DE19719614A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, wie beispielsweise
Motor oder Verbrennungsmotor, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wie beispielsweise Kupplung, Reibungskupplung
oder Magnetpulverkupplung, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes, wie beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, wobei eine
Sensoreinrichtung die Betätigung des Bedienelementes detektiert und von einer
Steuereinrichtung ein Steuersignal erzeugbar ist, woraufhin das
Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes
ausgerückt wird.
Bei solchen Kraftfahrzeugen mit automatisierten Drehmomentübertragungssystemen
ist durch die DE 17 55 528 bekannt geworden, daß ein Schaltvorgang durch eine
Betätigung des Bedienelementes nur dann zugelassen wird, wenn die Drosselklappe
unbetätigt ist.
Bei technischen Systemen, wie bei den oben behandelten Kraftfahrzeugen können
schon geringe Unregelmäßigkeiten oder Mängel zu funktionskritischen oder si
cherheitskritischen Aspekten heranwachsen, die aus Gründen der
Funktionstüchtigkeit oder aus Sicherheitsgründen nicht akzeptiert werden können.
In einem Kraftfahrzeug, welches ein automatisiertes Drehmomentüber
tragungssystem aufweist, welches nur einen Schaltvorgang des Getriebes bei
unbetätigtem Gaspedal erlaubt, d. h. bei einem betätigten Leerlaufschalter, welcher
detektiert ob das Gaspedal in seiner Ruheposition ist, kann eine funktionskritische
oder sicherheitskritische Situation auftreten, wenn beispielsweise ein Defekt im
Bereich der Verbindung zwischen Gaspedal und Motor auftritt, so daß beispielsweise
das Gaspedal klemmt und der Defekt auch bei unbetätigtem Gaspedal es nicht
erlaubt, daß das Gaspedal sich zurückstellt und den Leerlaufschalter betätigt. In
einem solchen Falle geht das automatisierte Drehmomentübertragungssystem
aufgrund der vorliegenden Sensorwerte davon aus, daß das Gaspedal absichtlich
beispielsweise vom Fahrer betätigt ist und ein Schalten des Getriebes oder der
Getriebegänge ist aufgrund des sich nicht öffnenden Drehmomentübertragungs
systemes nur erschwert möglich.
In einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem
ist es notwendig, wenn eine Betätigung eines Bedienelementes, wie beispielsweise
Schalthebels, zu einem Öffnen des Drehmomentübertragungssystemes führen kann,
wenn es aufgrund der von einer Steuereinheit ausgewerteten Sensorsignale
plausibel erscheint, daß dies vom Fahrer auch gewünscht wird. Jedoch sollte ein
Öffnen des Drehmomentübertragungssystemes nicht in jeder Situation erfolgen,
damit ein unbeabsichtigtes Unterbrechen der Fahrzeugbeschleunigung nicht erfolgt,
wenn ein Schaltvorgang nicht gewünscht wird, wie beispielsweise bei hohen Motor
drehzahlen bei Handauflegen auf das Bedienelement. Dies wird in der DE 17 55 528
dadurch erreicht, daß ein Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems nur bei
einer minimalen Drosselklappenstellung erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit
automatisiertem Drehmomentübertragungssystem zu schaffen, bei welchem die
Getriebestufen sicher und funktionstüchtig in im wesentlichen allen relevanten
Betriebssituationen geschaltet werden können.
Der vorliegenden Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug
der oben genannten Art zu schaffen, welches auch bei auftretenden Problemen oder
Mängeln im Bereich des Gaspedalsystemes derart ausgestaltet ist, daß ein
Herausnehmen oder Schalten eines Getriebeganges möglich ist. Weiterhin war es
die Aufgabe der Erfindung Kraftfahrzeuge der oben genannten Art zu verbessern.
Weiterhin war es Aufgabe der Erfindung die Funktionalität oben genannter
Kraftfahrzeuge zu verbessern und solche zu schaffen, bei welchen gegebenenfalls
gleichzeitig eine kostenorientierte Reduzierung erzielt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Steuersignal erzeugt wird, wenn
bei einer Betätigung des Bedienelementes ein Lasthebel, wie Gaspedal, und eine
Bremse gleichzeitig betätigt sind.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Bremse eine Betriebsbremse oder
Feststellbremse, wie beispielsweise Handbremse, ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das Steuersignal unter anderem auch
dann erzeugt wird, wenn bei einer Betätigung des Bedienelementes ein Lasthebel
und eine Betriebsbremse und eine Feststellbremse gleichzeitig betätigt sind.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst werden, wenn das
Steuersignal erzeugt wird, wenn bei einer Betätigung des Bedienelementes die
Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der vorgebbare Grenzwert in einem Bereich von 0 bis 50
km/h, vorzugsweise von 0 bis 30 km/h und insbesondere von 0 bis 10 km/h ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn bei einem Kraftfahrzeug mit einer
Antriebseinheit und einem Getriebe und einem automatisierten Drehmoment
übertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines Bedienelementes,
wie beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, eine Sensoreinrichtung die Betätigung
des Bedienelementes detektiert und von einer Steuereinheit ein Steuersignal
erzeugbar ist, worauf das Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des
Bedienelementes ausgerückt wird, wobei das Steuersignal erzeugt wird und das
Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes
ausgerückt wird, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- - der Leerlaufschalter ist betätigt,
- - der Lasthebel ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Drosselklappenwinkel ist kleiner ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Betriebsbremse ist betätigt,
- - die Feststellbremse ist betätigt
- - ein Sensor zeigt eine geöffnete Fahrzeugtür an,
- - die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - das Motormoment ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Motordrehzahl ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient des Motormomentes ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Motordrehzahl ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert.
Die einzelnen Bedingungen können mit UND oder ODER-Verknüpfungen verknüpft
werden.
Das Ausrücken des Drehmomentübertragungssystemes erfolgt beispielsweise auch,
wenn das von der Steuereinheit bestimmte Motormoment über einem vorgebbaren
Grenzwert liegt, jedoch die anderen Signale derart gegeben sind, daß eine
Schaltabsicht als vom Fahrer gewünscht gewertet werden.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn eine Schaltabsicht als zulässig gilt, wenn
- - das Motormoment größer als ein vorgebbarer Grenzwert ist,
- - die Motordrehzahl größer als ein vorgebbarer Grenzwert ist,
- - der Gradient des Motormomentes bei positivem Gradient betragsmäßig kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Motordrehzahl ist bei positivem Gradient betragsmäßig kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert und/oder
- - der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit bei positivem Gradient betragsmäßig kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist,
wobei diese Bedingungen alleine oder in Kombination mit anderen Bedingungen
erfüllt sein müssen um eine Schaltabsicht als vorliegend zu werten.
Weiterhin kann es bei einem Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, einem Getriebe
und einem automatisierten Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebe
übersetzung mittels eines Bedienelementes, wie beispielsweise Schalthebel, wählbar
ist, eine Sensoreinrichtung detektiert die Betätigung des Bedienelementes und von
einer Steuereinheit ist ein Steuersignal erzeugbar, worauf das Drehmomentüber
tragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes ausgerückt wird,
vorteilhaft sein, wenn das Steuersignal erzeugt wird und das Drehmo
mentübertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes nach einer
Wartezeit Dt ausgerückt wird, wenn nach dieser Wartezeit das Bedienelement
weiterhin betätigt ist und zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- - der Leerlaufschalter ist betätigt,
- - der Lasthebel ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Drosselklappenwinkel ist kleiner ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Betriebsbremse ist betätigt,
- - die Feststellbremse ist betätigt,
- - ein Sensor zeigt eine geöffnete Fahrzeugtür an,
- - die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - das Motormoment ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Motordrehzahl ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient des Motormomentes ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Motordrehzahl ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert.
