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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer manuellen Lastschaltkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Es sind bereits Kraftfahrzeugvorrichtung bekannt, die eine automatisierte Kupplung, eine Aktuatorik für die Kupplung und eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweisen, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die Aktuatorik in Abhängigkeit von einer Kupplungstemperatur anzusteuern.
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Aus der
DE 10 2008 021 984 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer manuellen Lastschaltkupplung, einem Temperatursensor zur Erfassung einer Kupplungstemperatur, einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Bestimmung der Kupplungstemperatur mittels des Temperatursensors, und einer visuellen, akustischen und/oder haptischen Signalisierungseinheit bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Kundenzufriedenheit zu steigern. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 und ein Verfahren entsprechend dem Anspruch 5 gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer manuellen Lastschaltkupplung, einem Temperatursensor zur Erfassung einer Kupplungstemperatur, einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Bestimmung der Kupplungstemperatur mittels des Temperatursensors, und einer visuellen, akustischen und/oder haptischen Signalisierungseinheit.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, einen Fahrer mittels der Signalisierungseinheit bei Überschreiten einer vordefinierten Kupplungstemperatur zu warnen. Dadurch kann ein Kupplungsschutz für eine manuelle Schaltkupplung verbessert werden, wodurch eine Ausfallwahrscheinlichkeit gesenkt werden kann. Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung kann somit eine Kundenmobilität gesteigert werden, eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrer mit seinem Kraftfahrzeug aufgrund einer defekten Lastschaltkupplung liegen bleibt, gesenkt werden, und eine Lebensdauer der Lastschaltkupplung erhöht werden. Insgesamt kann somit eine Kundenzufriedenheit gesteigert werden. Unter einer „manuellen Lastschaltkupplung” soll in diesem Zusammenhang eine Lastschaltkupplung verstanden werden, deren Betätigungskraft von einem Fahrer aufgebracht wird. Unter einer „manuellen Lastschaltkupplung” soll insbesondere nicht eine Kupplung verstanden werden, die einen Aktuator zur Betätigung aufweist, der von der Steuer- und/oder Regeleinheit für einen automatisierten Schaltvorgang oder Anfahrvorgang angesteuert werden kann. Unter einer ”Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bussystem, wie insbesondere ein CAN-Bussystem, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Steuer- und/oder Regeleinheit ein erster Temperaturgrenzwert hinterlegt ist, der kleiner ist als eine kritische Kupplungstemperatur, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwertes mittels der Signalisierungseinheit eine Warnung an den Fahrer auszugeben, und dass in der Steuer- und/oder Regeleinheit ein zweiter Temperaturgrenzwert hinterlegt ist, der kleiner ist als der erste Temperaturgrenzwert, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Unterschreiten des zweiten Temperaturgrenzwertes die Warnung an den Fahrer aufzuheben. Dadurch kann eine Bedingung für die Warnung an den Fahrer geschaffen werden, die eine zuverlässige Warnung vor einem Kupplungsausfall ermöglicht, wodurch dem Fahrer ausreichend Zeit zur Reaktion auf die Warnung gegeben werden kann. Zudem kann eine einfache Bedingung für das Aufheben der Warnung geschaffen werden. Das Aufheben der Warnung kann dabei grundsätzlich auch in Abhängigkeit von anderen Bedingungen erfolgen, wie insbesondere nach einer definierten Zeitspanne oder besonders vorteilhaft in Abhängigkeit von einer Differenzdrehzahl in der Lastschaltkupplung. Beispielsweise kann als weitere oder alternative Bedingung zum Aufheben der Warnung eine Differenzdrehzahl von Null definiert werden, d. h. die Warnung wird aufgehoben, wenn die Lastschaltschaltkupplung vollständig geschlossen ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Signalisierungseinheit eine Anzeigeeinheit aufweist und die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, als Warnung an den Fahrer eine Anzeige zu aktivieren, die den Fahrer zur Reduzierung eines Reibenergieeintrags in die Kupplung auffordert. Dadurch kann der Fahrer besonders einfach auf den drohenden Kupplungsausfall hingewiesen werden. Besonders bevorzugt wird der Fahrer gleichzeitig oder zeitlich verzögert durch ein akustisches Signal auf die Anzeige hingewiesen. Unter einer „Anzeige” soll dabei insbesondere eine grafische Textanzeige und/oder eine Anzeige eines vordefinierten Symbols verstanden werden.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit eine Überlastschutzfunktion aufweist, die dazu vorgesehen ist, zeitlich nach einer Warnung an den Fahrer einen Motoreingriff vorzunehmen. Dadurch kann der Reibenergieeintrag gesenkt werden, wodurch eine Wahrscheinlichkeit für einen Kupplungsausfall auch dann gesenkt werden kann, wenn der Fahrer nicht auf die Warnung mittels der Signalisierungseinheit reagiert. Unter einem „Motoreingriff” soll dabei insbesondere eine Vorgabe einer Maximaldrehzahl und/oder eines Maximalmoments durch die Steuer- und/oder Regeleinheit verstanden werden.
