eingang 15 das Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Rückwärts" anliegen.

Wenn durch das automatische Schaltgetriebe 2 der entsprechende Gang ein gelegt wurde, wird ein Signal "Gang eingelegt" einem Kupplungsaktor 3 einer automatisierten Kupplung zugeführt, der die Kupplung schließt. Durch eine von außen auf das Fahrzeug in der entsprechenden Fahrtrichtung vorwärts bzw. rückwärts einwirkende Kraft, die beispielsweise durch die an einem Berg be stehende Hangabtriebskraft oder durch ein abschleppendes Fahrzeug durch ein Zugseil aufgebracht wird, wird das Fahrzeug in Bewegung gesetzt. Dabei wird auch über die geschlossene Kupplung der Motor angetrieben, wobei er bei Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl anspringt.

Gemäß Fig. 2 wird nun eine Anschleppoperation bei fahrendem Fahrzeug erläutert. An dem Eingang 11' des Steuergeräts 1 liegt dabei ein Signal "Fahr zeug fährt" an. Am Eingang 12' liegt das Signal "Zündung eingeschaltet" an. Gemäß dem Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Neutral" am Eingang 13' wurde der Getriebewahlschalter in die Stellung Neutral geschaltet. Der Fahrer legt nun eine der Rollrichtung entsprechende Getriebewahlschalterstellung ein, wobei am Eingang 14' das Signal "Getriebewahlschalterstellung eingeschaltet" erzeugt wird. Das Steuergerät 1 erzeugt nun am Ausgang 18' aufgrund der Signale an den Eingängen 11', 12', 13' und 14' das Signal "Gang einlegen", gemäß dem ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechender Gang vom Schaltgetriebe 2 eingelegt wird. Nach dem Einlegen des Ganges wird aufgrund des Signales "Gang eingelegt" die Kupplung durch den Kupplungsaktor 3 ge schlossen. Durch die Trägheit des Fahrzeuges, eventuell unterstützt durch eine von außen in Rollrichtung aufgebrachte Kraft, wird durch den einsetzen den Kraftschluß der Motor des Fahrzeuges in Bewegung gesetzt. Beim Über schreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl springt der Motor an.

Im folgenden wird gemäß Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung erläutert, gemäß der ein unerwünschtes Anschleppen bei einer Schaltab sichtserkennung verhindert wird.

Wenn beispielsweise ein Fahrzeug an einem mehr oder weniger steilen Berg steht, der Motor ausgeschaltet ist, die Zündung eingeschaltet ist und keine Bremse betätigt ist, kann beim kurzen Antippen des Gangschalthebels der Motor auf Grund einer durch eine Schaltabsichtserkennungseinrichtung 4 feh lerhaft erkannten Schaltabsicht in der im Zusammenhang mit der in Fig. 1 erläuterten Weise ungewollt anspringen.

Um dies zu verhindern wird erfindungsgemäß eine Differenzierung vorgenom men, ob man in den Zustand des Anschleppens aus dem Zustand Neutralgang oder Schaltabsichtserkennung kommt. Um dies auszuführen wird der jeweils letzte Zustand gespeichert. Dabei können folgende Möglichkeiten auftreten.

1. Beim Übergang vom Zustand "Neutralgang" zum Zustand "Anschleppen" wird gemäß den Fig. 4a und 4b eine Wartezeit t1-t2 gewartet und dann werden der Kupplungsaktor 2 betätigt und die Kupplung langsam geschlossen. Statt einer Wartezeit können auch verschieden schnelle Rampen verwendet werden, wobei eine erste Rampe beispielsweise sehr langsam verläuft bzw. die Kupplung daraufhin sehr langsam geschlossen wird und eine zweite Rampe lediglich langsam verläuft und die Kupplung daraufhin langsam geschossen wird.
2. Beim Übergang vom Zustand "Schaltabsichtserkennung" zum Zustand "Anschleppen" wird nicht gewartet und die Kupplung wird beim Betätigen des Kupplungsaktors 2 schnell geschlossen.
3. Beim einfachen oder mehrfachen Übergang vom Zustand "Neutralgang" zum Zustand "Anschleppen" und von diesem zum Zustand "Schaltabsichtser kennung" und von diesem zum Zustand "Anschleppen", was einem Anschlep pen aus dem Zustand "Neutral" heraus mit Schaltabsichtsprellen entspricht, wird die Kupplung gemäß den Fig. 6a und 6b durch den Kupplungsaktor 2 trotz des Überganges vom Zustand "Schaltabsichtserkennung" zum Zustand "Anschleppen" mit Wartezeit langsam geschlossen. Dies wird mit einer Verrie gelung so realisiert, dass das Schaltabsichtsprellen nach einem Übergang vom Zustand "Neutralgang" zum Zustand "Anschleppen" innerhalb einer bestimm ten Zeit "Übergang" vom Zustand "Absichtserkennung" zum Zustand "An schleppen" keine Wirkung hat.