Die oben genannte Wartezeit kann im Zeitbereich von 0.1 Sekunden bis 10
Sekunden, vorzugsweise im Zeitbereich von 0.5 Sekunden bis 5 Sekunden liegen.
Weiterhin kann es nach einem erfindungsgemäßen Gedanken zweckmäßig sein,
wenn die Schaltkulisse in zumindest zwei Bereiche geteilt wird/ist, in welchen
unterschiedliche Grenzwerte zur Ermittlung einer Schaltabsicht verwendet werden.
Dies bedeutet, daß beispielsweise in einem Bereich höhere
Schalthebelgeschwindigkeiten notwendig sind, als in einem anderen Bereich, um
eine Absicht zum Schalten von der Steuereinheit als vorliegend gewertet zu werden.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn die zur Ermittlung einer Schaltabsicht
verwendeten Grenzwerte beispielsweise als Funktion der Zeit verändert werden.
Weiterhin können diese Grenzwerte oder Schwellenwerte auch als Funktion anderer
Betriebsparameter variiert werden, wie beispielsweise als Funktion der
Motordrehzahl.
Zweckmäßig kann es sein, wenn die Grenzwerte bei Erreichen oder Überschreiten
der Grenzwerte durch die aktuellen Daten verändert, wie erhöht oder reduziert
werden. Die Veränderungen können auch zeitlich wieder verändert werden.
Vorteilhaft ist es nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken, wenn ein
Steuersignal ebenfalls erzeugt wird, wenn zusätzlich ein Lasthebel, wie Gaspedal,
betätigt ist.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs,
Fig. 2 eine Darstellung einer Schaltkulisse,
Fig. 2a einen Ausschnitt einer Schaltkulisse und
Fig. 3 ein Diagramm.
Die Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 in einer schematischen Darstellung mit einer
Antriebseinheit 2, einem Drehmomentübertragungssytem 3 und einem Getriebe 4.
Dem Getriebe ist eine Antriebswelle 5 und ein Differential 6 sowie die angetriebenen
Achsen 7a und 7b nachgeordnet, wobei die Räder 8a, 8b mittels der angetriebenen
Achsen 7a und 7b angetrieben werden. Das Fahrzeug kann auch mit einem
Vierradantrieb versehen sein. Dies ist in der Fig. 1 jedoch nicht dargestellt.
Das Drehmomentübertragungssystem 3, wie beispielsweise Reibungskupplung,
Magnetpulverkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüber
brückungskupplung ist in der Fig. 1 als Drehmomentübertragungssystem 3 im
Antriebsstrang zwischen Motor 2 und Getriebe 4 angeordnet dargestellt, wobei das
Drehmomentübertragungssystem 3 auch abtriebsseitig nach dem Getriebe 4
angeordnet sein kann, wie dies beispielsweise bei stufenlos einstellbaren
Teilgetrieben (CVT) zweckmäßig sein kann.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 besteht in der Darstellung der Fig. 1 aus
einer Kupplungsscheibe mit Reibbelägen 3b, einer Druckplatte 3c sowie aus einem
Kupplungsdeckel 3d und einer Tellerfeder 3e. Diese Teile des
Drehmomentübertragungssystems können auf ein Schwungrad 3a montiert werden,
wobei diese auch mit dem Schwungrad 3a als vormontierbare Einheit
zusammengebaut werden können. Das Schwungrad kann auch ein sogenanntes
Zwei-Massen-Schwungrad sein, welches zwischen Primär- und Sekundärmasse
einen Torsionsdämpfer vorsieht. Die Tellerfeder 3e wird mittels des Ausrücklagers 3f
zum Einrücken oder zum Ausrücken der Kupplung beaufschlagt, wobei durch die
Beaufschlagung der Tellerfederzungen mittels des Ausrücklagers 3f die Kupplung in
einen Zustand überführt werden kann oder eingestellt werden kann, welcher
beispielsweise der völlig eingerückte oder der völlig ausgerückte Zustand oder ein
Zustand zwischen diesen beiden Grenzzuständen ist. Dadurch kann das von dem
Drehmomentübertragungssystem 3 übertragbare Drehmoment im Bereich zwischen
null und dem maximalen Wert beliebig eingestellt und fixiert werden.
Das Ausrücklager wird im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mittels eines
Ausrückhebels 9 betätigt, wobei der Ausrückhebel über eine hydraulische Strecke mit
Nehmerzylinder 10, Hydraulikleitung 11 und Aktor 12 betätigt wird. Der Aktor 12
enthält eine Stelleinrichtung 12a, welche im Falle einer Verwendung einer
hydraulischen Strecke einen Geberzylinder und eine Antriebseinheit zur Betätigung
des Geberzylinders enthält. Weiterhin enthält der Aktor 12 eine elektronische
Einrichtung 12b, wie Steuereinheit, welche die einkommenden Signale von
beispielsweise Sensoreinrichtungen, Sensoren oder anderen Elektronikeinheiten
verarbeitet und welche Steuersignale erzeugt, um die Antriebseinheit des Aktors
anzusteuern, zum Ein- oder Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems.
Das Getriebe 4 ist ein Getriebe bei welchem zwischen verschiedenen
Getriebeübersetzungen, wie Gängen, mittels eines Bedienelementes 13
unterschieden werden kann. Zur Wahl einer Getriebeübersetzung von einer
Mehrzahl von Getriebeübersetzungen wird das Bedienelement 13 in die dafür
vorgesehene Position gebracht oder in einer dafür vorgesehenen Art und Weise
betätigt. Diese Betätigung kann manuell oder automatisiert erfolgen.
Die Vorrichtung zum Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems kann, wie
oben dargestellt, mittels eines Druckmittelsystems erfolgen, wobei das
Druckmittelsystem ein Hydrauliksystem, ein pneumatisches System oder ein anderes
fluidbetätigtes System sein kann. Der Ausrücker kann in diesen Fällen auch ein
druckmittelbetätigter Zentralausrücker sein. Weiterhin kann die Betätigung auch über
mechanische Mittel erfolgen, wie beispielsweise über ein Gestänge.
Eine Sensoreinrichtung 14 kann an dem Bedienelement 13 angelenkt oder
angeordnet sein, wodurch eine Betätigung des Bedienelementes durch diese
Sensoreinheit 14 detektiert wird. Die Detektion einer Betätigung kann durch eine
Messung einer einwirkenden Kraft oder durch eine Messung einer Positionsänderung
oder einer Geschwindigkeit- oder Beschleunigungsänderung erfolgen. Weiterhin
kann bei einer Überschreitung eines Grenz- oder Schwellenwertes bei einer
Bewegung oder Betätigung des Bedienelementes die Betätigung detektiert werden.
Der Sensor oder die Sensoreinrichtung 14 kann ein weg- oder geschwindigkeits-
oder beschleunigungs- oder kraftabhängiger Sensor sein, welcher eine Bewegung
des Bedienelementes oder eines damit verbundenen Elementes oder eine Kraft auf
das Bedienelement oder auf ein damit verbundenes Element detektiert oder
detektieren kann.