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Zudem wird ein Verfahren zum Betrieb einer Kraftfahrzeugvorrichtung vorgeschlagen, bei dem ein Temperatursensor eine Kupplungstemperatur einer manuellen Lastschaltkupplung erfasst und eine Steuer- und/oder Regeleinheit die Kupplungstemperatur mittels des Temperatursensors bestimmt, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit einen Fahrer mittels einer visuellen, akustischen und/oder haptischen Signalisierungseinheit beim Überschreiten einer vordefinierten Kupplungstemperatur warnt.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Die einzige 1 zeigt ein Diagramm für ein Verfahren zum Schutz einer manuellen Lastschaltkupplung einer Kraftfahrzeugvorrichtung. Die Kraftfahrzeugvorrichtung, die nicht näher dargestellt ist, umfasst die Lastschaltkupplung, einen Temperatursensor zur Erfassung einer Kupplungstemperatur 10 und eine Steuer- und Regeleinheit. Die manuelle Lastschaltkupplung ist als eine Reibkupplung ausgebildet. Sie umfasst Kupplungslamellen, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig miteinander in Kontakt gebracht werden. Zur Betätigung der Lastschaltkupplung umfasst die Kraftfahrzeugvorrichtung ein nicht näher dargestelltes Kupplungspedal, das von einem Fahrer betätigt werden kann. Mittels des Kupplungspedals kann eine der Kupplungslamellen, die als eine Anpressplatte ausgebildet ist, bewegt werden. Als Kupplungstemperatur wird von dem Temperatursensor eine Temperatur an der Oberfläche der als Anpressplatte ausgebildeten Kupplungslamelle erfasst, wobei der Temperatursensor die Kupplungstemperatur 10 direkt oder indirekt erfassen kann.
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Die Lastschaltkupplung dient zur Verbindung einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine mit einem nicht näher dargestellten Getriebe, welches zur Schaltung von Getriebegängen vorgesehen ist. Die Lastschaltkupplung stellt eine Anfahrfunktionalität bereit. Durch sukzessives Schließen der Lastschaltkupplung kann eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle auf eine Drehzahl 16 der Brennkraftmaschine beschleunigt werden. Die Lastschaltkupplung wird dabei schlupfend betrieben. Ein Reibenergieeintrag in die Lastschaltkupplung, von dem die Kupplungstemperatur 10 abhängt, hängt insbesondere von der Drehzahl 16 und einem Drehmoment der Brennkraftmaschine, welche der Fahrer über ein Fahrpedal vorgibt, und eine Zeitdauer, über die die Lastschaltkupplung schlupfend betrieben wird, ab. Beides wird direkt von dem Fahrer vorgegeben.
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Der Temperatursensor kann unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann der Temperatursensor die Kupplungstemperatur 10 direkt erfassen, indem er direkt die Temperatur der Kupplungslamellen erfasst. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass der Temperatursensor die Kupplungstemperatur 10 indirekt erfasst, indem er beispielsweise eine Temperatur eines Öls, das zur Kühlung der Lastschaltkupplung vorgesehen ist, erfasst. Die Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, die Kupplungstemperatur 10 mittels des Temperatursensors zu bestimmen. Insbesondere wenn der Temperatursensor die Kupplungstemperatur 10 indirekt erfasst, kann die Steuer- und Regeleinheit dazu vorgesehen sein, die Kupplungstemperatur 10 aus einem von dem Temperatursensor erfassten Messsignal zu berechnen.