Ein schnelles Schließen der Kupplung wird ausserdem in den folgenden Situa tionen nicht ausgeführt, da diese Situationen nicht als sicherheitskritisch ange sehen werden:

1. "Zündung ausgeschaltet" (Eingang 14") und "Betriebsbremse einge schaltet" (Eingang 13")
2. "Zündung ausgeschaltet" (Eingang 14") und "keine Betriebsbremse" (Eingang 13")
3. "Zündung eingeschaltet" (Eingang 14") und "Betriebsbremse einge schaltet" (Eingang 13")

Bei den oben beschriebenen Operationen kann das Problem entstehen, dass in der Situation "Zündung eingeschaltet", "Motor ausgeschaltet", beim Stehen des Fahrzeuges im Ebenen dann, wenn keine Betriebsbremse eingeschaltet ist und ein Gang mit mehrmaliger Schaltabsichtserkennung langsam herausgezo gen wird, Aktorgeräusche auf Grund des schnellen Öffnens und Schließens der Kupplung hörbar sind. Dies führt zu ungewollten Komforteinbußen. Mit den vorhandenen Signalen kann diese Situation nicht von der Situation "ungewoll tes Anschleppen am Berg" unterschieden werden. Aus diesem Grunde kann zur Lösung dieses Problems wie folgt verfahren werden.

1. Das schnelle Schließen der Kupplung wird ebenfalls mit einer Wartezeit von z. B. 300 Millisekunden verbunden. Dies hat den Vorteil, das ein Toggeln der Schaltabsichtserkennung innerhalb dieser Zeit kein Schließen der Kupp lung durch den Kupplungsaktor 2 und somit keine störenden Kupplungsgeräu sche zur Folge hat. Diese Wartezeit muß jedoch so gewählt werden, dass ein Anschleppen am Berg trotzdem nicht möglich ist.
2. Nach dem Einschalten der Zündung wird innerhalb einer vorbestimmten Zeit, die z. B. 3 sec. beträgt, kein schnelles Schließen der Kupplung zugelas sen. Wenn der Fahrer innerhalb dieser Zeit den Schalthebel mit Toggeln lang sam bewegt, kann ein ungewünschtes Kupplungsgeräusch auf Grund des langsamen Schließens der Kupplung verhindert werden. Das Signal "Zündung eingeschaltet" kann für eine gewisse Zeit als Fahrererkennung gewertet wer den. In dieser Zeit kann daher eine sicherheitskritische Situation ausgeschlos sen werden.
3. Eine weitere Möglichkeit zur Lösung der oben genannten Probleme besteht darin, dass die Schwellen für die Schaltabsichtserkennung in Abhän gigkeit von der Situation verändert werden, d. h., dass bei stehendem Motor die Schwellen dahingehend verändert werden, dass eine Schaltabsicht später bzw. schwieriger erkannt wird. Bei laufendem Motor werden die Sehwellen dagegen nicht verändert. Eine Schaltabsicht wird daher früher bzw. leichter erkannt.

In der elektronischen Kupplungssteuerung stehen 4 Parameter zur Verfügung, um die Schaltabsichtserkennung zu verändern:

1. Offset der PT-1 Strategie: Wird dieser Parameter vergrößert so wird die Schaltabsicht nach der PT-1 Strategie schwieriger erkannt.
2. Filterzeitkonstante der PT-1 Strategie: Eine Vergrößerung der Filterzeit konstante hat zur Folge, dass die Schaltabsicht zwar länger aber dafür später erkannt wird.
3. Auslöseschwelle für Differenzwegstrategie: Wenn der Differenzweg zwischen dem Sensor am Getriebe und dem Sensor am Schalthebel eine vorgegebene Auslöseschwelle überschreitet, wird die Schaltabsicht erkannt. Eine Vergrößerung hat demnach zur Folge, das die Schaltabsicht später bzw. schwieriger erkannt wird.
4. Hysterese für Differenzwegstrategie: Wenn die Schaltabsicht nach der Differenzwegstrategie bereits erkannt wurde, wird der Schwellenwert für die weitere Erkennung der Schaltabsicht um eine bestimmte Hysterese verringert. Somit wird ein Toggeln der Schaltabsicht verhindert. Beispielsweise beträgt die Differenzwegschwelle 50 Ink. Hysterese = 10 Ink. Bei diesem Schwellenwert wird die Schaltabsicht erkannt, sobald der Differenzweg < 50 ist. Die Schaltab sicht wird nicht mehr erkannt, wenn der Differenzweg < 40 ist. Eine Vergröße rung der Hysterese hat demnach eine Verlängerung der Schaltabsicht zur Folge.

Die oben erläuterten 4 Parameter können in beliebigen Kombinationen dahingehend verändert werden, dass die Schaltabsicht später bzw. schwieriger erkannt wird.

Dabei erscheinen insbesondere die folgende Kombination sinnvoll. Der Offset der PT-1 Strategie wird erhöht, so dass die Schaltabsicht nach dieser Strategie bei stehendem Fahrzeug nur äußerst schwer erkannt wird. Weiterhin wird die Schwelle für die Differenzwegstrategie erhöht, wobei die Hysterese ebenfalls erhöht wird, so dass die Schaltabsicht zwar viel schwieriger erkannt wird, an schließend aber durch die hohe Hysterese erhalten bleibt.

Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor 101 mit einer Kupplung 102 und einem Getriebe 103 im Antriebs strang. Weiterhin ist ein Differential 104, sind Abtriebswellen 105 und von den Abtriebswellen angetriebene Räder 106 dargestellt. An den Rädern können nicht dargestellte Drehzahlsensoren angeordnet sein, welche die Drehzahlen der Räder detektieren. Diese Raddrehzahlsensoren dienen der Erfassung oder Berechnung der Getriebeeingangsdrehzahl. Liegt ein Sensorfehler vor oder liegen diese Signale nicht vor, so kann seitens der Steuereinheit in einen Notbe trieb geschaltet werden. Liegen alle regulären Signale vor, so liegt der normale Betrieb vor. Die Drehzahlsensoren können auch zu anderen Elektronikeinheiten funktional zugehören, wie beispielsweise einem Antiblockiersystem (ABS). Aus zumindest einer Raddrehzahl kann mittels einer Steuereinheit 107 zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Getriebedrehzahl bestimmt wer den. Die Antriebseinheit 101, kann auch als Hybridantrieb mit beispielsweise einem Elektromotor, einem Schwungrad mit Freilauf und einer Verbrennungs kraftmaschine ausgestaltet sein. Die Kupplung 102 ist als Reibungskupplung ausgestaltet, wobei sie auch beispielsweise als Magnetpulverkupplung, Lamel lenkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüberbrückungskupplung oder als eine andere Kupplung ausgestaltet sein kann. Die Reibungskupplung kann auch als eine einen Verschleiß nachstellende selbsteinstellende Kupplung ausgebildet sein.

Die Vorrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes 103 umfaßt eine Steuereinheit 107 und einen von der Steuereinheit 107 ansteuerbaren Aktuator 108. Ebenso kann die Steuereinheit 107 einen Aktuator 111 ansteuern, zur automatisierten Betätigung der Kupplung 102. In der Fig. 7 ist eine Steuerein heit 107 und einen schematisch dargestellten Aktuator 108 zu erkennen. Die Steuereinheit 107 kann als integrierte Steuereinheit ausgebildet sein, welche die Steuerung oder Regelung beispielsweise der Kupplung und des Getriebes durchführt. Weiterhin kann auch eine Motorelektronik in der Steuereinheit integ riert sein. Ebenso kann die Ansteuerung der Kupplung und des Getriebes, re spektive der Aktuatoren 107, 111 zur Betätigung der Kupplung und des Getriebes von unterschiedlichen Steuereinheiten durchgeführt werden. Ebenso ist es mög lich, daß die Steuereinheiten von Kupplung, Getriebe und/oder Motorsteuerung getrennt angeordnet sind und über Daten- und/oder Signalleitungen miteinander kommunizieren. Weiterhin stehen die Steuereinheiten oder Elektronikeinheiten mit Sensoren in Signalverbindung, die der Steuereinheit oder den Steuereinhei ten die Betriebsparameter des aktuellen Betriebspunktes übermitteln. Ebenso ist es möglich, daß die Steuereinheit alle benötigten Informationen über Datenlei tungen oder einen Datenbus, wie beispielsweise CAN-Bus, erhält.