Weiterhin kann am Getriebe 4 ein Sensor 15 angeordnet sein, welcher die Position
des eingelegten Ganges detektiert, indem beispielsweise die Position von
getriebeinternen Schaltelementen sensiert wird.
Die Sensoren, wie Drosselklappensensor 16, wie Raddrehzahl- oder Geschwin
digkeitssensor 17 (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor), Motordrehzahlsensor 18 und
weitere Sensoren können im/am Fahrzeug vorgesehen sein und mit der
Steuereinheit über Signalleitungen verbunden sein. Ein Türsensor, welcher
detektiert, ob eine Tür geöffnet ist, kann ebenfalls am Fahrzeug angeordnet sein.
Ebenso ist ein Sensor zur Detektion des Drosselklappenwinkels zweckmäßig. Die
Steuereinheit kann aus den Daten der Sensoren auch Gradienten berechnen, die zur
Bewertung der Schaltabsicht herangezogen werden. Diese Gradienten können
beispielsweise durch numerische Verfahren berechnet werden. Die Steuereinheit 12
ermittelt aus diesen Sensordaten und anderen Daten sowie aus Systemeingangs
größen den Fahrzustand und generiert ein Steuersignal zur Betätigung des
Drehmomentübertragungssystems 3, falls eine Schaltabsicht als vorliegend gewertet
wird.
Wird fahrerseitig das Bedienelement des Getriebes betätigt, so wird mittels der
Steuereinheit das Drehmomentübertragungssystem ausgerückt, indem ein
Steuersignal zum öffnen des Drehmomentübertragungssystems generiert wird. Dies
erfolgt in der Regel aber nur, wenn das berechnete oder bestimmte Motormoment
kleiner oder gleich einem vorgebbaren Drehmomentwert ist. Weiterhin kann eine
Schaltabsicht unterdrückt oder als nicht abgegeben gewertet werden, wenn neben
dem bestimmten Motormoment auch die Drosselklappenstellung oder die
Lasthebelposition einen Grenzwert überschreitet.
Das Kraftfahrzeug 1 verfügt weiterhin über ein Gaspedal 20, wie Lasthebel, sowie
über ein Betätigungselement einer Bremse 21, wie Betriebsbremse, sowie über ein
Betätigungselement 22 für eine Bremse, wie Feststellbremse. An dem Lasthebel 20
ist zumindest ein Sensor 23 angeordnet, welcher sowohl den Ausschlag a ermittelt,
als auch eine vorhandene oder nicht vorhandene Betätigung bestimmt. Als Sensor
für die Ermittlung, ob das Pedal oder der Lasthebel betätigt ist oder nicht, kommt ein
Leerlaufschalter in Frage, welcher eingeschaltet ist, wenn das Pedal unbetätigt ist
und welcher ausgeschaltet ist, wenn das Pedal betätigt ist.
An dem Betätigungselement der Betriebsbremse 21, wie Bremspedal, kann ein
Bremsschalter 24 angeordnet sein, welcher detektiert, ob die Bremse betätigt ist. Ein
solcher Bremsschalter kann ebenso an dem Betätigungselement 22 für die Feststell
bremse angeordnet sein, wobei der Sensor 25 detektiert, ob die Feststellbremse
betätigt ist.
Die Sensorikeinrichtung 23 des Lasthebels 20 kann weiterhin mit der Motorelektronik
30 signalverbunden sein, so daß über eine Gaspedalbetätigung die Motordrehzahlen
und das Motormoment entsprechend von der Motorelektronik 30 gesteuert wird.
Anhand der in der Steuereinheit 12 eingehenden Signale, wie Meßdaten oder
Systemeingangsgrößen kann das anliegende Motormoment ermittelt werden. Das
anliegende Motormoment ist das aktuelle Motormoment abzüglich/zuzüglich der
Momente, die von Nebenaggregaten aufgenommen oder abgegeben werden. Als
Nebenaggregat sei beispielsweise die Klimaanlage oder ein Schwungnutzspeicher
genannt. Weiterhin können Schleppmomente berücksichtigt werden.
Weiterhin kann ermittelt werden, ob eine Betätigung des Bedienelementes 13 vorliegt
und es kann ermittelt werden, ob eine Bremse 21, 22 betätigt ist, und ob das
Gaspedal, wie Lasthebel, betätigt ist. Die Steuereinheit 12 erkennt eine Schaltabsicht
durch eine Betätigung des Bedienelementes 13 anhand der eingehenden Signale der
Sensoren 14 und/oder 15. Ob die Schaltabsicht als Schaltwunsch von der
Steuereinheit gewertet oder akzeptiert wird, und ein Steuersignal zum Öffnen der
Kupplung erzeugt wird, hängt von den Systemparametern ab.
Es ist beispielsweise nicht in jeder Situation zweckmäßig, daß ein Schaltabsichtsignal
auch derart bewertet wird, daß ein Schaltvorgang vorliegt. In der Regel wird als
Bedingung für einen gewünschten Gangwechsel oder für ein Herausnehmen eines
Ganges vorausgesetzt, daß das Motormoment kleiner ist als ein vorgebbarer
Grenzwert und/oder, daß die Betätigung des Lasthebels kleiner ist als ein
vorgebbarer Grenzwert, das heißt beispielsweise, daß der Lasthebel unbetätigt ist
und der Leerlaufschalter dies signalisiert. Bei gewissen funktionskritischen oder
sicherheitskritischen Situationen ist diese Bedingung jedoch nicht ausreichend.
Weiterhin können diese Bedingungen verknüpft werden, daß sowohl das
Motormoment einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet und die Betätigung des
Lasthebels einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet. Weiterhin kann es
zweckmäßig sein, wenn bei einer Überschreitung von zumindest einem der oben
genannten Grenzwerte in gewissen Fahrsituationen ein Schaltwunsch dennoch als
vorliegend gewertet wird, und ein Steuersignal von der Steuereinheit erzeugt wird,
worauf das Drehmomentübertragungssystem ausgerückt wird. Ein solches
Steuersignal kann beispielsweise dann erzeugt werden, wenn bei einer Betätigung
des Bedienelementes zum Schalten der Gänge der Lasthebel und beispielsweise
eine Bremse gleichzeitig betätigt sind. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn
bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit welche kleiner ist als eine vergleichbare
Referenzgeschwindigkeit bei einer Betätigung des Bedienelementes das
Steuersignal erzeugt wird, um das Drehmomentübertragungssystem auszurücken.
Dieses Zulassen einer Schaltabsicht und die Erzeugung eines Steuersignales bei
niedrigen Fahrgeschwindigkeiten kann im Falle einer Störung beispielsweise des
Gaspedales, wie beispielsweise durch eine Verklemmung oder eine andere Fehlfunk
tion, zweckmäßig sein um einen eingelegten Gang herauszunehmen. Dies ist
insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Fahrzeug bei niedrigen Ge
schwindigkeiten fährt, wie beispielsweise im Geschwindigkeitsbereich zwischen 0
und 50 km/h, vorzugsweise von 0-30 km/h oder von 0-10/20 km/h.
Ein weiteres Steuerungsverfahren, welches bei solchen genannten Betriebssituatio
nen oder Fehlfunktionen am Gaspedalsystem oder im Fahrzeug zweckmäßig sein
kann, kann beispielsweise sein, daß die gleichzeitige Betätigung der Bremse und des
Gaspedales eine Zulassung einer Schaltabsicht erlaubt, woraufhin ein Steuersignal
von der Steuereinheit generiert wird um das Drehmomentübertragungssystem
auszurücken.