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Ferner umfasst die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Signalisierungseinheit, die dazu vorgesehen ist, Warnungen 13 oder Hinweise an den Fahrer auszugeben. Die Signalisierungseinheit umfasst insbesondere eine Anzeigeeinheit, die dazu vorgesehen ist, die Warnungen 13 und Hinweise dem Fahrer visuell darzustellen. Die Anzeigeeinheit umfasst vorzugsweise ein Grafikdisplay, auf dem beliebige Texte und beliebige Symbole als Warnung 13 darstellbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeigeeinheit auch eine begrenzte Anzahl von Symbolen aufweisen, die zur Visualisierung der Warnung 13 oder des Hinweises beleuchtet werden. Ferner kann die Signalisierungseinheit einen Lautsprecher oder Tongenerator aufweisen, über den zusätzlich oder alternativ zu einer Anzeige der Warnung 13 auf der Anzeigeeinheit ein Tonsignal als Warnung 13 ausgegeben wird. Durch ein zusätzliches Tonsignal kann eine Aufmerksamkeit des Fahrers auf die auf der Anzeigeeinheit dargestellte Warnung 13 gelenkt werden. Ebenfalls denkbar ist, dass die Signalisierungseinheit dazu vorgesehen ist, dem Fahrer die Warnung 13 oder den Hinweise haptisch zu signalisieren, wie beispielsweise durch Vibration des Kupplungspedals.
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Die Lastschaltkupplung weist eine konstruktiv bedingte kritische Kupplungstemperatur 12 auf, bei der die Lastschaltkupplung irreversibel beschädigt werden kann. Die kritische Kupplungstemperatur 12 wird insbesondere erreicht, wenn an der Lastschaltkupplung eine hohe Reibleistung übertragen wird, während die Lastschaltkupplung schlupfend betrieben wird. Ein solcher Zustand kann beispielsweise auftreten, wenn der Fahrer bei einem Anfahren das Kupplungspedal über einen längeren Zeitraum schlupfend betätigt oder wenn ein zu hohes Motormoment vorliegt. Insbesondere während des Anfahrens überwacht die Steuer- und Regeleinheit mittels des Temperatursensors die Kupplungstemperatur 10.
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Die Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, bei Überschreiten einer vordefinierten Kupplungstemperatur den Fahrer mittels der Signalisierungseinheit zu warnen. Die vordefinierte Kupplungstemperatur ist dabei als ein erster Temperaturgrenzwert 11 in der Steuer- und Regeleinheit hinterlegt. Bei Überschreiten des ersten Temperaturgrenzwertes 11 gibt die Steuer- und Regeleinheit mittels der Signalisierungseinheit an den Fahrer die Warnung 13 aus, die den Fahrer auf die erhöhte Kupplungstemperatur 10 hinweist. Der erste Temperaturgrenzwert 11, der in der Steuer- und Regeleinheit hinterlegt ist, ist dabei so gewählt, dass die Warnung 13 ausgegeben wird, unmittelbar bevor die kritische Kupplungstemperatur 12 erreicht wird. Liegt beispielsweise die kritische Kupplungstemperatur 12, ab der ein Ausfall der Lastschaltkupplung zu befürchten ist, bei 400°C, kann als erster Temperaturgrenzwert 11 in der Steuer- und Regeleinheit eine Temperatur von 350°C hinterlegt werden.
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Weiter ist in der Steuer- und Regeleinheit ein zweiter Temperaturgrenzwert 14 hinterlegt. Bei Unterschreiten des zweiten Temperaturgrenzwerts 14 hebt die Steuer- und Regeleinheit die Warnung 13 an den Fahrer wieder auf. In dem in 1 dargestellten Diagramm liegt der zweite Temperaturgrenzwert 14 bei 300°C.