Die Steuereinheit 107 ist mit einer Computereinheit ausgestattet um die einge henden Signale und Systemgrößen empfangen, verarbeiten, abspeichern, ab rufen und weiterleiten zu können. Weiterhin generiert die Steuereinheit Steuer größen und/oder Signale zur Ansteuerung von Aktuatoren zur Betätigung, sowie zur Weiterleitung an andere Elektronikeinheiten.

Die Kupplung 102 ist auf ein Schwungrad 102a montiert oder mit diesem ver bunden. Das Schwungrad kann als einteiliges Schwungrad oder als geteiltes Schwungrad mit Primärmasse und Sekundärmasse ausgestaltet sein, wobei zwischen den Einzelschwungmassen, wie beispielsweise zwischen der Primär masse und der Sekundärmasse, eine Torsionsschwingungsdämpfungsein richtung angeordnet ist. Weiterhin kann ein Anlasserzahnkranz 102b an dem Schwungrad angeordnet sein. Die Kupplung weist eine Kupplungsscheibe 102c mit Reibbelägen und eine Druckplatte 102d sowie ein Kupplungsdeckel 102e und eine Tellerfeder 102f auf. Die selbsteinstellende Kupplung weist zusätzlich noch Mittel auf, welche eine Verstellung und ein Verschleißnachstellung erlau ben, wobei ein Sensor, wie Kraft- oder Wegsensor oder Verdrehwinkelsensor vorhanden ist, welcher eine Situation detektiert, in welcher eine Nachstellung aufgrund beispielsweise von Verschleiß notwendig ist und bei einer Detektion auch selbsttätig durchgeführt wird.

Die Kupplung wird mittels eines Ausrückers 109 beispielsweise mit einem Aus rücklager 110 betätigt. Die Steuereinheit 107 steuert den Aktuator 111 an, wel cher die Betätigung der Kupplung durchführt. Die Betätigung des Ausrückers kann elektromotorisch, elektrohydraulisch, wie beispielsweise druckmittelbetätigt, wie hydraulisch oder mittels eines anderen Betätigungsmechanismus erfolgen.

Der Ausrücker 109 mit Ausrücklager 110 kann als Zentralausrücker ausgebildet sein, der koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist und mittels Beauf schlagung beispielsweise der Tellerfederzungen der Kupplung die Kupplung ein- und ausgerückt. Der Ausrücker kann aber auch als mechanischer Ausrücker ausgestaltet sein, welcher ein Ausrücklager oder ein vergleichbares Element betätigt, beaufschlagt oder bedient.

Der Aktuator 108 betätigt insbesondere mit seinem zumindest einen Ausgangs- oder Betätigungselement oder mit mehreren Ausgangs- oder Betätigungsele menten das Getriebe 103 zum Schalten und/oder Wählen. Die Ansteuerung der Schait und/oder Wählbetätigung hängt von der Bauart des Getriebes ab.

Es sind insbesondere Getriebe mit einer zentralen Schaltwelle zu betrachten, bei welchen ein Schalt- oder Wählvorgang durch eine axiale Betätigung oder eine Betätigung in Umfangsrichtung der zentralen Schaltwelle, respektive umgekehrt erfolgt. Ein Aktuator betätigt beispielsweise mit einem Betätigungselement die axiale Betätigung der zentralen Schaltwelle und mit einem anderen Betäti gungselement die Betätigung der Welle in Umfangsrichtung. Dabei kann die Schaltbewegung in Umfangsrichtung erfolgen und die Wählbetätigung in axialer Richtung oder umgekehrt.

Weiterhin sind Getriebe mit zwei Wellen zu betrachten, bei welchen jeweils eine Welle zum Schalten und einer Welle zum Wählen der Getriebeübersetzung vorhanden sind, wobei beide Wellen in Umfangsrichtung betätigt werden um einen Schaltvorgang oder einen Wählvorgang durchzuführen.

