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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Antriebsstranges
eines Fahrzeuges mit einer Antriebsmaschine, mit einer Getriebeeinrichtung
und mit einem Abtrieb gemäß der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 bzw. 2 näher definierten Art.
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Aus
der
DE 10 2006 018 791.1 ist
ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes bekannt, während
welchem ein vom Automatgetriebe tatsächlich bereitgestelltes
Abtriebsmoment bzw. das Getriebeausgangsmoment mit Hilfe eines Drehmomentsensors
gemessen wird. Das gemessene Abtriebsmoment wird mit Hilfe mindestens
einer den Fahrerwunsch repräsentierenden Eingangsgröße
plausibilisiert, um die Gesamtfunktion des Automatgetriebes zu überprüfen.
Wird festgestellt, dass das gemessene Abtriebsmoment auf Basis der
oder jeder den Fahrerwunsch repräsentierenden Eingangsgröße unplausibel
ist, werden die Schaltstrategie für das Automatgetriebe
und/oder der Schaltablauf des Automatgetriebes beeinflusst.
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Ein
Verfahren zum Betreiben von Komponenten eines Antriebsstranges ist
aus der
DE 10 2006 018 790.3 bekannt,
bei welchem auf Basis eines Antriebsstrangmodells eine theoretisch
zu erwartende Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs errechnet
wird. Zusätzlich wird mit Hilfe eines Längsbeschleunigungssensors
eine sich tatsächlich einstellende Längsbeschleunigung
des Kraftfahrzeugs gemessen und mit der errechneten Längsbeschleunigung
verglichen. Weicht die gemessene Längsbeschleunigung von
der errechneten Längsbeschleunigung um mehr als ein Grenzwert
ab, wird auf eine Fehlfunktion im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges geschlossen.
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Zur
Durchführung der beiden vorbeschriebenen Verfahren ist
jeweils ein Drehmomentsensor zur Ermittlung eines Getriebeausgangsmomentes
oder ein Beschleunigungssensor zur Bestimmung einer Fahrzeuglängsbeschleunigung
erforderlich, die einerseits die Herstellkosten von Automatgetrieben oder
Antriebssträngen von Fahrzeugen in unerwünschtem
Umfang erhöhen und deren Funktionsgüte mittels
entsprechender Einrichtungen jeweils zu überwachen ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Überwachen eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges
zur Verfügung zu stellen, mittels welchem eine Funktionsweise
eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges auf einfache und kostengünstige
Art und Weise überwachbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst.
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Bei
einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Überwachen eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges
mit einer Antriebsmaschine, einer Getriebeeinrichtung und einem
Abtrieb, wobei ein aktuell angeforderter Betriebszustand der Getriebeeinrichtung
durch eine damit korrespondierende Betätigung von Schaltelementen
der Getriebeeinrichtung dargestellt wird und bei Vorliegen einer Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner als ein Schwellwert eine Getriebeeingangsdrehzahl, eine
Abtriebsdrehzahl und eine Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine
ermittelt wird, wird bei Vorliegen einer Getriebeeingangsdrehzahl
kleiner als ein Schwellwert, einer Abtriebsdrehzahl kleiner als
ein Schwellwert und eine Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine größer
als ein Schwellwert eine Abweichung zwischen einem aktuellen Betriebszustand
der Getriebeeinrichtung und einem angeforderten Zustand der Getriebeeinrichtung
erkannt.
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Während
der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine Plausibilisierung der verfügbaren Drehzahl- oder
Geschwindigkeitsinformationen eines Antriebsstranges bzw. eines
Fahrzeuges, wie der Abtriebsdrehzahl der Getriebeeinrichtung, den
Raddrehzahlen oder den Radgeschwindigkeiten mittels eines Vergleichs
mit einer möglichen Fahrdynamik eines Fahrzeuges durchgeführt,
um bei stehendem Fahrzeug einen verspannten Antriebsstrang durch
eine Fehlfunktion im Bereich einer Getriebeeinrichtung ermitteln
zu können.
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Bei
einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Überwachen eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges
mit einer Antriebsmaschine, einer Getriebeeinrichtung und einem
Abtrieb, wobei ein aktuell angeforderter Betriebszustand der Getriebeeinrichtung
durch eine damit korrespondierende Betätigung von Schaltelementen
der Getriebeeinrichtung dargestellt wird und bei Vorliegen einer Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner als ein Schwellwert eine Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung
in Abhängigkeit verschiedener Betriebszustandsparameter mittels
eines Fahrzeugmodells ermittelt wird sowie eine Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung
in Abhängigkeit des Verlaufs der Abtriebsdrehzahl bestimmt
wird, wird bei Vorliegen einer Abweichung zwischen der Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung
und der Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung größer
als ein Schwellwert eine Abweichung zwischen einem aktuellen Betriebszustand
der Getriebeeinrichtung und einem angeforderten Betriebszustand
der Getriebeeinrichtung erkannt.