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Die Steuer- und Regeleinheit aktiviert als Warnung 13 insbesondere eine Anzeige der Anzeigeeinheit, die den Fahrer auffordert, einen Reibenergieeintrag zu reduzieren. Die Anzeige kann beispielsweise als eine Klartextanzeige in einem Multifunktionsdisplay ausgebildet sein. Mit der Anzeige im Klartext wird dem Fahrer signalisiert, dass die Kupplungstemperatur 10 zu hoch ist. Gleichzeitig wird der Fahrer aufgefordert, eine Stellung des Fahrpedals oder eine Stellung des Kupplungspedals zu verändern, um den Reibenergieeintrag in die Lastschaltkupplung zu senken.
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Weiter weist die Steuer- und Regeleinheit eine Überlastschutzfunktion auf, die dazu vorgesehen ist, zeitlich nach der Warnung 13 an den Fahrer einen Motoreingriff 15 vorzunehmen. Nachdem mittels der Signalisierungseinheit die Warnung 13 ausgegeben wurde, überwacht die Steuer- und Regeleinheit weiter die Kupplungstemperatur 10. Stellt die Steuer- und Regeleinheit mittels des Temperatursensors fest, dass die Kupplungstemperatur 10 trotz aktiver Warnung 13 weiter ansteigt, wird die Überlastschutzfunktion aktiviert. Eine in der Steuer- und Regeleinheit hinterlegte Zeitspanne 19, nach der die Überlastschutzfunktion aktiviert wird, kann beispielsweise zwei Sekunden betragen. Mittels des Motoreingriffs 15 beschränkt die Überlastschutzfunktion die Drehzahl 16 der Brennkraftmaschine. Innerhalb einer definierten Zeitspanne 20, wie beispielsweise vier Sekunden, wird die Drehzahl 16 der Brennkraftmaschine auf eine Leerlaufdrehzahl abgesenkt, sofern der Reibenergieeintrag nicht durch den Fahrer gesenkt wird.
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Mit dem Motoreingriff 15 und dem Absenken der Drehzahl 16 der Brennkraftmaschine sinkt der Reibenergieeintrag. Dadurch beginnt auch die Kupplungstemperatur 10 zu sinken. Sobald die Kupplungstemperatur 10 unter den zweiten Temperaturgrenzwert 14 fällt, werden die Warnung 13 und die Überlastschutzfunktion und damit der Motoreingriff 15 deaktiviert.
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Parallel zu der Warnung 13 kann die Steuer- und Regeleinheit weitere Überlastschutzfunktionen aufweisen, die dazu vorgesehen sind, einen Motoreingriff 17 zeitlich vor der Warnung 13 vorzunehmen. Beispielsweise können die Drehzahl 16 der Brennkraftmaschine und/oder das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch die weiteren Überlastschutzfunktionen beschränkt werden, wenn die Kupplungstemperatur 10 einen Temperaturgrenzwert 18 erreicht, der unterhalb des ersten Temperaturgrenzwerts 11 liegt und der sich grundsätzlich von dem zweiten Temperaturgrenzwert 14 unterscheiden kann. Dadurch kann ein Zeitpunkt, an dem der erste Temperaturgrenzwert 11 erreicht wird, hinausgezögert werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel aktiviert die Steuer- und Regeleinheit die weitere Überlastschutzfunktion nach einer Zeitspanne 21 von zwei Sekunden, nachdem die Kupplungstemperatur 10 den Temperaturgrenzwert 17 erreicht hat, wenn gleichzeitig eine Raddrehzahl von Null vorliegt, d. h. das Fahrzeug wird mit schleifender Lastschaltkupplung an einer Steigung gehalten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungstemperatur
- 11
- erster Temperaturgrenzwert
- 12
- kritische Kupplungstemperatur
- 13
- Warnung
- 14
- zweiter Temperaturgrenzwert
- 15
- Motoreingriff
- 16
- Drehzahl
- 17
- Motoreingriff
- 18
- Temperaturgrenzwert
- 19
- Zeitspanne
- 20
- Zeitspanne
- 21
- Zeitspanne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008021984 A1 [0003]