Ebenso sind Getriebe mit Schaltstangen zu betrachten, bei welchen die Schalt stangen in axialer Richtung betätigt werden um mit einem Schaltvorgang eine Getriebeübersetzung zu schalten, wobei ein Wählvorgang durch die Auswahl der betätigten Schaltstange erfolgt.

Die Wellen oder Schaltstangen stellen getriebeinterne Schaltelemente dar oder die Wellen betätigen solche innerhalb des Getriebes bei einer Betätigung. Der Aktuator 108 betätigt direkt oder indirekt getriebeinterne Schaltelemente zum Einlegen, Herausnehmen oder Wechseln von Gangstufen oder Übersetzungs stufen, wie eine zentrale Schaltwelle, Wellen oder Schaltstangen oder andere Schaltelemente.

Die Steuereinheit 107 ist über die Signalverbindung 112 mit dem Aktuator 108 verbunden, so daß Steuersignale und/oder Sensorsignale oder Betriebszu standssignale ausgetauscht, weitergeleitet oder abgefragt werden können. Wei terhin stehen die Signalverbindung 113 und 114 zur Verfügung, über welche die Steuereinheit mit weiteren Sensoren oder Elektronikeinheiten zumindest zeitwei se in Signalverbindung stehen. Solche anderen Elektronikeinheiten können beispielsweise die Motorelektronik, eine Antiblockiersystemelektronik oder eine Antischlupfregelungselektronik sein. Weitere Sensoren können Sensoren sein, die allgemein den Betriebszustand des Fahrzeuges charakterisieren oder detek tieren, wie zum Beispiel Drehzahlsensoren des Motors oder von Rädern, Dros selklappenstellungssensoren, Gaspedalstellungssensoren oder andere Senso ren. Die Signalverbindung 115 stellt eine Verbindung zu einem Datenbus her, wie beispielsweise CAN-Bus, über welchen Systemdaten des Fahrzeuges oder anderer Elektronikeinheiten zur Verfügung gestellt werden können, da die Elekt ronikeinheiten in der Regel durch Computereinheiten miteinander vernetzt sind.

Ein automatisiertes Getriebe kann derart geschaltet werden oder einen Gang wechsel erfahren, daß dies von dem Fahrer des Fahrzeuges initiiert wird, in dem er mittels beispielsweise eines Schalters, eines Tasters oder einer anderen Ge triebewahleinrichtung 140 ein Signal zum herauf- oder herunterschalten gibt. Weiterhin könnte auch ein Signal zur Wahl des nächsten einzulegenden Ganges gegeben werden. Entsprechend kann auch mittels eines elektronischen Schalt hebels ein Signal zur Verfügung gestellt werden, in welchen Gang das Getriebe schalten soll.

In einem anderen Getriebeprogramm kann eine automatisierte Betätigung des Getriebes gewählt werden, so daß die Wahl des aktuellen Ganges in Abhängig keit von den Betriebsparametern durchgeführt wird und gegebenenfalls ein Schaltvorgang automatisiert eingeleitet wird. Ein automatisiertes Getriebe kann aber auch mittels beispielsweise Kennwerten, Kennlinien oder Kennfeldern und auf der Basis von Sensorsignalen bei gewissen vorbestimmten Punkten einen Gangwechsel selbständig durchführen, ohne daß der Fahrer einen Gangwechsel veranlassen muß.

Weiterhin kann beispielsweise eine Neutralposition N eingestellt werden, in wel cher keine Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang vorliegt. Weiterhin kann eine Parkstellung P gewählt werden, in welcher eine Parksperre realisiert wird. Diese Parkstellung kann auch automatisch gewählt werden, wenn beispielsweise der Zündschlüssel 151 aus dem Zündschloß ab gezogen wird und der Betriebszustand des Fahrzeuges dies erlaubt. Beispiels weise sei ein Abziehen des Zündschlüssels bei hohen Geschwindigkeiten ge nannt, wobei in dieser Situation eine Parksperre nicht automatisiert eingelegt werden sollte.

Die Getriebewahleinheit, wie Schalt- oder Wählhebel, 140 kann somit auf einen Bereich M, wie manuelle fahrerseitige Gangwahl, einen Bereich D, wie automa tische Gangwahl zum Fahrbetrieb, einen Bereich P, wie Parksperre, und/oder einen Bereich N; wie Neutralstellung, eingestellt werden. Weiterhin kann über beispielsweise Schalter oder einen Hebel ein manuelles Schalten eingeleitet werden. Im Falle einer automatisierten Kupplung mit manuell schaltbarem Ge triebe ist der Schalthebel manuell in die jeweiligen den Gängen zugeordneten Positionen zu betätigen.