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Während
der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zur Überwachung eines Antriebsstranges ein Vergleich
einer momentanen Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung bzw. einer momentanen
Fahrdynamik, welche aus einem Fahrzeugsystem und vorzugsweise aus
einem Gradienten einer Abtriebsdrehzahl ermittelt wird, mit einer physikalisch
zu erwartenden Fahrzeugbeschleunigung bzw. einer Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung verglichen,
um die Verfügbarkeit eines Fahrzeugs im Fehlerfall zu erhöhen.
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Bei
beiden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens
stützt sich die Erkennung bzw. die Überwachung
eines Antriebsstranges auf eine Plausibilisie rung von Fahrzeugparametern
bzw. Betriebsparametern eines Fahrzeuges. So ist beispielsweise
bei unbetätigter Bremse, das heißt bei einem Bremsdruck
gleich Null und/oder bei unbetätigtem Bremslichtschalter,
und gleichzeitig betätigtem Gaspedal eine bestimmte Fahrzeuglängsbeschleunigung bzw.
eine bestimmte Abtriebsdrehzahlsteigerung zu erwarten. Ein derartiger
Betriebszustand ist vorzugsweise bei einer Abtriebsdrehzahl gleich
Null bzw. kleiner einem Schwellwert und einer Getriebeeingangsdrehzahl
gleich Null bzw. kleiner als ein Schwellwert gegeben, wenn die Antriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine des Antriebsstranges eine so genannte Stallspeed-Drehzahl
erreicht.
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Dabei
sind die Schwellwerte der Abtriebsdrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl
vorzugsweise größer als Null zu setzen, da systemimmanente
Fahrzeugvibrationen dazu führen, dass Einrichtungen zur
Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewisse Fahrzeuggeschwindigkeit
ermitteln und entsprechende Signale ausgeben, obwohl das Fahrzeug
sich im Stillstand befindet.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme
auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die
einzige Figur der Zeichnung zeigt ein stark verkürztes
Ablaufdiagramm zweier alternativer Varianten des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Überwachen eines Antriebsstranges eines
Fahrzeuges mit einer Antriebsmaschine, einer Getriebeeinrichtung
und einem Abtrieb.
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In
der Figur ist ein verkürztes Ablaufdiagramm einer ersten
Variante und einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Überwachen eines Antriebsstranges eines
Fahrzeuges mit einer Antriebsmaschine, einer Getriebeeinrichtung
und einem Abtrieb dargestellt. Sowohl bei der ersten als auch bei
der zweiten Variante wird das Verfahren in einem ersten Funktions block
F1 gestartet. Während eines zweiten Funktionsblockes F2
der ersten Variante des Verfahrens werden in Abhängigkeit des
jeweils vorliegenden Fahrzeugsystems bzw. des Betriebszustandes
eines Fahrzeuges eine oder mehrere Einstiegsbedingungen abgefragt,
wobei bei positivem Abfrageergebnis zu einem dritten Funktionsblock
verzweigt wird. Bei negativem Abfrageergebnis des zweiten Funktionsblockes
F2 wird zu einem vierten Funktionsblock F4 verzweigt und anschließend das
Verfahren beendet.
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Insbesondere
wird während des zweiten Funktionsblockes F2 überprüft,
ob ein Bremspedal gelöst ist, ein Bremsdruck im Bremssystem
gleich Null ist, ein Bremslichtschalter inaktiv ist, eine Feststellbremse
deaktiviert ist, eine Parkbremse gelöst ist und/oder ob
am Fahrzeug kein Anhänger angehängt ist. Gleichzeitig
werden die im Funktionsblock F2 herangezogenen Signale hinsichtlich
ihrer Plausibilität überprüft. Damit
wird auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass fehlerhafte
Sensorsignale nicht zu unerwünschten Ersatzreaktionen durch
entsprechende Betätigungen verschiedener Fahrzeugkomponenten
führen.
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Im
dritten Funktionsblock F3 wird zusätzlich überprüft,
ob eine Abtriebsdrehzahl des Fahrzeuges kleiner als ein Schwellwert
ist, der als fester Wert vorgegeben ist und vorzugsweise wenigstens
annähernd fünf Umdrehungen je Minute entspricht.
Darüber hinaus wird im dritten Funktionsblock F3 gleichzeitig überprüft,
ob eine Getriebeeingangsdrehzahl oder eine Turbinendrehzahl kleiner
als ein Schwellwert ist, der vorzugsweise wenigstens annähernd Null
ist. Zudem wird gleichzeitig auch überprüft, ob eine
Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine größer als
ein Schwellwert ist, der auf jeden Fall größer
als die Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine oder größer
als eine Stallspeed-Drehzahl der Antriebsmaschine vorzugeben ist.