Neben der Bremse oder den Bremsen können auch weitere Signale verwendet
werden, die zum Beispiel gleichzeitig mit dem Gaspedal vorliegen müssen, um bei
einer Betätigung des Bedienelementes eine Schaltabsicht zuzulassen und ein
Steuersignal zu generieren, welches das Drehmomentübertragungssystem ausrückt.
Im Falle eines funktionstüchtigen Gaspedalsystemes ist es zweckmäßig wenn die
Steuereinheit aus den Eingangssignalen eine Schaltabsicht ermittelt, wobei diese
zunächst überprüft wird, bevor das Steuersignal generiert wird, um das
Drehmomentübertragungssystem auszurücken. Bei unbetätigter Bremse oder bei
hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann es zweckmäßig sein, wenn die
Steuereinheit eine Schaltabsichtssignal als nicht vorliegend wertet, trotz Betätigung
des Bedienelementes, wenn das Motormoment einen bestimmten Grenzwert
überschreitet. Dies soll Fehlauslösungen verhindern, da davon ausgegangen wird,
daß der Fahrer bei hohem Motormoment nicht schalten möchte. Liegt jedoch eine
Motormomentreduzierung vor, so kann davon ausgegangen werden, daß der Fahrer
schalten möchte, und es ist in diesem Falle zweckmäßig, wenn die Schaltabsicht als
solche gewertet wird und ein Steuersignal generiert wird, um das
Drehmomentübertragungssystem auszurücken.
Jedoch kann der Motor nach einem Kaltstart durch Zündverstellung oder
Kaltstartanreicherung oder durch andere Methoden auch im Leerlauf ein Moment
liefern, das über dem Grenzmoment liegt, welches verhindert, daß eine Schaltabsicht
als solche gewertet wird, und ein Steuersignal zum Öffnen der Kupplung generiert
wird. Entsprechend kann es allgemein oder in solchen Betriebssituationen zweckmä
ßig sein; wenn neben dem Vergleich des aktuellen Motormomentes im Vergleich zu
einem Grenzwert auch der Leerlaufschalter überwacht wird. Ist der Leerlaufschalter
betätigt, das heißt, liegt der Drosselklappenwert unter einem Grenzwert, wird die
Schaltabsicht als solche gewertet und ein Steuersignal erzeugt, woraufhin das
Drehmomentübertragungssystem ausgerückt wird. Im Leerlauf, das heißt bei
betätigtem Leerlaufschalter, ist somit eine Schaltabsicht immer möglich und ein
Schaltvorgang wird dadurch ermöglicht, daß das Drehmomentübertragungssystem
bei Betätigung des Bedienelementes ausgerückt wird.
Detektiert die Steuereinheit 12 aus ihren Eingangssignalen, wie Sensorwerten und
anderen Signalen, eine Schaltabsicht, wird diese zunächst überprüft, bevor die
Kupplung ausgerückt wird. In den üblichen Fahrzuständen des Fahrzeuges ist es
zweckmäßig wenn die Schaltabsicht durch die Steuereinheit verhindert wird, wenn
das Motormoment einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Das dazu bestimmte
Motormoment abzüglich beispielsweise von Schleppmomenten und Momenten
aufgrund von Nebenverbrauchern wird von der Steuereinheit mit einem Referenzwert
verglichen und im Falle der Überschreitung des Motormomentes über den Grenzwert
wird eine Schaltabsicht als unzulässig gewertet und das
Drehmomentübertragungssystem wird nicht ausgerückt. Dies soll Fehlauslösungen
verhindern, da davon ausgegangen wird, daß der Fahrer nicht schalten möchte
während er ein Moment (Leistung) fordert. Es sind aber auch andere Mechanismen
denkbar, die eine Schaltabsicht unter bestimmten Umständen verhindern, etwa eine
zeitliche Verzögerung bei der Weitergabe der Schaltabsicht. Dies heißt, daß trotz des
hohen Motormomentes bei einer Betätigung des Bedienelementes eine Schaltabsicht
nach einer Wartezeit Dt zugelassen wird, falls dann weiterhin eine Betätigung des
Bedienelementes vorliegt. In diesem Falle wird das Drehmomentübertragungssystem
trotz des Vorliegen eines hohen Motormomentes ausgerückt.
Die oben genannten Wartezeiten können im Zeitbereich von 0.1 Sekunden bis 10
Sekunden, vorzugsweise im Zeitbereich von 0.5 Sekunden bis 5 Sekunden liegen.
Der Motor, wie die Antriebseinheit des Fahrzeuges, kann nach einem Kaltstart durch
Zündverstellung und/oder Kaltstartanreicherung oder durch andere Methoden im
Leerlauf ein Motormoment liefern, das über dem vorgebbaren Grenzmoment liegt.
Dann rollt unter Umständen das Fahrzeug und der Gang kann wegen der
verhinderten Schaltabsicht nicht oder nur sehr schwer herausgenommen werden.
Eine solche Situation kann sicherheitskritisch sein, wenn die Schaltabsicht als nicht
erkannt gewertet wird, und das Drehmomentübertragungssystem geschlossen bleibt.
Weiterhin kann es kritisch sein, wenn das Gaspedal beispielsweise durch einen
Defekt bei einer Nichtleerlaufposition hängen bleibt und dadurch die Schaltabsicht
verhindert wird. Ebenso kann es sicherheitskritisch sein, wenn aus anderen Gründen
die Schaltabsicht verhindert wird.
Dabei kann eine erfindungsgemäße Lösung vorsehen, daß die Schaltabsicht immer
als vorliegend zugelassen wird, wenn der Leerlaufschalter betätigt ist, das heißt,
wenn das Gaspedal in seine Leerlaufruheposition zurückgekehrt ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn neben dem Leerlaufschalter auch andere
Signale bzw. deren Kombinationen genutzt werden, um die Schaltabsicht zuzulassen,
das heißt, um bei einer Betätigung des Bedienelementes das
Drehmomentübertragungssystem auszurücken. Insbesondere kann es zweckmäßig
sein, wenn der Leerlaufschalter betätigt ist und/oder der Fahrpedalwert, das heißt der
Lasthebelwert kleiner als ein Grenzwert ist, wobei analog dazu auch das
Drosselklappenwinkelsignal oder andere Signale, die eine Leistungsanforderung des
Fahrers repräsentieren, betrachtet werden können, wobei diese jeweils auch kleiner
als ein vorgebbarer Grenzwert sein sollten. Weiterhin kann es zweckmäßig sein,
wenn die Betriebsbremse betätigt ist, oder die Handbremse betätigt ist, um eine
Schaltabsicht als gültig anzuerkennen und zu werten. Ebenso kann ein
Türkontaktschalter abgefragt werden und eine Schaltabsicht zugelassen werden,
wenn eine Tür geöffnet wird, und der Türkontaktschalter dies signalisiert. Ebenso
können andere Signale verwendet werden, die anzeigen, daß der Fahrer das
Fahrzeug nicht bewegen will. Dies kann beispielsweise dann passieren, wenn ein
Fahrer innerhalb des Fahrzeuges nicht erkannt wird, wie beispielsweise durch einen
Sitzsensor, so daß der Gang etwa durch einen Beifahrer herausgenommen werden
soll, was in diesem Falle durch die Steuereinheit möglichst verhindert werden soll.