Das Fahrzeug ist vorzugsweise mit einem elektronischen Gaspedal 123 oder Lasthebel ausgestattet, wobei das Gaspedal 123 einen Sensor 124 ansteuert, mittels welchem die Motorelektronik 120 beispielsweise die Kraftstoffzufuhr, Zündzeitpunkt, Einspritzzeit oder die Drosselklappenstellung über die Signallei tung 121 des Motors 101 steuert oder regelt. Das elektronische Gaspedal 123 mit Sensor 124 ist über die Signalleitung 125 mit der Motorelektronik 120 signal verbunden. Die Motorelektronik 120 ist über die Signalleitung 122 mit der Steu ereinheit 107 in Signalverbindung. Weiterhin kann auch eine Getriebesteuer elektronik 130 in Signalverbindung mit den Einheiten 107 und 120 stehen. Eine elektromotorische Drosselklappensteuerung ist hierfür zweckmäßig, wobei die Position der Drosselklappe mittels der Motorelektronik angesteuert wird. Bei solchen Systemen ist eine direkte mechanische Verbindung zum Gaspedal nicht mehr notwendig oder zweckmäßig.

Das Fahrzeug verfügt weiterhin über eine Motorstarteinrichtung 150, welche ausgehend von einem fahrerseitigen Motorstartversuch mittels beispielsweise einer Betätigung des Zündschlüssels 151 im Zündschloß eine Motorelektronik und einen Anlasser ansteuert zum Starten und/oder Anlassen des Motors.

Zur Steuerung der Kupplung wird von der Steuereinheit anhand der vorliegenden Sensorsignale bzw. der von anderen Steuereinheiten zur Verfügung gestellter Signale ein Steuersignal generiert, mittels welchem ein Aktuator zum Betätigen, wie ein- oder ausrücken der Kupplung, angesteuert wird. Gemäß der vorliegen den Erfindung wird anhand der Signale erkannt, ob das Fahrzeug von dem Mo tor angetrieben wird oder ob der Motor durch das Fahrzeug angeschleppt wird.

Dabei soll zumindest im Notbetrieb oder im normalen Betrieb des Kraftfahrzeu ges ein Überdrehen des Fahrzeugmotors vermieden werden, indem die Motor drehbeschleunigung dn_mot/dt verglichen wird mit Grenzwerten der Motordrehbe schleunigung. Dazu wird die Motordrehbeschleunigung verglichen mit Werten WP1 = (M_MOT + M_KUPP)/J_KFZ bzw. WP2 = (M_MOT - M_KUPP)/J_KFZ und es wird von der Steuereinheit bestimmt, welchem Wert WP1 Oder WP2 die aktuelle Motor drehbeschleunigung näher kommt. Eine entsprechende Zuordnung erfolgt dann zu der Betriebssituation, die dem WPx-Wert entspricht. Der Wert WP1 steht für die Betriebssituation, in der Motor angeschleppt wird und der Wert WP2 ent spricht dem Wert, welcher der Betriebssituation des das Fahrzeuges antreiben den Betriebssituation zugeordnet wird. Liegt nun der aktuelle Wert der Drehbe schleunigung näher an WP1 als an WP2, so wird seitens der Steuereinheit an genommen, daß der Motor angeschleppt wird bzw. umgekehrt. Bei den oben genannten Formeln gilt: M_MOT = dem Motordrehmoment, M_KUPP = dem von der Kupplung übertragbaren Drehmoment und J_KFZ dem Massenträgheitsmoment des Antriebstrangs des Kraftfahrzeugs.

Anschließend kann berechnet werden, ob innerhalb eines nächsten Zeitintervalls Δt die aktuelle Motordrehzahl n_mot gemäß der aktuellen Motordrehbeschleuni gung dn_mot/dt sich soweit erhöht oder erhöhen könnte, daß ein Grenzwert der Motordrehzahl n_grenz überschritten wird oder überschritten werden würde, wobei in diesem Falle die Kupplung zumindest teilweise automatisieret gesteuert aus gerückt wird.