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Bei
negativem Abfrageergebnis wird vom dritten Funktionsblock F3 zum
vierten Funktionsblock F4 verzweigt und anschließend das
Verfahren beendet, wohingegen bei positivem Abfrageergebnis des dritten
Funktionsblockes F3 ein Verspannen des Antriebsstranges im Bereich
der Getriebeeinrichtung bei im Wesentlichen stehendem Fahrzeug erkannt wird
und zu einem fünften Funktionsblock F5 verzweigt wird.
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Während
des fünften Funktionsblockes wird durch eine entsprechende
Erkennung ein Ersatzzustand des Antriebsstranges oder zumindest
einer Komponente des Antriebsstranges eingestellt, womit einem Fahrer
eine höhere Verfügbarkeit des Fahrzeuges zur Verfügung
stellbar ist. So besteht beispielsweise bei stehendem Fahrzeug und
einer Wählhebelposition D für Vorwärtsfahrt
bei einer fehlerhaften Zuschaltung eines Schaltelementes, die ein Verspannen
des Antriebsstranges verursacht, die Möglichkeit, auf einfache
Art und Weise ein anderes noch schaltbares Schaltelement abzuschalten
und eine alternative Übersetzungsstufe in der Getriebeeinrichtung
einzulegen, mit der das Fahrzeug bewegbar ist.
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Da
zum Zeitpunkt der Ermittlung der Verspannung in der vorzugsweise
als Automatgetriebe ausgebildeten Getriebeeinrichtung die eigentliche Ursache
hierfür nicht bekannt ist, ist ein alternativer Betriebszustand
der Getriebeeinrichtung auf einfache und kostengünstige
Art und Weise nur über das versuchsweise Schalten verschiedener
Kupplungskombinationen erreichbar.
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In
Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles
wird während des fünften Funktionsblockes F5 wenigstens
ein Ersatzzustand des Antriebsstranges eingestellt, wobei der Antriebsstrang oder
die Getriebeeinrichtung hierfür in einen Betriebszustand überführt
wird, in dem eine Weiterfahrt eines Fahrzeuges möglich
ist. Anschließend wird vom fünften Funktionsblock
F5 zum vierten Funktionsblock F4 verzweigt und das erfindungsgemäße Verfahren
beendet.
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Bei
Erkennen eines im Bereich der Getriebeeinrichtung blockierten Antriebsstranges
und bei fahrerseitig eingelegter Wählhebelposition D für
Vorwärtsfahrt, in der vorzugsweise eine Anfahrübersetzung
in der Getriebeeinrichtung eingelegt ist, wird solange eine Hochschaltung
in eine höhere Übersetzungsstufe der Getriebeeinrichtung
angefordert, bis in der Getriebeeinrichtung eine Übersetzungsstufe bzw.
ein Fahrgang eingelegt ist, mit dem das Fahrzeug angefahren werden
kann.
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Wird
bei einer in der Getriebeeinrichtung eingelegten höheren Übersetzung
ein Blockieren des Antriebsstranges im Bereich der Getriebeeinrichtung ermittelt,
wird solange eine Rückschaltung angefordert, bis in der
Getriebeeinrichtung ein funktionierender Fahrgang eingelegt ist.
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Alternativ
hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine Schaltanforderung
zum Wechsel einer Übersetzung in der Getriebeeinrichtung
erst nach einem Wechsel einer Stellung des Wählhebels zuzulassen.
Dabei ist ein Übersetzungswechsel beispielsweise erst nach
einer Wählhebelverstellung ausgehend von einer Position
D für Vorwärtsfahrt in Richtung einer weiteren
Stellung des Wählhebels P, N, R und einem sich wiederum
daran anschließenden Wechsel aus der Stellung P, N, R des
Wählhebels in die Stellung D für Vorwärtsfahrt
möglich, wenn eine Abweichung zwischen einem aktuellen
Betriebszustand der Getriebeeinrichtung und einem angeforderten
Betriebszustand der Getriebeeinrichtung ermittelt wird, die ein
Anfahren des Fahrzeuges beeinträchtigt oder bei der ein
Anfahren überhaupt nicht möglich ist. Um den beispielsweise
den Anfahrvorgang des Fahrzeuges beeinträchtigenden Betriebszustand
der Getriebeeinrichtung zu verlassen, wird solange jeweils eine
andere Übersetzungsstufe als die aktuell in der Getriebeeinrichtung
eingelegte Übersetzung in der Getriebeeinrichtung eingelegt,
bis die Getriebeeinrichtung einen Betriebszustand erreicht hat,
zu dem das Fahrzeug fahrbar ist.