Zweckmäßig kann es auch sein, wenn eine Schaltabsicht bei niederen
Fahrgeschwindigkeiten, wie etwa im Bereich von 0 bis 10 km/h oder 0 bis 20 km/h
oder 0 bis 50 km/h, grundsätzlich erlaubt wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn bei einer Betätigung des Bedienelementes
zum Wechseln der Getriebeübersetzung eine Schaltabsicht erlaubt wird und das
Drehmomentübertragungssystem ausgerückt wird, wenn die Motordrehzahl unterhalb
eines vorgebbaren Grenzwertes ist, wie etwa 1400 Umdrehungen/Minute oder 2000
Umdrehungen/Minute.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Gradient der Drehzahl und/oder der
Geschwindigkeit des Fahrzeuges betragsmäßig oberhalb eines vorgebbaren Wertes
liegt, wobei der Gradient in diesem Falle negativ sein soll.
Eine solche Situation kann beispielsweise vorkommen, wenn der Fahrer anhalten
möchte, jedoch den Gang nicht herausnehmen kann.
Ferner wird vorgeschlagen in diesen Fällen und/oder allen anderen Kombinationen
von Merkmalen die Schaltabsichtserkennung empfindlicher zu schalten. So können
etwa die Schaltabsichtsschwellen niedriger gelegt werden, als in üblichen anderen
betriebstypischen Fahrzuständen. Dieses empfindlicher Schalten der Schalt
absichtserkennung bedeutet, daß die Schwellenwerte, welche als vorgebbare
Grenzwerte gesetzt werden, um eine Betätigung des Bedienelementes anhand der
Sensorwerte zu detektieren, näher an die Position eines unbetätigten Systemes oder
an Werte des unbetätigten Bedienelementes verschoben werden.
Eine Änderung der Schaltabsichtsschwellen oder der zur Schaltabsicht führenden
vorgebbaren Grenzwerte kann auch zeitgesteuert werden, was bedeutet, daß eine
Schaltabsicht nach einer bestimmten Verzögerung erfolgt, wobei verschiedenen
Zeitverschiebungen für verschiedene Fahrsituationen definiert werden können.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn in den üblichen Fahrsituationen
Grenzwerte vorgebbar sind. In Betriebssituationen des Fahrzeuges, in welchen mit
höherer Wahrscheinlichkeit sicherheitsbedingte Situationen relevant werden können,
kann auch eine gestaffelte Verwendung von Grenzwerten durchgeführt werden. Ist
beispielsweise die Betätigung des Bedienelementes in einer Situation mit erhöhtem
Motormoment vorhanden, so kann bei Überschreitung eines ersten Schwellenwertes
die Schaltabsicht unterdrückt werden, da angenommen wird, daß ein Schaltwunsch
nicht vorliegt. Wird jedoch die Betätigung weiter durchgeführt und das Bedienelement
über einen zweiten Schwellenwert geführt, so kann die Schaltabsicht als vorliegend
gewertet werden und das Drehmoment geöffnet werden, da davon ausgegangen
werden kann, daß der Fahrer des Fahrzeuges den Bedienhebel gezielt betätigt. Es
wird daher vorgeschlagen für die Schwellenwerte einen zweiten Satz von
Auslöseschwellen zu definieren und für die Erkennung der Schaltabsicht einzuführen.
Überschreitet die Betätigung des Bedienelementes durch die fahrerseitige
Beanspruchung diese zweite Schwelle, kann eine Schaltabsicht unabhängig von
anderen Signalen freigegeben werden und das Drehmomentübertragungssystem
kann durch ein Steuersignal ausgerückt werden.
Wie bereits oben dargestellt, erfolgt eine Detektierung einer Schaltabsicht mittels
zumindest eines Sensors, welcher die Bewegung eines Bedienelementes und/oder
die Position eines Bedienelementes und/oder die Geschwindigkeit und/oder die
Beschleunigung eines Bedienelementes detektiert. Weiterhin kann ein solcher
Sensor auch die Kraftwirkung auf das Bedienelement direkt oder indirekt detektieren.
Unter Verwendung eines Wegsensors im Bereich des Bedienelementes und eines
Wegsensors im Bereich von getriebeinternen Schaltelementen kann bei einer
Existenz von Elastizitäten im Kraftweg zwischen dem Bedienelement und den
getriebeinternen Schaltelementen ebenfalls eine Differenzwegmessung erfolgen um
ein kraftproportionales oder kraftrepräsentierendes Signal zu erhalten, welches zur
Auswertung einer Schaltabsicht herangezogen werden kann.
Es ist insofern möglich, daß bei einem automatisiertem Kupplungssystem unter
anderem eine geschwindigkeitsabhängige Schaltabsichtserkennung durchgeführt
wird. Überschreitet die gegebenenfalls gefilterte oder bearbeitete
Schalthebelgeschwindigkeit einen vorgebbaren Grenzwert, kann eine Schaltabsicht
vorliegen und von der Steuereinheit auch ausgelöst werden. Die
Schalthebelgeschwindigkeit kann in Abhängigkeit der Richtung, wie beispielsweise in
Richtung auf die Position des Neutralganges oder in eine entgegengesetzte Richtung
unterschiedlich bewertet werden. Wird ein Gang manuell eingelegt, überdrückt der
Fahrer normalerweise den Schalthebel in Richtung der Gangposition, um das
Einlegen des Ganges sicherzustellen. Ein Überdrücken bedeutet in diesem Sinne,
daß der Schalthebel, wie das Bedienelement, fahrerseitig stärker oder weiter in
Richtung auf die Position des eingelegten Ganges betätigt wird, als es zum Einlegen
des Ganges notwendig ist. Bei diesem Überdrücken werden einige oder gar alle an
der Schaltung beteiligten Elemente elastisch vorgespannt. Läßt den Fahrer den
Schalthebel anschließend los, kann dieser relativ schnell in die nicht überdrückte
Gangruheposition zurückspringen. Bei diesem Zurückspringen oder relaxieren in die
Gangruheposition kann die Geschwindigkeit, mit welcher der Schalthebel in die
Gangruheposition zurückkehrt, die vorgebbare Grenzgeschwindigkeit zur Erkennung
einer Schaltabsicht überschreiten. Durch diese Überschreitung der aktuellen
Geschwindigkeit im Vergleich zu dem vorgebbaren Grenzwert, kann ungewollt eine
Schaltabsicht detektiert und ausgelöst werden, wobei in diesem Falle die Kupplung
kurzzeitig geöffnet werden würde. Nach dem Vorgang des Relaxierens des
Schalthebels steht der Schalthebel wieder still im wesentlichen in der Position der
Gangruheposition und die Schaltabsicht wird zurückgenommen.
Dieses kurzzeitige Öffnen nach einem Loslassen des Schalthebels aus einer
überdrückten Position führt zu einem ungewollten, unkomfortablen Effekt. Das
Zurückspringen oder Relaxieren des Schalthebels erfolgt im wesentlichen in einem
Bereich, der in Richtung neutral durch die Ruheposition des Schalthebels bei
eingelegtem Gang begrenzt ist. Solange der Schalthebel sich in diesem Bereich, der
eventuell um ein Toleranzband erweitert werden kann, aufhält, kann die
Schaltabsicht auf eine oder mehrere der folgenden Weisen zusätzlich abgefragt oder
erschwert oder behindert werden. Dieser Bereich ist ein Bereich der Lage des
Schalthebels ausgehend von der Gangruheposition in die Richtung, welche von der
Neutralposition wegweist.