Dabei wird eine Ersatzdrehzahl n_Ersatz errechnet, die zum Vergleich mit dem Grenzwert n_grenz der Motordrehzahl herangezogen wird, wobei die Ersatzdreh zahl abhängig ist von der aktuellen Motordrehzahl, der Motordrehbeschleunigung und einer Verzögerungszeit gebildet wird, beispielsweise gemäß:

N_Ersatz = n_mot + dn_mot/dt.Δt.

Nach Berechnung der Ersatzdrehzahl kann diese mit einem Grenzwert für die Motordrehzahl verglichen werden, wobei bei Überschreiten der Ersatzdrehzahl über den Grenzwert die Kupplung zumindest teilweise ausgerückt werden würde. Dies kann gemäß der Erfindung dann erfolgen, wenn zuvor das Anschleppen des Motors durch das Fahrzeug mittels des Vergleiches mit den Motordrehbe schleunigungen festgestellt wurde.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmals kombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Verfahren zur Ausführung oder Verhinderung einer Anschleppoperation bei mit einem automatischen Schaltgetriebe und/oder einer durch einen Kupplungsaktuator betätigbaren automatisierten Kupplung ausgerüsteten Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät in Abhängig keit von an seinen Eingängen anliegenden Signalen ein Signal zum Ein legen eines Ganges erzeugt, wobei bei durch das Schaltgetriebe einge legtem Gang der Kupplungsaktuator die Kupplung einrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät ein Signal zum Einlegen des ersten Ganges erzeugt, wenn ein ei nem Fahrprogramm "Sport" bzw. "Economy" entsprechendes Signal vor liegt und am Steuergerät ein Signal "Fahrzeug steht", ein Signal "Zün dung eingeschaltet" und ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Drive" anliegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät ein Signal zum Einlegen des zweiten Ganges erzeugt, wenn ein ei nem Fahrprogramm "Winter" entsprechendes Signal vorliegt und am Steuergerät ein Signal "Fahrzeug steht", ein Signal "Zündung einge schaltet" und ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Drive" anliegen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät ein Signal zum Einlegen des ersten Ganges erzeugt, wenn ein ei nem Fahrprogramm "Sport" bzw. "Economy" entsprechendes Signal vor liegt und am Steuergerät ein Signal "Fahrzeug steht", ein Signal "Zün dung eingeschaltet" und ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung "Manuell" anliegen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät ein Signal zum Einlegen des Rückwärtsganges erzeugt, wenn am Steuergerät ein Signal "Fahrzeug steht", ein Signal "Zündung eingeschal tet" und ein Signal "Getriebewahlschalter in Stellung Rückwärts" anliegen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer gerät in Signal zum Einlegen eines der Fahrzeuggeschwindigkeit entspre chenden Ganges erzeugt, wenn an ihm ein Signal "Fahrzeug fährt", ein Signal "Zündung eingeschaltet", ein Signal "Getriebewahlschalter in Stel lung Neutral" und ein Signal "Getriebewahlschalterstellung eingeschaltet" anliegen und wenn ein Fahrer entsprechend der Rollrichtung des Fahr zeuges eine Getriebewahlschalterstellung einlegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen eines Signales "Motor ausgeschaltet", eines Signa les "Zündung eingeschaltet" und eines Signales "keine Bremse" am Steuergerät zur Verhinderung eines ungewollten Anschleppens geprüft wird, ob ein dem Zustand "Neutralgang" entsprechendes Signal oder ein durch eine Schaltabsichtserkennungseinrichtung erzeugtes Signal "Schaltabsicht" vorliegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch den Kupplungsaktuator langsam geschlossen wird, wenn ein Signal "Neutralgang" vorliegt und zum Zustand "Anschleppen" übergegangen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch den Kupplungsaktuator schnell geschlossen wird, wenn ein Signal "Schaltabsicht" vorliegt und wenn zum Zustand "Anschleppen" überge gangen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch den Kupplungsaktuator nach Ablauf einer Wartezeit langsam ge schlossen wird, wenn ein Signal "Neutralgang" vorliegt und zum Zustand "Anschleppen" übergegangen wird, dann ein Signal "Schaltabsicht" durch die Schaltabsichtserkennungseinrichtung ermittelt wird und danach wie der zum Zustand "Anschleppen" übergegangen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Schließen der Kupplung durch den Kupplungsaktuator verhindert wird, wenn am Steuergerät ein Signal "Zündung ausgeschaltet" und ein Signal "Bremse eingeschaltet" vorliegen.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Schließen der Kupplung durch den Kupplungsaktuator verhindert wird, wenn am Steuergerät ein Signal "Zündung ausgeschaltet" und ein Signal "keine Bremse eingeschaltet" vorliegen.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Schließen der Kupplung durch den Kupplungsaktuator verhindert wird, wenn am Steuergerät ein Signal "Zündung eingeschaltet" und ein Signal "Bremse eingeschaltet" vorliegen.

14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stehen des Fahrzeuges im Ebenen, wenn ein Gang mit mehrmaliger Schaltab sichtserkennung herausgenommen wird und daher mehrmals am Steuer gerät ein Signal "Schaltabsicht" erzeugt wird, ein schnelles Schließen der Kupplung durch den Kupplungsaktuator erst nach Ablauf einer Wartezeit erfolgt, die so gewählt wird, dass ein Anschleppen am Berg trotzdem nicht möglich wäre.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Warte zeit etwa 300 Millisekunden beträgt.

16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stehen des Fahrzeuges im Ebenen, wenn ein Gang mit mehrmaliger Schaltab sichtserkennung herausgenommen wird und daher mehrmals am Steuer gerät ein Signal "Schaltabsicht" erzeugt wird, nach dem Vorliegen eines Signales "Zündung ein" ein schnelles Schließen der Kupplung durch den Kupplungsaktuator innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht zuge lassen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit spanne etwa 3 Sekunden beträgt.

18. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal "Schaltabsicht" durch die Schaltabsichtserkennungseinrichtung bei ste hendem Motor mit einer Verzögerung erzeugt wird.

19. Kraftfahrzeug mit einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang, wo bei das Fahrzeug einen Betätigungsaktuator zur Betätigung der Kupplung aufweist, der von einer Steuereinheit anhand von Steuersignalen gesteu ert wird, wobei zumindest im Notbetrieb ein Überdrehen des Fahrzeug motors vermieden werden soll, indem die Motordrehbeschleunigung dn_mot/dt verglichen wird mit Grenzwerten der Motordrehbeschleunigung, wobei daraus erkannt wird, ob der Motor das Fahrzeug antreibt oder das Fahrzeug den Motor anschleppt und anschließend berechnet wird, ob in nerhalb eines nächsten Zeitintervalls die aktuelle Motordrehzahl gemäß der aktuellen Motordrehbeschleunigung sich soweit erhöht, daß ein Grenzwert der Motordrehzahl überschritten wird, wobei in diesem Falle die Kupplung zumindest teilweise ausgerückt wird.

20. Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Grenzwert der Motordrehbeschleunigung gebildet wird gemäß:
WP1 = (M_MOT + M_KUPP)/J_KFZ, mit
M_MOT = dem Motordrehmoment, M_KUPP = dem von der Kupplung übertragbaren Drehmoment und J_KFZ dem Massenträgheitsmo ment des Antriebstrangs des Kraftfahrzeugs

21. Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Grenzwert der Motordrehbeschleunigung gebildet wird gemäß:
WP2 = (M_MOT - M_KUPP)/J_KFZ, mit
M_MOT = dem Motordrehmoment, M_KUPP = dem von der Kupplung übertragbaren Drehmoment und J_KFZ dem Massenträgheitsmo ment des Antriebstrangs des Kraftfahrzeugs

22. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Ersatzdrehzahl errechnet wird, die zum Vergleich mit dem Grenzwert der Motordrehzahl herangezogen wird, wobei die Er satzdrehzahl abhängig ist von der aktuellen Motordrehzahl, der Motordreh beschleunigung und einer Verzögerungszeit.

23. Kraftfahrzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersatz drehzahl derart berechnet wird, daß aufgrund der Motordrehzahl und der Motordrehbeschleunigung und der Verzögerungszeit die Ersatzdrehzahl bestimmt wird und verglichen wird, ob die Ersatzdrehzahl einen oberen Grenzwert für die Motordrehzahl erreichen würde.

24. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kupplung im Falle, daß die Ersatzdrehzahl den Grenzwert erreichen würde und den Fall, daß das Fahrzeug den Motor schleppt, ausgerückt wird.