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Wird
beispielsweise ein nicht mehr abschaltbares Schaltelement entdeckt
bzw. ermittelt, werden im weiteren Betrieb eines Fahrzeuges nur
mehr solche Übersetzungen angesteuert, an deren Darstellung
das fehlerhaft permanent zugeschaltete Schaltelement beteiligt ist,
während andere Übersetzungen, zu deren Darstellung
das fehlerhafte Schaltelement in einen abgeschalteten Schaltzustand
zu überführen ist, nicht mehr angefordert werden.
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Zusätzlich
hierzu besteht auch die Möglichkeit, bei Ermittlung eines
fehlerhaften Betriebszustandes des Antriebsstranges bzw. der Getriebeeinrichtung
und einem daraus resultierenden Wechsel der Übersetzung
mit Hilfe eines Steuergerätes, wie einem Getriebesteuergerät,
ein entsprechendes Steuersignal zu generieren, in dessen Abhängigkeit das
Antriebsmoment und/oder die Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine
an den neu angeforderten Betriebszustand des Antriebsstranges bzw.
der Getriebeeinrichtung vorzugsweise durch eine entsprechende Reduktion
jeweils angepasst wird.
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Alternativ
hierzu oder in Kombination dazu besteht die Möglichkeit,
den Fahrer über das Kombiinstrument oder ein akustisches
Signal über den ermittelten und fehlerhaften Betriebszustand
des Antriebsstranges bzw. der Getriebeeinrichtung zu informieren,
damit dieser beispielsweise noch rechtzeitig eine Werkstatt anfahren
kann, bevor das Fahrzeug endgültig liegen bleibt oder sicherheitskritische
Fahrsituationen auftreten.
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Bei
der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nach dem Start des Verfahrens im ersten Funktionsblock F1 zu
einem sechsten Funktionsblock F6 verzweigt, während dem
eine Berechnung einer Drehmomentbilanz zwischen einer Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung
und einer Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung durchgeführt wird.
Dabei wird die Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung bei Vorliegen
einer Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein Schwellwert, der im
Wesentlichen gleich Null ist, in Abhängigkeit verschiedener
Betriebszustandsparameter des Antriebsstranges mittels eines Fahr zeugmodells
ermittelt, während die Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung
in Abhängigkeit des Verlaufs der Abtriebsdrehzahl bestimmt
wird.
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Anschließend
wird zu einem siebten Funktionsblock F7 verzweigt, in dem überprüft
wird, ob zwischen der Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung
und der Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung eine Abweichung
größer als ein Schwellwert vorliegt, wobei der Schwellwert
zur Vermeidung von den Fahrkomfort beeinträchtigenden Fehlreaktionen
einen bestimmten Wert übersteigt.
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Die
Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung bzw. deren Betrag hängt
von vielen verschiedenen Einflussgrößen ab, die
in die Berechnung der Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung
eingehen. Dabei wird das Signal eines Beschleunigungs- oder Neigungssensors
des Fahrzeuges, ein Anhängersignal, ein Betriebszustand
einer Niveauregulierung, der in Abhängigkeit einer Fahrzeugbeladung
variiert, der Luftdruck der Umgebung des Fahrzeuges, die Umgebungstemperatur
des Fahrzeuges, ein Bremsdruck- oder Bremsmoment, ein Status einer
Feststellbremse und/oder ein Status einer Parksperre zur Berechnung
der Soll- Fahrzeuglängsbeschleunigung herangezogen.
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Wird
unter Berücksichtigung einer Fehlerdiagnosetoleranz die
zu erwartende Soll-Fahrzeuglängsbeschleunigung nicht erreicht
oder wird eine Ist-Fahrzeuglängsbeschleunigung gleich Null ermittelt
und der Schwellwert des siebten Funktionsblockes F7 überschritten,
wird ein Fehler im Antriebsstrang ermittelt und ausgehend vom siebten
Funktionsblock F7 zum fünften Funktionsblock F5 verzweigt,
während dem die vorbeschriebenen Ersatzreaktionen ausgeführt
werden, bevor das Verfahren während des vierten Funktionsblockes
F4 beendet wird.
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Wird
während der Überprüfungsroutine des siebten
Funktionsblockes F7 ein fehlerfreier Betriebszustand des Antriebsstranges
bzw. der Getriebeeinrich tung erkannt, wird vom siebten Funktionsblock
F7 direkt zum vierten Funktionsblock F4 verzweigt und das Verfahren
ohne Ersatzreaktion beendet.
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- F1
bis F7
- Funktionsblock
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006018791 [0002]
- - DE 102006018790 [0003]