Die Fig. 2 zeigt diesen Sachverhalt, wobei eine typische Schaltkulisse eines
Schaltgetriebes zur Bewegung des Schalthebels dargestellt ist. Entlang der
Schaltgassen 100 wird das Bedienelement oder der Schalthebel bewegt zum
Schalten der Gänge, beispielsweise aus der Neutralposition, wobei mittels der
Wählgassen 101 zwischen den Schaltgassen 100 gewechselt werden kann. Zur
Betätigung des Schalthebels aus einem Neutralbereich beispielsweise in den ersten
Gang wird der Schalthebel beispielsweise vom Punkt 102 zum Punkt 103 geführt, da
der Fahrer die Gangruheposition des ersten Ganges 104 nicht exakt kennt und in der
Regel auch nicht trifft. Nach dem Loslassen des Schalthebels relaxiert der
Schalthebel in die Gangruheposition 104, das heißt, der Schalthebel bewegt sich
vom Punkt 103 zum Punkt 104. Bei diesem Vorgang kann eine Geschwindigkeit des
Schalthebels auftreten, welche über dem vorgebbaren Grenzwert zum Auslösen
einer Schaltabsicht sein kann. Daher wird der Bereich 105 unterschiedlich betrachtet,
im Sinne der Schwellenwerte oder im Sinne des Auslösens einer Schaltabsicht, im
Vergleich zu dem Bereich 106, welcher von der Gangruheposition in Richtung auf
Neutral gerichtet ist, im Vergleich zu dem Bereich 105, welcher von der
Gangruheposition 104 von Neutralweg gerichtet ist.
In den ausgewählten Bereichen 105, welcher sich im Bereich der Gangruheposition
beispielsweise auch mit dem Bereich 106 überschneiden kann, wie es die Fig. 2a
zeigt, kann eine veränderte Bewertung von Signalen zur Erkennung einer
Schaltabsicht vorliegen, im Vergleich zu einer Bewertung im Bereich 104 und/oder 106.
Im Bereich des Überdrückens, 105 kann eine Schaltabsicht grundsätzlich als
unzulässig gewertet werden.
Weiterhin ist es möglich im Bereich des Überdrückens die vorgebbaren Grenzwerte
oder Auslöseschwellen zu erhöhen, das heißt, daß in den Bereichen des
Überdrückens eine Auslösung einer Schaltabsicht erhöhten Anforderungen an die
Veränderungen am Bedienhebel oder am Schalthebel erfolgen müssen. Weiterhin ist
es möglich, wenn das Weg- oder Geschwindigkeitssignal der Sensoren gefiltert wird
und insbesondere stärker gefiltert wird als im normalen Bereich, das heißt in diesem
Zusammenhang, daß eine Filterung mit einer erhöhten Zeitkonstante durchgeführt
wird, wobei dadurch eine zeitliche Glättung oder auch Verzögerung der
Auswirkungen erfolgt. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die oben genannten
Methoden nur für eine begrenzte Zeitdauer angewendet werden und nach Ablauf
dieser Zeitdauer die Verfahren zur Erkennung einer Schaltabsicht durchgeführt
werden, welche auch im Bereich 106 angewendet werden. Als Beginn des
Zeitraumes Δt, nach welchem die Erkennung einer Schaltabsicht nach den normalen
Methoden durchgeführt wird, kann in Frage kommen der Zeitpunkt der Erkennung
eines neu eingelegten Ganges oder der Zeitpunkt des Erreichens der
Gangruheposition oder der Zeitpunkt des Beginnes des Überdrückens oder der
Überschreitung der Gangruheposition oder der Überschreitung einer
Überdrückungsgrenze.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn eine Schaltabsicht nur dann als nicht
vorliegend gewertet und ein Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems
verhindert wird, während ein Überdrücken anhand der Sensorwerte detektiert wird.
Das Überdrücken kann etwa durch eine Kraftmessung oder eine Messung der
Dehnung der Außenschaltung, das heißt, der Verbindung zwischen Schalthebel und
Getriebe detektiert werden. Weiterhin ist auch eine Kombination der oben genannten
Bedingungen möglich.
Der Bereich des Überdrückens und ein Vorliegen der Schalthebelposition in einem
solchen Bereich des Überdrückens kann anhand der vorhandenen Sensoren
detektiert werden oder aber es werden zusätzliche Sensoren angeordnet, welche
beispielsweise als digitale oder kontinuierliche, analoge Sensoren aufgebaut sind
und die Position des Schalthebels im Bereich des Überdrückens erfassen.
Zur Erkennung einer Schaltabsicht anhand einer Bewegung eines Bedienelementes
wird nach dem oben geschilderten, der Betätigungsweg des Bedienelementes in
zumindest zwei Bereiche aufgeteilt, wobei der eine Bereich ausgehend von der
Neutralposition bis im wesentlichen zur Gangruheposition gewählt wird, und der
zweite Bereich, ausgehend von im wesentlichen der Gangruheposition in Richtung
von der Neutralposition wegweisend ausgelegt ist. Es kann eine unterschiedliche
Bewertung der Sensorsignale, der Bewegung Position, Geschwindigkeit,
Beschleunigung oder Kraft des Bedienelementes oder auf das Bedienelement
erfolgen, in Abhängigkeit davon, ob sich das Bedienelement in dem einen oder in
dem anderen Bereich befindet. Vorzugsweise kann eine Erhöhung der vorgebbaren
Grenzwerte in dem einen Bereich, welcher der Bereich des Überdrückens ist,
durchgeführt werden, um eine Schaltabsicht durch ein Relaxieren des Schalthebels
nach einem Schaltvorgang zu vermeiden.
Die Schaltabsichtserkennung bei einer automatisierten Kupplung hat im wesentlichen
die Aufgabe den Schaltwunsch des Fahrers zu detektieren. Wird aufgrund der im
Bereich der Steuereinheit eingehenden Sensorsignale und der entsprechenden
Auswertung dieser Signale ein Schaltwunsch erkannt, wird im allgemeinen die
Kupplung geöffnet, um ein Herausnehmen des Ganges mit nur geringen
fahrerseitigen Bedienkräften zu ermöglichen. Die Schaltabsicht wird in vielen Fällen
derart erkannt, daß ein oder mehrere Sensorsignale, die unter Umständen bereits
vorverarbeitet sind, wie beispielsweise gefiltert sind, eine feste oder auch variable
vorgebbare Schwelle überschreiten. Dabei kann es leicht zu einem Hin- und
Herschalten der Schaltabsicht kommen, wenn das Sensorsignal in abwechselnder
Reihenfolge die vorgebbare Schwelle überschreitet und anschließend wieder
unterschreitet und somit abwechselnd überschreitet und unterschreitet.
Beispielsweise ist dies dann möglich, wenn die Schaltabsicht anhand fester
Wegschwellen erkannt wird, wenn die Position des Handschalthebels diese
Schwellen überschreitet. Hält der Fahrer den Schalthebel an der Grenze der
Wegschwellen, etwa durch Handauflegen im Bereich des Schalthebels, oder schaltet
er sehr langsam, kann es alleine durch leichte Fahrzeug- oder Fahrerbewegungen,
wie Schwingungen, zu einem mehrmaligen Überschreiten oder Unterschreiten der
Schwellenwerte kommen. Auch das Öffnen der Kupplung kann eine
Fahrzeugbeschleunigung bewirken, die über den Fahrer oder das Fahrzeug auf den
Schalthebel zurückwirken kann.
Im Falle daß die Schaltabsicht durch eine Kraftmessung am Schalthebel detektiert
wird, oder an eine andere Stelle zwischen Getriebe und Schalthebel, ist ebenfalls ein
Hin- und Herschwingen oder Über- und Unterschreiten von Schwellenwerten
möglich. Überschreitet die Betätigungskraft einen gewissen Grenzwert, werde die
Schaltabsicht ausgelöst. Auch hier kann es bei bewußtem oder unbewußtem Halten
an der Auslöseschwelle zu Schwingungen, das heißt zu Über- und Unterschreiten
der Schwellenwerte kommen. Verstärkt wird der Effekt dadurch, daß die Kupplung bei
Schaltabsicht öffnet. Dadurch überträgt das Getriebe keine oder weniger Leistung
und die Schaltkraft kann so zurückgehen. Damit sinkt auch die Betätigungskraft und
die Auslöseschwelle wird wieder unterschritten. Der gleiche Effekt kann auch bei
einer Differenzwegmessung auftreten, bei welcher Wegmessungen an zwei
Positionen im Bereich zwischen Schalthebel und getriebeseitigen Schaltelementen
durchgeführt wird, wobei zwischen diesen Wegmeßstellen Elastizitäten vorhanden
sind. Vorteilhaft kann es in einem solchen Falle sein, wenn die vorgebbaren
Grenzwerte, welche überschritten sein müssen, um eine Schaltabsicht auszulösen
mit einer Hysterese versehen sind, das heißt, daß bei einem Überschreiten des
vorgebbaren Grenzwertes der Grenzwert um einen Betrag ΔGrenz abgesenkt wird.
Das heißt die Schwelle muß erstmals von dem Signal überschritten werden. Sobald
das Signal die Schaltabsichtsschwelle überschritten hat, oder den Grenzwert
überschritten hat, wird die Schwelle um einen gewissen Betrag abgesenkt. Erst wenn
das Signal die nun niedriger angesetzte Schwelle oder den niedriger angesetzten
Grenzwert wieder unterschreitet, wird die Schaltabsicht zurückgenommen und die
Schwelle oder der Grenzwert wird wieder erhöht. Der Betrag der Absenkung ΔGrenz
kann variabel oder zeitabhängig sein. In Abhängigkeit des Betriebspunktes, wie
beispielsweise des eingelegten Ganges, der Motordrehzahl oder der
Drosselklappenstellung kann der Wert ΔGrenz unterschiedlich gewählt werden und
anschließend sogar noch als Funktion der Zeit ansteigen oder abfallen. Alternativ
kann auch der Signalwert manipuliert werden, das heißt erhöht werden. Der Betrag
der Absenkung und der anschließenden Erhöhung kann sowohl zeitabhängig
beginnen, als auch zeitabhängig zurückgenommen werden. Diesen Sachverhalt
verdeutlicht die Fig. 3, in welcher ein Signal, beispielsweise eines Sensors zur
Detektion der Schaltabsicht als Funktion der Zeit dargestellt ist. Das Signal kann
beispielsweise ein Positionssignal des Bedienelementes, wie Schalthebel, sein,
welches als Funktion der Zeit detektiert wird.
Vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t₁ ist das Signal 200 kleiner als der vorgebbare
Grenzwert 201 zum Auslösen einer Schaltabsicht. Zum Zeitpunkt t₁ überschreitet das
Signal 200 die Schaltabsichtsschwelle, wodurch sofort die Schaltabsichtsschwelle
von dem Wert 201 auf den Wert 202 abgesenkt wird. Im Zeitbereich von t₁ bis t₂
variiert das Signal 200, erreicht jedoch erst zum Zeitpunkt t₂ die Schwelle 202, so daß
ab dem Zeitpunkt t₂ die Schaltabsicht als zurückgenommen gilt. Zum Zeitpunkt t₂ wird
gleichzeitig die Schaltabsichtsschwelle oder der vorgebbare Grenzwert zum
Auslösen einer Schaltabsicht auf den Wert 201 zurücksetzt. Als Variation einer festen
Schwelle 202 kann beispielsweise auch eine zeitabhängige Schwelle 203
vorgesehen sein.
Liegt ein Schaltabsichtssignal vor, das heißt liegt eine Betätigung des
Bedienelementes vor und ist beispielsweise das Motormoment unterhalb eines
vorgebbaren Grenzwertes, so wird ein Steuersignal von der Steuereinheit generiert,
das das Drehmomentübertragungssystem ausgerückt wird. Das Ausrücken des
Drehmomentübertragungssystemes kann nun zum einen schnellstmöglich erfolgen,
oder zum anderen angepaßt an den Schaltvorgang mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit. Beispielsweise kann mittels der im Bereich der Steuereinheit
eingehenden Sensorsignale der Fahrzustand des Fahrzeuges ermittelt und erkannt
werden, und anhand der Betriebszustandsdaten herangezogen werden, um die
Kupplung gegebenenfalls langsamer oder schneller zu öffnen, wenn eine
Schaltabsicht vorliegt. Dies kann vorteilhaft sein, um Auskuppelschläge zu
vermindern oder zu vermeiden. Wenn bei einer erkannten Schaltabsicht, die
Schaltgeschwindigkeit, das heißt die Geschwindigkeit des Bedienelementes
unterhalb einer vorgebbaren Schwelle liegt und dabei beispielsweise das
Motormoment unter einer vorgebbaren Schwelle liegt und/oder die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges unter einer vorgebbaren Schwelle liegt, so wird
die Kupplung langsamer, aber mit einer definierten Geschwindigkeit beispielsweise
30 Nm pro Sekunde geöffnet.
Ein normaler Schaltvorgang dauert in der Regel eine Zeitdauer im Bereich von 0.1
Sekunden bis 0.5 Sekunden. Ein langsamer Schaltvorgang kann somit in einem
Zeitbereich von beispielsweise 0.4 Sekunden bis 2 Sekunden oder auch eine längere
Zeitdauer angesiedelt werden. Die untere Grenze für einen solchen langsamen
Schaltvorgang von einem eingelegten Gang zu einem anderen eingelegten Gang
kann jedoch auch von dem Fahrzeug und dem im Fahrzeug vorhandenen Getriebe
abhängen. Ist bei Vorgabe eines festlegbaren Weges eine vorgebbare Zeitdauer
oder ein Grenzwert für eine vorgebbare Zeitdauer einer langsamen Schaltung, bei
einer Schalthebelbewegung bereits überschritten und der Grenzwert für den
vorgebbaren Weg ist nicht überschritten, so kann der Schaltvorgang als ein
langsamer Schaltvorgang identifiziert werden. Weiterhin kann anschließend das
Drehmomentübertragungssystem entsprechend der Vorgabe bei einem langsamen
Schaltvorgang angesteuert werden, wie beispielsweise langsam ausgerückt werden.
Die normale Geschwindigkeit zum Öffnen des Aktors kann beispielsweise im Bereich
von 1 bis 5000 Nm pro Sekunde liegen. Bei einem Betriebszustand des Fahrzeuges,
in welchem das Fahrzeug ankriecht, wobei ein Kriechen durch ein geringes
übertragbares Drehmoment, wie beispielsweise 10-20 Nm, kann es zweckmäßig
sein, wenn ein Öffnen der Kupplung bei einer Schaltabsicht langsamer durchgeführt
wird. Bei einer Geschwindigkeit des Öffnens der Kupplung von 30 Nm pro Sekunde
würde bei einem übertragbaren Kriechmoment von 15 Nm die Kupplung in einer
halben Sekunde komfortabel geöffnet werden. Die Öffnungsgeschwindigkeit des
Drehmomentübertragungssystems kann in Abhängigkeit des Betriebszustandes
berechnet oder bestimmt werden und kann in Abhängigkeit der Fahrsituation und der
Schaltsituation verschieden gewählt werden.
Zur Wahl der Öffnungsgeschwindigkeit steht der gesamte Bereich der vom Aktor des
Drehmomentübertragungssystems möglichen Geschwindigkeiten zur Verfügung.
Das Schaltabsichtssignal, wie es bislang beschrieben wurde, ist ein digitales Signal,
das heißt, es liegt eine Schaltabsicht vor, oder sie wird als nicht vorliegend gewertet
oder sie liegt nicht vor. Weiterhin kann das Schaltabsichtssignal als kontinuierliches
Signal bestimmt oder berechnet und verarbeitet werden. Bereits vor Überschreiten
einer Auslöseschwelle oder eines vorgebbaren Grenzwertes zum Auslösen einer
Schaltabsicht kann das Kupplungsmoment reduziert werden. Der Übergang vom
"langsamen Öffnen" des Drehmomentübertragungssystems zum "Schnellen
Aufreißen" des Drehmomentübertragungssystems wäre dann je nach Art der
fahrerseitigen Betätigung des Bedienelementes kontinuierlich. Auch im zeitlichen
Ablauf des Öffnens bei einer Schaltung wäre ein kontinuierlicher Übergang
vorhanden. In diesem Betriebszustand kann eine kurzzeitige Schlupfphase vor dem
Öffnen des Drehmomentübertragungssystems auftreten, während der Triebstrang
spannungsfrei gestellt wird, so daß dem Aufbau einer Schwingung der
Getriebeeingangsseite dadurch entgegengewirkt wird. Dies bedeutet, daß ein
zumindest geringfügiges Öffnen des Drehmomentübertragungssystems bei einer
detektierten Bewegung des Bedienelementes bereits angesteuert wird, obwohl der
vorgebbare Schwellenwert zum Erkennen einer Schaltabsicht noch nicht
überschritten ist. Der Betrag dieses zumindest geringfügigen Öffnens kann in
Abhängigkeit von gefilterten oder verarbeiteten Signalwerten gewählt werden, wobei
die typischen Vibrationen des Schalthebels unberücksichtigt bleiben sollten.
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 Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen
Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche
unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Beschreibung
beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom
binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder
Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung
und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den
Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten
erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand
oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit
sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (11)
1. Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem
automatisierten Drehmomentübertragungssystem, wie beispielsweise
Kupplung, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines Bedienelementes, wie
beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, wobei eine Sensoreinrichtung die
Betätigung des Bedienelementes detektiert und von einer Steuereinheit ein
Steuersignal erzeugbar ist, worauf das Drehmomentübertragungssystem bei
einer Betätigung des Bedienelementes ausgerückt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuersignal erzeugt wird wenn bei einer Betätigung
des, Bedienelementes, ein Lasthebel, wie Gaspedal, und eine Bremse
gleichzeitig betätigt sind.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine
Betriebsbremse oder Feststellbremse ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Steuersignal erzeugt wird, wenn ein Lasthebel, eine Betriebsbremse und eine
Feststellbremse gleichzeitig betätigt sind.
4. Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem
automatisierten Drehmomentübertragungssystem, wie beispielsweise
Kupplung, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines Bedienelementes, wie
beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, wobei eine Sensoreinrichtung die
Betätigung des Bedienelementes detektiert und von einer Steuereinheit ein
Steuersignal erzeugbar ist, worauf das Drehmomentübertragungssystem bei
einer Betätigung des Bedienelementes ausgerückt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuersignal erzeugt wird, wenn bei einer Betätigung
des Bedienelementes die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorgebbarer
Grenzwert ist.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der vorgebbare
Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich von 0 bis 50 km/h,
vorzugsweise von 0 bis 30 km/h, und insbesondere von 0 bis 10 km/h ist.
6. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes, wie beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, eine
Sensoreinrichtung detektiert die Betätigung des Bedienelementes und von
einer Steuereinheit ist ein Steuersignal erzeugbar, worauf das
Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes
ausgerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal erzeugt wird
und das Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des
Bedienelementes ausgerückt wird, wenn zumindest eine der folgenden
Bedingungen erfüllt sind:
- - der Leerlaufschalter ist betätigt,
- - der Lasthebel ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Drosselklappenwinkel ist kleiner ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Betriebsbremse ist betätigt,
- - die Feststellbremse ist betätigt,
- - ein Sensor zeigt eine geöffnete Fahrzeugtür an,
- - die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - das Motormoment ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Motordrehzahl ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient des Motormomentes ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Motordrehzahl ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert.
7. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes, wie beispielsweise Schalthebel, wählbar ist, eine
Sensoreinrichtung detektiert die Betätigung des Bedienelementes und von
einer Steuereinheit ist ein Steuersignal erzeugbar, worauf das
Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des Bedienelementes
ausgerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal erzeugt wird
und das Drehmomentübertragungssystem bei einer Betätigung des
Bedienelementes nach einer Wartezeit Dt ausgerückt wird, wenn nach dieser
Wartezeit das Bedienelement weiterhin betätigt ist und zumindest eine der
folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- - der Leerlaufschalter ist betätigt,
- - der Lasthebel ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Drosselklappenwinkel ist kleiner ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Betriebsbremse ist betätigt,
- - die Feststellbremse ist betätigt,
- - ein Sensor zeigt eine geöffnete Fahrzeugtür an,
- - die Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - das Motormoment ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - die Motordrehzahl ist kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient des Motormomentes ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Motordrehzahl ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert,
- - der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei negativem Gradient betragsmäßig größer als ein vorgebbarer Grenzwert.
8. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes wählbar ist und eine Sensoreinrichtung die Betätigung des
Bedienelementes innerhalb der Schaltkulisse eines Getriebes detektiert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse in zumindest zwei Bereiche
geteilt ist, in welchen unterschiedliche Grenzwerte zur Ermittlung einer
Schaltabsicht verwendet werden.
9. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes wählbar ist und eine Sensoreinrichtung die Betätigung des
Bedienelementes innerhalb der Schaltkulisse eine Getriebes detektiert, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Ermittlung einer Schaltabsicht verwendeten
Grenzwerte als Funktion der Zeit verändert werden.
10. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem automatisierten
Drehmomentübertragungssystem, wobei die Getriebeübersetzung mittels eines
Bedienelementes wählbar ist und eine Sensoreinrichtung die Betätigung des
Bedienelementes innerhalb der Schaltkulisse eine Getriebes detektiert, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Ermittlung einer Schaltabsicht verwendeten
Grenzwerte bei Erreichen oder Überschreiten der Grenzwerte verändert, wie
erhöht oder reduziert werden.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4, 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuersignal ebenfalls erzeugt wird, wenn zusätzlich ein Lasthebel, wie
Gaspedal, betätigt ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LUK GETRIEBE-SYSTEME GMBH, 77815 BUEHL, DE DAIMLER |
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8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16D 48/06 |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE LUK GETRIE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LUK GS VERWALTUNGS KG, 77815 BUEHL, DE DAIMLERCHRY |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LUK GS VERWALTUNGS KG, 77815 BUEHL, DE Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LUK GS VERWALTUNGS KG, 77815 BUEHL, DE Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |